Передумови проекту
Міські очисні споруди (ОСВ) займають площу 35 000 м² і спочатку були побудовані в приміській зоні, оточеній рибними ставками та відкритим простором. З розвитком урбанізації він тепер розташований у густонаселеному житловому та комерційному районі. Запах нечистот і шум заводу суттєво впливають на мешканців поблизу.
Станція спочатку була спроектована для очищення стічних вод з витратою 140 000 м³/день. Якість його стічних вод має відповідати класу 1B китайського «Стандарту скидання забруднюючих речовин для міських очисних споруд» (GB 18918-2002).
Перед подачею на очисну установку стічні води проходять попередню очистку через сито грубого, середнього та тонкого очищення. Первинна очистка включає камеру з аерованим піском, а потім вторинну очистку через канаву окислення та вторинний відстійник. Нарешті, стічні води скидаються до зовнішнього колодязя через трубу діаметром 1 метр, звідки вони стікають у закриту водопропускну мережу.
Оновлення плану дизайну
Масштаб і цільові показники якості стоків
Згідно з техніко-економічним обґрунтуванням, потужність станції залишається на рівні 140 000 м³/добу, а надлишок стічних вод направляється на насосну станцію для передачі на іншу очисну станцію. Стічні води не тільки скидаються в річки, але й повторно використовують воду в довколишніх озерах. Таким чином, стічні води повинні відповідати як класу 1A GB 18918-2002, так і «Стандартам якості води для повторного використання міських стічних вод у ландшафтних екологічних водах» (GB/T 18921-2002). Крім того, щоб запобігти евтрофікації в озерах, стоки повинні відповідати стандартам класу IV відповідно до «Стандарту якості поверхневих вод» (GB 3838-2002).
Проектування процесу
Проект вибрав процес «AAO + MBR» для модернізації заводу. У процесі обробки осаду використовується відцентрова зневоднювальна машина для зниження вмісту вологості осаду до рівня нижче 80%, а пісок і шлам відправляються в міський муніципальний центр обробки осаду.
Для визначення оптимальних умов і робочих параметрів було проведено комплексне моделювання за допомогою програмного забезпечення Biowin на основі моделі зброджування активного мулу (ASDM) з мінімізованим споживанням енергії та хімікатів.
Загальний дизайн
Завод має обмежену площу близько 33 000 м². Ми зберегли його існуючі структури, такі як адміністративно-диспетчерська будівля. Виробничі споруди, які не відповідали стандартам каналізації чи будівництва, такі як попередня очистка, канава окислення, зона зневоднення осаду та диспетчерська, були різною мірою модернізовані.
Наприклад, ми побудували блок MBR для заміни вторинного відстійника, об’єднавши такі функції, як аеробні резервуари, мембранні резервуари, камери повітродувки та камери дозування хімікатів, а також резервуари для дезінфекції. Ці пристрої доводять стічні води до стандартів скидання оборотної води.
Основні розрахункові параметри конструкцій
Зміни-попереднього лікування
1) Грубі екрани
Розміри: 5,6 м х 8,1 м, висота: 4,9 м
Канали: 3, заміна існуючих грубих грохотів 50 мм на поворотні грохоти 20 мм.
Ширина каналу: 1,9 м, глибина води перед екраном: 0,95 м, кут установки: 70 градусів, зазор між екраном: 20 мм
2) Середні екрани
Розміри: 5,8 м х 10,1 м, висота: 4,9 м
Канали: 4, модернізація машин з грохотом 15 мм до роторних грохотів 6 мм
Ширина каналу: 1,9 м, глибина води перед екраном: 0,70 м, кут установки: 70 градусів, зазор між екраном: 5 мм
3) Тонкі екрани
Розміри: 7,1 м х 11,15 м, висота: 1,5 м
Модернізація з 6-міліметрових поворотних сит на 3-міліметрові перфоровані пластинчасті сита зі збереженням існуючих каналів
Ширина каналу: 2,1 м, глибина води перед екраном: 1,5 м, зазор: 3 мм
Оснащений 4 перфорованими пластинчастими сітками (1,5 кВт кожна) і 2 насосами зворотного промивання з витратою 36 м³/год кожен4) Модифікації мембранної сітки
Оригінальна насосна кімната повернення осаду була перепрофільована як кімната мембранного екрану. Розміри тонкого екрану складають 6,1 м × 8,8 м при висоті 2,2 м. Встановлено чотири мембранні екрани, з яких три робочі та один резервний, номінальною потужністю 1,5 кВт кожен. Кожен канал має ширину 1,4 м, глибину води перед екраном 1,1 м і зазор екрану 1 мм. Передбачено два насоси зворотного промивання, кожен зі швидкістю потоку 36 м³/год і потужністю 15 кВт, із часом роботи, встановленим на 1:2–1:4, відношення-до-зупинки.
Модифікації канави окислення
Дві існуючі окислювальні канави було модифіковано в анаеробні-аноксидні резервуари, кожна з проектною швидкістю потоку 70 000 м³/день. Анаеробна секція має час утримування 1,0 години, тоді як аноксична секція має час утримання 2,7 години, з ефективною глибиною води 3,9 м. Кожна анаеробна ємність оснащена шістьма високошвидкісними занурювальними мішалками потужністю 3,7 кВт, а кожна безкислородна ємність має дванадцять низькошвидкісних занурювальних мішалок потужністю 2,3 кВт. Коефіцієнт повернення мулу з безкисневих до анаеробних резервуарів коливається від 100% до 200%.
Комплексна структура MBR
Чотири існуючі вторинні відстійники були замінені на дві нові структури MBR (мембранний біореактор), кожна з проектною потужністю 70 000 м³/добу. Розміри кожного блоку МБР складають 82,34 м × 38,18 м і включають наступні компоненти:
1) Аеробний танк
Розміри: 37,70 м × 36,25 м з ефективною глибиною води 6,0 м
Час утримування: 2,4 години, оснащений 1216 трубчастими аераторами на резервуар (загалом 2432 в обох резервуарах)
Кожен аератор має швидкість потоку повітря 7,2 м³/год, а швидкість повернення осаду з аеробної камери в безкисневий резервуар становить 300%.
2) Мембранний резервуар MBR
Загальні розміри на резервуар: 45,46 м × 31,85 м, включаючи розподільні, мембранні, зворотні канали та баки для очищення
Глибина мембранного резервуару: 5 м при ефективній глибині води 3,7 м
Розподільний канал: 39,6 м × 2,1 м, зворотний канал: 39,6 м × 1,5 м
Мембранний бак розділений на вісім камер, кожна 26,65 м × 4,6 м, з трьома очисними камерами для очищення водою, кислотою та лугом
Кожен резервуар має вісім рядів, шість з десятьма модулями мембрани з порожнистих волокон PVDF і два з дев’ятьма модулями
Розрахункова продуктивність на мембранний модуль становить 897,5 м³/добу, з потоком 17,81 л/(м³·год) і швидкістю аерації 849,6 Нм³/хв, підтримуючи співвідношення повітря-до-води 8,7:1
Швидкість повернення мулу з мембранного бака в аеробний бак становить 400%.
3) Насосне відділення повернення осаду
Дві бювети, кожна 10,9 м × 8,51 м, з вісьмома зворотними насосами
Чотири насоси передають мул із мембрани в аеробний резервуар (Q=2,910 м³/год, H=0.5 м, N=18.5 кВт)
Чотири насоси повертають осад з аеробної камери в безкисневий резервуар (Q=2,190 м³/год, H=3.0 м, N=37 кВт)
4) Кімната комплексного обладнання
Дво-сталева-бетонна + каркасна конструкція, 44,5 м × 6,61 м
Верхній поверх: кімната керування системою MBR та засоби дозування гіпохлориту натрію та лимонної кислоти
Нижній поверх: 9 водяних насосів (8 використовуються, 1 як резервний, змінна частота, Q=493 м³/год, H=11–13 м, N=22 кВт) і 4 мулових насоси (3 використовуються, 1 резервний, Q=80 м³/год, H=20 м, N=11 кВт)
5) Повітродувна
Вбудований над аеробним резервуаром, розміри кожної повітряної кімнати: 38,46 м × 7,8 м
У кожній кімнаті є три повітродувки (один великий і два малих, взаємозамінні для резервування)
Великий вентилятор: Q=146 м³/м, H=7.5 м, N=223 кВт
Малий вентилятор: Q=73 м³/м, H=7.5 м, N=112 кВт
Чотири мембранні повітродувки (дві великі і дві маленькі, з резервуванням між великим і двома маленькими повітродувками)
Великий вентилятор: Q=213 м³/хв, H=4.5 м, N=223 кВт
Малий вентилятор: Q=106.5 м³/хв, H=4.5 м, N=112 кВт
Контактна ємність для дезінфекції / кімната дозування / насосна кімната для підйому стічних вод
Дезінфекційний контактний резервуар, дозувальна кімната та насосне відділення стоків об’єднані в єдину споруду продуктивністю 140 000 м³/добу. Загальний розмір контактного резервуара для дезінфекції становить 25,05 м × 23,35 м, висота – 4,9 м і ефективна глибина – 4,0 м, в результаті чого ефективний об’єм становить 2300 м³. Час контакту становить 23,66 хвилини з додатковими 7,12 хвилинами у стічній трубі, для загального часу контакту 30,78 хвилин. Встановлено 4 занурювальні насоси (3 робочі, 1 резервний), кожен потужністю Q=2 000 м³/год, H=16 м і N=132 кВт.
У камері дозування, розташованій над резервуаром для дезінфекції, як дезинфікуючий засіб використовується діоксид хлору з концентрацією 8 мг/л. Твердий поліалюміній хлорид (PAC) дозується з максимальною швидкістю 30 мг/л для хімічного видалення фосфору, а ацетат натрію використовується як зовнішнє джерело вуглецю для посилення видалення TN з максимальною швидкістю дозування 30 мг/л.
Резервуар для зберігання мулу
Новозбудований шламонакопичувач являє собою підземний залізобетонний резервуар розміром 9,0 м × 9,0 м і ефективною глибиною води 5 м, що забезпечує ефективний об’єм 405 м³. Всередині ємності встановлена занурювальна мішалка для забезпечення стабільної продуктивності зневоднення шляхом перемішування під час зневоднення осаду. Ємність також оснащена ультразвуковим вимірювачем рівня осаду, що дозволяє-відображати об’єм осаду в реальному часі як у центральній диспетчерській, так і в зоні зневоднення. Насос подачі мулу може бути зупинений, коли рівень мулу занадто високий, а змішувач зупиняється, коли рівень низький.
Ремонт приміщення зневоднення осаду
Раніше для обробки осаду використовували стрічкову сушарку. Після модернізації оригінальна стрічкова сушарка відповідала вимогам щодо потужності зневоднення осаду, але проблеми із запахом, пов’язані з осадом, не могли бути належним чином усунені. Тому замість стрічкової сушарки вводяться відцентрові зневоднювальні машини. Розроблено чотири горизонтальні спіральні відстійні зневоднювальні машини, три з яких використовуються і одна як резервна, працюють по 12 годин на день. Кожна машина має продуктивність (Q) 60 м³/год і потужність (N) 66 кВт.
Система контролю запаху
Через обмежену кількість землі на цій очисній станції, у проекті було прийнято -децентралізоване очищення запахів на місці з виділенням шести місць:
1. Система контролю запаху 1: боротьба із запахами із зони попередньої обробки за допомогою дезодоруючої-системи на рослинній основі з продуктивністю 6200 м³/год.
2. Система контролю запаху 2: призначена для приміщення зневоднення осаду та резервуару для зберігання осаду з потужністю-системи дезодорації на заводі 4500 м³/год.
3. Система контролю запаху 3: боротьба із запахами з анаеробних/аноксичних резервуарів. Кожен резервуар має загальну пропускну здатність 13 000 м³/год. Через обмеження простору в приміщенні, де розміщені резервуари, дві системи контролю запаху біофільтрації, кожна з продуктивністю 6500 м³/год, встановлені в двох окремих приміщеннях на конструкції резервуару. Два агрегати мають одну витяжну трубу та можуть працювати незалежно.
4. Обладнання для біологічного контролю запаху 4: розроблено для двох інтегрованих структур MBR із двома блоками біофільтрації, встановленими на аеробних резервуарах, які очищають запахи із загальною продуктивністю 43 000 м³/год для економії місця.
Обговорення концепцій зеленого дизайну в проектуванні станцій водовідведення
1. AquaSust використовує різноманітні рослини для створення багато-шарових, багато-конфігурацій рослин, щоб продемонструвати екологічний вплив рослинної спільноти.
По-друге, завод знаходиться в центрі освітньої зони, а біля головного входу ми встановили керамічний водограй. Очищена вода повторно використовується для озеленення, щоб підвищити обізнаність людей щодо збереження води та захисту навколишнього середовища.
2. Що стосується дизайну ландшафту та зелених насаджень, то наша тема «збереження ресурсів і захисту навколишнього середовища» узгоджується з концепцією розвитку «міста-губки», що має низький{1}}наслідок. Інноваційні ініціативи AquaSust включають зелені дахи, вертикальне озеленення та екологічно чисті паркінги.
Ми також покриваємо канаву окислення ґрунтом, щоб створити міський «міні-парк», який відображає екологічну красу та гармонію між людиною та природою. Концепцію «міста-губки» можна використовувати як теплоізоляційний матеріал для будівель і зменшити стікання даху та забруднення.
Результати обробки якості води
Після проекту покращення якості оновлена очисна споруда офіційно почала працювати в грудні 2016 року. Середня якість води на вході та виході з січня по грудень 2017 року наведена в таблиці 2.
Резюме всебічного аналізу переваг
Земельна економія
Проект охоплює загальну площу 34 991,54 м² із -індикатором землекористування 0,25 м²/(м³∙д), що становить лише 25-30% від 0,80–0,95 м²/(м³·д), визначених у *Стандартах будівництва міських очисних інженерних проектів* 2001 р. для вторинної біохімічної + передової процесів очищення, заощадивши понад 77 000 м² землі та приблизно 170 мільйонів юанів.
Енергозбереження
Споживання електроенергії в очищених стічних водах за проектом становить 0,46 кВт-год/м³ порівняно з 0,50–0,60 кВт-год/м³ на існуючих побутових установках з мембранним процесом очищення, що представляє розумно низький-рівень споживання енергії. Щорічна економія електроенергії становить щонайменше 2 мільйони кВт/год, при цьому економія електроенергії становить приблизно 1,6 мільйона юанів.
Збереження води
Стічні води проекту після поглибленої очистки можуть повторно використовуватися як озерна вода восени та взимку, зменшуючи залежність від водопровідної води. Такий консервативний підхід економить близько 4 мільйонів м³ води щорічно.
Економія матеріалів
У проекті повторно використовуються існуючі об’єкти (наприклад, гауптвахта, головна будівля, зона попередньої обробки, канави для окислення, кімната зневоднення осаду та центральна диспетчерська), заощаджуючи близько 80 мільйонів юанів на інвестиціях. Використання PAC і джерел вуглецю залишається нижче 30 мг/л порівняно з приблизно 50 мг/л у аналогічних проектах, заощаджуючи приблизно 20 мг/л. Щорічна економія в PAC і джерелах вуглецю становить приблизно 1000 тонн або 2,5 мільйона юанів.
Екологічні переваги
Підвищення якості значно зменшує забруднюючі скиди в річки. При масштабі очищення 140 000 м³/день оцінюється зменшення забруднюючих речовин на такі річні обсяги: CODCr на 13 100 т, БПК5 на 4 740 т, SS на 8 320 т, TN на 960 т і TP на 140 т.
Переваги екологічного ландшафту
Проект забезпечує повномасштабне-зменшення запаху та шуму заводу, одночасно покращуючи загальний ландшафт заводу, перетворюючи його на міський сад, що значно покращує якість життя мешканців поблизу.
Висновок
Компанія AquaSust завершила проект очищення стічних вод заводу за допомогою процесу «AAO + MBR» на основі екологічної, кругової та низько-вуглецевої концепції очищення стічних вод.
Незважаючи на такі труднощі, як обмежена площа, чутливість до навколишнього середовища та суворі стандарти викидів, операційні дані показують, що ми успішно досягли кількох цілей. До них належать покращення стандартів очищення води, переробка та повторне використання стічних вод, оптимізація зменшення запаху та шуму, а також покращення загального ландшафту.