एएओ ऑक्सीडेशन डिच + एमबीबीआर अपग्रेड: कैसे 40,000 वर्ग मीटर प्रति दिन का ग्वांगडोंग संयंत्र 0.219 आरएमबी प्रति वर्ग मीटर पर कक्षा 1ए तक पहुंच गया

नगर निगम के अपशिष्ट जल संयंत्र को कक्षा 1बी से कक्षा 1ए में अपग्रेड करना कोई कागजी कार्रवाई नहीं है - यह एक हाइड्रोलिक, जैविक और वित्तीय समस्या है। जब ग्वांगडोंग में 40,000 m³/d संयंत्र को इस आदेश का सामना करना पड़ा, तो इसकी मौजूदा AAO ऑक्सीकरण खाई पहले से ही पूरी क्षमता पर थी। एनोक्सिक और एरोबिक क्षेत्रों में कोई भौतिक पृथक्करण नहीं था। मिक्सर फेल हो रहे थे. डिफ्यूज़र जाम हो गए थे. और प्रभावशाली सी/एन अनुपात विश्वसनीय रूप से विनाइट्रीकरण को चलाने के लिए बहुत कम था। यह केस अध्ययन बताता है कि कैसे परियोजना टीम ने बीएएफ के मुकाबले एमबीबीआर का मूल्यांकन किया, रेट्रोफिट दृष्टिकोण का चयन किया, और 0.219 आरएमबी प्रति घन मीटर की अतिरिक्त परिचालन लागत पर कक्षा 1 ए अपशिष्ट को वितरित किया।

चुनौती

पूर्ण क्षमता पर अतिभारित ऑक्सीकरण खाई

40,000 m³/d की डिज़ाइन क्षमता वाला प्लांट, डिस्चार्ज मैंडेट आने पर लगभग पूर्ण हाइड्रोलिक लोड पर चल रहा था। मूल प्रक्रिया एक एकल ए/ए/ओ ऑक्सीकरण खाई थी जो अपने युग के लिए कक्षा 1बी मानकों - पर निर्वहन करती थी, लेकिन आगे की कड़ी सीमाओं के लिए कम आकार की और - से कम कॉन्फ़िगर की गई थी।

परियोजना टीम ने निदान चरण के दौरान पांच प्रमुख कमियों की पहचान की:

अपर्याप्त अवधारण समय.मौजूदा टैंक की मात्रा क्लास 1ए लोडिंग स्थितियों के तहत विश्वसनीय नाइट्रिफिकेशन और डिनाइट्रिफिकेशन के लिए आवश्यक हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय को बनाए नहीं रख सकती है।

ख़राब प्रवाह पृथक्करण.एनोक्सिक और एरोबिक ज़ोन के बीच कोई विभाजन दीवार मौजूद नहीं थी, और कोई नाइट्रेट रीसर्क्युलेशन नियंत्रण द्वार नहीं था। मिश्रित शराब का मिश्रण अनियंत्रित था, जिससे घुलित ऑक्सीजन के साथ एनोक्सिक क्षेत्र पतला हो गया और डिनाइट्रीकरण दक्षता कम हो गई।

मिक्सर की विफलता.मौजूदा सबमर्सिबल मिक्सर इस कार्य के लिए कम आकार के थे और 10 ग्राम/लीटर तक पहुंचने वाली उच्च कीचड़ सांद्रता के तहत विफल हो गए थे, जिससे मृत क्षेत्र निकल गए जहां ठोस जमा हो गए और सेप्टिक बन गए।

एनोक्सिक क्षेत्र में अत्यधिक डीओ।भौतिक पृथक्करण के बिना और असफल मिक्सर के साथ, एरोबिक क्षेत्र से घुलित ऑक्सीजन अनॉक्सी क्षेत्र में प्रवाहित होती है, जिससे डीनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया दब जाते हैं और सीमित कार्बन स्रोत बर्बाद हो जाता है।

बंद वातन विसारक और कम सी/एन अनुपात।वर्षों के संचालन के कारण बारीक बुलबुला डिफ्यूज़र ख़राब हो गए थे, जिससे ऑक्सीजन स्थानांतरण दक्षता कम हो गई थी। आने वाले अपशिष्ट जल में स्वाभाविक रूप से कार्बन का अनुपात कम था, जिससे अन्य परिस्थितियों के अनुकूल होने पर भी ईंधन विनाइट्रीकरण के लिए अपर्याप्त कार्बनिक सब्सट्रेट रह गया था।

प्रक्रिया चयन

एमबीबीआर बनाम बीएएफ: एक संरचित तुलना

प्रोजेक्ट टीम ने दो बायोफिल्म आधारित अपग्रेड पथों का मूल्यांकन किया: मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) और बायोलॉजिकल एरेटेड फिल्टर (बीएएफ)। दोनों सैद्धांतिक रूप से कक्षा 1ए प्रवाह को प्राप्त कर सकते थे, लेकिन रेट्रोफिट संदर्भ में व्यावहारिक व्यापार-बंद निर्णायक थे।

मूल्यांकन निर्णायक रूप से पक्ष में समाप्त हुआएमबीबीआर. अतिरिक्त भूमि अधिग्रहण के बिना मौजूदा ऑक्सीकरण खाई में पुनः स्थापित करने की क्षमता प्राथमिक चालक थी, जो कम पूंजी और परिचालन लागत और परिचालन सादगी द्वारा समर्थित थी जिसे एक नगरपालिका संयंत्र टीम न्यूनतम पुनर्प्रशिक्षण के साथ प्रबंधित कर सकती थी।

डिजाइन के पैमाने

प्रभावशाली विशेषताएँ और निर्वहन लक्ष्य

डिज़ाइन प्रभावशाली और लक्ष्य प्रवाह गुणवत्ता को डीबी 44/26-2001 (गुआंग्डोंग प्रांतीय मानक) और जीबी 18918-2002 कक्षा 1ए (राष्ट्रीय मानक) की अधिक कठोर सीमाओं के विरुद्ध बेंचमार्क किया गया था। जब तक उल्लेख न किया गया हो, सभी मान mg/L में हैं।

प्रक्रिया प्रवाह

उन्नत उपचार ट्रेन

उन्नत प्रक्रिया लाइन कक्षा 1ए की कठोर एसएस और टीपी सीमाओं को पूरा करने के लिए नई तृतीयक उपचार इकाइयों के साथ रेट्रोफिटेड एएओ -एमबीबीआर ऑक्सीकरण खाई को एकीकृत करती है:

इनलेट → बढ़िया स्क्रीन (3 मिमी) → एएओ-एमबीबीआर ऑक्सीकरण खाई → द्वितीयक स्पष्टीकरण → लिफ्ट स्टेशन → उच्च-दक्षता अवसादन टैंक → फाइबर डिस्क फ़िल्टर → यूवी कीटाणुशोधन → दुकान

एएओ-एमबीबीआर रेट्रोफिट विवरण

दो समानांतर खाइयाँ, प्रत्येक 20,000 m³/d पर

रेट्रोफ़िट ने दोनों ऑक्सीकरण खाइयों को समानांतर में लक्षित किया, प्रत्येक आधे डिज़ाइन प्रवाह को संभालता है। प्रमुख संशोधन इस प्रकार थे.

अनॉक्सी क्षेत्र (6,792 वर्ग मीटर)।भौतिक रूप से अलग एनोक्सिक कम्पार्टमेंट बनाने के लिए पुनर्निर्मित आंतरिक गाइड दीवारों को स्थापित किया गया था, जिससे डीओ को एरोबिक क्षेत्र से वापस मिश्रित होने से रोका जा सके। नए सबमर्सिबल मिक्सर को 10 ग्राम/लीटर तक मिश्रित शराब सांद्रता पर ठोस निलंबन बनाए रखने के लिए आकार दिया गया था, जिससे मूल विन्यास को प्रभावित करने वाले मृत क्षेत्रों को खत्म कर दिया गया था।

एमबीबीआर वाहकों के साथ एरोबिक क्षेत्र (14,297 वर्ग मीटर)।एरोबिक अनुभाग को पारंपरिक सक्रिय कीचड़ क्षेत्र और 4,980 वर्ग मीटर के एक समर्पित एमबीबीआर क्षेत्र में विभाजित किया गया था। बायोफिल्म वाहक 4.987 x 10&sup5 का कुल प्रभावी सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं; संलग्न माइक्रोबियल वृद्धि के लिए वर्ग मीटर, टैंक की मात्रा में विस्तार किए बिना बायोमास सूची में नाटकीय रूप से वृद्धि।

वाहक विशिष्टताएँ.800 m²/m³ से अधिक या उसके बराबर के विशिष्ट सतह क्षेत्र वाले उच्च -घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई) वाहक का चयन किया गया था। कुल वाहक मात्रा 209 वर्ग मीटर है, जिससे लगभग 12.5% ​​- का भरण अनुपात प्राप्त होता है, विशेष रूप से, परियोजना टीम ने इस बात पर जोर दिया कि भरण अनुपात प्राथमिक डिजाइन मानदंड नहीं था; आवश्यक बायोफिल्म सतह क्षेत्र ने वाहक मात्रा निर्धारित की, और 12.5% ​​परिणामी मूल्य था।

प्रतिधारण स्क्रीन.मिश्रित शराब और निलंबित ठोस पदार्थों के मुक्त मार्ग की अनुमति देते हुए वाहकों को निर्दिष्ट डिब्बे के भीतर बनाए रखने के लिए एमबीबीआर ज़ोन के इनलेट और आउटलेट दोनों पर स्टेनलेस स्टील वेज - वायर स्क्रीन स्थापित की गई थीं।

नाइट्रेट पुनःपरिसंचरण पंप.Q=833.4 m³/h पर रेट किए गए नए रीसर्क्युलेशन पंप एरोबिक ज़ोन से समृद्ध मिश्रित शराब को वापस एनोक्सिक ज़ोन में लौटाते हैं, जिससे नियंत्रित रीसर्क्युलेशन अनुपात पर डिनाइट्रीकरण होता है।

वातन उन्नयन.मूल ब्लोअर को दो 152 किलोवाट इकाइयों से बदल दिया गया था, जिनमें से प्रत्येक 7:55 के डिज़ाइन वायु {{2}से {3}जल अनुपात पर 115 m³/मिनट प्रदान करता था, जो मूल 5:1 अनुपात से एक महत्वपूर्ण कदम था, जो एक नाइट्रिफाइंग बायोफिल्म प्रणाली की उच्च ऑक्सीजन मांग को दर्शाता है।

नई तृतीयक उपचार इकाइयाँ

कक्षा 1ए एसएस और टीपी अनुपालन के लिए पॉलिशिंग

अकेले जैविक उपचार कक्षा 1ए की 10 मिलीग्राम/एल एसएस और 0.5 मिलीग्राम/एल टीपी सीमा को विश्वसनीय रूप से प्राप्त नहीं कर सकता है। तीन डाउनस्ट्रीम पॉलिशिंग इकाइयाँ जोड़ी गईं।

उच्च-दक्षता अवसादन टैंक।दो समानांतर इकाइयाँ, प्रत्येक की रेटिंग 833.34 m³/m²·h है, सतह लोडिंग दर 8.17 m³/m²·h है। पीएसी (पॉलीएल्यूमिनियम क्लोराइड) और पीएएम (पॉलीएक्रिलामाइड) को रासायनिक फॉस्फोरस हटाने और फ्लोक्यूलेशन के लिए लगाया जाता है, जो टीपी और अवशिष्ट एसएस दोनों को लक्षित करता है।

फाइबर डिस्क फ़िल्टर.दो इकाइयाँ, प्रत्येक में 3,000 मिमी व्यास की 12 डिस्क हैं, जो 5.6 से 7.8 m³/h·m² की निस्पंदन दर प्रदान करती हैं। स्वचालित मीडिया सफाई के लिए चार बैकवाश पंप स्थापित किए गए हैं। डिस्क फ़िल्टर कीटाणुशोधन से पहले निलंबित ठोस पदार्थों के लिए अंतिम भौतिक बाधा के रूप में कार्य करता है।

यूवी कीटाणुशोधन।33.22 किलोवाट की पराबैंगनी प्रणाली जिसमें प्रत्येक 320W के 96 लैंप हैं, 56,400 m³/d के चरम प्रवाह के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्राप्त पानी में कीटाणुशोधन उपोत्पाद निर्माण और अवशिष्ट क्लोरीन विषाक्तता से बचने के लिए क्लोरीनीकरण के स्थान पर यूवी का चयन किया गया था।

निवेश और परिचालन लागत

पूंजीगत विश्लेषण और लागत प्रति घन मीटर

कुल परियोजना निवेश था32.14 मिलियन आरएमबी, निम्नानुसार आवंटित:

अपग्रेड की वृद्धिशील परिचालन लागत की गणना की गई थी0.219 आरएमबी/एम³, डिज़ाइन प्रवाह पर प्रति वर्ष लगभग 3.20 मिलियन आरएमबी का अनुवाद। विवरण इस प्रकार है:

चाबी छीनना

ऑक्सीडेशन डिच रेट्रोफिट्स के लिए पांच सबक

1. एमबीबीआर न्यूनतम सिविल कार्यों के साथ मौजूदा ऑक्सीकरण खाइयों में फिट बैठता है।गुआंग्डोंग रेट्रोफिट के लिए जैविक चरण - के लिए किसी नए टैंक निर्माण की आवश्यकता नहीं थी, मौजूदा खाई पदचिह्न के भीतर वाहक, स्क्रीन, मिक्सर और ब्लोअर स्थापित किए गए थे। इसने अकेले एमबीबीआर को बीएएफ की तुलना में आर्थिक रूप से बेहतर विकल्प बना दिया।

2. भरण अनुपात एक आउटपुट है, इनपुट नहीं।डिज़ाइन टीम ने इस बिंदु पर जोर दिया: नाइट्रोजन लोडिंग और लक्ष्य नाइट्रीकरण दर - से गणना की गई आवश्यक बायोफिल्म सतह क्षेत्र - यह निर्धारित करती है कि कितने वाहक की आवश्यकता है। भरण अनुपात (इस मामले में 12.5%) वह है जो वाहक मात्रा के बराबर होता है। मनमाने भरण प्रतिशत से शुरुआत न करें.

3. कक्षा 1ए के लिए डाउनस्ट्रीम पॉलिशिंग आवश्यक है।यहां तक ​​कि एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया एमबीबीआर भी तृतीयक उपचार के बिना 10 मिलीग्राम/लीटर एसएस और 0.5 मिलीग्राम/लीटर टीपी तक विश्वसनीय रूप से नहीं पहुंच सकता है। उच्च दक्षता वाले अवसादन टैंक और फाइबर डिस्क फ़िल्टर वैकल्पिक अतिरिक्त नहीं थे - वे एसएस और फॉस्फोरस पर अनुपालन और विफलता के बीच अंतर थे।

4. अतिरिक्त लागत मानक उन्नयन के सापेक्ष मामूली है।0.219 आरएमबी/एम³ पर, क्लास 1बी से 1ए अपग्रेड की वृद्धिशील परिचालन लागत एक आकर्षक मूल्य प्रस्ताव का प्रतिनिधित्व करती है। रासायनिक लागत (0.048 आरएमबी/एम³) और कीचड़ प्रबंधन (0.041 आरएमबी/एम³) प्रमुख घटक हैं, और दोनों अपेक्षाकृत अनुमानित हैं।

5. वातन उन्नयन अक्सर आवश्यक होते हैं।5:1 से 7:1 वायु{{4}से{5}पानी अनुपात में बदलाव नाइट्रिफाइंग बायोफिल्म प्रणाली की बढ़ी हुई ऑक्सीजन मांग को दर्शाता है। एमबीबीआर रेट्रोफिट पर विचार करने वाले संयंत्रों को ब्लोअर प्रतिस्थापन या संवर्द्धन के लिए बजट देना चाहिए - मौजूदा वातन प्रणाली पर्याप्त होने की संभावना नहीं है।

निष्कर्ष

गुआंगडोंग मामला दर्शाता है कि का संयोजनएएओ-एमबीबीआर उच्च-दक्षता अवसादन और फाइबर डिस्क निस्पंदन के साथकक्षा 1बी से कक्षा 1ए तक एक प्रभावी, आर्थिक रूप से व्यवहार्य और परिचालन रूप से प्रबंधनीय उन्नयन पथ प्रदान करता है। मौजूदा टैंक की मात्रा का पुन: उपयोग करने, कंक्रीट के बजाय वाहक जोड़ने, और तृतीयक पॉलिशिंग को डाउनस्ट्रीम में ले जाने के लिए रेट्रोफिट दृष्टिकोण - वृद्धिशील लागत पर आवश्यक अपशिष्ट गुणवत्ता प्रदान करता है जिसे नगरपालिका बजट अवशोषित कर सकता है। समान 1बी से 1ए जनादेश का सामना करने वाले चीनी नगरपालिका संयंत्रों की बढ़ती संख्या के लिए, इस मॉडल पर गंभीरता से विचार करने की आवश्यकता है।