AAO 산화 도랑 + MBBR 업그레이드: 40,000m³/d 광동 공장이 0.219RMB/m³에서 클래스 1A를 달성한 방법

도시 폐수 처리장을 클래스 1B에서 클래스 1A로 업그레이드하는 것은 서류 작업이 아닙니다. - 이는 수력학적, 생물학적, 재정적 문제가 하나로 합쳐진 문제입니다. 광둥에 있는 40,000m³/d 규모의 공장이 이 명령에 직면했을 때 기존 AAO 산화 배수로는 이미 최대 용량에 도달했습니다. 무산소 구역과 호기성 구역은 물리적으로 분리되지 않았습니다. 믹서가 실패했습니다. 디퓨저가 막혔습니다. 그리고 유입수 C/N 비율이 너무 낮아서 탈질화를 안정적으로 추진할 수 없었습니다. 이 사례 연구에서는 프로젝트 팀이 BAF에 대해 MBBR을 평가하고, 개조 접근 방식을 선택하고, 입방미터당 0.219RMB의 추가 운영 비용으로 클래스 1A 폐수를 제공한 방법을 안내합니다.

도전

최대 용량의 과부하된 산화 도랑

설계 용량이 40,000m³/d인 이 공장은 배출 명령이 내려졌을 때 거의-수압 부하가 거의 최대로 가동되고 있었습니다. 원래 프로세스는 해당 시대에 적합한 클래스 1B 표준 -에서 방전되는 단일 A/A/O 산화 도랑이었지만 앞으로의 더 엄격한 제한에 비해 크기가 작고 구성이 부족했습니다.-

프로젝트 팀은 진단 단계에서 다섯 가지 주요 결함을 식별했습니다.

보존 시간이 부족합니다.기존 탱크 용량은 클래스 1A 적재 조건에서 안정적인 질화 및 탈질화에 필요한 수리학적 유지 시간을 유지할 수 없습니다.

흐름 분리가 불량합니다.무산소 구역과 호기성 구역 사이에는 분리벽이 존재하지 않았으며 질산염 재순환 제어 게이트도 없었습니다. 혼합액 역-혼합이 제어되지 않아 무산소 영역이 용존 산소로 희석되고 탈질 효율이 저하되었습니다.

믹서 오류.기존 수중 혼합기는 작업에 비해 크기가 작았으며 최대 10g/L에 달하는 높은 슬러지 농도에서 작동하지 않아 고형물이 축적되어 부패되는 데드 존이 생겼습니다.

무산소 구역에서 과도한 DO.물리적 분리가 없고 믹서가 고장나면 호기성 구역의 용존 산소가 무산소 구역으로 흘러들어 탈질 박테리아를 억제하고 제한된 탄소원을 낭비하게 됩니다.

폭기 디퓨저가 막히고 C/N 비율이 낮습니다.수년간의 작동으로 인해 미세-버블 디퓨저가 오염되어 산소 전달 효율이 감소했습니다. 유입되는 폐수는 본질적으로 탄소-대-질소 비율이 낮아서 다른 조건이 좋을 때에도 탈질을 촉진할 유기 기질이 부족합니다.

프로세스 선택

MBBR 대 BAF: 구조적 비교

프로젝트 팀은 이동층 생물막 반응기(MBBR)와 생물학적 공기 여과기(BAF)라는 두 가지 생물막 기반 업그레이드 경로를 평가했습니다.{0} 둘 다 이론적으로 클래스 1A 폐수를 달성할 수 있지만 개조 측면에서 실질적인 절충안이-결정적이었습니다.

평가 결과는 긍정적으로 결정됐다.MBBR. 추가 토지 취득 없이 기존 산화 배수로를 개조할 수 있는 능력이 주요 원동력이었습니다. 낮은 자본 및 운영 비용과 지자체 공장 팀이 최소한의 재교육으로 관리할 수 있는 운영 단순성이 뒷받침되었습니다.

설계 매개변수

유입수 특성 및 배출 목표

설계 유입수 및 목표 유출수 품질은 DB 44/26-2001(광동성 표준) 및 GB 18918-2002 클래스 1A(국가 표준)의 보다 엄격한 제한을 기준으로 벤치마킹되었습니다. 별도의 언급이 없는 한 모든 값은 mg/L 단위입니다.

프로세스 흐름

업그레이드된 치료열차

업그레이드된 공정 라인은 클래스 1A의 엄격한 SS 및 TP 제한을 충족하기 위해 새로 장착된 AAO-MBBR 산화 도랑과 새로운 3차 처리 장치를 통합합니다.

입구 → 파인 스크린(3mm) → AAO-MBBR 산화 도랑 → 2차 청징제 → 리프트 스테이션 → 고-효율성 침전조 → 섬유 디스크 필터 → 자외선 소독 → 콘센트

AAO-MBBR 개조 세부정보

두 개의 평행 배수로, 각각 20,000m³/d

개조 작업은 두 개의 산화 도랑을 병렬로 목표로 삼았으며, 각각은 설계 흐름의 절반을 처리했습니다. 주요 수정 사항은 다음과 같습니다.

무산소 구역(6,792m³).물리적으로 분리된 무산소 구획을 만들기 위해 재건된 내부 가이드 벽을 설치하여 호기성 구역에서 DO 역-혼합을 방지했습니다. 새로운 수중 혼합기는 최대 10g/L의 혼합액 농도에서 고형물 현탁액을 유지하도록 크기가 조정되어 원래 구성을 괴롭혔던 불감대를 제거했습니다.

MBBR 캐리어(14,297m3)가 있는 에어로빅 구역.호기성 구역은 기존 활성 슬러지 구역과 4,980m3의 전용 MBBR 구역으로 나누어졌습니다. 생물막 캐리어는 4.987 x 10&sup5의 총 유효 표면적을 제공합니다. 부착된 미생물 성장을 위한 m²로 탱크 용량을 확장하지 않고도 바이오매스 재고를 극적으로 증가시킵니다.

캐리어 사양.비표면적이 800m²/m² 이상인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 캐리어가-선택되었습니다. 총 캐리어 부피는 209m3이며 약 12.5%의 충진율을 산출합니다. - 특히 프로젝트 팀은 충진율이 주요 설계 기준이 아니라는 점을 강조했습니다. 필요한 생물막 표면적은 운반체 양을 결정했으며 결과 값은 12.5%였습니다.

보존 화면.혼합액과 부유 물질의 자유로운 통과를 허용하면서 지정된 구획 내에 캐리어를 유지하기 위해 MBBR 구역의 입구와 출구 모두에 스테인레스 스틸 웨지{0}}와이어 스크린이 설치되었습니다.

질산염 재순환 펌프.Q= 833.4 m³/h 등급의 새로운 재순환 펌프는 질산염-이 풍부한 혼합액을 호기성 영역에서 무산소 영역으로 되돌려 제어된 재순환 비율로 탈질을 유도합니다.

에어레이션 업그레이드.원래의 송풍기는 두 개의 152kW 장치로 교체되었으며 각각은 원래의 5:1 비율보다 훨씬 높은 7:1 -의 설계 공기-대-비에서 115m³/min을 제공하며, 이는 질산화 생물막 시스템의 더 높은 산소 요구량을 반영합니다.

새로운 3차 처리 장치

클래스 1A SS 및 TP 준수를 위한 연마

생물학적 처리만으로는 클래스 1A의 10mg/L SS 및 0.5mg/L TP 한계를 안정적으로 달성할 수 없습니다. 3개의 다운스트림 연마 장치가 추가되었습니다.

고-효율성 침전조.두 개의 병렬 장치는 각각 정격이 833.34m³/h이고 표면 부하율이 8.17m³/m²·h입니다. PAC(폴리염화알루미늄) 및 PAM(폴리아크릴아미드)은 화학적 인 제거 및 응집을 위해 투여되며 TP와 잔류 SS를 모두 대상으로 합니다.

섬유 디스크 필터.2개의 장치에는 각각 직경이 3,000mm인 12개의 디스크가 있으며 5.6~7.8m³/h·m²의 여과율을 제공합니다. 자동 매체 청소를 위해 4개의 역세 펌프가 설치됩니다. 디스크 필터는 소독 전 부유 물질에 대한 최종 물리적 장벽 역할을 합니다.

UV 소독.56,400m³/d의 최대 유량을 위해 설계된 각각 320W의 96개 램프를 갖춘 33.22kW 자외선 시스템입니다. 소독 부산물 형성과 수용수 내 잔류 염소 독성을 방지하기 위해 염소 처리 대신 UV를 선택했습니다.

투자 및 운영 비용

자본 분석 및 입방미터당 비용

총 프로젝트 투자액은3,214만 위안, 다음과 같이 할당됩니다.

업그레이드의 증분 운영 비용은 다음과 같이 계산되었습니다.0.219위안/m3, 설계 흐름으로 환산하면 연간 약 320만 RMB입니다. 분석은 다음과 같습니다.

주요 시사점

산화 배수로 개조에 대한 5가지 교훈

1. MBBR은 최소한의 토목 공사로 기존 산화 배수로에 적합합니다.광동 개조에서는 생물학적 단계를 위한 새로운 탱크 건설이 필요하지 않았습니다. - 캐리어, 스크린, 혼합기 및 송풍기가 기존 배수로 공간 내에 설치되었습니다. 이것만으로도 MBBR은 BAF보다 경제적으로 우수한 선택이 되었습니다.

2. 채우기 비율은 입력이 아닌 출력입니다.설계 팀은 이 점을 강조했습니다. 질소 로딩 및 목표 질산화 속도 -로부터 계산된 필수 생물막 표면적 -에 따라 필요한 캐리어 수가 결정됩니다. 충진율(이 경우 12.5%)은 캐리어 볼륨이 어떻게 작용하는지에 따라 결정됩니다. 임의의 채우기 비율로 시작하지 마십시오.

3. 클래스 1A에는 다운스트림 연마가 필수적입니다.잘 설계된-MBBR이라도 3차 처리 없이는 10mg/L SS 및 0.5mg/L TP를 안정적으로 달성할 수 없습니다. 고효율 침전조와 섬유 디스크 필터는 추가 옵션이 아니었습니다. - SS와 인에 대한 적합성과 실패의 차이였습니다.

4. 추가 비용은 표준 업그레이드에 비해 적당합니다.0.219 RMB/m³의 클래스 1B-에서 1A로의 업그레이드에 따른 운영 비용 증분은 매력적인 가치 제안을 나타냅니다. 화학 비용(0.048 RMB/m3)과 슬러지 처리(0.041 RMB/m3)가 주요 구성 요소이며 둘 다 상대적으로 예측 가능합니다.

5. 폭기 업그레이드가 필요한 경우가 많습니다.5:1에서 7:1의 공기-대-비율로의 변화는 질산화 생물막 시스템의 산소 요구량 증가를 반영합니다. MBBR 개조를 고려하는 공장은 송풍기 교체 또는 보강을 위한 예산을 책정해야 합니다. - 기존 통기 시스템은 적절하지 않을 것입니다.

결론

광동 사례는 다음의 결합을 보여줍니다.고효율 침전 및 섬유 디스크 여과 기능을 갖춘 AAO-MBBR-클래스 1B에서 클래스 1A로 효과적이고 경제적이며 운영상 관리가 가능한 업그레이드 경로를 제공합니다. 기존 탱크 용량을 재사용하고, 콘크리트 대신 캐리어를 추가하고, 하류에 3차 연마 층을 쌓는 개조 접근 방식-은 지방자치단체 예산이 감당할 수 있는 증분 비용으로 필요한 배출수 품질을 제공합니다. 동일한 1B-~1A 의무 사항에 직면한 점점 더 많은 중국 지자체 공장의 경우 이 모델을 진지하게 고려해야 합니다.