Prosjektbakgrunn
Det urbane renseanlegget (WWTP) dekker et område på 35 000 m² og ble opprinnelig bygget i et forstadsområde omgitt av fiskedammer og åpne områder. Med utviklingen av urbaniseringen ligger den nå i et tett befolket bolig- og næringsområde. Lukten av kloakk og støyen fra anlegget påvirker nærboende betydelig.
Anlegget ble opprinnelig designet for å behandle en kloakkstrøm på 140 000 m³/dag. Dens avløpskvalitet må oppfylle klasse 1B i Kinas "Pollutant Discharge Standard for Urban Wastewater Treatment Plants" (GB 18918-2002).
Før det pumpes til renseanlegget, gjennomgår avløpsvannet forbehandling gjennom en grovsil, en middels sil og en finsil. Primærbehandling inkluderer et luftet gruskammer, etterfulgt av sekundærbehandling gjennom en oksidasjonsgrøft og en sekundær klaring. Til slutt ledes kloakken til en ekstern brønn gjennom et rør med diameter på 1 meter, hvorfra det renner inn i et lukket bokskulvertnett.
Oppgradering av designplan
Mål for skala og avløpskvalitet
Basert på mulighetsstudier forblir anleggets kapasitet på 140 000 m³/døgn, med overflødig avløpsvann ledet til en pumpestasjon for overføring til et annet renseanlegg. Avløpsvannet slippes ikke bare ut i elver, men gjenbruker også vann i nærliggende innsjøer. Derfor må avløpsvannet overholde både klasse 1A i GB 18918-2002 og "Water Quality Standards for Urban Wastewater Reuse in Landscape Environmental Water" (GB/T 18921-2002). I tillegg, for å forhindre eutrofiering i innsjøer, må avløpet oppfylle klasse IV-standarder under "Surface Water Quality Standard" (GB 3838-2002).
Prosessflytdesign
Prosjektet valgte en "AAO + MBR" prosess for anleggsoppgraderingen. Slambehandlingsprosessen bruker en sentrifugal avvanningsmaskin for å redusere slamfuktighetsinnholdet til under 80 %, og grus og slam sendes til byens kommunale slambehandlingssenter.
For å bestemme optimale forhold og driftsparametere, ble omfattende simuleringer utført ved bruk av Biowin-programvare basert på en Activated Sludge Digestion Model (ASDM), med minimalt energi- og kjemikalieforbruk.
Overordnet design
Anlegget har et begrenset areal på rundt 33 000 m². Vi beholdt eksisterende strukturer som administrasjons- og kontrollbygget. Produksjonsstrukturer som ikke oppfylte kloakk- eller konstruksjonsstandarder, som forbehandling, oksidasjonsgrøft, slamavvanningsområde og kontrollrom, ble oppgradert i varierende grad.
For eksempel bygde vi en MBR-enhet for å erstatte den sekundære klareren, og integrerte funksjoner som aerobe tanker, membrantanker, blåserom og kjemikaliedoseringsrom, samt desinfeksjonstanker. Disse enhetene bringer kloakken opp til utslippsstandardene for resirkulert vann.
Nøkkeldesignparametre for strukturer
Modifikasjoner før-behandling
1) Grove skjermer
Mål: 5,6 mx 8,1 m, høyde: 4,9 m
Kanaler: 3, erstatter eksisterende 50 mm grovskjermer med 20 mm roterende skjermer
Kanalbredde: 1,9 m, vanndybde før skjerm: 0,95 m, monteringsvinkel: 70 grader, skjermavstand: 20 mm
2) Middels skjermer
Mål: 5,8 mx 10,1 m, høyde: 4,9 m
Kanaler: 4, oppgradering av 15 mm siktmaskiner til 6 mm roterende sikter
Kanalbredde: 1,9 m, vanndybde før skjerm: 0,70 m, monteringsvinkel: 70 grader, skjermavstand: 5 mm
3) Fine skjermer
Mål: 7,1 mx 11,15 m, høyde: 1,5 m
Oppgradering fra 6 mm roterende skjermer til 3 mm perforerte plateskjermer samtidig som de eksisterende kanalene opprettholdes
Kanalbredde: 2,1 m, vanndybde før skjerm: 1,5 m, skjermavstand: 3 mm
Utstyrt med 4 perforerte plateskjermer (1,5 kW hver) og 2 tilbakespylingspumper med en strømningshastighet på 36 m³/t hver4) Membranskjermmodifikasjoner
Det opprinnelige slamreturpumperommet er omdisponert til membransilrom. Dimensjonene til finskjermen er 6,1 m × 8,8 m med en høyde på 2,2 m. Fire membranskjermer er installert, med tre operative og en i standby, hver med en effekt på 1,5 kW. Hver kanal har en bredde på 1,4 m, en vanndybde før skjermen på 1,1 m, og en skjermspalte på 1 mm. To tilbakespylingspumper, hver med en strømningshastighet på 36 m³/t og en effekt på 15 kW, leveres, med driftstider satt til et 1:2–1:4 åpent-til-forhold.
Modifikasjoner av oksidasjonsgrøft
De to eksisterende oksidasjonsgrøftene har blitt modifisert til anaerobe-anoksiske tanker, hver med en designstrømningshastighet på 70 000 m³/dag. Den anaerobe delen har en retensjonstid på 1,0 timer, mens den anoksiske delen har en retensjonstid på 2,7 timer, med en effektiv vanndybde på 3,9 m. Hver anaerob tank er utstyrt med seks høyhastighets nedsenkbare miksere- med en effekt på 3,7 kW, mens hver anoksiske tank har tolv{10}}lavhastighets nedsenkbare miksere med en effekt på 2,3 kW. Slamreturforholdet fra de anoksiske til anaerobe tankene varierer fra 100 % til 200 %.
MBR omfattende struktur
De fire eksisterende sekundære klaringene er erstattet med to nye MBR (Membrane Bioreactor) strukturer, hver med en designkapasitet på 70 000 m³/dag. Dimensjonene til hver MBR-enhet er 82,34 m × 38,18 m og inkluderer følgende komponenter:
1) Aerobic Tank
Dimensjoner: 37,70 m × 36,25 m med en effektiv vanndybde på 6,0 m
Oppbevaringstid: 2,4 timer, utstyrt med 1216 rørformede luftere per tank (totalt 2432 over begge tankene)
Hver lufter har en luftmengde på 7,2 m³/t, og slamreturhastigheten fra den aerobe til den anoksiske tanken er 300 %.
2) MBR membrantank
Totaldimensjoner per tank: 45,46 m × 31,85 m, inkludert distribusjon, membran, returkanaler og rensetanker
Membrantankdybde: 5 m med en effektiv vanndybde på 3,7 m
Fordelingskanal: 39,6 m × 2,1 m, returkanal: 39,6 m × 1,5 m
Membrantank delt inn i åtte celler, hver 26,65 m × 4,6 m, med tre renseceller for vann, syre og alkalisk rengjøring
Hver tank har åtte rader, seks med ti PVDF hulfibermembranmoduler, og to med ni moduler
Designkapasiteten per membranmodul er 897,5 m³/dag, med en fluks på 17,81 L/(m³·h) og en luftingshastighet på 849,6 Nm³/min, og opprettholder et luft-til-forhold på 8,7:1
Slamreturhastigheten fra membrantanken til den aerobe tanken er 400 %.
3) Slamreturpumperom
To pumperom, hver 10,9 m × 8,51 m, med åtte returpumper
Fire pumper overfører slam fra membranen til den aerobe tanken (Q=2,910 m³/h, H=0.5 m, N=18.5 kW)
Fire pumper returnerer slam fra den aerobe til den anoksiske tanken (Q=2,190 m³/h, H=3.0 m, N=37 kW)
4) Omfattende utstyrsrom
To-etasjes stål-betong + rammestruktur, 44,5 m × 6,61 m
Øvre etasje: MBR-system kontrollrom og doseringsanlegg for natriumhypokloritt og sitronsyre
Underetasje: 9 vannpumper (8 i bruk, 1 som backup, variabel frekvens, Q=493 m³/h, H=11–13 m, N=22 kW) og 4 slampumper (3 i bruk, 1 standby, Q=80 m³/h, H=20} m, N kW{11}}}}
5) Blåserom
Bygget over den aerobe tanken, dimensjoner på hvert blåserom: 38,46 m × 7,8 m
Hvert rom har tre lufteblåsere (en stor og to små, utskiftbare for redundans)
Stor blåser: Q=146 m³/m, H=7.5 m, N=223 kW
Liten blåser: Q=73 m³/m, H=7.5 m, N=112 kW
Fire membranblåsere (to store og to små, med redundans mellom en stor og to små blåsere)
Stor blåser: Q=213 m³/min, H=4.5 m, N=223 kW
Liten blåser: Q=106.5 m³/min, H=4.5 m, N=112 kW
Desinfeksjon Kontakt Tank / Doseringsrom / Avløpsløftepumperom
Desinfeksjonskontakttanken, doseringsrommet og avløpsløftepumperommet er kombinert i en enkelt struktur med en kapasitet på 140 000 m³/døgn. Desinfeksjonskontakttanken har et totalt fotavtrykk på 25,05 m × 23,35 m, med en høyde på 4,9 m og en effektiv dybde på 4,0 m, noe som gir et effektivt volum på 2300 m³. Kontakttiden er 23,66 minutter, med ytterligere 7,12 minutter i avløpsrøret, for en total kontakttid på 30,78 minutter. Fire nedsenkbare pumper er installert (3 i drift, 1 standby), hver med Q=2000 m³/t, H=16 m og N=132 kW.
Doseringsrommet, plassert over desinfeksjonstanken, bruker klordioksid som desinfeksjonsmiddel med 8 mg/L. Fast polyaluminiumklorid (PAC) doseres med en maksimal hastighet på 30 mg/L for kjemisk fosforfjerning, og natriumacetat brukes som en ekstern karbonkilde for å forbedre TN-fjerning, med en maksimal doseringshastighet på 30 mg/L.
Slamlagringstank
Den nybygde slamlagringstanken er en underjordisk armert betongtank med et fotavtrykk på 9,0 m × 9,0 m og en effektiv vanndybde på 5 m, som gir et effektivt volum på 405 m³. En nedsenkbar blander er installert inne i tanken for å sikre stabil avvanningsytelse ved å blande under slamavvanning. Tanken er også utstyrt med en ultrasonisk slamnivåmåler, som tillater sanntidsvisning av slamvolumet i både det sentrale kontrollrommet og avvanningsområdet. Mateslampumpen kan stoppes når slamnivået er for høyt, og blanderen stopper når nivået er lavt.
Renovering av slamavvanningsrom
Tidligere ble en båndtørker brukt til slambehandling. Etter oppgraderingen oppfylte den originale båndtørkeren kravene til slamavvanningskapasitet, men luktproblemer knyttet til slam kunne ikke løses tilstrekkelig. Derfor introduseres sentrifugale avvanningsmaskiner for å erstatte beltetørkeren. Fire horisontale spiral-sedimenteringsavanningsmaskiner er designet, med tre i bruk og en som backup, som arbeider i 12 timer per dag. Hver maskin har en kapasitet (Q) på 60 m³/t og effekt (N) på 66 kW.
Luktkontrollsystem
På grunn av begrenset arealtilgjengelighet ved dette avløpsrenseanlegget, tok prosjektet i bruk-desentralisert luktbehandling på stedet, med seks utpekte steder:
1. Luktkontrollsystem 1: Målretter mot lukt fra forbehandlingsområdet ved å bruke et plantebasert-deodoriseringssystem med en kapasitet på 6200 m³/t.
2. Luktkontrollsystem 2: Designet for slamavvanningsrommet og slamlagringstanken, med en anleggsbasert-deodoriseringssystemkapasitet på 4500 m³/t.
3. Luktkontrollsystem 3: Målretter mot lukt fra de anaerobe/anoksiske tankene. Hver tank har en total behandlingskapasitet på 13 000 m³/t. På grunn av plassbegrensninger i rommet som huser tankene, er to biofiltreringsluktkontrollsystemer, hver med en kapasitet på 6500 m³/t, installert i to separate rom på tankkonstruksjonen. De to enhetene deler en enkelt eksosstabel og kan operere uavhengig.
4. Biologisk luktkontrollutstyr 4: Designet for to MBR-integrerte strukturer, med to biofiltreringsenheter installert på toppen av de aerobe tankene, behandler lukt med en total kapasitet på 43 000 m³/t for å spare plass.
Diskusjon om grønne designkonsepter i design av avløpsanlegg
1. AquaSust bruker en rekke planter for å lage fler-lags, multi-plantekonfigurasjoner for å demonstrere den økologiske virkningen av plantesamfunnet.
For det andre er anlegget plassert i sentrum av utdanningssonen, og vi setter opp en keramisk vannfunksjon ved hovedinngangen. Det behandlede vannet gjenbrukes til landskapsarbeid for å øke folks bevissthet om vannbevaring og miljøvern.
2. Når det gjelder utforming av landskap og grøntområder, er temaet vårt «spare ressurser og beskytte miljøet» i samsvar med utviklingskonseptet med lav-påvirkning «svampby». AquaSusts innovative initiativ inkluderer grønne tak, vertikal grønnlegging og miljøvennlige parkeringsplasser.
Vi dekker også oksidasjonsgrøften med jord for å skape en urban "minipark" som gjenspeiler den økologiske skjønnheten og harmonien mellom menneske og natur. «Svampby»-konseptet kan brukes som varmeisolasjonsmateriale for bygninger og reduserer takavrenning og forurensning.
Resultater for vannkvalitetsbehandling
Etter kvalitetsforbedringsprosjektet ble det oppgraderte avløpsrenseanlegget offisielt i drift i desember 2016. Gjennomsnittlig inn- og utløpsvannkvalitet fra januar til desember 2017 er vist i tabell 2.
Sammendrag av omfattende fordelsanalyse
Landsparing
Prosjektet dekker et totalt areal på 34 991,54 m², med en areal-indikator på 0,25 m²/(m³∙d), bare 25–30 % av 0,80–0,95 m²/(m³·d) spesifisert i 2001 *Prosjekteringsbehandlingen* for urbane kjemiske anleggsteknikker og avansert biokjemisk behandling. prosesser, sparer over 77 000 m² land og omtrent 170 millioner CNY.
Energisparing
Prosjektets elektrisitetsforbruk for renset avløp er 0,46 kWh/m³, sammenlignet med 0,50–0,60 kWh/m³ i eksisterende husholdningsanlegg med membranbehandlingsprosesser, som representerer et rimelig lavt-energiforbruk. Årlige energibesparelser utgjør minst 2 millioner kWh, med strømkostnadsbesparelser på omtrent 1,6 millioner CNY.
Vannsparing
Prosjektets avløp, etter avansert rensing, kan eventuelt gjenbrukes som innsjøvann om høsten og vinteren, noe som reduserer avhengigheten av springvann. Denne tilnærmingen sparer konservativt rundt 4 millioner m³ vann årlig.
Materialbesparelser
Designet gjenbruker eksisterende fasiliteter (f.eks. vakthus, hovedbygning, forbehandlingsområde, oksidasjonsgrøfter, slamavvanningsrom og sentralt kontrollrom), og sparer rundt 80 millioner CNY i investeringer. Bruken av PAC og karbonkilder forblir under 30 mg/L, sammenlignet med rundt 50 mg/L i lignende prosjekter, og sparer omtrent 20 mg/L. Årlige besparelser i PAC og karbonkilder utgjør rundt 1000 tonn eller 2,5 millioner CNY.
Miljømessige fordeler
Kvalitetsoppgraderingen reduserer forurensninger som slippes ut i elver betydelig. Ved en behandlingsskala på 140 000 m³/d er det beregnet å redusere miljøgifter med følgende årlige mengder: CODCr med 13 100 tonn, BOD5 med 4 740 tonn, SS med 8 320 tonn, TN med 960 tonn og TP med 140 tonn.
Økologisk landskapsfordeler
Prosjektet gir full-lukt- og støyreduksjon for anlegget samtidig som det forbedrer anleggets generelle landskapsforming, og forvandler den til en urban hage som i stor grad forbedrer livskvaliteten for nærliggende beboere.
Konklusjon
AquaSust fullførte anleggets avløpsvannbehandlingsprosjekt gjennom "AAO + MBR"-prosessen basert på det grønne, sirkulære og lav-karbonbehandlingskonseptet.
Til tross for utfordringer som begrenset areal, miljøfølsomhet og strenge utslippsstandarder, viser driftsdata at vi har oppnådd de mange målene. Disse inkluderer forbedring av vannbehandlingsstandarder, resirkulering og gjenbruk av avløpsvann, optimalisering av lukt- og støyreduksjon, samt forbedring av det generelle landskapet.