Aplikace MBBR médií při čištění komunálních a průmyslových odpadních vod|Případová studie Malajsie

Praktické aplikace médií MBBR při čištění komunálních a průmyslových odpadních vod

Zavedení

Médium MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) bylo široce používáno v komunálních a průmyslových projektech čištění odpadních vod po celém světě díky svému vyspělému čistícímu výkonu a dobré adaptabilitě. V oblasti čištění komunálních odpadních vod se tato technologie často používá pro modernizaci a renovaci stávajících čistíren, aby splňovaly přísnější normy vypouštění; zatímco v průmyslových scénářích se dokáže účinně vyrovnat s charakteristikami složitého složení znečišťujících látek a velkými výkyvy zatížení průmyslových odpadních vod. Tento článek prozkoumá praktické případy použití médií MBBR a účinky čištění dosažené v různých scénářích se zaměřením na pozadí čištění odpadních vod v Malajsii a technické příklady, které demonstrují praktičnost a hospodárnost této technologie.

Přehled pozadí malajského průmyslu čištění odpadních vod

Malajsie je jako země jihovýchodní Asie obdařena bohatými vodními zdroji a některé regiony dokonce sladkou vodu dlouhodobě vyvážejí do sousedních zemí. V posledních letech, ovlivněné mnoha faktory, jako je růst městské populace, rychlý průmyslový rozvoj a lepší ekologické povědomí, však čištění odpadních vod v Malajsii čelí vážným problémům a naléhavým potřebám. Z hlediska stavu průmyslu mají některé regiony v Malajsii problémy, jako je přímé vypouštění odpadních vod, zastaralá čistírna a nedostatečná účinnost čištění. Mezi nimi mnoho míst, jako je Johor a Sarawak, zaznamenalo zesílené znečištění řek v důsledku nezákonného vypouštění z pobřežních továren a neregulovaného vypouštění domácích odpadních vod obyvateli, a dokonce i časté krize v zásobování vodou. Jen v Johoru dosahuje denní plýtvání pitnou vodou až 1,173 miliardy litrů, což dále prohlubuje rozpor mezi nabídkou a poptávkou po vodě.

Aby se zlepšila kvalita vodního prostředí, malajská vláda neustále zlepšovala zákony a předpisy na ochranu životního prostředí. Mezi nimi předpisy o kvalitě životního prostředí (odpadní vody) z roku 2009 formulovaly přísné normy pro vypouštění odpadních vod (Standard A: BSK₅ menší nebo rovno 20 mg/l, CHSK menší nebo rovno 50 mg/l, nerozpuštěné látky menší nebo rovné 50 mg/l), které kladou vyšší požadavky na účinnost stávajících čistíren odpadních vod. Malajsie zároveň postupně zvyšovala investice do výstavby a rekonstrukce zařízení na čištění odpadních vod. Na jedné straně podporuje výstavbu centralizovaných systémů vypouštění odpadních vod. Kuching například investoval značné prostředky do výstavby centrálního systému vypouštění odpadních vod, který čistí odpadní vody centrálně ve fázích před jejich vypouštěním do řek, čímž postupně zlepšuje situaci znečištění řek. Na druhou stranu aktivně zavádí účinné technologie čištění odpadních vod. Díky výhodám malé podlahové plochy, krátkého cyklu renovace, vysoké účinnosti čištění a kontrolovatelných provozních nákladů se technologie MBBR stala preferovanou technologií pro modernizaci a renovaci městských čistíren odpadních vod v Malajsii a je široce používána v různých regionálních projektech čištění odpadních vod. Kromě toho Malajsie v posledních letech také propaguje nakládání s pevným odpadem a znečištěním plasty, aby se snížily emise znečišťujících látek u zdroje, ulehčilo se čištění odpadních vod a vytvořil se komplexní systém řízení ochrany životního prostředí „kontrola zdroje + konec{12}}čištění-potrubí“.

Aplikační případy médií MBBR při čištění komunálních odpadních vod

(1) Případ renovace městské čistírny odpadních vod v Evropě

Při čištění komunálních odpadních vod je běžným scénářem aplikace médií MBBR modernizace a renovace čistíren aktivovaných kalů. Mnoho starých čistíren se potýká s problémy, které přináší stále přísnější požadavky na odstraňování dusíku a fosforu. Přidáním média MBBR do stávajících provzdušňovacích nádrží lze zvýšit retenci biomasy bez rozšíření objemu reaktoru. Například komunální čistírna odpadních vod v Evropě s navrženou kapacitou čištění 50 000 populačních ekvivalentů (PE) přijala média MBBR pro renovaci zlepšení nitrifikace. Před rekonstrukcí byla rychlost odstraňování amoniakálního dusíku z elektrárny pouze 75 %, což nesplňovalo normu vypouštění 5 mg/l; po instalaci média MBBR se měrným povrchem 800 m²/m³ se rychlost odstraňování amoniakálního dusíku zvýšila na více než 95 % a koncentrace amoniakálního dusíku ve vypouštěném odpadu byla stabilně řízena pod 3 mg/l. Projekt renovace měl krátkou stavební odstávku a provozní náklady se zvýšily pouze o 10 %, což plně odráží hospodárnost médií MBBR při modernizaci a rekonstrukci městských čistíren odpadních vod.

(2) Případ renovace regionální čistírny odpadních vod Kuala Sawah v Malajsii

S růstem městské populace a stále přísnějšími předpisy na ochranu životního prostředí v Malajsii byla technologie MBBR postupně přijata také pro modernizaci městských čistíren odpadních vod. Regionální čistírna odpadních vod v Kuala Sawah (RSTP) v Negeri Sembilan, provozovaná konsorciem Indah Water Konsortium (IWK), naléhavě potřebuje zlepšit účinnost čištění, aby splnila přísné standardy vypouštění v malajsijských nařízeních o kvalitě životního prostředí (odpadní vody) z roku 2009. Závod původně přijal oxidační příkopový proces, který zpracoval 50 m³ odpadních vod a 0³ 20 fekální kal za den, sloužící populaci 320 000 EO. Jeho účinek na odstraňování dusíku byl však nestabilní a indikátory odpadních vod často nesplňovaly normy během období špičkového zatížení, což bylo v rozporu s naléhavou potřebou správy vodního prostředí v místní oblasti.

Aby se vyřešily výše uvedené problémy bez rozšiřování stávající podlahové plochy (klíčové omezení v městských oblastech), závod provedl projekt renovace médií MBBR v roce 2023. Do aerobní zóny oxidačního příkopu byla přidána média MBBR 37 se měrným povrchem 800 m²/m³ představující 25 % objemu reaktoru. Projekt renovace byl realizován ve fázích, přičemž každá fáze byla dokončena do 10 dnů, což minimalizovalo dopad na provoz. Systém MBBR výrazně zlepšil retenční kapacitu biomasy, zejména obohacení nitrifikačními bakteriemi (Nitrospira spp.), zvýšil schopnost rostliny vyrovnat se s výkyvy organické zátěže a zátěže dusíkem a efektivně vyřešil bolestný bod nestabilního odstraňování dusíku původního procesu.

(3) Srovnání výkonu ošetření před a po renovaci

Tabulka 1 níže shrnuje účinnost čištění RSTP Kuala Sawah před a po renovaci MBBR ve srovnání s limity vypouštění standardu A v Malajsii.

Z tabulky 1 je vidět, že renovace MBBR výrazně zlepšila účinnost čištění zařízení. Všechny klíčové ukazatele stabilně splňují a překračují standardy vypouštění Malajsie Standard A, mezi nimiž se rychlost odstraňování amoniakálního dusíku zvýšila o více než 20 procentních bodů, což zcela vyřešilo problém nestandardních odpadních vod během období špičkového zatížení. Kromě toho systém MBBR snížil produkci přebytečného kalu o 28 %, čímž se snížily měsíční náklady na likvidaci kalu o přibližně 25 000 malajských ringgitů (RM). Díky energeticky-úspornému designu systému MBBR se provozní náklady zvýšily pouze o 8 %, což z něj činí ekonomické a efektivní řešení pro modernizaci a renovaci závodu a také poskytuje proveditelnou referenci pro renovaci jiných starých čistíren odpadních vod v Malajsii.

Aplikační případy médií MBBR při čištění průmyslových odpadních vod

(1) Případ čištění odpadních vod severoamerického závodu na zpracování mléka

V průmyslové oblasti byla média MBBR úspěšně aplikována při čištění různých typů průmyslových odpadních vod. Například odpadní voda z potravinářského průmyslu obvykle obsahuje vysoké koncentrace organických látek (CHSK až 10 000 mg/l) a tuků, které se tradičními postupy obtížně účinně upravují. Severoamerický závod na zpracování mléka přijal systém MBBR pro čištění odpadních vod z výroby. Reaktor byl naplněn 30 % objemu válcového média MBBR a hydraulický retenční čas byl řízen na 8 hodin. Provozní výsledky ukázaly, že rychlost odstraňování CHSK dosáhla 92 % a rychlost odstraňování BSK5 dosáhla 94 %, což bylo výrazně lepší než výkon původního procesu s aktivovaným kalem (míra odstraňování CHSK 78 %); současně se snížila produkce přebytečného kalu o 30 %, čímž se účinně snížily náklady na likvidaci kalu a vyrovnal se efekt čištění a hospodárnost.

(2) Případ čištění odpadních vod asijského farmaceutického závodu

Dalším typickým aplikačním scénářem je farmaceutické čištění odpadních vod. Taková odpadní voda obsahuje toxické a žáruvzdorné organické sloučeniny, které se obtížně čistí. Asijský farmaceutický závod přijal pro čištění odpadních vod kombinovaný systém médií MBBR a pokročilých oxidačních procesů (AOP). MBBR byl použit jako jednotka před{3}}úpravy k odstranění biologicky odbouratelných organických látek, čímž se snížila zátěž následných AOP a zabránilo se dopadu toxických látek na následné procesy. MBBR reaktor dosáhl rychlosti odstraňování CHSK 65 % pro farmaceutické odpadní vody. Po zpracování kombinovaným procesem byla konečná koncentrace CHSK v odpadních vodách nižší než 50 mg/l, což odpovídá místním normám pro vypouštění. Aplikace médií MBBR také zlepšila stabilitu čistícího systému, zeslabila dopad toxických látek na proces čištění a zajistila dlouhodobý-stabilní provoz čistícího systému.

Porovnání výkonu systému MBBR v různých aplikačních scénářích

Tabulka 2 níže porovnává výkon systémů MBBR v různých aplikačních scénářích popsaných v tomto článku, zdůrazňuje všestrannost a přizpůsobivost této technologie a poskytuje reference pro technický výběr různých typů projektů čištění odpadních vod.

Závěr

Výše uvedené praktické aplikační případy ukazují, že média MBBR jsou univerzální a efektivní technologií vhodnou pro komunální i průmyslové čištění odpadních vod. Má výhody vysokého organického zatížení, silné odolnosti proti nárazovému zatížení a schopnosti spolupracovat a integrovat se s jinými procesy čištění, což z něj činí preferované řešení pro řešení složitých problémů čištění odpadních vod. Zejména v Malajsii v kombinaci s místními potřebami čištění odpadních vod-je naléhavě nutné modernizovat stará zařízení, přísná omezení vypouštěcích norem a potřeba vyvážit podlahovou plochu a provozní náklady-aplikace technologie MBBR účinně vyřešila problematické body místního čištění odpadních vod, poskytla účinnou a ekonomickou technickou podporu pro správu vodního prostředí v podobných oblastech v Malajsii a také poskytla cenné praktické zkušenosti pro odpadové vody.

Neváhejte kontaktovat Rachel a proberte více!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-mail:[email protected]