בחירת תהליכים למפעלי טיפול בשפכים גדולים, בינוניים וקטנים

1. חלוקת קנה המידה של מפעלי טיפול בשפכים עירוניים

על פי המצב בפועל, ניתן לחלק אותו בערךמפעלי טיפולי ביוב גדולים, בינוניים וקטנים.

הסולם> 10 × 10^4 m3/dהוא מפעל ביוב בקנה מידה גדול, שנבנה בדרך כלל בעיר גדולה, עם השקעה תשתיתית של 100 מיליון יואן ועלות תפעול שנתית של 10 מיליון יואן.
היקף צמחי הטיפול בביוב בינוני הוא (1~10)×10^4 m3/d, אשר בנוי בדרך כלל בערים קטנות ובינוניות ובמחוזות פרבריים של ערים גדולות, עם השקעה תשתיתית של עשרות מיליונים למאות מיליוני יואן, ועלויות תפעול שנתיות של מיליונים לעשרות מיליוני יואן.
מפעלי טיפול בשפכים קטנים עםסולם של <1 × 10^4 m3/dבדרך כלל נבנים בעיירות קטנות, עם השקעה בתשתיות של מיליונים לעשרות מיליונים, ועלויות תפעול שנתיות של מאות אלפים למיליונים; בשל אילוצים כלכליים, צמחי ביוב כאלה מופיעים בדרך כלל בעיירות קטנות עם כלכלות מפותחות באזורי החוף.

2. התהליך העיקרי של מפעל לטיפול בשפכים עירוניים

המזהם העיקרי של שפכים עירוניים הוא חומר אורגני, כך שרובם כיום ביולוגיים. ישנן גם שיטות כימיות, כגון שימוש בטיפול ראשוני משופר כימית, אך קצב ההסרה של תהליך זה אינו גבוה, הקולח אינו עומד בתקנים שצוינו, והוא מתאים רק לכמה מקומות ספציפיים שבהם דרישות האיכות של השפכים אינן גבוהות.

בשיטה הביולוגית, קיימות שתי קטגוריות של שיטת בוצה מופעלת ומסנן ביולוגי, יעילות הטיפול של פילטר ביולוגי אינה גבוהה, התנאים הסניטריים הם גרועים, ישנם רק כמה מפעלי טיפול ביוביות ביולוגיות, ושיטת הבוצה המופעלת מהווה את הרוב המוחלט.

ישנם סוגים רבים של שיטות בוצה מופעלות, וישנם שלושה סוגים עיקריים של בוצה מופעלת שהם הנפוצים ביותר:

● (1) שיטת בוצה מופעלת מסורתית ותהליכי ה- A/O ו- A2/O המשופרים שלה

● (2) תעלות חמצון

● (3) תהליכי SBR

שיטת הבוצה המופעלת המסורתית היא תהליך היישום המוקדם ביותר, יש לה יעילות גבוהה בהסרת חומר אורגני, והבוצה המיוצרת בתהליך הטיפול מטופלת ביציבות על ידי עיכול אנאירובי, שהוא יעיל מאוד לביטול זיהום הביוב והבוצה, ועלויות צריכת האנרגיה ועלויות התפעול הן נמוכות יחסית, כך נעשה שימוש נרחב. בעשרים השנים האחרונות, הפגיעה באוטרופציה של מים הפכה חמורה יותר ויותר, והסרת חנקן וזרחן נכללה במטרה של טיפול בשפכים, כך שהופיעו שיטת ה- A/O המשופרת ושיטת A2/O של שיטת בוצה מופעלת. ישנם שני סוגים של שיטות A/O, האחד הוא תהליך אנאירובי-אוירובי להסרת זרחן, והשני הוא תהליך אנוקסי-אוירובי לדניטריפיקציה; כלל A2/O הוא תהליך המסיר גם חנקן וגם זרחן.

תעלת החמצון היא גרסה של שיטת הבוצה המופעלת, השונה משיטת הבוצה המופעלת המסורתית מבחינת משטר הזרימה ההידראולית, והיא סוג של זרימה המסתובבת מקצה לקצה, בדרך כלל באמצעות אוורור מעוכב, והבוצה מתייצבת בזמן שהביוב מטוהר. אין לו מיכל משקעים ראשוני או עיכול בוצה, ומתקני הטיפול מפושטים מאוד. לתעלת החמצון יש את היתרונות של שיטת הבוצה המופעלת המסורתית, שיש לה יעילות גבוהה בהסרת חומר אורגני ויש לה גם את התפקוד של דניטריפיקציה. אם מתווספת בריכה אנאירובית מול התעלה, ניתן להסיר גם זרחן בו זמנית. היעילות הגבוהה והפשטות של תעלת החמצון הופכים אותה לשימוש נרחב במפעלי טיפול ביוב עירוני קטן ובינוני.

SBR היא שיטת בוצה מופעלת על ידי אצווההמאפיין הבסיסי הוא להשלים את התגובה הביוכימית, המשקעים, הניקוז ופריקת הבוצה של ביוב במיכל תגובה, מה שלא רק מבטל את מיכל המשקעים העיקרי ועיכול הבוצה, אלא גם מבטל את מיכל המשקעים המשני והחדר של משאבת הבוצה של רפלוקס, מתקן הטיפול הוא פשוט יותר מתעלת החמצון, והן משפיעים על סיפוטית, ומגזין גם את Straptions Stronts Stronts Stronts Strontras Stronts and Stainss oss Straps as Straps as Straps and Strate גם הוא להשמיע את Stranptions. פונקציה. בשנים האחרונות עברו יישום טכנולוגיית בקרה אוטומטית ומכשירים לטיפול בשפכים, כך שתהליך ה- SBR קידם במרץ, והפך לתהליך שהענף מודאג מאוד ממנו.

3. התהליך המועדף על מפעלי טיפול בבג

התהליך המועדף על מפעלי טיפול בשפכים עירוניים בקנה מידה גדול הוא שיטת הבוצה המופעלת המסורתית ושיטת ה- A/O המשופרת שלה ושיטת A2/O. נכון לעכשיו, מרבית מפעלי הביוב הגדולים ברוב המדינות בעולם (כולל סין) משתמשים בשיטת הבוצה המסורתית המופעלת, בשיטת A/O ו- A2/O, שאינה מקרית, מכיוון שתהליך זה יש את היתרונות של להיות קשה להחליף עבור מפעלי ביוב רחבי היקף:

(1) צריכת אנרגיה נמוכה והוצאות הפעלה נמוכות
היתרונות הגדולים ביותר בשיטת הבוצה המופעלת המסורתית, שיטות A/O ו- A2/O מעל תהליכי תעלת החמצון ו- SBR הם צריכת אנרגיה נמוכה יותר והוצאות הפעלה נמוכות יותר, וככל שהסולם גדול יותר, כך היתרון הזה ברור יותר. עבור מפעלי ביוב בקנה מידה גדול, עלות התפעול השנתית היא משמעותית, למשל, מפעל ביוב עם סולם של 40 × 10^4 m3/d, 1 M3 ביוב יכול לחסוך 1 סנט בתשלום טיפול, ולחסוך 1.46 מיליון יואן בשנה.
הסיבות לצריכת האנרגיה הנמוכה ועלות התפעול של תהליך זה הן: א. הגדרת מיכל משקעים ראשוני, בשיטה הפיזית להסרת חלק ניכר מהחומר האורגני והושעה מוצקים בביוב עם צריכת האנרגיה המינימלית ועלותם, הפחתת עומס הטיפול המשני וחוסך משמעותית את צריכת האנרגיה; ב. הבוצה מאמצת עיכול אנאירובי, החוסך משמעותית אנרגיה בהשוואה לעיכול האירובי הסינכרוני של תעלת החמצון ותהליך ה- SBR, והוא תהליך חיסכון באנרגיה מוכר.
השקעת ההון בתהליך זה בדרך כלל גבוהה יותר מזו של תהליך תעלת החמצון ו- SBR, אך עם עליית ההיקף, עלות ההון של תעלת החמצון ו- SBR גדלה גם היא באופן אקספוננציאלי, בעוד שההשקעה בתהליך הבוצה המופעל המקובל עולה בחלק קטן יותר, והפער בין השניים הולך וקטן יותר. כאשר מפעל הביוב מגיע לקנה מידה מסוים, ההשקעה בשיטת הבוצה המופעלת המקובלת היא פחותה מזו של תעלת החמצון ו- SBR, כך שככל שהיקף מפעל הביוב גדול יותר, כך היתרונות של שיטת הבוצה המופעלת הקונבנציונאלית גדולה יותר.

(2) שפר את רמת הניהול
החסרונות העיקריים של שיטת בוצה מופעלת קונבנציונאלית, שיטת A/O ו- A2/O הם שישנן יחידות טיפול רבות וניהול תפעול מורכב, במיוחד עיכול אנאירובי של בוצה דורש רמה גבוהה של ניהול, והביוגזות המיוצרים בתהליך העיכול היא גז דליק ונפוצץ, הדורש פעולה בטוחה, אשר מגדילה את הקושי בניהול. עם זאת, בשל העובדה שמפעל הביוב הגדול מגובה על ידי עיר גדולה, יש כוח טכני חזק ורמת ניהול גבוהה ויכול לעמוד בדרישה זו, החסרונות של שיטת הבוצה המופעלת המקובלת לא יהפכו לגורם מגביל.

על פי המציאות הנוכחית, בשל חוסר השלמות של מערכת רשת הניקוז, ההרכב האורגני של רוב הביוב העירוני אינו גבוה, וניהול העיכול האנאירובי של הבוצה וניצול הביוגות עדיין אינן בוגרות, גורמים אלה הפחיתו את כלכלת שיטת הבלה המופעלת הקונבנציונאלית, שיטת A/O A2/O, כולל שיטת Digigition Sludgic. לפיכך, עבור מפעלי טיפול בשפכים עירוניים עם סולם של (10 ~ 20) × 10^4 m3/d, לפעמים זה עשוי להיות חסכוני יותר להשתמש בתהליכי SBR ותעלת חמצון, ובמקרה זה יש צורך לבצע השוואה טכנו-אקונומית מפורטת של תהליכים שונים לקביעת התהליך האופטימלי.

4. התהליך המועדף של מפעלי טיפול ביוב עירוני קטן ובינוני

התהליכים המועדפים על מפעלי טיפול בשפכים עירוניים קטנים ובינוניים הםתעלת חמצון ו- SBR, והמאפיינים הנפוצים שלהם הם:

(1)

היעילות של הסרת חומר אורגני גבוהה מאוד, וחלקם יכולים גם להסיר חנקן וזרחן, או גם חנקן וגם זרחן, ומתקני הטיפול פשוטים מאוד, הניהול נוח מאוד, וכיום הוא מוכר בינלאומי כתהליך יעיל ומפושט בתהליך ביוב, הוא גם התהליך המועדף על ידי מדינות עריוניות קטנות ומפושטות.
(2)

מתחת לסולם של 10 × 10^4 m3/d, עלות התשתית של שיטת תעלת חמצון ו- SBR נמוכה משמעותית מזו של שיטת הבוצה המופעלת המקובלת, שיטת A/O ו- A2/O. עבור מפעלי טיפול בשפכים עם סולם של (5 ~ 10) × 10^4 m3/d, עלות בניית ההון של תעלת חמצון ושיטת SBR בדרך כלל נמוכה ב -10% ~ 15%. ככל שהקנה מידה קטן יותר, כך הפער בין השניים גדול יותר, שהוא אטרקטיבי לערים קטנות ובינוניות חסרות הכספים לבניית מפעלי שפכים.
אפילו מתחת לסולם של 10 × 10^4 m3/d, צריכת החשמל ועלות ההפעלה השנתית של שיטת תעלת החמצון ושיטת SBR עדיין גבוהות יותר מאלה של שיטת הבוצה המופעלת המקובלת, אך אם הם משווים את עלות ההון, עלות ההון הכוללת בתוספת 20 שנות עלות תפעול עדיין נמוכה יותר מזה של שיטת הבוצה המופעלת הקונבנציונאלית. ככל שהסולם קטן יותר, ככל שהסולם נמוך יותר, כך הסולם גדול יותר, כך הפער קטן יותר, וכאשר הסולם הוא 10 × 104 m3/d, העלות הכוללת של שני סוגי התהליכים דומה בערך. לכן, יתרון כלכלי להשתמש בשיטת תעלת החמצון ו- SBR עבור צמחי שפכים קטנים ובינוניים.

(3)

לתהליך תעלת החמצון ו- SBR בדרך כלל אין מיכל משקעים ראשוני ועיכול בוצה, ויחידת הטיפול כולה היא פחות מ- 50% פחות משיטת הבוצה המופעלת המקובלת, והפעולה והניהול מפושטים מאוד, וזה מתאים מאוד למפעלי טיפול ביוב קטן ובינוני עם כוח טכני חלש יחסית ורמת ניהול נמוכה יחסית.
(4)

הציוד של תהליך תעלת חמצון ו- SBR בעצם היה מקומי, שיכול לעמוד בדרישות התהליך מבחינת האיכות וזול.
(5)

התנגדות לעומס ההשפעה של תעלת החמצון ותהליך SBR טובה בהרבה מזו של שיטת הבוצה המופעלת המקובלת, אשר מועילה מאוד לצמחי ביוב קטנים ובינוניים עם שינויים דרסטיים באיכות המים ובכמות.
מכל הסיבות הללו תעלות חמצון ו- SBR מתפתחות במהירות. הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA) רשמה תהליך החוסך יותר מ -15 אחוזים מעלויות הבנייה או התפעול של מפעלי טיפול בשפכים כטכנולוגיה אלטרנטיבית חדשנית, עם מימון פיננסי פדרלי, מה שהביא לקידום תהליכי SBR ותעלת חמצון, ומאות מפעלי שפכים נבנו. באוסטרליה נבנו אלפי אלפי מפעלי טיפול בשפכים בתעלת חמצון, וכמעט 600 מפעלי ביוב של תהליכי SBR נבנו באוסטרליה בעשר השנים האחרונות. בסין, תהליכי תעלת חמצון ו- SBR הפכו לתהליכים המועדפים על מפעלי טיפול בשפכים קטנים ובינוניים.

5. הסיווג העיקרי והמאפיינים של תהליך תעלת החמצון

ניתן לחלק באופן נרחב את תהליך תעלת החמצון לארבע קטגוריות:

(1) תעלת חמצון לסירוגין רב-חריפים
זה מאופיין בסוג בנייה משולב, ללא מיכל משקעים משני נפרד, ומאמץ אוורור מברשות סיבוביות. יש לו סוגים יחידים, כפולים ותלת-תכליתית, שהאופייני ביותר שבהם הוא תעלת החמצון של התלת-תלת-תלתית. לתעלת חמצון זו יש את המאפיינים של תהליך SBR, וניתן לראות בהם גם סוג של SBR, השפעת הדניטריפיקציה והסרת הזרחן שלה אינה יציבה, אם יש צורך בהסרת חנקן וזרחן, יש להוסיף מתקנים מסוימים.

(2) תעלת חמצון קרוסלה
זהו סוג נפרד, קיים מיכל משקעים משני נפרד, השימוש באוורור אווירה של פני השטח, עומק התעלה גדול יותר מתעלת החמצון המרובה-תעלות לסירוגין, צמח טיהור המים של צ'אנגשה II הוא תהליך זה, האפקט של דניטריפיקציה וזרחן שלו אינו אידיאלי, אם דרישות הכחשת ההכחשה והסרת הזרחן, גם הם צריכים להוסיף כמה מתקנים.

(3) תעלת חמצון אבל
עומק התעלה הוא גם גדול, כיום, כיום הוא מחולק לשני מיכלי משקעים, תוך שימוש באוורור דיסק סיבוב, הוא גם גדול יותר, כיום סיצ'ואן, בייג'ינג, שאנדונג, ג'ג'יאנג ומקומות אחרים, ואפקט הדניטריזציה שלו הוא טוב מאוד, אך היעילות של הסרת הזרחן אינה גבוהה מספיק, וצריכים כמה אמצעים כאשר יש צורך בהסרת זפון.

(4) תעלת חמצון משולבת
זהו סוג משותף, ומיכל המשקעים בנוי בתעלת החמצון. זה לא רק כניסה ושקע רצוף של המים, אלא גם סוג בנייה משותף, ואינו צריך להחליף את הפונקציה, תיאורטית החסכונית והסבירה ביותר, אך בכמה סוגיות טכניות ספציפיות אינן בוגרות במיוחד, ולכן היא משפיעה על הפופולריות והשימוש בה.

6. הסיווג העיקרי והמאפיינים של תהליך ה- SBR

ישנם כמה סוגים עיקריים של תהליכי SBR:

(1) תהליך SBR מסורתי
כל פעולותיה הן לסירוגין ומחזוריות. אפקט הסרת הדניטריפיקציה וההסרה הזרחנית שלו אינו יציב מספיק, כמו דרישת דניטריפיקציה והסרת זרחן, יש לבצע שיפורים מסוימים.

(2) תהליך ICEAS
כלומר, שיטת הבוצה המופעלת על ידי האוורור המתעכב לסירוגין, המחלקת את מיכל התגובה לשני חלקים עם קיר מחיצה, החזית היא שטח התגובה לפני התגובה, והגב הוא אזור התגובה העיקרי, המאמצת צריכת מים רציפה, אוורורס לסירוגין, שקיעה, ניקוז ופריקה בוצה, אשר שימשו בשטחים שלישי ושימוש ברבע. זה יכול להסיר חנקן וזרחן, אך ההשפעה אינה אידיאלית.

(3) תהליך DAT-IAT
כלומר, התהליך של שילוב אוורור רציף ואוורור לסירוגין, החלק האמצעי של מיכל התגובה מחולק לשני חלקים עם קיר מחיצה, ה- DAT מקדימה משודר ברציפות וה- IAT מאחור הוא משויך לסירוגין, משקעים, סחוט ומוזרם, אשר שימש באזור פיתוח פיתוח טיאנג'ין. פונקציית הסרת הדניטריפיקציה וההסרה הזרחנית שלה היא ממוצעת, ונדרשים מתקנים נוספים כדי לשפר את היעילות של הסרת חנקן וזרחן.

(4) תהליך יצוק
כלומר, שיטת הבוצה המופעלת המופעלת, מיכל התגובה שלו מחולק לאזור מבחר ואזור תגובה עיקרי עם קיר מחיצה, וצריכת המים, האוורור, המשקעים, הניקוז ופריקת הבוצה הם כולם פעולה תקופתית לסירוגין. יש לו אפקט טוב של חנקן וזרחן להסיר וביצועים טובים למניעת התרחבות בוצה.

(5) תהליך יחידה
מדובר בשלוש בריכות מלבניות במקביל, הפועלות בהתאם למצב הפעולה התקופתי הדומה לתעלת החמצון של שלוש התעלות, אך אוורור המברשות הסיבוביות משתנה לאוורור פיצוץ, מה שיכול להגדיל את עומק הבריכה, ומוצא המים מתכוונן משתנה לדרך קבועה, מה שמפשט את הניקוז, ותפקודו דומה לזו של שלושת הדיץ '.

7. השוואה בין תהליך תעלת חמצון ו- SBR

לתהליכי תעלת החמצון ו- SBR יש מאפיינים רבים משותפים, כמו גם מאפיינים ויישומם שלהם, אשר צריכים לנתח בקפידה בבחירת פיתרון.

(1) מנקודת המבט של השקעת תשתיות
באופן כללי, דמי רכישת המקרקעין ודמי הבנייה האזרחית נמוכים יותר מאלו של תעלת החמצון, ועלות הציוד גבוהה יותר מזו של תעלת החמצון, והעלות הכוללת תלויה במצב הספציפי.
א. מחיר הקרקע הגבוה אינו טוב לתעלת החמצון. ב. ריכוז ה- BOD הגבוה של המים המשפיעים והיחס הגבוה של נפח התגובה לנפח המשקעים מועילים לתעלת החמצון; הריכוז הנמוך של BOD ויחס הנמוך של נפח התגובה לנפח המשקעים מועילים ל- SBR.

(2) מנקודת המבט של הוצאות התפעול
תהליך ה- SBR משודר בדרך כלל באוויר הפיצוץ, ותהליך תעלת החמצון בדרך כלל משודר באופן מכני. באופן כללי, תחת אותה אספקת חמצן, אוורור פיצוץ יעיל יותר באנרגיה מאשר אוורור מכני; בהיבט השני, תהליך ה- SBR הוא סוג בנייה משותף, ללא ריפלוקס בוצה (כמות קטנה של ריפלוקס), ותהליך תעלת החמצון הוא סוג בנייה נפרד עם כמות גדולה של ריפלוקס, וצריכת החשמל גדולה; שלישית, תהליך ה- SBR הוא פעולת מפלס מים משתנה, מה שמגדיל את ראש תחנת שאיבת הרמת מים כניסה. כל הדברים הנחשבים, צריכת החשמל של תהליך תעלת החמצון היא בדרך כלל גדולה יותר מזו של תהליך ה- SBR, ועלות ההפעלה גבוהה יותר.

(3) מנקודת המבט של הבדלים מבצעיים
תהליך תעלת החמצון הוא פעולה רציפה ואינו דורש בקרה אוטומטית, אך משתמש רק בשליטה אוטומטית כאשר יש צורך בחיסכון באנרגיה; תהליך ה- SBR הוא לסירוגין במהלך המחזור, והתהליכים השונים משתנים לעיתים קרובות ויש לשלוט עליהם באופן אוטומטי.

(4) מנקודת המבט של הבדלי משקעים
תהליך ה- SBR הוא משקעים סטטיים, ותהליך תעלת החמצון הוא משקעים דינאמיים, ולכן יעילות המשקעים של SBR גבוהה יותר ואיכות הקולח טובה יותר.