MBBR-mediatoepassingen in gemeentelijke en industriële afvalwaterzuivering|Casestudy Maleisië

Praktische toepassingen van MBBR-media bij de behandeling van gemeentelijk en industrieel afvalwater

Invoering

MBBR-media (Moving Bed Biofilm Reactor) worden wereldwijd veel gebruikt in gemeentelijke en industriële afvalwaterzuiveringsprojecten vanwege de volwassen behandelingsprestaties en het goede aanpassingsvermogen. Op het gebied van de behandeling van stedelijk afvalwater wordt deze technologie vaak gebruikt voor het upgraden en renoveren van bestaande zuiveringsinstallaties om aan strengere lozingsnormen te voldoen; terwijl het in industriële scenario's effectief kan omgaan met de kenmerken van de complexe samenstelling van verontreinigende stoffen en grote fluctuaties in de belasting van industrieel afvalwater. Dit artikel onderzoekt de praktische toepassingsgevallen van MBBR-media en de behandelingseffecten die in verschillende scenario's worden bereikt, waarbij de nadruk ligt op de achtergrond van afvalwaterzuivering in Maleisië en technische voorbeelden om de bruikbaarheid en de economie van deze technologie aan te tonen.

Overzicht van de achtergrond van de afvalwaterzuiveringsindustrie in Maleisië

Als Zuidoost-Aziatisch land beschikt Maleisië over overvloedige watervoorraden, en sommige regio's exporteren zelfs al geruime tijd zoet water naar buurlanden. De afgelopen jaren wordt de afvalwaterzuivering in Maleisië echter geconfronteerd met ernstige uitdagingen en dringende behoeften, onder invloed van meerdere factoren, zoals de groei van de stedelijke bevolking, de snelle industriële ontwikkeling en het verbeterde milieubewustzijn. Vanuit het perspectief van de industriële status hebben sommige regio's in Maleisië problemen zoals directe lozing van rioolwater, verouderde zuiveringsfaciliteiten en onvoldoende zuiveringsefficiëntie. Onder hen hebben veel plaatsen zoals Johor en Sarawak te maken gehad met een toegenomen vervuiling van de rivieren als gevolg van illegale lozingen door kustfabrieken en ongereguleerde lozing van huishoudelijk afvalwater door bewoners, en zelfs frequente watervoorzieningscrises. Alleen al in Johor bedraagt ​​de dagelijkse verspilling van drinkwater maar liefst 1,173 miljard liter, wat de tegenstelling tussen vraag en aanbod van water verder verergert.

Om de kwaliteit van het watermilieu te verbeteren, heeft de Maleisische overheid voortdurend de wet- en regelgeving op het gebied van milieubescherming verbeterd. Onder hen formuleerde de Environmental Quality (Swage) Regulations 2009 strikte normen voor de lozing van rioolwater (Standaard A: BZV₅ kleiner dan of gelijk aan 20 mg/l, CZV kleiner dan of gelijk aan 50 mg/l, zwevende vaste stoffen kleiner dan of gelijk aan 50 mg/l), waarbij hogere eisen werden gesteld aan de zuiveringsefficiëntie van bestaande afvalwaterzuiveringsinstallaties. Tegelijkertijd heeft Maleisië geleidelijk de investeringen in de bouw en renovatie van afvalwaterzuiveringsinstallaties verhoogd. Enerzijds bevordert het de aanleg van gecentraliseerde rioolafvoersystemen. Kuching heeft bijvoorbeeld zwaar geïnvesteerd in de aanleg van een centraal rioolafvoersysteem, dat rioolwater centraal in fasen behandelt voordat het in de rivieren wordt geloosd, waardoor de situatie van de riviervervuiling geleidelijk wordt verbeterd. Aan de andere kant introduceert het actief efficiënte technologieën voor de behandeling van afvalwater. Met de voordelen van een klein vloeroppervlak, een korte renovatiecyclus, een hoge zuiveringsefficiëntie en beheersbare bedrijfskosten is MBBR-technologie de voorkeurstechnologie geworden voor het upgraden en renoveren van gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties in Maleisië, en wordt deze veel gebruikt in verschillende regionale afvalwaterzuiveringsprojecten. Daarnaast heeft Maleisië de afgelopen jaren ook de behandeling van vast afval en plasticvervuiling gepromoot om de uitstoot van verontreinigende stoffen aan de bron te verminderen, de last van de afvalwaterzuivering te verlichten en een alomvattend beheersysteem voor milieubescherming te vormen van "broncontrole + eind-van-pijpbehandeling".

Toepassingscasussen van MBBR Media bij gemeentelijke afvalwaterzuivering

(1) Renovatiecasus van een gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie in Europa

Bij de behandeling van gemeentelijk afvalwater is een veelgebruikt toepassingsscenario van MBBR-media de modernisering en renovatie van installaties voor de behandeling van actief slib. Veel oude zuiveringsinstallaties worden geconfronteerd met de uitdagingen die worden veroorzaakt door de steeds strengere vereisten voor de verwijdering van stikstof en fosfor. Door MBBR-media toe te voegen aan bestaande beluchtingstanks kan de biomassaretentie worden vergroot zonder het reactorvolume uit te breiden. Een gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie in Europa met een ontworpen zuiveringscapaciteit van 50.000 populatie-equivalenten (PE) heeft bijvoorbeeld MBBR-media gebruikt voor renovatie ter verbetering van de nitrificatie. Vóór de renovatie bedroeg het verwijderingspercentage van ammoniak-stikstof van de installatie slechts 75%, waarmee niet werd voldaan aan de lozingsnorm van 5 mg/L; na het installeren van MBBR-media met een specifiek oppervlak van 800 m²/m³ nam de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof toe tot meer dan 95% en werd de ammoniakstikstofconcentratie in het effluent stabiel onder de 3 mg/l gehouden. Het renovatieproject kende een korte stilstand tijdens de bouw en de exploitatiekosten stegen slechts met 10%, wat volledig de zuinigheid van MBBR-media weerspiegelt bij het upgraden en renoveren van gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties.

(2) Renovatiezaak van de regionale rioolwaterzuiveringsinstallatie van Kuala Sawah in Maleisië

Met de groei van de stedelijke bevolking en de steeds strengere milieubeschermingsregels in Maleisië, wordt de MBBR-technologie geleidelijk ook toegepast voor het upgraden van gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties. De Kuala Sawah Regional Rioolwaterzuiveringsinstallatie (RSTP) in Negeri Sembilan, beheerd door Indah Water Konsortium (IWK), moet dringend de zuiveringsefficiëntie verbeteren om te voldoen aan de strikte lozingsnormen van de Maleisische Environmental Quality (Sewage) Regulations 2009. De fabriek maakte oorspronkelijk gebruik van een oxidatieslootproces, waarbij 59.000 m³ rioolwater en 260 m³ fecaal slib per dag werd behandeld, waarmee een bevolking van 320.000 IE. Het stikstofverwijderingseffect was echter onstabiel en de effluentindicatoren voldeden vaak niet aan de normen tijdens perioden van piekbelasting, wat niet strookte met de dringende vraag naar beheer van het watermilieu in de lokale omgeving.

Om de bovenstaande problemen op te lossen zonder het bestaande vloeroppervlak uit te breiden (een belangrijke beperking in stedelijke gebieden), voerde de fabriek in 2023 een MBBR-mediarenovatieproject uit. MBBR 37-media met een specifiek oppervlak van 800 m²/m³, goed voor 25% van het reactorvolume, werd toegevoegd aan de aerobe zone van de oxidatiesloot. Het renovatieproject werd gefaseerd uitgevoerd, waarbij elke fase binnen 10 dagen werd voltooid, waardoor de impact op de exploitatie tot een minimum werd beperkt. Het MBBR-systeem verbeterde aanzienlijk de capaciteit om biomassa vast te houden, vooral de verrijking van nitrificerende bacteriën (Nitrospira spp.), verbeterde het vermogen van de plant om om te gaan met schommelingen in de organische belasting en stikstofbelasting, en loste effectief het pijnpunt van de onstabiele stikstofverwijdering van het oorspronkelijke proces op.

(3) Vergelijking van behandelingsprestaties vóór en na renovatie

Tabel 1 hieronder vat de behandelingsprestaties van Kuala Sawah RSTP voor en na MBBR-renovatie samen, vergeleken met de standaard A-lozingslimieten van Maleisië ter referentie.

Uit Tabel 1 blijkt dat de MBBR-renovatie de zuiveringsefficiëntie van de installatie aanzienlijk verbeterde. Alle sleutelindicatoren voldoen stabiel aan de standaard A-lozingsnormen van Maleisië, en overtreffen deze zelfs, waarbij de verwijderingssnelheid van ammoniak-stikstof met meer dan 20 procentpunten is toegenomen, waardoor het probleem van ondermaats effluent tijdens piekperioden volledig is opgelost. Bovendien verminderde het MBBR-systeem de overtollige slibproductie met 28%, waardoor de maandelijkse slibafvoerkosten met ongeveer 25.000 Maleisische Ringgit (RM) werden verlaagd. Dankzij het energie-besparende ontwerp van het MBBR-systeem zijn de bedrijfskosten slechts met 8% gestegen, waardoor het een economische en efficiënte oplossing is voor de modernisering en renovatie van de fabriek, en ook een haalbare referentie biedt voor de renovatie van andere oude afvalwaterzuiveringsinstallaties in Maleisië.

Toepassingscasussen van MBBR Media bij industriële afvalwaterzuivering

(1) Afvalwaterzuiveringsgeval van een Noord-Amerikaanse zuivelverwerkingsfabriek

Op industrieel gebied zijn MBBR-media met succes toegepast bij de behandeling van verschillende soorten industrieel afvalwater. Afvalwater uit de voedselverwerking bevat bijvoorbeeld doorgaans hoge concentraties organisch materiaal (CZV tot 10.000 mg/l) en vetten, die met traditionele processen moeilijk efficiënt te behandelen zijn. Een Noord-Amerikaanse zuivelverwerkingsfabriek heeft een MBBR-systeem ingevoerd om het productieafvalwater te behandelen. De reactor werd gevuld met een volume van 30% cilindrisch MBBR-medium, en de hydraulische retentietijd werd op 8 uur geregeld. Uit de bedrijfsresultaten bleek dat het CZV-verwijderingspercentage 92% bereikte en het BZV₅-verwijderingspercentage 94%, wat aanzienlijk beter was dan de prestaties van het oorspronkelijke actiefslibproces (CZV-verwijderingspercentage van 78%); Tegelijkertijd werd de overtollige slibproductie met 30% verminderd, waardoor de slibafvoerkosten effectief werden verlaagd en het behandelingseffect en de economie in evenwicht werden gebracht.

(2) Afvalwaterzuiveringsgeval van een Aziatische farmaceutische fabriek

Een ander typisch toepassingsscenario is de farmaceutische afvalwaterzuivering. Dergelijk afvalwater bevat giftige en vuurvaste organische verbindingen, die moeilijk te behandelen zijn. Een Aziatische farmaceutische fabriek heeft een gecombineerd systeem van MBBR-media en geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's) gebruikt om afvalwater te behandelen. MBBR werd gebruikt als voor-behandelingseenheid om biologisch afbreekbaar organisch materiaal te verwijderen, waardoor de behandelingslast van de daaropvolgende AOP's werd verminderd en de impact van giftige stoffen op de daaropvolgende processen werd vermeden. De MBBR-reactor behaalde een CZV-verwijderingspercentage van 65% voor het farmaceutische afvalwater. Na behandeling met het gecombineerde proces was de uiteindelijke CZV-concentratie in het effluent lager dan 50 mg/l, wat voldeed aan de lokale lozingsnormen. De toepassing van MBBR-media verbeterde ook de stabiliteit van het behandelingssysteem, verzwakte de impact van giftige stoffen op het behandelingsproces en zorgde voor een stabiele werking van het behandelingssysteem op lange termijn.

Vergelijking van MBBR-systeemprestaties in verschillende toepassingsscenario's

Tabel 2 hieronder vergelijkt de prestaties van MBBR-systemen in verschillende toepassingsscenario's die in dit artikel worden beschreven, waarbij de veelzijdigheid en het aanpassingsvermogen van deze technologie worden benadrukt en referentie wordt geboden voor de technische selectie van verschillende soorten afvalwaterzuiveringsprojecten.

Conclusie

Uit de bovenstaande praktijkvoorbeelden blijkt dat MBBR-media een universele en efficiënte technologie is die geschikt is voor zowel gemeentelijke als industriële afvalwaterzuivering. Het heeft de voordelen dat het een hoge organische belasting kan dragen, een sterke schokbestendigheid heeft en kan samenwerken en integreren met andere behandelingsprocessen, waardoor het de voorkeursoplossing is voor het oplossen van complexe afvalwaterzuiveringsproblemen. Vooral in Maleisië, gecombineerd met de lokale achtergrondbehoeften op het gebied van afvalwaterzuivering-is er een urgentie om oude faciliteiten te upgraden, strikte lozingsstandaardbeperkingen en de noodzaak om vloeroppervlakte en exploitatiekosten in evenwicht te brengen-de toepassing van MBBR-technologie heeft de pijnpunten van lokale afvalwaterzuivering effectief opgelost, efficiënte en economische technische ondersteuning geboden voor het beheer van het watermilieu in Maleisië, en ook waardevolle praktische ervaring opgeleverd voor afvalwaterzuiveringsprojecten in vergelijkbare regio's.

Neem gerust contact op met Rachel om meer te bespreken!

Whatsapp:+86 137 9555 6548

E-mail:[email protected]