Zintegrowane urządzenia PP oczyszczają ścieki z akwakultury w Fujian

Komercyjna farma akwakultury w prowincji Fujian w południowo-wschodnich Chinach borykała się z problemem ścieków odprowadzanych z intensywnych stawów rybnych i krewetkowych. Obiekt generuje około 50 metrów sześciennych ścieków dziennie, zawierających wysokie stężenia zawieszonych ciał stałych, niezjedzonego paszy, azotu amonowego i materii organicznej. Nieoczyszczone ścieki wpływały do pobliskiego kanału drenażowego, budząc obawy wśród lokalnych mieszkańców i inspektorów ochrony środowiska dotyczące jakości wody i emisji zapachów. Farma potrzebowała kompaktowego, trwałego i łatwego w obsłudze rozwiązania do oczyszczania, które zmieściłoby się na małej działce między stawami a drogą dojazdową.

Po porównaniu ofert od kilku zintegrowanych producentów urządzeń do oczyszczania ścieków, farma wybrała Zhongqiao Enlightenment (Weifang) International Trade Co., Ltd. do dostarczenia pakietu zintegrowanych urządzeń do oczyszczania ścieków z PP. Wybór był podyktowany trzema głównymi względami. Po pierwsze, ścieki z akwakultury są silnie korozyjne ze względu na zasolenie i pozostałości paszy, co czyni konstrukcję z polipropylenu bardziej odpowiednią niż stal węglowa pokrywana. Po drugie, farma wymagała systemu fabrycznie zbudowanego, który można by szybko zainstalować bez długotrwałych prac budowlanych. Po trzecie, system musiał działać niezawodnie przy minimalnym nadzorze, ponieważ personel farmy był zaznajomiony z akwakulturą, ale nie z oczyszczaniem ścieków.

Zhongqiao Enlightenment zaprojektował zintegrowany system oczyszczania ścieków z PP o wydajności 50 metrów sześciennych na dzień, łączący wstępne oczyszczanie, oczyszczanie biologiczne i klarowanie w jednym spawanej zbiorniku polipropylenowym. Proces rozpoczyna się od obrotowego sita bębnowego, które usuwa duże cząstki stałe, takie jak granulki paszy, łuski ryb i odpady organiczne. Przesiewane ścieki przepływają następnie do zbiornika wyrównawczego w celu zrównoważenia wahań przepływu i stężenia spowodowanych opróżnianiem i czyszczeniem stawów. Pompa zanurzeniowa przetłacza zrównoważony przepływ do reaktora biologicznego ze stałą prędkością.

Etap biologiczny wykorzystuje proces osadu czynnego anoksyczno-tlenowego, zoptymalizowany dla ścieków z akwakultury. W strefie anoksycznej bakterie denitryfikacyjne przekształcają azotany w gazowy azot, redukując całkowite wydalanie azotu. W strefie tlenowej dyfuzory drobnych pęcherzyków dostarczają tlen do wspierania bakterii heterotroficznych, które usuwają biodegradowalną materię organiczną. Wentylator o zmiennej częstotliwości automatycznie dostosowuje przepływ powietrza w zależności od odczytów tlenu rozpuszczonego, utrzymując niskie zużycie energii w okresach zmniejszonego karmienia. Cały proces biologiczny odbywa się w zbiorniku PP odpornym na korozję, eliminując obawy o degradację betonu lub korozję stali, powszechne w przybrzeżnych środowiskach akwakultury.

Po oczyszczaniu biologicznym ścieki trafiają do strefy sedymentacji lamelowej, gdzie biomasa zawieszona i drobne cząstki stałe osiadają pod wpływem grawitacji, po czym klarowne ścieki są dezynfekowane podchlorynem sodu. Osadzony osad jest okresowo przepompowywany do małego komory magazynowej osadu, a następnie odwadniany za pomocą prostej prasy ślimakowej do utylizacji poza terenem obiektu. Końcowe ścieki spełniają lokalne normy dotyczące odprowadzania ścieków z akwakultury, z ChZT poniżej 80 mg/l, azotu amonowego poniżej 15 mg/l i zawieszonych ciał stałych poniżej 30 mg/l.

Instalacja została zakończona w zaledwie 12 dni. Zintegrowane urządzenie do oczyszczania ścieków z PP dotarło do farmy jako w pełni zmontowana jednostka na samochodzie z platformą. Prace terenowe obejmowały prostą płytę betonową, podłączenie rur dopływowych i odpływowych oraz podłączenie elektryczne. Ponieważ cały system znajduje się nad ziemią i jest kompaktowy, nie wymagał wykopów w słabo drenowanej glebie między stawami. Niska waga konstrukcji z PP zmniejszyła również wymagania dotyczące podnoszenia, pozwalając małej mobilnej żurawicy na umieszczenie jednostki bez wzmacniania drogi dojazdowej.

Sezonowość działania została starannie uwzględniona na etapie projektowania. Farmy akwakultury w Fujian doświadczają znaczących wahań charakterystyki ścieków między szczytowymi sezonami wzrostu a okresami czyszczenia stawów. Zbiornik wyrównawczy i sterowanie o zmiennej częstotliwości pozwalają systemowi na obsługę szczytowych obciążeń hydraulicznych do 80 metrów sześciennych na dzień podczas opróżniania stawów, przy jednoczesnym zachowaniu stabilności biologicznej w okresach niskiego przepływu. Program sterowania PLC obejmuje automatyczne działanie w trybie jałowym, które utrzymuje kulturę biologiczną przy życiu, gdy farma ogranicza karmienie w miesiącach zimowych. Ta elastyczność zapewnia całoroczną wydajność bez ręcznych regulacji procesu.

Podczas procesu projektowania inżynierowie Zhongqiao Enlightenment dwukrotnie odwiedzili farmę, aby pobrać próbki ścieków, zmierzyć wzorce przepływu i zrozumieć harmonogram codziennej pracy farmy. Analiza laboratoryjna wykazała znaczące dzienne wahania stężenia zanieczyszczeń, z szczytowymi wartościami występującymi podczas porannego karmienia i opróżniania stawów. Informacje te doprowadziły do włączenia większego zbiornika wyrównawczego niż pierwotnie planowano, zapewniającego cztery godziny retencji hydraulicznej przy szczytowym przepływie. Zespół inżynierów skonsultował się również z lokalnymi władzami ochrony środowiska w celu potwierdzenia limitów odprowadzania i wymagań sprawozdawczych przed finalizacją konfiguracji sprzętu.

Automatyzacja była kluczowa dla praktyczności systemu dla personelu farmy. Panel sterowania PLC z kolorowym ekranem dotykowym automatycznie zarządza sekwencjonowaniem pomp, prędkością wentylatora, dozowaniem chemikaliów i pompowaniem osadu. Codzienna rutyna operatora polega na sprawdzaniu wyświetlacza ekranu, usuwaniu zanieczyszczeń z ekranu i rejestrowaniu klarowności ścieków. Zhongqiao Enlightenment zapewnił trzydniowe szkolenie na miejscu obejmujące podstawową obsługę, rutynową konserwację i procedury bezpieczeństwa. Zdalne wsparcie techniczne jest dostępne za pośrednictwem gorącej linii serwisowej firmy w przypadku pytań pojawiających się podczas normalnej eksploatacji.

Wyniki wydajności po trzech miesiącach eksploatacji potwierdziły stabilne przestrzeganie wymagań dotyczących odprowadzania. Średnia ChZT dopływu wynosząca 420 mg/l została zredukowana do 48 mg/l w ściekach. Azot amonowy spadł z 78 mg/l do 8 mg/l, a zawieszone ciała stałe z 210 mg/l do 18 mg/l. Skargi na zapachy od sąsiednich mieszkańców ustały całkowicie po uruchomieniu. Właściciel farmy poinformował, że system oczyszczania pozwolił obiektowi przejść inspekcję środowiskową, która wcześniej zagrażała jego licencji na prowadzenie działalności.

Projekt demonstruje, w jaki sposób zintegrowane urządzenia do oczyszczania ścieków z PP firmy Zhongqiao Enlightenment mogą rozwiązać specyficzne wyzwania związane ze ściekami z akwakultury. Konstrukcja polipropylenowa zapewnia długotrwałą odporność na korozję w środowiskach słonych i bogatych w substancje organiczne, podczas gdy kompaktowa, fabrycznie zbudowana konstrukcja minimalizuje czas instalacji i zakłócenia na miejscu. Zautomatyzowany system sterowania udostępnia zaawansowane oczyszczanie biologiczne operatorom bez specjalistycznego szkolenia w zakresie oczyszczania ścieków. Ta instalacja w Fujian zwiększa portfolio zintegrowanych rozwiązań do zdecentralizowanego oczyszczania ścieków firmy Zhongqiao Enlightenment, obsługujących rolnictwo, akwakulturę i społeczności wiejskie w całych Chinach i na rynkach międzynarodowych.