Wirbelbett-Biofilmreaktor (ANJ-MBBR)

Überblick

Der Moving Bed Biofilm Reaktor (ANJ-MBBR) ist eine patentierte Lösung, die speziell entwickelt wurde, um Herausforderungen bei der Behandlung von ländlichem Haushaltsabwasser zu bewältigen, wie instabile Behandlungsleistung, hohe Betriebskosten und Mangel an qualifiziertem Wartungspersonal. Dieses innovative System verwendet ein Schlamm-Biofilm-Kopplungsverfahren, bei dem Aktivschlamm und Biofilm im selben Reaktor kombiniert werden. Indem es die jeweiligen Vorteile nutzt und Nachteile ausgleicht, zeigt es eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen.

Die ANJ-MBBR integriert Kerntechnologien wie Anti-Füllstoffansammlung, Wirbel-Selbstmischung, intelligente Steuerungssysteme und intelligente Betriebsplattformen. Sie zeichnet sich durch ein umweltfreundliches Design mit geringen Investitionskosten, stabiler Einhaltung der Wasserqualität und intelligenten Wartungslösungen aus, die die Betriebskosten senken. Durch ihr modulares und standardisiertes Seriendesign ermöglicht sie eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Anwendungsszenarien. Das Produkt ist aus korrosionsbeständigem Kohlenstoffstahl gefertigt und gewährleistet eine hohe Tragfähigkeit sowie eine lange Nutzungsdauer.

Dieses Produkt eignet sich für die Behandlung von häuslichem Abwasser in Szenarien wie Dörfern, Städten, Wohngebieten, Bürogebäuden, Einkaufszentren, Schulen, Krankenhäusern und Autobahnraststätten sowie für ähnliche industrielle Anwendungen im kleinen und mittleren Maßstab zur Behandlung und Wiederverwendung organischer Abwässer, wie beispielsweise Schlachthöfe, Fischverarbeitungsbetriebe und Lebensmittelindustrie. Die Ablaufqualität beträgt CODcr≤50mg/L, BOD5≤10mg/L, NH3-N≤5(8)mg/L, TN≤15mg/L, TP≤0,5mg/L, SS ≤10mg/L.

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TECHNISCHE DATEN

Wichtige Merkmale (ANJ-MBBR-100 als Beispiel)

Verpackungs- und Versandinformationen (ANJ-MBBR-100 als Beispiel)

Lieferzeit

Anpassungsoptionen

Anwendungsszenarien

Das ANJ-MBBR-System ist hauptsächlich für die Behandlung von häuslichem Abwasser auf dem Land, die Aufbereitung von trübem Wasser bei niedrigen Temperaturen sowie die Sanierung von schwarzem, geruchsbelastetem Gewässer vorgesehen. Es kommt sowohl bei Neubauprojekten als auch bei der Modernisierung oder Standardisierung von Anlagen zum Einsatz. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören: Abwasserbehandlung in Dörfern, Kleinstädten, Wohnanlagen, Bürogebäuden und gewerblichen Einrichtungen; städtische Abwassersysteme; öffentliche Infrastruktureinrichtungen wie Krankenhäuser und Schulen; sowie die industrielle Abwasserbehandlung bei kleinen und mittleren Unternehmen wie Schlachthöfen, Betrieben zur Verarbeitung von Aquakulturprodukten und Lebensmittelherstellern.

Zusammensetzung des Produkts

Das ANJ-MBBR-System verwendet hauptsächlich das A/A2O-Verfahren und besteht aus einem Vor-Anoxie-Becken, anaeroben Becken, anoxischen Becken, belüfteten Becken, Nachklärbecken und einem Geräteraum. Das belüftete Becken ist mit MBBR-Medien (Multi-membrane Blanket Reactor) ausgestattet, während das Nachklärbecken Schrägrohr- oder Senkrechtstrom-Nachklärbecken nutzt. Das Rezirkulationssystem verwendet überwiegend einen energieeffizienten Luftheber-Rückführmechanismus. Der Geräteraum integriert UV-Desinfektionsanlagen und Steuersysteme neben Standardkomponenten wie Gebläsen und Pumpen.

Kernkomponenten

PROZESSPRINZIP

Prozessablauf

Der typische Verfahrensablauf von ANJ-MBBR-Produkten ist wie folgt: Nachdem große Schwebstoffe und Ablagerungen mittels Rechen abgetrennt wurden, gelangt das Abwasser in den Ausgleichsbehälter zur Homogenisierung und Mengenregulierung. Anschließend wird das Wasser in den Vor-Anoxie-Behälter gepumpt, wo es sich mit rückgeführtem Schlamm vermischt. In diesem Stadium werden Nitrat und Sauerstoff im rückgeführten Schlamm vollständig entfernt, wodurch strenge anaerobe Bedingungen im Anaerobbecken gewährleistet werden. Dies verbessert die Phosphorfreisetzungsleistung der phosphoreichen ansammelnden Bakterien im anaeroben System erheblich.

Das Abwasser gelangt anschließend in den anaeroben Tank, wo phosphorentfernende Bakterien Phosphor in einer streng anaeroben Umgebung freisetzen, um die anschließende aerobe Phosphoraufnahme vorzubereiten. Danach fließt es in den anoxischen Tank, wo eine aus dem Nachklärbecken rückgeführte Belebtschlamm-Zirkulation nitratreiches Abwasser enthält. Dieser Strom kann die hochwertige Kohlenstoffquelle des Zulaufs vollständig nutzen, um eine Denitrifikation und Stickstoffentfernung zu erreichen.

Der Ablauf aus dem anoxischen Tank gelangt in den MBBR-Aerobtank. Unter Anwendung einer effizienten Belüftung und einer Anti-Füllstoffansammlungstechnologie wird das Abwasser im Aerobtank gründlich mit dem MBBR-Füllstoff vermischt und kontaktiert, um organische Stoffe wirksam abzubauen; gleichzeitig nehmen die Phosphor akkumulierenden Bakterien überschüssiges Phosphor auf und ermöglichen die Entfernung von Gesamtphosphor durch die Ableitung von Überschussschlamm.

Das im MBBR-Aerobtank behandelte Abwasser gelangt in den Nachklärbecken, wo suspendierter Schlamm und Verunreinigungen abgetrennt werden. Der abgetrennte Überstand wird in das Desinfektionssystem geleitet, in dem schädliche Krankheitserreger beseitigt werden, bevor die Ablaufstandards erfüllt sind. Ein Teil der Mischflüssigkeit aus dem mittleren und unteren Bereich wird über eine Rezirkulation an den vorderen Teil zurückgeführt, während die restliche Flüssigkeit im Schlammtrichter als überschüssiger Schlamm abgesetzt wird und anschließend in den Schlammbehälter zur regelmäßigen externen Entsorgung überführt wird.

Produktkern-Technologie und Merkmale

Kern technische Vorteile

Schlammschicht-Kopplungsverfahren

Die Kerntechnologie des ANJ-MBBR (Anaerobe Nitrifikation – Marine Biofilmreaktor) verwendet ein Schlamm-Film-Kopplungsverfahren, bei dem das Reaktionssystem gleichzeitig Belebtschlamm und Biofilm enthält. Dieser zweistufige Ansatz nutzt die jeweiligen Vorteile der beiden Verfahren aus und verringert deren Nachteile, wodurch eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen erreicht wird. Im Vergleich zum herkömmlichen Belebtschlammverfahren (ASP) weist MBBR eine höhere Biomasseproduktion sowie eine stabilere Behandlungsleistung auf und zeigt insbesondere bei Schwankungen der Wasserqualität eine größere Robustheit.

Anti-Füllstoff-Akkumulationstechnologie

Das ANJ-MBBR-Produkt nutzt eine proprietäre Anti-Verstopfungs-Technologie (Patent: Gebrauchsmusterpatent erteilt, ein integriertes Abwasserbehandlungssystem mit verstopfungsverhinderndem Design, ZL2022203233982). Durch den Einsatz eines zonierten Belüftungssystems und suspendierter, künstlicher Füllkörpernetze verhindert die Anlage Schlammansammlungen. Die intermittierende Rührbewegung des Schlammes in toten Zonen beseitigt Ablagerungen und erhöht dadurch die Schlammbelastbarkeit sowie die Effizienz der Abwasserbehandlung.

Diese Technologie reduziert nicht nur die Anzahl möglicher Ausfallstellen, sondern verringert auch den apparativen Aufwand sowie den Energieverbrauch für Betrieb und Wartung. Durch die Anwendung der Anti-Füllansammlungs-Technologie entfällt die Mischtechnik innerhalb der Anlage, wodurch sowohl die Anzahl möglicher Ausfallstellen reduziert als auch Investitions- und Betriebskosten gesenkt werden.

Vortex-Selbstrühr-Technologie

Das ANJ-MBBR-Produkt erreicht durch die Installation eines Wirbel-Leitzylinders und eines Hydrozyklon-Wasserverteilungssystems eine Selbstmischung der Wasserströmung im Tank (patentierte Technologie: autorisiertes Erfindungspatent, eine auf der hydraulischen Wirbeltheorie basierende selbstmischende Abwasserbehandlungsvorrichtung und Steuerungsmethode, ZL202311835457X). Dadurch wird der Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Abwasserbehandlungsverfahren erheblich reduziert, gleichzeitig wird die Sauerstoffübertragungseffizienz verbessert und eine stabilere Behandlungsleistung gewährleistet.

Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, die eine mechanische oder gasbetriebene Rührung benötigen, ermöglicht die Wirbel-Selbstmischtechnologie die Selbstmischung der Wasserströmung im Tank, verbessert die Sauerstoffmassenübergangswirkung, senkt den Energieverbrauch deutlich gegenüber herkömmlichen Abwasserbehandlungsverfahren und führt zu einem stabileren Behandlungsergebnis.

Intelligentes Steuerungssystem

Das ANJ-MBBR-Produkt, das auf automatisiertem Betrieb basiert, nutzt Big-Data-Analyse und Steuerungslogik-Programmierung, um im Niedriglastbetrieb einen energiesparenden Modus zu aktivieren (mit eigenem geistigem Eigentum: Intelligente Überwachungssystem für die ländliche Abwasserbehandlung von Xinyu Technology, Version 1.0, 2022SR0349958). Dieses System erfüllt nicht nur die Anforderungen an die Ablaufwasserqualität, sondern maximiert auch die Kosteneinsparungen beim Betrieb der Anlagen.

Dieses intelligente Steuerungssystem kann die Betriebsparameter automatisch entsprechend der Zulaufbelastung und der Wasserqualität anpassen, den Energieverbrauch optimieren, die Verarbeitungseffizienz verbessern und die Betriebs- und Wartungskosten senken.

Intelligente Betriebs- und Wartungsplattform

Das ANJ-MBBR-Produkt, integriert mit unserer selbstentwickelten intelligenten Betriebs- und Wartungsplattform (mit eigenem geistigem Eigentum: Digitale Intelligente Management-Anwendungsplattform für Kläranlagen V1.0, 2023SR1352648), ermöglicht einen echten unbeaufsichtigten Betrieb. Diese Innovation löst die anhaltenden Herausforderungen bei der Abwasserbehandlung auf dem Land, wie Betriebsschwierigkeiten, hohe Kosten, häufige Störungen, unzureichende Wartung und verzögerte Reparaturen.

Die intelligente Betriebs- und Wartungsplattform verfügt über folgende Funktionen:

1) Echtzeitüberwachung des Betriebszustands und der Wasserqualitätsparameter

2) Automatische Warnung und Fehlerdiagnose

3) Fernsteuerung und Parameteranpassung

4) Analyse von Betriebs- und Wartungsdaten sowie Optimierungsvorschläge

5) Betriebs- und Wartungsaufzeichnungen sowie Berichterstellung

Produktmerkmale

(1) Umweltfreundliches Design, geringe Investitions- und Baukosten

Durch die integrierte Anwendung mehrerer unabhängiger Schlüsseltechnologien wird ein energiesparendes Design erreicht, wodurch im Vergleich zu ähnlichen Produkten die Gerätekosten bereits an der Quelle reduziert werden, unter anderem durch die Verringerung der Anzahl von Abwasserpumpen, den Verzicht auf mechanische Rührwerke und die Reduzierung des Gebläse-Luftvolumens, was eine hohe Effizienz und Energieeinsparung ermöglicht.

(2) Integration mehrerer Schlüsseltechnologien zur Sicherstellung der Einhaltung der Abwasserqualitätsnormen

Durch die Implementierung des Schlamm-Film-Kopplungsverfahrens und einer eigentümlichen Anti-Füllstoff-Akkumulationstechnologie zeigt das System eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßbelastungen sowie eine robuste Fähigkeit, Schwankungen der Wasserqualität zu bewältigen. Die integrierte intelligente Betriebsplattform mit intelligentem Steuersystem ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Wasserparametern und passt die Prozesssteuerung automatisch an, um eine dauerhafte Einhaltung der Einleitstandards sicherzustellen.

(3) Digitales und intelligentes Betrieb- und Wartungsmanagement, geringe Betriebs- und Wartungskosten

Durch den Einsatz der intelligenten Betriebs- und Wartungsplattform sowie des intelligenten Steuersystems wird eine großflächige, zentrale Betriebsführung und Wartung erreicht, wodurch die Verwaltungseffizienz verbessert und die Personalkosten gesenkt werden.

(4) Modulare und serienmäßige Standardisierung zur schnellen Reaktion auf Anforderungen in verschiedenen Szenarien

Das kompakte und wartungsfreundliche modulare Design macht die Anlage kompakter und erleichtert Installation, Transport und Wartung. Gleichzeitig trägt das modulare Design dazu bei, die Universalität und Skalierbarkeit der Anlage zu verbessern, um Projekte unterschiedlicher Größe und Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen.

Es werden serienmäßige standardisierte Konzepte umgesetzt, wodurch eine breitere Auswahl entsteht, um verschiedene Anwendungsszenarien mit unterschiedlichen Kapazitäten und Bearbeitungsanforderungen abzudecken.

(5) Robust und langlebig, umweltfreundlich

Das Produkt besteht aus kohlenstoffarmem Stahl mit Korrosionsschutz, weist eine hohe Tragfähigkeit und eine lange Lebensdauer auf; keine elektrischen Unterwassereinrichtungen, weniger Fehlerquellen; stabile und normgerechte Wasserabgabe, die für die Bewässerung und die Wiederverwendung von gereinigtem Wasser genutzt werden kann, umweltfreundlich.

Differenzierungsmerkmale und Wettbewerbsvorteile

Vergleich mit dem Belebtschlammverfahren (ASP)

Im Vergleich zum herkömmlichen Belebtschlammverfahren bietet ANJ-MBBR folgende Vorteile:

(1) Höhere Raumeffizienz: MBBR benötigt normalerweise weniger Platz aufgrund der hohen Biomassekonzentration.

(2) Bessere Belastbarkeit gegenüber Stoßbelastungen: MBBR ist besser an Schwankungen von Wasserqualität und -menge angepasst und wird durch Stoßbelastungen weniger beeinträchtigt.

(3) Geringere Schlammproduktion: Die Menge an überschüssigem Schlamm, die vom MBBR-System erzeugt wird, ist geringer als beim ASP, wodurch die Kosten für die Schlammbehandlung reduziert werden.

(4) Betrieb und Wartung sind einfacher: Es wird kein Schlammrückführsystem benötigt, wodurch der Betriebsprozess vereinfacht wird.

Vergleich mit Membranbioreaktor (MBR)

Im Vergleich zum Membranbioreaktor weist ANJ-MBBR folgende Vorteile auf:

(1) Geringere Investitionskosten: Die Anfangsinvestition für MBBR ist in der Regel niedriger als bei MBR, da keine teuren Membrankomponenten erforderlich sind.

(2) Geringerer Energieverbrauch: Der Betrieb von MBBR verbraucht in der Regel weniger Energie als MBR, da keine Membranreinigung und Saugsysteme benötigt werden.

(3) Einfachere Wartung: MBBR erfordert weniger Wartungsaufwand als MBR, da keine komplexen Wartungsverfahren für Membranen notwendig sind.

(4) Anpassungsfähigkeit: MBBR kann sich leichter an verschiedene Arten von Abwasser und Behandlungsanforderungen anpassen.

Vergleich mit dem diskontinuierlichen Reaktor (SBR)

Im Vergleich zum diskontinuierlichen Reaktor (SBR) weist ANJ-MBBR folgende Vorteile auf:

(1) Kontinuierlicher Betrieb: MBBR kann kontinuierlich beschickt und entleert werden, ohne einen diskontinuierlichen Batch-Betrieb wie SBR.

(2) Höhere Biomasse: Der Biofilm im MBBR bietet mehr Biomasse und verbessert die Behandlungseffizienz.

(3) Geringerer Platzbedarf: MBBR benötigt bei gleicher Behandlungskapazität normalerweise weniger Platz als SBR.

(4) Höherer Automatisierungsgrad: Der Betrieb von MBBR kann leichter automatisiert werden.

Anwendungen

Fall 1: Projekt zur Modernisierung der städtischen Abwasserbehandlung in einem asiatischen Land

(1) Projekt-Hintergrund und Herausforderungen:

a. Projektstandort: Stadtgebiet eines Landes in Asien;

b. Behandlungskapazität: 400 m³/t;

c. Hauptprobleme: Das Projekt befindet sich in der Nähe des Schutzgebiets erster Ordnung des Chaohu-Sees, wobei Stickstoff- und Phosphorwerte im Wasser häufig über den zulässigen Grenzwerten liegen.

(2) ANJ-MBBR-Lösung:

a. Zwei Modelle MBBR-200 werden kombiniert;

b. Die Schlammfilmkopplungsmethode weist eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastungen auf;

c. Ausgestattet mit einer intelligenten Betriebs- und Wartungsplattform zur Realisierung der Fernüberwachung;

d. Die Behandlungseffizienz wird durch die Einsatztechnologie und die Wirbel-Selbstrührtechnologie verbessert.

(3) Umsetzungsergebnis und Daten:

a. Die Ablaufwasserqualität ist stabil und erfüllt die lokalen Standards; der Ablauf-COD beträgt weniger als 50 mg/L, deutlich besser als der lokale Standard;

b. Betriebs- und Wartungskosten um 40 % gesenkt.

Fallbeispiel 2: Projekt zur Sanierung der Abwasserbehandlung in ländlichen Gebieten eines asiatischen Landes

(1) Projekt-Hintergrund und Herausforderungen:

a. Projektstandort: Abwasserbehandlung in ländlichen Gebieten eines Landes in Asien;

b. Behandlungskapazität: 10 m³/Tag;

c. Hauptprobleme: veraltete und ineffiziente Anlagen, starke Leckagen und nicht konforme Wasserabgabe.

(2) ANJ-MBBR-Lösung:

a. Das Modell MBRB-10 wird verwendet;

b. Der Folien-Kopplungsprozess wird angewandt, um die Behandlungseffizienz zu verbessern;

c. Das integrierte intelligente Steuerungssystem passt die Betriebsparameter automatisch an die Wasserqualität an;

(3) Umsetzungsergebnis und Daten:

a. Die Ablauf-COD ist weniger als 50 mg/L, deutlich besser als der lokale Standard;

b. Ammonium-Stickstoff-Entfernungsrate > 98 %;

c. Das System läuft stabil und passt sich saisonalen Schwankungen an;

d. Die Betriebskosten sind um 30 % niedriger als beim ursprünglichen System.

Fall 3: Projekt zur Abwasserbehandlung auf dem Land in einem asiatischen Land

(1) Projekt-Hintergrund und Herausforderungen:

a. Projektstandort: Abwasserbehandlung in ländlichen Gebieten eines Landes in Asien;

b. Verarbeitungskapazität: 50 m³/Tag;

c. Hauptprobleme: instabile Stromversorgung, Neigung zu Überschwemmungen in der Regenzeit und nicht konforme Abwasserabgabe.

(2) ANJ-MBBR-Lösung:

a. Modell MBBR-50 wird verwendet;

b. Integriertes intelligentes Steuerungssystem, angepasst an Leistungsschwankungen;

c. Ausgestattet mit einer intelligenten Betriebs- und Wartungsplattform zur Realisierung der Fernüberwachung;

d. Das integrierte intelligente Steuerungssystem passt automatisch die Betriebsparameter gemäß der Wasserqualität an.

(3) Umsetzungsergebnis und Daten:

a. Die Ablauf-COD ist weniger als 50 mg/L, deutlich besser als der lokale Standard;

b. Ammonium-Stickstoff-Entfernungsrate > 98 %;

c. Das System läuft stabil und passt sich saisonalen Schwankungen an;

d. Die Betriebskosten sind um 30 % niedriger als beim ursprünglichen System.