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为印度尼西亚南苏门答腊Banyuasin农业工业区的综合污水处理厂建模

Hasmawaty癫狂1*

1Bina Darma大学工业工程系,印尼巨港30137。

通讯作者电子邮件:hasmawaty@binadarma.ac.id.


DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.2.04

本文的目的是利用环境敏感投资系统(ESIS)分析印度尼西亚南苏门答腊岛丹戎Api-Api (TAA)农工区综合污水处理厂(WWTP)的设计。本文基于在印度尼西亚南苏门答腊省班育辛区进行的实证研究。结果表明,E5区排入河流的废水Q达到吨/天,TSS含量为87.16 mg/l。这个数字不超过200毫克/升,这是南苏门答腊省通过南苏门答腊省省长18/2005关于液体废物质量标准的法规(LWQS)规定的工业区域TSS阈值。其生化需氧量(100 mg/l)也低于LQWS标准(200 mg/l)。污泥脱水可产生724、48mg/l/d的TSS,可转化为增值产品。我们为TAA地区设计的污水处理厂可以保护南苏门答腊省的湿地生态系统。本文还对TAA多利益相关者提出了建议,并提出了几个有待进一步研究的课题。


废水;治疗;植物;农业产业;南来华朝贡;印尼

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Hasmawaty H.为印度尼西亚南苏门答腊Banyuasin农业工业区模拟综合废水处理厂。Curr World Environ 2016;11(2)http://dx.doi.org/10.12944/cwe.11.2.04

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Purushottama G. B ., Deshmukh V ., Kavungal V ., George R. M.对孟买沿岸具有重要商业价值的海洋干旱区过度捕捞的经济影响的评估。Curr World Environ 2016;11(2)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/00.


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已收到: 2016-05-29
公认: 2016-06-24

介绍

在Susilo Bambang Yudhono政府(2009-2014)的时代,南苏门答腊省省,由于其对自然资源的所有权,将成为印度尼西亚西部地区的一个新的经济增长中心。This commitment has following by Government of Banyuasin District policy– one of district government in South Sumatra Province –who has making local regulation, Regulation of Banyuasin District 25/2009, to legalizing 8.000 hectares’ wetland area in Tanjung Api-Api (TAA) as new industry area. Similar to experience in many place, industrial area growth due to disruption of hydrological cycle will reducing water quantity and quality. It also can reduce vegetation of forest ecosystem and biodiversity. However, we still have an opportunity to minimize it if all multi-stakeholder committed to realize Sustainable Development Goals (SDGs) which is voiced by United Nations.1

正如我们所知道的,在SDGS之前很久,托马斯马尔萨斯通过他着名的声明表达了环境问题:“人口,当未被选中时,几何比率增加。生计仅以算术比率增加。2在英国的工业革命(1750-1870),在工业化时,它一直在发展更复杂,在世界各地展开。3.在19th世纪,环境问题已被增长的限制阐述4.以及我们共同的未来。5.此后,联合国通过千年发展目标(千年发展目标)和21世纪可持续发展目标(SDGS)一直在守卫此问题。1,6

在21世纪,环境问题的复杂性有挑战性的政府:(a)评估环境污染状态;(b)评估与人类福利或生态系统有关的这种污染;(c)通过法规,经济奖励和/或培训,道德劝说,信息运动,与目标选定团体的协同合同安排控制污染活动7..政府应涉及非政府行动者(市场和社会),因为环境问题是非常动态的,异质,地方但全球影响,无法单独管理。政府可以选择各种政策工具,以最大限度地提高其在保留环境方面的作用。8.

从学术角度来看,控制环境问题的文书是了解人类活动与某些模型中的物理环境,生物学和社会的相互作用。9.文学和现实中有很多模型。它的发展永无止境的过程,因为它仍然继续发展到现在。一种类型的这些模型是环境敏感的投资系统(IERS)。10该模型的最终目标是提供工业和政府部门或机构,以评估资本密集项目的技术和经济影响,以应对规定的环境政策。更具体地说,IERS原型有助于寻找符合技术上的环境监管标准的污水管理替代品,以技术声音和成本效益。该决策支持系统的使用将提高管理人员和规划者探讨各种选项的定量影响的能力。11

本文应用ESIS框架对印度尼西亚南苏门答腊省班裕辛区TAA地区的污水处理厂设计进行了分析。本研究非常重要,因为选择合适的废水处理技术应基于特定地区的综合因素,如土地可用性、废水质量、期望的成品水质、社会经济因素和地方和省级法规12

材料与方法

我们使用定量的方法来指导这项研究。由于与TAA地区的相似性,我们选择了半月仙地区的加气区作为主要和次要数据的采集地点。例如,产气地区有农工业(如:橡胶、棕榈油和椰子),其自然景观与TAA地区没有太大不同。表1总结了本次研究将收集的数据的地点、时间和类型。10

表1:研究数据的位置、时间和类型

位置和研究时间

主要和次要数据

橡胶,棕榈油和椰子等橡胶区的几种WWTP农业工业,如橡胶,棕榈油和椰子(2009年11月)

主要数据,化学:(a)有机废物(脂肪油);(b)非有机废物(pH,BOD,COD);(c)废物浓度。

主要数据,物理:(a)tss;(b)WWTP容量;(c)废物排放

注意:所有数据都在环境中,环境署(BLH),南苏马特省环境署。


我们的研究分两个阶段进行。在第一阶段,我们收集了气化地区多个农用工业污水处理厂的废水的物理化学参数。所有数据将与液体废物质量标准(LWQS)的值进行比较(见表2)。我们采用复合技术(在水面深度为0.5 m)13收集废物样本。

表2:南苏门答腊几个农用工业的液体废物质量标准(LWQS)

废水排放(M3./吨)

液体废物质量标准

最大含量(mg/l)/最大负荷(kg/ton)

生化需氧量5.

鳕鱼

TSS

o&G.

n-tot.

阿宝4.

苯酚

轮胎(40)

60 / 2,4

200/8

100/4

-

10/0, 4

-

-

橡胶(40)

100/4

250/10

100/4

-

25/1, 0

-

-

肥皂(8)

75 / 0,60

180/1.44

60 / 0,48

15 / 0,12

-

2/0,016

-

洗涤剂(1)

75 / 0,075

180/1, 18

60/0, 06年

15/0,015

-

2/002

-

胶合板(0,3)

75 / 0,0225

125/0, 0375

50/0,015

-

4/0, 0012

-

0 25/0 0007人

橡胶的工具(40)

60 / 2,4

200/8

100/4

-

10/0, 4

-

-

椰子油(25)

75 / 1,875

180 / 4,50

60 / 1.50

5 / 0,375

-

2/0, 05年

-

棕榈油(2,5)

100 / 0,25

350 / 0,88

250/0, 63

25 / 0,063

50/0,125

-

-

咖啡(40)

75/3,0.

200 / 8,0.

100/4,0.

20/0, 8

-

-

-

资料来源:2005年南苏门答腊州南苏门答腊州长(LWQ)为行业的规定


我们分析了来自加气区农业工业的几种WWTP影响的BOD,TSS和X.我们在白天的WWTP运行期间服用废水样品,并将其存储在提供的空间中。这些数据已在环境,南苏立德拉环境署的实验室分析,与LWQS数据相比(参见,表2)。10

此外,我们根据治疗阶段的计算材料平衡,我们为TAA区域进行WWTP设计,即:(a)初级处理(初级澄清器,污泥增稠剂,溢流盆和均衡);(b)二次处理(二次澄清剂,曝气罐,污泥混合和污泥脱水)。我们预计TSS的最终结果应低于LWQS值。在初级和次要处理中,我们按照FELS&Lycon(1995)开发的算法,可变,常数和单位。10

表3:加气区的农业工业WWTP参数

WWTP的影响

范围

采样频率

橡胶,棕榈油和椰子油

q,ts,bod和x

每类参数一次

在第二阶段,我们通过模拟一次和二次处理的变量,比较了三种污水处理模型(气化污水处理、TAA污水处理和理论污水处理)。在这个模拟中,Fels & Lycon(1995)的每个变量的范围10数据。我们的目标是在每种治疗中获得单位的维度,该治疗可以用作TAA WWTP的参考(例如,Q.1/一个1, h t qE4./一个R4和r4)。我们正在寻找释放TSS值低于LWQS农产行业阈值的WTTP。仿真数据见表4。

表4模拟的WWTP变量

变量在加气WWTP,Tanjungapi-API(TAA)WWTP和理论WWTP

范围

主要澄清器过流,q1/一个1,

TSS

Tinggi初级和二级澄清器,H

TSS

曝气池中的温度,t一种和澄清器中的温度,tC

TSS

二次澄清器通过流量浓度,qE4./一个R4

TSS

反应器中的平均MLSS生物固体,XE4

TSS

反应堆中的停留时间,r4.

TSS


结果和讨论

在加气区,橡胶工业WWTP出口产生TSS(125mg / L)和BOD(64,1 mg / L)超过LWQs值。对于棕榈油工业,其WWTP出口释放TSS(220 mg / L)和BOD(89,9 mg / L)低于LWQs值。但是,它的距离不太远。同时,椰子油工业的TSS(83 mg / L)和BOD(69,9mg / L)值WWTP表示其WWTP无法正常运行(参见图1)。

图1瓦特流水影响的废水


图1:气体排放污水处理厂的进水废水
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在第二阶段,我们在Taa WWTP中分析和计算了每个阶段的质量平衡(预处理,初级治疗和继发)。图2显示了从瓦工WWTP作为主要处理的输入的样本数据。

图2瓦特WWTP流入的废水数据


图2:瓦特WWTP流入的废水数据
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初级处理的早期阶段是初级澄清池,目的是将废水和污泥分离。通过物理和化学过程,初级澄清剂将形成两个区域。化学工艺采用混凝技术,加入碳酸钙3..在此过程中,我们将废水pH维持在6.5至8,5之间。图3,图4,图5显示了主要处理结果。

在二级处理中,活性污泥来自均衡盆地。我们将空气,氮气和磷注入反应器以引发厌氧过程。废物流入河流,而污泥指挥污泥混合和污泥脱水。我们将聚合物注入污泥脱水,使其可以产生更多的沉淀物。将污泥脱水的所有污泥收集并保存成拆卸设施。二次处理的计算结果通过图6 - 图9进行了可视化。同时,图10在每种处理中显示废水放电计算的质量平衡。

图3:主要澄清器的计算结果


图3:主要澄清器的计算结果
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图4溢流池计算结果


图4:溢出盆地的计算结果
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图5均衡池计算结果


图5均衡池计算结果
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图6:二次处理计算结果


图6:二次处理计算结果
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图7:污泥增稠剂的计算结果


图7:污泥增稠剂的计算结果
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图8:DI污泥混合器的计算结果


图8:DI污泥混合器的计算结果
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图9污泥脱水计算结果


图9污泥脱水计算结果
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图10:废水排放的材料平衡


图10:废水排放的材料平衡
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如果我们将TSS和BOD值与TAA WWTP和瓦尔瓦瓦斯流出的换气进行比较,那么我们的仿真表明,TAA WWTP将产生低于LWQ的TSS和BOD。使用来自Fels&Lycon的数据(1995)的数据10实验(见表5)。尽管在每个行业的LWQS阈值下加气区窗台的废水的数量和质量,但其值靠近LWQS限制,如TSS所示(橡胶:85 mg / L;棕榈油:213 mg / L;椰子油:53Mg / L)和BOD(橡胶:41 mg / L,棕榈油:98 mg / L;椰子油:69 mg / L)值。此外,棕榈油和椰子油工业具有固体废物,含有高有机化合物,使得衰老需要更长的时间来解开。

表5.:TSS和BOD分析在瓦斯瓦特和TAA WWTP的流出物中分析

流出物中的废水参数

农业产业WWTP,Q影响(吨/天)

瓦格

TAA WWTP(2.371)

橡胶,(1600)

棕榈油,(603)

椰子油,(163)

TSS,MG / L.

85/100 *

213/250 *

53/60 *

87,16 / 200 *

BOD,MG / L.

41/60 *

98/100 *

69/75 *

32 * 19/50

(*)MG / L / LOAD或KG / TON(MAX),基于2005年南苏门答腊州长18号规定的液体废物质量标准(LWQ)为行业的规定

图11:Gasing WWTP和TAA WWTP出水的TSS和BOD分析结果


图11:Gasing WWTP和TAA WWTP出水的TSS和BOD分析结果
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此外,我们将解释Q1/一个1值基于一段澄清器模拟TAA废水和气体废水(橡胶,棕榈油和椰子油)。我们称这些污水处理厂的输出为废液(E5)。使用Fels & Lycon(1995)实验数据进行模拟的范围值。该模拟将为TAA污水处理厂的开发提供最佳的参考模型。在本次模拟中,当TSS不超过LWQS值且排放到河流中是安全的时,我们得到了最佳模型。如表6所示,根据我们的模拟,当TSS (78,16 mg/l), Q1/一个1范围值(20,25米3./ m2/天)和Q(2.371吨/天)。由于对每个行业的废水处理管理不同,我们为TSS获得了不同的结果。例如,在加气区域中有农业工业谁(a)不沉积施工污泥的污泥增稠剂,使污泥完全不能分开,(b)初级治疗,而不通过溢出盆地,因此许多污泥通过下一个进程。

表6:Q1 / A1仿真在主澄清器中的结果

问:1/一个1,

m3./ m2人力资源

瓦斯瓦特的TSS

TAA污水处理厂的TSS

橡胶

棕榈油

椰子油

10日00

209

227

218

105年,29

20,25

183.

215

196.

87,16.

30,00

-

-

-

74,89

50,00

-

-

-

58,12.


将TAA污水处理厂与采气地区的污水处理厂进行对比,发现TAA污水处理厂可使TSS分别降低52、37%(橡胶)、59、46%(棕榈油)和55、53%(椰子油)。说明TAA污水处理厂能够有效地保护湿地生态系统免受农工业废水的污染。初级处理模拟结果表明,当Q1/一个1在10-50米之间3./ m2/天,其中TAA WWTP的范围值为Q1/一个1> 50米3./ m2/天,则TSS在流出物(E5.)释放到河里会更小。

对于二次处理模拟,我们的变化产生了如下结果:(a)如果TAA污水处理厂二次处理的溢流极限是QE4./一个R4(16-26)m3./ m2/日,然后安全条件是qE4./一个R4<16米3./ m2HR;(b)模拟回收(XR4)的流量为12.000 - 15.000 mg/l时,TAA废水处理的安全条件R4<10.000 mg /小时;(c)变化xE4.2.500 - 5.000 mg / l产生xE4.> 5000 mg / l;(d)停留时间(r4.)在14-22小时的反应器中,然后r4.对于taa wwtp是r4.<14小时。根据这些结果,我们可以说,如果QE4./一个R4<16米3./ m2人力资源,R4<10.000 mg /小时,xE4.> 5000 mg / l,r4.< 14小时,则TAA WWTP将产生较小的TSS。TAA污水处理厂一、二次处理的数据模拟见表7。

表7:WWTP中的主要和次要处理数据变量

单位

Taa WWTP的范围

具有理论WWTP值:

TAA WWTP:TSS(87,16 mg / L)和污泥(719,21 mg / L)

TSS

污泥

TSS

污泥

TSS

污泥

问:1/一个1,米3./ m2/天

问:1/一个1> 50

10

30.

50.

105年,29

856年,81年

74,89

626,13.

58,12.

498,85.

问:E4./一个R4,米3./ m2/天

问:E4./一个R4<16

16

20.

26

87,16.

719,21

93,47

718年,78年

102,93

718,14

XE4,Mg / L.

XE4.

> 5000

2.500

4000.

5000

91,75.

744,90

77年,99年

671,64

68,81

68,81

XR4,Mg / L.

XR4

< 10.000

10.000

13.000

15.000

80年,28

682,42

88,22

725,16

91,74.

745,65

R4,小时

r4

<14

14

16

22

87,161

719,21

87,162

719,21

87,166

719,21

注:Fels和Lycon(1995)之后的一次和二次治疗的单位和变量限值10实验。


基于使用ESBER模型的手动计算,我们发现e中的废水放电(q)5.这将释放到河流中,多达吨/天,含有87.16 mg / l tss和32.19 mg / l bod。污泥脱水产生了多达724,28 mg / l /天的TSS,并将其沉积成污泥清除设施。虽然WWTP输出e5.和S5.仍然含有污泥,但为了避免新的污染,这些污泥可以转化为更有价值的产品。同样的作用也适用于二级处理的污泥(E5)。将TAA污水处理厂与采气地区的污水处理厂进行对比,发现TAA污水处理厂可使TSS分别降低52、37%(橡胶)、59、46%(棕榈油)和55、53%(椰子油)。说明TAA污水处理厂能够有效地保护湿地生态系统免受农工业废水的污染。基于这一发现,我们建议:(1)对顺盖特朗河和加森河的理化参数进行基线研究是很重要的。本基线研究将作为确定TAA污水处理厂对其环境影响的主要参考;(二)对于政府和工业界,我们需要采取具体行动,利用沼气区的污泥进行牟利活动。

作为一个结论,我们的研究表明,环境问题仍然是工业发展的重要问题,特别是在印度尼西亚南苏马特。地方政府需要应用各种方法来管理它。我们的研究表明,IERS模型可能是适当的模型,以协助当地政府加强其作为环境卫兵的作用。然而,在未来,我们需要注意应用混合方法在工业区中分析WWTP的可能性。

确认

本研究由Bina Darma University资助,合同号:006/SPK/LPPM/Univ-BD/VII/2011, 04/08/2011。我们要感谢所有支持这个项目的人。

参考

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