خلفية المشروع
- مشكلة:وصل نظام المعالجة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي إلى نهاية عمره التشغيلي، وهناك مشاكل مثل التوهين الطبيعي للتدفق المغناطيسي، وكسر الألياف، وانخفاض القدرة الإنتاجية.
- هدف:بناء نظام غشائي بسعة 50.000 متر مكعب/يوم، بما في ذلك المعدات ذات الصلة.
- الصعوبات:1. تحقيق معايير جودة الصرف الصحي من الفئة A. 2. إزالة النيتروجين والفوسفور في العملية الكيميائية الحيوية
مع متطلبات التنمية الحضرية والرصد البيئي ومعالجة المياه السوداء والرائحة، زاد الطلب على معالجة مياه الصرف الصحي حول محطات معالجة مياه الصرف الصحي. نظام غشاء MBR الخاص به يعمل منذ عام 2013، باستخدام مكونات غشاء الترشيح الفائق من الألياف المجوفة PVDF المغمورة بحجم مسام يبلغ 0.1 ميكرومتر. محطة معالجة مياه الصرف الصحي لديها قدرة معالجة مصممة تبلغ 10,000 متر مكعب/يوم وتعتمد عملية AAO+MBR. تتوافق النفايات السائلة المعالجة مع معيار الفئة أ من معيار تصريف الملوثات لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية (GB 18919-2002). في الوقت الحاضر، تحتاج إلى ترقية نظام غشاء MBR لتلبية الاحتياجات الإنتاجية والاجتماعية.
نظرة عامة على محطة معالجة مياه الصرف الصحي
تدفق العملية
يتضمن تدفق العملية، كما هو موضح في الشكل 1، المعالجة الأولية باستخدام الشاشات الخشنة والناعمة، وغرف الحبيبات الهوائية، وشاشات الأغشية لإزالة المواد غير العضوية وحماية نظام MBR بتباعد 1 مم في شاشات الغشاء. تستخدم المعالجة الثانوية عملية AAO+MBR، بما في ذلك خزان نقص الأكسجين المسبق- وإزالة الفوسفور الكيميائي المعزز في الخزان الهوائي حسب الحاجة. ويتم تطهير النفايات السائلة بالأشعة فوق البنفسجية قبل تصريفها. تتكون معالجة الحمأة من التسميك الفيزيائي ونزح الماء العميق بواسطة إطار لوحي لتحقيق محتوى رطوبة بنسبة 50-60% قبل التخلص منها خارجيًا.
نوعية المؤثرة والنفايات السائلة
تم تصميم المحطة لتحقيق معايير جودة النفايات السائلة من الفئة (أ). وبما أن التدفق يشمل مياه الأمطار، فإن التركيزات المتدفقة يمكن أن تختلف، مما يتطلب التركيز على إزالة النيتروجين والفوسفور في العملية الكيميائية الحيوية.
الوضع الحالي والقضايا في نظام غشاء MBR
حالة معدات نظام MBR
غرفة معدات وحوض غشاء MBR*: يتكون حوض غشاء MBR، المتصل بأحواض التطهير AAO والأشعة فوق البنفسجية، من خزانين مستطيلين تحت الأرض يحتويان على 11 خلية لكل مجموعة، تحتوي كل خلية على 8 أشرطة غشائية (إجمالي 176 مجموعة من أغشية ألياف PVDF مع<0.1 μm pores and a total surface area of approximately 281,600 m²). The system operates with 22 independently controlled production units divided into two separate systems for easy maintenance, allowing both online and offline cleaning. The equipment room houses production, vacuum, backwash, and sludge pumps, along with air scrubbers using 4 air suspension centrifugal blowers (3 operating, 1 standby; parameters: Q=208 Nm³/min, P=50 kPa).
غرفة التنظيف الكيميائي*: تقع فوق منطقة الإنتاج، وتضم 3 خزانات للمواد الكيميائية للأحماض والقلويات وNaClO لنظام MBR.
وضع تشغيل MBR*: تعمل حمامات الأغشية في وضع إنتاج مدته 8 دقائق ووضع تنظيف الهواء لمدة دقيقتين. يخضع كل حمام سباحة لـ CEB (التنظيف عبر الإنترنت) كل ساعة، والذي يشتمل على غسيل كيميائي لمدة 10 دقائق، وتوقف مؤقت لمدة 15 دقيقة، وغسل لمدة 5 دقائق، وشطف لمدة 8 دقائق، وتوقف مؤقت لمدة 17 دقيقة. يتم إجراء التنظيف دون الاتصال بالإنترنت أسبوعيًا على مجموعة غشائية واحدة.
القضايا والأسباب في نظام غشاء MBR
وتشمل المشاكل الرئيسية تقليل التدفق / انخفاض السعة / كسر الألياف والانسداد / زيادة وتيرة التنظيف وكثافته. تشمل الأسباب ما يلي:
1. يصل الغشاء إلى العمر التصميمي - وينخفض الأداء، مما يؤثر على التدفق والقدرة
2. تكرار وكثافة التنظيف اليدوي المفرط - مما يتسبب في كسر الألياف وتساقطها، مما يقلل من مساحة الغشاء الفعالة
3. تحجيم لا رجعة فيه، زيادة ضغط الغشاء - مما يؤثر على التدفق
4. زيادة التنظيف - مما يقلل من وقت التشغيل الفعال، مما يؤدي إلى انخفاض الطاقة الإنتاجية
5. الصيانة المبكرة، التنظيف غير السليم - يؤدي إلى تفاقم تدهور الغشاء
الحلول
1. النهج العام
ستحافظ الترقية على أبعاد الكاسيت الحالية مع تعديل الهيكل الداخلي واستبدال الوحدات الحالية بأغشية الترشيح الفائق PVDF ذات التدفق العالي (<0.1 μm).
2. حسابات التصميم
تدفق التيار*: تحتوي كل خلية غشائية على 8 أشرطة بمساحة غشاء تبلغ 12800 متر مربع لكل خلية، ويتراوح تدفق التيار من 7.8 إلى 15.6 لتر/(م²·ساعة).
معلمات التشغيل*: سيستمر النظام في التشغيل لمدة 8 دقائق/إيقاف التشغيل لمدة 8 دقائق، مع وجود تجمع غشائي واحد غير متصل للتنظيف كل يوم وآخر يخضع للتنظيف عبر الإنترنت كل ساعة. لتحقيق أهداف السعة، يجب أن تكون مساحة الغشاء الإجمالية لكل جانب 140,800 مترًا مربعًا على الأقل، مع متطلبات التدفق بين 13.6-22.7 لتر/(م²·ساعة).
3. ترقية الخطة
استبدال الوحدات الحالية بأغشية-أعلى أداء، وتحديث المعدات المرتبطة، وصيانة الكاسيت والأنابيب وهياكل التهوية الأصلية. تتمتع الوحدات الجديدة بحد أدنى من متطلبات التدفق يبلغ 18.2 لتر/(م² · ساعة) في المتوسط، مع عمر متوقع يصل إلى 5 سنوات ومعدل كسر أقل من 0.5% خلال تلك الفترة.
تقدير الاستثمار
الاستثمار المقدر لترقية جانب واحد (50,000 طن/يوم) هو 22 مليون يوان صيني، مع تقدير تكاليف المعدات الأولية على أساس أسعار السوق الحالية.
نشر-ترقية الأداء والتحسين
بعد بدء التشغيل، حقق النظام الذي تمت ترقيته قدرة قصوى تبلغ 60,000 متر مكعب/يوم ومتوسط 52,000 متر مكعب/يوم، مما يلبي متطلبات التصميم. وشملت جهود التحسين ما يلي:
1. ضبط إجراءات التنظيف على مزيج من الغسيل العكسي المائي والغسيل العكسي الكيميائي بمعدل 300 ملجم/لتر.
2. تعديل خطوات التنظيف: الغسيل العكسي بالماء لمدة دقيقتين يوميًا؛ بالنسبة لشركة CEB، يتم إيقاف الإنتاج، وحقن المواد الكيميائية لمدة 15 دقيقة، والتهوية لمدة 15 دقيقة، والشطف بالماء لمدة 10 دقائق.
3. التقليل من التنظيف اليدوي لتجنب تكسر الألياف.
4. مراقبة فعالية تنقية الهواء، وضبط تدفق الهواء لمنع تراكم الحمأة.
5. تعزيز المعالجة المسبقة لتقليل الحطام في المراحل اللاحقة.
خاتمة
1. نجح المصنع في زيادة مساحة الغشاء الإجمالية وتحسين أداء الغشاء دون تغيير البنية التحتية.
2. بعد-الترقية، تم إنشاء خطوات التنظيف وإجراءات الصيانة المحسنة بناءً على الخبرة التشغيلية.
3. تتميز تقنية MBR بجودة عالية للنفايات السائلة وتصميم تخطيطي مدمج، ولكنها قد تكون محدودة بمتطلبات التشغيل الأعلى. توفر هذه الحالة مرجعًا للعملاء الآخرين الذين يسعون إلى ترقية أنظمة الأغشية الخاصة بهم.