Ozadje projekta
- Težava:Čistilni sistem čistilne naprave je dosegel konec svoje življenjske dobe in pojavljajo se težave, kot so normalno slabljenje magnetnega pretoka, lomljenje vlaken in zmanjšana proizvodna zmogljivost.
- Cilj:Zgradite membranski sistem s kapaciteto 50.000 m³/dan, vključno s pripadajočo opremo.
- Težave:1. Doseči standard kakovosti odplak razreda A 2. Odstraniti dušik in fosfor v biokemičnem procesu
Zaradi zahtev urbanističnega razvoja, spremljanja okolja in čiščenja črne vode in vode z neprijetnim vonjem se je povečalo povpraševanje po čiščenju odpadne vode okoli čistilnih naprav. Njegov membranski sistem MBR deluje od leta 2013 in uporablja komponente ultrafiltracijske membrane iz potopljenih PVDF votlih vlaken z velikostjo por 0,1 μm. Čistilna naprava ima projektirano zmogljivost čiščenja 10.000 kubičnih metrov/dan in uporablja postopek AAO+MBR. Očiščena odplaka ustreza standardu razreda A standarda za izpust onesnaževal za mestne čistilne naprave (GB 18919-2002). Trenutno mora nadgraditi membranski sistem MBR, da bo zadostil proizvodnim in družbenim potrebam.
Pregled čistilne naprave
Potek procesa
Potek procesa, kot je prikazano na sliki 1, vključuje primarno obdelavo z uporabo grobih in finih sitov, komor z zračnim peskom in membranskih sitov za odstranjevanje anorganskih snovi in zaščito sistema MBR z 1 mm razmika v membranskih sitih. Sekundarna obdelava uporablja postopek AAO+MBR, vključno s pred-anoksičnim rezervoarjem in po potrebi izboljšano kemično odstranitev fosforja v aerobnem rezervoarju. Odplake se pred izpustom razkužijo z UV. Obdelava blata je sestavljena iz fizičnega zgoščevanja in globokega odvodnjavanja s ploščastim okvirjem, da se doseže 50-60 % vsebnost vlage pred zunanjim odlaganjem.
Kakovost dotoka in odtoka
Obrat je zasnovan tako, da dosega standarde kakovosti odpadnih voda razreda A. Ker dotok vključuje meteorno vodo, se lahko koncentracije dotoka spreminjajo, kar zahteva osredotočenost na odstranjevanje dušika in fosforja v biokemičnem procesu.
Trenutno stanje in težave v membranskem sistemu MBR
Stanje opreme sistema MBR
Membranski bazen MBR in soba za opremo*: Membranski bazen MBR, povezan z bazeni za AAO in UV dezinfekcijo, je sestavljen iz dveh pravokotnih podzemnih rezervoarjev z 11 celicami na skupino, pri čemer vsaka celica vsebuje 8 membranskih kaset (skupaj 176 kompletov membran iz PVDF vlaken z<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).
Soba za kemično čiščenje*: Nahaja se nad proizvodnim območjem in vključuje 3 rezervoarje za shranjevanje kemikalij za kislino, alkalije in NaClO za sistem MBR.
Način delovanja MBR*: Membranski bazeni delujejo v 8-minutnem načinu proizvodnje in 2-minutnem načinu čiščenja zraka. Vsak bazen je podvržen vsakournemu CEB (spletnemu čiščenju), ki vključuje 10-minutno kemično pranje, 15-minutno pavzo, 5-minutno pranje, 8-minutno izpiranje in 17-minutno pavzo. Čiščenje brez povezave se izvaja tedensko na enem membranskem bazenu.
Težave in vzroki v membranskem sistemu MBR
Glavne težave vključujejo zmanjšanje pretoka/zmanjšano zmogljivost/lomljenje vlaken in zamašitev/povečano pogostost in intenzivnost čiščenja. Razlogi vključujejo:
1. Membrana doseže načrtovano življenjsko dobo - zmogljivost se zmanjša, kar vpliva na pretok in zmogljivost
2. Prekomerna pogostost in intenzivnost ročnega čiščenja - povzroča lomljenje vlaken in luščenje, kar zmanjšuje efektivno površino membrane
3. Nepopravljivo luščenje, povečan transmembranski tlak -, ki vpliva na pretok
4. Povečano čiščenje - skrajšanje efektivnega časa delovanja, kar ima za posledico zmanjšano proizvodno zmogljivost
5. Zgodnje vzdrževanje, neustrezno čiščenje - poslabšanje razgradnje membrane
Rešitve
1. Splošni pristop
Nadgradnja bo ohranila obstoječe dimenzije kaset, hkrati pa spremenila notranjo strukturo in zamenjala trenutne module z ultrafiltracijskimi membranami PVDF z večjim pretokom (<0.1 μm).
2. Projektni izračuni
Trenutni pretok*: Vsaka membranska celica ima 8 kaset s površino membrane 12.800 m² na celico, tokovni tok pa se giblje od 7,8 do 15,6 L/(m²·h).
Operativni parametri*: sistem bo nadaljeval z 8-minutnim vklopom/2-minutnim izklopom, pri čemer bo en membranski bazen brez povezave za čiščenje vsak dan, drugi pa bo vsako uro podvržen spletnemu čiščenju. Za doseganje ciljev glede zmogljivosti mora biti skupna površina membrane na stran najmanj 140.800 m², z zahtevami po pretoku med 13,6–22,7 L/(m²·h).
3. Načrt nadgradnje
Zamenjava trenutnih modulov z-zmogljivejšimi membranami, posodabljanje pripadajoče opreme in vzdrževanje prvotnih struktur kaset, cevi in prezračevanja. Novi moduli imajo v povprečju najmanjšo zahtevo po pretoku 18,2 L/(m²·h), s pričakovano življenjsko dobo 5 let in stopnjo lomljenja pod 0,5 % v tem obdobju.
Investicijska ocena
Ocenjena naložba za nadgradnjo ene strani (50.000 t/d) je 22 milijonov RMB, pri čemer so stroški primarne opreme ocenjeni na podlagi trenutnih tržnih cen.
Učinkovitost in optimizacija po-nadgradnji
Po zagonu je nadgrajeni sistem dosegel največjo zmogljivost 60.000 m³/dan in povprečno 52.000 m³/dan, kar je izpolnjevalo projektne zahteve. Prizadevanja za optimizacijo so vključevala:
1. Prilagoditev rutin čiščenja kombinaciji povratnega izpiranja z vodo in kemičnega izpiranja pri 300 mg/L.
2. Spreminjanje korakov čiščenja: 2 min dnevno povratno izpiranje z vodo; za CEB, ustavitev proizvodnje, vbrizgavanje kemikalij 15 min, prezračevanje 15 min in izpiranje z vodo 10 min.
3. Zmanjšanje ročnega čiščenja, da preprečite zlom vlaken.
4. Spremljanje učinkovitosti zračnega čiščenja, prilagajanje pretoka zraka za preprečevanje kopičenja blata.
5. Izboljšanje predobdelave za zmanjšanje ostankov v kasnejših fazah.
Zaključek
1. Obratu je uspelo povečati skupno površino membrane in izboljšati delovanje membrane brez spreminjanja infrastrukture.
2. Po-nadgradnji so bili na podlagi operativnih izkušenj vzpostavljeni optimizirani koraki čiščenja in vzdrževalne rutine.
3. Tehnologija MBR ima visoko kakovost odplak in kompaktno zasnovo, vendar je lahko omejena z višjimi operativnimi zahtevami. Ta primer je referenca za druge stranke, ki želijo nadgraditi svoje membranske sisteme.