Pozadina projekta
- Problem:Sustav za pročišćavanje uređaja za pročišćavanje otpadnih voda došao je do kraja svog životnog vijeka, a postoje problemi kao što su normalno slabljenje magnetskog toka, lom vlakana i smanjen proizvodni kapacitet.
- Cilj:Izgradite membranski sustav s kapacitetom od 50.000 m³/dan, uključujući pripadajuću opremu.
- Poteškoće:1. Postići standard kvalitete kanalizacije klase A 2. Ukloniti dušik i fosfor u biokemijskom procesu
Sa zahtjevima urbanog razvoja, nadzora okoliša i pročišćavanja crne i neugodne vode, povećala se potražnja za pročišćavanjem otpadnih voda oko postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Njegov MBR membranski sustav u funkciji je od 2013., koristeći uronjene komponente ultrafiltracijske membrane od PVDF šupljih vlakana s veličinom pora od 0,1 μm. Postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda ima projektirani kapacitet pročišćavanja od 10.000 kubnih metara/dan i usvaja AAO+MBR proces. Pročišćena otpadna voda zadovoljava standard klase A Standarda za ispuštanje onečišćujućih tvari za urbana postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda (GB 18919-2002). Trenutačno treba nadograditi MBR membranski sustav kako bi zadovoljio proizvodne i društvene potrebe.
Pregled uređaja za pročišćavanje otpadnih voda
Tijek procesa
Tijek procesa, kao što je prikazano na slici 1, uključuje primarnu obradu korištenjem grubih i finih sita, komora s aeriranim pijeskom i membranskih sita za uklanjanje anorganskih tvari i zaštitu MBR sustava s razmakom od 1 mm u membranskim sitima. Sekundarna obrada koristi postupak AAO+MBR, uključujući pre-anoksični spremnik i poboljšano kemijsko uklanjanje fosfora u aerobnom spremniku prema potrebi. Otpadna voda se dezinficira UV zračenjem prije ispuštanja. Obrada mulja sastoji se od fizičkog zgušnjavanja i dubokog odvodnjavanja pločastim okvirom kako bi se postigao sadržaj vlage od 50-60% prije vanjskog odlaganja.
Kvaliteta dotoka i odvoda
Postrojenje je projektirano za postizanje standarda kvalitete otpadnih voda klase A. Kako dotok uključuje oborinske vode, koncentracije dotoka mogu varirati, zahtijevajući fokus na uklanjanje dušika i fosfora u biokemijskom procesu.
Trenutno stanje i problemi u MBR membranskom sustavu
Stanje opreme MBR sustava
MBR membranski bazen i prostorija za opremu*: MBR membranski bazen, povezan s AAO i UV dezinfekcijskim bazenima, sastoji se od dva pravokutna podzemna spremnika s 11 ćelija po skupini, a svaka ćelija sadrži 8 membranskih kazeta (ukupno 176 kompleta membrana od PVDF vlakana s<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 kemijsko čišćenje*: Smještena iznad proizvodnog područja, uključuje 3 spremnika za skladištenje kemikalija za kiselinu, lužinu i NaClO za MBR sustav.
MBR način rada*: Membranski bazeni rade u 8-minutnom proizvodnom i 2-minutnom načinu ispiranja zrakom. Svaki bazen se podvrgava CEB-u (online čišćenju) svakog sata koji uključuje 10-minutno kemijsko pranje, 15-minutno pauzu, 5-minutno pranje, 8-minutno ispiranje i 17-minutnu pauzu. Vanmrežno čišćenje provodi se tjedno na jednom membranskom bazenu.
Problemi i uzroci u MBR membranskom sustavu
Glavni problemi uključuju smanjenje protoka/smanjeni kapacitet/lomljenje vlakana i začepljenje/povećanu učestalost i intenzitet čišćenja. Razlozi uključuju:
1. Membrana doseže predviđeni životni vijek - performanse opadaju, utječući na protok i kapacitet
2. Pretjerana učestalost i intenzitet ručnog čišćenja - uzrokuje lomljenje vlakana i raspadanje, smanjujući efektivnu površinu membrane
3. Nepovratno stvaranje kamenca, povećan transmembranski tlak - koji utječe na protok
4. Povećano čišćenje - smanjuje učinkovito vrijeme rada, što rezultira smanjenim proizvodnim kapacitetom
5. Rano održavanje, nepravilno čišćenje - pogoršava degradaciju membrane
Rješenja
1. Opći pristup
Nadogradnja će zadržati postojeće dimenzije kazeta uz modificiranje unutarnje strukture i zamjenu postojećih modula PVDF ultrafiltracijskim membranama većeg protoka (<0.1 μm).
2. Izračuni dizajna
Strujni tok*: Svaka membranska ćelija ima 8 kazeta s površinom membrane od 12.800 m² po ćeliji, a strujni tok se kreće od 7,8 do 15,6 L/(m²·h).
Radni parametri*: Sustav će nastaviti s radom od 8 minuta uključeno/2 minute isključeno, s jednim membranskim bazenom isključenim za čišćenje svaki dan, a drugim podvrgnutim mrežnom čišćenju svakog sata. Kako bi se postigli ciljevi kapaciteta, ukupna površina membrane po strani mora biti najmanje 140.800 m², sa zahtjevima protoka između 13,6-22,7 L/(m²·h).
3. Plan nadogradnje
Zamjena postojećih modula s- membranama boljeg učinka, ažuriranje povezane opreme i održavanje originalnih struktura kazeta, cjevovoda i prozračivanja. Novi moduli imaju minimalni zahtjev za protokom od 18,2 L/(m²·h) u prosjeku, s očekivanim životnim vijekom od 5 godina i stopom loma ispod 0,5% unutar tog razdoblja.
Procjena ulaganja
Procijenjena investicija za nadogradnju jedne strane (50.000 t/d) je 22 milijuna RMB, s troškovima primarne opreme procijenjenim na temelju trenutnih tržišnih cijena.
Izvedba i optimizacija nakon-nadogradnje
Nakon puštanja u rad, nadograđeni sustav postigao je maksimalni kapacitet od 60.000 m³/dan i prosječno 52.000 m³/dan, ispunjavajući projektne zahtjeve. Napori optimizacije uključivali su:
1. Prilagodba rutina čišćenja kombinaciji povratnog ispiranja vodom i povratnog ispiranja kemikalijama od 300 mg/L.
2. Promjena koraka čišćenja: 2 min dnevno povratno ispiranje vodom; za CEB, zaustavljanje proizvodnje, ubrizgavanje kemikalija 15 min, prozračivanje 15 min i ispiranje vodom 10 min.
3. Smanjite ručno čišćenje kako biste izbjegli lomljenje vlakana.
4. Praćenje učinkovitosti čišćenja zrakom, podešavanje protoka zraka kako bi se spriječilo nakupljanje mulja.
5. Poboljšanje predtretmana za smanjenje otpadaka u kasnijim fazama.
Zaključak
1. Postrojenje je uspjelo povećati ukupnu površinu membrane i poboljšati performanse membrane bez mijenjanja infrastrukture.
2. Nakon-nadogradnje, optimizirani koraci čišćenja i rutine održavanja uspostavljeni su na temelju radnog iskustva.
3. MBR tehnologija ima visoku kvalitetu efluenta i kompaktan dizajn, ali može biti ograničena višim radnim zahtjevima. Ovaj slučaj pruža referencu za druge kupce koji žele nadograditi svoje membranske sustave.