Pozadie projektu
- problém:Čistiaci systém čističky odpadových vôd dosiahol koniec svojej životnosti a vyskytujú sa problémy ako normálny útlm magnetického toku, lámanie vlákien a znížená výrobná kapacita.
- Cieľ:Vybudujte membránový systém s kapacitou 50 000 m³/deň vrátane súvisiaceho vybavenia.
- Ťažkosti:1. Dosiahnite štandard kvality odpadových vôd triedy A 2. Odstráňte dusík a fosfor v biochemickom procese
S požiadavkami rozvoja miest, monitorovania životného prostredia a čistenia čiernych a zapáchajúcich vôd sa zvýšil dopyt po čistení odpadových vôd v okolí čističiek odpadových vôd. Jeho membránový systém MBR je v prevádzke od roku 2013 a využíva submerzné komponenty ultrafiltračnej membrány z dutých vlákien PVDF s veľkosťou pórov 0,1 μm. Čistiareň odpadových vôd má navrhovanú čistiacu kapacitu 10 000 metrov kubických/deň a využíva proces AAO+MBR. Vyčistená odpadová voda spĺňa štandard triedy A podľa normy vypúšťania znečisťujúcich látok pre mestské čističky odpadových vôd (GB 18919-2002). V súčasnosti potrebuje upgradovať membránový systém MBR, aby vyhovoval výrobným a spoločenským potrebám.
Prehľad Čistiarne odpadových vôd
Procesný tok
Procesný tok, ako je znázornené na obrázku 1, zahŕňa primárne spracovanie s použitím hrubých a jemných sitiek, prevzdušňovaných komôr s pieskom a membránových sít na odstránenie anorganických látok a ochranu systému MBR s rozstupom 1 mm medzi membránovými sitami. Sekundárna úprava využíva proces AAO+MBR vrátane pre-anoxickej nádrže a podľa potreby vylepšeného chemického odstraňovania fosforu v aeróbnej nádrži. Pred vypustením sa odpadová voda dezinfikuje UV žiarením. Úprava kalu pozostáva z fyzického zahustenia a hlbokého odvodnenia doskovým rámom na dosiahnutie 50-60% obsahu vlhkosti pred externou likvidáciou.
Kvalita prítoku a odtoku
Zariadenie je navrhnuté tak, aby spĺňalo štandardy kvality odpadových vôd triedy A. Keďže prítok zahŕňa dažďovú vodu, koncentrácie prítoku sa môžu meniť, čo si vyžaduje zameranie sa na odstraňovanie dusíka a fosforu v biochemickom procese.
Aktuálny stav a problémy v MBR membránovom systéme
Stav vybavenia systému MBR
MBR membránový bazén a miestnosť s vybavením*: MBR membránový bazén, prepojený s AAO a UV dezinfekčnými bazénmi, pozostáva z dvoch obdĺžnikových podzemných nádrží s 11 bunkami na skupinu, každá bunka obsahuje 8 membránových kaziet (spolu 176 sád PVDF vláknitých membrán 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).
Chemická čistiareň*: Nachádza sa nad výrobným priestorom a obsahuje 3 chemické skladovacie nádrže na kyseliny, zásady a NaClO pre systém MBR.
Prevádzkový režim MBR*: Membránové bazény fungujú v 8-minútovom režime výroby a 2-minútovom režime čistenia vzduchom. Každý bazén prechádza každú hodinu CEB (online čistenie) zahŕňajúce 10-minútové chemické umývanie, 15-minútovú prestávku, 5-minútové umývanie, 8-minútové oplachovanie a 17-minútovú prestávku. Offline čistenie sa vykonáva týždenne na jednom membránovom bazéne.
Problémy a príčiny v membránovom systéme MBR
Medzi hlavné problémy patrí zníženie toku/zníženie kapacity/lámanie vlákna a upchávanie/zvýšená frekvencia a intenzita čistenia. Medzi dôvody patria:
1. Membrána dosiahne konštrukčnú životnosť - výkon klesá, čo ovplyvňuje tok a kapacitu
2. Nadmerná frekvencia a intenzita manuálneho čistenia - spôsobujúce lámanie a vypadávanie vlákien, čím sa znižuje účinná plocha membrány
3. Nevratné škálovanie, zvýšený transmembránový tlak - ovplyvňujúci tok
4. Zvýšené čistenie - znižuje efektívny prevádzkový čas, čo vedie k zníženiu výrobnej kapacity
5. Včasná údržba, nesprávne čistenie - zhoršuje degradáciu membrány
Riešenia
1. Všeobecný prístup
Upgrade zachová existujúce rozmery kazety pri úprave vnútornej štruktúry a nahradení súčasných modulov ultrafiltračnými membránami PVDF s vyšším prietokom (<0.1 μm).
2. Návrhové výpočty
Prúdový tok*: Každý membránový článok má 8 kaziet s plochou membrány 12 800 m² na článok a prúdový tok sa pohybuje od 7,8 do 15,6 l/(m²·h).
Prevádzkové parametre*: Systém bude pokračovať v prevádzke s 8-minútovým zapnutím/2-minútovým vypnutím, pričom jeden membránový bazén bude každý deň odpojený na čistenie a ďalší sa bude čistiť každú hodinu online. Na dosiahnutie cieľov kapacity musí byť celková plocha membrány na jednu stranu aspoň 140 800 m², s požiadavkami na tok medzi 13,6-22,7 l/(m²·h).
3. Plán aktualizácie
Výmena súčasných modulov za výkonnejšie-membrány, aktualizácia súvisiaceho vybavenia a údržba pôvodných kazetových, potrubných a prevzdušňovacích štruktúr. Nové moduly majú minimálnu požiadavku na tok v priemere 18,2 l/(m²·h) s očakávanou životnosťou 5 rokov a mierou rozbitia pod 0,5 % počas tohto obdobia.
Odhad investície
Odhadovaná investícia na modernizáciu jednej strany (50 000 t/d) je 22 miliónov RMB, pričom náklady na primárne vybavenie sa odhadujú na základe súčasných trhových cien.
Po{0}}inovácii výkonnosti a optimalizácie
Po uvedení do prevádzky modernizovaný systém dosiahol maximálnu kapacitu 60 000 m³/deň a v priemere 52 000 m³/deň, čím splnil konštrukčné požiadavky. Úsilie o optimalizáciu zahŕňalo:
1. Úprava čistiacich postupov na kombináciu spätného preplachovania vodou a chemického spätného preplachovania pri 300 mg/l.
2. Úprava krokov čistenia: 2 minúty denne spätné preplachovanie vodou; pre CEB, zastavenie výroby, vstrekovanie chemikálií na 15 minút, prevzdušňovanie na 15 minút a oplachovanie vodou na 10 minút.
3. Minimalizácia manuálneho čistenia, aby sa zabránilo lámaniu vlákna.
4. Monitorovanie účinnosti čistenia vzduchu, nastavenie prietoku vzduchu, aby sa zabránilo hromadeniu kalu.
5. Zlepšenie predúpravy na zníženie úlomkov v neskorších fázach.
Záver
1. Závodu sa podarilo zväčšiť celkovú plochu membrány a zvýšiť výkon membrány bez zmeny infraštruktúry.
2. Po-inovácii boli na základe prevádzkových skúseností stanovené optimalizované kroky čistenia a rutiny údržby.
3. Technológia MBR má vysokú kvalitu odpadovej vody a kompaktný dizajn rozloženia, ale môže byť obmedzená vyššími prevádzkovými požiadavkami. Tento prípad poskytuje referenciu pre ostatných zákazníkov, ktorí chcú vylepšiť svoje membránové systémy.