Передумови проекту
- проблема:Термін експлуатації очисної системи очисних споруд закінчився, і виникають такі проблеми, як нормальне ослаблення магнітного потоку, розрив волокна та зниження виробничої потужності.
- Мета:Побудувати мембранну систему продуктивністю 50 000 м³/добу, включаючи відповідне обладнання.
- Труднощі:1. Досягніть стандарту якості стічних вод класу А. 2. Видаліть азот і фосфор у біохімічному процесі
З вимогами міського розвитку, екологічного моніторингу та очищення чорних і неприємних запахів попит на очищення стічних вод навколо очисних споруд зріс. Її мембранна система MBR працює з 2013 року, використовуючи занурені компоненти ультрафільтраційної мембрани з порожнистих волокон PVDF з розміром пор 0,1 мкм. Очисна споруда має проектну очисну потужність 10 000 кубічних метрів на день і використовує процес AAO+MBR. Очищені стічні води відповідають стандарту класу А Стандарту викидів забруднюючих речовин для міських очисних споруд (GB 18919-2002). Наразі потребує модернізації мембранної системи МБР для задоволення виробничих та соціальних потреб.
Огляд станції очищення стічних вод
Потік процесу
Потік процесу, як показано на малюнку 1, включає первинну обробку з використанням грубих і дрібних сит, камер з аерованим піском і мембранних сит для видалення неорганічних речовин і захисту системи MBR з відстанню 1 мм між мембранними сітками. Для вторинної обробки використовується процес AAO+MBR, включаючи пре-аноксидний резервуар і покращене хімічне видалення фосфору в аеробному резервуарі, якщо це необхідно. Перед зливом стоки дезінфікуються ультрафіолетом. Обробка осаду складається з фізичного згущення та глибокого зневоднення пластинчастою рамою для досягнення 50-60% вологості перед зовнішнім видаленням.
Якість потоків і стоків
Станція розроблена відповідно до стандартів якості стічних вод класу А. Оскільки надходження містить зливову воду, концентрації потоку можуть змінюватися, що вимагає зосередження уваги на видаленні азоту та фосфору в біохімічному процесі.
Поточний стан і проблеми мембранної системи MBR
Стан обладнання системи MBR
Мембранний басейн MBR та апаратна кімната*: Мембранний басейн MBR, з’єднаний з басейнами AAO та УФ-дезінфекції, складається з двох прямокутних підземних резервуарів з 11 комірок на групу, кожна комірка містить 8 мембранних касет (загалом 176 комплектів волоконних мембран PVDF з<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).
Приміщення хімічного очищення*: розташоване над виробничою зоною, воно включає 3 резервуари для зберігання хімічних речовин для кислоти, лугу та NaClO для системи MBR.
Робочий режим MBR*: Мембранні басейни працюють у 8-хвилинному режимі виробництва та 2-хвилинному режимі очищення повітря. Кожен басейн щогодини проходить CEB (онлайн-очищення), що включає 10-хвилинне хімічне промивання, 15-хвилинну паузу, 5-хвилинне промивання, 8-хвилинне промивання та 17-хвилинну паузу. Офлайн-чистка проводиться щотижня на одному мембранному басейні.
Проблеми та причини мембранної системи MBR
Основні проблеми включають зменшення потоку/зменшення пропускної здатності/поломку волокна та засмічення/збільшення частоти та інтенсивності очищення. Серед причин:
1. Мембрана досягає проектного терміну служби - продуктивність знижується, впливаючи на потік і пропускну здатність
2. Надмірна частота та інтенсивність ручного очищення -, що спричиняє поломку волокон і їх осипання, зменшуючи ефективну площу мембрани
3. Необоротне утворення накипу, підвищений трансмембранний тиск - впливає на потік
4. Збільшене очищення -, що зменшує ефективний час роботи, що призводить до зменшення виробничої потужності
5. Раннє технічне обслуговування, неналежне очищення - посилює деградацію мембрани
Рішення
1. Загальний підхід
Оновлення збереже існуючі розміри касети, одночасно модифікуючи внутрішню структуру та замінивши існуючі модулі ультрафільтраційними мембранами PVDF з більшим потоком (<0.1 μm).
2. Проектні розрахунки
Струмовий потік*: кожна мембранна комірка має 8 касет із площею мембрани 12800 м² на комірку, а потік струму коливається від 7,8 до 15,6 л/(м²·год).
Робочі параметри*: система продовжуватиме 8-хвилинне увімкнення/2-хвилинне вимкнення, з одним мембранним пулом у автономному режимі для очищення щодня, а інший проходитиме щогодини онлайн-очищення. Щоб досягти цільової продуктивності, загальна площа мембрани на кожну сторону має становити щонайменше 140 800 м², з вимогами до потоку між 13,6-22,7 л/(м²·год).
3. План оновлення
Заміна існуючих модулів на більш-ефективні мембрани, оновлення пов’язаного обладнання та збереження оригінальних структур касети, трубопроводів і аерації. Нові модулі мають мінімальну вимогу до потоку в середньому 18,2 л/(м²·год), з очікуваним терміном служби 5 років і рівнем руйнування нижче 0,5% протягом цього періоду.
Інвестиційний кошторис
Орієнтовні інвестиції в модернізацію однієї сторони (50 000 т/день) становлять 22 мільйони юанів, вартість основного обладнання оцінюється на основі поточних ринкових цін.
Ефективність і оптимізація після-оновлення
Після введення в експлуатацію модернізована система досягла максимальної продуктивності 60 000 м³/день і середньої продуктивності 52 000 м³/день, що відповідає проектним вимогам. Зусилля з оптимізації включали:
1. Пристосування процедур очищення до поєднання зворотної промивки водою та хімічної зворотної промивки при 300 мг/л.
2. Модифікація етапів очищення: 2 хв щодня зворотне промивання водою; для CEB, зупинка виробництва, введення хімікатів протягом 15 хвилин, аерація протягом 15 хвилин і промивання водою протягом 10 хвилин.
3. Мінімізуйте ручне очищення, щоб уникнути розриву волокна.
4. Контроль ефективності очищення повітря, регулювання потоку повітря для запобігання накопиченню осаду.
5. Покращення попередньої обробки для зменшення сміття на наступних стадіях.
Висновок
1. Заводу вдалося збільшити загальну площу мембрани та підвищити продуктивність мембрани без зміни інфраструктури.
2. Після-оновлення, оптимізовані етапи очищення та процедури технічного обслуговування були створені на основі досвіду експлуатації.
3. Технологія MBR має високу якість стоків і компактний дизайн, але може бути обмежена вищими експлуатаційними вимогами. Цей випадок є орієнтиром для інших клієнтів, які прагнуть оновити свої мембранні системи.