Предистория на проекта
- проблем:Пречиствателната система на пречиствателна станция за отпадни води е достигнала края на експлоатационния си живот и има проблеми като нормално отслабване на магнитния поток, счупване на влакна и намален производствен капацитет.
- цел:Изградете мембранна система с капацитет от 50 000 m³/ден, включително свързаното оборудване.
- Трудности:1. Постигнете стандарт за качество на отпадъчните води клас А 2. Премахнете азота и фосфора в биохимичния процес
С изискванията за градско развитие, мониторинг на околната среда и пречистване на черни и миризливи води, търсенето на пречистване на отпадъчни води около пречиствателните станции за отпадни води се е увеличило. Неговата мембранна система MBR е в експлоатация от 2013 г., използвайки потопени мембранни компоненти от ултрафилтрационни кухи влакна PVDF с размер на порите 0,1 μm. Пречиствателната станция има проектиран капацитет за пречистване от 10 000 кубични метра/ден и приема AAO+MBR процес. Пречистените отпадъчни води отговарят на стандарта клас А на стандарта за изхвърляне на замърсители за градски пречиствателни станции (GB 18919-2002). В момента се нуждае от надграждане на мембранната система MBR, за да отговори на производствените и социалните нужди.
Преглед на пречиствателната станция за отпадни води
Поток на процеса
Потокът на процеса, както е показано на Фигура 1, включва първична обработка с използване на груби и фини сита, камери с аериран пясък и мембранни сита за отстраняване на неорганични вещества и защита на MBR системата с 1 mm разстояние в мембранните сита. Вторичното третиране използва процеса AAO+MBR, включително пред-аноксичен резервоар и подобрено химическо отстраняване на фосфор в аеробния резервоар, ако е необходимо. Отпадъчните води се дезинфекцират с UV преди да бъдат изхвърлени. Третирането на утайки се състои от физическо сгъстяване и дълбоко обезводняване чрез пластинчата рамка за постигане на 50-60% съдържание на влага преди външно изхвърляне.
Качество на входящите и отточните води
Инсталацията е проектирана за постигане на стандарти за качество на отпадните води клас А. Тъй като притокът включва дъждовна вода, входящите концентрации могат да варират, което изисква фокусиране върху отстраняването на азот и фосфор в биохимичния процес.
Текущо състояние и проблеми в мембранната система MBR
Състояние на оборудването на системата MBR
Мембранен басейн MBR и помещение за оборудване*: Мембранният басейн MBR, свързан с басейните за AAO и UV дезинфекция, се състои от два правоъгълни подземни резервоара с 11 клетки на група, всяка клетка съдържаща 8 мембранни касети (общо 176 комплекта мембрани от PVDF влакна с<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).
Стая за химическо почистване*: Разположена над производствената зона, включва 3 резервоара за съхранение на химикали за киселина, основа и NaClO за MBR системата.
Оперативен режим на MBR*: Мембранните басейни работят в 8-минутен режим на производство и 2-минутен режим на измиване с въздух. Всеки басейн преминава ежечасно CEB (онлайн почистване), включващо 10-минутно химическо измиване, 15-минутна пауза, 5-минутно измиване, 8-минутно изплакване и 17-минутна пауза. Офлайн почистването се извършва всяка седмица на един мембранен басейн.
Проблеми и причини в мембранната система MBR
Основните проблеми включват намаляване на потока/намален капацитет/счупване на влакна и запушване/повишена честота и интензивност на почистване. Причините включват:
1. Мембраната достига проектния живот - производителността намалява, засягайки потока и капацитета
2. Прекомерната честота и интензивност на ръчно почистване - причинява счупване на влакна и отделяне, намалявайки ефективната площ на мембраната
3. Необратимо лющене, повишено трансмембранно налягане -, засягащо потока
4. Повишено почистване - намаляване на ефективното работно време, което води до намален производствен капацитет
5. Ранна поддръжка, неправилно почистване - влошаване на разграждането на мембраната
Решения
1. Общ подход
Надстройката ще запази съществуващите размери на касетата, като същевременно ще модифицира вътрешната структура и ще замени настоящите модули с PVDF ултрафилтрационни мембрани с по-висок поток (<0.1 μm).
2. Проектни изчисления
Текущ поток*: Всяка мембранна клетка има 8 касети с мембранна площ от 12 800 m² на клетка, а токовият поток варира от 7,8 до 15,6 L/(m²·h).
Работни параметри*: Системата ще продължи с 8-минутна работа включена/2-минутна изключена, с един мембранен басейн офлайн за почистване всеки ден и друг, подложен на ежечасно онлайн почистване. За постигане на целите за капацитет, общата площ на мембраната на страна трябва да бъде най-малко 140 800 m², с изисквания за поток между 13,6-22,7 L/(m²·h).
3. План за надграждане
Подмяна на настоящите модули с мембрани с по-висока{0}}производителност, актуализиране на свързаното оборудване и поддържане на оригинални касети, тръбопроводи и аерационни структури. Новите модули имат минимално изискване за поток от 18,2 L/(m²·h) средно, с очакван живот от 5 години и процент на счупване под 0,5% в рамките на този период.
Инвестиционна оценка
Очакваната инвестиция за надграждане на едната страна (50 000 t/d) е 22 милиона RMB, като разходите за основно оборудване се изчисляват въз основа на текущите пазарни цени.
Ефективност и оптимизация след{0}}надграждане
След пускането в експлоатация модернизираната система постигна максимален капацитет от 60 000 m³/ден и среден 52 000 m³/ден, отговаряйки на проектните изисквания. Усилията за оптимизиране включват:
1. Регулиране на процедурите за почистване към комбинация от обратно промиване с вода и обратно промиване с химикали при 300 mg/L.
2. Модифициране на стъпките за почистване: 2 минути дневно обратно промиване с вода; за CEB, спиране на производството, инжектиране на химикали за 15 минути, аериране за 15 минути и изплакване с вода за 10 минути.
3. Минимизиране на ръчното почистване, за да се избегне счупване на влакна.
4. Мониторинг на ефективността на въздушното почистване, регулиране на въздушния поток, за да се предотврати натрупването на утайки.
5. Подобряване на предварителната обработка за намаляване на отломките в по-късните етапи.
Заключение
1. Заводът успя да увеличи общата площ на мембраната и да подобри производителността на мембраната, без да променя инфраструктурата.
2. След-надграждането бяха установени оптимизирани стъпки за почистване и рутинни процедури за поддръжка въз основа на оперативния опит.
3. Технологията MBR има високо качество на отпадъчните води и компактен дизайн, но може да бъде ограничена от по-високи оперативни изисквания. Този случай предоставя справка за други клиенти, които искат да надстроят своите мембранни системи.