Proje Arka Planı
- Sorun:Bir atık su arıtma tesisinin arıtma sistemi hizmet ömrünün sonuna ulaşmış olup, manyetik akının normal zayıflaması, fiber kırılması, üretim kapasitesinin azalması gibi sorunlar yaşanmaktadır.
- Amaç:İlgili ekipmanlarla birlikte 50.000 m³/gün kapasiteli membran sistemi kurmak.
- Zorluklar:1. A Sınıfı kanalizasyon kalite standardına ulaşın 2. Biyokimyasal süreçte nitrojen ve fosforu giderin
Kentsel gelişim, çevresel izleme ve siyah ve kokulu su arıtma gereklilikleri ile kanalizasyon arıtma tesisleri çevresindeki atık su arıtma talebi artmıştır. MBR membran sistemi, 0,1 μm gözenek boyutuna sahip batık PVDF içi boş fiber ultrafiltrasyon membran bileşenleri kullanılarak 2013 yılından bu yana faaliyet göstermektedir. Kanalizasyon arıtma tesisi, 10.000 metreküp/gün tasarımlı arıtma kapasitesine sahiptir ve AAO+MBR prosesini benimser. Arıtılan atık su, Kentsel Kanalizasyon Arıtma Tesisleri için Kirletici Deşarj Standardının (GB 18919-2002) A Sınıfı standardını karşılar. Şu anda üretim ve sosyal ihtiyaçları karşılamak için MBR membran sistemini yükseltmesi gerekiyor.
Atıksu Arıtma Tesisine Genel Bakış
Süreç Akışı
Şekil 1'de gösterildiği gibi proses akışı, inorganik maddeleri uzaklaştırmak ve membran eleklerde 1 mm aralıklarla MBR sistemini korumak için kaba ve ince elekler, havalandırmalı kum odaları ve membran elekler kullanan birincil arıtmayı içerir. İkincil arıtma, bir ön-anoksik tank ve gerektiğinde aerobik tankta gelişmiş kimyasal fosfor giderme dahil olmak üzere AAO+MBR sürecini kullanır. Atık su deşarj edilmeden önce UV ile dezenfekte edilmektedir. Çamur arıtımı, dışarıya atılmadan önce %50-60 nem içeriğine ulaşmak için fiziksel yoğunlaştırma ve plaka çerçevesiyle derin susuzlaştırmadan oluşur.
Giriş ve Çıkış Kalitesi
Tesis, A Sınıfı atık su kalite standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Giriş akışı yağmur suyunu da içerdiğinden, giriş konsantrasyonları değişiklik gösterebilir ve biyokimyasal süreçte nitrojen ve fosforun giderilmesine odaklanılmasını gerektirir.
MBR Membran Sisteminde Güncel Durum ve Sorunlar
MBR Sistemi Ekipman Durumu
MBR Membran Havuzu ve Ekipman Odası*: AAO ve UV dezenfeksiyon havuzlarına bağlanan MBR membran havuzu, grup başına 11 hücreli iki dikdörtgen yer altı tankından oluşur, her hücrede 8 membran kaseti bulunur (toplam 176 set PVDF fiber membranlı).<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).
Kimyasal Temizleme Odası*: Üretim alanının üzerinde yer alır ve MBR sistemi için asit, alkali ve NaClO için 3 kimyasal depolama tankı içerir.
MBR Çalışma Modu*: Membran havuzları 8 dakikalık üretim ve 2 dakikalık hava temizleme modunda çalışır. Her havuz, 10 dakikalık kimyasal yıkama, 15 dakikalık duraklama, 5 dakikalık yıkama, 8 dakikalık durulama ve 17 dakikalık duraklama içeren saatlik CEB'ye (çevrimiçi temizlik) tabi tutulur. Çevrimdışı temizlik haftalık olarak bir membran havuzda gerçekleştirilir.
MBR Membran Sistemindeki Sorunlar ve Nedenleri
Ana sorunlar arasında akı azalması/kapasite azalması/lif kırılması ve tıkanma/temizleme sıklığı ve yoğunluğunun artması yer alır. Sebepler şunları içerir:
1. Membran tasarım ömrüne ulaşır - performans düşer, akı ve kapasite etkilenir
2. Aşırı manuel temizleme sıklığı ve yoğunluğu -, elyafın kırılmasına ve dökülmesine neden olarak etkili membran alanını azaltır
3. Geri dönüşü olmayan ölçeklenme, artan transmembran basıncı -, akışı etkiler
4. Artan temizlik -, etkili çalışma süresini azaltarak üretim kapasitesinin azalmasına neden olur
5. Erken bakım, yanlış temizlik - membran bozulmasını şiddetlendiriyor
Çözümler
1. Genel Yaklaşım
Yükseltme, iç yapıyı değiştirirken ve mevcut modülleri daha yüksek akışlı PVDF ultrafiltrasyon membranlarıyla değiştirirken mevcut kaset boyutlarını koruyacaktır (<0.1 μm).
2. Tasarım Hesaplamaları
Akım Akısı*: Her membran hücresinde, hücre başına 12.800 m² membran alanına sahip 8 kaset bulunur ve akım akışı 7,8 ile 15,6 L/(m²·saat) arasında değişir.
Çalışma Parametreleri*: Sistem, bir membran havuzunun her gün temizlik için çevrimdışı olması ve diğerinin saatlik çevrimiçi temizliğe tabi tutulmasıyla 8 dakika açık/2 dakika kapalı çalışmayla devam edecektir. Kapasite hedeflerine ulaşmak için, kenar başına toplam membran alanı en az 140.800 m² olmalı ve akı gereksinimleri 13,6-22,7 L/(m²·saat) arasında olmalıdır.
3. Yükseltme Planı
Mevcut modülleri daha-performanslı membranlarla değiştirmek, ilgili ekipmanı güncellemek ve orijinal kaset, boru ve havalandırma yapılarını korumak. Yeni modüllerin minimum akı gereksinimi ortalama 18,2 L/(m²·saat) olup beklenen kullanım ömrü 5 yıldır ve bu süre içinde kırılma oranı %0,5'in altındadır.
Yatırım Tahmini
Bir tarafın iyileştirilmesi için tahmini yatırım (50.000 ton/gün) 22 milyon RMB olup, birincil ekipman maliyetleri mevcut piyasa fiyatlarına göre tahmin edilmektedir.
Performansı-Yükseltme ve Optimizasyon Sonrası
Devreye almanın ardından iyileştirilen sistem, tasarım gereksinimlerini karşılayarak maksimum 60.000 m³/gün ve ortalama 52.000 m³/gün kapasiteye ulaştı. Optimizasyon çalışmaları şunları içeriyordu:
1. Temizleme rutinlerinin 300 mg/L'de suyla geri yıkama ve kimyasal geri yıkama kombinasyonuna ayarlanması.
2. Temizleme adımlarının değiştirilmesi: Günde 2 dakika suyla geri yıkama; CEB için üretimin durdurulması, kimyasalların 15 dakika süreyle enjekte edilmesi, 15 dakika boyunca havalandırma ve 10 dakika boyunca su ile durulanması.
3. Elyaf kırılmasını önlemek için manuel temizliğin en aza indirilmesi.
4. Havayla fırçalama etkinliğinin izlenmesi, çamur oluşumunu önlemek için hava akışının ayarlanması.
5. Daha sonraki aşamalarda döküntüyü azaltmak için ön arıtmanın geliştirilmesi.
Çözüm
1. Tesis, altyapıyı değiştirmeden toplam membran alanını artırmayı ve membran performansını artırmayı başardı.
2. Yükseltme sonrası-, optimize edilmiş temizleme adımları ve bakım rutinleri operasyonel deneyime dayalı olarak oluşturuldu.
3. MBR teknolojisi yüksek atık su kalitesine ve kompakt yerleşim tasarımına sahiptir, ancak daha yüksek işletme gereklilikleri nedeniyle sınırlı olabilir. Bu vaka, membran sistemlerini yükseltmek isteyen diğer müşteriler için bir referans sağlar.