Cymhwyso Technoleg Glanhau Cemegol Ar-lein ar gyfer Awyryddion Swigod Gain mewn Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff
Mae awyryddion swigen mân yn cael eu defnyddio'n helaeth fel offer awyru mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff oherwydd eu strwythur syml, effeithlonrwydd defnyddio ocsigen uchel, perfformiad dibynadwy, clocsio - mandyllau gwrthsefyll, atal ôl-lifiad dŵr gwastraff, dosbarthiad straen amgylchiadol unffurf, bywyd gwasanaeth hir, gosod a chynnal a chadw hawdd, a chost system isel. Fel elfen allweddol ar gyfer cyflenwad ocsigen mewn trin dŵr gwastraff, mae systemau awyru swigod mân yn dueddol o glocsio trwy faeddu a bioffilm yn ystod-dymor hir, gan osod heriau sylweddol i gynnal eu perfformiad. Mae technoleg glanhau cemegol ar-lein yn darparu ateb effeithiol i'r broblem hon.
1. Ffurfiant a Pheryglon Clocsio Awyrydd Swigod Gain
Ar ôl gweithredu am gyfnod hir, mae awyryddion swigod mân yn agored i glocsio, fel arfer yn cael eu categoreiddio fel "clocsio mewnol" a "clocsio allanol" yn seiliedig ar ffurf rhwystr llygryddion. Mae "clocsio mewnol" yn cyfeirio at ddyddodiad gronynnau mân fel gronynnau colloidal a macromoleciwlau hydoddyn o'r hylif cymysg o fewn y mandyllau, gan arwain at rwystr mandwll. Mae "clocsio allanol" yn cyfeirio at ddyddodiad sylweddau graddio ar wyneb y bilen sy'n wynebu ochr y dŵr. Mae'r math hwn o rwystr yn dueddol o gynyddu ymwrthedd rhyddhau aer y bilen yn barhaus, gan arwain at bwysau cynyddol ar y bilen ac ehangu maint y mandwll yn raddol. Dros amser, gall hyn achosi rhwygiad pilen yn hawdd. Unwaith y bydd y bilen yn rhwygo, mae'r effaith yn ymestyn o ddinistrio effeithlonrwydd awyru i ddifrod strwythurol y system, a allai olygu bod angen cau i lawr ar gyfer cynnal a chadw neu ailosod awyrydd.
Mae problemau clocsio mewn awyryddion swigod mân yn dod â risgiau gweithredol cynyddol:
- O safbwynt cost defnydd trydan: Wrth i awyryddion glocsio, mae gwasgedd y biblinell yn codi, gan orfodi chwythwyr i weithredu o dan amodau -llwyth uchel, uchel o ynni. Mae hyn yn cynyddu'r defnydd o bŵer a hefyd yn effeithio ar hyd oes y chwythwr.
- O safbwynt risg amgylcheddol: Mae awyru anwastad yn lleihau cyfraddau trosglwyddo ocsigen, yn cyfyngu ar hyblygrwydd rheoli prosesau, a gall effeithio'n ddifrifol ar ansawdd elifiant mewn achosion difrifol.
- O safbwynt cost economaidd: Mae cost glanhau â llaw ar ôl gwagio tanciau yn uchel.
- O safbwynt diogelwch: Mae glanhau â llaw ar ôl gwagio yn gofyn am fynd i mewn i danciau ar gyfer tynnu llaid, sy'n cynnwys mynediad i le cyfyngedig a gwaith trydanol dros dro, a thrwy hynny gynyddu'r risgiau o beryglon diogelwch trydanol a phersonol.Ffigur 1yn dangos y ffenomen cronni llaid o glocsio aerator.
Felly, mae cynnal a chadw a glanhau awyryddion swigen mân yn rheolaidd yn hanfodol i sicrhau eu perfformiad gweithredol. Mae angen gwagio'r tanciau adwaith biolegol yn llwyr ar gyfer dulliau cynnal a chadw a glanhau aerator traddodiadol. Gall gwaith cynnal a chadw a glanhau cyfleusterau trin dŵr gwastraff ar raddfa fawr effeithio ar driniaeth arferol a gollyngiadau dŵr gwastraff, neu ofyn am gymeradwyaeth gan adrannau perthnasol y llywodraeth os cânt eu cynnal mewn lleoliadau penodol (fel ardaloedd a gwmpesir gan rwydweithiau draenio trefol neu barthau diogelu ffynonellau dŵr yfed). Mae'r broses hon yn cynnwys gweithrediadau peryglus lluosog (ee, mynediad i ofod cyfyngedig) gyda nifer o risgiau ac anfanteision, gosod beichiau economaidd sylweddol a chostau posibl (ee, cydlynu â chysylltiadau'r llywodraeth, llai o gapasiti trin yn ystod gwaith cynnal a chadw, addasu ansawdd dŵr, risgiau diogelwch) ar weithfeydd trin dŵr gwastraff. Mae'r pwysau a'r heriau a achosir gan wagio ar gyfer gwaith cynnal a chadw yn golygu bod dichonoldeb gwagio rheolaidd ar gyfer glanhau awyryddion yn gymharol wan.
O ystyried yr anfanteision niferus o lanhau â llaw traddodiadol ar ôl gwagio-cost uchel, risg weithredol uchel, ac effeithiolrwydd glanhau is-optimaidd-mae ymchwil ar lanhau awyryddion swigod mân ar-lein gan ddefnyddio dyfeisiau dosio cemegol ar-lein o dan amodau awyru arferol yn arbennig o bwysig.
Dewisodd yr astudiaeth hon brosiect planhigion fel safle prawf maes ar gyfer y dechnoleg glanhau cemegol ar-lein. Mae gan y planhigyn gyfanswm capasiti trin dŵr gwastraff o 600,000 tunnell y dydd, wedi'i adeiladu mewn pedwar cam. Mae gan brosiect trydydd cam gapasiti triniaeth o 100,000 tunnell y dydd, gan ddefnyddio proses AAO; mae gan brosiect pedwerydd cam gapasiti triniaeth o 200,000 tunnell y dydd, gan ddefnyddio proses MBR. Mae ansawdd elifiant yn cwrdd â safon Gradd A GB 18918-2002 "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig". Perfformiwyd glanhau ar-lein ar awyryddion swigod mân yn y tanciau aerobig yn y trydydd a'r pedwerydd cam, a oedd wedi bod ar waith ers 6-7 mlynedd.
2. Egwyddor Technoleg Glanhau Cemegol Ar-lein
Mae technoleg glanhau cemegol ar-lein yn golygu ychwanegu cyfryngau cemegol penodol i'r system awyru i doddi neu wasgaru sylweddau clocsio trwy weithredu cemegol. Gall y cyfryngau hyn fod yn asidig, alcalïaidd, ocsideiddiol neu gelating. Er enghraifft, gall rhai asiantau asidig hydoddi gwaddodion alcalïaidd fel calsiwm carbonad, tra gall asiantau ocsideiddio ddadelfennu rhwystrau organig a gynhyrchir gan ficro-organebau.
2.1 Dadansoddiad o Lygryddion Cyffredin
Mae llygryddion sy'n cadw at arwynebau awyru yn amrywiol, ac mae eu cyfansoddiad yn perthyn yn agos i nodweddion dŵr gwastraff, prosesau trin, ac amodau gweithredu. Mae llygryddion cyffredin yn cael eu dadansoddi fel a ganlyn:
- Llygryddion Anorganig: Cynnwys cyfansoddion calsiwm a magnesiwm, sulfides, ocsidau metel, a hydrocsidau, yn bennaf yn tarddu o ddyddodiad cemegol a supersaturation ïonau. Mae eu heffeithiau sylfaenol ar awyryddion yn cynnwys clocsio mandwll, llai o effeithlonrwydd awyru, mwy o ddefnydd o ynni system, mwy o wrthwynebiad awyru, a llai o effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen.
- Llygryddion Organig: Cynnwys biofilm microbaidd, gronynnau organig crog, brasterau/olewau, a choloidau organig. Mae biofilm microbaidd yn ffurfio'n bennaf oherwydd cytrefiad microbaidd ac adlyniad sylwedd polymerig allgellog (EPS). Mae ei beryglon yn cynnwys creu micro-amgylcheddau anaerobig a rhyddhau nwyon gwenwynig (ee, H₂S). Mae colloidau organig yn ffurfio oherwydd rhyngweithiadau hydroffobig ac arsugniad electrostatig, gan greu haenau hydroffobig sy'n rhwystro rhyddhau nwy ac yn effeithio ar unffurfiaeth awyru.
- Llygryddion Cyfansawdd (Graddfa Gymysg anorganig-Graddfa Gymysg Organig): Cynnwys-graddfa gymysg gemegol biolegol ac atodi gronynnau llaid, a ffurfiwyd yn bennaf trwy gaethiad ffisegol a bondio cemegol. Mae eu heffeithiau'n cynnwys gorchuddio wyneb yr awyrydd, lleihau ardal awyru effeithiol, cyflymu heneiddio offer, a byrhau cylchoedd cynnal a chadw.
Trwy archwiliadau cynnal a chadw o system awyru'r offer, nodwyd y materion canlynol: ① Arweiniodd gweithrediad hir o awyryddion tanddwr, ynghyd â bywyd gwasanaeth cynyddol, at heneiddio sylweddol o'r morloi cylch O- ar bwyntiau cysylltu, gan arwain at ollyngiad nwy; ② Yn ystod y llawdriniaeth, arweiniodd dyddodiad slwtsh parhaus ac addasiadau mewn rheoli prosesau cynhyrchu at grynodiadau llaid uwch mewn rhai ardaloedd, gan achosi graddio difrifol yn anuniongyrchol ar arwynebau pilenni awyru, fel y dangosir ynFfigur 2; ③ Pan fo crynodiad llaid yn y tanciau adwaith biolegol yn rhy uchel, mae'r oedran llaid yn ymestyn, gan gynyddu'r ocsigen toddedig sydd ei angen ar gyfer gweithgaredd microbaidd arferol a chodi gofynion ar y system gyflenwi ocsigen; ④ Mae mwy o ddwysedd hylif cymysg mewn tanciau awyru yn cynyddu ymwrthedd, gan arwain at ddefnydd pŵer uwch ar gyfer awyru mecanyddol neu chwythwr; ⑤ Roedd rhywfaint o faeddu wedi treiddio i mewn i'r mandyllau awyru, gan effeithio ar awyru'r system, fel y dangosir ynFfigur 3. Yn seiliedig ar achosion ffurfio llygryddion, penderfynwyd bod y raddfa ar arwynebau'r awyrydd yn cynnwys llygryddion anorganig, mater organig, proteinau, ac ati.
2.2 Dewis Asiantau Glanhau
Ar gyfer y mathau o lygredd bilen, mae angen dewis asiantau glanhau cemegol addas. Gall yr asiantau hyn dreiddio trwy'r mandyllau awyru yn y wal bibell i'r gofod rhwng y bilen a'r wal bibell, gan gyflawni glanhau wyneb y bilen a'i mandyllau. Dylai'r dewis o fath o asiant glanhau fod yn seiliedig ar briodweddau ffisigocemegol gwirioneddol y bilen, y mathau o lygryddion, a'r graddau o faeddu. Dylai'r cyfrwng glanhau fod yn fioddiraddadwy a heb fod yn wenwynig i organebau, a dylai allu tynnu graddfa anorganig yn effeithiol o waliau'r bibell aer a thu mewn i'r tryledwyr. Dylai fod ag effeithiolrwydd glanhau da yn erbyn rhwystrau (a elwir hefyd yn "glocsio cyfnod nwy") a achosir gan halogion, gronynnau, neu lwch yn aer fewnfa systemau awyru chwythwyr, olew yn gollwng o chwythwyr, a rhwd o bibellau aer mewnol.
Mae asiantau glanhau alcalïaidd yn cynnwys sodiwm hydrocsid, sodiwm carbonad, sodiwm ffosffad, sodiwm silicad, potasiwm hydrocsid, ac ati Mae sodiwm hydrocsid yn asiant cemegol cyffredin mewn prosesau trin dŵr gwastraff ar gyfer codi pH dŵr gwastraff, felly gellir ei ddewis fel yr asiant glanhau alcalïaidd.
Mae asiantau glanhau asidig yn cynnwys asid sylffwrig, asid hydroclorig, asid nitrig, asid citrig, asid oxalic, asid ffosfforig, ac ati O ystyried bod gan sitrad allu chelating cryf ar gyfer ïonau fel manganîs a haearn, ac yn ymarferol, o'i gymharu ag asidau mwynol, asid citrig yn gymharol wan, llai cyrydol i offer, yn fwy diogel, ac yn hawdd, asid bioddiraddadwy a ddewiswyd gan ficro-organebau asid glanhau.
Tabl 1yn dangos categorïau a pherfformiad asiantau glanhau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer baeddu pilenni.
2.3 Dyluniad Dyfais Glanhau Ar-lein
O ystyried y pwysau wrth weithredu systemau awyru swigen mân a'r pibellau cangen niferus, mae dylunio dyfais dosio ar-lein addas ar gyfer awyryddion swigen mân yn arbennig o bwysig. Mae'r ddyfais glanhau dosio a ddyluniwyd yn yr astudiaeth hon yn cynnwys uned diddymu/gwanhau ac uned ddosio, fel y dangosir ynFfigur 4.
Mae'r uned diddymu / gwanhau yn bennaf yn cynnwys tanc paratoi, agitator, a mesurydd lefel, a ddefnyddir ar gyfer hydoddi a gwanhau'r cyfryngau. Trwy chwistrellu rhywfaint o ddŵr i'r tanc paratoi, ychwanegu'r asiant, a dechrau'r agitator, gellir paratoi asiant crynodiad penodol i'w ddefnyddio gan yr uned ddosio.
Mae'r uned ddosio yn bennaf yn cynnwys tanc dosio, falf wacáu, falf dosio, falf cydbwysedd, falf bwydo, a rhai systemau pibellau. Mae gwaelod y tanc dosio wedi'i gysylltu â phibell ddosio, sy'n torri ymhellach yn is-bibellau dosio lluosog. Mae'r holl is-bibellau dosio wedi'u cysylltu un-i-un gyda phibellau cangen awyru lluosog, sydd yn eu tro wedi'u cysylltu â sawl awyrydd swigen mân, gan gyflawni'r pwrpas o lanhau'r awyryddion swigod mân.
Yn ystod y gweithredu, cafodd twll Φ15 mm ei ddrilio ym mhob pibell cangen awyru o'r tanciau adwaith biolegol fel porthladd dosio, lle gosodwyd pibell dosio neilon i ddanfon yr asiant i'r awyryddion swigen mân, gan leihau colled asiant. Ar yr un pryd, cafodd twll ychwanegol ei ddrilio yn y bibell gangen awyru fel pibell nwy cydbwysedd i gydraddoli'r pwysau rhwng y tanc dosio a'r bibell gangen awyru. Mae'r tyllau sy'n cael eu drilio yn y pibellau cangen awyru wedi'u selio â phlygiau yn ystod gweithrediad arferol, a gosodir ffitiadau terfynell cysylltu cyflym yn ystod dosio i alluogi gosod a thynnu cyflym.
3. Cymhwyso'r Dyfais Glanhau Dosio Ar-lein
Yn yr arbrawf glanhau dosio ar-lein hwn, gosodwyd yr awyryddion swigen mân yn y tanciau biolegol. Chwistrellwyd toddiant glanhau penodol i'r pilenni aerator swigen mân trwy'r pibellau cangen awyru, gan ganiatáu iddo lifo tuag at yr ochr fwydo i ddadelfennu deunydd organig gan gadw at wyneb y bilen, a thrwy hynny adfer y gwahaniaeth pwysedd trawsbilen a chyflawni'r effaith glanhau. Roedd y dyluniad arbrofol yn seiliedig ar dri newidyn: math o asiant, crynodiad asiant, ac amser glanhau. Dangosir y cynllun prawf ynTabl 2.
3.1 Dadansoddiad o Effaith Glanhau Dosio Ar-lein
Ar ôl glanhau, dangosodd arsylwi synhwyraidd yr arwyneb awyru ar y safle feintiau swigen llai yn dianc o wyneb y tanc awyru ac awyru mwy unffurf.Ffigur 5yn dangos ymddangosiad synhwyraidd awyru cyn ac ar ôl glanhau.
Ar ôl glanhau gyda gwahanol fathau o asiantau a chrynodiadau, roedd yr awyryddion yn gyson yn dangos cyfradd llif uwch a phwysau piblinell gostyngol, gyda chyfraddau llif yn cael eu hadfer. Adferwyd effeithlonrwydd awyru i raddau amrywiol ar ôl triniaeth gyda gwahanol ddulliau glanhau. Mae data cyfun ar gynnydd mewn llif aer a gostyngiad mewn pwysedd piblinellau yn dangos bod gwahanol fathau o asiantau, crynodiadau ac amseroedd glanhau yn cael effeithiau amrywiol ar adfer aerator.Ffigurau 6 a 7dangos y newidiadau mewn cyfradd llif a phwysau cyn ac ar ôl glanhau, yn y drefn honno.
Roedd effeithlonrwydd adfer awyryddion ar ôl glanhau sodiwm hydrocsid ychydig yn is na hynny ar ôl asid citrig. Mae hydoddedd uchel sodiwm hydrocsid mewn dŵr yn arwain at ollyngiad gwres sylweddol wrth ddiddymu. Ynghyd â'i hygrosgopedd cryf, ei alcalinedd, a'i gyrydoledd, mae angen cymryd rhagofalon ychwanegol mewn gweithrediadau ymarferol o'r eiddo hyn. O safbwynt diogelwch gweithrediad glanhau, nid sodiwm hydrocsid yw'r asiant glanhau dewisol. Felly, wrth ddewis asiantau glanhau, dylid gwerthuso eu diogelwch a'u cyfleustra gweithredol yn ofalus i sicrhau diogelwch gweithredwr a'r effeithiolrwydd glanhau gorau posibl.
Dangosodd canlyniadau profion, ar ôl glanhau dosio ar-lein, fod awyru yn y tanciau biolegol yn dod yn fwy unffurf, cynyddodd cyfradd llif awyryddion swigen mân, gostyngodd pwysau piblinell yn sylweddol, ac roedd yr effaith glanhau yn rhyfeddol.
3.2 Manteision Technegol
- Yn lleihau Amser Segur: O'i gymharu â glanhau dadosod traddodiadol, nid oes angen atal y system awyru i lanhau dosio ar-lein, gan osgoi ymyriadau yn y broses trin dŵr gwastraff a lleihau effeithlonrwydd triniaeth a achosir gan gau.
- Yn Gwella Effeithlonrwydd Glanhau: Gall asiantau dreiddio'n ddwfn i'r mandyllau, gan lanhau'n galed i gyrraedd ardaloedd rhwystredig. Ar ôl ei gymhwyso mewn rhai gweithfeydd trin dŵr gwastraff domestig, gwellodd unffurfiaeth awyru yn amlwg, a chynyddodd effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen yn sylweddol.
- Yn lleihau Dwysedd Llafur a Chostau: Yn dileu'r angen am ddadosod â llaw ac ail-gydosod awyryddion, gan leihau llafur llaw a'r risg o ddifrod i offer o ddadosod yn aml, gan arbed costau cynnal a chadw. Cost glanhau cemegol ar-lein ar gyfer awyryddion swigod mân yw 0.47 RMB/tunnell, tra bod cost glanhau â llaw traddodiadol ar gyfer hen awyrwyr yn 13.3 RMB/tunnell. Amcangyfrifir bod arbedion blynyddol ar gostau glanhau awyryddion swigen mân yn dod i 515,000 RMB. O'i gymharu â glanhau â llaw traddodiadol o hen awyryddion, mae glanhau cemegol ar-lein yn cynnig manteision economaidd sylweddol.
- Yn ymestyn Oes Offer Awyru: Trwy lanhau cemegol ar-lein, mae effaith awyru awyryddion swigen mân yn cael ei wella'n effeithiol, gan wella perfformiad awyrydd ac, i ryw raddau, ymestyn oes gwasanaeth offer awyru, gan leihau llwyth chwythwr yn effeithiol.
- Yn darparu Mwy o Opsiynau ar gyfer Amserlennu Cynhyrchu a Chynlluniau Cynnal a Chadw: Trwy lanhau cemegol ar-lein, mae dosbarthiad swigen yn dod yn fwy unffurf, mae pwysedd pibell aer yn cael ei leihau'n effeithiol, mae cyfradd llif yn cynyddu'n sylweddol, gan wella cyfraddau trosglwyddo ocsigen yn fawr a darparu gwarant cadarn ar gyfer rheoleiddio ansawdd dŵr.
4. Casgliad
Mae gan dechnoleg glanhau cemegol ar-lein ar gyfer awyryddion swigen mân werth cymhwysiad sylweddol mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff. Trwy ei gymhwyso'n rhesymegol, gellir datrys problemau clocsio mewn awyryddion swigen mân yn effeithiol, gwella perfformiad y system awyru, lleihau amser segur a chostau gweithredu, a sicrhau gweithrediad sefydlog ac effeithlon gweithfeydd trin dŵr gwastraff. Bydd cyfyngiadau glanhau â llaw traddodiadol yn gyrru'r diwydiant tuag at lanhau ar-lein. Mae ymddangosiad offer newydd a systemau rheoli deallus yn lleihau'n sylweddol anhawster gweithredol glanhau ar-lein. Ynghyd â pholisi a rheoliadau amgylcheddol sy'n pwysleisio niwtraliaeth carbon ac ailgylchu adnoddau dŵr, a fydd yn hyrwyddo cymhwyso technoleg glanhau ar-lein yn anuniongyrchol. Yn y dyfodol, gellir optimeiddio fformwleiddiadau asiant, a gellir ymchwilio i dechnolegau glanhau synergaidd aml-asiant. Yn ogystal, gellir mynd ar drywydd strategaethau rheoli dosio ac ymchwil i wybodaeth offer i addasu'n well i anghenion gwahanol weithfeydd trin dŵr gwastraff.