Ôl-ffitio ac Astudiaeth Perfformiad o System Awyru Swigod Gain mewn Gwaith Trin Dŵr Gwastraff Dinesig

Ôl-ffitio ac Astudiaeth Perfformiad o System Awyru Swigod Gain mewn Gwaith Trin Dŵr Gwastraff Dinesig

Rhagymadrodd

Ar hyn o bryd, mae'r prif brosesau trin dŵr gwastraff a ddefnyddir yn Tsieina yn cynnwys ffos ocsideiddio, SBR, llaid wedi'i actifadu, ac eraill. Mae gan y broses ffos ocsideiddio broblem defnydd uchel o ynni, yn enwedig yn yr adran fiolegol, sy'n cyfrif am 65% -80% o gyfanswm y defnydd o ynni. Mae offer awyru cyffredin a ddefnyddir mewn prosesau ffosydd ocsideiddio yn cynnwys brwshys awyru, disgiau awyru, awyryddion siafft fertigol, ac awyryddion swigod mân. Er enghraifft, ar ôl i waith trin dŵr gwastraff trefol mewn dinas benodol newid o awyru mecanyddol wyneb traddodiadol i awyriad swigen mân isaf, gostyngodd y defnydd o ynni 20.11%, tra daeth ansawdd dŵr trin yn fwy sefydlog. Yn ogystal, mae gan awyru swigod mân nodwedd o gyflenwad ocsigen parth, a all ddarparu cyflenwad ocsigen manwl gywir yn unol â'r galw am ocsigen mewn gwahanol rannau o'r ffos ocsideiddio, gan wella effeithlonrwydd tynnu nitrogen a ffosfforws ymhellach.

Roedd y system awyru wyneb mewn gwaith trin dŵr gwastraff dinesig penodol wedi bod ar waith ers dros ddeng mlynedd, gyda henaint offer difrifol ac anawsterau gweithredol. Roedd yn anodd bodloni'r safonau rhyddhau diweddaraf, gan wneud adnewyddu technegol yn frys. Uwchraddiodd y prosiect hwn y system i system awyru swigen ddirwy, a all leihau'r defnydd o ynni yn sylweddol, optimeiddio gweithrediad, ymestyn oes offer, a lleihau costau cynnal a chadw, gan alinio â pholisïau cadwraeth ynni a lleihau allyriadau cenedlaethol. Gweithredodd y prosiect adnewyddu hwn arferion adeiladu gwyrdd yn ystod datgymalu a gosod offer: ailgylchu dosbarthedig o hen offer, mabwysiadu gosodiadau parod, a defnyddio peiriannau allyriadau isel, sŵn isel, cyflawni arbedion ynni dimensiwn deuol "proses{6}}adeiladu" a chefnogi datblygiad cynaliadwy'r gwaith trin dŵr gwastraff.

1 Trosolwg o'r Prosiect

1.1 Y Sefyllfa Bresennol

Mae gan waith trin dŵr gwastraff trefol mewn dinas benodol gapasiti o 50,000 tunnell y dydd, wedi'i adeiladu mewn tri cham. Mabwysiadodd Cam I y broses ffos ocsideiddio, roedd Cam II a'r prosiect triniaeth uwch hefyd yn mabwysiadu'r broses ffos ocsideiddio, gyda thriniaeth uwch ddilynol gan ddefnyddio gwaddodiad ceulo + hidlo cyfryngau brethyn + proses diheintio uwchfioled. Mabwysiadodd Cam III y broses A²O wedi'i haddasu. Ar hyn o bryd, mae'r elifiant yn bodloni'r safon DB32/1072-2018.

1.2 Problemau Presennol

1.2.1 Effaith Rhwydwaith Pibellau Allanol

Mae'r dŵr gwastraff o fewn cwmpas casglu rhwydwaith pibellau'r planhigyn hwn yn cynnwys cyfraniadau gan lawer o fentrau diwydiannol. Yn ystod gweithrediad dyddiol, gall fod effeithiau o ddŵr gwastraff annormal o fentrau diwydiannol, gan achosi i'r gwerth DO yn y tanc biolegol ddod yn isel iawn, hyd yn oed yn cyrraedd 0 mg / L, gan fethu â bodloni gofynion cynhyrchu. Yn y cyfamser, oherwydd newidiadau mewn amodau allanol, wrth i fwy o fentrau diwydiannol o fewn y maes gwasanaeth ollwng dŵr gwastraff i'r rhwydwaith pibellau, bydd y planhigyn hwn yn wynebu ansawdd dŵr dylanwadol mwy difrifol yn y dyfodol. Unwaith y bydd y dylanwadol yn amrywio, bydd ocsigen toddedig yn y tanc biolegol yn gostwng yn sylweddol, ac mae ystod addasu cyfaint awyru o'r disgiau cylchdroi yn gyfyngedig. Mewn rhai cyfnodau, mae'r DO yn y tanc aerobig yn cyrraedd 0 mg / L, gan orfodi'r planhigyn i leihau gallu triniaeth mewn ymateb, gan effeithio'n sylweddol ar amgylchedd aerobig y tanc biolegol a chynhwysedd triniaeth.

1.2.2 DO Isel yn y Tanc Awyru

Oherwydd camweithio disg cylchdroi sy'n achosi effeithlonrwydd ocsigeniad isel o awyryddion, yn ystod gweithrediad cynhyrchu gwirioneddol, mae data gweithredu hanesyddol yn dangos nad yw'r gwerthoedd DO cyfartalog o offerynnau yng nghanol ac allfa'r tanc awyru yn fwy na 1 mg / L, gyda'r isaf yn cyrraedd 0 mg / L, gan effeithio'n ddifrifol ar effeithiolrwydd adwaith biocemegol.

1.2.3 Defnydd Uchel o Ynni

Mae tanciau biolegol Cam I a II y planhigyn hwn ar ffurf ffos ocsideiddio. Mae ffos ocsideiddio Cam I yn defnyddio 8 awyrydd disg cylchdroi gyda phŵer o 18.5 kW, gyda chyfanswm pŵer awyrydd arwyneb o 148 kW. Mae ffos ocsideiddio Cam II yn fath o ffos Carrousel pedair sianel, sy'n defnyddio 13 awyrydd preimio hunan-Hitachi, gan gynnwys 2 set o 11 kW, 2 set o 18.5 kW, a 9 set o 15 kW, gyda chyfanswm pŵer awyru arwyneb o 194 kW. O dan weithrediad arferol, er mwyn sicrhau cyfaint dŵr digonol, oherwydd effeithlonrwydd ocsigeniad isel yr offer cyflenwi ocsigen presennol, rhaid i bob awyrydd gael ei droi ymlaen yn llawn.

Y defnydd pŵer fesul tunnell o ddŵr ar gyfer awyryddion Cam I a II yw: (18.5 kW*7+194)*24*0.75/25,000=0.2392 RMB/tunnell. Yn seiliedig ar arolwg o ddefnydd pŵer system fiolegol mewn nifer o weithfeydd trin dŵr gwastraff domestig trefol cyfagos, mae'r defnydd o ynni ar gyfer gwaith dŵr gwastraff domestig trefol 25,000 tunnell y dydd gan ddefnyddio system awyru swigen dirwy gwaelod yn gyffredinol yn 0.09-0.1 RMB / tunnell. Mae defnydd ynni'r awyrydd disg cylchdroi 2.4-2.7 gwaith yn fwy na'r system awyru swigen mân isaf, sy'n dynodi defnydd cymharol uchel o ynni.

1.2.4 Cyfradd Methiant Offer Uchel

Wrth i awyryddion disg cylchdroi heneiddio, mae cyfraddau methiant offer yn cynyddu'n raddol. Ar ôl 11 mlynedd o weithredu yn y planhigyn hwn, datblygodd y system awyru disg cylchdroi anffurfiad disg, gan achosi llwyth offer uchel a dirgryniad sylweddol. Arweiniodd defnydd hirdymor at lacio'r gwaelod, gan arwain at gamlinio ar y ddau ben a phroblemau eraill, gan achosi mwy o draul dwyn a chyfraddau methiant uchel. Mae prif siafftiau, impelwyr, cyplyddion, a gerau sylfaen wedi cael eu hatgyweirio neu eu hadnewyddu droeon, gan gyrraedd y pwynt ailosod yn y bôn. Roedd y berynnau a llafnau pen aerator yr awyryddion preimio hunan-wedi treulio'n ddifrifol. Mae ystadegau diweddar yn dangos bod y gwaith yn profi bron i 30 o atgyweiriadau bob blwyddyn ar gyfer awyryddion disg cylchdroi ac awyryddion preimio hunan.

2 Dylunio Ateb Technegol Ôl-osod

Y dull ôl-osod cyffredinol yw: tynnu'r awyryddion disg cylchdroi gwreiddiol a gosod awyru swigen mân yn eu lle, gan ychwanegu chwythwyr cyfatebol; codi cored elifiant y tanc biolegol i gynyddu dyfnder dŵr effeithiol y tanc biolegol; ychwanegu cymysgwyr yn yr adran aerobig gan ddefnyddio'r strwythur sianel wreiddiol i atal cronni llaid yn lleol.

2.1 Dewis a Chynllun Awyru

2.1.1 Paramedrau Disg Awyrydd

Dewiswyd model disg aerator bilen EPDM DD330, fel y dangosir ynFfigur 1, gyda pharamedrau penodol a ddangosir ynTabl 1.

2.1.2 Cynllun Disgiau Aerator

Nifer y disgiau awyrydd: Arwynebedd rhwyd ​​gwaelod tanc Cam I 864 m², arwynebedd rhwyd ​​gwaelod tanc Cam II 1,412 m², ardal wasanaeth gyfartalog 0.8 m²/disg, gyda ffactor diogelwch o 1.05–1.10. Cyfanswm terfynol y disgiau awyrydd a bennwyd: disgiau Cam I 1,150, disgiau Cam II 1,900.

Egwyddor gosodiad: Wedi'i ddosbarthu'n gyfartal mewn patrwm grid trionglog rheolaidd. Clirio o wal y tanc Yn fwy na neu'n hafal i 0.3 m er mwyn osgoi parthau marw; clirio o wal pared sianel Yn fwy na neu'n hafal i 0.4 m i hwyluso cynnal a chadw. Rhaniad ar hyd cyfeiriad llif y dŵr, gydag un falf rheoli aer trydan fesul parth i gyflawni rheolaeth parthol DO. Osgoi porthladdoedd sugno pwmp llaid, cafnau samplu, a hambyrddau cebl, gan addasu'r bylchau'n lleol i 1.5 m tra'n cynnal maes gwasanaeth fesul disg Llai na neu'n hafal i 0.8 m².

Uchder gosod a graddiad pibell: Mae wyneb uchaf y ddisg bilen 0.25 m o waelod y tanc, gan sicrhau bod y tanddwr Yn fwy na neu'n hafal i 5.0 m ar isafswm lefel y dŵr i atal ymchwydd y gefnogwr. Mae pibellau cangen yn defnyddio ABS DN50 gyda dosbarthiad aer tyllog; mae prif bibellau wedi'u trefnu mewn dolen, gyda chyflymder aer wedi'i reoli ar 10–12 m·s⁻¹, deunydd SS304. Darperir pâr o ffitiadau cyswllt fflans cyflym ar gyfer pob 10 disg, gan ganiatáu codi cyffredinol ar gyfer cynnal a chadw heb ddraenio'r tanc.

2.2 Optimization System Chwythwr

2.2.1 Ychwanegu Chwythwyr

Prynwyd chwythwyr atal aer wedi'u mewnforio fel y prif unedau, ac adeiladwyd ystafell chwythwr newydd gydag ychwanegwyd dwythellau aer dur di-staen.

2.2.2 Dewis Chwythwr

Yn seiliedig ar amodau gweithredu gwirioneddol y gwaith ac o ystyried newidiadau ansawdd dŵr yn y dyfodol, nid yw'r crynodiad COD dylanwadol yn y cynllun ôl-osod yn sylweddol wahanol i'r gwerth dylunio, gyda chrynodiad cyfartalog o tua 320 mg/L. Cyfrifwyd crynodiad BOD yn seiliedig ar werth dylunio Cam III o 150 mg/L, a chyfrifwyd dangosyddion dylanwadol eraill yn seiliedig ar grynodiadau dylanwad dylunio Cam III. Y cyfaint aer gweithredu gofynnol ar gyfer Cam I a II y gwaith yw 103.7 m³/min (6,225.1 m³/h, dwy uned ddyletswydd ac un uned wrth gefn, cyfaint aer uned sengl 50 m³/min).

Gan ystyried amrywiol ffactorau'n gynhwysfawr, prynwyd dau chwythwr ataliad aer a fewnforiwyd NX75-C060 fel y prif unedau ar gyfer Cam I a II. Roedd angen adeiladu ystafell chwythwyr newydd, wedi'i lleoli'n betrus ar ochr ddeheuol y gweithdy dihysbyddu llaid gwreiddiol, gyda dwythellau aer dur di-staen wedi'u hychwanegu at y ffos ocsideiddio. Paramedrau chwythwr: pwysedd aer 0.049 MPa, cyfaint aer 50 m³ / min, gydag uchafswm pŵer allbwn o 64.3 kW o dan yr amodau gweithredu hyn.

2.2.3 Ôl-osod System Awyru

Newidiwyd y dull awyru i awyru gwaelod. Mae tanciau biolegol Cam I a II yn defnyddio niferoedd cyfatebol o awyrwyr disg a phibellau awyru UPVC. Dull ôl-osod penodol: Disgwylir i danc biolegol Cam I ddefnyddio 780 set o awyryddion disg DD330 a phibellau awyru UPVC, disgwylir i danc biolegol Cam II ddefnyddio 1,276 set o awyryddion disg DD330 a phibellau awyru UPVC, gyda chyfaint aer gweithredu awyrydd sengl o 3.45 m³/h. Dangosir gosodiad pen yr awyrydd ynFfigurau 2 a 3.

2.3 Optimization Paramedr Proses

2.3.1 Strategaeth Parthau Ffosydd Ocsidiad a Rheoli DO

Ar hyd cyfeiriad llif dŵr y ffos ocsideiddio, mae'r adran awyru wedi'i rhannu'n bedwar parth. Parth 1: GWNEUD 0.3-0.5 mg/L, Parth 2: GWNEUD 0.2-0.3 mg/L, Parth 3: GWNEUD 1.5-2.0 mg/L, Parth 4: DO 1.0-1.5 mg/L. Mae offeryn proses nitrogen amonia yn cael ei osod ar bwynt y gyfradd adwaith nitreiddiad uchaf rhwng Parth 2 a Pharth 3, gan reoli elifiant NH₃{-N Llai na neu'n hafal i 1.5 mg/L yn y pen draw.

2.3.2 Optimeiddio Cyfnod Awyru

Ychwanegwyd modiwl "awyru ysbeidiol" at y system SCADA bresennol, gan ffurfio offeryn ar-lein DO + dolen gaeedig ddeuol amser i sicrhau bod DO yng nghanol yr adran aerobig yn aros ar 0.2 mg/L. Os DO<0.2 mg/L at the end of the air-off period, an additional 5 minutes of micro-aeration is automatically added (to protect mixers). After the cycle count reaches 12 times (6×24/120=12), the blower is forced to rest for 30 minutes (to prevent overheating from frequent start-stop cycles).

3 Dadansoddiad Effaith Ôl-osod

Archwiliwyd effaith yr ôl-osod peirianyddol hwn ar weithrediad cyffredinol y broses drwy gymharu newidiadau mewn llygryddion elifiant cyn ac ar ôl yr ôl-osod.

3.1 Cymharu Ansawdd Dŵr Elifiant Cyn ac Ar ôl Ôl-osod

Roedd ansawdd dŵr elifiant cyn ac ar ôl ôl-osod yn tueddu i fod yn sefydlog, fel y dangosir ynFfigur 4. Cyn ac ar ôl ôl-osod, arhosodd COD elifiant cyfartalog o dan 30 mg/L, arhosodd TP yn y bôn yn Llai na neu'n hafal i 0.3 mg/L, NH₃-N Llai na neu'n hafal i 1.5 mg/L, tra bod TN wedi amrywio o gwmpas 10 mg/L. Cyrhaeddodd ansawdd dŵr cyffredinol led-safonau dŵr wyneb Dosbarth IV, gan ragori o lawer ar y safonau gollwng sy'n ofynnol ar gyfer y gwaith.

Er mwyn dadansoddi effaith bosibl yr ôl-osod ar ansawdd dŵr yn fwy greddfol, cymharwyd y tueddiadau ansawdd dŵr elifiant un flwyddyn cyn ac ar ôl ôl-osod, gan gynhyrchu.Ffigur 5. Gellir gweld o’r ffigur, heb ystyried effaith newidiadau crynodiadau mewnlifiad, fod yr amrywiadau mewn crynodiadau COD a TP elifion ar ôl ôl-osod yn fwy sefydlog nag o’r blaen ôl-osod. Er bod gwerthoedd cyfartalog dangosyddion nitrogen wedi cynyddu o gymharu â chyn ôl-osod, roedd y duedd gyffredinol yn gymharol sefydlog, gan arwain at lai o ddefnydd o ynni planhigion yn gyffredinol ac arbedion cemegol.

3.2 Cymharu Symud Llygrydd Cyn ac Ar Ôl Ôl-osod

Oherwydd y gwelliant yn y system awyru, gostyngodd y defnydd o drydan planhigion cyffredinol 1.7% o'i gymharu ag o'r blaen, tra cynyddodd capasiti triniaeth 8.33%, a chynyddodd gostyngiad llygryddion cyfatebol hefyd, fel y dangosir ynFfigur 6. Ar ôl cyfrifo, cynyddodd gostyngiad COD 948.5 tunnell, cynyddodd TP 7.0 tunnell, cynyddodd NH₃-N 100.4 tunnell, a chynyddodd TN 125.9 tunnell.

Newidiodd tynnu llygryddion gwirioneddol yn unol â hynny hefyd, fel y dangosir ynTabl 2. Ar ôl ôl-osod, ac eithrio gostyngiad yng nghyfradd tynnu NH₃-N, cynyddodd cyfraddau tynnu ar gyfer pob dangosydd arall.

3.3 Cymhariaeth Defnydd Ynni Cyn ac Ar Ôl Ôl-osod

Dangosir defnydd ynni'r prosiect ôl-osod hwn ynTabl 3. Ar ôl ôl-osod, gostyngodd y defnydd pŵer fesul tunnell o ddŵr ar gyfer system awyru tanc biolegol Cam I 67.3%, ac ar gyfer Cam II gostyngodd 80.9%. Gostyngodd y defnydd pŵer cyfartalog cyffredinol o orsafoedd fesul tunnell o ddŵr 55.3%, gan ddangos effeithiau arbed ynni sylweddol. Gostyngodd defnydd pŵer offer cyffredinol fesul tunnell o ddŵr i 0.21 kW·h/m³, o fewn yr ystod o werthoedd defnydd ynni ar gyfer prosesau ffosydd ocsideiddio tebyg ledled y wlad (0.292±0.192) kW·h/m³. Dangosir y defnydd pŵer fesul uned pwysau'r llygrydd cyn ac ar ôl ôl-osod ar gyfer y gwaith cyffredinol ynTabl 4. Ar ôl ôl-ffitio'r system awyru offer cyffredinol, gostyngodd y defnydd o bŵer fesul 1 kg o COD a gafodd ei drin 26.2%, gostyngodd fesul 1 kg o TP a gafodd ei drin 15.7%, gostyngodd fesul 1 kg o NH₃{{-N a driniwyd 29.3%, a gostyngodd y 1 kg o TN a driniwyd gan 36.1%{0} effeithiau arbed ynni da, gan ddangos effeithiau arbed ynni da.

3.4 Cymharu Cemegol Cyn ac Ar Ôl Ôl-ffitio

Cyn ôl-osod, oherwydd methiannau system awyru aml, roedd DO yn y system fiolegol yn anodd ei reoli, ac roedd cwrdd â safonau dangosydd nitrogen yn gofyn am ychwanegu ffynhonnell carbon allanol i sicrhau effeithiolrwydd symud. Ar ôl ôl-osod, nid oedd angen ychwanegu ffynhonnell carbon allanol mwyach. Ar ôl ôl-ffitio, symud ffosfforws biolegol ac effeithlonrwydd denitrification gwella'n sylweddol, ac sy'n cyd-fynd tynnu ffosfforws cemegol PAC a slwtsh dad-ddyfrio cemegol PAM eu lleihau cyfatebol. Gostyngodd costau cemegol blynyddol tua 167,000 RMB o'i gymharu ag o'r blaen. Dangosir newidiadau penodol ynTabl 5.

3.5 Cymhariaeth Buddsoddiadau Cyn ac Ar ôl Ôl-osod

Cyn ôl-osod, y gost flynyddol ar gyfer awyryddion wyneb oedd 1.6281 miliwn RMB, gyda chostau atgyweirio offer blynyddol o ddim llai na 250,000 RMB. Ar ôl ôl-osod, y gost flynyddol ar gyfer chwythwyr a chymysgwyr oedd 714,600 RMB. Yn seiliedig ar y cyfrifiad hwn, arbedion cost trydan blynyddol oedd 913,500 RMB, ynghyd ag arbedion cost atgyweirio blynyddol o 250,000 RMB, sef cyfanswm arbedion blynyddol o 1.1635 miliwn RMB. Yn seiliedig ar gyfanswm buddsoddiad o 3.704 miliwn RMB, y cyfnod ad-dalu yw 3.18 mlynedd.

3.6 Sefydlogrwydd Proses

Cyn ôl-osod, yn ystod cyfnodau o gamweithio, roedd ocsigen toddedig yn y tanc biolegol yn cael ei gadw'n bennaf o dan 1.0 mg/L. Ar ôl ôl-osod, roedd cyfartaledd yr ocsigen toddedig yn y tanc biolegol yn 1.5-2.0 mg/L. Yn dibynnu ar grynodiad dylanwadol a gofynion proses, gall yr ystod addasu ocsigen toddedig fod yn 1.0-2.5 mg / L. Pan fydd crynodiad y dylanwad yn uchel, gellir cynnal lefelau ocsigen toddedig arferol yn y tanc biolegol hefyd trwy addasu allbwn chwythwr. Felly, ar ôl ôl-osod, bodlonir amodau cydymffurfio elifiant sefydlog.

4 Casgliad

Before technical renovation, this plant faced common problems with the oxidation ditch process: aging rotating discs → attenuation of oxygenation efficiency → insufficient DO, along with skyrocketing energy consumption and failure rates. Replacing them with a bottom fine-bubble aeration-mixer-blower system can reversely amplify the oxygen mass transfer coefficient, increase HRT in section A, and improve zonal oxygen supply precision, simultaneously enhancing denitrification without adding carbon sources. For similar plants: any oxidation ditch that has been in operation for ≥10 years, with aeration power consumption per ton of water >0.23 kW·h, GWNEWCH yn aml<1 mg/L, and annual repair cost increases >15%, yn gallu ailadrodd yr adnewyddiad technegol hwn. Yn seiliedig ar yr arbedion trydan o 55.3%, y cyfnod ad-dalu o 3.18 mlynedd, a buddion ymylol o gynnydd o 3%-5% mewn cyfraddau lleihau llygryddion o'r enghraifft hon, mae gan y buddsoddiad adnewyddu ymyl diogelwch uchel a gall ddatgloi potensial lleihau carbon ar unwaith, gan ddarparu amodau ailadroddadwy a digonol ar gyfer uwchraddio hen ffosydd ocsideiddio gwyrdd a charbon isel.