پیشینه پروژه
تصفیه خانه فاضلاب شهری (WWTP) مساحتی معادل 35000 متر مربع را پوشش می دهد و در ابتدا در یک منطقه حومه شهر که توسط استخرهای ماهی و فضای باز احاطه شده بود ساخته شد. با توسعه شهرنشینی، اکنون در یک منطقه مسکونی و تجاری پرجمعیت واقع شده است. بوی فاضلاب و سر و صدای کارخانه به طور قابل توجهی بر ساکنان مجاور تأثیر می گذارد.
این نیروگاه در ابتدا برای تصفیه جریان فاضلاب 140000 متر مکعب در روز طراحی شده بود. کیفیت پساب آن باید مطابق با کلاس 1B "استاندارد تخلیه آلاینده برای کارخانه های تصفیه فاضلاب شهری" (GB 18918-2002) چین باشد.
فاضلاب قبل از پمپاژ به واحد تصفیه، از طریق یک صفحه درشت، یک صفحه متوسط و یک صفحه ریز تحت تصفیه اولیه قرار می گیرد. تصفیه اولیه شامل یک محفظه شن هوادهی شده و به دنبال آن تصفیه ثانویه از طریق یک گودال اکسیداسیون و یک زلال کننده ثانویه است. در نهایت فاضلاب از طریق لوله ای به قطر 1 متر به یک چاه خارجی تخلیه می شود و از آنجا به یک شبکه کولورت جعبه ای بسته می ریزد.
ارتقاء طرح طراحی

مقیاس و اهداف کیفیت پساب
بر اساس مطالعات امکان سنجی، ظرفیت نیروگاه 140000 مترمکعب در روز باقی می ماند و پساب اضافی برای انتقال به یک تصفیه خانه دیگر به ایستگاه پمپاژ هدایت می شود. پساب نه تنها به رودخانه ها ریخته می شود، بلکه از آب دریاچه های مجاور نیز استفاده مجدد می کند. بنابراین، پساب باید با هر دو کلاس 1A از GB 18918-2002 و "استانداردهای کیفیت آب برای استفاده مجدد از فاضلاب شهری در آب های محیطی چشم انداز" (GB/T 18921-2002) مطابقت داشته باشد. علاوه بر این، برای جلوگیری از اوتروفیکاسیون در دریاچه ها، پساب باید استانداردهای کلاس IV را تحت "استاندارد کیفیت آب سطحی" (GB 3838-2002) رعایت کند.
طراحی جریان فرآیند
این پروژه یک فرآیند "AAO + MBR" را برای ارتقای کارخانه انتخاب کرد. در فرآیند تصفیه لجن از دستگاه آبگیری گریز از مرکز برای کاهش رطوبت لجن به زیر 80 درصد استفاده می شود و شن و لجن به مرکز تصفیه لجن شهرداری شهر ارسال می شود.
برای تعیین شرایط بهینه و پارامترهای عملیاتی، شبیهسازیهای جامع با استفاده از نرمافزار Biowin بر اساس مدل هضم لجن فعال (ASDM)، با حداقل مصرف انرژی و شیمیایی انجام شد.


طراحی کلی
این کارخانه دارای مساحت محدودی در حدود 33000 متر مربع است. ما ساختارهای موجود آن مانند ساختمان اداری و کنترل را حفظ کردیم. سازه های تولیدی که استانداردهای فاضلاب یا ساخت و ساز را برآورده نمی کردند، مانند پیش تصفیه، خندق اکسیداسیون، منطقه آبگیری لجن و اتاق کنترل، به درجات مختلف ارتقا یافتند.
به عنوان مثال، ما یک واحد MBR برای جایگزینی زلالکننده ثانویه ساختیم که عملکردهایی مانند تانکهای هوازی، مخازن غشایی، اتاقهای دمنده و اتاقهای دوز مواد شیمیایی و همچنین مخازن ضدعفونی را یکپارچه میکند. این دستگاه ها فاضلاب آن را به استانداردهای تخلیه آب بازیافتی می رساند.
پارامترهای کلیدی طراحی سازه ها
اصلاحات قبل از{0}درمان
1) صفحه نمایش درشت
ابعاد: 5.6 متر در 8.1 متر ارتفاع: 4.9 متر
کانال ها: 3، جایگزینی صفحه های درشت 50 میلی متری با صفحه های چرخشی 20 میلی متری
عرض کانال: 1.9 متر، عمق آب قبل از صفحه: 0.95 متر، زاویه نصب: 70 درجه، فاصله صفحه: 20 میلی متر
2) صفحه نمایش متوسط
ابعاد: 5.8 mx 10.1 متر ارتفاع: 4.9 متر
کانال ها: 4، ارتقاء دستگاه های صفحه نمایش 15 میلی متری به صفحه های چرخشی 6 میلی متری
عرض کانال: 1.9 متر، عمق آب قبل از صفحه: 0.70 متر، زاویه نصب: 70 درجه، فاصله صفحه: 5 میلی متر
3) صفحه نمایش خوب
ابعاد: 7.1 mx 11.15 متر ارتفاع: 1.5 متر
ارتقاء صفحههای چرخشی 6 میلیمتری به صفحههای صفحه سوراخدار 3 میلیمتری با حفظ کانالهای موجود
عرض کانال: 2.1 متر، عمق آب قبل از صفحه: 1.5 متر، فاصله صفحه: 3 میلی متر
مجهز به 4 صفحه صفحه سوراخ دار (هر کدام 1.5 کیلو وات) و 2 پمپ شستشوی معکوس با دبی 36 متر مکعب در ساعت هر کدام4) تغییرات صفحه نمایش غشایی
اتاق پمپ برگشت لجن اصلی به عنوان اتاق صفحه غشایی تغییر کاربری داده شده است. ابعاد صفحه نمایش خوب 6.1 متر × 8.8 متر با ارتفاع 2.2 متر است. چهار صفحه نمایش غشایی نصب شده است که سه صفحه عملیاتی و یکی در حالت آماده به کار، هر کدام با توان 1.5 کیلو وات نصب شده است. هر کانال دارای عرض 1.4 متر، عمق آب قبل از صفحه نمایش 1.1 متر و فاصله صفحه نمایش 1 میلی متر است. دو پمپ شستشوی معکوس، هر کدام با سرعت جریان 36 متر مکعب بر ساعت و قدرت 15 کیلو وات، با زمانهای کارکرد 1:2 تا 1:4 نسبت باز-به{18}}توقف تنظیم شده است.
اصلاحات خندق اکسیداسیون
دو خندق اکسیداسیون موجود به مخازن بیهوازی-آناکسیک تغییر یافتهاند که هرکدام دارای دبی طراحی 70000 متر مکعب در روز هستند. بخش بی هوازی دارای زمان ماند 1.0 ساعت است، در حالی که بخش بدون اکسیژن دارای زمان ماند 2.7 ساعت با عمق موثر آب 3.9 متر است. هر مخزن بیهوازی مجهز به شش میکسر شناور با سرعت بالا با قدرت 3.7 کیلووات است، در حالی که هر مخزن بدون اکسیژن دارای دوازده میکسر شناور کم سرعت با قدرت 2.3 کیلووات است. نسبت بازگشت لجن از مخازن بدون اکسیژن به بی هوازی از 100% تا 200% متغیر است.
ساختار جامع MBR
چهار زلال ساز ثانویه موجود با دو ساختار جدید MBR (ممبران بیوراکتور) جایگزین شده اند که هر کدام با ظرفیت طراحی 70000 متر مکعب در روز می باشد. ابعاد هر واحد MBR 82.34 متر × 38.18 متر است و شامل اجزای زیر است:

1) تانک هوازی
ابعاد: 37.70 متر × 36.25 متر با عمق موثر آب 6.0 متر
زمان نگهداری: 2.4 ساعت، مجهز به 1216 هواکش لوله ای در هر مخزن (2432 در مجموع در هر دو مخزن)
هر هواکش دارای سرعت جریان هوا 7.2 متر مکعب بر ساعت است و نرخ بازگشت لجن از هوازی به مخزن آنوکسی 300 درصد است.
2) مخزن غشایی MBR
ابعاد کل هر مخزن: 45.46 متر × 31.85 متر شامل توزیع، غشاء، کانال های برگشت و مخازن تمیز کردن
عمق مخزن غشایی: 5 متر با عمق موثر آب 3.7 متر
کانال توزیع: 39.6 متر × 2.1 متر، کانال برگشت: 39.6 متر × 1.5 متر
مخزن غشایی به هشت سلول، هر کدام 26.65 متر × 4.6 متر، با سه سلول تمیز کننده برای تمیز کردن آب، اسید و قلیایی تقسیم شده است.
هر مخزن دارای هشت ردیف است، شش ردیف با ده ماژول غشایی فیبر توخالی PVDF و دو ردیف با 9 ماژول.
ظرفیت طراحی در هر ماژول غشاء 897.5 متر مکعب در روز است، با شار 17.81 L/(m³·h) و سرعت هوادهی 849.6 نیوتن متر مکعب در دقیقه، حفظ نسبت هوا به آب 8.7:1
میزان برگشت لجن از مخزن غشایی به مخزن هوازی 400 درصد است.
3) اتاق پمپ برگشت لجن
دو اتاق پمپ، هر کدام 10.9 متر × 8.51 متر، با هشت پمپ برگشت
چهار پمپ لجن را از غشاء به مخزن هوازی انتقال می دهند (Q{0}},910 m³/h, H=0.5 m, N=18.5 kW)
چهار پمپ لجن را از هوازی به مخزن بدون اکسیژن برمیگرداند (Q{0}}، 190 m³/h، H=3.0 m، N=37 kW)
4) اتاق تجهیزات جامع
سازه -فولاد دو طبقه-بتنی + قاب، 44.5 متر × 6.61 متر
طبقه بالا: اتاق کنترل سیستم MBR و امکانات دوز هیپوکلریت سدیم و اسید سیتریک
طبقه پایین: 9 پمپ آب (8 پمپ در حال استفاده، 1 به عنوان پشتیبان، فرکانس متغیر، Q=493 m³/h، H=11–13 m، N=22 kW) و 4 پمپ لجن (3 در حال استفاده، 1 در حالت آماده به کار، Q{10}} m³/h، H{11} m³{11} m³, H{11} m³)
5) اتاق دمنده
ساخته شده در بالای مخزن هوازی، ابعاد هر اتاق دمنده: 38.46 متر × 7.8 متر
هر اتاق دارای سه دمنده هوادهی (یکی بزرگ و دو دمنده کوچک، قابل تعویض برای افزونگی) است.
دمنده بزرگ: Q{0}} m³/m، H=7.5 m، N=223 کیلووات
دمنده کوچک: Q{0}} m³/m، H=7.5 m، N=112 کیلووات
چهار دمنده غشایی (دو دمنده بزرگ و دو دمنده کوچک، با افزونگی بین یک دمنده بزرگ و دو دمنده کوچک)
دمنده بزرگ: Q{0}} m³/min، H{1}} m، N=223 کیلووات
دمنده کوچک: Q{0}} m³/min، H=4.5 m، N=112 کیلووات
مخزن تماس با ضد عفونی / اتاق دوز / اتاق پمپ بالابر پساب
مخزن تماس ضد عفونی، اتاق دوز و اتاق پمپ بالابر پساب در یک ساختار واحد با ظرفیت 140000 متر مکعب در روز ترکیب می شوند. مخزن تماس ضد عفونی دارای ردپایی 25.05 متر × 23.35 متر، با ارتفاع 4.9 متر و عمق مؤثر 4.0 متر است که منجر به حجم مؤثر 2300 متر مکعب می شود. زمان تماس 23.66 دقیقه، با 7.12 دقیقه اضافی در لوله پساب، برای کل زمان تماس 30.78 دقیقه است. چهار پمپ شناور نصب شده است (3 پمپ عملیاتی، 1 دستگاه آماده به کار)، هر کدام با Q=2,000 m³/h، H{18}} m و N{19}} kW.
اتاق دوز، واقع در بالای مخزن ضد عفونی، از دی اکسید کلر به عنوان ضد عفونی کننده با غلظت 8 میلی گرم در لیتر استفاده می کند. پلی آلومینیوم کلرید جامد (PAC) با حداکثر سرعت 30 میلی گرم در لیتر برای حذف شیمیایی فسفر مصرف می شود و استات سدیم به عنوان منبع کربن خارجی برای افزایش حذف TN با حداکثر میزان دوز 30 میلی گرم در لیتر استفاده می شود.
مخزن ذخیره لجن
مخزن ذخیره لجن جدید ساخته شده یک مخزن بتن مسلح زیرزمینی با ردپای 9.0 متر × 9.0 متر و عمق موثر آب 5 متر است که حجم مؤثر 405 متر مکعب را فراهم می کند. یک میکسر شناور در داخل مخزن نصب شده است تا با اختلاط در حین آبگیری لجن، عملکرد آبگیری پایدار را تضمین کند. مخزن همچنین مجهز به سطح لجن سنج اولتراسونیک است که امکان نمایش زمان واقعی حجم لجن را هم در اتاق کنترل مرکزی و هم در منطقه آبگیری فراهم می کند. پمپ لجن تغذیه را می توان در صورت بالا بودن سطح لجن متوقف کرد و هنگامی که سطح لجن کم است میکسر متوقف می شود.
بازسازی اتاق آبگیری لجن
قبلاً برای تصفیه لجن از خشک کن تسمه ای استفاده می شد. پس از ارتقاء، خشک کن تسمه ای اصلی نیازهای ظرفیت آبگیری لجن را برآورده کرد، اما مسائل مربوط به بوی مربوط به لجن به اندازه کافی قابل رسیدگی نبود. بنابراین دستگاه های آبگیری گریز از مرکز برای جایگزینی تسمه خشک کن معرفی می شوند. چهار دستگاه آبگیری ته نشینی مارپیچی افقی طراحی شده است که سه دستگاه در حال استفاده و یکی به عنوان پشتیبان هستند و به مدت 12 ساعت در روز کار می کنند. هر دستگاه دارای ظرفیت (Q) 60 متر مکعب بر ساعت و توان (N) 66 کیلو وات است.
سیستم کنترل بو
با توجه به محدود بودن زمین در این تصفیه خانه فاضلاب، این پروژه در{0}}تصفیه غیرمتمرکز بو در سایت با شش مکان تعیین شده به تصویب رسید:
1. سیستم کنترل بو 1: بوهای منطقه پیش تصفیه را با استفاده از یک سیستم بوزدای گیاهی با ظرفیت 6200 متر مکعب در ساعت هدف قرار می دهد.
2. سیستم کنترل بو 2: طراحی شده برای اتاق آبگیری لجن و مخزن ذخیره لجن، با ظرفیت سیستم بوگیر بر اساس کارخانه 4500 m³/h.
3. سیستم کنترل بو 3: بوهای مخازن بی هوازی/آنوکسیک را هدف قرار می دهد. ظرفیت کل هر مخزن 13000 متر مکعب بر ساعت است. به دلیل محدودیت فضا در اتاقی که مخازن در آن قرار دارند، دو سیستم کنترل بو بیوفیلتراسیون هر کدام با ظرفیت 6500 متر مکعب در ساعت در دو اتاق مجزا بر روی ساختار مخزن نصب شده است. این دو واحد یک اگزوز مشترک دارند و می توانند به طور مستقل کار کنند.
4. تجهیزات کنترل بو بیولوژیکی 4: طراحی شده برای دو ساختار یکپارچه MBR، با دو واحد بیوفیلتراسیون نصب شده در بالای مخازن هوازی، برای تصفیه بو با ظرفیت کل 43000 متر مکعب در ساعت برای صرفه جویی در فضا.
بحث در مورد مفاهیم طراحی سبز در طراحی کارخانه فاضلاب
1. AquaSust از گیاهان مختلفی برای ایجاد پیکربندیهای چندلایه و چند لایه- گیاهی استفاده میکند تا تأثیر اکولوژیکی جامعه گیاهی را نشان دهد.
ثانیاً این کارخانه در مرکز منطقه آموزش و پرورش قرار دارد و در ورودی اصلی آن آبنمای سرامیکی راه اندازی کردیم. آب تصفیه شده مجدداً برای محوطه سازی استفاده می شود تا آگاهی مردم از حفظ آب و حفاظت از محیط زیست افزایش یابد.
2. از نظر طراحی منظر و فضای سبز، موضوع ما "صرفه جویی در منابع و حفاظت از محیط زیست" با مفهوم توسعه کم-«شهر اسفنجی» مطابقت دارد. ابتکارات نوآورانه AquaSust شامل بام های سبز، فضای سبز عمودی و پارکینگ های سازگار با محیط زیست است.
ما همچنین خندق اکسیداسیون را با خاک می پوشانیم تا یک "مینی پارک" شهری ایجاد کنیم که زیبایی و هماهنگی اکولوژیکی بین انسان و طبیعت را منعکس می کند. مفهوم "شهر اسفنجی" می تواند به عنوان یک ماده عایق حرارتی برای ساختمان ها استفاده شود و رواناب و آلودگی سقف ها را کاهش دهد.

نتایج تصفیه آب با کیفیت

پس از پروژه بهبود کیفیت، تصفیه خانه فاضلاب ارتقا یافته رسماً در دسامبر 2016 شروع به کار کرد. میانگین کیفیت آب ورودی و خروجی از ژانویه تا دسامبر 2017 در جدول 2 نشان داده شده است.
خلاصه تحلیل جامع مزایا
پس انداز زمین
این پروژه مساحت کل 34991.54 متر مربع را پوشش میدهد، با نشاندهنده کاربری زمین-0.25 متر مربع/(m³∙d)، فقط 25 تا 30 درصد از 0.80–0.95 متر مربع/(m³·d) مشخصشده در سال 2001 *استانداردهای ساخت و ساز ثانویه برای پروژه ساخت و ساز بیوشیمیایی + فرآیندهای تصفیه پیشرفته، صرفه جویی در بیش از 77000 متر مربع زمین و تقریباً 170 میلیون یوان.
صرفه جویی در انرژی
مصرف برق فاضلاب تصفیه شده پروژه 0.46 کیلووات ساعت در متر مکعب است، در مقایسه با 0.50-0.60 کیلووات ساعت در متر مکعب در نیروگاه های خانگی موجود با فرآیندهای تصفیه غشایی، که سطح مصرف انرژی پایین معقولی را نشان می دهد. صرفه جویی در انرژی سالانه حداقل 2 میلیون کیلووات ساعت است، با صرفه جویی در هزینه برق حدود 1.6 میلیون CNY.
حفاظت از آب
پساب این پروژه، پس از تصفیه پیشرفته، می تواند به صورت اختیاری به عنوان آب دریاچه در طول پاییز و زمستان مورد استفاده مجدد قرار گیرد و وابستگی به آب لوله کشی کاهش یابد. این رویکرد به طور محافظهکارانه سالانه حدود 4 میلیون متر مکعب آب را ذخیره میکند.
صرفه جویی در مواد
این طرح از امکانات موجود (به عنوان مثال، نگهبانی، ساختمان اصلی، منطقه پیش تصفیه، خندق های اکسیداسیون، اتاق آبگیری لجن، و اتاق کنترل مرکزی) استفاده مجدد می کند و در حدود 80 میلیون یوان در سرمایه گذاری صرفه جویی می کند. استفاده از PAC و منابع کربن کمتر از 30 میلی گرم در لیتر در مقایسه با حدود 50 میلی گرم در لیتر در پروژه های مشابه باقی می ماند و تقریباً 20 میلی گرم در لیتر صرفه جویی می شود. صرفه جویی سالانه در منابع PAC و کربن در مجموع حدود 1000 تن یا 2.5 میلیون یوان یوان است.
مزایای زیست محیطی
ارتقاء کیفیت به طور قابل توجهی آلاینده های تخلیه شده به رودخانه ها را کاهش می دهد. در مقیاس تصفیه 140000 مترمکعب در روز، برآورد میشود که آلایندهها را با مقادیر زیر کاهش میدهد: CODCr به میزان 13100 تن، BOD5 تا 4740 تن، SS به میزان 8320 تن، TN به میزان 960 تن و TP تا 140 تن.
مزایای محیط زیست
این پروژه در مقیاس کامل بو و صدا را برای گیاه کاهش میدهد و در عین حال محوطهسازی کلی گیاه را بهبود میبخشد و آن را به یک باغ شهری تبدیل میکند که کیفیت زندگی ساکنان مجاور را تا حد زیادی بهبود میبخشد.
نتیجه گیری
AquaSust پروژه تصفیه فاضلاب کارخانه را از طریق فرآیند "AAO + MBR" بر اساس مفهوم تصفیه فاضلاب سبز، دایره ای و کم کربن{1} تکمیل کرد.
علیرغم چالش هایی مانند زمین محدود، حساسیت زیست محیطی و استانداردهای دقیق انتشار، داده های عملیاتی نشان می دهد که ما با موفقیت به اهداف متعدد دست یافته ایم. اینها شامل بهبود استانداردهای تصفیه آب، بازیافت و استفاده مجدد از فاضلاب، بهینه سازی کاهش بو و صدا و همچنین بهبود چشم انداز کلی است.












