چگونه یک WWTP شهری 120000 مترمربع در روز انرژی هوادهی را تا 48 درصد با دیفیوزرهای دیسک حباب ریز کاهش می دهد

 

بخش:تصفیه فاضلاب شهری |تکنولوژی:دیفیوزر حباب ریز |مقیاس:10608 واحد در دو فاز تصفیه بیولوژیکی

 

image

 

 

بررسی اجمالی پروژه

 

 

تاسیسات تصفیه فاضلاب شهری (WWTP) در مقیاس بزرگ-در آسیای شرقی با ظرفیت طراحی کل120,000 m³/dدر چهار مرحله ساخت و ساز متوالی عمل می کند. این تأسیسات به یک حوضه متراکم شهری خدمت می‌کند و تابع استانداردهای تخلیه پساب کلاس I برای آمونیاک-نیتروژن است.

دو فاز - فاز I (50,000 m³/d) و فاز IV (20,000 m³/d) - سال‌ها بدون تعویض سیستم هوادهی در حال کار مداوم بودند. با خراب شدن دیفیوزرهای اصلی، تیم عملیاتی تاسیسات افزایش مصرف انرژی، توزیع ناپایدار اکسیژن محلول{{7}(DO) و افزایش بار تعمیر و نگهداری را مشاهده کردند. با مواجهه با شکاف واضح عملکرد و انطباق، مدیریت کارخانه Aquasust را مأمور طراحی و اجرای ارتقاء سیستم هوادهی کامل در هر دو فاز به طور همزمان کرد.

پروژه، تحویل شده توسطتیم مهندسی Aquasustدر یک بهسازی مرحله‌ای در طی تقریباً دو ماه، مجموعاً جایگزین شد10608 واحد دیفیوزر، تبدیل هر دو فاز از تجهیزات قدیمی قدیمی به یک پلت فرم پخش کننده دیسک حباب ریز Aquasust Φ270 میلی متر EPDM.

 

 

چالش

 

 

2.1 فاز I: گرفتگی دیفیوزر لوله و پوسیدگی ساختاری

مخازن واکنش بیولوژیکی فاز I در ابتدا مجهز به2248 واحد پخش کننده لولهبا جریان هوای اسمی 8 نیوتن متر مکعب در ساعت در هر واحد کار می کند. پس از سال‌ها خدمت، سیستم علائم مشخصی از خستگی غشاء در اواخر مرحله- را نشان داد:

انسداد منافذ غشایی
- میکرو-رسوب شدن منافذ توسط بیوفیلم و پوسته پوسته شدن غیر آلی باعث ادغام حباب شد، سیستم را از حالت-حباب به درشت-حباب تغییر داد و راندمان انتقال اکسیژن (OTE) را به شدت کاهش داد.


پیری ساختاری
- ترک خوردگی غشاء EPDM و خوردگی اتصالات باعث ایجاد کانال‌های هوا می‌شود که-توله‌های حباب‌دار با قطر بزرگ با حداقل تماس سطح- ایجاد می‌کند.


اتلاف انرژی
- دمنده‌ها با فشار تخلیه بالا (76 کیلو پاسکال در برابر سقف طراحی 81 کیلو پاسکال) کار می‌کنند و تقریباً در فضای بالای ظرفیت تقریباً 0.146 کیلووات ساعت در هر متر مکعب فاضلاب تصفیه شده - مصرف می‌کنند.


مناطق مرده و رسوب لجن
- با جریان هوای ناکافی و توزیع نابرابر، حفره‌های ساکن در زیر آرایه‌های لوله ایجاد می‌شوند که باعث تجمع لجن و ایجاد محیط‌های میکرو{1}}بی هوازی موضعی می‌شوند.

1001

 

هنگامی که جریان هوای منفرد دیفیوزر به زیر آستانه طراحی می‌رسد، پیامدها در کل فرآیند زیستی منتشر می‌شوند:

علامت

علت ریشه ای

کاهش OTE

رشد قطر حباب، کاهش سطح تماس هوا{0}}آب

افزایش فشار دمنده

افزایش مقاومت غشا در برابر رسوب

مناطق مرده لجن

سرعت آبشستگی پایین{0}}ناکافی است

رویدادهای بوی H2S

مناطق بی هوازی موضعی که سولفید آزاد می کنند

NH3-N خوشه های پساب

سرکوب نیتریفیکاسیون تحت کمبود DO

هزینه نگهداری بالاتر

فرکانس تعویض و تمیز کردن واحد افزایش یافته

 

2.2 فاز IV: خرابی دیفیوزر قدیمی

فاز IV در ابتدا مجهز شده بود3722 دیفیوزر دیسکی با همان فرمت 270 میلی متری اما نسل قبلی محصول. پس از اینکه طول عمر رتبه بندی شده سازنده به طور قابل توجهی تجاوز کرد، یکپارچگی غشاء از بین رفت. ترک‌های تنشی به طور همزمان در چندین واحد پخش می‌شوند و تشک دیفیوزر را از نظر عملکردی معادل یک سیستم لوله باز-می‌کنند. فشار تخلیه دمنده در 57.3 کیلو پاسکال (سقف طرح: 61 کیلو پاسکال) تثبیت شده بود - با حداقل حاشیه ایمنی و تولید هوادهی درشت-حباب با افزایش هزینه انرژی.

 

 

رویکرد مهندسی

 

 

3.1 منطق انتخاب دیفیوزر

Aquasust یک ارتقاء یکنواخت را توصیه کرددیفیوزر دیسک حباب ریز EPDM Φ270 میلی متردر هر دو فاز بر اساس سه معیار مهندسی:

 

  راندمان انتقال اکسیژن اثبات شده:
در محدوده جریان هوای طراحی 2.0 تا 6.0 نیوتن متر مکعب بر ساعت در واحد، فرمت Φ270 به راندمان انتقال اکسیژن استاندارد (SOTE) بیشتر یا مساوی 30 درصد در آب تمیز، مربوط به راندمان هوادهی نظری بیشتر یا مساوی 4.5 kgO2/kWh است.


  پوشش بهینه منطقه خدمات:
مشخصات منطقه خدماتی 0.4-0.8 متر مربع/واحد با هندسه کف مخزن برای فاز I و فاز IV هماهنگ است و پوشش متراکم اما غیر{2}}همپوشانی را ممکن می‌سازد.


 کاهش فشار سیستم:
در ظرفیت درمان معادل، فرمت دیسک Φ270 با تلفات مقاومت هوا به طور قابل ملاحظه ای کمتر (کمتر یا مساوی 3.5 کیلو پاسکال) نسبت به آرایه پخش کننده لوله قدیمی عمل می کند، که مستقیماً فشار کاری دمنده را کاهش می دهد و عمر مکانیکی دمنده را افزایش می دهد.

 

3.2 تأیید طراحی هیدرولیک و هوادهی

فاز I
 مساحت کف هوادهی موثر: ~ 3800 متر مربع
 مجموع دیفیوزرهای نصب شده: 7532 واحد
  منطقه خدماتی حاصل: 0.50 متر مربع/واحد (در محدوده 0.4-0.8 متر مربع بهینه طراحی)
  پیکربندی دمنده: دو فعال + یک حالت آماده به کار، جریان هوای نامی 150 m³/min
 جریان هوای واحد در شرایط طراحی: 2.39 نیوتن متر در ساعت/واحد (در پنجره عملیاتی 2.0–6.0 نیوتن متر مکعب در ساعت)


فاز IV
 مساحت کف هوادهی موثر: ~ 1665 متر مربع
  مجموع دیفیوزرهای نصب شده: 3076 واحد
 مساحت خدمات حاصل: 0.547 متر مربع/واحد (در محدوده بهینه طراحی)
 پیکربندی دمنده: دو فعال + یک حالت آماده به کار، جریان هوای نامی 60 m³/min
 جریان هوای واحد در شرایط طراحی: 2.34 نیوتن متر در ساعت/واحد (در پنجره عملیاتی)
هر دو فاز در باند پایین‌تر-محدوده 2.0 تا 6.0 نیوتن متر مکعب بر ساعت کار می‌کنند و از تولید میکرو-حباب، پوشش کامل کف، و حاشیه راحت زیر آستانه جریان هوای بالایی که باعث اعوجاج غشا می‌شود، اطمینان حاصل می‌کنند.

 

 

 

راه حل و محدوده عرضه

 

Aquasust یک بسته ارتقاء هوادهی جامع را در هر دو مرحله درمان عرضه و نصب کرد. دامنه نه تنها عناصر پخش کننده، بلکه زیرساخت کامل جانبی مورد نیاز برای عملیات تعمیر و نگهداری طولانی مدت- را نیز پوشش می دهد.

page-800px-600px

 

 

4.1 Φ270 میلی متر EPDM Fine Bubble Diffuser - مشخصات فنی

پارامتر

مشخصات

مدل

دیفیوزر EPDM Φ270 میلی متر

محدوده جریان هوا

2.0 - 6.0 نیوتن متر مکعب در ساعت در هر واحد

قطر حباب

کمتر یا مساوی 2 میلی متر

SOTE (آب تمیز)

بزرگتر یا مساوی 30 درصد

ظرفیت انتقال اکسیژن

بزرگتر یا مساوی 0.13 kgO2/h در هر واحد

راندمان هوادهی نظری

بزرگتر یا مساوی 4.5 kgO2/kWh

کاهش فشار هوا

کمتر یا مساوی 3.5 کیلو پاسکال

عمر سرویس

بزرگتر یا مساوی 5 سال

منطقه خدمات بهینه

0.4 - 0.8 متر مربع / واحد

 

4.2 خلاصه کمیت دیفیوزر

فاز درمان

ظرفیت طراحی

واحدهای جایگزین (قدیمی)

Aquasust Φ270 واحد نصب شده است

فاز I

50,000 m³/d

2248 دیفیوزر لوله

7,532

فاز IV

20,000 m³/d

3722 دیفیوزر دیسکی (قدیمی)

3,076

مجموع

70,000 m³/d

5,970

10,608

 

4.3 تجهیزات جانبی

 صدا خفه کن های تصفیه هوا (تسکین گاز/فشار) برای محافظت از دمنده در طول تعمیر و نگهداری
 شیرهای تخلیه UPVC در نقاط پایین مخزن برای تسهیل آبگیری و بازرسی دیفیوزر در آینده
 دوازده (12) 304 ضد زنگ-اسید غشای فولادی-مجموعه شستشو (فاز IV) برای تمیز کردن غشاء در محل- EPDM بدون آبگیری کامل مخزن

 

 

نصب و راه اندازی

 

Aquasust مقاوم‌سازی را در دو مرحله متوالی سایت اجرا کرد، با اولویت کمترین اختلال برای{0}}ظرفیت تصفیه گسترده. فرآیند استاندارد چهار مرحله- برای هر مرحله اعمال شد:

 
01
 

آبگیری و بازرسی مخزن

هر مخزن واکنش بیولوژیکی به صورت چرخشی آفلاین شد، لجن به مخازن فعال مجاور منتقل شد و مخزن تخلیه شد. مهندسان سایت Aquasust قبل از شروع هر گونه تخریب، بررسی وضعیت کامل لوله کشی جانبی، سربرگ های هوادهی اصلی و نقاط لنگر را انجام دادند.

 
02
 

حذف سیستم قدیمی

تمام واحدهای پخش کننده موجود، زین ها و اتصالات اتصال به طور سیستماتیک حذف شدند. در جایی که خطوط جانبی پخش کننده لوله خارج از شرایط قابل استفاده بود، شبکه لوله نیز جایگزین شد. آشغال ها پاکسازی شد و کف مخزن برای شبکه دیفیوزر دیسکی جدید به نقطه نصب مشخص شده آماده شد.

 
03
 

نصب دیفیوزر Aquasust Φ270

دیفیوزرهای دیسکی جدید EPDM در الگوی شبکه مهندسی شده بر اساس طرح هیدرولیک نصب شدند، با گشتاور هر واحد{0}}برای جلوگیری از عبور هوا در زین اتصال. لوله‌های جانبی، هدرهای اصلی، دریچه‌های تخلیه و مجموعه‌های تصفیه راه‌اندازی شدند و فشار-قبل از پر کردن مجدد مخزن آزمایش شدند.

 
04
 

راه اندازی تدریجی و تأیید انجام

مخازن دوباره پر شدند، دمنده ها با بار کاهش یافته شروع به کار کردند، و DO در چندین نقطه در سراسر شبکه مخزن در طول دوره اولیه 24{1}}ساعتی سطح شیب دار- گرفته شد. جریان هوا به تدریج به نقطه تنظیم-عملکرد افزایش یافت. داده های فرآیند توزیع یکنواخت DO و نیتریفیکاسیون پایدار را در پنجره گرم کردن معمولی تأیید کردند.

2

مجموع مدت-سایت:فاز IV - 16 روز؛ فاز I - 41 روز (منعکس کننده تعداد مخزن بزرگتر و حجم دیفیوزر).

 

 

 

modular-1

نتایج تایید شده

داده‌های عملکرد بر اساس مشابه-برای-براساس مشابه (همان سه ماهه تقویم، سال-بیش از-سال) ثبت و مقایسه شد، که دمای فصلی و تغییر بارگذاری نفوذی را از تجزیه و تحلیل حذف کرد.

 

 

6.1 مقایسه عملکرد تلفیقی

KPI

فاز اول - قبل

فاز I - بعد

تغییر دهید

حجم درمان شده روزانه (m³/d)

43,800

51,400

+17.5%

دمنده های فعال در حال اجرا

2

1

–50%

فشار تخلیه دمنده (کیلو پاسکال)

76

62

–18.4%

مصرف انرژی واحد (kWh/m³)

0.146

0.075

–48.6%

پساب NH3-N (mg/L)

0.456

0.231

سازگار

حذف ماهانه NH₃-N (تن/ماه)

30.5

64.8

+112%

KPI

فاز IV - قبل

فاز IV - بعد

تغییر دهید

حجم درمان شده روزانه (m³/d)

20,600

23,300

+12.9%

فشار تخلیه دمنده (کیلو پاسکال)

57.3

51.6

–9.95%

مصرف انرژی واحد (kWh/m³)

0.155

0.089

–42.6%

پساب NH3-N (mg/L)

0.316

0.238

سازگار

حذف ماهانه NH₃-N (تن/ماه)

14.4

29.3

+103%

 

6.2 کاهش انرژی - محرک اصلی

مهمترین مزیت عملیاتی این استکاهش انرژی واحد هوادهی: فاز I از 0.146 به 0.075 kWh/m³ کاهش یافت (–48.6%و فاز IV از 0.155 تا 0.089 kWh/m³ (–42.6%). در مجموع هر دو فاز، این مرکز اکنون حجم روزانه بالاتری را پردازش می‌کند در حالی که دمنده‌های کمتری را با فشار کمتر کار می‌کند.

تغییر فاز I از دو دمنده فعال به یک - با تقریباً دو برابر توان خروجی - واضح ترین نمایش افزایش کارایی است. بازپرداخت ساده تخمینی سرمایه گذاری در عرض تقریباً 18 ماه فقط بر اساس صرفه جویی های برق عملیاتی است.

 

6.3 کاهش فشار دمنده - حاشیه ایمنی مهندسی

کاهش فشار تخلیه دمنده صرفاً صرفه جویی در انرژی نیست. دارای ارزش ساختاری و قابلیت اطمینان است:

فاز I: فشار از 76 کیلو پاسکال به 62 کیلو پاسکال در برابر سقف طراحی 81 کیلو پاسکال کاهش یافت. فاصله عملیاتی-تا{5}}سقف از 5 کیلو پاسکال به 19 کیلو پاسکال افزایش یافته است - تقریباً چهار برابر فضای امن عملیاتی.
فاز IV: فشار از 57.3 کیلو پاسکال به 51.6 کیلو پاسکال در برابر سقف 61 کیلو پاسکال کاهش یافت. فضای سر بیش از دو برابر شد.

 

فشار عملیاتی کمتر به معنای کاهش تنش حرارتی و مکانیکی بر یاتاقان‌های دمنده، پروانه‌ها و موتورها، افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش احتمال فعال‌سازی سوپاپ اطمینان، نشت اتصال لوله و خاموشی‌های برنامه‌ریزی نشده است.

 

6.4 آمونیاک-حذف نیتروژن - انطباق و تشدید درمان

علیرغم تصفیه حجم روزانه بیشتر، هر دو فاز پساب NH3-N را بسیار کمتر از آستانه کلاس I-A حفظ کردند. به طور قابل توجهی، کل جرم آمونیاک حذف شده در ماه بیش از دو برابر شد:

فاز I: از 30.5 تا 64.8 تن در ماه (+112%)
فاز IV: از 14.4 تا 29.3 تن در ماه ({2}}%)
این نتیجه منعکس کننده توزیع بهبود یافته DO است که نیتریفیکاسیون کامل و پایدار را در کل حجم مخزن امکان پذیر می کند - نتیجه مستقیم پوشش حباب ریز- ارائه شده توسط شبکه دیفیوزر دیسک Aquasust Φ270.

 

 

 

 

چرا آکواسست

 

 

Aquasust در مهندسی، ساخت و اجرای سایت سیستم های هوادهی حباب ریز برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی تخصص دارد. این پروژه قابلیت کامل-پشته ای را نشان می دهد که Aquasust را از یک عرضه کننده فقط پخش کننده{2}} متمایز می کند:

1
page-1-1

طراحی-تحویل ساخت

از مدل‌سازی هیدرولیک و بهینه‌سازی چیدمان دیفیوزر گرفته تا-مدیریت نصب در سایت و راه‌اندازی فرآیند

2
page-1-1

مشخصات پشتیبانی شده{0} عملکرد

هر دیفیوزر دیسکی Aquasust Φ270 EPDM با راندمان بیشتر یا مساوی 30٪ SOTE و بیشتر یا برابر با 4.5 کیلوگرم O2/kWh تولید می شود که به طور مستقل در برابر پروتکل های آزمایشی GB/T 17393 قابل تأیید است.

3
page-1-1

ادغام فرعی

مجموعه‌های تصفیه هوا، دریچه‌های تخلیه، و سیستم‌های شستشوی اسیدی-به‌عنوان یک بسته هماهنگ عرضه می‌شوند، نه به‌عنوان فکر بعدی

4
page-1-1

نتایج میدانی اثبات شده

Documented post-retrofit energy reduction of 42–49%, ammonia removal improvement of >100% و کاهش فشار دمنده تا 18% در یک محیط واقعی شهری

 

 

آماده ارزیابی ارتقای هوادهی برای تاسیسات خود هستید؟

با تیم مهندسی Aquasust در مورد ابعاد مخزن، جریان طراحی و مشخصات دمنده موجود تماس بگیرید. ما یک طرح اولیه پخش کننده، محاسبه مساحت خدمات{1}}و برآورد صرفه جویی انرژی پیش بینی شده را بدون هزینه آماده خواهیم کرد.

 

  دیفیوزر دیسک EPDM Aquasust Φ270 میلی متری را کاوش کنید
  خدمات مقاوم سازی سیستم هوادهی
  درخواست ارزیابی پروژه