Staidéar Aisfheistithe agus Feidhmíochta ar Chóras Aeraithe Bubble-i Gléasra Cóireála Fuíolluisce Chathrach

Staidéar Aisfheistithe agus Feidhmíochta ar Chóras Aeraithe Bubble-i Gléasra Cóireála Fuíolluisce Chathrach

Réamhrá

Faoi láthair, cuimsíonn na príomhphróisis cóireála fuíolluisce a úsáidtear sa tSín díog ocsaídiúcháin, SBR, sloda gníomhachtaithe, agus daoine eile. Tá fadhb ag an bpróiseas díog ocsaídiúcháin maidir le tomhaltas ardfhuinnimh, go háirithe sa chuid bitheolaíoch, arb ionann é agus 65%–80% den tomhaltas iomlán fuinnimh. Áirítear le trealamh aeraithe coitianta a úsáidtear i bpróisis díog ocsaídiúcháin scuaba aeraithe, dioscaí aeraithe, aerators seafta ingearacha, agus aeraithe mboilgeog mín. Mar shampla, tar éis d'ionad cóireála fuíolluisce cathrach i gcathair áirithe athrú ó aerú meicniúil dromchla traidisiúnta go dtí aerú mboilgeog bun, tháinig laghdú 20.11% ar thomhaltas fuinnimh, agus tháinig cáilíocht an uisce cóireála níos cobhsaí. Ina theannta sin, tá tréithe an tsoláthair chriosaithe ocsaigine ag aerú mboilgeog fíneáil, ar féidir leis soláthar beacht ocsaigine a sholáthar de réir an éilimh ar ocsaigine i réimsí éagsúla den díog ocsaídiúcháin, rud a chuireann feabhas breise ar éifeachtúlacht bhaint nítrigine agus fosfair.

Bhí an córas aeraithe dromchla ag gléasra cóireála fuíolluisce bardasach áirithe i bhfeidhm le breis agus deich mbliana, le dul in aois trealaimh agus deacrachtaí oibriúcháin tromchúiseacha. Bhí sé deacair na caighdeáin urscaoilte is déanaí a chomhlíonadh, rud a fhágann go bhfuil athchóiriú teicniúil práinneach. Rinne an tionscadal seo uasghrádú ar an gcóras go dtí córas aeraithe mboilgeog fíneáil, ar féidir leis an tomhaltas fuinnimh a laghdú go suntasach, an oibríocht a bharrfheabhsú, saol an trealaimh a leathnú, agus costais chothabhála a laghdú, ag teacht le beartais náisiúnta um chaomhnú fuinnimh agus laghdú astaíochtaí. Chuir an tionscadal athchóirithe seo cleachtais ghlasa tógála i bhfeidhm le linn díchóimeáil agus suiteáil trealaimh: athchúrsáil rangaithe ar sheantrealamh, suiteáil réamhdhéanta a ghlacadh, agus innealra astaíochtaí ísle a úsáid, coigilt fuinnimh déthoiseach "próisis{6}}tógála" a bhaint amach agus tacú le forbairt inbhuanaithe an ghléasra cóireála fuíolluisce.

1 Forbhreathnú ar an Tionscadal

1.1 An Staid Reatha

Tá acmhainn iomlán de 50,000 tonna in aghaidh an lae ag gléasra cóireála fuíolluisce cathrach i gcathair áirithe, tógtha i dtrí chéim. Ghlac Céim I leis an bpróiseas díog ocsaídiúcháin, ghlac Céim II agus an tionscadal cóireála chun cinn an próiseas díog ocsaídiúcháin freisin, le cóireáil chun cinn ina dhiaidh sin ag baint úsáide as dríodrú téachtadh + scagachán meáin éadach + próiseas díghalrúcháin ultraivialait. Ghlac Céim III leis an bpróiseas A²O modhnaithe. Faoi láthair, comhlíonann an t-eisilteach an caighdeán DB32/1072-2018.

1.2 Fadhbanna Reatha

1.2.1 Tionchar Líonra Píopaí Seachtrach

Áirítear leis an bhfuíolluisce laistigh de raon feidhme bailiúcháin líonra píopaí an ghléasra seo ranníocaíochtaí ó go leor fiontair tionsclaíocha. Le linn oibriú laethúil, is féidir go mbeadh tionchair ó fhuíolluisce neamhghnácha ó fhiontair thionsclaíocha, rud a fhágann go n-éireoidh an luach DO san umar bitheolaíoch an-íseal, fiú 0 mg/L a bhaint amach, agus nach gcomhlíonann sé na ceanglais táirgthe. Idir an dá linn, mar gheall ar athruithe ar choinníollacha seachtracha, de réir mar a scaoileann fiontair thionsclaíocha níos mó laistigh den réimse seirbhíse fuíolluisce isteach sa líonra píopaí, beidh an gléasra seo ag tabhairt aghaidh ar cháilíocht uisce tionchair níos déine sa todhchaí. Chomh luath agus a luainíonn an t-ionchar, laghdóidh an ocsaigin tuaslagtha san umar bitheolaíoch go suntasach, agus tá raon coigeartaithe toirte aeraithe ó na dioscaí rothlacha teoranta. I roinnt tréimhsí, sroicheann an DO san umar aeróbach 0 mg/L, rud a chuireann iallach ar an ngléasra cumas cóireála a laghdú mar fhreagra, ag cur isteach go mór ar thimpeallacht aeróbach an umair bhitheolaíoch agus ar chumas cóireála.

1.2.2 Íseal DO san Umar Aeraithe

Mar gheall ar mhífheidhmeanna diosca rothlacha is cúis le héifeachtúlacht íseal ocsaiginithe aerators, le linn oibríocht táirgthe iarbhír, léiríonn sonraí oibriúcháin stairiúla nach sáraíonn na meánluachanna DO ó ionstraimí i lár agus asraon an umar aeraithe 1 mg/L, agus an leibhéal is ísle ag 0 mg/L, rud a chuireann isteach go mór ar éifeachtacht imoibrithe bithcheimiceach.

1.2.3 Ardtomhaltas Fuinnimh

Tá umair bhitheolaíocha Chéim I agus II den phlanda seo i bhfoirm díog ocsaídiúcháin. Úsáideann díog ocsaídiúcháin Céim I 8 aerator diosca rothlach le cumhacht 18.5 kW, le cumhacht aerator dromchla iomlán de 148 kW. Is cineál díog Carrousel ceithre chainéil é díog ocsaídiúcháin Chéim II, ag baint úsáide as 13 aerálaí féinpriming Hitachi, lena n-áirítear 2 thacar de 11 kW, 2 thacar de 18.5 kW, agus 9 sraith de 15 kW, le cumhacht aerator dromchla iomlán de 194 kW. Faoi ghnáthoibriú, chun go leor toirt uisce a chinntiú, mar gheall ar éifeachtacht íseal ocsaigine an trealaimh soláthair ocsaigine atá ann cheana féin, ní mór na haerálaithe go léir a iompú go hiomlán.

Is é an tomhaltas cumhachta in aghaidh an tonna uisce le haghaidh aerators Chéim I agus II ná: (18.5 kW*7+194)*24*0.75/25,000=0.2392 RMB/ton. Bunaithe ar shuirbhé ar thomhaltas cumhachta an chórais bhitheolaíoch ag roinnt ionad cóireála fuíolluisce baile cathrach máguaird, is é 0.09–0.1 RMB/ton an tomhaltas fuinnimh do ghléasra fuíolluisce baile cathrach 25,000 tonna in aghaidh an lae a úsáideann córas aeraithe mboilgeog bunfhíneála. Tá tomhaltas fuinnimh an aerator diosca rothlach 2.4-2.7 uair níos mó ná an córas aeraithe mboilgeog mín íochtair, rud a léiríonn tomhaltas fuinnimh sách ard.

1.2.4 Ráta Ard Teip Trealaimh

De réir mar a théann aerators diosca rothlach in aois, méadaíonn rátaí teip trealaimh de réir a chéile. Tar éis 11 bliain d'oibriú ag an ngléasra seo, d'fhorbair an córas aeraithe diosca rothlach dífhoirmiúchán diosca, rud a chuir ualach trealaimh ard agus creathadh suntasach. D'fhág úsáid fhadtéarmach scaoileadh bun, rud a d'fhág go raibh mí-ailíniú ag an dá cheann agus fadhbanna eile, rud a d'fhág go raibh méadú ar chaitheamh imthacaí agus rátaí arda teipthe. Tá príomh-seafta, impellers, cúpláin, agus giaranna bonn tar éis dul faoi il deisiúcháin nó athsholáthair, rud a shroich an pointe athsholáthair go bunúsach. Bhí imthacaí agus lanna cloigeann aerator na n-aeraitheoirí féinphríomha caite go mór. Léiríonn staitisticí le déanaí go ndearnadh beagnach 30 deisiúchán ar an ngléasra in aghaidh na bliana d’aerálaithe diosca rothlacha agus d’aeraitheoirí féinphríomha.

2 Dearadh ar Réiteach Teicniúil Iarfheistithe

Is é an cur chuige iarfheistithe foriomlán ná: bain na haerálaithe diosca rothlacha bunaidh agus cuir aerú mboilgeog míne ina n-ionad, agus cuir sé séidirí leis; cora eisilteach an umar bitheolaíoch a ardú chun doimhneacht uisce éifeachtach an umar bitheolaíoch a mhéadú; cuir meascóirí sa chuid aeróbach ag baint úsáide as an struchtúr cainéal bunaidh chun carnadh sloda logánta a chosc.

2.1 Roghnú agus Leagan Amach Aerator

2.1.1 Paraiméadair Diosca Aerator

Roghnaíodh múnla diosca aerator membrane EPDM DD330, mar a thaispeántar iFíor 1, le paraiméadair ar leith léirithe iTábla 1.

2.1.2 Leagan Amach Diosca Aerator

Líon na ndioscaí aeratortha: Achar glan bun umar Chéim I 864 m², achar glan umar Céim II 1,412 m², meánachar seirbhíse 0.8 m²/diosca, le fachtóir sábháilteachta de 1.05–1.10. Cinneadh an líon iomlán deiridh dioscaí aerator: Céim I 1,150 diosca, Céim II 1,900 diosca.

Prionsabal an leagan amach: Dáileadh go cothrom i bpatrún eangach triantánach rialta. Imréiteach ó bhalla an umair Níos mó ná nó cothrom le 0.3 m chun criosanna marbha a sheachaint; imréiteach ó bhalla deighilte an chainéil Níos mó ná nó cothrom le 0.4 m chun cothabháil a éascú. Deighilt feadh an treo sreafa uisce, le comhla rialaithe aeir leictreach amháin in aghaidh an chrios chun rialú criosach DO a bhaint amach. Seachain calafoirt shúchán caidéil sloda, trachanna samplála, agus tráidirí cábla, ag coigeartú go háitiúil an spásáil go 1.5 m agus ag an am céanna achar seirbhíse in aghaidh an diosca Níos lú ná nó cothrom le 0.8 m².

Airde suiteála agus grádú píopa: Tá dromchla barr an diosca membrane 0.25 m ó bhun an umair, ag cinntiú go bhfuil báite Níos mó ná nó cothrom le 5.0 m ag leibhéal an uisce íosta chun cosc ​​a chur ar ardú lucht leanúna. Úsáideann píopaí brainse ABS DN50 le dáileadh aer bréifneach; socraítear na príomhphíopaí i lúb, agus rialaítear treoluas an aeir ag 10–12 m·s⁻¹, ábhar SS304. Soláthraítear péire feisteas nasctha feire{-tapa{-do gach 10 diosca, rud a cheadaíonn ardú iomlán le haghaidh cothabhála gan an umar a dhraenáil.

2.2 Optamú Córas séidire

2.2.1 Séidirí a Chur Leis

Ceannaíodh séidirí fionraí aeir allmhairithe mar na príomhaonaid, agus tógadh seomra séidire nua le duchtanna aeir cruach dhosmálta leis.

2.2.2 Roghnú séidire

Bunaithe ar choinníollacha oibriúcháin iarbhír an ghléasra agus athruithe ar cháilíocht an uisce sa todhchaí á gcur san áireamh, níl difríocht shuntasach idir an tiúchan COD sa phlean iarfheistithe agus luach an dearaidh, le meántiúchan de thart ar 320 mg/L. Ríomhadh an tiúchan BOD bunaithe ar luach dearaidh Chéim III de 150 mg/L, agus ríomhadh táscairí ionchuir eile bunaithe ar thiúchan tionchair dearaidh Chéim III. Is é an toirt aeir oibriúcháin riachtanach do Chéim I agus II den ghléasra ná 103.7 m³/nóim (6,225.1 m³/h, dhá aonad dleachta agus fuireachas amháin, toirt aeir aonad singil 50 m³/nóim).

Ag smaoineamh go cuimsitheach ar fhachtóirí éagsúla, ceannaíodh dhá séidire fionraí aeir allmhairithe NX75-C060 mar phríomhaonaid do Chéim I agus II. Ba ghá seomra séidire nua a thógáil, suite go sealadach ar an taobh theas den cheardlann dí-uiscithe sloda bunaidh, agus duchtanna aeir cruach dhosmálta curtha leis an díog ocsaídiúcháin. Paraiméadair séidire: brú aeir 0.049 MPa, toirt aeir 50 m³/min, le cumhacht aschurtha uasta de 64.3 kW faoi na coinníollacha oibriúcháin seo.

2.2.3 Aisfheistiú an Chórais Aeraithe

Athraíodh an modh aeraithe go aerú bun. Úsáideann umair bhitheolaíocha Chéim I agus II líon comhfhreagrach aerators diosca agus píopaí aeraithe UPVC. Cur chuige sonrach iarfheistithe: Táthar ag súil go n-úsáidfidh umar bitheolaíoch Céim I 780 tacair d'aeraitheoirí diosca DD330 agus píopaí aeraithe UPVC, meastar go n-úsáidfidh umar bitheolaíoch Céim II 1,276 tacair d'aerators diosca DD330 agus píopaí aeraithe UPVC, le toirt aeir oibriúcháin aerator aonair de 3.45 m³ / h. Taispeántar leagan amach ceann an aerator iFíoracha 2 agus 3.

2.3 Optamú Paraiméadar Próisis

2.3.1 Criosú Díog Ocsaídiúcháin agus Straitéis Rialaithe DO

Chomh maith le treo sreabhadh uisce an díog ocsaídiúcháin, tá an t-alt aeraithe roinnte ina cheithre chrios. Crios 1: NÁ 0.3–0.5 mg/L, Crios 2: NÁ 0.2–0.3 mg/L, Crios 3: NÁ 1.5–2.0 mg/L, Crios 4: NÁ 1.0–1.5 mg/L. Tá uirlis próisis nítrigine amóinia suiteáilte ag pointe an ráta imoibrithe nítriúcháin is airde idir Crios 2 agus Crios 3, ag rialú eisilteach NH₃-T ar deireadh Níos lú ná nó cothrom le 1.5 mg/L.

2.3.2 Optamú Tréimhse Aeraithe

Cuireadh modúl "aeraithe uaineach" leis an gcóras SCADA atá ann faoi láthair, ag cruthú ionstraim DO ar líne + lúb dúnta dé ama chun a chinntiú go bhfanann DO i lár an ailt aeróbach ag 0.2 mg/L. Más rud é 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 Anailís Iarfheistithe

Scrúdaíodh tionchar na haisfheistithe innealtóireachta seo ar oibriú iomlán an phróisis trí athruithe ar thruailleáin eisiltigh a chur i gcomparáid roimh an iarfheistiú agus ina dhiaidh.

3.1 Comparáid a dhéanamh ar Cháilíocht Uisce Eisiltigh Roimh Iarfheistiú agus ina dhiaidh

Bhí an claonadh ann go raibh cáilíocht an uisce eisiltigh roimh agus ina dhiaidh iarfheistithe cobhsaí, mar a léirítear iFíor 4. Roimh agus tar éis iarfheistiú, d'fhan an meán COD eisilteach faoi 30 mg/L, d'fhan TP go bunúsach Níos lú ná nó cothrom le 0.3 mg/L, NH₃-N Níos lú ná nó cothrom le 1.5 mg/L, agus d'athraigh TN timpeall 10 mg/L. Shroich cáilíocht fhoriomlán an uisce gar-Caighdeáin uisce dromchla Aicme IV, rud a sháraigh i bhfad na caighdeáin sceite a theastaíonn don ionad.

Chun anailís níos intuigthe a dhéanamh ar an tionchar a d’fhéadfadh a bheith ag an iarfheistiú ar cháilíocht an uisce, rinneadh comparáid idir na treochtaí cáilíochta uisce eisiltigh aon bhliain amháin roimh agus i ndiaidh iarfheistithe, ag tabhairt torthaí.Fíor 5. Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr go raibh na luaineachtaí i dtiúchan COD agus TP eisiltigh tar éis iarfheistithe níos cobhsaí ná mar a bhí roimhe seo, gan tionchar na n-athruithe ar chomhchruinniú insilteach a chur san áireamh. Cé gur tháinig méadú ar mheánluachanna na dtáscairí nítrigine i gcomparáid le hiarfheistiú roimhe seo, bhí an treocht iomlán sách seasmhach, rud a d'fhág gur lú an tomhaltas foriomlán fuinnimh plandaí agus coigilteas ceimiceach.

3.2 Comparáid idir Baint Truailleán Roimh Aisfheistiú agus ina dhiaidh

Mar gheall ar an bhfeabhsú ar an gcóras aeraithe, tháinig laghdú 1.7% ar thomhaltas foriomlán leictreachais plandaí i gcomparáid le roimhe seo, agus tháinig méadú 8.33% ar an gcumas cóireála, agus tháinig méadú freisin ar laghdú truailleán comhfhreagrach, mar a thaispeántar iFíor 6. Tar éis an ríomha, tháinig méadú 948.5 tonna ar laghdú COD, tháinig méadú 7.0 tonna ar TP, tháinig méadú 100.4 tonna ar NH₃-N, agus tháinig méadú 125.9 tonna ar TN.

Tháinig athrú dá réir ar bhaint truailleán iarbhír freisin, mar a léirítear iTábla 2. Tar éis iarfheistithe, ach amháin i gcás laghdú ar ráta bainte NH₃{-N, tháinig méadú ar rátaí bainte do na táscairí eile go léir.

3.3 Comparáid Tomhaltas Fuinnimh Roimh agus Tar éis Aisfheistithe

Taispeántar ídiú fuinnimh an tionscadail iarfheistithe seo iTábla 3. Tar éis iarfheistiú, tháinig laghdú 67.3% ar an tomhaltas cumhachta in aghaidh an tonna uisce do chóras aeraithe umar bitheolaíoch Chéim I, agus laghdaigh Céim II 80.9%. Tháinig laghdú 55.3% ar mheán-ídiú cumhachta iomlán an ghléasra in aghaidh an tonna uisce, rud a léirigh -iarmhairtí coigilte fuinnimh suntasacha. Laghdaigh tomhaltas iomlán cumhachta an ghléasra in aghaidh an tonna uisce go 0.21 kW·h/m³, laistigh de raon na luachanna tomhaltais fuinnimh do phróisis díog ocsaídiúcháin comhchosúla ar fud na tíre (0.292±0.192) kW·h/m³. Taispeántar iTábla 4. Tar éis iarfheistiú an chórais aeraithe gléasra iomlán, tháinig laghdú 26.2% ar thomhaltas cumhachta in aghaidh 1 kg COD cóireáilte, tháinig laghdú 15.7% in aghaidh an 1 kg de TP cóireáilte, laghdaigh 1 kg de NH₃-N cóireáilte 29.3%, agus laghdaigh 1 kg de TN cóireáilte faoi 36.1% éifeachtaí, rud a léiríonn dea-éifeachtaí coigilte.

3.4 Comparáid Cheimiceach Roimh Aisfheistiú agus ina dhiaidh

Roimh an iarfheistiú, mar gheall ar theipeanna córais aeraithe go minic, bhí sé deacair DO sa chóras bitheolaíoch a rialú, agus d'éiligh caighdeáin táscairí nítrigine cur leis an bhfoinse carbóin seachtrach chun éifeachtacht bhaint a chinntiú. Tar éis iarfheistiú, ní raibh gá le foinse carbóin seachtrach a chur leis go bunúsach. Tar éis iarfheistithe, feabhsaíodh éifeachtúlacht bhaint bitheolaíoch fosfar agus dínitriúcháin go mór, agus laghdaíodh an PAC ceimiceach a bhaint fosfar agus PAM ceimiceach dí-uiscithe sloda dá réir. Tháinig laghdú thart ar 167,000 RMB ar chostais cheimiceacha bhliantúla i gcomparáid le roimhe seo. Taispeántar athruithe sonracha iTábla 5.

3.5 Comparáid Infheistíochta Roimh Aisfheistiú agus ina dhiaidh

Roimh iarfheistiú, b'ionann an costas bliantúil d'aerators dromchla agus 1.6281 milliún RMB, le costais deisiúcháin trealaimh bhliantúla nach lú ná 250,000 RMB. Tar éis iarfheistiú, b'ionann an costas bliantúil do séidirí agus do mheascóirí agus 714,600 RMB. Bunaithe ar an ríomh seo, b'ionann coigilteas costais leictreachais bhliantúil 913,500 RMB, móide coigilteas costais deisiúcháin bhliantúla de 250,000 RMB, coigilteas bliantúil iomlán de 1.1635 milliún RMB. Bunaithe ar infheistíocht iomlán de 3.704 milliún RMB, is é 3.18 bliain an tréimhse aisíocaíochta.

3.6 Cobhsaíocht Próisis

Roimh iarfheistiú, le linn tréimhsí mífheidhme, coinníodh an ocsaigin tuaslagtha san umar bitheolaíoch den chuid is mó faoi bhun 1.0 mg/L. Tar éis iarfheistiú, b'ionann an meán ocsaigin tuaslagtha san umar bitheolaíoch agus 1.5–2.0 mg/L. Ag brath ar riachtanais tiúchana agus próisis an insilteora, is féidir an raon coigeartaithe ocsaigine tuaslagtha a bheith 1.0–2.5 mg/L. Nuair a bhíonn an tiúchan insilteach ard, is féidir gnáthleibhéil ocsaigine tuaslagtha san umar bitheolaíoch a choinneáil freisin trí aschur séidire a choigeartú. Dá bhrí sin, tar éis iarfheistiú, comhlíontar coinníollacha cobhsaí eisilteach.

4 Conclúid

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, DÉANAMH go minic<1 mg/L, and annual repair cost increases >15%, in ann an athchóiriú teicniúil seo a mhacasamhlú. Bunaithe ar an gcoigilteas leictreachais 55.3%, tréimhse aisíoca 3.18{{{{{{}}}bliana, agus buntáistí imeallacha de mhéadú 3%–5% ar rátaí laghdaithe truailleán ón sampla seo, tá lamháil ard sábháilteachta ag an infheistíocht athchóirithe agus féadann sí poitéinseal laghdaithe carbóin a dhíghlasáil láithreach, ag soláthar coinníollacha in-inchurtha agus leordhóthanacha d’uasghrádú glas agus ísealcharbóin ar sheandíoga ocsaídiúcháin.