Uasghrádú agus Gnóthachain Éifeachtúlachta na Membran Mboilgeog Idirleata i nGléasraí Cóireála Fuíolluisce Chathrach
Bíonn tionchar díreach ag an gcóras aeraithe, atá ina chroíchuid den phróiseas cóireála fuíolluisce sloda gníomhachtaithe, ar éifeachtúlacht cóireála agus ar chostais oibriúcháin. Léiríonn staitisticí gur féidir le haeráil cuntas a thabhairt do 40% go 60% de ghnáth-ídiú fuinnimh iomlán WWTP. Cinneann an membrane diffuser, an príomh-mheán aistrithe ocsaigine, an éifeachtúlacht aistrithe ocsaigine (OTE) agus an leibhéal tomhaltais fuinnimh. Le himeacht ama, bíonn seicní ag fulaingt go minic ó bheith ag dul in aois, clogáil, agus damáiste, rud a fhágann go laghdaítear OTE agus méadú suntasach ar úsáid fuinnimh.
Tá os cionn 4,000 WWTP bardasach ag an tSín le cumas cóireála bliantúil níos mó ná 60 billiún m³. Tá tomhaltas leictreachais bliantúil na gcóras aeraithe níos mó ná 100 billiún kWh. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach córais aeraithe a bharrfheabhsú agus OTE a fheabhsú chun spriocanna "Décharbóin" a bhaint amach. Mar sin féin, tá staidéir eimpíreacha ar athsholáthar membrane idirleata i WWTPanna cathrach baile gann, go háirithe maidir le measúnuithe cuimsitheacha ar ídiú fuinnimh agus éifeachtúlacht cóireála.
1. Stádas Taighde ar Optamú Córas Aeraithe
Díríonn taighde idirnáisiúnta ar fheabhsú ábhar membrane agus nuálaíocht modhanna aeraithe. Mar shampla, d'fhorbair Supratec na Gearmáine seicní EPDM le héifeachtúlacht aistrithe ocsaigine de 0.33, agus léirigh staidéir US EPA go sábhálann aerú mboilgeog micrea os cionn 30% i gcomparáid le modhanna traidisiúnta. Fuair taighdeoirí baile cosúil le Hu Peng go bhféadfadh leas iomlán a bhaint as úsáid fuinnimh plandaí a laghdú 15%–25%.
Mar sin féin, tá easnaimh ag baint le taighde atá ann cheana: staidéir saotharlainne is mó atá thar-chásanna domhanda, díriú ar-éifeachtaí gearrthéarmacha thar{-cobhsaíocht fhadtéarmach, agus anailís ar tháscairí aonair thar thairbhí cuimsitheacha. Déanann an staidéar seo, trí mhonatóireacht fhadtéarmach, measúnú córasach ar thionchar cuimsitheach athsholáthair membrane ar éifeachtúlacht cóireála agus tomhaltas fuinnimh, ag tabhairt aghaidh ar bhearna taighde.
2. Ábhar agus Modheolaíocht Taighde
Bhain an staidéar seo úsáid as anailís chomparáideach ar shonraí oibriúcháin roimh agus tar éis athsholáthar membrane (Meitheamh 2020 - Márta 2022) ag WWTP i Dongguan, Guangdong. I measc na bpríomhréimsí taighde bhí: athruithe ar éifeachtúlacht bhaint truailleán, saintréithe tomhaltais fuinnimh an chórais aeraithe, meicníochtaí feabhsaithe OTE, agus anailís eacnamaíoch ar theicneo. Bhain modhanna monatóireachta allamuigh agus anailís saotharlainne.
2.1 Forbhreathnú ar an Ábhar
Tá cumas dearaidh 20,000 m³/d ag an gcás WWTP, úsáideann sé próiseas A²/O le haghaidh séarachais chathrach, freastalaíonn sé ar thart ar 150,000 duine, agus tá sreabhadh laethúil iarbhír 18,000–24,000 m³ aige. Bhí na diffusers mboilgeog fíneáil rubair bunaidh i bhfeidhm ar feadh 8 mbliana, rud a léirigh aosú suntasach.
2.2 Dearadh Plean a Uasghrádú
2.2.1 Éileamh Ocsaigin a Ríomh
Based on water quality/quantity, the aerobic zone's daily oxygen demand was >275 kg/u. Ag cur san áireamh achar seirbhíse, acmhainn soláthair ocsaigine, agus clogáil fhéideartha, ríomhadh gurbh é an soláthar aeir riachtanach ná 2,400–4,800 m³/h (tionchar 1,200 m³/h, Aer-go-Cóimheas Uisce 2–4). B’ionann é seo agus 480 méadar de fheadánra idirleata (soláthar aeir 5–10 m³/h in aghaidh an mhéadair), le limistéar seirbhíse faoi 2.5 m² in aghaidh an mhéadair, a cheadaíonn uassoláthar ocsaigine níos mó ná 380 kg/u.
2.2.2 Roghnú Scannáin
Bunaithe ar chomparáid feidhmíochta (Tábla 1), ag smaoineamh ar OTE, raon sreabhadh aeir, agus costas, roghnaíodh seicní mboilgeog fíneáil EPDM. Príomhpharaiméadair: OTE 0.33 (níos airde ná an bhunaidh), sruth aeir 2–15 m³/h, saol seirbhíse 5–8 mbliana, agus praghas aonaid costéifeachtach.
2.2.3 Roghnú Monaróirí
Tar éis dul i gcomhairle le soláthraithe baile agus taithí áitiúil a mheas, roghnaíodh diffusers cineál EPDM mar gheall ar a mbuntáistí cuimsitheacha maidir le soláthar ocsaigine, struchtúr suiteála agus praghas. Suiteáladh 484 méadar san iomlán thar dhá umar bitheolaíocha. Taispeántar paraiméadair theicniúla samhlacha éagsúla iTábla 2.
2.2.4 Feidhmiú Athsholáthair
Thóg an t-athsholáthar i mí an Mheithimh 2021 7 lá, lenar bhain 484 méadar de-diffusers cineáil stuáil. Choinnigh an gléasra oibriú leanúnach trí oibriú ag toilleadh laghdaithe ar thaobh amháin. D'oibrigh na seicní nua, atá deartha le haghaidh 5 m³/h, ag 4-8 m³/h.
2.3 Bailiú Sonraí agus Anailís
Bailíodh 22 mí de shonraí oibriúcháin roimh agus tar éis athsholáthair thar cheithre chatagóir: cáilíocht uisce (insilteach/COD, NH₃{{-N), paraiméadair oibriúcháin (toirt iomlán aeir, brú, DO), ídiú fuinnimh (leictreachas córais aeraithe, aeraithe kWh/m³), agus éifeachtúlacht (OTE, Aer{{-go-Cóimheas Uisce).
3. Athruithe ar Éifeachtúlacht Baint Truailleán
3.1 COD a bhaint
Postáil{0}}, tháinig feabhas suntasach ar bhaint COD. Laghdaigh COD eisiltigh ó 14.2 mg/L go 12.4 mg/L, agus mhéadaigh an ráta bainte ó 93.5% go 96.0%. Léirigh an córas nua cobhsaíocht níos fearr freisin in ainneoin COD luaineach luaineach (117–249 mg/L) (Fíor 1).
3.2 NH₃-N Baint
Bhí feabhas níos suntasaí do NH₃-N. Le leibhéil chobhsaí insilteach, tháinig laghdú ar eisilteach NH₃{-N ó mheán 2.3 mg/L go 0.85 mg/L, agus shroich an ráta bainte 94.1% (Fíor 1). Tá sé seo curtha i leith dáileadh aeraithe níos aonfhoirmí, ag cur fás agus gníomhaíocht nítrigine chun cinn, ag cinntiú comhlíonadh cobhsaí NH₃-N.
4. Tréithe Tomhaltas Fuinnimh an Chórais Aeraithe
4.1 Cóimheas Aer-go-Uisce
Laghdaigh an Cóimheas Aeir{-go-Uisce ó 3.4 go dtí faoi bhun 2.0, agus d’fhan umar aeróbach DO cobhsaí ag 0.5–1 mg/L (Fíor 2), rud a léiríonn éifeachtacht agus cobhsaíocht níos airde.
4.2 Fuinneamh Aeraithe in aghaidh an Mhéadair Ciúbach Uisce
Laghdaigh tomhaltas fuinnimh aeraithe ó 0.073 kWh/m³ go 0.052 kWh/m³, laghdú 28.3%. Bhí an éifeacht coigilte fuinnimh cobhsaí thar míonna (Fíor 3), ag taispeáint iontaofacht chomhsheasmhach.
4.3 Tomhaltas Fuinnimh in aghaidh an Aonaid Truailleáin Bainte
Tháinig laghdú ar an méadrach seo ó 0.32 kWh/kg go 0.24 kWh/kg, laghdú 25% (Fíor 4). Léiríonn sé seo ní hamháin gur laghdaigh na seicní nua úsáid iomlán fuinnimh ach gur fheabhsaigh siad éifeachtúlacht úsáide fuinnimh chun truailleán a bhaint.
5. Meicníochtaí le haghaidh Éifeachtúlacht Úsáide Ocsaigin Feabhsaithe
5.1 Athrú ar Éifeachtúlacht Aistrithe Ocsaigin
Mhéadaigh OTE ó 15.10% go 24.75%, feabhas 63.9% (Fíor 5). Tá sé seo mar gheall ar an struchtúr pore micrea-uasmhéadaithe agus dáileadh mboilgeog níos aonfhoirmí na seicní nua, rud a chuireann feabhas ar aistriú mais ocsaigine. Cheadaigh na nanaitheicneolaíochta chun cinn phiocháin níos míne, níos comhionainne, a mhéadaigh idirleathadh agus tuaslagthacht.
5.2 Barrfheabhsú Paraiméadair Oibriúcháin
Mar a léirítear iTábla 3, postáil-athsholáthair, tháinig laghdú 18.4% ar an toirt iomlán aeir agus an DO á chothabháil idir 0.5–1 mg/L. Laghdaigh an Cóimheas Aer-go-Uisce ó 3.4:1 go 2.0:1, tháinig méadú 63.9% ar OTE, agus tháinig laghdú 28.3% ar fhuinneamh aeraithe in aghaidh an m³. D'fheabhsaigh na huasmhéadú cuimsitheach seo úsáid fuinnimh, éifeachtúlacht oibriúcháin, agus cáilíocht uisce.
6. Teicneo-Anailís Eacnamaíoch
6.1 Tréimhse Aisíoc Infheistíochta
Ba é an infheistíocht iomlán ná 163,900 CNY (membrane, iompar, suiteáil, coimisiúnú). Bunaithe ar choigilteas fuinnimh 0.021 kWh/m³, praghas leictreachais de 0.7 CNY/kWh, agus meánsreabhadh laethúil de 24,000 m³, is é 128,800 CNY coigilteas bliantúil leictreachais. Timpeall 15 mhí an tréimhse aisíocaíocht shimplí, rud a léiríonn buntáistí eacnamaíocha suntasacha.
6.2 Buntáistí Comhshaoil
Bunaithe ar chóireáil bhliantúil 8.76 milliún m³, tá coigilteas bliantúil leictreachais 184,000 kWh, comhionann le laghdú 184 tonna ar astuithe CO₂. Feabhsaíonn baint truailleán feabhsaithe buntáistí comhshaoil agus cinntíonn sé comhlíonadh eisilteach níos cobhsaí, ag laghdú rioscaí comhshaoil.
7. Conclúid
Mhéadaigh athsholáthar seicní idirleata mboilgeog mín EPDM go suntasach OTE go 24.75% agus laghdaigh tomhaltas fuinnimh aeraithe 28.3%, rud a léirigh feidhmíocht eacnamaíoch mhaith teicneolaíochta. Mhéadaigh an córas nua rátaí bainte COD agus NH₃{{-N go 96.0% agus 94.1%, faoi seach, rud a chuir feabhas ar athléimneacht an chórais i leith luaineachtaí ualaigh, agus baineadh amach tréimhse aisíocaíocht shimplí de thart ar 15 mhí. Tá an cur chuige seo oiriúnach do WWTPanna dian-fhuinnimh chathrach atá ag iarraidh feabhsuithe cáilíochta agus éifeachtúlachta, ag taispeáint luach suntasach cur chun cinn.