Nâng cấp bộ khuếch tán đĩa bong bóng mịn giúp giảm 48% năng lượng sục khí ở mức 120.000 m³/d WWTP

Cách một nhà máy xử lý nước thải thành phố 120.000 m³/d cắt giảm 48% năng lượng sục khí bằng bộ khuếch tán đĩa bong bóng mịn

Một-cơ sở xử lý nước thải đô thị (WWTP) quy mô lớn ở Đông Á với tổng công suất thiết kế là120,000 m³/dhoạt động qua bốn giai đoạn xây dựng tuần tự. Cơ sở này phục vụ lưu vực đô thị đông đúc và tuân theo tiêu chuẩn xả thải loại I{1}}A đối với nitơ amoniac-.

Hai giai đoạn - Giai đoạn I (50.000 m³/d) và Giai đoạn IV (20.000 m³/d) - đã hoạt động liên tục trong nhiều năm mà không thay thế hệ thống sục khí. Khi các bộ khuếch tán ban đầu xuống cấp, nhóm vận hành của cơ sở nhận thấy mức tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, sự phân bổ-oxy (DO) hòa tan không ổn định và gánh nặng bảo trì ngày càng tăng. Đối mặt với khoảng cách rõ ràng về hiệu suất và tuân thủ, ban quản lý nhà máy đã ủy quyền cho Aquasust thiết kế và thực hiện đồng thời nâng cấp toàn bộ hệ thống sục khí trên cả hai giai đoạn.

2.1 Giai đoạn I: Tắc nghẽn bộ khuếch tán ống và phân hủy cấu trúc

Các bể phản ứng sinh học giai đoạn I ban đầu được trang bị2.248 bộ khuếch tán ốnghoạt động ở lưu lượng khí danh định là 8 Nm³/h trên mỗi đơn vị. Sau nhiều năm sử dụng, hệ thống đã bộc lộ các dấu hiệu đặc trưng của tình trạng-mỏng màng ở giai đoạn muộn:

Màng lỗ chân lông tắc nghẽn
- vi mô-làm tắc nghẽn lỗ chân lông do màng sinh học và cặn vô cơ gây ra sự kết tụ bong bóng, chuyển hệ thống từ chế độ bong bóng-mịn sang chế độ bong bóng-thô và làm giảm mạnh hiệu suất truyền oxy (OTE).

Lão hóa cấu trúc
- Vết nứt màng EPDM và sự ăn mòn khớp nối đã tạo ra sự phân luồng không khí, tạo ra các chùm bong bóng có đường kính-lớn với diện tích bề mặt-tiếp xúc tối thiểu.

Chất thải năng lượng
- máy thổi hoạt động ở áp suất xả cao (76 kPa so với trần thiết kế là 81 kPa), tiêu thụ gần 0,146 kWh trên mỗi mét khối nước thải đã xử lý - gần như hết công suất.

Vùng chết và lắng đọng bùn
- với luồng không khí không đủ và phân bố không đều, các túi tĩnh hình thành bên dưới các mảng ống, gây ra sự tích tụ bùn và tạo ra môi trường-kỵ khí cục bộ.

Khi luồng không khí khuếch tán riêng lẻ giảm xuống dưới ngưỡng thiết kế, hậu quả sẽ lan rộng ra toàn bộ quá trình xử lý sinh học:

2.2 Giai đoạn IV: Lỗi bộ khuếch tán đĩa cũ

Giai đoạn IV ban đầu được trang bị3.722 bộ khuếch tán đĩa có cùng định dạng 270 mm nhưng là thế hệ sản phẩm cũ hơn. Sau khi tuổi thọ định mức của nhà sản xuất vượt quá đáng kể, tính nguyên vẹn của màng bị suy giảm. Các vết nứt ứng suất lan truyền đồng thời trên nhiều bộ phận, khiến tấm khuếch tán có chức năng tương đương với một hệ thống đường ống-mở. Áp suất xả của máy thổi đã ổn định ở mức 57,3 kPa (trần thiết kế: 61 kPa) - hoạt động với giới hạn an toàn tối thiểu và tạo ra-sục khí bong bóng thô với chi phí năng lượng ngày càng tăng.

3.1 Logic lựa chọn bộ khuếch tán

  Hiệu suất truyền oxy đã được chứng minh:
Ở phạm vi luồng không khí thiết kế là 2,0–6,0 Nm³/h trên mỗi đơn vị, định dạng Φ270 đạt được hiệu suất truyền oxy tiêu chuẩn (SOTE) Lớn hơn hoặc bằng 30% trong nước sạch, tương ứng với hiệu suất sục khí lý thuyết Lớn hơn hoặc bằng 4,5 kgO₂/kWh.

  Vùng phủ sóng dịch vụ tối ưu:
Thông số kỹ thuật của khu vực dịch vụ 0,4–0,8 m2/đơn vị phù hợp với hình dạng sàn bể cho cả Giai đoạn I và Giai đoạn IV, cho phép phạm vi phủ sóng dày đặc nhưng không-chồng chéo.

 Giảm áp suất hệ thống:
Ở công suất xử lý tương đương, định dạng đĩa Φ270 hoạt động với mức tổn thất sức cản không khí thấp hơn đáng kể (Nhỏ hơn hoặc bằng 3,5 kPa) so với dãy khuếch tán dạng ống truyền thống, trực tiếp giảm áp suất vận hành của máy thổi và kéo dài tuổi thọ cơ học của máy thổi.

3.2 Thẩm tra thiết kế thủy lực và sục khí

Giai đoạn I
 Diện tích sàn sục khí hiệu quả: ~3.800 m2
 Tổng số máy khuếch tán được lắp đặt: 7.532 chiếc
  Diện tích dịch vụ thu được: 0,50 m2/căn (trong khoảng 0,4–0,8 m2 thiết kế tối ưu)
  Cấu hình quạt gió: hai hoạt động + một dự phòng, lưu lượng gió định mức 150 m³/phút
 Luồng khí của thiết bị ở điều kiện thiết kế: 2,39 Nm³/h/đơn vị (trong cửa sổ vận hành 2,0–6,0 Nm³/h)

Giai đoạn IV
 Diện tích sàn sục khí hiệu quả: ~1.665 m2
  Tổng số máy khuếch tán được lắp đặt: 3.076 chiếc
 Diện tích dịch vụ thu được: 0,547 m2/căn (trong phạm vi thiết kế tối ưu)
 Cấu hình quạt gió: hai hoạt động + một dự phòng, lưu lượng gió định mức 60 m³/phút
 Luồng khí của thiết bị ở điều kiện thiết kế: 2,34 Nm³/h/thiết bị (trong cửa sổ vận hành)
Cả hai pha đều hoạt động ở dải-giữa thấp hơn trong phạm vi 2,0–6,0 Nm³/h, đảm bảo tạo ra-bong bóng vi mô, bao phủ toàn bộ sàn và một biên độ thoải mái dưới ngưỡng luồng khí phía trên gây ra biến dạng màng.

Giải pháp & Phạm vi cung cấp

 

Aquasust cung cấp và lắp đặt gói nâng cấp sục khí toàn diện cho cả hai giai đoạn xử lý. Phạm vi này không chỉ bao gồm các phần tử khuếch tán mà còn cả cơ sở hạ tầng phụ trợ đầy đủ cần thiết cho hoạt động-dài hạn, ít{2}}bảo trì.

4.1 Φ270 mm Bộ khuếch tán đĩa bong bóng mịn EPDM - Thông số kỹ thuật

4.2 Tóm tắt số lượng máy khuếch tán

4.3 Thiết bị phụ trợ

 Bộ giảm thanh lọc khí (xả/xả khí) để bảo vệ quạt gió trong quá trình bảo trì
 Van xả UPVC tại các điểm thấp của bể để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra khử nước và khuếch tán trong tương lai
 Mười hai (12) cụm rửa axit-thép không gỉ 304-(Giai đoạn IV) để-làm sạch màng EPDM tại chỗ mà không cần khử nước toàn bộ bể

 

01

 

Kiểm tra và khử nước bể chứa

Mỗi bể phản ứng sinh học được đưa ra luân phiên ngoại tuyến, bùn được chuyển sang các bể hoạt động liền kề và bể được xả hết. Các kỹ sư của công trường Aquasust đã tiến hành khảo sát tình trạng đầy đủ của đường ống bên hiện có, các đầu thông khí chính và các điểm neo trước khi bắt đầu bất kỳ hoạt động phá dỡ nào.

 

02

 

Xóa hệ thống cũ

Tất cả các bộ khuếch tán, yên xe và phụ kiện kết nối hiện có đều bị loại bỏ một cách có hệ thống. Khi các mặt bên của bộ khuếch tán ống không còn sử dụng được, mạng lưới đường ống cũng được thay thế. Các mảnh vụn đã được dọn sạch và sàn bể đã được chuẩn bị theo mốc thời gian lắp đặt được chỉ định cho lưới khuếch tán đĩa mới.

 

03

 

Lắp đặt bộ khuếch tán đĩa Aquasust Φ270

Bộ khuếch tán đĩa EPDM mới được lắp đặt theo mô hình lưới được thiết kế theo thiết kế thủy lực, với mỗi đơn vị mô-men xoắn-được đặt để ngăn không khí đi qua ở yên kết nối. Sau đó, đường ống bên, ống góp chính, van xả và cụm thanh lọc được vận hành thử và kiểm tra áp suất-trước khi đổ đầy bình.

 

04

 

Vận hành dần dần & Xác minh DO

Các thùng chứa đã được đổ đầy lại, các máy thổi khởi động ở mức tải giảm và các chỉ số DO được thực hiện tại nhiều điểm trên lưới bồn chứa trong khoảng thời gian tăng tốc 24-giờ-ban đầu. Luồng khí được tăng dần đến điểm-hoạt động. Dữ liệu quy trình đã xác nhận sự phân bố DO đồng đều và quá trình nitrat hóa ổn định trong khoảng thời gian khởi động thông thường.

Tổng thời lượng-trên trang web:Giai đoạn IV - 16 ngày; Giai đoạn I - 41 ngày (phản ánh số lượng bể và thể tích khuếch tán lớn hơn).

Kết quả đã được xác minh

Dữ liệu hiệu suất được ghi lại và so sánh trên cơ sở tương tự-cho-tương tự (cùng một quý theo lịch, năm-so với-năm), loại bỏ nhiệt độ theo mùa và sự thay đổi tải lượng ảnh hưởng khỏi quá trình phân tích.

6.1 So sánh hiệu suất tổng hợp

6.2 Giảm năng lượng - Trình điều khiển chính

Giai đoạn I chuyển từ hai máy thổi đang hoạt động sang một - với thông lượng gần gấp đôi - là minh chứng rõ ràng nhất về mức tăng hiệu quả. Ước tính hoàn vốn đơn giản cho khoản đầu tư vốn là trong khoảng 18 tháng chỉ dựa trên mức tiết kiệm điện khi vận hành.

6.3 Giảm áp suất quạt gió - Biên độ an toàn kỹ thuật

Việc giảm áp suất xả của máy thổi không chỉ đơn thuần là tiết kiệm năng lượng; nó mang giá trị về cấu trúc và độ tin cậy:

Giai đoạn I: Áp suất giảm từ 76 kPa xuống 62 kPa so với trần thiết kế là 81 kPa. Khoảng cách vận hành-đến-trần đã tăng từ 5 kPa lên 19 kPa - gần gấp bốn lần khoảng không gian vận hành an toàn.
Giai đoạn IV: Áp suất giảm từ 57,3 kPa xuống 51,6 kPa so với trần 61 kPa. Khoảng không trên đầu đã tăng hơn gấp đôi.

Áp suất vận hành thấp hơn có nghĩa là giảm ứng suất nhiệt và cơ học lên vòng bi, cánh quạt và động cơ của quạt gió, kéo dài tuổi thọ sử dụng của thiết bị và giảm khả năng kích hoạt van an toàn, rò rỉ khớp nối ống và ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

6.4 Amoniac-Loại bỏ nitơ - Tuân thủ và tăng cường xử lý

Mặc dù xử lý khối lượng hàng ngày lớn hơn nhưng cả hai giai đoạn đều duy trì nước thải NH₃-N thấp hơn nhiều so với ngưỡng Loại I{1}}A. Đáng kể hơn, tổng khối lượng amoniac được loại bỏ mỗi tháng tăng hơn gấp đôi:

Giai đoạn I: từ 30,5 đến 64,8 tấn/tháng (+112%)
Giai đoạn IV: từ 14,4 đến 29,3 tấn/tháng (+103%)
Kết quả này phản ánh mức phân phối DO được cải thiện cho phép quá trình nitrat hóa hoàn toàn và ổn định trên toàn bộ thể tích bể - là hệ quả trực tiếp của phạm vi bao phủ bong bóng mịn-đồng nhất do lưới khuếch tán đĩa Aquasust Φ270 mang lại.

Tại sao Aquasust

 

 

Aquasust chuyên về kỹ thuật, sản xuất và triển khai tại chỗ các hệ thống sục khí bong bóng mịn để xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Dự án này thể hiện khả năng-đầy đủ giúp phân biệt Aquasust với nhà cung cấp-chỉ bộ khuếch tán:

1

Thiết kế-xây dựng

Từ tối ưu hóa mô hình thủy lực và bố cục bộ khuếch tán đến-quản lý lắp đặt tại chỗ và vận hành quy trình

2

Thông số kỹ thuật được hỗ trợ-hiệu suất

Mọi bộ khuếch tán đĩa Aquasust Φ270 EPDM đều được sản xuất với hiệu suất Lớn hơn hoặc bằng 30% SOTE và Hiệu suất lớn hơn hoặc bằng 4,5 kgO₂/kWh, có thể kiểm chứng độc lập theo các giao thức thử nghiệm GB/T 17393

3

Tích hợp phụ trợ

Các bộ lọc không khí, van xả và hệ thống rửa axit-được cung cấp dưới dạng một gói phối hợp chứ không phải các tính năng sau

4

Kết quả thực địa đã được chứng minh

Documented post-retrofit energy reduction of 42–49%, ammonia removal improvement of >100% và giảm áp suất quạt lên tới 18% trong môi trường vận hành thực tế của thành phố

Sẵn sàng để đánh giá việc nâng cấp hệ thống sục khí cho cơ sở của bạn?

Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật Aquasust để biết kích thước bể, quy trình thiết kế và thông số kỹ thuật quạt gió hiện có của bạn. Chúng tôi sẽ chuẩn bị miễn phí bố cục bộ khuếch tán sơ bộ, tính toán-khu vực dịch vụ và ước tính mức tiết kiệm năng lượng dự kiến.

  Khám phá Bộ khuếch tán đĩa EPDM Aquasust Φ270 mm
  Dịch vụ trang bị thêm hệ thống sục khí
  Yêu cầu đánh giá dự án