Efnahreinsun á netinu fyrir fína loftbólur: Tækni, notkun og kostnaðarsparnaður

Notkun á efnahreinsitækni á netinu fyrir fínbóluloftara í skólphreinsistöðvum

Fínir loftbólur eru mikið notaðir sem loftunarbúnaður í skólphreinsistöðvum vegna einfaldrar uppbyggingar, mikillar súrefnisnýtingarnýtingar, áreiðanlegrar frammistöðu, stíflu-þolinna svitahola, koma í veg fyrir bakflæði frárennslis, samræmdra ummálsstreitudreifingar, langrar endingartíma, auðveldrar uppsetningar og viðhalds og lágs kerfiskostnaðar. Sem lykilþáttur fyrir súrefnisbirgðir í meðhöndlun skólps, eru fínblöðruloftunarkerfi hætt við að stíflast vegna óhreininda og líffilmu meðan á langtíma-aðgerð stendur, sem veldur verulegum áskorunum við að viðhalda frammistöðu þeirra. Kemísk hreinsitækni á netinu veitir árangursríka lausn á þessu vandamáli.

1. Myndun og hættur á stíflu af fínum loftbólum

Eftir langvarandi notkun eru fínar loftbólur næmar fyrir stíflu, venjulega flokkaðar sem "innri stífla" og "ytri stífla" byggt á formi mengunarstíflu. „Innri stífla“ vísar til útfellingar fínna agna eins og kvoðaagna og uppleystra stórsameinda úr blönduðu vökvanum innan svitaholanna, sem leiðir til stíflu í svitahola. Með „ytri stíflu“ er átt við útfellingu hreisturefna á yfirborð himnunnar sem snýr að vatnshliðinni. Þessi tegund af stíflu hefur tilhneigingu til að auka stöðugt loftlosunarviðnám himnunnar, sem leiðir til aukins þrýstings á himnuna og smám saman stækka svitaholastærð. Með tímanum getur þetta auðveldlega valdið því að himnur rifist. Þegar himnan rifnar nær áhrifin frá eyðileggingu á skilvirkni loftræstingar til skemmda á byggingu kerfisins, sem gæti þurft að loka fyrir viðhald eða skipta um loftara.

Stífluvandamál í fínum loftbólum hafa í för með sér aukna rekstraráhættu:

• Frá sjónarhóli raforkunotkunarkostnaðar: Þegar loftræstir stíflast hækkar þrýstingur í leiðslum, sem neyðir blásara til að starfa við mikið-álag, mikla-orkunotkun-. Þetta eykur orkunotkun og hefur einnig áhrif á líftíma blásara.
• Frá sjónarhóli umhverfisáhættu: Ójöfn loftun dregur úr súrefnisflutningshraða, takmarkar sveigjanleika ferlistýringar og getur haft alvarleg áhrif á gæði frárennslis í alvarlegum tilvikum.
• Frá efnahagslegu kostnaðarsjónarmiði: Kostnaður við handþrif eftir að tankar eru tæmdir er hár.
• Frá öryggissjónarmiði: Handvirk þrif eftir tæmingu krefst þess að farið sé inn í geyma til að fjarlægja seyru, sem felur í sér aðgang að lokuðu rými og tímabundna rafmagnsvinnu, sem eykur þar með hættuna á rafmagns- og persónulegum hættum.Mynd 1sýnir seyruuppsöfnun fyrirbæri vegna stíflu loftara.

Þess vegna er reglubundið viðhald og þrif á fínum loftbólum mikilvægt til að tryggja rekstrarafköst þeirra. Hefðbundnar viðhalds- og hreinsunaraðferðir fyrir loftara krefjast algjörrar tæmingar á líffræðilegu hvarfgeymunum. Stór-viðhald og hreinsun á skólphreinsistöðvum getur haft áhrif á eðlilega skólphreinsun og losun, eða krafist samþykkis viðkomandi ríkisdeilda ef það er framkvæmt á tilteknum stöðum (eins og svæði sem falla undir frárennsliskerfi þéttbýlis eða verndarsvæði fyrir drykkjarvatn). Þetta ferli felur í sér margvíslegar hættulegar aðgerðir (td aðgang að lokuðu rými) með fjölmörgum áhættum og ókostum, sem veldur umtalsverðum efnahagslegum byrðum og hugsanlegum kostnaði (td samhæfingu við stjórnvöld í samskiptum, minni meðferðargetu meðan á viðhaldi stendur, aðlögun vatnsgæða, öryggisáhættu) á skólphreinsistöðvar. Þrýstingurinn og áskoranirnar sem stafa af tæmingu vegna viðhalds gera möguleikann á reglulegri tæmingu fyrir hreinsun loftara tiltölulega veika.

Í ljósi fjölmargra galla hefðbundinnar handhreinsunar eftir tæmingu er -mikill kostnaður, mikil rekstraráhætta og óákjósanlegur hreinsunarárangur-einnig mikilvægar rannsóknir á netþrifum á fínum loftbólum með því að nota efnaskammtatæki á netinu við venjulegar loftræstingaraðstæður.

Þessi rannsókn valdi verksmiðjuverkefni sem prófunarstað fyrir efnahreinsitækni á netinu. Verksmiðjan hefur heildarhreinsunargetu skólps upp á 600.000 tonn á dag, smíðuð í fjórum áföngum. Þriðja-áfangaverkefnið hefur meðferðargetu upp á 100.000 tonn á dag, með AAO ferli; fjórða-áfangaverkefnið hefur meðhöndlunargetu upp á 200.000 tonn á dag, með MBR ferli. Frárennslisgæði uppfyllir A-staðalinn GB 18918-2002 "Losunarstaðall mengunarefna fyrir hreinsistöðvar fyrir skólphreinsistöðvar sveitarfélaga". Nethreinsun var framkvæmd á fínum loftbólum í loftháðum kerum þriðja og fjórða áfanga sem höfðu verið starfræktir í 6-7 ár.

2. Meginregla efnahreinsunartækni á netinu

Kemísk hreinsitækni á netinu felur í sér að tilteknum efnafræðilegum efnum er bætt við loftræstikerfið til að leysa upp eða dreifa stífluefnum með efnaverkun. Þessi efni geta verið súr, basísk, oxandi eða klóbindandi. Til dæmis geta sum súr efni leyst upp basískt botnfall eins og kalsíumkarbónat, á meðan oxunarefni geta brotið niður lífrænar stíflur framleiddar af örverum.

2.1 Greining á algengum mengunarefnum

Mengunarefni sem loðast við yfirborð loftara eru fjölbreytt og samsetning þeirra er nátengd eiginleikum skólpsvatns, hreinsunarferlum og rekstrarskilyrðum. Algeng mengunarefni eru greind sem hér segir:

• Ólífræn mengunarefni: Inniheldur kalsíum- og magnesíumsambönd, súlfíð, málmoxíð og hýdroxíð, aðallega upprunnin frá efnaútfellingu og jóna yfirmettun. Aðaláhrif þeirra á loftara eru ma stífla svitahola, minni loftun skilvirkni, aukin orkunotkun kerfisins, aukið loftmótstöðu og minnkað súrefnisflutningsskilvirkni.
• Lífræn mengunarefni: Inniheldur örverulíffilmu, sviflausnar lífrænar agnir, fita/olíur og lífræn kvoða. Örverulíffilma myndast fyrst og fremst vegna landnáms örvera og viðloðun utanfrumufjölliða (EPS). Hættur þess eru meðal annars að skapa loftfirrt örumhverfi og losa eitraða lofttegund (td H₂S). Lífræn kvoða myndast vegna vatnsfælna víxlverkana og rafstöðueiginleika aðsogs, sem skapar vatnsfæln lög sem hindra losun gass og hafa áhrif á einsleitni loftræstingar.
• Samsett mengunarefni (ólífrænt-lífrænt blandað mælikvarða): Innifalið líffræðilega-efnafræðilega blönduðu hýði og festingu seyruagna, aðallega mynduð með líkamlegri innilokun og efnatengingu. Áhrif þeirra fela í sér að hylja yfirborð loftræstikerfisins, draga úr virku loftunarsvæði, flýta fyrir öldrun búnaðar og stytta viðhaldslotur.

Í gegnum viðhaldsskoðanir á loftræstikerfi verksmiðjunnar komu eftirfarandi vandamál í ljós: ① Langvarandi neðansjávarnotkun loftræsta, ásamt auknum endingartíma, leiddi til verulegrar öldrunar á O-hringþéttingum á tengipunktum, sem leiddi til gasleka; ② Meðan á notkun stóð leiddi stöðug seyruútfelling og aðlögun í framleiðsluferlisstýringu til hærri seyrustyrks á ákveðnum svæðum, sem olli óbeint alvarlegri kölkun á yfirborði himnunnar, eins og sýnt er íMynd 2; ③ Þegar styrkur seyru í líffræðilegu hvarfgeymunum er of hár, lengist seyrualdurinn, sem eykur uppleysta súrefnið sem þarf til eðlilegrar örveruvirkni og eykur kröfur um súrefnisgjafakerfið; ④ Aukinn þéttleiki blandaðs vökva í loftunargeymum eykur viðnám, sem leiðir til meiri orkunotkunar fyrir vélræna loftun eða blásara loftun; ⑤ Einhver óhreinindi höfðu komist inn í loftunarholurnar og haft áhrif á loftun kerfisins, eins og sýnt er íMynd 3. Byggt á orsökum mengunarefnamyndunar var komist að því að kvarðinn á yfirborði loftræstanna innihélt ólífræn mengunarefni, lífræn efni, prótein o.fl.

2.2 Val á hreinsiefnum

Fyrir tegundir himnumengunar þarf að velja viðeigandi efnahreinsiefni. Þessi efni geta komist í gegnum loftunarholurnar í pípuveggnum að bilinu milli himnunnar og pípuveggsins og náð því að hreinsa yfirborð himnunnar og svitahola þess. Val á tegund hreinsiefnis ætti að byggjast á raunverulegum eðlisefnafræðilegum eiginleikum himnunnar, tegundum mengunarefna og gróðurstigi. Hreinsiefnið ætti að vera lífbrjótanlegt og ó-eitrað lífverum, geta á áhrifaríkan hátt fjarlægt ólífræna hreistur úr loftpípum veggjum og innan í dreifiveitum. Það ætti að hafa góða hreinsunarvirkni gegn stíflum (einnig þekkt sem „gas-fasa stífla“) af völdum aðskotaefna, agna eða ryks í inntakslofti blásaraloftunarkerfa, olíuleka frá blásurum og ryði frá innri loftrörum.

Alkalísk hreinsiefni innihalda natríumhýdroxíð, natríumkarbónat, natríumfosfat, natríumsílíkat, kalíumhýdroxíð osfrv. Natríumhýdroxíð er algengt efnafræðilegt efni í skólphreinsunarferlum til að hækka pH afrennslisvatns, svo það er hægt að velja það sem basískt hreinsiefni.

Súr hreinsiefni eru brennisteinssýra, saltsýra, saltpéturssýra, sítrónusýra, oxalsýra, fosfórsýra o.s.frv. Í ljósi þess að sítrat hefur sterka klóbindandi hæfileika fyrir jónir eins og mangan og járn, og í reynd, samanborið við steinefnasýrur, er sítrónusýra tiltölulega veik, minna ætandi fyrir búnað og var auðbrjótanleg örvera, örugg sem örvera var auðbrjótanleg, súrt hreinsiefni.

Tafla 1sýnir flokka og frammistöðu hreinsiefna sem almennt eru notuð til að gróa himnu.

2.3 Hönnun netþrifabúnaðar

Með hliðsjón af þrýstingnum við notkun fínbóluloftunarkerfa og fjölmargra greinarröra er sérstaklega mikilvægt að hanna hentugan netskammtabúnað fyrir fínbóluloftara. Skömmtunarhreinsibúnaðurinn sem hannaður er í þessari rannsókn inniheldur upplausnar-/þynningareiningu og skammtaeiningu, eins og sýnt er íMynd 4.

Upplausnar-/þynningareiningin samanstendur aðallega af undirbúningsgeymi, hrærivél og hæðarmæli sem er notað til að leysa upp og þynna efnin. Með því að sprauta ákveðnu magni af vatni í undirbúningstankinn, bæta við efninu og ræsa hrærivélina er hægt að útbúa efni með ákveðinn styrk til notkunar fyrir skammtaeininguna.

Skömmtunareiningin samanstendur aðallega af skömmtunartanki, útblástursloka, skömmtunarloka, jafnvægisventil, fóðurloka og sumum lagnakerfum. Botn skömmtunartanksins er tengdur við skömmtunarpípu sem greinist enn frekar í margar skömmtunarundirrör. Allar skammtaundir-rör eru tengdar eitt-í-eitt með mörgum kvíslum fyrir loftun, sem aftur eru tengd nokkrum fínum loftbólum, þannig að tilgangurinn er að hreinsa fínu loftbóluloftarana.

Við innleiðingu var Φ15 mm gat borað í hverja loftunargreinarpípu líffræðilegra hvarfgeymanna sem skammtaport, þar sem nælonskammtapípa var sett í gegnum til að afhenda efninu til fínu loftbóluloftaranna, sem minnkaði tap á efni. Samhliða var borað viðbótargat í loftunarkvíslarör sem jafnvægisgaspípa til að jafna þrýsting á milli skömmtunartanks og loftkvíslarrörs. Götin sem boruð eru í pípunum fyrir loftræstingu eru innsigluð með innstungum við venjulega notkun og hraðtengingar- eru settar upp á meðan á skömmtun stendur til að auðvelda uppsetningu og fjarlægingu.

3. Notkun netskammtahreinsibúnaðarins

Í þessari tilraun til að hreinsa skömmtun á netinu voru fínu loftbólurnar settar í líffræðilegu tankana. Sérstakri hreinsilausn var sprautað inn í fínu loftbóluhimnurnar í gegnum loftunargreinarpípurnar, sem leyfði henni að flæða í átt að fóðurhliðinni til að brjóta niður lífrænt efni sem loðir við yfirborð himnunnar og endurheimtir þar með þrýstingsmismuninn yfir himnuna og náði hreinsandi áhrifum. Tilraunahönnunin var byggð á þremur breytum: tegund efnis, styrkur efnis og hreinsunartími. Prófunarkerfið er sýnt íTafla 2.

3.1 Greining á hreinsunaráhrifum netskammta

Eftir hreinsun sýndi skynjunarathugun á loftunaryfirborðinu á staðnum að smærri loftbólur slepptu frá yfirborði loftunartanksins og jafnari loftun.Mynd 5sýnir skynjunarútlit loftunar fyrir og eftir hreinsun.

Eftir hreinsun með mismunandi efnistegundum og styrkleika sýndu loftræstarnir stöðugt aukinn flæðihraða og lækkaðan þrýsting í leiðslum, með flæðihraða aftur. Loftræsting skilvirkni var endurheimt í mismiklum mæli eftir meðferð með mismunandi hreinsunaraðferðum. Samanlögð gögn um aukið loftflæði og lækkaðan þrýsting í leiðslum benda til þess að mismunandi gerðir efna, styrkur og hreinsunartímar hafi mismunandi áhrif á endurheimt loftara.Myndir 6 og 7sýna breytingar á rennsli og þrýstingi fyrir og eftir hreinsun, í sömu röð.

Endurreisnarnýting loftara eftir natríumhýdroxíðhreinsun var aðeins minni en eftir sítrónusýru. Mikil leysni natríumhýdroxíðs í vatni leiðir til verulegrar hitalosunar við upplausn. Samhliða sterkri rakavirkni, basa og ætandi eiginleika, er nauðsynlegt að grípa til auka varúðarráðstafana í verklegum aðgerðum. Frá sjónarhóli öryggis við hreinsun er natríumhýdroxíð ekki ákjósanlegur hreinsiefnið. Þess vegna, þegar val á hreinsiefnum, ætti að meta vandlega öryggi þeirra og notkunarþægindi til að tryggja öryggi rekstraraðila og hámarksþrifvirkni.

Prófunarniðurstöður sýndu að eftir hreinsun skömmtunar á netinu varð loftun í líffræðilegu tönkunum jafnari, flæðihraði fínbóluloftara jókst, leiðsluþrýstingur lækkaði verulega og hreinsunaráhrifin voru ótrúleg.

3.2 Tæknilegir kostir

• Dregur úr niður í miðbæ: Samanborið við hefðbundna hreinsun í sundur, þarf nethreinsun skömmtunar ekki að stöðva loftræstikerfið, forðast truflanir á skólphreinsunarferlinu og minni hreinsunarskilvirkni af völdum stöðvunar.
• Bætir þrif skilvirkni: Efni geta komist djúpt inn í svitaholurnar og hreinsað á áhrifaríkan hátt-til að-ná til stíflaðra svæða. Eftir notkun í sumum skólphreinsistöðvum fyrir heimili batnaði einsleitni loftræstingar verulega og súrefnisflutningsskilvirkni jókst verulega.
• Dregur úr vinnuafli og kostnaði: Útrýma þörfinni fyrir handvirka sundurtöku og samsetningu loftara, dregur úr handavinnu og hættu á skemmdum á búnaði vegna tíðrar sundurtöku og sparar þannig viðhaldskostnað. Kostnaður við efnahreinsun á netinu fyrir fínbóluloftara er 0,47 RMB/tonn, en kostnaður við hefðbundna handhreinsun fyrir gamla loftara er 13,3 RMB/tonn. Áætlað er að árlegur sparnaður vegna hreinsunarkostnaðar fyrir fína loftbólur nemi 515.000 RMB. Í samanburði við hefðbundna handþrif á gömlum loftræstum býður efnahreinsun á netinu upp á umtalsverða efnahagslega kosti.
• Lengir líftíma loftræstingarbúnaðar: Með efnahreinsun á netinu eru loftræstingaráhrif fína loftbóluloftara á áhrifaríkan hátt bætt, sem eykur afköst loftara og lengir að einhverju leyti endingartíma loftræstibúnaðar, sem dregur í raun úr álagi blásara.
• Veitir fleiri valkosti fyrir framleiðsluáætlun og viðhaldsáætlanir: Með efnahreinsun á netinu verður loftbóludreifing jafnari, loftpípuþrýstingur minnkar í raun, flæðihraði eykst verulega, stórbætir súrefnisflutningshraða og veitir trausta tryggingu fyrir stjórnun vatnsgæða.

4. Niðurstaða

Kemísk hreinsitækni á netinu fyrir fína loftbóluloftara hefur verulegt notkunargildi í skólphreinsistöðvum. Með skynsamlegri beitingu þess er hægt að leysa stífluvandamál í fínum loftbólum á áhrifaríkan hátt, bæta afköst loftræstikerfisins, minnka niður í miðbæ og rekstrarkostnað og tryggja stöðugan og skilvirkan rekstur skólphreinsistöðva. Takmarkanir hefðbundinnar handhreinsunar munu knýja iðnaðinn í átt að hreinsun á netinu. Tilkoma nýs búnaðar og skynsamlegra stjórnkerfa dregur verulega úr rekstrarerfiðleikum við hreinsun á netinu. Ásamt stefnu og umhverfisreglum sem leggja áherslu á kolefnishlutleysi og endurvinnslu vatnsauðlinda, sem mun óbeint stuðla að beitingu hreinsunartækni á netinu. Í framtíðinni er hægt að fínstilla lyfjablöndur og rannsaka fjöl-samvirka hreinsitækni. Að auki er hægt að stunda skammtastýringaraðferðir og rannsóknir á upplýsingaöflun búnaðar til að laga sig betur að þörfum mismunandi skólphreinsistöðva.