شرح تشغيل وصيانة MBR

مما لا شك فيه أن العاملين في مجال تشغيل وصيانة مياه الصرف الصحي قد سمعوا عن عملية MBR (المفاعل الحيوي الغشائي). ببساطة، منطقها الأساسي بسيط جدًا: MBR=تفاعل كيميائي حيوي + فصل غشائي. وتتمثل وظيفتها الأساسية في استبدال خزان الترسيب الثانوي في العمليات التقليدية، وتحقيق فصل أكثر كفاءة للحمأة-من الماء. سواء بالنسبة لمياه الصرف الصحي المنزلية أو معالجة مياه الصرف الصناعي، فإن المزيد والمزيد من المشاريع تختار MBR لأنها تحل العديد من نقاط الألم في خزانات الترسيب الثانوي-الحمأة في النفايات السائلة، وتأثير الترسيب الضعيف، والبصمة الكبيرة.

قد يجد العديد من الوافدين الجدد إلى MBR "صعوبة في التشغيل والصيانة، وعرضة للانسداد الغشائي". ومع ذلك، بمجرد فهم المنطق المشترك لـ "التفاعل الكيميائي الحيوي + فصل الغشاء" وفهم مزاياه الأساسية في استبدال خزانات الترسيب الثانوية، يصبح التشغيل والصيانة اليومية أمرًا بسيطًا للغاية. استنادًا إلى خبرة التشغيل والصيانة في الخطوط الأمامية، سنشرح اليوم بشكل شامل MBR، ونغطي مبادئه الأساسية، ومزايا استبدال خزانات الترسيب الثانوية، والنقاط الرئيسية -للتشغيل والصيانة في الموقع، والمشكلات والحلول الشائعة-جميع المعلومات العملية والموجزة، مما يسمح للمبتدئين بالبدء بسرعة وللمشغلين ذوي الخبرة بسد أي فجوات في معرفتهم.

أولاً، قم بتسليط الضوء على النقاط الرئيسية: MBR (المفاعل الحيوي الغشائي) ليس "عملية جديدة تمامًا"، بل هو استبدال لخزان الترسيب الثانوي بوحدات غشائية تعتمد على العمليات البيولوجية التقليدية (الهوائية واللاهوائية). وتتمثل مزاياها الأساسية في فصل الحمأة بشكل أكثر شمولاً-والماء وجودة النفايات السائلة الأكثر استقرارًا. يكمن مفتاح التشغيل والصيانة في "صيانة الغشاء + المعالجة البيولوجية المستقرة"، حيث يعمل كلاهما معًا لتحقيق أقصى قدر من فعالية MBR.

في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية، بعد أن يقوم خزان المعالجة البيولوجية بتحلل COD ونيتروجين الأمونيا، هناك حاجة إلى خزان ترسيب ثانوي لفصل الحمأة والماء، مما يسمح للحمأة المنشطة بالاستقرار، وتفريغ المادة الطافية كنفايات سائلة. ومع ذلك، فإن كفاءة فصل خزان الترسيب الثانوي تتأثر بشكل كبير بأداء ترسيب الحمأة. في حالة حدوث تراكم الحمأة أو تفريغها، فسوف يؤدي ذلك إلى وجود حمأة في النفايات السائلة والمواد الصلبة العالقة المفرطة (SS). علاوة على ذلك، تتمتع صهاريج الترسيب الثانوية بمساحة كبيرة وكفاءة فصل محدودة.

التحسين الأساسي لعملية MBR هو استبدال الترسيب الثانوي بفصل الغشاء. يمكن فهم العملية الشاملة ببساطة على النحو التالي: مياه الصرف الصحي ← المعالجة المسبقة (غربلة الحصى، غرفة الحصى) ← خزان المعالجة البيولوجية (التحلل الهوائي/اللاهوائي، الميكروبي للملوثات) ← وحدة الغشاء (فصل الغشاء، الاحتفاظ بالحمأة المنشطة) ← تلبية معايير النفايات السائلة.

"المعالجة البيولوجية" هنا تتوافق تمامًا مع خزان المعالجة البيولوجية في العمليات التقليدية. لا يزال القلب يعتمد على الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الحمأة المنشطة لتحليل الملوثات مثل COD، ونيتروجين الأمونيا، والفوسفور الكلي في مياه الصرف الصحي. ولا يختلف المنطق الأيضي والمتطلبات الغذائية لهذه الكائنات الحية الدقيقة عن عمليات المعالجة البيولوجية التقليدية. "فصل الغشاء" هو جوهر MBR. إنه يستبدل بشكل أساسي "ترسيب الجاذبية" لخزان الترسيب الثانوي بـ "الاحتفاظ المادي" للغشاء. بغض النظر عن أداء ترسيب الحمأة، يمكن للغشاء أن يحتفظ بقوة بالحمأة المنشطة والجزيئات العالقة، مما يسمح فقط بمرور الماء الصافي.

باختصار، يحل MBR (المفاعل الحيوي الميكانيكي) محل خزانات الترسيب الثانوية عن طريق استبدال تسوية الجاذبية بشكل أساسي بالاعتراض المادي. يؤدي هذا إلى حل المشكلة الأساسية لخزانات الترسيب الثانوية، التي تعتمد بشكل كبير على أداء ترسيب الحمأة، مع تحسين كفاءة فصل الماء-للحمأة وتقليل البصمة في نفس الوقت. وهذا هو السبب الأساسي لتطبيقه على نطاق واسع.

الخصائص الرئيسية لـ MBR في تحديد الموقع-: يحتوي على نظام تهوية مشابه لخزانات المعالجة البيولوجية التقليدية، ومجهز بوحدات غشائية (أغشية مسطحة، وأغشية ألياف مجوفة، وما إلى ذلك)، بدون خزان ترسيب ثانوي كبير؛ تكون النفايات السائلة صافية، مع ما يقرب من الصفر من المواد الصلبة العالقة (SS)؛ أثناء التشغيل، يلزم تنظيف الغشاء بشكل منتظم لمنع انسداد الغشاء.

تتخلى العديد من المشاريع عن خزانات الترسيب الثانوية وتختار MBR، دون اتباع الاتجاهات بشكل أعمى، ولكن لأن مزاياها حقيقية ويمكن أن تحل العديد من-مشاكل التشغيل والصيانة في الموقع. إنها مناسبة بشكل خاص للسيناريوهات ذات متطلبات النفايات السائلة العالية والبصمات الصغيرة. يمكن تلخيص المزايا المحددة في 5 نقاط، والتي يمكن تجربتها جميعًا شخصيًا في عمليات الخطوط الأمامية:

1. فصل أكثر شمولاً للحمأة-والماء وجودة مياه متدفقة أكثر استقرارًا: هذه هي الميزة الأكثر أهمية. تعتمد خزانات الترسيب الثانوية على ترسيب الحمأة بالجاذبية. إذا تفككت الحمأة وتوسعت، فسوف تحتوي النفايات السائلة على حمأة وتتجاوز معايير المواد الصلبة العالقة (SS). في المقابل، تتمتع وحدات غشاء MBR بدقة احتجاز عالية للغاية، وقادرة على الاحتفاظ بجميع الحمأة المنشطة تقريبًا، والجسيمات العالقة، وحتى بعض المواد الغروية. يمكن أن تكون النفايات السائلة SS أقل من 10 ملجم / لتر بشكل ثابت، كما أن مستويات COD ونيتروجين الأمونيا أكثر استقرارًا أيضًا، وتلبي بسهولة معايير التفريغ من الفئة A وما فوق.

2. تقليل البصمة بشكل كبير، وتوفير تكاليف الموقع: تشغل صهاريج الترسيب الثانوية التقليدية مساحة كبيرة، تمثل 30%-40% من المساحة الإجمالية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي. وحدات غشاء MBR صغيرة الحجم ولها كفاءة فصل عالية، ولا تتطلب مساحة كبيرة للتسوية. تبلغ البصمة 50٪ - 70٪ فقط من العمليات التقليدية (خزانات الترسيب البيولوجية + الثانوية)، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمشاريع ذات المساحة المحدودة (مثل محطات معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية ومعالجة مياه الصرف الصحي في الورش الصناعية).

3. تركيز أعلى للحمأة وتحسين الكفاءة البيوكيميائية: خزانات الترسيب الثانوية محدودة بأداء ترسيب الحمأة، مع التحكم في MLSS (تركيز الحمأة) فقط عند 2000-4000 ملغم/لتر. ومع ذلك، تحتفظ وحدات غشاء MBR بالحمأة بشكل فعال، مما يزيد من MLSS إلى 8000-12000 مجم / لتر. ويؤدي هذا إلى ارتفاع إجمالي عدد الميكروبات وتحلل الملوثات بشكل أكثر كفاءة، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية التركيز والمتمردة، مما يحسن بشكل كبير معدلات إزالة COD ونيتروجين الأمونيا.

4. يمنع فقدان الحمأة ويقلل من صدمة النظام: خزانات الترسيب الثانوية التقليدية معرضة لفقد الحمأة (على سبيل المثال، تصريف الحمأة بشكل غير مناسب، والصدمة الهيدروليكية)، مما يؤدي إلى عدم كفاية العدد الميكروبي الإجمالي وانخفاض كفاءة المعالجة. تحتفظ وحدات غشاء MBR بالحمأة بشكل فعال، مما يمنع فقدان الحمأة حتى في حالات تفريغ الحمأة الطفيفة. يؤدي هذا إلى تحسين استقرار النظام بشكل كبير ويقلل من تعقيد الصيانة.

5. عملية مبسطة وتقليل الصيانة: بعد استبدال MBR لخزان الترسيب الثانوي، لم تعد هناك حاجة للتحكم في سمك طبقة الحمأة وحجم التفريغ، مما يقلل خطوات الصيانة (مثل كشط الحمأة وتعديلات التفريغ). وتتركز الصيانة الآن على خزان المعالجة البيولوجية ووحدات الأغشية. بينما يتم إضافة تنظيف الغشاء، لم تزداد صعوبة الصيانة الشاملة؛ في الواقع، من الأسهل إدارتها.

كلمة تحذير: لدى MBR أيضًا عيوب، مثل ارتفاع تكاليف وحدة الغشاء، والحاجة إلى التنظيف المنتظم، واستهلاك طاقة أعلى قليلاً من العمليات التقليدية. ومع ذلك، بالنسبة للمشاريع ذات متطلبات جودة النفايات السائلة العالية والمساحة المحدودة، فإن هذه العيوب تفوق مزاياها بكثير.

جوهر تشغيل وصيانة MBR هو "استقرار النظام الكيميائي الحيوي + صيانة وحدة الغشاء." يعمل كلاهما معًا ليعملا بشكل فعال-النظام الكيميائي الحيوي مسؤول عن تحليل الملوثات، ووحدة الغشاء مسؤولة عن فصل الحمأة-عن الماء. إذا حدث خلل في أي منهما، فسوف يؤدي ذلك إلى مشاكل مثل الجودة المفرطة للنفايات السائلة وانسداد الأغشية. تنقسم نقاط التشغيل والصيانة المحددة إلى قسمين، تنطبق مباشرة على موقع-الموقع:

(I) تشغيل وصيانة النظام الكيميائي الحيوي (بما يتوافق مع العمليات التقليدية، مع التركيز على نشاط التثبيت)

منطق التشغيل والصيانة للخزان الكيميائي الحيوي MBR هو تمامًا نفس منطق الخزانات الهوائية واللاهوائية التقليدية. جوهر الأمر هو تثبيت النشاط الميكروبي وضمان التحلل الفعال للملوثات. ثلاث نقاط رئيسية حاسمة:

1. التحكم في نسبة المغذيات: تكملة مصادر النيتروجين والفوسفور وفقا لنسبة C:N:P 100:5:1 لتجنب اختلال توازن المغذيات الذي يؤدي إلى انخفاض النشاط الميكروبي. نظرًا لأن تركيز حمأة MBR مرتفع، فإن استهلاك العناصر الغذائية يكون أسرع، مما يتطلب مراقبة منتظمة لجودة المياه وتجديدها في الوقت المناسب.

2. تثبيت تركيز D2O: في المرحلة الهوائية، يجب التحكم في D2O عند 2.0 ~ 3.0 ملغم / لتر لضمان التمثيل الغذائي الميكروبي الكافي ومنع COD غير الكامل وتدهور نيتروجين الأمونيا بسبب عدم كفاية D2O. وفي الوقت نفسه، تجنب الإفراط في -التهوية لمنع تكسر كتل الحمأة وزيادة خطر انسداد الغشاء.

3. التحكم في عمر الحمأة (SRT): يمكن التحكم في SRT لـ MBR خلال 10 إلى 20 يومًا، وهي فترة أطول من العمليات التقليدية. تصريف الحمأة المتكرر غير ضروري؛ يعد تفريغ الحمأة ذات الحجم الصغير - بشكل دوري كافيًا لمنع شيخوخة الحمأة وانسداد الغشاء. يجب تعديل معدل تصريف الحمأة على أساس MLSS (المحافظة على 8000 ~ 12000 ملغم / لتر).

(II) تشغيل وصيانة وحدة الغشاء

وحدة الغشاء هي "قلب" MBR. بمجرد انسدادها، يؤدي ذلك إلى انخفاض تدفق النفايات السائلة، وزيادة استهلاك الطاقة، وحتى تلف وحدة الغشاء. إن مفتاح التشغيل والصيانة هو "منع الانسداد والتنظيف المتكرر"، مع التركيز بشكل خاص على أربع نقاط:

1. التنظيف المنتظم عبر الإنترنت (مراقبة TMP أمر بالغ الأهمية): يشمل التنظيف عبر الإنترنت غسل الهواء وغسل الماء. يستخدم غسيل الهواء في المقام الأول التهوية لطرد الحمأة من سطح الغشاء، مما يمنع التصاق الحمأة. يستخدم الغسيل المائي الغسيل العكسي لشطف مسام الغشاء بالماء النظيف، وإزالة الشوائب الدقيقة. أثناء التشغيل والصيانة الروتينية، يجب مراقبة فرق الضغط عبر الغشاء (TMP). عندما يتجاوز TMP 0.1 ميجا باسكال، يجب زيادة وتيرة التنظيف على الفور.

2. التنظيف المنتظم دون الاتصال بالإنترنت: لا يمكن للتنظيف عبر الإنترنت إزالة الملوثات العنيدة (مثل المواد العضوية والغرويات) من سطح الغشاء بشكل كامل. يجب إجراء التنظيف دون الاتصال بالإنترنت كل 3 إلى 6 أشهر، باستخدام عوامل كيميائية (مثل هيبوكلوريت الصوديوم أو حمض الستريك) لامتصاص وحدة الغشاء، وإزالة الملوثات العنيدة واستعادة تدفق الغشاء.

3. التحكم في جودة المياه المتدفقة لمنع الشوائب من انسداد مسام الغشاء: تعزيز المعالجة المسبقة لضمان التشغيل الطبيعي للغربلة وغرفة الحصى، وإزالة الرمل والمواد الصلبة العالقة الكبيرة والشعر والشوائب الأخرى التي يحملها المتدفق. منع هذه الشوائب من دخول وحدة الغشاء وانسداد المسام. بالنسبة لمياه الصرف الصناعي، قم بإزالة المواد العضوية والشحوم المتمردة مسبقًا لتقليل تلوث الأغشية.

4. منع جفاف وحدة الغشاء وتلفها: يجب دائمًا غمر وحدة الغشاء في الماء؛ يمنع منعا باتا التجفيف، لأنه سيؤدي إلى تقلص مسام الغشاء وتلفها. أيضًا، تجنب ضرب الأجسام الحادة بسطح الغشاء لمنع تلف الغشاء. إذا تم العثور على تلف في الغشاء، فاستبدله على الفور لمنع الحمأة من دخول النفايات السائلة والتسبب في زيادة جودة النفايات السائلة.

في تشغيل وصيانة الموقع-، تركز مشكلات MBR بشكل أساسي على "انسداد الغشاء" و"التدفق الزائد للنفايات السائلة". ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم الاستقرار في نظام المعالجة البيولوجية أو عدم كفاية صيانة وحدة الغشاء. فيما يلي أربعة من المشاكل الأكثر شيوعًا والحلول المحددة، والتي يمكن حتى للمبتدئين التعامل معها بسهولة:

1. المشكلة 1: انسداد وحدة الغشاء، وانخفاض تدفق النفايات السائلة (الأكثر شيوعًا)

حل:
① زيادة وتيرة التنظيف عبر الإنترنت (غسل الهواء + غسل الماء) على الفور لطرد الحمأة من سطح الغشاء؛
② إذا استمر TMP في الارتفاع، فقم بإجراء التنظيف الكيميائي دون الاتصال بالإنترنت لإزالة الملوثات العنيدة؛
③ التحقق من جودة المياه المتدفقة، وتعزيز المعالجة المسبقة، وإزالة الشوائب؛
④ فحص نظام المعالجة البيولوجية لمنع شيخوخة الحمأة وإزالة الرواسب، مما يقلل من التصاق الحمأة بسطح الغشاء.

2. المشكلة 2: الإفراط في COD ونيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة (النظام البيولوجي غير المستقر)

الحل: ① التحقق من تركيز الأكسجين المذاب، والتأكد من أن الأكسجين المذاب في القسم الهوائي أكبر من أو يساوي 2.0 ملجم/لتر، وضبط معدل التهوية؛ ② تكملة مصادر النيتروجين والفوسفور لضمان توازن العناصر الغذائية؛ ③ التحكم في حمل التدفق لتجنب تأثير المياه العادمة ذات التركيز العالي، وتقليل معدل التدفق إذا لزم الأمر؛ ④ التحقق من خصائص الحمأة. إذا كانت الحمأة قديمة، قم بزيادة تصريف الحمأة بشكل مناسب وأعد ملئها بالحمأة الطازجة.

3. المشكلة 3: وحدة الغشاء التالفة، SS المفرط في النفايات السائلة

الحل: ① اختبار النفايات السائلة SS. إذا زاد SS فجأة، تحقق مما إذا كانت وحدة الغشاء تالفة؛ ② تحديد موقع وحدة الغشاء التالفة واستبدالها على الفور؛ ③ التحقق من المعالجة المسبقة لمنع الشوائب الحادة من الدخول وإتلاف وحدة الغشاء؛ ④ ضبط شدة التهوية لتجنب تأثير التهوية المفرطة على سطح الغشاء.

4. المشكلة 4: تتراكم الحمأة بسرعة كبيرة على سطح الغشاء (تلوث الغشاء المتسارع)

الحلول:
① زيادة وتيرة وكثافة غسل الهواء لتعزيز تنظيف سطح الغشاء؛
② تحسين النظام البيولوجي للتحكم في خصائص الحمأة ومنع تفريغ الحمأة وتكثيفها؛
③ زيادة تصريف الحمأة بشكل مناسب لتقليل تركيز MLSS وحجم الحمأة الإجمالي؛
④ أضف كمية صغيرة من مادة التخثر لتعزيز تلبد الحمأة وتقليل التصاق الحمأة.

المنطق الأساسي لـ MBR: المعالجة البيولوجية + فصل الغشاء، واستبدال خزان الترسيب الثانوي. بشكل أساسي، يستخدم الاحتفاظ المادي للغشاء لحل نقطة الألم الناتجة عن فصل الماء غير الكامل للحمأة - في خزان الترسيب الثانوي. مزاياها هي النفايات السائلة المستقرة، البصمة الصغيرة، والكفاءة العالية. جوهر التشغيل والصيانة هو "استقرار النظام البيولوجي والحفاظ على مكونات الغشاء". يعمل النظام البيولوجي على استقرار النشاط الميكروبي، ويتم تنظيف مكونات الغشاء ومنع الانسداد. يضمن الجمع بين هذين الاثنين تشغيل MBR المستقر ويحقق التفريغ المتوافق بسهولة.