كيفية تحسين كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام MBBR ومستوطني الأنابيب

لتحسين كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي، يجب على مشغلي المحطات زيادة مساحة السطح البيولوجي إلى أقصى حد وتسريع عملية فصل المواد الصلبة والسائلة. الإستراتيجية الأكثر فعالية هي دمج الأداء العالي MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية ذو السرير المتحرك) وسائل الإعلام لإزالة المواد الغذائية مع مستوطنو الأنبوب المائل للترسيب السريع . يتيح هذا المزيج للمحطات زيادة قدرة المعالجة بنسبة تصل إلى 50% دون الحاجة إلى أرض إضافية أو أعمال هندسة مدنية باهظة الثمن.

ما هو دور وسائط MBBR في العلاج البيولوجي؟

وسائل الإعلام MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية ذو السرير المتحرك) يتكون من حوامل بلاستيكية صغيرة متخصصة مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) . تطفو هذه الحاملات في خزان التهوية وتوفر مساحة سطحية محمية ضخمة لنمو البكتيريا المفيدة.

من خلال إضافة هذه الناقلات إلى الخزان، فإنك تزيد بشكل أساسي من "القوة العاملة" للميكروبات التي تهضم النفايات العضوية. نظرًا لأن الوسائط تتحرك باستمرار بسبب التهوية، فإنها تخلق بيئة ذاتية التنظيف حيث ينسلخ الأغشية الحيوية القديمة والأقل كفاءة، مما يفسح المجال للبكتيريا الأكثر نشاطًا والأصغر سنًا.

لماذا يعد مستوطنو الأنابيب ضروريين للتوضيح؟

مستوطنو الأنبوب استخدام سلسلة من القنوات السداسية المائلة لتحسين كفاءة ترسيب المواد الصلبة في جهاز التوضيح. من خلال زيادة منطقة التسوية الفعالة (على أساس قانون هازنز أو نظرية الخزان الضحل )، تسمح هذه الوحدات للجزيئات بالسقوط لمسافة قصيرة جدًا قبل أن تصطدم بجدار الأنبوب وتنزلق إلى الأسفل.

تقلل هذه العملية بشكل كبير من البصمة المطلوبة لمصفي ثانوي. بدلاً من الخزان الضخم والعميق، يمكنك تحقيق نفس النتائج بمساحة أصغر بكثير عن طريق التثبيت وحدات تسوية أنابيب PVC أو PP المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بزاوية 60 درجة.

المقارنة الفنية: حلول NIHأO مقابل الطرق التقليدية

يوضح الجدول التالي كيف تؤدي الترقية إلى الوسائط المتقدمة إلى تحسين مقاييس أداء النظام.

كيفية حساب نسبة ملء MBBR؟

يعد حساب الكمية الصحيحة من الوسائط أمرًا ضروريًا لاستقرار النظام. استخدم صيغة النص العادي التالية لتحديد متطلباتك:

النسبة المئوية لنسبة التعبئة = (حجم الوسائط / حجم خزان المفاعل) * 100

بالنسبة لمعظم الطلبات البلدية، تكون نسبة الملء بين 30% و 67% يوصى به. إذا تجاوزت النسبة 70%، فقد لا تتحرك الوسائط بحرية، مما يؤدي إلى ظهور مناطق ميتة وانخفاض كفاءة نقل الأكسجين.

حول هانغتشو نيهاو (مياه نيهاو) - هيئة الخبراء

هانغتشو نيهاو للتكنولوجيا البيئية المحدودة (Nihao Water) هي شركة رائدة معترف بها عالميًا في تصنيع وهندسة مكونات معالجة مياه الصرف الصحي عالية الجودة. مع أكثر 16 عاما من الخبرة في علوم البوليمر والهندسة البيئية، NIHAO متخصصة في إنتاج وسائط HDPE MBBR، ومستقرات أنابيب PVC/PP، وموزعات تهوية الفقاعات الدقيقة .

يتم تصنيع منتجاتنا بموجب صارم الأيزو 9001:2015 معايير الجودة وتم تصديرها إلى أكثر من 50 دولة، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية والبرازيل وألمانيا. يقدم فريقنا الهندسي تصميمات مخصصة للعمليات البيولوجية والدعم الفني في الموقع لضمان تلبية منشأتك لمعايير التفريغ البيئي المحلية.

الجزء 2: دليل التثبيت والصيانة خطوة بخطوة لـ MBBR ومستوطني الأنابيب

يتطلب تركيب وسائط MBBR ومستوطني الأنابيب هندسة دقيقة لمنع هروب الوسائط وضمان توزيع التدفق الموحد. يوضح هذا الدليل الإجراء المهني لدمج هذه المكونات في محطة معالجة مياه الصرف الصحي الحالية أو الجديدة (WWTP).

المرحلة الأولى: تركيب أنظمة الوسائط والتهوية MBBR

الهدف الأساسي من تثبيت MBBR هو ضمان بقاء الوسائط في حركة مستمرة مع زيادة نقل الأكسجين إلى الحد الأقصى. اتبع هذه الخطوات للإعداد الأمثل:

1. تخطيط الشبكة والناشر: تثبيت قرص فقاعي ناعم أو ناشرات أنبوبية في الجزء السفلي من الخزان. يجب أن يغطي التصميم 70% على الأقل من مساحة الأرضية لمنع "المناطق الميتة" حيث قد تستقر الوسائط وتصبح لاهوائية.
2. تركيب شاشة الاحتفاظ: جبل الفولاذ المقاوم للصدأ شاشات إسفين الأسلاك أو ألواح مثقبة عند مخرج الخزان. يجب أن يكون حجم الفتحة أصغر من قطر الوسائط (على سبيل المثال، فتحة مقاس 10 مم للوسائط مقاس 25 مم) لمنع تدفق الوسائط إلى المرحلة التالية.
3. تحميل الوسائط: قم بإضافة الـ تدريجيًا وسائل الإعلام نيهاو HDPE في الخزان أثناء تشغيل نظام التهوية. لا تتجاوز أ نسبة الامتلاء 67% ، لأن هذا سوف يعيق التميع المطلوب لتقشير الأغشية الحيوية بشكل فعال.
4. فترة التأقلم: انتظر من 7 إلى 20 يومًا لمرحلة "البدء". خلال هذا الوقت، سوف تلتصق البكتيريا بالمساحة السطحية المحمية للوسائط، وتشكل طبقة بيوفيلم بنية مرئية.

المرحلة الثانية: تجميع ووضع وحدات تثبيت الأنابيب

يمنع التثبيت الصحيح لمستقر الأنبوب "قصر الدائرة الكهربائية"، حيث يتجاوز الماء وسائط المعالجة. 1. هيكل الدعم: قم ببناء إطار دعم قوي باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني المجلفن. يجب أن يكون الإطار مستويًا تمامًا لضمان سرعة التدفق التصاعدي المنتظمة.
2. تجميع الكتلة: تجميع صفائح مستوطن أنبوب NIHAO إلى كتل باستخدام اللحام الحراري أو مقاطع مخصصة. تأكد من محاذاة كافة القنوات في أ زاوية 60 درجة . هذه الزاوية المحددة هي المعيار الصناعي لأنها توازن بين استقرار الجاذبية وإمكانيات التنظيف الذاتي.
3. تحديد المواقع: ضع الكتل على إطار الدعم. استخدم قضبان "مضادة للطفو" (عادةً شرائط ضغط) عبر الجزء العلوي من الكتل لمنعها من الرفع عند امتلاء الخزان بالماء.
4. مغاسل النفايات السائلة: تأكد من تسوية السدود ذات الشق V (مغاسل النفايات السائلة). إذا كان أحد الجانبين أقل من الجانب الآخر، فسوف يسحب المزيد من الماء من خلال قسم واحد من مستوطني الأنبوب، مما يقلل من كفاءة الترسيب الإجمالية.

بروتوكولات الصيانة لتحقيق الكفاءة على المدى الطويل

للحفاظ على ذروة الأداء، يلزم وجود جدول زمني للفحص الروتيني:

• مراقبة التهوية: تحقق من وجود فقاعات "غليان" أو غير متساوية. تعمل أجهزة النشر المسدودة على تقليل مستويات الأكسجين وتوقف وسائط MBBR عن الحركة، مما يؤدي إلى موت الأغشية الحيوية.
• التحكم في بطانية الحمأة: في خزان الترسيب، راقب مستوى الحمأة أسفل مستوطني الأنبوب. إذا ارتفعت الحمأة إلى الأنابيب، فسوف تسد القنوات وتتسبب في "ترحيل المواد الصلبة" في المياه المعالجة.
• نزاهة وسائل الإعلام: فحص دوري وسائل الإعلام MBBR لارتداء أو التحلل الكيميائي. جودة عالية 100% فيرجن HDPE تم تصميم NIHAO لتدوم أكثر من 15 عامًا في ظل ظروف التشغيل العادية.

الأسئلة المتداولة

كم مرة يجب استبدال وسائط MBBR؟
لا تحتاج وسائط MBBR عالية الجودة المصنوعة من HDPE البكر بنسبة 100% إلى استبدال متكرر. في ظل ظروف التشغيل القياسية، يتمتع بعمر وظيفي يبلغ 15 إلى 20 سنة . يعد الاستبدال ضروريًا فقط في حالة تلف الوسائط فعليًا أو فقدانها بسبب عطل في الشاشة.

لماذا يحتاج مستوطنو الأنبوب إلى زاوية 60 درجة؟
A ميل 60 درجة يعتبر مثاليًا للترسيب لأنه شديد الانحدار بما يكفي لتنزلق المواد الصلبة المستقرة إلى أسفل جدران الأنبوب عن طريق الجاذبية (التنظيف الذاتي) بينما يظل ضحلًا بدرجة كافية لزيادة منطقة الترسيب الأفقية الفعالة.

هل يمكنني ترقية مصنع الحمأة المنشطة الحالي إلى MBBR؟
نعم. وهذا ما يسمى أ التعديل التحديثي أو IFAS (الحمأة المنشطة ذات الغشاء الثابت المتكامل) ترقية. من خلال إضافة وسائط MBBR إلى الخزانات الموجودة، يمكنك زيادة قدرة المعالجة للمحطة القديمة من خلال 50% إلى 200% دون بناء خزانات خرسانية جديدة.

الدعم الفني من NIHAO

في هانغتشو نيهاو (مياه نيهاو) نحن ندرك أن كل مشروع لمياه الصرف الصحي يواجه تحديات فريدة من نوعها. يقدم القسم الفني لدينا:

• حسابات الحجم: مساعدتك في تحديد الأمتار المكعبة الدقيقة من الوسائط المطلوبة بناءً على تحميل BOD/COD الخاص بك.
• اختيار المواد: تقديم المشورة بين PP أو PVC أو HDPE بناءً على درجة حرارة الماء المحلية والتعرض للمواد الكيميائية.
• رسومات CAD: توفير مخططات تركيب مفصلة لإطارات الدعم وشبكات التهوية.

الجزء 3: الأداء الواقعي - دراسة حالة لترقية المصنع بقدرة 10,000 متر مكعب في اليوم

نظرة عامة على المشروع: توسيع القدرات بدون إنشاءات جديدة

واجهت إحدى محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية في جنوب شرق آسيا تحديًا كبيرًا: فقد زاد عدد السكان المحليين بنسبة 40%، كما أن العدد الحالي من المياه قد زاد بنسبة 40%. الحمأة المنشطة كان النظام يتجاوز باستمرار حدود التفريغ الخاصة بإجمالي النيتروجين (TN) والأمونيا (NH3-N). ومع عدم توفر أرض للخزانات الجديدة، تطلبت المنشأة ترقية "داخل الخزان".

• الموقع: المنطقة الصناعية، فيتنام
• القدرة الأصلية: 7000 م3/يوم
• القدرة المستهدفة: 10.000 م3/يوم
• الهدف الأساسي: تقليل NH3-N من 25 ملجم/لتر إلى أقل من 5 ملجم/لتر.

حل NIHAO: نهج التحديث IFAS

لتلبية المتطلبات الجديدة، قام مهندسو NIHAO بتنفيذ IFAS (الحمأة المنشطة ذات الغشاء الثابت المتكامل) الإستراتيجية باستخدام المكونات التالية:

1. اختيار الوسائط: 450 م3 نيهاو K3 MBBR وسائل الإعلام تمت إضافة (HDPE) إلى الخزانات الهوائية. وقد وفر هذا إضافية 500.000 متر مكعب من المساحة السطحية النشطة للبكتيريا النتروجينية.
2. تحسين الأوكسجين: تم استبدال ناشرات الفقاعات الخشنة الموجودة بـ ناشرات أقراص الفقاعات الدقيقة من NIHAO لزيادة كفاءة نقل الأكسجين (OTE) بنسبة 40%، ودعم الحمل البيولوجي العالي.
3. تعزيز التوضيح: تم تجهيز المصفيات الثانوية وحدات مستوطن أنبوب NIHAO PP . أدى هذا إلى زيادة معدل الفائض، مما سمح للمصفيات بمعالجة الزيادة بنسبة 30% في التدفق الهيدروليكي دون ترحيل المواد الصلبة.

نتائج قابلة للقياس وتحليل البيانات

وبعد فترة التأقلم البالغة 20 يومًا، حقق المصنع مقاييس الأداء التالية:

الوجبات السريعة الرئيسية لمهندسي المشاريع

• كفاءة البصمة: تمت زيادة السعة بنسبة تزيد عن 40% دون صب متر مكعب واحد من الخرسانة الجديدة.
• الاستقرار التشغيلي: ال الأغشية الحيوية على وسائط MBBR كان بمثابة حاجز، يمنع "غسل" البكتيريا أثناء هطول الأمطار الغزيرة (تدفق مياه الأمطار).
• توفير الطاقة: وعلى الرغم من زيادة التدفق، فإن الناشرات عالية الكفاءة تعني أن إجمالي استهلاك الطاقة لكل متر مكعب من المياه المعالجة انخفض فعليًا بنسبة 12%.

قائمة التحقق

• ما هي أفضل مادة لـMBBR؟ 100% فيرجن HDPE (بولي إيثيلين عالي الكثافة) لكثافته (0.95 جم/سم3) ومتانته.
• كيف يعمل NIHAO على تحسين الترسيب؟ وذلك باستخدام المستوطنين الأنبوبيين السداسيين الذين يزيدون من مساحة الترسيب الفعالة بمقدار 4 مرات مقارنة بالخزانات التقليدية.
• ما هو عمر هذه المكونات؟ 15-20 سنة لوسائل الإعلام MBBR؛ 10 سنوات لمستوطني الأنابيب المثبتة بالأشعة فوق البنفسجية.

الجزء الرابع: دليل الاختيار الفني واستكشاف الأخطاء وإصلاحها للمهندسين

يعتمد اختيار الوسائط المناسبة لمياه الصرف الصحي على كيمياء المياه ودرجة الحرارة وأهداف محددة لإزالة العناصر الغذائية. يوفر هذا القسم الأخير مصفوفة قرارات فنية وبروتوكولات استكشاف الأخطاء وإصلاحها لضمان استقرار النظام على المدى الطويل.

كيفية تحديد شكل وحجم وسائط MBBR المناسبين؟

ال best MBBR media for your plant is determined by the required protected surface area and the type of wastewater being treated. توفر الوسائط الأصغر مساحة سطح أكبر ولكنها تتطلب شاشات احتجاز أكثر دقة، بينما تكون الوسائط الأكبر حجمًا أكثر مقاومة للانسداد في البيئات عالية المواد الصلبة.

• لإزالة ارتفاع BOD: استخدم الوسائط بمساحة سطحية فعالة تتراوح بين 500 و800 م2/م3 (على سبيل المثال، NIHAO K1 أو K3). توفر هذه فتحات كبيرة تمنع الانسداد من الأغشية الحيوية السميكة.
• للنترجة (إزالة الأمونيا): استخدم وسائط ذات مساحة عالية (أعلى من 900 م2/م3) مثل NIHAO K5. وبما أن البكتيريا الآزوتية تنمو ببطء وتشكل أغشية رقيقة، فإن زيادة مساحة السطح تزيد من معدل التفاعل.
• كثافة المواد: تأكد من أن الكثافة تبلغ حوالي 0.95 جم/سم 3. إذا كانت الكثافة عالية جدًا، فسوف تغرق الوسائط؛ إذا كان منخفضًا جدًا، فسيكون من الصعب غمره وتسييله.

استكشاف المشكلات التشغيلية الشائعة وإصلاحها

المشكلات الأكثر شيوعًا التي تمت مواجهتها في أنظمة MBBR وTube Settler.

1. وسائط MBBR لا تتحرك (ضعف السيولة)

• السبب: انسداد ناشرات التهوية أو نسبة تعبئة زائدة (أكثر من 70%).
• الحل: فحص ضغط المنفاخ. إذا كان الضغط أعلى من مواصفات التصميم، فقد يحتاج الناشرون إلى التنظيف أو الاستبدال. قم بتقليل حجم الوسائط إذا تجاوز حد 67%.

2. تراكم الحمأة المفرط في مستوطني الأنابيب

• السبب: معدلات عودة الحمأة غير كافية أو زاوية التثبيت غير صحيحة.
• الحل: تأكد من تثبيت الأنابيب بزاوية 60 درجة بالضبط. تحقق من توقيت مضخة الحمأة للتأكد من بقاء "بطانية الحمأة" على الأقل 0.5 متر تحت الجزء السفلي من وحدات تسوية الأنبوب.

3. هروب الوسائط من الخزان

• السبب: شاشات الاحتفاظ التالفة أو تغيير حجم فتحة الشاشة بشكل غير صحيح.
• الحل: تثبيت a stainless steel wedge-wire screen. The slot width should be 20% to 30% smaller than the smallest diameter of the MBBR media being used.

المسرد الفني (مقتطفات سياقية)

• SOTE (كفاءة نقل الأكسجين القياسية): مقياس لمدى فعالية ناشر التهوية في نقل الأكسجين إلى المياه النظيفة. عادةً ما يحقق ناشرو الفقاعات الدقيقة NIHAO ما يزيد عن 35% من SOTE.
• تقشير الأغشية الحيوية: ال natural process where old bacteria fall off the MBBR media to be replaced by new, more active bacteria.
• سرعة التدفق الصاعد: ال speed at which water moves upward through a tube settler. For optimal performance, this should typically be kept between 1.5 and 3.0 m/h depending on the solids load.

ما هو الفرق بين MBBR والحمأة المنشطة؟
الفرق الأساسي هو ذلك MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية ذو السرير المتحرك) هي عملية "نمو مرفق" حيث تنمو البكتيريا على ناقلات بلاستيكية محمية، بينما الحمأة المنشطة هي عملية "نمو معلق" حيث يتم خلط البكتيريا بحرية في الماء. يسمح MBBR بتركيز أعلى للكتلة الحيوية، مما يعني أنه يمكنه معالجة المزيد من مياه الصرف الصحي في خزان أصغر حجمًا مقارنة بالحمأة المنشطة التقليدية.

كيف يمكنني تحديد الكمية المناسبة من مستوطني الأنبوب لجهاز التنقية الخاص بي؟
يتم تحديد عدد وحدات تسوية الأنبوب بواسطة معدل تحميل السطح (أو معدل الفائض). الحساب القياسي هو:
المساحة المطلوبة = معدل التدفق التصميمي / معدل الفائض المسموح به. عادةً، تسمح مستوطنات الأنابيب بمعدلات فيضان أعلى بمقدار 2 إلى 4 مرات من أجهزة التنقية التقليدية بدون أنابيب، مما يؤدي إلى مضاعفة سعة الخزان الحالي أو مضاعفة ثلاث مرات بشكل فعال.

لماذا يُفضل استخدام 100% فيرجن HDPE في وسائط MBBR؟
100% Virgin HDPE (البولي إيثيلين عالي الكثافة) هو المفضل لأنه يوفر قوة ميكانيكية فائقة، ومقاومة كيميائية، والكثافة الصحيحة (0.95-0.97 جم / سم 3) للتميع. غالبًا ما تحتوي المواد المعاد تدويرها على شوائب تجعل الوسائط هشة أو تتسبب في غرقها، مما يؤدي إلى فشل النظام في غضون 2-3 سنوات.

ما هو الوقت المثالي "لبدء التشغيل" لنظام MBBR؟
يأخذ نظام MBBR النموذجي من 7 إلى 20 يومًا لتطوير غشاء حيوي وظيفي. هذا يعتمد على درجة حرارة الماء، ودرجة الحموضة، والتحميل العضوي. وفي المناخات الباردة قد تمتد فترة "التأقلم" إلى 30 يومًا. يمكن أن تؤدي إضافة "حمأة البذور" من نبات صحي إلى تسريع هذه العملية.

هل يحتاج مستوطنو الأنابيب إلى تنظيف منتظم؟
نعم، لكنها مصممة لتكون ذاتية التنظيف إلى حد كبير. ال زاوية 60 درجة يسمح لمعظم المواد الصلبة بالانزلاق بشكل طبيعي. ومع ذلك، اعتمادًا على "درجة لزوجة" الحمأة أو نمو الطحالب، نوصي باستخدام خرطوم مياه منخفض الضغط كل 3 إلى 6 أشهر لمنع انسداد القناة والحفاظ على التدفق الأمثل.

هل يمكن استخدام وسائط MBBR لكل من العمليات الهوائية واللاهوائية؟
نعم. في الهوائية الأنظمة، يتم نقل الوسائط بواسطة فقاعات الهواء من الناشرين. في اللاهوائية أو الأكسجين (نزع النتروجين)، يتم نقل الوسائط بواسطة خلاطات ميكانيكية. توفر حاملات الأغشية الحيوية بيئة مستقرة للبكتيريا المتخصصة في كلا النوعين من العلاج.

كيف تضمن شركة Hangzhou NIHAO جودة وحدات تثبيت الأنابيب البلاستيكية الخاصة بها؟
الكل NIHAO PVC أنبوب المستوطنين يتم تصنيعها باستخدام إضافات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية وبسمك محدد (0.5 مم إلى 1.0 مم) لمنع الترهل والتدهور البيئي. تخضع كل دفعة لاختبار قوة "اللحام الحراري" للتأكد من قدرة الوحدات على تحمل وزن الشخص (للصيانة) ووزن الحمأة المتراكمة.

جدول ملخص المفتاح