צינור ממברנה קרמי

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

תפעול ובקרה של מערכת אולטרה סינון

 

תפעול וניהול נכונים של המערכת הם המפתח להבטחת ביצועים גבוהים ויציבים לטווח ארוך של מערכות ממברנות אולטרה-סינון. זה כולל הפעלה ראשונית של המערכת, שלבי תפעול נכונים ופעולות התנעה וכיבוי יומיות, כמו גם מניעת התכלות של רכיבי הממברנה, זיהום, אבנית ונזקי זעזועים הידראוליים.

 

היבטים אלה צריכים להילקח בחשבון באופן מלא בתכנון, אלא גם לפקח מקרוב על ייצור, התקנה והפעלה, הדרכת תפעול וניהול תפעול יומיומי. יש צורך לשמור רישומי פעולה ולתקן נתונים על מנת לתפוס בזמן את הביצועים בפועל של המערכת, ולנקוט באמצעי תיקון מיד במידת הצורך.

 

שלבי פעולה של קרום סינון אולטרה

 

ממברנות אולטרה סינון משתמשות בדרך כלל במצב סינון זרימה מלאה, אשר חוסך מאוד באנרגיה תפעולית. הפעולה נוקטת בשיטת בקרה של שמירה על קצב הפקת מים קבוע, כלומר זרימה קבועה. לכן, הפרש הלחץ הטרנסממברני (TMP) של ממברנות אולטרה סינון יגדל ללא הרף ככל שתהליך הסינון מתקדם, מה שמצריך שטיפה חוזרת בעזרת קרצוף אוויר במרווחים כדי לשלוט בעליית ה-TMP.

 

החלקיקים המוצקים שנלכדו על פני סיבי הממברנה מוסרים על ידי שטיפה רגילה בעזרת קרצוף אוויר, אשר אינה מצריכה תוספת של חומרי ניקוי כימיים כלשהם. מזהמים מוצקים מוסרים במהלך שטיפה רגילה בעזרת קרצוף אוויר, ובכך נמנעים מהשקעתם על פני סיבי הממברנה.

 

מזהמים הנספגים על פני השטח של סיבי ממברנה שאינם ניתנים להסרה באמצעות שטיפה לאחור מוסרים באמצעות שטיפה לאחור כימית מקוונת (CEB). בתהליך השטיפה האחורית המשופרת הכימית, כמות קטנה של חומר כימי מתווספת למי השטיפה. לאחר זמן השרייה קצר (בדרך כלל 5-10 דקות), הסוכן הכימי נפרק, וניתן להחזיר את קרום האולטרה-פילטרציה למצב קרוב למצבו ההתחלתי.

 

בנוסף, נדרש ניקוי כימי קבוע באתר (CIP) של מערכת ממברנות האולטרה-פילטרציה כדי להסיר ביסודיות מזהמים ולשחזר את הביצועים של ממברנת האולטרה-פילטרציה. סוכני CIP יכולים לכלול נתרן הידרוקסיד, נתרן היפוכלוריט, חומצה הידרוכלורית, חומצת לימון וכו'.

 

שלבי הפעלה של מערכת ממברנות אולטרה סינון

• סִנוּן
• קרצוף גז
• ניקוז תחתון
• שטיפה לאחור במעלה הזרם
• שטיפה לאחור
• כביסה חיובית
• שטיפה לאחור משופרת כימית (CEB)
• ניקוי כימי באתר (CIP)

 

• 1

לְסַנֵן

בעת הפעלת מערכת ממברנות האולטרה-פילטרציה, מומלץ לבצע שטיפה של 2-3 דקות קדימה כדי להסיר שאריות כימיקלים ואוויר מרכיבי הממברנה. שטיפה חיובית היא כאשר מים נכנסים למודול הממברנה מהכניסה התחתונה, שוטפים את פני השטח החיצוניים של סיבי הממברנה, ונפלטים מיציאת המים המרוכזת העליונה של מודול הממברנה. במהלך שלב זה, המים לא יסוננו.

 

לאחר השלמת הכביסה, המערכת יכולה לעבור למצב פעולת הסינון. בדרך כלל, מחזור פעולה אחד הוא בין 20-60 דקות, אשר משתנה בהתאם לתנאי כניסת המים ונהלי הניקוי. בתנאי סינון רגילים, 100% מהמים הנכנסים מסוננים, מה שנקרא סינון זרימה מלאה.

עקב החזקה של מזהמים בתהליך הסינון, הפרש הלחץ הטרנסממברני (TMP) יגדל, ובתום שלבי ההפעלה שנקבעו מראש, הוא יעבור לשלבי הניקוי של קרצוף גז ושטיפת גב.

 

• 2

קרצוף גז

מערכת ממברנות האולטרה-פילטרציה תיכנס לשלב קרצוף הגז בהתאם לתוכנית הבקרה האוטומטית. קרצוף גז הוא תהליך של שימוש באוויר דחוס כדי לשחרר את המזהמים הכלואים על פני השטח החיצוניים של סיבי הממברנה. אוויר דחוס נכנס למשטח החיצוני של סיבי הממברנה מהכניסה התחתונה של מודול הממברנה ונפלט ממוצא המים המרוכז העליון.

• 3

ניקוז תחתון

לאחר שלב קרצוף האוויר, עצור את היניקה, פתח את שסתום הפריקה התחתון ונקז את מודול הממברנה באמצעות כוח הכבידה, תוך הסרת כל מזהמים רופפים עם הניקוז.

 

• 4

כביסה מעלה

לאחר השלמת הניקוז, השלב הראשון הוא שטיפה לאחור, שהיא שלב השטיפה לאחור העליון. מי השטיפה לאחור נכנסים לחלק הפנימי של סיב הממברנה מיציאת המים העליונה של מודול הממברנה, עוברים דרך סיב הממברנה בכיוון ההפוך למים הזורמים, ושפכי השטיפה לאחור נאספים מחוץ לסיב הממברנה. פתח את שסתום פריקת השטיפה לאחור כדי לפרוק את מי שפכי השטיפה משקע המים המרוכזים בחלק העליון של מודול הממברנה. שלב השטיפה לאחור יכול לנקות תחילה את האזור העליון של רכיב הממברנה המזוהם ביותר.

 

• 5

שטיפה לאחור למטה

השלב השני הוא שטיפה לאחור, הכוללת הסרת מזהמים מהאזור התחתון של מודול הממברנה. שמור על כניסת מי השטיפה לאחור מיציאת המים העליונה של מודול הממברנה, פתח את שסתום פריקת השטיפה לאחור, ופרוק את מי שפכי השטיפה מכניסת המים התחתונה של מודול הממברנה, מה שיכול למעשה להסיר מזהמים בקצה התחתון.

 

• 6

כביסה בעיצומה

לאחר השלמת השטיפה לאחור, נדרשת שטיפה קדמית כדי להסיר כל שאריות מזהמים וכימיקלים, וכדי לסלק את האוויר שהצטבר בתוך מודול הממברנה. לאחר השלמת השטיפה הקדמית, ניתן להחזיר את מערכת הסינון האולטרה-סינון למצב סינון או למצב המתנה.

 

• 7

שטיפה מוגברת כימית (CEB)

במקרים בהם שלבי שטיפה לאחור בעזרת קרצוף אוויר רגילים אינם יכולים להסיר את כל המזהמים, הוספת חומרים כימיים במהלך שטיפה לאחור יכולה לשפר את אפקט השטיפה לאחור, המכונה כימית משופרת לאחור (CEB).

 

תהליך ה-CEB כולל תהליך שטיפה לאחור בעזרת קרצוף גז קונבנציונאלי, הכולל הוספת חומרים כימיים לשטיפה לאחור, השרייה ושטיפת מזהמים וחומרים כימיים.

 

על פי הסוכנים הכימיים השונים המשמשים, CEB מחולק בדרך כלל ל-CEB אלקליין לזיהום הנגרם על ידי חומרים אורגניים וביולוגיים במים גולמיים, וחומצה CEB לזיהום אנאורגני הנגרם על ידי אבנית קולואיד או קשיות של ברזל ואלומיניום במים גולמיים:

 

אלקלי CEB:

0.1% NaOH+0.05% NaOH (pH יעד 12)

 

חומצה CEB:

0.1% HCl או H2SO4 (pH יעד 2)

• 8

ניקוי כימי באתר (CIP)

פעולות הניקוי הכימי באתר (CIP) כוללות שטיפה לאחור וניקוי מחזור כימי. תדירות ה-CIP מושפעת מאיכות אספקת המים, ויכולה לנוע בין חודש ל-3 חודשים.

 

לפני CIP, יש לבצע שטיפה לאחור שגרתית, הכוללת קרצוף אוויר, פריקה תחתונה, שטיפה חזרה ושטיפת תחתית. תהליך השטיפה לאחור חוזר על עצמו בדרך כלל 3 עד 8 פעמים כדי להסיר מזהמים לא רצויים שונים שניתן להסיר על ידי ניקוי כימי.

 

בשל פעולת השטיפה האחורית התכופה של מערכות ממברנות אולטרה-פילטרציה (שטיפה לאחור כל 20-60 דקות), מאומצת בדרך כלל פעולת בקרה אוטומטית.

 

בהתחשב בהבדלים המשמעותיים באיכות מי הכניסה בין המערכות השונות, יש לקבוע את פרמטרי ההפעלה והניקוי הספציפיים, השלבים וכו' בהתבסס על מצב ניפוי הבאגים באתר. העיקרון הכללי הוא להגביר את התדירות של שטיפה לאחור, קרצוף אוויר ושטיפת חזרה משופרת כימית כאשר איכות המים הנכנסת ירודה.

 

 

 

התקלות הנפוצות של מערכת CMF-50 כוללות בעיקר: שסתום דיסק פנאומטי, הגנה על קרום מסנן מודול ממברנה, מסנן אבטחה סתום, משאבת זרימת מי הזנה פגומה, כשל בקרת אוטומציה וכו'.

 

01

שסתום פרפר פנאומטי
שסתום הפרפר הפנאומטי מאמץ שסתום אוטומטי DN150, 0.6MPa, הנפתח או נסגר אוטומטית במהלך פעולת המערכת כדי להבטיח פעולה תקינה של המערכת ולמנוע הצטברות לחץ במערכת הממברנה. יש שתי סיבות לתקלה:

 

① שסתום הפרפר אינו פועל: במהלך פעולת המערכת, הפתיחה והסגירה של שסתום הפרפר הפנאומטי מסתמכת על אוויר דחוס המאוחסן במיכל חיץ האוויר כדי לספק כוח. שסתום האוויר יכול לפעול כרגיל רק כאשר הלחץ בתוך המיכל הוא בין {{0}}.50 ל-0.75 MPa. כאשר הלחץ נמוך מ-0.45 MPa, שסתום האוויר לא יפעל בגלל חוסר כוח

 

②פעולה איטית של שסתום הפרפר: במהלך פעולה תכופה של המערכת, אבק פחם ולכלוך עלולים לחדור אל פנים השסתום, ולגרום לחסימה של גוף השסתום ולהתנגדות חיכוך גבוהה של גזע השסתום לאורך זמן, וכתוצאה מכך לפעולה איטית של שסתום הפרפר. .

 

פִּתָרוֹן:

 

① לפני הפעלת ציוד המערכת, בדוק את הלחץ של מיכל האחסון של חוצץ האוויר כדי לוודא שהלחץ הוא מעל 0.45MPa לפני הפעלת הציוד; במקביל, פתח באופן קבוע את שסתום הניקוז בתחתית מיכל האגירה של חוצץ האוויר כדי לפרוק את המשקעים בתוך המיכל, תוך הבטחת נפח האוויר בתוך המיכל;

 

② בדוק באופן קבוע את הלחץ ועמידות בפני קורוזיה של הדופן הפנימית של שסתום הדיסק והאם מושב השסתום רופף. בדוק אם כל חלקי ליבת השסתום פגומים או שחוקים. אם ליבת השסתום פגומה קשות, יש להחליף אותה. בדוק אם סרט הגומי במפעיל מזדקן והאם יש סדקים. רק על ידי הבנת תסמיני התקלה והגורמים לשסתומי דיסק פנאומטיים, ניתן לנקוט באמצעים ממוקדים כדי לפתור אותם.

 

02
הגנה על קרום מסנן מודול ממברנה
מערכת CMF{{0}} מורכבת משתי קבוצות של התקנים, שכל אחד מהם מכיל 50 מודולי ממברנה. כל מודול מורכב מממברנת מסנן, אטם ומארור, והניקיון והשלמות של קרום המסנן משפיעים ישירות על יעילות הסינון של המערכת כולה. פרמטרי ההפעלה שהוגדרו במקור היו גדולים מדי, וכתוצאה מכך לחץ מוגזם בכניסה וביציאה של מכשיר האולטרה סינון, מה שגרם ללחץ טרנסממברני מוגזם. קיבולת הנשיאה המקסימלית של הפרש הלחץ על הממברנה היא 0.015MPa, מה שעלול לגרום בקלות לדליפת לחץ יתר של הממברנה. פתרון: בהתבסס על מצב הייצור בפועל, הגדר פרמטרי פעולה סבירים כדי להבטיח שהפרש הלחץ המרבי המרבי יהיה קטן או שווה ל-0.015MPa. בנוסף, הספיחה, החסימה, שכבת הג'ל ושאר זיהום הממברנה על פני הממברנה יובילו גם הם לירידה בשטף הממברנה. התהליך מאופיין בהפקת מים לא מספקת ועכירות גבוהה. בתגובה לנושא זה, סוכמו שלושה מצבים שבהם יש צורך לנקות את קרום המסנן:

 

① על פי השינוי בירידה בלחץ בכניסה וביציאה של מכשיר האולטרה סינון, ברוב המקרים, כאשר ירידת הלחץ עולה על הערך ההתחלתי של 0.05 MPa, זה מצביע על כך שעמידות הנוזל עלתה משמעותית. כניהול יומיומי, ניתן להשתמש בשיטת השטיפה האיזוברית בזרימה גבוהה לשטיפה. אם זה לא יעיל, ניתן להשתמש שוב בשיטת הניקוי הכימי;

 

②לפי שינויים בחדירות או באיכות החדירות, כאשר נפח החדיר או איכות החדירות של מערכת האולטרה סינון יורדת לרמה בלתי מתקבלת על הדעת, זה מצביע על כך שמסלול זרימת החדיר חסום או שביצועי ההפרדה של הממברנה מושפעים מקיטוב הריכוז. במקרה זה, נעשה שימוש לרוב בשיטת ניקוי משולבת כימיקלים, אשר שוטפת במהירות כמות גדולה של מזהמים בשיטות פיזיקליות, ולאחר מכן מנקה אותם בשיטות כימיות לחסכון בכימיקלים ניתן להשתמש בניקוי תקופתי למערכות אולטרה סינון הפועלות על בסיס דפוס של עכירות קרום. ניתן לעשות זאת באופן ידני או באמצעות מערכת בקרה אוטומטית הקובעת את תזמון הניקוי ברצף. שנית, כאשר המערכת אינה פועלת במשך זמן רב, יש להגן על ציוד הממברנה בנוזל מגן ויש להחליף אותו כל 3 ימים. בעת השבתה, יש לוודא כי קרום המסנן במצב רטוב מתחילתו ועד סופו כדי למנוע התייבשות וייבוש שעלולים לגרום לנזק; ושמור על טמפרטורת החדר מעל 50 מעלות כדי למנוע מהמים לקפוא ולפגוע בממברנת המסנן במודול הממברנה כאשר הטמפרטורה נמוכה מדי.
 

03
מסנן אבטחה סתום
הקולחין מהמסנן המכני זורמים למיכל המים הביניים והופכים למים גולמיים בסינון אולטרה. המים הגולמיים נלחצים ונשלטים בקצב זרימה קבוע על ידי משאבת מחזור לפני הכניסה למסנן האבטחה. עקב השפעת הלחץ של משאבת הסחרור, חול דק מהמסנן המכני המעורבב במים הגולמיים יועבר אל מסנן האבטחה ויגרום לסתימה. מומלץ להגדיל את גובה ההתקנה של משאבת הסחרור כראוי, לשפר את ריכוז המשקעים במי ההזנה ולשטוף באופן קבוע את המסנן.

 

04

משאבת זרימת מים פגומה
במהלך תהליך אספקת המים של משאבת הסחרור, עקב זרימה לא סדירה של מי ביוב מכרה, עלולה להיווצר תופעה של התרוקנות שעלולה להוביל לפגיעה במשאבה. פתרון: התקן מד מפלס נוזל במיכל המים האמצעי ונעל אותו עם מערכת בקרת PLC אולטרה-פילטרציה. כאשר מפלס הנוזל יורד לגובה שנקבע, מערכת האולטרה סינון נעצרת אוטומטית ומשאבת הסחרור גם מפסיקה לפעול, ומונעת נזק למשאבת הסחרור עקב סרק.

 

05

כשל בקרת אוטומציה
מערכת האולטרה סינון היא ציוד אוטומטי מאוד המשתמש במערכת בקרת PLC S7-3000 של סימנס. ברגע שמערכת הבקרה תכשל, המערכת כולה תהיה משותקת לחלוטין. הסיבות העיקריות לקריסות מערכת או תצוגות מסך ניטור חריגות הן: (1) בשל הרמה הגבוהה של אבק פחם בסביבת ההפעלה, קל להצטבר בתוך ה-PLC. לאחר פרק זמן ארוך יותר עלולות להתרחש פריקת אבק, קצר חשמלי ותופעות אחרות, הגורמות לתקלה במערכת הבקרה. הסרת אבק קבועה ושמירה על נקיון ארון הבקרה וה-PLC יכולים להפחית במידה ניכרת את שיעור הכשל ב-PLC. (2) יש בעיה במסך ניטור הפעולה. זה נגרם בעיקר על ידי תקשורת לקויה או בעיות בתוכנית הפנימית של ה-PLC. פתרון: מצד אחד, להבטיח קווי תקשורת חלקים ויציבים; מצד שני, הורדה מחדש של התוכנית מהמחשב ל-PLC מבטיחה את האמינות והשלמות של תוכנית ה-PLC; ולחזק את ההכשרה של העובדים על נהלי התפעול, תוך דרישה מהם לעקוב בקפדנות אחר נהלי ההפעלה כדי למנוע את התופעה של גורמים אנושיים הגורמים לבעיות בתוכנית הפנימית של PLC.

 

בשנים האחרונות פורסמו מסמכי מדיניות רבים בסין בנוגע למערכת הניקוז.

 

במונחים של שילוב רשת במפעל:

 

1) לקדם יישום של אספקת מים וניקוז משולבים, תפעול מיוחד ותחזוקה של אינטגרציה של "נהר רשת המפעל (אגם)", ולהבטיח מתקני איסוף וטיפול בשפכים שיטתיים ושלמים;

 

2) בניית מערכת תשלומים מבוססת ביצועים להצמדה בין מתקני טיהור שפכים וצינורות;

 

3) לקדם הקמת מודל תפעול, תחזוקה וניהול ייעודי לשפכים ביתיים עירוניים המשלב תכנון מפעל ורשת.

 

לגבי זיהום הצפות בעונת הגשמים:

 

1) לקדם את הפחתת הכמות הכוללת של זיהום ההצפה במהלך העונה הגשומה. לעודד יישובים להקים מתקני טיהור מהיר להצפת שפכים בעונת הגשמים, תוך השלמת הקמה ושיפוץ של רשתות צנרת;

 

2) נקדם בהתמדה את הפיכת מי גשמים והטיית שפכים בהתאם לתנאים המקומיים. באזורי ביוב משולבים, יינקטו אמצעים הנדסיים כגון שינוי מקורות, שינוי יציאת הצפת, שינוי באר יירוט, תיקון נזקים, החלפת צנרת, הוספת מתקני אגירה והפיכת מי גשמים וביוב בהתאם לתנאים המקומיים.

 

מבחינת רשת צינורות:

 

1) לקדם כיסוי מלא של צינורות ביוב עירוניים;

 

2) להגביר את חקירת צנרת הביוב ולקדם תיקון וחידוש צנרת ישנה;

 

3) ביצוע חקירה וטיפול בחדירת מים חיצוניים וזרימה חוזרת ברשת צנרת איסוף הביוב.

 

לגבי ביוב:

 

1) נטילת טיפול מרוכז כגישה עיקרית והקמת מתקני טיפול בשפכים מבוזרים וקטנים באופן סביר;

 

2) ערים גדולות ובינוניות יכולות לקדם בנייה לפי עקרון התקדמות מתונה, ולשמור כראוי שטחי פיתוח ליישובים מבוססים. ערים עם משאבי קרקע מועטים יכולות לבנות מתקני טיהור שפכים תת-קרקעיים/תת-קרקעיים למחצה.

 

לגבי מים ממוחזרים:

 

1) לקדם יישום אספקת מים על בסיס איכות ויעד, ולייעל את השימוש במים; בניית מפעלי מים מתחדשים למשאבים ואנרגיה; לעודד הפקת חנקן, זרחן וחומרים אחרים ממי שפכים;

 

2) לפתוח את התמחור הממשלתי עבור מים ממוחזרים, ולאפשר למפעלי אספקת מים ממוחזרים ולמשתמשים לנהל משא ומתן עצמאי על תמחור המבוסס על עיקרון האיכות הגבוהה והמחיר הטוב;

 

3) הקפדה על היצע לפי ביקוש, שימוש לפי איכות וניצול משאבים סמוכים להרחבת השימוש במים ממוחזרים.

 

לגבי בוצה:

 

1) לקדם בהתמדה ניצול משאבים תוך השגת ייצוב בוצה וסילוק בלתי מזיק;

 

2) התמקדות בקידום הקשר האפקטיבי בין סילוק בוצה עירוני ושריפת אשפה, והגברת אפקט הסילוק השיתופי;

 

3) עידוד ערים גדולות ובינוניות עם תנאים לקידום מתון של הקמת מתקני טיהור שפכים ומתקני טיפול וסילוק בוצה מרכזיים בקנה מידה גדול.

 

מבחינת אינטליגנציה:

 

1) לקדם קישור מושכל ועדכון דינמי של נתונים עבור משקי בית ניקוז, רשתות ראשיות וענפיות, תחנות שאיבה, מכוני טיהור שפכים וגופי מים של נהרות ואגמים;

 

2) קידום בניית מערכת ניהול מים חכמה, ביצוע ויסות ואופטימיזציה מושכלת לאורך כל התהליך, השגת בקרת אוורור וריפלוקס מדויקת, ויסות המרת תדר תחנת משאבה והתאמת עומסים, מדידה דיגיטלית ומינון מדויק וכו'.

 

 

 

תגיות פופולריות: צינור קרמי קרמי, יצרנים, ספקים, מפעל צינורות ממברנות קרמיים בסין