مفاعل الغشاء الحيوي على سرير متحرك (ANJ-MBBR)

نظرة عامة

مفاعل الفيلم الحيوي المتحرك (ANJ-MBBR) هو حل براءة اختراع تم تطويره خصيصًا لمعالجة التحديات في معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية الريفية ، بما في ذلك كفاءة المعالجة غير المستقرة ، والتكاليف التشغي هذا النظام المبتكر يعتمد على طريقة ربط الوحل بالفيلم، حيث يجمع بين الوحل النشط والفيلم الحيوي داخل نفس المفاعل. من خلال الاستفادة من نقاط قوتها مع تخفيف نقاط الضعف، فإنه يظهر مقاومة استثنائية للحمل الصدمة.

يُدمج منتج ANJ-MBBR تقنيات أساسية تشمل منع تراكم الحشوات، والتحريك الذاتي الدوامي، وأنظمة التحكم الذكية، ومنصات التشغيل الذكية. ويتميز بتصميم صديق للبيئة وتكاليف استثمار منخفضة، والامتثال المستقر لمعايير جودة المياه، وحلول الصيانة الذكية التي تقلل من نفقات التشغيل. ويوفر تصميمه المتسلسل الوحدات والقياسي تكيّفًا سريعًا مع سيناريوهات متنوعة. ويُصنع المنتج من فولاذ كربوني مقاوم للتآكل، مما يضمن قدرة عالية على تحمل الأحمال وعمر خدمة طويل.

هذا المنتج مناسب لمعالجة مياه الصرف الصحي في السيناريوهات المحلية مثل القرى والمدن والمجتمعات السكنية والمباني المكتبية ومراكز التسوق والمدارس والمستشفيات ومحطات الخدمة على الطرق السريعة، وكذلك في سيناريوهات معالجة وإعادة استخدام المياه الصناعية العضوية الصغيرة والمتوسطة الحجم المشابهة لمصانع الذبائح ومعالجة المنتجات البحرية وصناعات الأغذية. وتكون جودة المياه الخارجة CODcr≤50mg/L، BOD5≤10mg/L، NH3-N≤5(8)mg/L، TN≤15mg/L، TP≤0.5mg/L، SS ≤10mg/L.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

المواصفات

السمات المهمة (مثل ANJ-MBBR-100)

معلومات التعبئة والشحن (نموذج ANJ-MBBR-100 كمثال)

وقت التسليم

خيارات التخصيص

سيناريوهات التطبيق

تم تصميم نظام ANJ-MBBR بشكل أساسي لمعالجة مياه الصرف الصحي المنزلية في المناطق الريفية، وإدارة المياه العكرة منخفضة الحرارة، ومعالجة المجاري السوداء ذات الرائحة الكريهة. ويشمل كلًا من مشاريع الإنشاء الجديدة وتحديث المعدات/مبادرات التوحيد القياسي. وتشمل التطبيقات الرئيسية: معالجة مياه الصرف الصحي في القرى والمدن والمعقدات السكنية والمباني المكتبية والمنشآت التجارية؛ أنظمة الصرف الصحي الحضرية؛ البنية التحتية العامة مثل المستشفيات والمدارس؛ ومعالجة مياه الصرف الصناعية للشركات الصغيرة والمتوسطة مثل المسالخ ومصانع معالجة المنتجات البحرية وشركات تصنيع الأغذية.

تكوين المنتج

يعتمد نظام ANJ-MBBR بشكل رئيسي على عملية A/A2O، ويتكون من خزان ما قبل التحلل اللاهوائي، وخزان لاهوائي، وخزان هوائي، وخزان ترسيب، وغرفة المعدات. ويُجهز الخزان الهوائي بوسائط MBBR (مفاعل الغشاء المتعدد)، في حين يستخدم خزان الترسيب أنابيب مائلة أو خزانات ترسيب بالتدفق العمودي. ويتبع النظام الدوراني آلية إعادة رفع هوائية موفرة للطاقة. وتدمج غرفة المعدات وحدات تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية وأنظمة تحكم إلى جانب المكونات القياسية مثل المراوح والمضخات.

المكونات الأساسية

مبدأ العملية

مخطط العملية

تدفق العملية النموذجي لمنتجات ANJ-MBBR هو كما يلي: بعد اعتراض المواد الصلبة المعلقة الكبيرة والحطام من خلال شاشة شريط ، تدخل مياه الصرف الصحي خزان التساوي للتجانس وتعديل الحجم. ثم يتم ضخ الماء إلى خزان ما قبل الأكسجين حيث يختلط مع الوحل الذي يعود. في هذه المرحلة، يتم إزالة النترات والأكسجين في الوحل المرجع بدقة، مما يضمن ظروف انابيروبية صارمة في الخزان الالوانابيروبي. هذا يزيد بشكل كبير من كفاءة إطلاق الفوسفور من بكتيريا تراكم الفوسفات داخل النظام اللاهوائي.

ثم يدخل مياه الصرف الصحي خزان اللاهوائي، حيث تُطلق بكتيريا خفض الفوسفور الفوسفور في بيئة لا هوائية تماماً، استعداداً لامتصاص الفوسفور اللاحق في البيئة الهوائية. بعد ذلك، يتدفق إلى خزان العدم الهوائي، حيث تحتوي الكتلة المختلطة المعاد تدويرها من خزان الترسيب الثانوي على مياه صرف غنية بالنترات. ويمكن لهذه الدرجة أن تستفيد بشكل كامل من مصدر الكربون عالي الجودة في التدفق الداخل لتحقيق إزالة النتروجين عن طريق عملية النشرة.

يدخل المخرج من الخزان العدم الهوائي خزان MBBR الهوائي. وبتطبيق تقنية التهوية الفعّالة وتقنية منع تراكم الحشوات، يتم اختلاط مياه الصرف في الخزان الهوائي بشكل تام مع حشوة MBBR لتفكيك المواد العضوية بكفاءة؛ حيث تمتص بكتيريا تراكم الفوسفات الفوسفور بشكل زائد وتُحقق إزالة الفوسفور الكلي من خلال تصريف الطين الزائد.

يتم توجيه مياه الصرف المعالجة في خزان MBBR الهوائي إلى خزان الترسيب الثانوي لفصل الحمأة العالقة والشوائب. يتم توجيه السائل الصافي الناتج إلى نظام التعقيم، حيث يتم القضاء على الكائنات الممرضة الضارة قبل الوفاء بمعايير التصريف. ويُعاد جزء من الخليط السائل من القسم الأوسط-السفلي إلى الطرف الأمامي عبر إعادة التدوير، في حين يستقر الجزء المتبقي من السائل في قمع الحمأة كحمأة زائدة، ثم تُنقل إلى خزان تخزين الحمأة للتخلص الخارجي الدوري.

التكنولوجيا الأساسية للمنتج والخصائص

المزايا التقنية الأساسية

طريقة اقتران الفيلم الطيني

تُعتمد التكنولوجيا الأساسية لأنظمة ANJ-MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية اللاهوائية للنترجة - البحرية) على طريقة اقتران الطمي والغشاء، حيث يحتوي النظام التفاعلي في آنٍ واحد على طمي مفعل وأغشية حيوية. يستفيد هذا النهج المزدوج من نقاط القوة لكل من العمليتين ويقلل من أوجه القصور فيها، مما يؤدي إلى تحسين مقاومة الأحمال الصادمة. بالمقارنة مع عملية الطمي المنشط التقليدية (ASP)، يُظهر نظام MBBR إنتاجًا أعلى للبيوكتلة وأداءً أكثر استقرارًا في المعالجة، ويُظهر خصوصًا متانة أكبر عند التعامل مع التقلبات في جودة المياه.

تكنولوجيا مضادة لتراكم الحشوات

يستخدم منتج ANJ-MBBR تقنية ملكية مضادة للاختناقات (براءة اختراع: براءة نموذج فائدة منحت لنظام معالجة الصرف الصحي المتكامل ذو التصميم المضاد للاختناقات، رقم ZL2022203233982). ومن خلال نشر نظام تهوية مقسّم إلى مناطق وشبكات تعبئة عائمة مصنعة، يمنع الجهاز تراكم الحمأة. كما أن التقليب المتقطع للحمأة في المناطق الميتة يزيل الترسبات، وبالتالي يعزز قدرة تحمل الحمأة ويحسّن كفاءة معالجة مياه الصرف.

هذه التكنولوجيا لا تقلل فقط من عدد نقاط الفشل، بل تقلل أيضًا من استثمار المعدات واستهلاك الطاقة في التشغيل والصيانة. وباعتماد تقنية منع التراكم، يتم إلغاء معدات الخلط داخل الجهاز، مما يقلل ليس فقط من عدد نقاط الفشل، بل ويقلل أيضًا من استثمار المعدات واستهلاك الطاقة في التشغيل والصيانة.

تكنولوجيا الدوامة ذاتية التقليب

يُحقق منتج ANJ-MBBR التحريك الذاتي لتدفق المياه داخل الخزان من خلال تركيب أسطوانة دليل الدوامة ونظام توزيع المياه بالدوران المائي (تقنية مسجلة ببراءة اختراع: براءة اختراع ابتكار مصرح بها، جهاز معالجة مياه الصرف الذاتي للتحريك وطريقة التحكم بناءً على نظرية الدوامة الهيدروليكية، رقم البراءة ZL202311835457X). ويقلل هذا بشكل كبير من استهلاك الطاقة مقارنةً بعمليات معالجة مياه الصرف التقليدية، في الوقت نفسه الذي يحسن كفاءة انتقال الأكسجين المذاب ويضمن أداء معالجة أكثر استقراراً.

مقارنةً بالنظام التقليدي الذي يتطلب تحريكاً ميكانيكياً أو باستخدام الغاز، يمكن لتكنولوجيا التحريك الذاتي بالدوامة تحقيق تحريك ذاتي لتدفق المياه داخل الخزان، وتحسين تأثير انتقال كتلة الأكسجين المذاب، وتقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير مقارنةً بعملية المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي، كما أن تأثير المعالجة يكون أكثر استقراراً.

نظام التحكم الذكي

يُعد منتج ANJ-MBBR، الذي يعتمد على التشغيل الآلي، يستخدم تحليل البيانات الضخمة وبرمجة المنطق التحكّمي لتفعيل وضع التوفير في استهلاك الطاقة في ظل ظروف التحميل المنخفض (مع ملكية فكرية خاصة: نظام الإشراف الذكي من شركة شينيو للتكنولوجيا لمعالجة مياه الصرف الصحي الريفية، الإصدار 1.0، 2022SR0349958). لا يقتصر هذا النظام فقط على تلبية معايير تصريف المياه العادمة، بل ويُحسّن أيضًا من توفير التكاليف التشغيلية للمعدات.

يمكن لهذا النظام التحكّمي الذكي أن يضبط تلقائيًا المعايير التشغيلية وفقًا لحجم تدفق المياه الداخلة ونوعية المياه، ويُحسّن من استهلاك الطاقة، ويزيد من كفاءة المعالجة ويقلل من تكاليف التشغيل والصيانة.

منصة التشغيل والصيانة الذكية

يتيح منتج ANJ-MBBR، المتكامل مع منصتنا الذكية المطورة ذاتيًا للتشغيل والصيانة (ذات الملكية الفكرية الخاصة: منصة تطبيق الإدارة الرقمية الذكية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي V1.0، 2023SR1352648)، التشغيل الفعلي بدون طواقم تشغيل. تعالج هذه الابتكار التحديات المستمرة في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي الريفية، بما في ذلك صعوبات التشغيل، والتكاليف العالية، والأعطال المتكررة، ونقص الصيانة، والتأخير في الإصلاحات.

تتميز منصة التشغيل والصيانة الذكية بالوظائف التالية:

1) مراقبة حالة التشغيل ومؤشرات جودة المياه بشكل فوري

2) الإنذار التلقائي وتشخيص الأعطال

3) التحكم عن بعد وتعديل المعايير

4) تحليل بيانات التشغيل والصيانة وتقديم اقتراحات التحسين

5) تسجيلات التشغيل والصيانة وتوليد التقارير

مميزات المنتج

(1) تصميم صديق للبيئة، واستثمار منخفض وتكلفة بناء

من خلال تطبيق متكامل لعدد من التقنيات الرئيسية المستقلة لتحقيق تصميم منخفض الاستهلاك للطاقة، مقارنةً بالمنتجات المماثلة، يتم تخفيض تكلفة المعدات من المصدر، بما في ذلك تقليل عدد مضخات الصرف الصحي، وحذف معدات التحريك الميكانيكية، وتقليل كمية هواء المراوح، إلخ، مما يحقق كفاءة عالية وتوفيرًا في الطاقة.

(2) دمج تقنيات رئيسية متعددة لضمان مطابقة جودة المياه المعالجة للمعايير

من خلال تنفيذ عملية اقتران الراسب والغشاء وتكنولوجيا خاصة لمكافحة تراكم الحشوات، يُظهر النظام مقاومة استثنائية للحمل الصادمي وقدرة قوية على التعامل مع التقلبات في جودة المياه. ومن خلال منصة التشغيل الذكية المتكاملة مع نظام تحكم ذكي، يمكن مراقبة معايير المياه في الوقت الفعلي مع ضبط ضوابط العملية تلقائيًا، مما يضمن الامتثال المستمر لمعايير التصريف.

(3) الصيانة التشغيلية الرقمية والذكية، وانخفاض تكلفة التشغيل والصيانة

من خلال تطبيق منصة الصيانة التشغيلية الذكية وال نظام التحكم الذكي، يتم تحقيق صيانة تشغيلية مركزية على نطاق واسع في المنطقة، مما يحسن كفاءة الإدارة ويقلل من تكاليف العمالة.

(4) تصميم معياري ومتسلسل موحد للرد السريع على متطلبات متعددة السيناريوهات

يُعد التصميم المعياري المدمج وسهل الصيانة جعل المعدات أكثر إحكاماً، مما يسهل التركيب والنقل والصيانة. وفي الوقت نفسه، يساعد التصميم المعياري أيضًا على تحسين قابلية استخدام المعدات وقدرتها على التوسع لتلبية المشاريع ذات الأحجام المختلفة واحتياجات المعالجة.

تم تنفيذ سلسلة من التصاميم الموحدة، وتتوفر سلسلة من الخيارات بشكل أكثر ثراءً لتناسب مختلف سيناريوهات التطبيق التي تختلف من حيث حجم ومعايير المعالجة.

(5) متينة وقوية، وصديقة للبيئة

المنتج مصنوع من مادة فولاذ كربوني مقاومة للتآكل، ويتميز بقدرة تحمل عالية وعمر خدمة طويل؛ ولا يحتوي على معدات كهربائية تحت الماء، وبالتالي عدد أقل من نقاط الأعطال؛ كما أنه يُخرج المياه المستقرة والمعيارية التي يمكن استخدامها للري وإعادة استخدام المياه المعالجة، وهو صديق للبيئة.

الخصائص التمييزية والمزايا التنافسية

المقارنة مع عملية الطين النشط (ASP)

مقارنةً بالعملية التقليدية للطين النشط، تمتلك ANJ-MBBR المزايا التالية:

(1) كفاءة أكبر في استغلال المساحة: عادةً ما تتطلب تقنية MBBR مساحة أقل بسبب تركيز الكتلة الحيوية العالي فيها.

(2) مقاومة أقوى للأحمال الصادمة: تتمتع تقنية MBBR بقدرة تكيف أعلى مع التقلبات في جودة وكمية المياه، ولا تتأثر بسهولة بالأحمال الصادمة.

(3) إنتاج أقل للطين الزائد: كمية الطين الزائد الناتج من نظام MBBR أقل من تلك الناتجة عن عملية ASP، مما يقلل من تكلفة معالجة الطين.

(4) التشغيل والصيانة أبسط: لا يتطلب نظام إعادة الطمي، مما يبسّط عملية التشغيل.

المقارنة مع مفاعل البايولوجيا الغشائي (MBR)

مقارنةً بمفاعل البايولوجيا الغشائي، يتمتع ANJ-MBBR بالمزايا التالية:

(1) تكلفة استثمار أقل: عادةً ما يكون الاستثمار الأولي لـ MBR أقل من MBR لأنه لا يتطلب مكونات غشائية مكلفة.

(2) استهلاك أقل للطاقة: عادةً ما يكون استهلاك الطاقة في تشغيل MBR أقل من MBR لأنه لا يحتاج إلى نظام تنظيف أو شفط للغشاء.

(3) صيانة أسهل: يتطلب MBR صيانة أقل من MBR لأنه لا يحتاج إلى إجراءات صيانة غشاء معقدة.

(4) قابلية تكيّف أفضل: من المرجح أن يتكيف MBBR مع أنواع مختلفة من مياه الصرف ومع متطلبات المعالجة.

المقارنة مع المفاعل الدفعي المتسلسل (SBR)

مقارنةً مع المفاعل الدفعي المتسلسل، يتمتع ANJ-MBBR بالمزايا التالية:

(1) تشغيل مستمر: يمكن تغذية MBBR باستمرار وتفريغه دون الحاجة إلى التشغيل الدفعي كما في SBR.

(2) كتلة حيوية أعلى: توفر طبقة البيوفيلم في نظام MBBR كتلة حيوية أكبر وتحسّن كفاءة المعالجة.

(3) مساحة أصغر: بالنسبة لنفس السعة التصريفية، يستهلك نظام MBBR عادةً مساحة أقل من نظام SBR.

(4) درجة أعلى من الأتمتة: يمكن أتمتة تشغيل نظام MBBR بسهولة أكبر.

التطبيقات

الحالة 1: مشروع تجديد معالجة الصرف الصحي الحضري في دولة آسيوية

(1) خلفية المشروع والتحديات:

أ. موقع المشروع: منطقة حضرية في إحدى الدول الآسيوية؛

ب. المقياس المعالَج: 400 م³/يوم؛

ج. التحديات الرئيسية: يقع المشروع بالقرب من المنطقة المحمية من الدرجة الأولى لبحيرة تشاوهو، حيث تتجاوز نسبة النيتروجين والفوسفور في المياه المعايير المسموحة بشكل متكرر.

(2) حل ANJ-MBBR:

أ. تم دمج نموذجين من MBBR-200؛

ب. تتميز طريقة اقتران الفيلم الطيني بمقاومة قوية لأحمال الصدمات؛

ج. مزود بمنصة ذكية للتشغيل والصيانة لتحقيق المراقبة عن بعد؛

د. تم تحسين كفاءة المعالجة باستخدام تقنية الحشو وتقنية الخلط الدوامي الذاتي.

(3) الأثر التنفيذي والبيانات:

أ. جودة المياه الخارجة مستقرة وتفي بالمعيار المحلي، وتركيز COD في المياه الخارجة أقل من 50 مغ/لتر، وهو أفضل بكثير من المعيار المحلي؛

ب. انخفضت تكاليف التشغيل والصيانة بنسبة 40٪.

الحالة 2: مشروع تجديد معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة ريفية بدولة آسيوية

(1) خلفية المشروع والتحديات:

أ. موقع المشروع: معالجة مياه الصرف الصحي الريفية في دولة في آسيا؛

ب. سعة المعالجة: 10 م³/يوم؛

ج. التحديات الرئيسية: وجود معدات قديمة وغير فعالة، وتسرب شديد، وتصريف مياه غير مطابق للمواصفات.

(2) حل ANJ-MBBR:

أ. تم اعتماد نموذج MBRB-10؛

ب. تم اعتماد عملية الاقتران بالفيلم لتحسين كفاءة المعالجة؛

ج. يقوم النظام المتكامل للتحكم الذكي بتعديل معايير التشغيل تلقائيًا وفقًا لنوعية المياه.

(3) الأثر التنفيذي والبيانات:

أ. تركيز COD في المياه الخارجة أقل من 50 ملغ/لتر، وهو أفضل بكثير من المعيار المحلي؛

ب. معدل إزالة النيتروجين الأمونياكي >98%؛

ج. يعمل النظام بشكل مستقر ويتكيف مع التقلبات الموسمية؛

د. تكلفة التشغيل أقل بنسبة 30% من النظام الأصلي.

الحالة 3: مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة ريفية بدولة آسيوية

(1) خلفية المشروع والتحديات:

أ. موقع المشروع: معالجة مياه الصرف الصحي الريفية في دولة في آسيا؛

ب. سعة المعالجة: 50 م³/يوم؛

ج. التحديات الرئيسية: توجد مشكلات في عدم استقرار التيار الكهربائي، وسهولة حدوث جريان زائد في موسم الأمطار، وتصريف المياه غير المطابقة للمواصفات.

(2) حل ANJ-MBBR:

أ. يتم اعتماد نموذج MBBR-50؛

ب. نظام تحكم ذكي متكامل، يتكيف مع تقلبات التيار الكهربائي؛

ج. مزود بمنصة ذكية للتشغيل والصيانة لتحقيق المراقبة عن بعد؛

د. يقوم النظام المتكامل للتحكم الذكي بتعديل معايير التشغيل تلقائيًا وفقًا لجودة المياه.

(3) الأثر التنفيذي والبيانات:

أ. تركيز COD في المياه الخارجة أقل من 50 ملغ/لتر، وهو أفضل بكثير من المعيار المحلي؛

ب. معدل إزالة النيتروجين الأمونياكي >98%؛

ج. يعمل النظام بشكل مستقر ويتكيف مع التقلبات الموسمية؛

د. تكلفة التشغيل أقل بنسبة 30٪ مقارنة بالنظام الأصلي.