ترقية محطة معالجة مياه الصرف الصحي المعالجة MBBR في كونشان جيانبي: دراسة حالة بقدرة إنتاجية تبلغ 196,000 متر مكعب/اليوم

تقع محطة معالجة مياه الصرف الصحي للمنطقة الشمالية Jianbei في كونشان، مقاطعة جيانغسو، وتعد واحدة من أكبر مرافق معالجة مياه الصرف الصحي البلدية شبه تحت الأرض في الصين. بقدرة علاجية إجمالية قدرها196.000 طن/يوميخدم المصنع ما يقرب من 560.000 ساكن، وقد خضع لعملية ترقية MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية ذات السرير المتحرك) عبر أربع مراحل بناء تمتد على مدار 16 عامًا. تتناول دراسة الحالة هذه استراتيجية التعديل التحديثي، وتكوين العملية، والنتائج التشغيلية التي أدت إلى رفع جودة النفايات السائلةالفئة أإلى الصارمةمعيار المياه السطحية من الدرجة الرابعة.

نظرة عامة على النبات

تعالج محطة معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة كونشان جيانبي الشمالية حصريًامياه الصرف الصحي البلدية والصرف الصحي المنزليمما يجعلها عنصرا حاسما في البنية التحتية البيئية في المنطقة. يشغل المرفق مساحة إجمالية تبلغ حوالي115 كيلومتر مربعداخل مستجمعات المياه الحضرية في كونشان. تتكامل عملية العلاج الأساسيةالمعالجة المسبقة + عملية AAO (اللاهوائية-أنوكسيك-أوكسيك) المعدلة باستخدام MBBR + ترسيب عالي الكفاءة + ترشيح من النوع V + تطهير بالأشعة فوق البنفسجية، وهو ما يمثل نهجًا متعدد العوائق لتنقية مياه الصرف الصحي المتقدمة.

يتم تصريف النفايات السائلة المعالجة إلى أجسم مائي طبيعي (نهر)، الذي يفرض متطلبات بيئية صارمة على إزالة المغذيات - وخاصة بالنسبة لنيتروجين الأمونيا والفوسفور الكلي - لمنع التخثث في البيئة المائية في اتجاه مجرى النهر.

محطة معالجة مياه الصرف الصحي بمنطقة كونشان جيانبي الشمالية - واحدة من أكبر مرافق المعالجة البلدية شبه تحت الأرض في الصين

تاريخ التوسع على أربع مراحل

تم تطوير المصنع على أربع مراحل بناء رئيسية، كل منها تعمل على توسيع القدرة مع دمج تقنيات المعالجة المتقدمة بشكل تدريجي:

المرحلة الأولى - التشغيل الأولي (2005)

المرحلة الأولى أسست أ50.000 طن/يومالقدرة الأساسية. تم الانتهاء من البناء في يناير 2005، وبدأ التشغيل التجاري في أغسطس من نفس العام. أرست هذه المرحلة الأساس لوحدات المعالجة التقليدية المصممة للوفاء بمعايير التفريغ من الفئة "أ" المعمول بها آنذاك.

المرحلة الثانية - التوسع والمعالجة المتقدمة باستخدام MBBR (2009)

وأضاف المرحلة الثانية آخر50.000 طن/يوممن القدرات، وبشكل حاسم، قدمتقنية إم بي آرلتعزيز إزالة المغذيات البيولوجية. بدأ التشغيل التجاري في أغسطس 2009، وهو ما يمثل أول نشر للمحطة للمعالجة القائمة على حامل الأغشية الحيوية. أظهرت هذه المرحلة إدراكًا مبكرًا بأن الحمأة المنشطة المعلقة النمو وحدها لن تكون كافية لتلبية التوقعات التنظيمية المتطورة.

المرحلة الثالثة - التوسعة شبه تحت الأرض (2016)

إضافة48.000 طن/يوم، اعتمدت المرحلة الثالثة أالبناء شبه تحت الأرضالتصميم - نهج يقلل من التأثير البصري، ويقلل من انبعاثات الروائح، ويحافظ على الأراضي السطحية للاستخدام المجتمعي. مرت المرحلة بالقبول الرسمي في 13 ديسمبر 2016.

المرحلة الرابعة - أول محطة معالجة مياه الصرف الصحي شبه تحت الأرض في كونشان (2019)

أضاف التوسع الرابع والأخير آخر48.000 طن/يومليصل المصنع إلى إجماليه الحالي196.000 طن/يوم. وباعتباره أول قسم لمعالجة مياه الصرف الصحي شبه تحت الأرض بالكامل في كونشان، فقد تم قبوله في 23 مايو 2019، مما يمثل سابقة للبنية التحتية المستقبلية لمياه الصرف الصحي الحضرية في منطقة دلتا نهر اليانغتسى.

رسم تخطيطي للمصنع يوضح التوسعة متعددة المراحل وترتيب وحدة المعالجة

الترقية والتحديث: الفئة أ إلى الفئة الرابعة معيار المياه السطحية (2020-2021)

بدأ التحول الأكثر أهمية فيسبتمبر 2020ووصلت إلى الانتهاء فييناير 2021. أدى برنامج الترقية والتحديث الشامل إلى رفع مستوى تصريف المحطة منالفئة أ من معايير معالجة مياه الصرف الصحي الحضريةإلى ما هو أكثر تطلبا بكثيرمعيار المياه السطحية شبه من الدرجة الرابعة. يتطلب تحقيق ذلك إعادة هندسة منهجية لجوهر المعالجة الكيميائية الحيوية - مفاعلات AAO-MBBR.

خزان الكيمياء الحيوية MBBR: سبعة تحسينات رئيسية

كان الخزان الكيميائي الحيوي المستطيل هو النقطة المحورية في التحديث. مع COD المؤثر يتجاوز عادة100 ملغم/لتر، حقق النظام الذي تمت ترقيته COD للنفايات السائلة باستمرار أدناه20 ملغم/لتر- كفاءة إزالة تتجاوز 80%. تم تنفيذ سبعة تحسينات مستهدفة:

1. الوسائط الناقلة للأغشية الحيوية MBBR19

النبات المختارMBBR19الناقلات المصنعة من100% HDPE بكرباللون الأسود. تتميز هندسة الحامل الأسطوانية ببنية متقاطعة داخلية ومساحة سطح محمية مُحسّنة لربط الأغشية الحيوية مع الحفاظ على خصائص التميع الممتازة. تضمن Virgin HDPE الخمول الكيميائي، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وعمر خدمة يتجاوز 10 سنوات في ظل التشغيل المستمر - وهو أمر ضروري لمنشأة بهذا الحجم حيث قد يؤدي استبدال الوسائط إلى توقف كبير وتكلفة كبيرة.

الوسائط الناقلة MBBR19 - 100% HDPE البكر، مصممة لكثافة عالية للأغشية الحيوية وعمر خدمة طويل

2. تحسين توزيع تدفق المدخل

أدى التعديل الهيدروليكي الحاسم إلى تحويل تكوين المدخل من أمدخل أنبوب واسع الجانبإلى أمدخل سد الفائض طويل الجانب. أنتج هذا التغيير الذي يبدو متواضعًا فوائد تشغيلية كبيرة: فقد أدى إلى تحسين توزيع التدفق عبر المقطع العرضي للخزان، والقضاء على دوائر القصر والمناطق الميتة، وتعزيز توحيد تميع حامل MBBR، وتحسين مقاومة الخزان لأحمال الصدمات الهيدروليكية والعضوية بشكل كبير. يعد توزيع التدفق الموحد شرطًا أساسيًا لأداء الأغشية الحيوية المتسق - حيث تؤدي المناطق الميتة إلى تراكم الناقل وتقليل حجم المفاعل الفعال.

تعديل مدخل سد الفائض الطويل الجانب - إزالة المناطق الميتة وتحسين تميع الناقل

3. شاشات الاحتفاظ بالوسائط الخاصة بالمخرج

مخلصشاشات الاحتفاظ MBBRتم تركيبها عند مخرج المفاعل لمنع الوسائط الحاملة من الهروب إلى وحدات المعالجة النهائية. يعد تصميم الشاشة أمرًا بالغ الأهمية: فالانسداد المفرط يزيد من فقدان الرأس وتكرار الصيانة، في حين أن الفحص غير الكافي يسمح بفقدان الوسائط مما يقلل من المخزون الفعال للكتلة الحيوية ويخاطر بانسداد المعدات النهائية. تم تصميم شاشات الأسلاك الإسفينية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في كونشان للاحتفاظ بحاملات MBBR19 مع الحفاظ على الإنتاجية الهيدروليكية.

شاشات احتجاز منفذ MBBR المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ - تمنع فقدان وسائط الناقل

4. نسبة تعبئة الناقل

التحديثية تستخدم أنسبة التعبئة 10-15%(حجم الحامل كنسبة مئوية من الحجم الفعال للمفاعل)، وهو أمر متحفظ بشكل ملحوظ بالنسبة لتحديث MBBR. في تصميمات MBBR الخضراء، تعد نسب التعبئة من 30 إلى 55٪ شائعة، ولكن يجب أن توازن مشاريع التعديل التحديثي بين قدرة المعالجة المعززة وهندسة الخزان الحالي، وسعة التهوية، وطاقة الخلط. نجحت نسبة الملء البالغة 10-15% في كونشان في تحقيق التحسين المطلوب للنفايات السائلة دون تجاوز الحدود الهيدروليكية والتهوية للبنية التحتية الحالية - وهو نهج عملي وفعال من حيث التكلفة لتكامل MBBR في الحقل البني.

5. الجمع بين تهوية الفقاعات الناعمة والخشنة

يستخدم نظام التهوية أتكوين الوضع المزدوجالجمع بين ناشرات أقراص الفقاعات الدقيقة وخرطوم تهوية الفقاعات الخشنة:

تهوية فقاعية دقيقة(ناشرات القرص) يخدم الغرض المزدوج المتمثل في تميع حامل MBBR وإمداد الأكسجين المذاب لعملية التمثيل الغذائي الميكروبي. توفر الفقاعات الدقيقة كفاءة أعلى في نقل الأكسجين (OTE)، عادةً ما تتراوح بين 4.5 إلى 6.5% لكل متر من الغمر، مما يجعلها العمود الفقري الموفرة للطاقة في المعالجة البيولوجية.

تهوية الفقاعات الخشنة(خرطوم التهوية) يكمل تميع الناقل في المناطق التي قد تكون فيها طاقة الفقاعات الدقيقة وحدها غير كافية للحفاظ على تعليق الوسائط الموحد. تولد الفقاعات الخشنة اضطرابًا وأنماط خلط أقوى، مما يمنع التقسيم الطبقي للحامل ويضمن اتصالًا متسقًا بين الأغشية الحيوية ومياه الصرف الصحي في جميع أنحاء حجم المفاعل. تعمل استراتيجية التهوية الهجينة هذه على موازنة كفاءة نقل الأكسجين مع المتطلبات الميكانيكية لتعليق الحامل - وهو أحد الاعتبارات المهمة في التصميم لأنظمة MBBR ذات الخزانات الكبيرة حيث يكون التميع الموحد أكثر صعوبة من المفاعلات المدمجة.

نظام تهوية هجين بالفقاعات الناعمة والخشنة - يوازن بين نقل الأكسجين وتسييل الناقل

6. بروتوكول إدارة الرغوة

يتم التعرف على رغوة السطح الخفيفة على أنهاظاهرة كيميائية حيوية طبيعيةالناتجة عن التمثيل الغذائي الميكروبي وإنتاج المواد البوليمرية خارج الخلية (EPS) في الأغشية الحيوية. يعمل المصنع وفقًا لبروتوكول مراقبة الرغوة المتدرج: الرغوة الخفيفة والعابرة لا تتطلب أي تدخل يدوي. يتم بدء التحقيق والإجراءات التصحيحية فقط عندماتراكم الرغوة المفرط أو الفائض أو الروائح غير الطبيعيةتمت ملاحظتها - المؤشرات المحتملة لأحمال الصدمات السامة المؤثرة، أو تقادم الحمأة، أو ظروف الحمل الزائد العضوي التي تستدعي التعديل التشغيلي.

7. حماية جدار الخزان من التآكل

تتضمن عملية MBBR طويلة المدى تميع الناقل المستمر والاصطدام بجدران الخزان - وهي آلية تآكل ميكانيكية فريدة من نوعها لأنظمة MBBR. ينفذ مصنع كونشان أبرنامج التفتيش الروتينيتغطية الطلاءات المضادة للتآكل، وسلامة معدات التهوية، والحفاظ على حالة الشاشة. يؤدي الإصلاح الاستباقي والاستبدال المجدول للمكونات البالية إلى منع التوقف غير المخطط له والحفاظ على السلامة الهيكلية. هذا هو الجانب الذي يتم تجاهله بشكل متكرر في عملية MBBR التي تؤثر بشكل مباشر على عمر الأصول على المدى الطويل.

أنواع تكوين محطة معالجة مياه الصرف الصحي: منظور مقارن

إن تطور محطة كونشان من الحمأة المنشطة التقليدية إلى تكوينات متعددة يوفر رؤية قيمة لتخطيط البنية التحتية لمعالجة مياه الصرف الصحي. ويمثل التصميم شبه تحت الأرض الذي تم اعتماده في المرحلتين الثالثة والرابعة اتجاهاً متنامياً في المناطق الحضرية في الصين، حيث يدفع ضغط استخدام الأراضي والمخاوف المتعلقة بالرائحة المجتمعية بشكل متزايد خيارات تصميم البنية التحتية.

تحليل مقارن لأنواع تكوينات محطات معالجة مياه الصرف الصحي - فوق الأرض، وشبه تحت الأرض، وتحت الأرض بالكامل

الوجبات السريعة الرئيسية لمشاريع MBBR التحديثية

توضح محطة معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة كونشان جيانبي الشمالية ذلكيعد تحديث MBBR واسع النطاق ممكنًا من الناحية الفنية وعمليًا اقتصاديًا، حتى بقدرات تقترب من 200.000 طن/يوم. وقد سمح نهج التطوير المكون من أربع مراحل، والذي دام 16 عامًا، للمحطة بدمج تكنولوجيا المعالجة المتقدمة بشكل تدريجي مع الحفاظ على التشغيل المستمر - وهو نموذج يستحق الدراسة للبلديات التي تواجه تحديات ترقية مماثلة. يؤكد الارتقاء الناجح من معايير المياه السطحية من الفئة A إلى الفئة IV، والذي تم تحقيقه بنسبة تعبئة متحفظة تبلغ 10-15% MBBR، على فعالية تكامل حامل الأغشية الحيوية المصمم جيدًا ضمن البنية التحتية AAO الحالية.

المراجع ومصادر البيانات

تقرير زيارة الموقع، محطة معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة كونشان جيانبي الشمالية، يونيو 2026. تم التحقق من البيانات التشغيلية للمحطة ومواصفات التصميم أثناء التفتيش في الموقع. مقارنة معايير التفريغ مستمدة من معيار تصريف الملوثات لمياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية في الصين (GB 18918-2002) ومعيار الجودة البيئية للمياه السطحية (GB 3838-2002).