水质净化厂运营维护方案.docx
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水质净化厂运营维护方案
水质净化厂运营维护方案
1.1.1水质净化厂运维方案
xxx水质净化厂设计水量为55万m3/d,根据招标文件,厂址初步选择在xxx
河与xxx之间的三角区内。
经过xxx水质净化厂处理后的设计出水水质如下表,出水达到《水污染物综合排放标准》(DB11/307-2013)A标准,部分指标达到A标准。
xxx水质净化厂设计进、出水水质如表所示:
表1-1xxx水质净化厂设计进水水质
根据本工程的进水和出水水质的要求,依据技术先进可靠、占地节省、管理
40
10
15
2
0.4
20
4
10
0.1
5
10
操作可行的宗旨,本工程采用“高效沉淀池+预臭氧+两级曝气生物滤池+UF+臭氧催化高级氧化”处理工艺,采用次氯酸钠消毒。
该工程处理工艺流程简图如下图所示。
图1-1xxx水质净化厂工艺流程图
1.1.1.2
1、
运行管理工艺规程达标控制基本措施策略
一切运营管理工作均是为达到水质净化厂出水稳定达标的目的。
需首先确定日常主要工艺控制的关键点与基本措施,包括:
确保设备和仪器正常运作,根据进水水质和水量变化、生物滤池、UF膜的工作情况,设定曝气量、判断是否要投加药及投加多少、判断膜清洗周期等;根据剩余污泥的性质,及时改变脱水机的运行参数、投药量,保证脱水污泥含水率合格;建立日常检测和预防机制,确保出水消毒等工艺正常运行并达标排放等。
确定水量和水质
准确测定河水流量Q,入流河水的COD、BOD5及有机污染物的大体组成。
确定有机负荷F/M
应结合本集团的运行实践,借助实验手段,选择最佳的F/M值。
河水温度较高时,F/M可高一些。
反之,温度较低时,F/M应低一些。
对出水水质要求较高时,F/M应低一些,反之,可高一些。
确定曝气生物池的投运数量
有机负荷F/M越低,投运生物池的数量就越多。
同样,MLVSS越低,需要投运的生物池数量也越多。
确定鼓风机的投运台数
根据入流河水的水量水质、溶解氧及生物池的运行情况,确定投运的鼓风机的数量。
确定回流比
回流包括好氧池至缺氧池回流、膜池至好氧池回流、后缺氧池至厌氧池回流。
内回流比的确定根据进、出水氨氮和TN的含量进行校正。
在确保TN、TP、氨氮达标且排泥量正常的基础上,确定合理、经济的回流比。
控制周期
处理厂对生物处理系统很难做到时时刻刻进行调控。
曝气系统应实时控制;回流比可在较长的时间段内维持恒定,但应每天检查核算;排泥量亦可在较长的时间段内维持恒定,但应每天核算。
当入流河水流量发生变化或水质突变时,应随时采取控制对策,或重新进行运行调度。
硝化过程
生物硝化靠两类自营养菌进行,即亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和硝化杆菌(Nitrobacter),它们靠氧化无机氮化合物取得能量。
亚硝化单胞菌把氨氧化为亚硝酸盐的过程简单示意如下:
NH3+1.5O2+亚硝化单胞菌→NO2-+2H++H2O
硝化杆菌把亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程简单示意如下:
NO2-+0.5O2+硝化杆菌→NO3-
不论是亚硝化过程还是硝化过程,都要消耗大量的氧,为此在硝化过程中河水中的溶解氧应保持在1.5~2.0mg/L以上,低于0.5mg/L时硝化反应会完全停止。
硝化反应有硝酸形成,会使生化环境的酸度提高,因此河水中应有足够的碱度,以平衡硝化过程中产生的酸,一般认为硝化作用的最佳pH值在7.5~9.2之间。
硝化反应的结果可使氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,但是废水中的总氮量没有变化。
反硝化过程
反硝化过程是指硝酸盐和亚硝酸盐被厌氧菌或兼氧菌还原为气态氮的过程,参与反硝化过程的细菌有无色杆菌属(Achromobacter)、气杆菌属(Aerobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、杆菌属(Bacillus)、微球菌属(Micrococcus)和假单胞菌属(Pseudomonas)。
在反硝化过程中亚硝酸根和硝酸根是被还原物,它们在还原过程中所获得的电子是由有机物质提供的,因此在反硝化过程中,必须有足够的碳源。
反硝化过程示意如下:
5C(有机碳)+4NO3-+2H2O→2N2+4OH-+5CO2
在硝化过程中消耗的氧被储存起来,在反硝化过程中它们又重新释放出来,使反硝化反应中的有机物氧化降解。
亚硝酸根和硝酸根在这个过程中是得电子体,有机碳失去电子被氧化,因此C/N在反硝化过程中是十分重要的,废水的该比值愈低,则通过反硝化反应去除的氮就会愈少,按理论计算BOD5:
TKN应
该大于2.86,但在工程运行操作中,C/N比一般控制在3以上。
当河水中的碳源
不够时,需要另外补充碳源,现在大多采用甲醇,还原1千克硝酸盐需投加2.4
千克甲醇。
(1)影响生物脱氮的因素有:
碱度(pH值)
碱度对硝化速度有重大的影响,虽然普遍认为硝化最佳的pH值范围比较大。
pH值愈低,硝化速度会愈低,硝化反应本身会使系统的pH值下降,所以废水中必须保持有足够的碱度。
如果废水中的碱度不够,就应该投加碱或石灰来补充碱度。
反硝化作用在pH值低于6或高于8时速度明显降低,反硝化作用最佳pH值在7.0~7.5之间。
温度
硝化速度受温度的影响也很强烈,最适宜的温度应保持在20~25℃之间,低于或高于最适宜温度,反应速度直线下降。
溶解氧(DO)
一般认为硝化作用在溶解氧为0.5mg/L时能够完成,但反应的速度比在较高的DO下要慢得多。
抑制物质
过高或过低浓度的氨氮、有毒物质以及有机物质都有可能对生物脱氮产生抑制作用。
氨氮的浓度小于2.5mg/L时硝化速度急剧下降,过高浓度的氨氮对硝化反应会产生基质抑制作用。
为此,在培养和驯化硝化菌时,应十分注意氨氮的浓度,不使其产生抑制。
废水中的重金属以及复合阴离子及有些有机化合物会使硝化菌中毒,它们包括:
锌、铜、汞、铬、镍、银、氯酸盐、氰酸盐、硫脲、烯丙基硫脲、8-羟基喹啉、水杨醛肟、组氨酸、氨基酸、全氯乙烯和松香酸等。
有机物对硝化反应的抑制有两个原因,一是有机物浓度高时,异养菌数量会大大超过硝化菌,从而阻碍氨向硝化菌的传递,硝化菌能利用的氧也因此减少。
另一个原因是某些有机物对硝化菌具有毒害或抑制作用,因为催化硝化反应的酶内含Cu—Cu电子对,凡是能同酶中的蛋白质竞争Cu或直接嵌入酶结构的有机物,均会发生抑制作用。
泥龄
为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量,微生物在反应器的停留时间(污泥龄)应大于硝化菌的最小世代周期,硝化菌的最小世代期为其
最大比增长速率的倒数。
污泥龄一般为硝化菌最小世代周期的两倍以上,并最小不得小于五天。
碳源
反硝化过程需要提供充足的碳源,反硝化速率除与环境因素有关外,还受碳源数量和种类的影响。
可以利用废水中的有机物作反硝化的碳源。
一般认为,当废水的BOD5/TKN值大于3时,可认为碳源充足,不须投加外碳源,反之则应投加甲醇或其它易降解的有机物作碳源。
(2)生物除磷的主要影响因素如下:
厌氧单元中的硝酸盐和溶解氧的浓度
为了达到有效的生物除磷,控制厌氧单元中混合液的硝酸盐和溶解氧的浓度是最为关键的。
严格的厌氧条件的定义是混合液没有溶解氧和硝酸盐。
为了达到厌氧条件,厌氧单元内的混合液应经过脱氮,使硝酸盐浓度不超过2.0mg/L,溶解氧则应低于0.2mg/L。
出水悬浮固体
为降低出水磷的浓度,必须降低出水悬浮固体的含量,因为出水悬浮固体含磷。
因此出水悬浮固体浓度的提高可导致出水总磷浓度的提高。
出水固体浓度可以通过优化污泥沉降性能,或者通过调整沉淀阶段的时间来实现。
可利用的有机物浓度
为了达到厌氧条件,即河水硝酸盐浓度不超过2.0mg/L,溶解氧低于0.2mg/L,就需要引入原河水(高浓度的可利用有机物)消耗池中多余的氧及硝酸盐。
泥龄
为进行生物除磷而设计的系统必须进行硝化和脱氮,因为在反应池厌氧/缺氧单元内的硝酸盐浓度非常低。
由于硝化细菌的生长率比那些去除有机物的细菌要低,所以生物脱氮工艺须较长泥龄。
而另一方面,生物除磷主要是通过排泥,为了保证系统的除磷效果,系统的泥龄在满足脱氨氮的前提下,尽可能地短。
BOD5/TP
河水中的BOD5/TP是影响生物除磷系统的又一重要因素,BOD5/TP过低,会使污泥中的聚磷菌在好氧池中吸磷不足,从而使出水磷升高。
实验表明,每去
55
除一毫克的BOD,约可去除磷0.04~0.08毫克。
一般而言,保持BOD/TP大于
20对生物除磷系统来讲是必须满足的条件之一。
碱度
通常认为碱度对除磷的影响不大,但实验研究证明碱度对生物除磷也有一定影响,只是一般的河水中的碱度能满足生物除磷的要求。
2、粗格栅渠的运行管理工艺规程
粗格栅作用:
拦截污水中较大漂浮物,以免堵塞后续单元的设备和工艺渠道。
工艺控制:
栅机控制方式分为自动控制和手动控制。
自动控制方式为时间加
水位控制,通常采用自动控制。
当水量及渣物量增大及自控方式故障时,及时切换格栅机为手动控制运行方式。
根据时间和液位差双重方式启动粗格栅系统,时间方式:
间隔时间和运行时间根据污水中渣物设定;
液位差控制方式:
栅前栅后水位差和栅后水位从超声波液位计读取,水位差通常小于0.2m,若液位差大于0.3m应立即检查格栅机是否堵塞或其它故障,并及时手动开启排堵。
若水位差持续过大,可以启用备用格栅。
当渣物异常时可手动控制时,可采取连续运行,但注意安全操作中设备启动顺序。
大修后的投运,应检查细格栅流道内有无异物。
每日清理一次格栅栅渣,保持格栅环境卫生,对分离出的栅渣及时清除。
运行人员按照巡视制度定时观察并记录细格栅运行情况、除渣情况,并记录。
3、进水提升泵房的运行管理工艺规程
提升泵作用:
将污水提升一定高程,使污水自流通过后续处理工序工艺控制,水泵的启动台数根据外部管网进水情况及泵池液位来控制泵池内安装液位计。
当泵池水位达到最低水位时,报警全部水泵停止工作。
按水位高低启动对应数量水泵;依次类推在水位从最高水位逐渐降低时,按上述水位反向控制停止水泵的运行。
上述运行中,应相应开启与关闭单泵管路中相应的阀门。
进水异常时可采取手动控制开停污水泵,但注意安全操作中设备启动顺序。
4、细格栅渠的运行管理工艺规程
细格栅作用:
进一步拦截粗格栅未能去除的较小漂浮物,以免堵塞后续单元的设备和工艺渠道。
根据时间和液位差双重方式启动细格栅系统,同时相应延时启动(具体延时间隔由厂家提供)配套的螺旋输送机和螺旋压榨机。
时间方式:
间隔时间和运行时间(运行时间和运行周期根据实际运转情况可调)。
液位差方式:
当细格栅前后液位差达到0.20m(可调)时,应启动格栅,运行0.1小时(运行时间可调)。
进水渣物时可采取手动控制开停设备,但注意安全操作中设备启动顺序。
5、曝气沉砂池的运行管理工艺规程
•沉砂池功能:
采用曝气沉砂工艺,污水流入沉砂区后,在离心力的作用下,砂粒与污水分离,掉入砂斗,有机物则被留在污水中。
由于曝气作用,废水中有机颗粒经常处于悬浮状态,砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力,砂粒上附着的有机污染物能够去除,有利于取得较为纯净的砂粒。
另外,在水中曝气可脱臭,改善水质,有利于后续处理,还可起到预曝气作用。
沉砂用压缩空气经砂提升管、排砂管至螺旋式砂水分离器分离后外运,脱砂废水接入厂区排水管道。
•沉砂池的操作系统分为手动和自动。
沉砂池的空气提升泵以及砂水分离
器的操作由电控柜自动执行,需要保养或手动操作时,系统可以切换为人工控制方式运作。
空气提升泵操作前必须确认鼓风机操作正常、气压达到预设值。
•每组沉砂池出水采用钢制堰门形式,当沉砂池水量较大/小时,可通过调
节出水堰门的低/高时控制池中的水位,以保证其停留时间和浮渣的正常排出。
6、预臭氧接触池的运行管理工艺规程
臭氧接触池作用:
去除藻类,并进行预氧化;工艺控制:
a、臭氧接触池的池体内外附属管道与设备应定期进行检查、维护、包养及大修,且对应的周期、内容及质量应符合设备制造商维护手册上的有关规定,并
应符合实际生产要求。
b、臭氧接触池的各类仪表需每月进行校验与检修,并对长期开或关的阀门每月操作一次。
c、臭氧的投加量应根据水质情况及处理效果及时调整。
d、臭氧接触池的进气管路、尾气管路及水样采集管路上的各种阀门与仪表的运行状况应每日检查,并应进行必要的清洁和保养工作。
e、臭氧接触池应定期进行放空检查、清洗。
6、高效沉淀池的运行管理工艺规程
高效沉淀池作用:
主要是去除污水中的大部分砂粒和悬浮物。
高效沉淀池由反应区和澄清区两部分组成,在混合反应区内,靠搅拌器的提升混合作用完成泥渣、药剂、原水的快速凝聚反应,然后经叶轮提升至推流反应区进行慢速絮凝反应,以结成较大的絮凝体。
在澄清区,矾花沉淀,沉积成污泥并浓缩,上部污泥经泵提升至反应池进水端循环利用;下部污泥排往污泥处理系统。
工艺控制:
a、根据工艺要求调节聚合物投加量、反应池搅拌器速度、污泥回流比、排泥量。
b、定时观察沉淀池的沉淀效果,如出水浊度、泥面高度、沉淀的悬浮物状态,水面浮泥或浮渣情况等,检查各管道附件、排泥刮渣装置是否正常。
c、每班目视检查水面、集渣槽、集水槽。
如有必要,进行冲洗。
d、按照要求,定期对系统进行部分放空并清洗斜管。
e、每年进行一次系统全部放空,彻底清洗系统。
f、观察并记录高效沉淀池运行情况和突发状况。
7、曝气生物滤池的运行管理工艺规程
曝气生物滤池作用:
曝气生物滤池主要是在有氧的情况下,将污水的中级无通过填料上粘附生长的微生物膜中微生物的吸附氧化还原过程,把复杂的大分子有机物氧化分解为简单的无机物,从而达到净化污水的目的.此外,曝气生物滤池可将进水的氨氮进行硝化,从而实现对氨氮的去除.曝气生物滤池是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来
的,具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用,且其容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,出水水质好等特点。
工艺控制:
a、强化预处理,降低SS指标:
BAF工艺预处理环节包括粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、分配井、斜管沉淀池、超细格栅等;每道工序相互连接、相互制约。
预处理各个工段要紧密配合,强化预处理,力争SS去除率达60%以上,尽量减轻生物滤池运行负荷。
b、合理控制反冲洗时间和强度:
理的调整反冲洗时间和反冲洗的强度,对滤池的恢复和运行以及能耗都比较重要。
滤池冲洗不到位会导致冲洗的频率增加,过度冲洗又会使生物膜流失,延长滤池的恢复时间。
在操作实务中,我们主要以每个滤池的池底压力达到设定值作为冲洗条件。
冲洗时由1名操作员在中控室远程操作,1名操作员在现场指挥,根据冲洗的情况,增加汽冲、汽水联合冲洗、水漂洗的强度和时间。
如遇滤池堵塞严重时,可增加鼓风机及水泵的台数联合冲洗,但要防止因强度过大造成冲洗池漫水,每次冲洗的时间通常在25~30分钟。
8、UF膜的运行管理工艺规程
超滤系统的自动控制包括以下5个主要程序:
a.过滤
b.反洗c.化学加强反洗(CEB)d.充水和排气e.完整性测试
反洗排水产水
压缩空气
进水
进水泵
PCV01AV01
AV02
V
40
A
完整性检测面板
反洗泵
反洗进水
图1-2超滤系统工艺流程框图
(1)过滤过程
在系统进行过滤时,原水泵向超滤系统供水,超滤系统工作方式为全流过滤,全部进水经过超滤膜后从产水管排出;进水流量调节阀PCV01、进水自动阀AV01、产水自动阀AV03打开,原水泵启动,提供过滤所需压力,并通过调进水流量调节阀PCV01(或变频原水泵的频率)保持进水流量不变。
膜进出水端装有压力测量仪表(压力变送器),测定跨膜压差(TMP)。
过滤程序
表1-2
零位
过滤过程控制步序(自动阀和泵的状态)
1阀门打2开始过4停止过
5阀门关
零位
置
开
滤
滤
闭
置
超滤原水单元
○
原水控制阀
●
F
F
C
C
●
●
原水隔断阀
○
○
○
○
○
○
○
产水阀
●
○
○
○
○
●
●
浓水阀
●
●
●
●
●
●
●
反洗阀
●
●
●
●
●
●
●
左进水端放气阀
●
●
C
C
C
●
●
右进水端放气阀
●
●
C
C
C
●
●
左产水端放气阀
●
●
C
C
C
●
●
右产水端放气阀
●
●
C
C
C
●
●
(2)反冲洗过程
在反洗过程中,过滤过程中累积在膜表面的污染物被一个反向的水流去除,反洗水采用超滤产水。
反洗时,反洗进水自动阀门AV04、反洗排水自动阀门AV05开启,然后反冲洗水泵启动,开始进行反冲洗。
表1-3反冲洗过程控制步序(自动阀和泵的状态)
反洗程序
超滤反洗泵
零位置
1打开浓水阀
2打开反洗阀
3开始反洗
○
4反洗
○
原水控制阀
●
●
●
●
●
原水隔断阀
○
○
○
○
○
产水阀
●
●
●
●
●
浓水阀
●
○
○
○
○
反洗阀
●
●
○
○
○
左进水端放气阀
●
●
●
C
C
右进水端放气阀
●
●
●
C
C
反洗程序
零位置
1打开浓水阀
2打开反洗阀
3开始反洗
4反洗
左产水端放气阀
●
●
●
C
C
右产水端放气阀
●
●
●
C
C
左进水端排空阀
●
●
●
●
●
右进水端排空阀
●
●
●
●
●
(3)化学加强反洗(CEB)
化学加强反洗(CEB)过程中,水反洗所不能去除的污染物可以通过投加化学药剂来去除。
在反洗时,化学药剂加入到超滤膜中后,浸泡一段时间,使化学药剂与膜表面的污染物充分反应,然后通过反洗,把剩余的化学药剂及污染物冲掉。
化学加强反洗过程分为CEB1及CEB2两个过程,通过投加不同的化学药剂去除不同的污染物,一般分为碱洗(CEB1)和酸洗(CEB2),碱洗所投加的药剂是氢氧化钠(NaOH)和次氯酸钠(NaOCl),酸洗所投加的药剂是盐酸(HCl),但是根据水质的不同化学药剂的投加可以不同。
根据运行参数的不同,CEB1和CEB2可以连续执行(此时标示为CEB1A和CEB1B)或者若干次CEB1后执行CEB2。
化学加强反洗进行时,先进行正常反洗的操作,再启动加药泵,加入化学药
剂。
然后按预定的时间进行浸泡,最后将化学药剂冲出设备。
化学加强反洗通常在进行若干次反洗后进行一次,不必每次反洗时都进行。
成功应用全流过滤技术的关键,是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计,从而使最终用户获得最低的运行费用。
因为反冲洗不必加入任何化学药剂,并且进行时间很短(通常为~35秒)因此反冲洗的费用远远低于化学加强反洗,是去除膜表面沉积污染物的首选方法。
下图表示系统运行过程中跨膜压差的变化,可以更清楚地解释上述问题。
图1-3超滤系统运行过程中跨膜压差(TMP)的变化情况
图中A段表示过滤过程,B段表示反洗过程,C段表示化学加强反洗过程
(CEB)。
A过程进行中,对于特定的水质,需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。
若降低反洗和化学加强反洗的频率,将影响膜的通量,同时也将使系统的投资增加;另外一个方法是通过加药或进行适当的预处理改善进水的水质。
这同样要增加投资或运行费用,因此通常要根据实际情况在这两种方案中进行权衡。
对于B过程,跨膜压差取决于膜表面泥饼层的厚度和反洗时的机械压力。
反洗应尽可能充分,保证能够被反洗掉的污染物充分去除,这是降低化学加强反
洗频率的一种有效方法。
此外,这个过程中也存在反洗的机械压力(如反洗水的流量)和改变泥饼层厚度(加入预处理系统)两种方案之间权衡的问题。
C过程为化学加强反洗(CEB),仅在进行了反洗后跨膜压差仍然未达到预定值后,或者在预先设定的较多的反洗次数以后。
所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂,包括次氯酸钠、氢氧化钠、盐酸等。
CEB过程可以非常容易的处理掉泥饼层。
(4)充水和排气过程
充水和排气是安装膜元件后,运行前的必要步骤。
表1-4充水和排气过程控制步序(自动阀和泵的状态)
水
水
水
水
水
超滤原水单元
○
○
○
○
○
原水控制阀
●●F
F
F
F
F
●
●●
原水隔断阀
○○○
○
●
○
●
●
○○
产水阀
●●●
●
●
●
●
●
●●
浓水阀
●●●
●
●
●
●
●
●●
反洗阀
●●●
●
●
●
●
●
●●
左进水端放气阀
●○○
○
C
C
C
C
●●
右进水端放气阀
●○○
○
○
C
C
C
●●
左产水端放气阀
●○○
C
C
○
C
C
●●
右产水端放气阀
●○○
C
C
○
○
C
●●
左进水端排空阀
●●●
●
●
●
●
●
●●
右进水端排空阀
●●●
●
●
●
●
●
●●
3进
4交错
5产
6交错
7停
水干
进水
水干
产水
止
管充
端充
管充
端充
充
水
水
水
水
水
充水和排水程序完成后,进入反冲洗程序。
(5)完整性检测-气流法(AIT)
气流完整性检测法(AirIntegrityTest,简称AIT)使用的原理是湿膜通过气体扩散可以透过极少量的空气,而一处破损膜丝、管板泄漏或密封不严会透过相对大量的空气。
AIT时UF单元的进水侧先排水然后加1bar(g)经过过滤的压缩空气,而产水侧不排水并和大气相通。
压缩空气将进水侧的所有残留的水通过膜孔推至产水侧。
一旦进水侧的所有水被推出后,由于1bar(g)的空气除了扩散作用
(扩散AIT流)外不能透过湿润的膜孔,因此流量会有相当大的下降。
如果系统的完整性有缺陷(膜丝破损、密封不严、管板泄漏),气体将从有缺陷的部位流到产水侧并导致置换产水流比扩散AIT流有相当大的升高。
完整性测试作用于一个超滤单元或其一部分,一个测试5min内即可完成。
1)检测方法
当超滤单元停止过滤进行空气流测试时,从进水端排空超滤单元,并且用压力空气对进水端进行加压。
同时打开出水端的排气阀测定空气流的速率。
由于进水侧的水不能马上排空,因此需要大约5min的延迟时间,然后测定表征空气流速率,测定时间宽度超过+30s。
超滤单元中剩余的水在压缩空气推动下流过经膜面,导致产生一个原始的高空气流速,此流速并不代表超滤单元是否完整,完整性要根据后续检测结果判断。
一旦发现膜单元有缺陷,空气流检测的下一步是确定发生膜破损的膜压力容器的位置