Analiza kvarova i shema obnove sustava prozračivanja
Uvod
Thesustav prozračivanja, kao jedna od komponenti biološkog sustava za pročišćavanje otpadnih voda, prvenstveno služi za opskrbu kisikom potrebnim za metabolizam mikroba i regulaciju koncentracije otopljenog kisika (DO) unutar biološkog spremnika. Vrtlozi nastali dižućim mjehurićima i poremećaji uzrokovani njihovim pucanjem omogućuju učinkovito miješanje aktivnog mulja, sprječavajući taloženje mulja. Za kontaktne biološke spremnike koji sadrže medij, prozračivanje također potiče uklanjanje ostarjelog biofilma s površine medija, olakšavajući obnavljanje biofilma i povećavajući njegovu aktivnost.
Studije pokazuju da promjene u koncentraciji DO unutar biološkog spremnika dovode do promjena u vrsti, količini, stanju zoogloee, biološkoj aktivnosti i metaboličkim vrstama mikrobnih zajednica. Posljedično, utječu se na brzine reakcija i učinkovitosti biokemijskih procesa kao što su biološko uklanjanje ugljika, biološko uklanjanje dušika i biološko uklanjanje fosfora, mijenjajući učinkovitost uklanjanja zagađivača poput organske tvari, amonijačnog dušika, ukupnog fosfora i ukupnog dušika u otpadnoj vodi. Radni status sustava za prozračivanje izravno utječe na učinkovitost uklanjanja mikrobnih zagađivača, čime utječe na ukupnu učinkovitost pročišćavanja uređaja za pročišćavanje otpadnih voda (UPOV).
Stoga je održavanje sustava prozračivanja u dobrom radnom stanju primarni zadatak u radu i održavanju UPOV-a.
1. Materijali i metode
1.1 Pregled UPOV-a
UPOV projektiranog kapaciteta od15,000 m³/d. Projektirani pokazatelji utjecaja onečišćujućih tvari prikazani su uTablica 1, a standardi otpadnih voda zadovoljavaju standard razreda A "Standard ispuštanja zagađivača za komunalna postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda" (GB 18918-2002). Glavni proces liječenja je:Preliminarni tretman + koagulacija-sedimentacija + biološki sustav + sekundarni sedimentacijski spremnik + napredni tretman.
U početku, zbog nerazvijene mreže sakupljanja i tekuće izgradnje okolnih poduzeća, postrojenje je radilo s prekidima zbog slabog dotoka. Kako su okolna poduzeća počela raditi, dotok i opterećenje onečišćujućim tvarima su se povećali, što je dovelo do prelaska sustava za prozračivanje biološkog spremnika na 24-satni neprekidni rad, sa stopama prozračivanja prilagođenim na temelju dotoka i opterećenja. Tijekom tog razdoblja i biološki spremnik i sustav prozračivanja radili su stabilno, sa svim parametrima efluenta koji su dosljedno zadovoljavali standarde.
1.1.1 Opis biološkog spremnika
Biološki sustav usvaja izgled sličantradicionalni A²/O proces, koji se sastoji od anaerobne, anoksične i oksične zone. Anaerobna i anoksična zona podijeljene su u dva Tandem procesna odjeljka jednakog volumena, dok je oksična zona podijeljena u četiri. U anaerobnoj i anoksičnoj zoni ugrađeno je šest potopnih miješalica. Fiksni fini{3}}difuzori mjehurića postavljeni su na dnu odjeljaka u anoksičnim i oksičnim zonama, s povratnim imitacijskim medijima pričvršćenim iznad difuzora za rast mikroba. Sustav prozračivanja koristi puhala za dovod komprimiranog zraka do difuzora finih-mjehurića preko bočnih strana. Stopa prozračivanja u svakoj bočnoj strani regulirana je ventilima. Ugrađena su tri puhala koja rade u + 1-pripravnom načinu rada s 2 dužnosti.
1.1.2 Opis greške
Nakon približno 5 godina stabilnog rada došlo je do nakupljanja značajnog mulja na dnu anoksične i oksične zone. Puhala su često imala alarme visokog izlaznog tlaka i zaštitna isključivanja. Neki fini-difuzori mjehurića su pukli. Kako je izlazni tlak nastavio rasti, povećala se učestalost gašenja puhala i broj puknutih difuzora. Značajan gubitak zraka kroz pokvarene difuzore doveo je do stalnog smanjenja razine DO u biološkom spremniku, uzrokujući postupno pogoršanje kvalitete efluenta. Kako bi se održala usklađenost, povećan je broj i vrijeme rada puhala. Ovaj začarani krug uzrokovao je česta oštećenja komponenti puhala poput ležajeva i zupčanika. U konačnici, jedan je puhač bio ozbiljno istrošen i rashodovan. Mulj u oksičnoj zoni postao je tamnosmeđi, s rastresitim, smrdljivim-zoogleama, a kvaliteta efluenta dodatno se pogoršala.
1.2 Analiza uzroka greške
Pregledom operativnih zapisa (utjecaj, sustav prozračivanja, održavanje opreme) i opažanja na lokaciji, uzroci su analizirani kako slijedi:
1.2.1 Uzroci oštećenja puhala
- Česta paljenja/zaustavljanja zbog početnog povremenog dotoka, što uzrokuje mehaničko trošenje.
- Ponovno pokretanje puhala pod tlakom nakon isključivanja zbog preopterećenja i produljenog rada pod preopterećenjem.
- Povećana potražnja za zrakom zbog većeg protoka i puknutih difuzora, što dovodi do produženog rada.
- Povišene radne temperature zbog dugotrajnog pretlaka.
1.2.2 Uzroci visokog izlaznog tlaka puhala i oštećenja difuzora
- Nepotpuno čišćenje cijevi za zrak tijekom izgradnje, ostavljajući ostatke koji su začepili pore difuzora.
- Taloženje mulja prekriva difuzore, začepljuje pore.
- Kondenzat u zračnim cijevima začepljuje pore difuzora.
- Isprekidano prozračivanje koje uzrokuje često širenje/stezanje, starenje membrana difuzora i nepotpuno otvaranje pora, što dovodi do povećanja tlaka.
- Otpadna voda/mulj ulazi u pokvarene difuzore, raspršujući i začepljujući druge difuzore.
1.2.3 Uzroci nakupljanja mulja na dnu
- Povremeni dotok i prozračivanje uzrokuju taloženje.
- Česti kvarovi puhala uzrokuju povremeno prozračivanje.
- Smanjena aeracija u bočnim stranama s puknutim difuzorima.
- Loše performanse prozračivanja povećavaju taloženje neaktivnog biofilma koji se ljušti iz spremnika i medija.
1.3 Shema obnove
Obraćajući se na kvarove i njihove uzroke, uzimajući u obzir obrasce dotoka i potrebu za kontinuiranim radom, razvijena je sljedeća shema obnove:
Nepopravljivo puhalo zamijenjeno je jednim puhačem sa zračnim ovjesom s većim kapacitetom i jačinom tlaka od dizajna, uz odgovarajuću izmjenu izlazne cijevi.
Za probleme sa sustavom prozračivanja (visoki tlak, začepljenje, puknuće, neravnomjerna aeracija), uzimajući u obzir zahtjeve procesa (intenzitet miješanja, protok zraka, kontrolu DO), raspored opreme (mješalice, cjevovod, mediji) i uzorak oštećenih difuzora, dizajnirane su zasebne sheme obnove za anoksičnu i oksičnu zonu.
Obnova anoksične zone: Oštećeni difuzori bili su koncentrirani u sredini anoksičnih odjeljaka 1 i 2, što se poklapa s nakupljanjem mulja. Koristeći postojeći okvir medija za potporu, novi zračni lateral povezan s glavnim kolektorom postavljen je unutar sloja medija, s ventilom za kontrolu protoka. Nove perforirane cijevi-orijentirane prema dolje postavljene su na dnu medijskog okvira kao novi sustav prozračivanja. Izvorni sustav fiksnog dna je stavljen izvan upotrebe. VidjetiSlika 1.
Obnova oksične zone: Slično, medij je uklonjen u područjima s oštećenim difuzorima. Ugrađen je novi lateral s ventilom. Novi diskovi s finim-zračnim mjehurićima postavljeni su na dno medijskog okvira. Perforirane cijevi, slične anoksičnoj zoni, također su postavljene okomito unutar medijskog okvira kako bi povremeno ometale mulj s dna promjenom ventila. Izvorni sustav fiksnog dna je stavljen izvan upotrebe. VidjetiSlika 2.
2. Rezultati i analiza
Nakon -probnog pristupa testiranju, najteže pogođene dionice (Anoxic 1, Oxic 1) su obnovljene. Ključni parametri (DO, tlak puhala, debljina mulja) praćeni su 30 dana prije- i nakon-obnove. Rezultati su prikazani uSlika 3i analiziran uTablica 2.
UČINITI(Slika 3a, 3b, tablica 2): razine DO značajno su se poboljšale. U anoksičnoj zoni, DO je porastao s 0,12-0,23 mg/L (prosj. 0.16) na 0,32-0,58 mg/L (prosj. 0.46), povećanje od 1,88 puta. U oksičnoj zoni, DO je porastao s 0,89-2,22 mg/L (prosj. 1.78) na 2,81-5,02 mg/L (prosj. 4.17), povećanje od 1,34 puta.
Tlak puhala(Slika 3c, Tablica 2): Izlazni tlak smanjio se sa 69,2-75,2 kPa (prosj.. 71.44) na 61,2-63,5 kPa (prosj.. 62.06), smanjenje od 0,13 puta.
Debljina mulja(Slika 3d, Tablica 2): Debljina pridnenog mulja smanjila se sa 27,3-33,4 cm (prosječno. 30.00) na 14,2-28,8 cm (prosječno. 20.75), smanjenje od 0,31 puta.
Promatranje aktivnog mulja nakon-obnove pokazalo je poboljšanu aktivnost, promjenu boje i bolji rast zoogloee na mediju, što ukazuje na oporavak sustava. Neugodni mirisi su prestali.
Kvaliteta efluenta poboljšana: prosječni amonijačni dušik smanjen je na 1,49 mg/L (90,5% uklanjanja, +17.7%); prosječni ukupni fosfor smanjen je na 0,19 mg/L (88,9% uklanjanja, +12.7%); prosječni ukupni dušik smanjen je na 10,28 mg/L (57,9% uklanjanja, +16.9%). Potrošnja energije puhala smanjena je sa 72,5 kW na 59 kW pod sličnim uvjetima, čime je ušteđeno 18,6% energije.
3. Zaključak
Analizom su utvrđeni uzroci oštećenja puhala, visokog tlaka, oštećenja difuzora i nakupljanja mulja. Provedeni su ciljani programi obnove za anoksičnu i oksičnu zonu. Pilot testiranje pokazalo je značajna poboljšanja: anoksični DO, oksični DO, tlak puhala i debljina mulja poboljšani su za faktore od 1,88, 1,34, 0,13 odnosno 0,31. Ovo pruža čvrstu osnovu za-potpunu obnovu.