Analiza kvarova i šema renoviranja sistema za aeraciju
Uvod
Thesistem aeracije, kao jedna od komponenti sistema biološkog tretmana otpadnih voda, prvenstveno služi za opskrbu kisikom potrebnim za mikrobni metabolizam i regulaciju koncentracije otopljenog kisika (DO) unutar biološkog spremnika. Vrtlozi nastali dizanjem mjehurića i poremećaji uzrokovani njihovim pucanjem omogućavaju efikasno miješanje aktivnog mulja, sprječavajući taloženje mulja. Za kontaktne biološke rezervoare koji sadrže podloge, aeracija takođe promoviše odbacivanje ostarjelog biofilma sa površine medija, olakšavajući obnavljanje biofilma i povećavajući njegovu aktivnost.
Studije pokazuju da promjene u koncentraciji DO u biološkom spremniku dovode do promjena u vrsti, količini, stanju zoogloea, biološkoj aktivnosti i metaboličkim tipovima mikrobnih zajednica. Posljedično, na brzinu reakcije i efikasnost biokemijskih procesa kao što su biološko uklanjanje ugljika, biološko uklanjanje dušika i biološko uklanjanje fosfora utiče se, mijenjajući efikasnost uklanjanja zagađivača poput organske tvari, amonijačnog dušika, ukupnog fosfora i ukupnog dušika u otpadnoj vodi. Radni status sistema za aeraciju direktno utiče na efikasnost uklanjanja mikrobnih zagađivača, čime se utiče na ukupni učinak prečišćavanja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda (PPOV).
Stoga je održavanje sistema za aeraciju u dobrom radnom stanju primarni zadatak u radu i održavanju PPOV.
1. Materijali i metode
1.1 Pregled PPOV
PPOV projektnog kapaciteta od15,000 m³/d. Prikazani su projektovani indikatori zagađivačaTabela 1, a standardi za otpadne vode ispunjavaju standard razreda A "Standarda za ispuštanje zagađujućih materija za komunalna postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda" (GB 18918-2002). Glavni proces lečenja je:Preliminarni tretman + koagulacija-Sedimentacija + biološki sistem + sekundarni taložnik + napredni tretman.
U početku, zbog nerazvijene mreže sakupljanja i tekuće izgradnje okolnih preduzeća, fabrika je radila s prekidima zbog slabog priliva. Kako su okolna preduzeća postala operativna, dotok i opterećenje zagađivačima su se povećali, što je dovelo do prelaska sistema za aeraciju bioloških rezervoara na 24-satni kontinuirani rad, sa stopama aeracije prilagođenim na osnovu dotoka i opterećenja. Tokom ovog perioda, i biološki rezervoar i sistem za aeraciju radili su stabilno, sa svim parametrima efluenta koji su dosledno ispunjavali standarde.
1.1.1 Opis biološkog rezervoara
Biološki sistem usvaja raspored sličan onomtradicionalni A²/O proces, koji se sastoji od anaerobnih, anoksičnih i oksidnih zona. Svaka anaerobna i anoksična zona podijeljene su na dvije tandem procesne sekcije jednake zapremine, dok je oksidna zona podijeljena na četiri. U anaerobnu i anoksičnu zonu postavljeno je šest potopnih miksera. Fiksni fini-difuzori sa finim mjehurićima su instalirani na dnu sekcija u anoksičnim i oksidnim zonama, sa imitacijom medija koji se može izvaditi pričvršćenim iznad difuzora za rast mikroba. Sistem za aeraciju koristi puhače za opskrbu komprimiranim zrakom do finih-difuzora s mjehurićima preko bočnih dijelova. Brzina aeracije u svakoj bočnoj strani je regulirana ventilima. Instalirana su tri puhala, koji rade u 2-radnom + 1-standby modu.
1.1.2 Opis greške
Nakon otprilike 5 godina stabilnog rada, značajan mulj se akumulirao na dnu anoksičnih i oksidnih zona. Puhači su često imali alarme visokog izlaznog tlaka i zaštitna isključivanja. Neki fini{3}}difuzori s mjehurićima su pukli. Kako je izlazni tlak nastavio rasti, učestalost gašenja ventilatora i broj puknutih difuzora su se povećavali. Značajan gubitak vazduha kroz pokvarene difuzore doveo je do kontinuiranog smanjenja nivoa DO u biološkom rezervoaru, uzrokujući postepeno pogoršanje kvaliteta efluenta. Da bi se održala usklađenost, povećan je broj i vrijeme rada operativnih duvaljki. Ovaj začarani krug je uzrokovao česta oštećenja komponenti ventilatora poput ležajeva i zupčanika. Na kraju, jedna duvaljka je bila jako pohabana i rashodovana. Mulj u zoni oksidacije postao je tamnosmeđi, sa labavom-zooglojom neugodnog mirisa, a kvalitet otpadnih voda dodatno se pogoršao.
1.2 Analiza uzroka greške
Pregledom operativne evidencije (uticaj, sistem aeracije, održavanje opreme) i zapažanja na lokaciji, uzroci su analizirani na sljedeći način:
1.2.1 Uzroci oštećenja ventilatora
- Česta pokretanja/zaustavljanja zbog početnog povremenog dotoka, što uzrokuje mehaničko habanje.
- Ponovno pokretanje duvaljki pod pritiskom nakon isključivanja od preopterećenja i produženi rad pod preopterećenjem.
- Povećana potražnja za zrakom zbog većeg protoka i puknutih difuzora, što dovodi do produženog rada.
- Povišene radne temperature zbog dugotrajnog nadpritiska.
1.2.2 Uzroci visokog izlaznog pritiska ventilatora i oštećenja difuzora
- Nepotpuno čišćenje cijevi za zrak tokom izgradnje, ostavljajući krhotine koje su začepile pore difuzora.
- Taloženje mulja koje pokriva difuzore, začepljuje pore.
- Kondenzat u zračnim cijevima začepljuje pore difuzora.
- Povremeno prozračivanje uzrokuje često širenje/kontrakciju, starenje membrana difuzora i nepotpuno otvaranje pora, što dovodi do povećanja pritiska.
- Ulazak otpadne vode/mulja u pokvarene difuzore, raspršivanje i začepljenje drugih difuzora.
1.2.3 Uzroci akumulacije donjeg mulja
- Povremeni dotok i aeracija uzrokuju taloženje.
- Česti kvarovi ventilatora uzrokuju povremeno prozračivanje.
- Smanjena aeracija u bočnim dijelovima s rupturiranim difuzorima.
- Loše performanse aeracije povećavaju taloženje neaktivnog biofilma iz rezervoara i medija.
1.3 Šema renoviranja
Uklanjanjem kvarova i njihovih uzroka, uzimajući u obzir obrasce dotoka i potrebu za kontinuiranim radom, razvijena je sljedeća shema renoviranja:
Nepopravljivi puhač zamijenjen je jednim puhačem sa zračnim ovjesom većeg kapaciteta i ocjenom tlaka od projektovanog, shodno tome modificirajući izlazni cijev.
Za probleme sistema aeracije (visok pritisak, začepljenje, puknuće, neravnomjerno prozračivanje), uzimajući u obzir zahtjeve procesa (intenzitet miješanja, protok zraka, kontrola DO), raspored opreme (mješalice, cjevovodi, mediji) i uzorak oštećenih difuzora, dizajnirane su zasebne šeme renoviranja za anoksičnu i oksidnu zonu.
Renoviranje anoksične zone: Oštećeni difuzori su koncentrisani u sredini anoksičnih sekcija 1 i 2, što se podudara sa akumulacijom mulja. Koristeći postojeći medijski okvir za potporu, novi vazdušni bočni spoj povezan sa glavnim zaglavljem je ugrađen unutar medijskog kreveta, sa ventilom za kontrolu protoka. Nove perforirane cijevi usmjerene prema dolje- postavljene su na dnu medijskog okvira kao novi sistem za aeraciju. Originalni sistem fiksnog dna je povučen. VidiSlika 1.
Renoviranje Oxic Zone: Slično, mediji su uklonjeni u područjima s oštećenim difuzerima. Postavljena je nova bočna sa ventilom. Novi fini-diskovi sa mjehurićima su instalirani na dnu medijskog okvira. Perforirane cijevi, slične anoksičnoj zoni, također su postavljene okomito unutar okvira medija kako bi povremeno remetile donji mulj prebacivanjem ventila. Originalni sistem fiksnog dna je povučen. VidiSlika 2.
2. Rezultati i analiza
Nakon pristupa pilot{0}}ispitivanja, najteže pogođene dionice (Anoxic 1, Oxic 1) su renovirane. Ključni parametri (DO, pritisak ventilatora, debljina mulja) praćeni su 30 dana prije{5}} i nakon-obnove. Rezultati su prikazani uSlika 3i analizirano uTabela 2.
DO(Slika 3a, 3b, Tabela 2): Nivoi DO su značajno poboljšani. U anoksičnoj zoni, DO je povećan sa 0,12-0,23 mg/L (prosjek. 0.16) na 0,32-0,58 mg/L (prosjek. 0.46), što je povećanje od 1,88 puta. U oksičkoj zoni, DO je povećan sa 0,89-2,22 mg/L (prosjek. 1.78) na 2,81-5,02 mg/L (prosjek. 4.17), što je povećanje od 1,34 puta.
Blower Pressure(Slika 3c, Tabela 2): Izlazni pritisak se smanjio sa 69,2-75,2 kPa (prosjek. 71.44) na 61,2-63,5 kPa (prosjek. 62.06), što je smanjenje od 0,13 puta.
Debljina mulja(Slika 3d, Tabela 2): Debljina donjeg mulja se smanjila sa 27,3-33,4 cm (prosjek. 30.00) na 14,2-28,8 cm (prosjek. 20.75), što je smanjenje od 0,31 puta.
Posmatranje aktivnog mulja nakon{0}}renoviranja pokazalo je poboljšanu aktivnost, promjenu boje i bolji rast zoogloe na mediju, što ukazuje na oporavak sistema. Gadni mirisi su prestali.
Kvalitet efluenta je poboljšan: prosječni amonijačni azot je smanjen na 1,49 mg/L (90,5% uklanjanja, +17.7%); prosječni ukupni fosfor smanjen 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 ventilatora smanjena je sa 72,5 kW na 59 kW u sličnim uslovima, uštedivši 18,6% energije.
3. Zaključak
Analizom su identifikovani uzroci oštećenja ventilatora, visokog pritiska, oštećenja difuzora i nakupljanja mulja. Sprovedene su ciljane šeme renoviranja anoksičnih i oksidnih zona. Pilot testiranje je pokazalo značajna poboljšanja: anoksični DO, oksični DO, pritisak puhala i debljina mulja poboljšani su za faktore 1,88, 1,34, 0,13 i 0,31, respektivno. Ovo pruža čvrstu osnovu za potpunu-obnovu.