Анализа кварова и шема реновирања система за аерацију
Увод
Тхесистем аерације, као једна од компоненти система биолошког третмана отпадних вода, првенствено функционише за снабдевање кисеоником неопходним за микробни метаболизам и регулисање концентрације раствореног кисеоника (ДО) унутар биолошког резервоара. Вртлози који настају подизањем мехурића и поремећаји изазвани њиховим пуцањем обезбеђују ефикасно мешање активног муља, спречавајући таложење муља. За контактне биолошке резервоаре који садрже медијум, аерација такође промовише одвајање остарелог биофилма са површине медија, олакшавајући обнављање биофилма и повећавајући његову активност.
Студије показују да промене у концентрацији ДО у биолошком резервоару доводе до промена у врсти, количини, стању зооглое, биолошкој активности и метаболичким типовима микробних заједница. Сходно томе, утичу на брзину реакције и ефикасност биохемијских процеса као што су биолошко уклањање угљеника, биолошко уклањање азота и биолошко уклањање фосфора, мењајући ефикасност уклањања загађивача као што су органска материја, амонијак, укупни фосфор и укупни азот у отпадној води. Радни статус система за аерацију директно утиче на ефикасност уклањања микробних загађивача, чиме се утиче на укупни учинак пречишћавања постројења за пречишћавање отпадних вода (ППОВ).
Стога је одржавање система за аерацију у добром радном стању примарни задатак у раду и одржавању ППОВ.
1. Материјали и методе
1.1 Преглед ППОВ
ППОВ пројектног капацитета од15,000 m³/d. Приказани су пројектовани индикатори утицајних загађивачаТабела 1, а стандарди за отпадне воде испуњавају стандард разреда А „Стандарда за испуштање загађујућих материја за комунална постројења за пречишћавање отпадних вода“ (ГБ 18918-2002). Главни процес лечења је:Прелиминарни третман + коагулација-Седиментација + биолошки систем + секундарни таложник + напредни третман.
У почетку, због неразвијене мреже сакупљања и текуће изградње околних предузећа, фабрика је радила с прекидима због слабог прилива. Како су околна предузећа постала оперативна, доток и оптерећење загађивачима су се повећали, што је довело до преласка система за аерацију биолошких резервоара на 24-часовни континуирани рад, са стопама аерације прилагођеним на основу дотока и оптерећења. Током овог периода, и биолошки резервоар и систем за аерацију радили су стабилно, са свим параметрима ефлуента који су доследно испуњавали стандарде.
1.1.1 Опис биолошког резервоара
Биолошки систем усваја распоред сличан ономтрадиционални А²/О процес, који обухвата анаеробне, аноксичне и оксичне зоне. Анаеробна и аноксична зона су подељене на два Тандем процесна одељења једнаке запремине, док је оксична зона подељена на четири. У анаеробној и аноксичкој зони постављено је шест потопних миксера. Фиксни фини-дифузори са мехурићима су инсталирани на дну секција у аноксичним и оксичним зонама, са имитационим медијумом који се може извадити причвршћеним изнад дифузора за раст микроба. Систем за аерацију користи дуваљке за снабдевање компримованим ваздухом финих-дифузора са мехурићима преко бочних делова. Брзина аерације у свакој страни је регулисана вентилима. Инсталирана су три вентилатора, који раде у 2-радном + 1-режиму приправности.
1.1.2 Опис грешке
Након отприлике 5 година стабилног рада, значајан муљ се акумулирао на дну аноксичних и оксидних зона. Дувачи су често имали аларме високог излазног притиска и заштитна искључивања. Неки фини{3}}дифузори мехурића су пукли. Како је излазни притисак наставио да расте, учесталост гашења вентилатора и број покиданих дифузора су се повећавали. Значајан губитак ваздуха кроз покварене дифузоре довео је до континуираног смањења нивоа ДО у биолошком резервоару, узрокујући постепено погоршање квалитета ефлуента. Да би се одржала усклађеност, повећан је број и време рада активних дуваљки. Овај зачарани круг је проузроковао честа оштећења компоненти вентилатора као што су лежајеви и зупчаници. На крају, једна дуваљка је била јако похабана и расходована. Муљ у зони кисеоника постао је тамносмеђи, са лабавом-зооглојом непријатног мириса, а квалитет ефлуента се додатно погоршао.
1.2 Анализа узрока грешке
Прегледом оперативне евиденције (утицај, систем аерације, одржавање опреме) и запажања на локацији, узроци су анализирани на следећи начин:
1.2.1 Узроци оштећења вентилатора
- Честа покретања/заустављања због почетног повременог дотока, што узрокује механичко хабање.
- Поновно покретање дуваљки под притиском након искључивања од преоптерећења и продужени рад под преоптерећењем.
- Повећана потражња за ваздухом због већег протока и пукнутих дифузора, што доводи до продуженог рада.
- Повишене радне температуре због продуженог надпритиска.
1.2.2 Узроци високог излазног притиска вентилатора и оштећења дифузора
- Непотпуно чишћење ваздушних цеви током изградње, остављајући остатке који су зачепили поре дифузора.
- Таложење муља које покрива дифузоре, зачепљује поре.
- Кондензат у ваздушним цевима зачепљује поре дифузора.
- Повремено аерација изазива често ширење/контракцију, старење мембрана дифузора и непотпуно отварање пора, што доводи до повећања притиска.
- Улазак отпадне воде/муља у покварене дифузоре, распршивање и зачепљење других дифузора.
1.2.3 Узроци акумулације доњег муља
- Повремени доток и аерација који изазивају таложење.
- Чести кварови вентилатора узрокују повремено аерацију.
- Смањена аерација у бочним странама са поломљеним дифузорима.
- Лоше перформансе аерације повећавају таложење неактивног биофилма из резервоара и медија.
1.3 Шема реновирања
Решавајући кварове и њихове узроке, узимајући у обзир обрасце дотока и потребу за континуираним радом, развијена је следећа шема реновирања:
Непоправљиви вентилатор је замењен једним вентилатором са ваздушним ослањањем са већим капацитетом и јачином притиска од пројектованог, модификујући у складу с тим излазни цевовод.
За проблеме система аерације (висок притисак, зачепљење, пуцање, неравномерна аерација), узимајући у обзир захтеве процеса (интензитет мешања, проток ваздуха, контрола ДО), распоред опреме (мешалице, цеви, медијум) и образац оштећених дифузора, дизајниране су засебне шеме реновирања за аноксичну и оксидну зону.
Реновирање аноксичне зоне: Оштећени дифузори су концентрисани у средини аноксичних секција 1 и 2, што се поклапа са акумулацијом муља. Користећи постојећи медијски оквир за подршку, нови ваздушни бочни спој повезан са главним заглављем је инсталиран унутар медијског кревета, са вентилом за контролу протока. Нове перфориране цеви{4}}оријентисане надоле постављене су на дну медијског оквира као нови систем за аерацију. Оригинални систем фиксног дна је повучен. ВидиСлика 1.
Реновирање Окиц Зоне: Слично, медији су уклоњени у областима са оштећеним дифузорима. Постављена је нова бочна са вентилом. Нови фини-дискови са мехурићима су инсталирани на дну оквира за медије. Перфориране цеви, сличне аноксичној зони, такође су постављене вертикално унутар оквира медија да би периодично ометале доњи муљ променом вентила. Оригинални систем фиксног дна је повучен. ВидиСлика 2.
2. Резултати и анализа
Након приступа пилот{0}}испитивања, најтеже погођене деонице (Анокиц 1, Окиц 1) су реновиране. Кључни параметри (ДО, притисак вентилатора, дебљина муља) су праћени 30 дана пре- и после-реновирања. Резултати су приказани уСлика 3и анализирана уТабела 2.
ДО(Слика 3а, 3б, табела 2): нивои ДО су се значајно побољшали. У аноксичној зони, ДО се повећао са 0,12-0,23 мг/Л (средња вредност. 0.16) на 0,32-0,58 мг/Л (средња . 0.46), што представља повећање од 1,88 пута. У оксичкој зони, ДО је порастао са 0,89-2,22 мг/Л (просек. 1.78) на 2,81-5,02 мг/Л (просек. 4.17), што је повећање од 1,34 пута.
Бловер Прессуре(Слика 3ц, Табела 2): Излазни притисак је опао са 69,2-75,2 кПа (средња . 71.44) на 61,2-63,5 кПа (средња . 62.06), смањење од 0,13 пута.
Дебљина муља(Слика 3д, Табела 2): Дебљина доњег муља се смањила са 27,3-33,4 цм (прос.. 30.00) на 14,2-28,8 цм (прос.. 20.75), што је смањење од 0,31 пута.
Посматрање после{0}}реновирања активног муља показало је побољшану активност, промену боје и бољи раст зооглое на медијуму, што указује на опоравак система. Гадни мириси су престали.
Квалитет ефлуента је побољшан: просечна концентрација амонијачног азота је смањена на 1,49 мг/Л (90,5% уклањања, +17.7%); просечан укупни фосфор је смањен на 0,19 мг/Л (88,9% уклањања, +12.7%); просечан укупни азот се смањио на 10,28 мг/Л (57,9% уклањања, +16.9%). Потрошња енергије вентилатора је смањена са 72,5 кВ на 59 кВ у сличним условима, уштедећи 18,6% енергије.
3. Закључак
Анализом су идентификовани узроци оштећења вентилатора, високог притиска, оштећења дифузора и накупљања муља. Спроведене су циљане шеме реновирања аноксичних и оксидних зона. Пилот тестирање је показало значајна побољшања: аноксични ДО, оксични ДО, притисак вентилатора и дебљина муља побољшани су за факторе од 1,88, 1,34, 0,13 и 0,31, респективно. Ово пружа чврсту основу за потпуну{7}}реновирање.