A levegőztető rendszer hibaelemzési és felújítási sémája
Bevezetés
Alevegőztető rendszer, mint a biológiai szennyvíztisztító rendszer egyik eleme, elsősorban a mikrobiális anyagcseréhez szükséges oxigén ellátására és a biológiai tartályon belüli oldott oxigén (DO) koncentrációjának szabályozására szolgál. A felszálló buborékok által keltett örvények és a felszakadásuk okozta zavarok az eleveniszap hatékony elkeveredését biztosítják, megakadályozva az iszap lerakódását. A médiát tartalmazó kontakt biológiai tartályok esetében a levegőztetés elősegíti az elöregedett biofilm leválását is a táptalaj felületéről, elősegítve a biofilm megújulását és fokozva annak aktivitását.
A vizsgálatok azt mutatják, hogy a biológiai tartályon belüli DO-koncentráció változásai a mikrobiális közösségek fajának, mennyiségének, állapotának, biológiai aktivitásának és metabolikus típusainak megváltozásához vezetnek. Következésképpen az olyan biokémiai folyamatok reakciósebessége és hatékonysága, mint a biológiai széneltávolítás, a biológiai nitrogéneltávolítás és a biológiai foszfor eltávolítás, megváltozik, megváltoztatva a szennyező anyagok, például szerves anyagok, ammónia-nitrogén, összes foszfor és összes nitrogén eltávolítási hatékonyságát a szennyvízben. A levegőztető rendszer működési állapota közvetlenül befolyásolja a mikrobiális szennyező anyagok eltávolításának hatékonyságát, ezáltal befolyásolja a szennyvíztisztító telep (WWTP) általános tisztítási teljesítményét.
Ezért a szennyvíztisztító telepek üzemeltetése és karbantartása során a levegőztető rendszer jó állapotban tartása elsődleges feladat.
1. Anyagok és módszerek
1.1 A szennyvíztisztító telep áttekintése
Egy szennyvíztisztító telep, amelynek tervezési kapacitása15,000 m³/d. A tervezett befolyó szennyezőanyag-mutatók az ábrán láthatók1. táblázat, és a szennyvíz szabványok megfelelnek a "Szennyezőanyagok kibocsátási szabványa a települési szennyvíztisztító telepekhez" (GB 18918-2002) A fokozatú szabványnak. A kezelés fő folyamata a következő:Előzetes kezelés + Alvadás.
Kezdetben a gyűjtőhálózat fejletlensége és a környező vállalkozások folyamatos építkezése miatt az üzem megszakításokkal működött az alacsony beáramlás miatt. A környező vállalkozások működésbe lépésével nőtt a beáramlás és a szennyezőanyag-terhelés, aminek következtében a biológiai tartályok levegőztető rendszere átállt a 24 órás folyamatos működésre, a levegőztetés mértékét a beáramlás és a terhelés alapján igazították. Ebben az időszakban mind a biológiai tartály, mind a levegőztető rendszer stabilan működött, a szennyvíz összes paramétere következetesen megfelelt az előírásoknak.
1.1.1 A biológiai tartály leírása
A biológiai rendszer a következőhöz hasonló elrendezést alkalmazhagyományos A²/O eljárásanaerob, anoxikus és oxikus zónákat tartalmaz. Az anaerob és az anoxikus zóna két azonos térfogatú tandem folyamatszakaszra, míg az oxikus zóna négy részre van osztva. Az anaerob és anoxikus zónában hat merülő keverő van felszerelve. Rögzített finom-buborékos diffúzorok vannak felszerelve a szekciók aljára az anoxikus és oxikus zónában, a diffúzorok fölé visszakereshető utánzathordozókkal a mikrobiális növekedés érdekében. A levegőztető rendszer fúvókák segítségével sűrített levegőt juttat a finom-buborékos diffúzorokhoz az oldalsó részeken keresztül. A levegőztetés sebességét mindkét oldalon szelepek szabályozzák. Három fúvó van felszerelve, amelyek kétfunkciós + 1-készenléti módban működnek.
1.1.2 A hiba leírása
Körülbelül 5 év stabil működés után jelentős iszap halmozódott fel az anoxikus és oxikus zóna alján. A fúvók gyakran tapasztaltak magas kimeneti nyomás riasztást és védelmi leállásokat. Néhány finom -buborék-diffúzor elszakadt. Ahogy a kimeneti nyomás tovább emelkedett, megnőtt a ventilátorleállások gyakorisága és a megrepedt diffúzorok száma. A törött diffúzorok miatti jelentős levegőveszteség a biológiai tartályban a DO-szintek folyamatos csökkenéséhez vezetett, ami a szennyvíz minőségének fokozatos romlását okozta. A megfelelőség fenntartása érdekében növelték a működő fúvók számát és üzemidejét. Ez az ördögi kör gyakori károkat okozott a fúvóalkatrészekben, például a csapágyakban és a fogaskerekekben. Végül az egyik fúvó erősen elhasználódott és leselejtezett. Az oxikus zónában lévő iszap sötétbarna színűvé vált, laza, bűzös{10}}zoogloeával, és a szennyvíz minősége tovább romlott.
1.2 Hibaok elemzése
Az üzemi nyilvántartások (befolyás, levegőztető rendszer, berendezések karbantartása) és a helyszíni megfigyelések áttekintése során az okok elemzése az alábbiak szerint történt:
1.2.1 A ventilátor károsodásának okai
- Gyakori indítások/leállások a kezdeti szakaszos beáramlás miatt, ami mechanikai kopást okoz.
- A fúvók nyomás alatti újraindítása túlterheléses leállások után, és hosszan tartó üzem túlterhelés alatt.
- Megnövekedett levegőigény a nagyobb áramlás és a repedt diffúzorok miatt, ami hosszabb működéshez vezet.
- Megnövekedett üzemi hőmérséklet a hosszan tartó túlnyomás miatt.
1.2.2 A ventilátor magas kimeneti nyomásának okai és a diffúzor károsodása
- A légcsövek hiányos tisztítása az építés során, a diffúzor pórusait eltömő törmelék marad.
- Diffúzorokat borító iszaplerakódás, pórusok eltömődése.
- A légcsövekben lévő kondenzátum eltömíti a diffúzor pórusait.
- Időnkénti levegőztetés, ami gyakori tágulást/összehúzódást, öregedő diffúzor membránokat és hiányos pórusnyílásokat okoz, ami nyomásnövekedéshez vezet.
- Szennyvíz/iszap behatol a törött diffúzorokba, szétszórva és eltömítve más diffúzorokat.
1.2.3 Az alsó iszap felhalmozódásának okai
- Időszakos beáramlás és levegőztetés, ami lerakódást okoz.
- Gyakori ventilátorhibák, amelyek időszakos levegőztetést okoznak.
- Csökkentett levegőztetés az oldalsó részeken, repedt diffúzorokkal.
- Gyenge levegőztetési teljesítmény, ami növeli az inaktív biofilm lerakódását a tartályból és a közegből.
1.3 Felújítási terv
A meghibásodások és okok elhárítására, figyelembe véve a beáramlási szokásokat és a folyamatos üzemeltetés szükségességét, az alábbi felújítási séma került kidolgozásra:
A javíthatatlan ventilátort egyetlen légrugós fúvóra cserélték, amelynek teljesítménye és nyomása a tervezettnél nagyobb, és ennek megfelelően módosították a kimeneti csöveket.
A levegőztető rendszer problémáira (nagy nyomás, dugulás, szakadás, egyenetlen levegőztetés), figyelembe véve a folyamatkövetelményeket (keverési intenzitás, légáramlás, DO szabályozás), a berendezések elrendezését (keverők, csővezetékek, közegek), valamint a sérült diffúzorok mintázatát, külön felújítási sémákat terveztünk az anoxikus és oxikus zónára.
Anoxikus zóna felújítása: A sérült diffúzorok az anoxikus 1. és 2. szakasz közepén koncentrálódtak, ami egybeesett az iszap felhalmozódásával. A meglévő közegkeret megtámasztására felhasználva a hordozóágyon belül egy új, a fő gyűjtőfejhez csatlakoztatott légoldalt építettek be áramlásszabályozó szeleppel. Az új levegőztető rendszerként új, lefelé -orientált perforált csöveket szereltek fel a hordozókeret aljára. Az eredeti fix fenekű rendszert leállították. Lásd1. ábra.
Oxikus zóna felújítása: Hasonlóképpen a hordozót eltávolították a sérült diffúzorokkal rendelkező területekről. Új oldalsó szelep került beépítésre. Új finom -buboréklevegő-korongok kerültek a médiakeret aljára. Az anoxikus zónához hasonlóan perforált csöveket is függőlegesen szereltek be a közegkeretbe, hogy időszakonként kapcsolószelepekkel zavarják az alsó iszapot. Az eredeti fix fenekű rendszert leállították. Lásd2. ábra.
2. Eredmények és elemzés
A kísérleti-tesztelési megközelítést követően a legsúlyosabban érintett szakaszokat (Anoxic 1, Oxic 1) felújították. A legfontosabb paramétereket (DO, fúvónyomás, iszapvastagság) 30 napig figyelték a felújítás előtt{5}} és utána{6}}. Az eredmények a következőben jelennek meg3. ábraés ben elemeztem2. táblázat.
DO(3a., 3b. ábra, 2. táblázat): A DO szintek jelentősen javultak. Az anoxikus zónában a DO 0,12-0,23 mg/L-ről (átl{5}}) 0,32-0,58 mg/L-re (átl. 0.46) emelkedett, ami 1,88-szoros növekedés. Az oxikus zónában a DO 0,89-2,22 mg/l-ről (átl{11}}) 2,81-5,02 mg/L-re (átl. 4.17) nőtt, ami 1,34-szeres növekedés.
Légfúvónyomás(3c. ábra, 2. táblázat): A kimeneti nyomás 69,2-75,2 kPa-ról (átl.. 71.44) 61,2-63,5 kPa-ra (átl.. 62.06) csökkent, ami 0,13-szoros csökkenés.
Iszapvastagság(3d. ábra, 2. táblázat): A fenékiszap vastagsága 27,3-33,4 cm-ről (átl. 30.00) 14,2-28,8 cm-re (átl. 20.75) csökkent, ami 0,31-szeres csökkenés.
A felújítás utáni eleveniszap megfigyelése{0}}javult aktivitást, színváltozást és jobb zoogloea növekedést mutatott a táptalajokon, ami a rendszer helyreállását jelzi. A kellemetlen szagok megszűntek.
A szennyvíz minősége javult: az átlagos ammónia-nitrogén 1,49 mg/L-re csökkent (90,5%-os eltávolítás, +17.7%); átlagos összfoszfor 0,19 mg/l-re csökkent (88,9% eltávolítás, +12.7%); átlagos össznitrogén 10,28 mg/L-re csökkent (57,9%-os eltávolítás, +16.9%). A ventilátor teljesítményfelvétele 72,5 kW-ról 59 kW-ra csökkent hasonló körülmények között, ami 18,6%-os energiamegtakarítást jelent.
3. Következtetés
Az elemzés azonosította a ventilátor károsodásának, a magas nyomásnak, a diffúzor károsodásának és az iszap felhalmozódásának okait. Az anoxikus és oxikus zónák célzott felújítási programjai valósultak meg. A kísérleti tesztelés jelentős javulást mutatott: az anoxikus DO, az oxikus DO, a fúvónyomás és az iszap vastagsága rendre 1,88, 1,34, 0,13 és 0,31 faktorokkal javult. Ez szilárd alapot biztosít a teljes körű-felújításhoz.