Ilmastusjärjestelmän vikaanalyysi ja kunnostuskaavio
Johdanto
Theilmastusjärjestelmä, yhtenä biologisen jätevedenkäsittelyjärjestelmän komponenteista, toimii ensisijaisesti mikrobien aineenvaihduntaan tarvittavan hapen toimittajana ja liuenneen hapen (DO) pitoisuuden säätelynä biologisessa säiliössä. Nousevien kuplien synnyttämät pyörteet ja niiden repeämisen aiheuttamat häiriöt sekoittuvat tehokkaasti aktiivilietteeseen ja estävät lietteen laskeuman. Väliainetta sisältävissä biologisissa kontaktisäiliöissä ilmastus edistää myös vanhentuneen biofilmin irtoamista väliaineen pinnalta, mikä helpottaa biokalvon uusiutumista ja tehostaa sen aktiivisuutta.
Tutkimukset osoittavat, että muutokset DO-pitoisuudessa biologisessa säiliössä johtavat muutoksiin zoogloean lajissa, määrässä, tilassa, biologisessa aktiivisuudessa ja mikrobiyhteisöjen metabolisissa tyypeissä. Tämä vaikuttaa biokemiallisten prosessien, kuten biologisen hiilen poiston, biologisen typenpoiston ja biologisen fosforinpoiston, reaktionopeuksiin ja tehokkuuteen, mikä muuttaa saasteiden, kuten orgaanisen aineen, ammoniakkitypen, kokonaisfosforin ja kokonaistypen poistotehokkuutta jätevedessä. Ilmastointijärjestelmän toimintatila vaikuttaa suoraan mikrobisaasteenpoistotehokkuuteen ja vaikuttaa siten jätevedenpuhdistamon (WWTP) kokonaispuhdistustehoon.
Siksi ilmastusjärjestelmän pitäminen hyvässä toimintakunnossa on jätevedenpuhdistamon käytön ja huollon ensisijainen tehtävä.
1. Materiaalit ja menetelmät
1.1 Jätevesilaitoksen yleiskatsaus
Jätevesilaitos, jonka suunnittelukapasiteetti on15,000 m³/d. Suunnitellut sisäänvirtaavan epäpuhtauden indikaattorit on esitetty kohdassaTaulukko 1, ja jätevesistandardit täyttävät A-luokan standardin "Yhdyskuntajätevedenkäsittelylaitosten epäpuhtauksien poistostandardi" (GB 18918-2002). Pääasiallinen hoitoprosessi on:Esikäsittely + koagulaatio-Sedimentaatio + biologinen järjestelmä + toissijainen sedimentaatiosäiliö + edistynyt käsittely.
Aluksi alikehittyneiden keräysverkostojen ja ympäröivien yritysten jatkuvan rakentamisen vuoksi laitos toimi ajoittain vähäisen sisäänvirtauksen vuoksi. Kun ympäröivät yritykset aloittivat toimintansa, sisäänvirtaus ja saastekuormitus lisääntyivät, mikä johti biologisen säiliön ilmastusjärjestelmän siirtymiseen 24 tunnin jatkuvaan käyttöön, jolloin ilmastusnopeudet säädettiin tulovirran ja kuormituksen mukaan. Tänä aikana sekä biologinen säiliö että ilmastusjärjestelmä toimivat vakaasti, ja kaikki jätevesiparametrit täyttivät jatkuvasti standardeja.
1.1.1 Biologisen säiliön kuvaus
Biologinen järjestelmä ottaa käyttöön samanlaisen asettelun kuinperinteinen A²/O-prosessikäsittäen anaerobiset, hapettomat ja happivyöhykkeet. Anaerobinen ja anoksinen vyöhyke on jaettu kumpikin kahteen saman tilavuuteen tandem-prosessiosaan, kun taas happivyöhyke on jaettu neljään. Anaerobiselle ja hapettomalle alueelle on asennettu kuusi upotettavaa sekoitinta. Kiinteät hieno-kuplahajottimet on asennettu osien alaosaan hapettomalle ja hapettomalle alueelle, ja hajotusmateriaalit on kiinnitetty diffuusorien yläpuolelle mikrobien kasvua varten. Ilmastusjärjestelmä käyttää puhaltimia paineilman syöttämiseen ohuisiin-kuplahajottimiin sivujen kautta. Ilmastusnopeutta kummallakin sivulla säädetään venttiileillä. Asennettuna on kolme puhallinta, jotka toimivat 2-toimisessa + 1-valmiustilassa.
1.1.2 Vian kuvaus
Noin 5 vuoden vakaan toiminnan jälkeen hapettomien ja happivyöhykkeiden pohjalle kertyi merkittävää lietettä. Puhaltimet kokivat usein korkean ulostulopaineen hälytyksiä ja suojaavia sammutuksia. Jotkut hienot-kuplahajottimet rikkoutuivat. Kun ulostulopaine jatkoi nousuaan, puhallinten seisokit ja rikkoutuneiden diffuusorien määrä lisääntyivät. Merkittävä ilmanhäviö rikkinäisten diffuusorien kautta johti jatkuvasti laskeviin DO-tasoihin biologisessa säiliössä, mikä aiheutti asteittaista jäteveden laadun heikkenemistä. Vaatimustenmukaisuuden säilyttämiseksi käytössä olevien puhaltimien määrää ja käyttöaikaa lisättiin. Tämä noidankehä aiheutti usein vaurioita puhaltimen osiin, kuten laakereihin ja hammaspyöriin. Lopulta yksi puhallin oli pahasti kulunut ja romutettu. Happivyöhykkeen liete muuttui tummanruskeaksi, ja siinä oli löysää, pahanhajuista{10}}zoogloeaa, ja jäteveden laatu heikkeni entisestään.
1.2 Vian syy-analyysi
Tarkasteltaessa käyttökirjanpitoa (vaikutus, ilmastusjärjestelmä, laitteiden huolto) ja työmaahavaintoja, syitä analysoitiin seuraavasti:
1.2.1 Puhaltimen vaurioiden syyt
- Toistuvat käynnistykset/pysähdykset alkuvaiheen ajoittaisen sisäänvirtauksen takia, mikä aiheuttaa mekaanista kulumista.
- Puhaltimien uudelleenkäynnistys paineen alla ylikuormituspysäytysten jälkeen ja pitkäaikainen käyttö ylikuormituksen alaisena.
- Lisääntynyt ilmantarve suuremman virtauksen ja rikkoutuneiden diffuusorien vuoksi, mikä johtaa pidempään toimintaan.
- Korkeat käyttölämpötilat pitkittyneen ylipaineen vuoksi.
1.2.2 Puhaltimen korkean ulostulopaineen syyt ja diffuusorin vaurioituminen
- Ilmaputkien epätäydellinen puhdistus rakentamisen aikana, jättäen roskat, jotka tukkivat diffuusorin huokoset.
- Lietteen laskeuma peittää diffuusorit, tukkii huokoset.
- Ilmaputkissa oleva kondenssivesi tukkii diffuusorin huokosia.
- Ajoittainen ilmastus aiheuttaa toistuvaa laajenemista/supistumista, ikääntyviä diffuusorikalvoja ja epätäydellistä huokosten avautumista, mikä johtaa paineen nousuun.
- Jäteveden/lietteen tunkeutuminen rikkoutuneisiin diffuusoriin, hajottaen ja tukkien muita diffuusoreita.
1.2.3 Pohjalietteen kertymisen syyt
- Ajoittainen virtaus ja ilmastus aiheuttavat laskeuman.
- Toistuvat puhaltimen viat aiheuttavat ajoittaista ilmastusta.
- Vähentynyt ilmastus sivusuunnassa, kun diffuusori on repeytynyt.
- Huono ilmastusteho lisää säiliöstä ja väliaineista irronneen inaktiivisen biofilmin laskeutumista.
1.3 Peruskorjaussuunnitelma
Vikojen ja niiden syiden korjaamiseksi, sisäänvirtausmallit ja jatkuvan toiminnan tarve huomioon ottaen kehitettiin seuraava peruskorjaussuunnitelma:
Korjaamaton puhallin korvattiin yhdellä ilmajousituspuhaltimella, jonka teho ja paineluokka oli suunniteltua korkeampi, jolloin poistoputkistoa muutettiin vastaavasti.
Ilmastusjärjestelmäongelmiin (korkea paine, tukkeutuminen, repeämä, epätasainen ilmastus), ottaen huomioon prosessin vaatimukset (sekoitusintensiteetti, ilmavirtaus, DO-ohjaus), laitteiden sijoittelu (sekoittimet, putkistot, väliaineet) ja vaurioituneiden diffuusorien malli, hapettomalle ja happivyöhykkeelle suunniteltiin erilliset kunnostussuunnitelmat.
Anoksisen vyöhykkeen kunnostus: Vaurioituneet diffuusorit keskittyivät Anoxic Sections 1 & 2 -osien keskelle lietteen kertymisen kanssa. Hyödyntämällä olemassa olevaa väliainekehystä tukena, väliainepetiin asennettiin uusi ilmasivu, joka on liitetty pääkokoojaan, virtauksensäätöventtiilillä. Uudet alaspäin-suuntautuneet rei'itetyt putket asennettiin mediakehyksen alaosaan uutena ilmastusjärjestelmänä. Alkuperäinen kiinteäpohjainen järjestelmä poistettiin käytöstä. KatsoKuva 1.
Oxic Zone -remontti: Samoin materiaalia poistettiin alueilta, joissa diffuusori oli vaurioitunut. Uusi sivuventtiili asennettuna. Uudet hienot-kuplailmalevyt asennettiin mediakehyksen alaosaan. Rei'itetyt putket, kuten hapeton vyöhyke, asennettiin myös pystysuoraan väliainekehykseen häiritsemään ajoittain pohjalietettä kytkentäventtiileillä. Alkuperäinen kiinteäpohjainen järjestelmä poistettiin käytöstä. KatsoKuva 2.
2. Tulokset ja analyysi
Pilotti{0}}testauksen jälkeen pahiten vahingoittuneet osat (Anoxic 1, Oxic 1) kunnostettiin. Keskeisiä parametreja (DO, puhaltimen paine, lietteen paksuus) tarkkailtiin 30 päivää ennen remonttia{5}} ja sen jälkeen. Tulokset näkyvät kohdassaKuva 3ja analysoitu sisäänTaulukko 2.
TEHDÄ(Kuvio 3a, 3b, taulukko 2): DO-tasot paranivat merkittävästi. Anoksisella alueella DO nousi arvosta 0,12-0,23 mg/l (keskiarvo. 0.16) arvoon 0,32-0,58 mg/l (keskiarvo. 0.46), mikä on 1,88-kertainen nousu. Happivyöhykkeellä DO nousi arvosta 0,89-2,22 mg/l (keskiarvo. 1.78) arvoon 2,81-5,02 mg/l (keskiarvo. 4.17), mikä on 1,34-kertainen nousu.
Puhaltimen paine(Kuva 3c, taulukko 2): Poistopaine laski 69,2-75,2 kPa:sta (keskiarvo. 71.44) 61,2-63,5 kPa:iin (keskiarvo. 62.06), mikä on 0,13-kertainen lasku.
Lietteen paksuus(Kuva 3d, taulukko 2): Pohjalietteen paksuus pieneni 27,3-33,4 cm:stä (keskiarvo. 30.00) 14,2-28,8 cm:iin (keskiarvo. 20.75), mikä on 0,31-kertainen vähennys.
Aktiivilietteen havainnointi-remontin jälkeen osoitti parantuneen aktiivisuuden, värinmuutoksen ja parempaa zoogloean kasvua alustalla, mikä viittaa järjestelmän palautumiseen. Pahat hajut loppuivat.
Jäteveden laatu parani: keskimääräinen ammoniakkityppi laski arvoon 1,49 mg/L (poisto 90,5 %, +17.7 %); keskimääräinen kokonaisfosfori laski arvoon 0,19 mg/L (poisto 88,9 %, +12.7 %); keskimääräinen kokonaistyppi laski 10,28 mg/L:iin (57,9 % poisto, +16.9 %). Puhaltimen tehonkulutus laski 72,5 kW:sta 59 kW:iin vastaavissa olosuhteissa, mikä säästää energiaa 18,6 %.
3. Johtopäätös
Analyysi tunnisti puhaltimen vaurion, korkean paineen, diffuusorivaurion ja lietteen kertymisen syyt. Kohdennettuja kunnostussuunnitelmia hapettomille ja happivyöhykkeille toteutettiin. Pilottitestaus osoitti merkittäviä parannuksia: hapeton DO, hapettuva DO, puhaltimen paine ja lietteen paksuus paranivat kertoimilla 1,88, 1,34, 0,13 ja 0,31. Tämä tarjoaa hyvän pohjan täysimittaiselle-kunnostukselle.