Анализ и обновяване на неизправности на аерационната система|Казус от ПСОВ

Анализ на повредата и схема за обновяване на аерационна система

Въведение

Theсистема за аериране, като един от компонентите на системата за биологично пречистване на отпадъчни води, основно функционира за доставяне на кислород, необходим за микробния метаболизъм и регулиране на концентрацията на разтворен кислород (DO) в биологичния резервоар. Вихрите, генерирани от издигащите се мехурчета, и смущенията, причинени от тяхното спукване, осигуряват ефективно смесване на активната утайка, предотвратявайки отлагането на утайка. За контактни биологични резервоари, съдържащи среда, аерацията също така насърчава отделянето на стар биофилм от повърхността на средата, улеснявайки обновяването на биофилма и повишавайки неговата активност.

Проучванията показват, че промените в концентрацията на DO в биологичния резервоар водят до промени във вида, количеството, състоянието на зооглоята, биологичната активност и метаболитните типове на микробните общности. Следователно, скоростта на реакцията и ефективността на биохимичните процеси като биологично отстраняване на въглерод, биологично отстраняване на азот и биологично отстраняване на фосфор са засегнати, променяйки ефективността на отстраняване на замърсители като органична материя, амонячен азот, общ фосфор и общ азот в отпадъчните води. Работното състояние на системата за аериране пряко влияе върху ефективността на отстраняване на микробните замърсители, като по този начин влияе върху цялостната ефективност на пречистване на пречиствателната станция за отпадъчни води (ПСОВ).

Следователно поддържането на аерационната система в добро работно състояние е основна задача при експлоатацията и поддръжката на ПСОВ.

1. Материали и методи

1.1 Преглед на ПСОВ

ПСОВ с проектен капацитет от15,000 m³/d. Проектираните показатели за входящи замърсители са показани вТаблица 1, а стандартите за отпадъчни води отговарят на стандарта за степен А на „Стандарт за изхвърляне на замърсители за общински пречиствателни станции за отпадъчни води“ (GB 18918-2002). Основният процес на лечение е:Предварително третиране + коагулация-утаяване + биологична система + резервоар за вторично утаяване + усъвършенствано третиране.

Първоначално, поради неразвитите събирателни мрежи и продължаващото строителство на околните предприятия, заводът работи с прекъсвания поради слаб приток. Тъй като околните предприятия започнаха да функционират, притокът и натоварването от замърсители се увеличиха, което доведе системата за аериране на биологичния резервоар до преминаване към 24-часова непрекъсната работа, като скоростите на аериране се коригираха въз основа на притока и натоварването. През този период както биологичният резервоар, така и системата за аериране работеха стабилно, като всички параметри на отпадъчните води постоянно отговаряха на стандартите.

1.1.1 Описание на биологичния резервоар

Биологичната система приема оформление, подобно натрадиционен A²/O процес, включващ анаеробни, аноксични и кислородни зони. Всяка от анаеробните и аноксичните зони е разделена на две тандемни процесни секции с еднакъв обем, докато кислородната зона е разделена на четири. В анаеробната и аноксичната зона са монтирани шест потопяеми миксера. Фиксираните дифузори с фини-мехурчета са монтирани в долната част на секциите в аноксичната и кислородната зони, с възстановима имитационна среда, прикрепена над дифузорите за микробен растеж. Системата за аериране използва вентилатори за подаване на сгъстен въздух към дифузорите с фини-мехурчета през страничните части. Скоростта на аериране във всяка страна се регулира от клапани. Монтирани са три вентилатора, работещи в 2-дежурен + 1-режим на готовност.

1.1.2 Описание на грешката

След приблизително 5 години стабилна работа се натрупа значителна утайка на дъното на аноксичната и кислородната зони. Вентилаторите често се сблъскват с аларми за високо изходящо налягане и защитни изключвания. Някои фини-дифузори с мехурчета се спукаха. Тъй като налягането на изхода продължава да нараства, честотата на спиране на вентилатора и броят на спуканите дифузори се увеличават. Значителната загуба на въздух през счупени дифузори доведе до непрекъснато намаляващи нива на DO в биологичния резервоар, причинявайки постепенно влошаване на качеството на отпадъчните води. За да се поддържа съответствие, броят и времето на работа на работещите вентилатори бяха увеличени. Този порочен кръг причини чести повреди на компонентите на вентилатора като лагери и зъбни колела. В крайна сметка единият вентилатор беше силно износен и бракуван. Утайката в кислородната зона стана тъмнокафява, с разхлабена, неприятна{10}}воняща зооглоя, а качеството на отпадъчните води се влоши още повече.

1.2 Анализ на причината за повредата

При преглед на оперативни записи (влияние, аерационна система, поддръжка на оборудването) и наблюдения на място, причините бяха анализирани, както следва:

1.2.1 Причини за повреда на вентилатора

1. Чести стартирания/спирания поради първоначално периодично вливане, причиняващо механично износване.
2. Рестартиране на вентилатори под налягане след изключване при претоварване и продължителна работа при претоварване.
3. Повишено търсене на въздух поради по-висок поток и спукани дифузори, което води до удължена работа.
4. Повишени работни температури поради продължително свръхналягане.

1.2.2 Причини за високо налягане на изхода на вентилатора и повреда на дифузера

1. Непълно почистване на въздуховодите по време на строителството, оставяйки остатъци, които запушват порите на дифузора.
2. Отлагането на утайка покрива дифузьорите, запушва порите.
3. Кондензатът във въздуховодите запушва порите на дифузора.
4. Периодична аерация, причиняваща често разширяване/свиване, стареене на дифузьорните мембрани и непълно отваряне на порите, което води до натрупване на налягане.
5. Навлизане на отпадъчни води/утайки в счупени дифузори, разпръскване и запушване на други дифузори.

1.2.3 Причини за натрупване на дънна утайка

1. Прекъснат приток и аерация, причиняващи отлагане.
2. Чести неизправности на вентилатора, причиняващи периодична аерация.
3. Намалена аерация в страничните части с разкъсани дифузори.
4. Лошата ефективност на аерирането увеличава отлагането на неактивен биофилм, отделян от резервоара и средата.

1.3 Схема за обновяване

С оглед на неизправностите и техните причини, като се вземат предвид моделите на притока и необходимостта от непрекъсната работа, беше разработена следната схема за обновяване:

Непоправимият вентилатор беше заменен с единичен вентилатор с въздушно окачване с по-висок капацитет и номинално налягане от проектните, като съответно се модифицираха изходящата тръба.

За проблемите на аерационната система (високо налягане, запушване, разкъсване, неравномерно аериране), като се вземат предвид изискванията на процеса (интензитет на смесване, въздушен поток, контрол на DO), разположението на оборудването (смесители, тръбопроводи, среда) и моделът на повредените дифузори, бяха проектирани отделни схеми за обновяване за аноксичната и оксичната зони.

Реновиране на аноксична зона: Повредените дифузори бяха концентрирани в средата на аноксичните секции 1 и 2, съвпадащи с натрупването на утайки. Използвайки съществуващата рамка за медия за опора, в леглото за медия беше монтиран нов въздушен страничен канал, свързан към главния колектор, с клапан за контрол на потока. Нови ориентирани надолу-перфорирани тръби бяха инсталирани в долната част на медийната рамка като новата аерационна система. Оригиналната система с фиксирано дъно беше изведена от експлоатация. ВижтеФигура 1.

Обновяване на кислородната зона: По същия начин медиите бяха премахнати в зони с повредени дифузори. Монтиран е нов латер с кран. В долната част на медийната рамка бяха инсталирани нови дискове с фини-въздушни мехурчета. Перфорираните тръби, подобни на аноксичната зона, също бяха инсталирани вертикално в рамката на медията, за да нарушават периодично дънната утайка чрез превключване на клапани. Оригиналната система с фиксирано дъно беше изведена от експлоатация. ВижтеФигура 2.

2. Резултати и анализ

След пилотен -тестващ подход най-тежко засегнатите секции (Anoxic 1, Oxic 1) бяха реновирани. Ключови параметри (DO, налягане на вентилатора, дебелина на утайката) бяха наблюдавани в продължение на 30 дни преди- и след-ремонта. Резултатите са показани вФигура 3и анализирани вТаблица 2.

НАПРАВЕТЕ(Фиг. 3a, 3b, Таблица 2): Нивата на DO се подобряват значително. В аноксичната зона DO се повишава от 0,12-0,23 mg/L (ср.. 0.16) до 0,32-0,58 mg/L (ср.. 0.46), 1,88-кратно увеличение. В оксичната зона DO се повишава от 0,89-2,22 mg/L (ср. . 1.78) до 2,81-5,02 mg/L (ср. . 4.17), което е 1,34-кратно увеличение.

Налягане на вентилатора(Фигура 3в, Таблица 2): Изходното налягане намаля от 69,2-75,2 kPa (средно. 71.44) до 61,2-63,5 kPa (средно. 62.06), намаление от 0,13 пъти.

Дебелина на утайката(Фигура 3d, Таблица 2): Дебелината на дънната утайка е намаляла от 27,3-33,4 cm (средно. 30.00) до 14,2-28,8 cm (средно. 20.75), намаление от 0,31 пъти.

Наблюдението на активната утайка след-обновяване показа подобрена активност, промяна на цвета и по-добър растеж на зооглията върху средата, което показва възстановяване на системата. Лошите миризми спряха.

Качеството на отпадъчните води се подобрява: средният амонячен азот намалява до 1,49 mg/L (90,5% отстраняване, +17.7%); средният общ фосфор намалява до 0,19 mg/L (88,9% отстраняване, +12.7%); средният общ азот е намалял до 10,28 mg/L (57,9% отстраняване, +16.9%). Консумацията на мощност на вентилатора намалява от 72,5 kW на 59 kW при подобни условия, спестявайки 18,6% енергия.

3. Заключение

Анализът установи причините за повреда на вентилатора, високо налягане, повреда на дифузора и натрупване на утайки. Реализирани са целеви схеми за обновяване на аноксичната и кислородната зони. Пилотното тестване демонстрира значителни подобрения: аноксичен DO, кислороден DO, налягането на вентилатора и дебелината на утайката бяха подобрени с коефициенти съответно 1,88, 1,34, 0,13 и 0,31. Това осигурява солидна основа за пълно-обновяване.