Аналіз несправностей системи аерації та відновлення|Практичний приклад очисної станції

Аналіз несправностей та схема відновлення системи аерації

вступ

Theсистема аерації, як один із компонентів системи біологічної очистки стічних вод, головним чином функціонує для постачання кисню, необхідного для мікробного метаболізму, та регулювання концентрації розчиненого кисню (РО) у біологічному резервуарі. Завихрення, створювані бульбашками, що піднімаються, і збурення, спричинені їх розривом, забезпечують ефективне перемішування активного мулу, запобігаючи відкладенню мулу. Для контактних біологічних резервуарів, що містять середовища, аерація також сприяє видаленню старої біоплівки з поверхні середовища, полегшуючи оновлення біоплівки та посилюючи її активність.

Дослідження показують, що зміни в концентрації DO в біологічному резервуарі призводять до змін у виді, кількості, стані зооглеї, біологічній активності та метаболічних типах мікробних спільнот. Відповідно, швидкість реакції та ефективність біохімічних процесів, таких як біологічне видалення вуглецю, біологічне видалення азоту та біологічне видалення фосфору, зазнають впливу, змінюючи ефективність видалення забруднюючих речовин, таких як органічні речовини, аміачний азот, загальний фосфор і загальний азот у стічних водах. Робочий стан системи аерації безпосередньо впливає на ефективність видалення мікробних забруднювачів, тим самим впливаючи на загальну ефективність очищення очисних споруд (WWTP).

Тому підтримка системи аерації в справному стані є першочерговим завданням експлуатації та обслуговування КОС.

1. Матеріали та методи

1.1 Огляд очисних споруд

СОС проектною потужністю15,000 m³/d. Розраховані показники вхідних забруднюючих речовин наведені вТаблиця 1, і стандарти стічних вод відповідають стандарту класу A "Стандарту скидання забруднюючих речовин для муніципальних очисних споруд" (GB 18918-2002). Основний процес лікування:Попереднє очищення + коагуляція-Осадження + Біологічна система + Вторинний відстійник + Поглиблене очищення.

Спочатку через нерозвиненість мереж збору та тривале будівництво навколишніх підприємств завод працював з перебоями через низький приплив. Коли навколишні підприємства почали працювати, приплив і навантаження забруднюючих речовин зросли, що призвело до переходу системи аерації біологічних резервуарів на 24-годинну безперервну роботу, з коригуванням швидкості аерації на основі припливу та навантаження. Протягом цього періоду як біологічний резервуар, так і система аерації працювали стабільно, усі параметри стоків стабільно відповідали нормам.

1.1.1 Опис біологічного резервуару

Біологічна система приймає макет, подібний дотрадиційний процес A²/O, що включає анаеробну, безкисневу та кисневу зони. Анаеробна та безкислородна зони поділені на дві тандемні технологічні секції однакового об’єму, тоді як киснева зона поділена на чотири. В анаеробній і безкисневій зонах встановлено шість заглибних мішалок. Стаціонарні дрібно{3}}бульбашкові дифузори встановлюються в нижній частині секцій у безкисневій і кисневій зонах, а над дифузорами прикріплено відновлювані імітаційні середовища для росту мікробів. Система аерації використовує повітродувки для подачі стисненого повітря до дифузорів із дрібними-бульбашками через боковини. Швидкість аерації в кожній стороні регулюється клапанами. Встановлено три повітродувки, що працюють в 2-х режимному + 1-режимі очікування.

1.1.2 Опис несправності

Приблизно після 5 років стабільної роботи на дні безкисневої та кисневої зон накопичився значний мул. Повітродувки часто відчували сигнали тривоги високого вихідного тиску та захисні відключення. Деякі дрібні-бульбашкові дифузори лопнули. Оскільки вихідний тиск продовжував зростати, частота відключень повітродувок і кількість розірваних дифузорів зросла. Значна втрата повітря через зламані дифузори призвела до постійного зниження рівня DO в біологічному резервуарі, викликаючи поступове погіршення якості стоків. Щоб зберегти відповідність, було збільшено кількість і час роботи працюючих повітродувок. Це порочне коло часто спричиняло пошкодження компонентів повітродувки, таких як підшипники та шестерні. Зрештою, одна повітродувка була сильно зношена та здана на металобрухт. Шлам у кисневій зоні набув темно-коричневого відтінку, з пухким, неприємним{10}}запахом зооглої, а якість стоків ще більше погіршилася.

1.2 Аналіз причин несправності

Переглядаючи експлуатаційні записи (вплив, система аерації, технічне обслуговування обладнання) і спостереження на місці, причини були проаналізовані наступним чином:

1.2.1 Причини пошкодження повітродувки

1. Часті запуски/зупинки через початковий переривчастий приплив, що спричиняє механічний знос.
2. Перезапуск повітродувок під тиском після вимкнення через перевантаження та тривалу роботу під перевантаженням.
3. Збільшена потреба в повітрі через більший потік і розрив дифузорів, що призводить до тривалої роботи.
4. Підвищені робочі температури через тривалий надлишковий тиск.

1.2.2 Причини високого тиску на виході вентилятора та пошкодження дифузора

1. Неповне очищення повітропроводів під час будівництва, через що залишаються сміття, які закупорюють пори дифузора.
2. Відкладення мулу покриває дифузори, закупорюючи пори.
3. Конденсат у повітропроводах забиває пори дифузора.
4. Переривчаста аерація викликає часте розширення/звуження, старіння мембран дифузора та неповне відкриття пор, що призводить до підвищення тиску.
5. Попадання стічної води/мулу в зламані дифузори, розсіювання та засмічення інших дифузорів.

1.2.3 Причини накопичення донного мулу

1. Переривчастий приплив і аерація спричиняють осадження.
2. Часті несправності повітродувки спричиняють періодичну аерацію.
3. Знижена аерація в бокових частинах через розірвані дифузори.
4. Погана ефективність аерації збільшує відкладення неактивної біоплівки, що злущується з бака та середовища.

1.3 Схема реконструкції

З огляду на несправності та їх причини, враховуючи особливості притоку та необхідність безперервної роботи, була розроблена наступна схема реновації:

Повітродувку, яка не підлягала ремонту, було замінено на одну повітродувку з пневматичною підвіскою з вищою продуктивністю та номінальним тиском, ніж проект, відповідно змінюючи випускний трубопровід.

Для проблем системи аерації (високий тиск, засмічення, розрив, нерівномірна аерація), враховуючи вимоги до процесу (інтенсивність змішування, потік повітря, контроль DO), компонування обладнання (змішувачі, трубопроводи, середовище) і структуру пошкоджених дифузорів, були розроблені окремі схеми відновлення для безкисневої та кисневої зон.

Реновація безкисневої зони: Пошкоджені дифузори були зосереджені в середині безкисневих секцій 1 і 2, що збігалося з накопиченням мулу. Використовуючи наявну опорну раму для носія, новий повітряний бічний канал, з’єднаний з головним колектором, був встановлений усередині шару середовища з клапаном регулювання потоку. Нові орієнтовані вниз-перфоровані труби були встановлені в нижній частині медіа-рами як нова система аерації. Оригінальна система фіксованого дна була виведена з експлуатації. дивмалюнок 1.

Ремонт кисневої зони: Подібним чином носій було видалено в місцях з пошкодженими дифузорами. Встановлено нову боковину з клапаном. Нові повітряні диски з дрібними-бульбашками встановлено в нижній частині рамки носія. Перфоровані труби, подібні до безкисневої зони, також були встановлені вертикально в рамі носія, щоб періодично порушувати донний осад перемикаючими клапанами. Оригінальна система фіксованого дна була виведена з експлуатації. дивмалюнок 2.

2. Результати та аналіз

Після пілотного-тестування секції, які найбільше постраждали (Anoxic 1, Oxic 1), були відремонтовані. Ключові параметри (DO, тиск нагнітача, товщина осаду) контролювалися протягом 30 днів до- та після-ремонту. Результати показано вмалюнок 3і проаналізовано вТаблиця 2.

ЗРОБИТИ(Рис. 3a, 3b, таблиця 2): рівень DO значно покращився. У безкисневій зоні DO збільшився з 0,12-0,23 мг/л (середнє. 0.16) до 0,32-0,58 мг/л (середнє. 0.46), збільшення в 1,88 раза. У кисневій зоні DO зріс з 0,89-2,22 мг/л (серед. 1.78) до 2,81-5,02 мг/л (серед. 4.17), збільшення в 1,34 раза.

Тиск вентилятора(Малюнок 3c, таблиця 2): Тиск на виході знизився з 69,2-75,2 кПа (середнє. 71.44) до 61,2-63,5 кПа (середнє. 62.06), зменшення в 0,13 раза.

Товщина шламу(Рис. 3d, Таблиця 2): Товщина донного мулу зменшилася з 27,3-33,4 см (середнє. 30.00) до 14,2-28,8 см (середнє. 20.75), скорочення в 0,31 раза.

Спостереження за активним мулом після-оновлення показало покращену активність, зміну кольору та кращий ріст зооглеї на середовищі, що вказує на відновлення системи. Неприємні запахи припинилися.

Якість стоків покращилася: середній вміст аміачного азоту знизився до 1,49 мг/л (видалення 90,5%, +17.7%); середній загальний вміст фосфору знизився до 0,19 мг/л (видалення 88,9%, +12.7%); середній загальний азот знизився до 10,28 мг/л (видалення 57,9%, +16.9%). Споживана потужність повітродувки зменшилася з 72,5 кВт до 59 кВт за аналогічних умов, заощадивши 18,6% енергії.

3. Висновок

Аналіз виявив причини пошкодження повітродувки, високого тиску, пошкодження дифузора та накопичення осаду. Реалізовано цільові схеми реновації безкисневої та кисневої зон. Пілотні випробування продемонстрували значні покращення: безкисневий DO, кисневий DO, тиск нагнітача та товщина осаду були покращені на коефіцієнти 1,88, 1,34, 0,13 та 0,31 відповідно. Це забезпечує міцну основу для-повномасштабної реконструкції.