Feilanalyse og renoveringsplan for luftesystem
Introduksjon
Deluftesystem, som en av komponentene i det biologiske avløpsvannbehandlingssystemet, fungerer primært for å levere oksygen som kreves for mikrobiell metabolisme og regulere konsentrasjonen av oppløst oksygen (DO) i den biologiske tanken. Virvlene som genereres av stigende bobler og forstyrrelsene forårsaket av deres brudd gir effektiv blanding av det aktiverte slammet, og forhindrer slamavsetning. For biologiske kontakttanker som inneholder medier, fremmer lufting også utskillelsen av gammel biofilm fra medieoverflaten, letter biofilmfornyelse og øker aktiviteten.
Studier indikerer at endringer i DO-konsentrasjonen i den biologiske tanken fører til endringer i arten, kvantiteten, tilstanden til zoogloea, biologisk aktivitet og metabolske typer mikrobielle samfunn. Følgelig påvirkes reaksjonshastighetene og effektiviteten til biokjemiske prosesser som biologisk karbonfjerning, biologisk nitrogenfjerning og biologisk fosforfjerning, noe som endrer fjerningseffektiviteten til forurensninger som organisk materiale, ammoniakknitrogen, totalt fosfor og totalt nitrogen i avløpsvannet. Driftsstatusen til luftesystemet påvirker direkte effektiviteten til fjerning av mikrobielle forurensende stoffer, og påvirker dermed den generelle renseytelsen til avløpsrenseanlegget (WWTP).
Derfor er det en hovedoppgave i drift og vedlikehold av renseanlegget å holde luftesystemet i god stand.
1. Materialer og metoder
1.1 Rensevannsoversikt
Et renseanlegg med en designkapasitet på15,000 m³/d. De utformede indikatorene for innflytende forurensning er vist iTabell 1, og avløpsstandardene oppfyller klasse A-standarden for "utslippsstandard for forurensninger for kommunale avløpsrenseanlegg" (GB 18918-2002). Hovedbehandlingsprosessen er:Foreløpig behandling + koagulasjon-Sedimentering + biologisk system + sekundær sedimentasjonstank + avansert behandling.
Opprinnelig, på grunn av underutviklede innsamlingsnettverk og pågående bygging av omkringliggende virksomheter, drev anlegget periodevis på grunn av lav tilsig. Etter hvert som omkringliggende virksomheter ble operative, økte tilstrømningen og forurensningsbelastningen, noe som førte til at det biologiske tankluftesystemet gikk over til 24-timers kontinuerlig drift, med luftehastigheter justert basert på tilsig og belastning. I løpet av denne perioden fungerte både den biologiske tanken og luftesystemet stabilt, med alle avløpsparametere som konsekvent oppfylte standardene.
1.1.1 Biologisk tankbeskrivelse
Det biologiske systemet vedtar en layout som ligner påtradisjonell A²/O-prosess, omfattende anaerobe, anoksiske og oksiske soner. Den anaerobe og anoksiske sonen er hver delt inn i to Tandem prosessseksjoner med likt volum, mens den oksiske sonen er delt i fire. Seks nedsenkbare blandere er installert i den anaerobe og anoksiske sonen. Faste fine-boblediffusorer er installert i bunnen av seksjoner i de anoksiske og oksiske sonene, med gjenvinnbare imitasjonsmedier festet over diffusorene for mikrobiell vekst. Luftesystemet bruker blåsere til å tilføre trykkluft til de fine-boblediffusorene via sidestykker. Luftingshastigheten i hver side reguleres av ventiler. Tre blåsere er installert og fungerer i en 2-bruks + 1-standby-modus.
1.1.2 Feilbeskrivelse
Etter ca. 5 års stabil drift, samlet det seg betydelig slam i bunnen av den anoksiske og oksiske sonen. Blåsere opplevde ofte alarmer for høyt utløpstrykk og beskyttelsesstans. Noen fine-boblediffusorer gikk i stykker. Etter hvert som utløpstrykket fortsatte å stige, økte frekvensen av viftestans og antall sprukne diffusorer. Betydelig lufttap gjennom ødelagte diffusorer førte til kontinuerlig synkende DO-nivåer i den biologiske tanken, noe som førte til en gradvis forringelse av avløpskvaliteten. For å opprettholde samsvar ble antallet og kjøretiden til vifte som ble i drift økt. Denne onde syklusen forårsaket hyppig skade på viftekomponenter som lagre og gir. Til syvende og sist ble en blåser sterkt slitt og utrangert. Slam i den oksiske sonen ble mørkebrunt, med løs, illeluktende-zoogloea, og avløpskvaliteten ble ytterligere forverret.
1.2 Analyse av feilårsak
Ved å gjennomgå driftsopptegnelser (innflytelse, luftesystem, vedlikehold av utstyr) og observasjoner på stedet, ble årsakene analysert som følger:
1.2.1 Årsaker til vifteskade
- Hyppige starter/stopp på grunn av innledende intermitterende innstrømning, som forårsaker mekanisk slitasje.
- Restart av blåsere under trykk etter overbelastningsstans, og langvarig drift under overbelastning.
- Økt luftbehov på grunn av høyere strømning og sprukne diffusorer, noe som fører til utvidet drift.
- Høye driftstemperaturer på grunn av langvarig overtrykk.
1.2.2 Årsaker til høyt vifteutløpstrykk og diffusorskade
- Ufullstendig rensing av luftrør under konstruksjon, etterlater rusk som tette diffusorens porer.
- Slamavsetning som dekker diffusorer, tetter porene.
- Kondensat i luftrør som tetter diffusorens porer.
- Intermitterende lufting som forårsaker hyppig ekspansjon/sammentrekning, aldrende diffusormembraner og ufullstendig poreåpning, noe som fører til trykkoppbygging.
- Avløpsvann/slam trenger inn i ødelagte diffusorer, sprer og tetter til andre diffusorer.
1.2.3 Årsaker til bunnslamakkumulering
- Intermitterende innstrømning og lufting som forårsaker avsetning.
- Hyppige viftefeil som forårsaker periodisk lufting.
- Redusert lufting i lateraler med sprukket diffusor.
- Dårlig lufteytelse øker avsetningen av inaktiv biofilm som fjernes fra tank og media.
1.3 Renovasjonsordning
For å adressere feilene og deres årsaker, tatt i betraktning tilstrømningsmønstre og behovet for kontinuerlig drift, ble følgende renoveringsplan utviklet:
Den uopprettelige viften ble erstattet med en enkelt luftfjæringsvifte med høyere kapasitet og trykkklassifisering enn design, og modifiserte utløpsrørene tilsvarende.
For luftesystemspørsmålene (høyt trykk, tilstopping, brudd, ujevn lufting), med tanke på prosesskrav (blandingsintensitet, luftstrøm, DO-kontroll), utstyrslayout (blandere, rør, media) og mønsteret av skadede diffusorer, ble separate oppussingsordninger designet for de anoksiske og oksiske sonene.
Renovering av anoksisk sone: Skadede diffusorer ble konsentrert i midten av anoksiske seksjoner 1 og 2, sammenfallende med slamakkumulering. Ved å bruke den eksisterende mediarammen for støtte, ble en ny luftside koblet til hovedhodet installert i mediabedet, med en strømningskontrollventil. Nye nedover-orienterte perforerte rør ble installert i bunnen av mediarammen som det nye luftesystemet. Det opprinnelige faste bunnsystemet ble tatt ut av drift. SeFigur 1.
Renovering av oksisk sone: På samme måte ble media fjernet i områder med skadede diffusorer. En ny side med ventil ble installert. Nye fine-luftbobleplater ble installert nederst på mediarammen. Perforerte rør, i likhet med den anoksiske sonen, ble også installert vertikalt innenfor mediarammen for periodisk å forstyrre bunnslam ved å bytte ventiler. Det opprinnelige faste bunnsystemet ble tatt ut av drift. SeFigur 2.
2. Resultater og analyse
Etter en pilot-testing ble de hardest rammede delene (Anoxic 1, Oxic 1) renovert. Nøkkelparametere (DO, viftetrykk, slamtykkelse) ble overvåket i 30 dager før- og etter-renovering. Resultatene vises iFigur 3og analysert iTabell 2.
GJØRE(Fig 3a, 3b, Tabell 2): DO-nivåene ble betydelig forbedret. I den anoksiske sonen økte DO fra 0,12-0,23 mg/L (avg. 0.16) til 0,32-0,58 mg/L (avg. 0.46), en økning på 1,88 ganger. I den oksiske sonen økte DO fra 0,89-2,22 mg/L (gjennomsnitt. 1.78) til 2,81-5,02 mg/L (gjennomsnitt. 4.17), en økning på 1,34 ganger.
Viftetrykk(Fig 3c, Tabell 2): Utløpstrykket sank fra 69,2-75,2 kPa (avg. 71.44) til 61,2-63,5 kPa (avg. 62.06), en 0,13 ganger reduksjon.
Slamtykkelse(Fig 3d, Tabell 2): Bunnslamtykkelsen ble redusert fra 27,3-33,4 cm (gjennomsnitt. 30.00) til 14,2-28,8 cm (gjennomsnitt. 20.75), en reduksjon på 0,31 ganger.
Ved å observere den aktiverte slamposten-oppussingen viste det forbedret aktivitet, fargeendring og bedre zoogloea-vekst på media, noe som indikerer systemgjenoppretting. Dårlig lukt opphørte.
Avløpskvaliteten ble forbedret: gjennomsnittlig ammoniakknitrogen redusert til 1,49 mg/L (90,5 % fjerning, +17.7 %); gjennomsnittlig totalt fosfor redusert til 0,19 mg/L (88,9 % fjerning, +12.7 %); gjennomsnittlig total nitrogen redusert til 10,28 mg/L (57,9 % fjerning, +16.9 %). Strømforbruket til blåseren gikk ned fra 72,5 kW til 59 kW under lignende forhold, og sparte 18,6 % energi.
3. Konklusjon
Analyse identifiserte årsakene til vifteskader, høyt trykk, diffusorskader og slamakkumulering. Det ble iverksatt målrettede oppussingsordninger for anoksiske og oksiske soner. Pilottesting viste betydelige forbedringer: anoksisk DO, oksisk DO, viftetrykk og slamtykkelse ble forbedret med faktorer på henholdsvis 1,88, 1,34, 0,13 og 0,31. Dette gir et godt grunnlag for full-renovering.