Havalandırma Sistemi Arıza Analizi ve Yenileme Şeması
giriiş
havalandırma sistemiBiyolojik atıksu arıtma sisteminin bileşenlerinden biri olan , öncelikle mikrobiyal metabolizma için gerekli oksijeni sağlama ve biyolojik tank içindeki çözünmüş oksijen (DO) konsantrasyonunu düzenleme işlevi görür. Yükselen kabarcıkların oluşturduğu girdaplar ve bunların patlamasından kaynaklanan rahatsızlıklar, aktif çamurun etkili bir şekilde karışmasını sağlayarak çamur birikmesini önler. Ortam içeren temaslı biyolojik tanklar için havalandırma aynı zamanda eski biyofilmin ortam yüzeyinden atılmasını da teşvik ederek biyofilmin yenilenmesini kolaylaştırır ve aktivitesini arttırır.
Çalışmalar, biyolojik tank içindeki DO konsantrasyonundaki değişikliklerin, zoogloea'nın türü, miktarı, durumu, biyolojik aktivitesi ve mikrobiyal toplulukların metabolik türlerinde değişikliklere yol açtığını göstermektedir. Sonuç olarak, biyolojik karbon giderimi, biyolojik nitrojen giderimi ve biyolojik fosfor giderimi gibi biyokimyasal proseslerin reaksiyon hızları ve verimlilikleri etkilenerek atık sudaki organik madde, amonyak nitrojeni, toplam fosfor ve toplam nitrojen gibi kirleticilerin giderim verimlilikleri değişir. Havalandırma sisteminin operasyonel durumu, mikrobiyal kirletici giderme verimliliğini doğrudan etkiler, dolayısıyla atık su arıtma tesisinin (WWTP) genel arıtma performansını etkiler.
Bu nedenle, havalandırma sistemini iyi çalışır durumda tutmak, AAT'nin işletimi ve bakımında birincil görevdir.
1. Malzemeler ve Yöntemler
1.1 AAT'ye Genel Bakış
tasarım kapasitesine sahip bir AAT15,000 m³/d. Tasarlanan etkili kirletici göstergeleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:Tablo 1ve atık su standartları "Belediye Atık Su Arıtma Tesisleri için Kirleticilerin Deşarj Standardı" (GB 18918-2002) A Sınıfı standardını karşılamaktadır. Ana tedavi süreci:Ön Arıtma + Pıhtılaşma-Çökeltme + Biyolojik Sistem + İkincil Çökeltme Tankı + İleri Arıtma.
Başlangıçta, toplama ağlarının az gelişmiş olması ve civardaki işletmelerin devam eden inşaatları nedeniyle tesis, düşük giriş nedeniyle aralıklı olarak çalışıyordu. Çevredeki işletmeler faaliyete geçtikçe giriş ve kirletici madde yükü arttı, bu da biyolojik tank havalandırma sisteminin giriş ve yüke göre ayarlanan havalandırma oranlarıyla 24 saatlik sürekli çalışmaya geçiş yapmasına yol açtı. Bu süre boyunca hem biyolojik tank hem de havalandırma sistemi istikrarlı bir şekilde çalıştı ve tüm atık su parametreleri tutarlı bir şekilde standartları karşıladı.
1.1.1 Biyolojik Tank Açıklaması
Biyolojik sistem aşağıdakine benzer bir düzeni benimser:geleneksel A²/O sürecianaerobik, anoksik ve oksik bölgelerden oluşur. Anaerobik ve anoksik bölgelerin her biri eşit hacimli iki Tandem proses bölümüne ayrılırken, oksik bölge dörde bölünür. Anaerobik ve anoksik bölgelere altı dalgıç karıştırıcı monte edilmiştir. Sabit ince-kabarcıklı difüzörler, anoksik ve oksik bölgelerdeki bölümlerin alt kısmına yerleştirilir ve geri alınabilir taklit ortam, mikrobiyal büyüme için difüzörlerin üzerine eklenir. Havalandırma sistemi, ince kabarcıklı difüzörlere lateraller aracılığıyla basınçlı hava sağlamak için üfleyiciler kullanır. Her bir lateraldeki havalandırma oranı vanalar tarafından düzenlenir. 2 görevli + 1-bekleme modunda çalışan üç üfleyici kuruludur.
1.1.2 Arıza Açıklaması
Yaklaşık 5 yıllık stabil çalışmanın ardından anoksik ve oksik bölgelerin tabanında önemli miktarda çamur birikti. Üfleyicilerde sıklıkla yüksek çıkış basıncı alarmları ve koruyucu kapanmalar yaşanıyordu. Bazı ince-kabarcık difüzörler kırıldı. Çıkış basıncı artmaya devam ettikçe fanların kapanma sıklığı ve kırılan difüzörlerin sayısı arttı. Kırık difüzörlerden kaynaklanan önemli hava kaybı, biyolojik tanktaki ÇO seviyelerinin sürekli olarak azalmasına ve atık su kalitesinin kademeli olarak bozulmasına neden oldu. Uyumluluğu sürdürmek için çalışan fanların sayısı ve çalışma süresi artırıldı. Bu kısır döngü, rulmanlar ve dişliler gibi üfleyici bileşenlerinde sıklıkla hasara neden oluyordu. Sonuçta bir üfleyici ciddi şekilde aşındı ve hurdaya çıkarıldı. Oksik bölgedeki çamur koyu kahverengiye döndü, gevşek, kötü kokulu{10}}zogloea oluştu ve atık su kalitesi daha da kötüleşti.
1.2 Arıza Nedeni Analizi
Operasyonel kayıtlar (giriş suyu, havalandırma sistemi, ekipman bakımı) ve saha gözlemleri incelenerek nedenler aşağıdaki şekilde analiz edildi:
1.2.1 Üfleyici Hasarının Nedenleri
- İlk aralıklı akış nedeniyle sık sık başlatma/durma, mekanik aşınmaya neden olur.
- Aşırı yük kapatmalarından sonra fanların basınç altında yeniden çalıştırılması ve aşırı yük altında uzun süreli çalışma.
- Daha yüksek akış ve patlayan difüzörler nedeniyle artan hava talebi, daha uzun süreli çalışmaya yol açar.
- Uzun süreli aşırı basınç nedeniyle yüksek çalışma sıcaklıkları.
1.2.2 Yüksek Üfleyici Çıkış Basıncının ve Difüzör Hasarının Nedenleri
- İnşaat sırasında hava borularının temizliğinin tamamlanmaması, difüzör gözeneklerini tıkayan kalıntı bırakması.
- Difüzörleri kaplayan ve gözenekleri tıkayan çamur birikmesi.
- Hava borularındaki yoğuşma difüzör gözeneklerini tıkıyor.
- Aralıklı havalandırma, sık sık genleşme/büzülmeye, difüzör membranlarının eskimesine ve gözeneklerin tam olarak açılmamasına neden olarak basınç oluşumuna yol açar.
- Atık su/çamurun kırık difüzörlere girmesi, dağılması ve diğer difüzörlerin tıkanması.
1.2.3 Dip Çamur Birikiminin Nedenleri
- Aralıklı giriş ve havalandırma birikmeye neden olur.
- Aralıklı havalandırmaya neden olan sık üfleyici arızaları.
- Yırtılmış difüzörlerle yan kısımlarda azaltılmış havalandırma.
- Zayıf havalandırma performansı, tank ve ortamdan dökülen aktif olmayan biyofilm birikimini artırıyor.
1.3 Yenileme Planı
Arızaları ve nedenlerini ele alan, akış düzenlerini ve sürekli çalışma ihtiyacını göz önünde bulunduran aşağıdaki yenileme şeması geliştirildi:
Onarılamaz üfleyici, tasarımdan daha yüksek kapasiteye ve basınç değerine sahip tek bir havalı süspansiyon üfleyiciyle değiştirildi ve çıkış boruları buna göre değiştirildi.
Havalandırma sistemi sorunları için (yüksek basınç, tıkanma, kopma, düzensiz havalandırma), proses gereksinimleri (karıştırma yoğunluğu, hava akışı, DO kontrolü), ekipman yerleşimi (mikserler, borular, medya) ve hasarlı difüzörlerin düzeni dikkate alınarak anoksik ve oksik bölgeler için ayrı yenileme planları tasarlandı.
Anoksik Bölge Yenilemesi: Hasarlı difüzörler, çamur birikimiyle aynı zamana denk gelen Anoksik Bölüm 1 ve 2'nin ortasında yoğunlaşmıştı. Destek için mevcut ortam çerçevesi kullanılarak, ana başlığa bağlanan yeni bir hava laterali, akış kontrol valfi ile ortam yatağının içine yerleştirildi. Yeni havalandırma sistemi olarak medya çerçevesinin alt kısmına yeni-yönelimli delikli borular yerleştirildi. Orijinal sabit alt sistem hizmet dışı bırakıldı. GörmekŞekil 1.
Oksik Bölge Yenilemesi: Benzer şekilde, difüzörlerin hasarlı olduğu bölgelerdeki medya kaldırıldı. Valfli yeni bir lateral takıldı. Medya çerçevesinin altına yeni ince-kabarcıklı hava diskleri yerleştirildi. Anoksik bölgeye benzer delikli borular da vanaları değiştirerek alt çamuru periyodik olarak rahatsız etmek için ortam çerçevesi içine dikey olarak yerleştirildi. Orijinal sabit alt sistem hizmet dışı bırakıldı. GörmekŞekil 2.
2. Sonuçlar ve Analiz
Pilot-test yaklaşımının ardından, en ciddi şekilde etkilenen bölümler (Anoxic 1, Oxic 1) yenilendi. Temel parametreler (ÇO, üfleyici basıncı, çamur kalınlığı), yenileme işleminden- önce ve- sonra 30 gün boyunca izlendi. Sonuçlar şurada gösterilmiştir:Şekil 3ve analiz edildiTablo 2.
YAPMAK(Şekil 3a, 3b, Tablo 2): DO seviyeleri önemli ölçüde iyileşti. Anoksik bölgede DO, 1,88 kat artışla 0,12-0,23 mg/L'den (ort. 0.16) 0,32-0,58 mg/L'ye (ort. 0.46) yükseldi. Oksik bölgede DO, 1,34 kat artışla 0,89-2,22 mg/L'den (ort. 1.78) 2,81-5,02 mg/L'ye (ort. 4.17) yükseldi.
Üfleyici Basıncı(Şekil 3c, Tablo 2): Çıkış basıncı 69,2-75,2 kPa'dan (ortalama. 71.44) 61,2-63,5 kPa'ya (ortalama. 62.06) 0,13 kat azalmayla düştü.
Çamur Kalınlığı(Şekil 3d, Tablo 2): Taban çamur kalınlığı 27,3-33,4 cm'den (ort. 30.00) 14,2-28,8 cm'ye (ort. 20.75) düşmüştür; bu 0,31 kat azalmadır.
Yenileme sonrası aktif çamurun-gözlenmesi, ortamda daha iyi aktivite, renk değişimi ve daha iyi hayvanat bahçesi büyümesi gösterdi; bu da sistemin iyileştiğini gösteriyordu. Kötü kokular kesildi.
Atık su kalitesi iyileşti: ortalama Amonyak Azotu 1,49 mg/L'ye düştü (%90,5 giderme, %+17.7); ortalama Toplam Fosfor 0,19 mg/L'ye düştü (%88,9 giderme, %+12.7); ortalama Toplam Azot 10,28 mg/L'ye düştü (%57,9 giderme, %+16.9). Blower güç tüketimi benzer koşullar altında 72,5 kW'tan 59 kW'a düşerek %18,6 enerji tasarrufu sağlandı.
3. Sonuç
Analiz, üfleyici hasarının, yüksek basıncın, difüzör hasarının ve çamur birikiminin nedenlerini belirledi. Anoksik ve oksik bölgeler için hedefe yönelik yenileme planları uygulandı. Pilot testler önemli gelişmeler gösterdi: anoksik DO, oksik DO, üfleyici basıncı ve çamur kalınlığı sırasıyla 1,88, 1,34, 0,13 ve 0,31 kat arttı. Bu, tam-ölçekli yenileme için sağlam bir temel sağlar.