Analisis & Pengubahsuaian Sistem Pengudaraan|Kajian Kes WWTP

Analisis Kerosakan dan Skim Pengubahsuaian Sistem Pengudaraan

pengenalan

Thesistem pengudaraan, sebagai salah satu komponen sistem rawatan air sisa biologi, terutamanya berfungsi untuk membekalkan oksigen yang diperlukan untuk metabolisme mikrob dan mengawal kepekatan oksigen terlarut (DO) dalam tangki biologi. Pusaran yang dihasilkan oleh buih yang meningkat dan gangguan yang disebabkan oleh pecahnya memberikan pencampuran yang berkesan bagi enap cemar yang diaktifkan, menghalang pemendapan enap cemar. Untuk tangki biologi kenalan yang mengandungi media, pengudaraan juga menggalakkan penumpahan biofilem tua dari permukaan media, memudahkan pembaharuan biofilem dan meningkatkan aktivitinya.

Kajian menunjukkan bahawa perubahan dalam kepekatan DO dalam tangki biologi membawa kepada perubahan dalam spesies, kuantiti, keadaan zoogloea, aktiviti biologi, dan jenis metabolik komuniti mikrob. Akibatnya, kadar tindak balas dan kecekapan proses biokimia seperti penyingkiran karbon biologi, penyingkiran nitrogen biologi, dan penyingkiran fosforus biologi terjejas, mengubah kecekapan penyingkiran bahan pencemar seperti bahan organik, nitrogen ammonia, jumlah fosforus dan jumlah nitrogen dalam air sisa. Status operasi sistem pengudaraan secara langsung memberi kesan kepada kecekapan penyingkiran bahan pencemar mikrob, sekali gus mempengaruhi prestasi penulenan keseluruhan loji rawatan air sisa (WWTP).

Oleh itu, mengekalkan sistem pengudaraan dalam keadaan berfungsi yang baik adalah tugas utama dalam operasi dan penyelenggaraan WWTP.

1. Bahan dan Kaedah

1.1 Gambaran Keseluruhan WWTP

LPA dengan kapasiti reka bentuk sebanyak15,000 m³/d. Penunjuk pencemar influen yang direka bentuk ditunjukkan dalamJadual 1, dan piawaian efluen memenuhi piawaian Gred A "Piawaian Pencemar Pencemar untuk Loji Rawatan Air Sisa Perbandaran" (GB 18918-2002). Proses rawatan utama ialah:Rawatan Awal + Pembekuan-Pemendakan + Sistem Biologi + Tangki Pemendapan Sekunder + Rawatan Lanjutan.

Pada mulanya, disebabkan rangkaian pengumpulan yang kurang dibangunkan dan pembinaan berterusan perusahaan sekitar, kilang itu beroperasi secara berselang-seli disebabkan oleh aliran masuk yang rendah. Apabila perusahaan sekitar mula beroperasi, aliran masuk dan beban pencemar meningkat, membawa sistem pengudaraan tangki biologi beralih kepada operasi berterusan 24 jam, dengan kadar pengudaraan diselaraskan berdasarkan aliran masuk dan beban. Dalam tempoh ini, kedua-dua tangki biologi dan sistem pengudaraan beroperasi secara stabil, dengan semua parameter efluen secara konsisten memenuhi piawaian.

1.1.1 Penerangan Tangki Biologi

Sistem biologi mengamalkan susun atur yang serupa denganproses A²/O tradisional, yang terdiri daripada zon anaerobik, anoksik dan oksik. Zon anaerobik dan anoksik masing-masing dibahagikan kepada dua bahagian proses Tandem dengan isipadu yang sama, manakala zon oksik dibahagikan kepada empat. Enam pembancuh tenggelam dipasang di zon anaerobik dan anoksik. Peresap gelembung-halus tetap dipasang di bahagian bawah bahagian dalam zon anoksik dan oksik, dengan media tiruan yang boleh diperoleh semula dilekatkan di atas peresap untuk pertumbuhan mikrob. Sistem pengudaraan menggunakan peniup untuk membekalkan udara termampat kepada penyebar buih halus-melalui sisi. Kadar pengudaraan di setiap sisi dikawal oleh injap. Tiga peniup dipasang, beroperasi dalam mod siap sedia + 1-2 tugas.

1.1.2 Penerangan Kerosakan

Selepas kira-kira 5 tahun operasi yang stabil, enapcemar yang ketara terkumpul di bahagian bawah zon anoksik dan oksik. Peniup kerap mengalami penggera tekanan alur keluar tinggi dan penutupan perlindungan. Beberapa penyebar gelembung-halus pecah. Apabila tekanan alur keluar terus meningkat, kekerapan penutupan blower dan bilangan peresap yang pecah meningkat. Kehilangan udara yang ketara melalui peresap yang rosak menyebabkan paras DO dalam tangki biologi terus menurun, menyebabkan kemerosotan kualiti efluen secara beransur-ansur. Untuk mengekalkan pematuhan, bilangan dan masa jalan blower operasi telah ditambah. Kitaran ganas ini menyebabkan kerosakan yang kerap pada komponen blower seperti galas dan gear. Akhirnya, satu blower telah haus teruk dan terkeluar. Enapcemar dalam zon oksik bertukar menjadi coklat gelap, dengan zoogloea yang longgar, busuk{10}}dan kualiti efluen bertambah teruk.

1.2 Analisis Punca Kesalahan

Menyemak rekod operasi (influen, sistem pengudaraan, penyelenggaraan peralatan) dan pemerhatian tapak, punca telah dianalisis seperti berikut:

1.2.1 Punca Kerosakan Blower

1. Mula/berhenti kerap disebabkan aliran masuk terputus-putus awal, menyebabkan kehausan mekanikal.
2. Memulakan semula blower di bawah tekanan selepas penutupan beban lampau, dan operasi berpanjangan di bawah beban berlebihan.
3. Permintaan udara yang meningkat disebabkan oleh aliran yang lebih tinggi dan peresap yang pecah, yang membawa kepada operasi lanjutan.
4. Suhu operasi yang meningkat disebabkan oleh tekanan berlebihan yang berpanjangan.

1.2.2 Punca Tekanan Outlet Blower Tinggi & Kerosakan Peresap

1. Pembersihan paip udara yang tidak lengkap semasa pembinaan, meninggalkan serpihan yang menyumbat liang peresap.
2. Pemendapan enap cemar meliputi peresap, liang tersumbat.
3. Kondensat dalam paip udara menyumbat pori-pori peresap.
4. Pengudaraan berselang-seli menyebabkan pengembangan/penguncupan yang kerap, membran peresap penuaan dan pembukaan liang yang tidak lengkap, yang membawa kepada pembentukan tekanan.
5. Air sisa/enapcemar masuk ke dalam peresap yang pecah, meresap dan menyumbat peresap lain.

1.2.3 Punca Pengumpulan Enapcemar Bawah

1. Aliran masuk dan pengudaraan berselang-seli menyebabkan pemendapan.
2. Kerosakan blower yang kerap menyebabkan pengudaraan terputus-putus.
3. Pengudaraan dikurangkan pada sisi dengan peresap pecah.
4. Prestasi pengudaraan yang lemah meningkatkan pemendapan biofilem tidak aktif yang terkelupas daripada tangki dan media.

1.3 Skim Pengubahsuaian

Menangani kerosakan dan puncanya, mempertimbangkan corak aliran masuk dan keperluan untuk operasi berterusan, skim pengubahsuaian berikut telah dibangunkan:

Peniup yang tidak boleh diperbaiki telah digantikan dengan peniup penggantungan udara tunggal dengan kapasiti dan penarafan tekanan yang lebih tinggi daripada reka bentuk, mengubah suai paip alur keluar dengan sewajarnya.

Untuk isu sistem pengudaraan (tekanan tinggi, tersumbat, pecah, pengudaraan tidak sekata), mempertimbangkan keperluan proses (intensiti pencampuran, aliran udara, kawalan DO), susun atur peralatan (pencampur, paip, media), dan corak peresap yang rosak, skim pengubahsuaian berasingan telah direka untuk zon anoksik dan oksik.

Pengubahsuaian Zon Anoksik: Peresap yang rosak tertumpu di tengah-tengah Bahagian Anoksik 1 & 2, bertepatan dengan pengumpulan enap cemar. Menggunakan bingkai media sedia ada untuk sokongan, sisi udara baharu yang disambungkan ke pengepala utama dipasang di dalam katil media, dengan injap kawalan aliran. Paip berlubang berorientasikan ke bawah-baharu telah dipasang di bahagian bawah bingkai media sebagai sistem pengudaraan baharu. Sistem dasar tetap asal telah dinyahaktifkan. LihatRajah 1.

Pengubahsuaian Zon Oxic: Begitu juga, media telah dialihkan di kawasan dengan peresap yang rosak. Sisi baharu dengan injap telah dipasang. Cakera udara halus-baharu dipasang di bahagian bawah bingkai media. Paip berlubang, serupa dengan zon anoksik, juga dipasang secara menegak dalam bingkai media untuk mengganggu enap cemar bawah secara berkala dengan menukar injap. Sistem dasar tetap asal telah dinyahaktifkan. LihatRajah 2.

2. Keputusan dan Analisis

Berikutan pendekatan ujian-perintis, bahagian yang paling teruk terjejas (Anoxic 1, Oxic 1) telah diubah suai. Parameter utama (DO, tekanan blower, ketebalan enap cemar) dipantau selama 30 hari sebelum- dan selepas-ubah suai. Keputusan ditunjukkan dalamRajah 3dan dianalisis dalamJadual 2.

LAKUKAN(Rajah 3a, 3b, Jadual 2): ​​Tahap DO meningkat dengan ketara. Dalam zon anoksik, DO meningkat daripada 0.12-0.23 mg/L (purata. 0.16) kepada 0.32-0.58 mg/L (purata. 0.46), peningkatan 1.88 kali ganda. Dalam zon oksik, DO meningkat daripada 0.89-2.22 mg/L (purata. 1.78) kepada 2.81-5.02 mg/L (purata. 4.17), peningkatan 1.34 kali ganda.

Tekanan Blower(Rajah 3c, Jadual 2): ​​Tekanan alur keluar menurun daripada 69.2-75.2 kPa (purata. 71.44) kepada 61.2-63.5 kPa (purata. 62.06), pengurangan 0.13 kali ganda.

Ketebalan Enapcemar(Rajah 3d, Jadual 2): ​​Ketebalan enap cemar bawah berkurangan daripada 27.3-33.4 sm (purata. 30.00) kepada 14.2-28.8 sm (purata. 20.75), pengurangan 0.31 kali ganda.

Memerhatikan pengubahsuaian pasca enapcemar yang diaktifkan-menunjukkan aktiviti yang lebih baik, perubahan warna dan pertumbuhan zoogloea yang lebih baik pada media, yang menunjukkan pemulihan sistem. Bau busuk berhenti.

Kualiti efluen bertambah baik: purata Ammonia Nitrogen menurun kepada 1.49 mg/L (90.5% penyingkiran, +17.7%); purata Jumlah Fosforus menurun kepada 0.19 mg/L (88.9% penyingkiran, +12.7%); purata Jumlah Nitrogen menurun kepada 10.28 mg/L (penyingkiran 57.9%, +16.9%). Penggunaan kuasa blower berkurangan daripada 72.5 kW kepada 59 kW dalam keadaan yang sama, menjimatkan 18.6% tenaga.

3. Kesimpulan

Analisis mengenal pasti punca kerosakan blower, tekanan tinggi, kerosakan peresap, dan pengumpulan enap cemar. Skim pengubahsuaian yang disasarkan untuk zon anoksik dan oksik telah dilaksanakan. Ujian perintis menunjukkan peningkatan yang ketara: DO anoksik, DO oksik, tekanan blower, dan ketebalan enapcemar telah bertambah baik oleh faktor 1.88, 1.34, 0.13, dan 0.31, masing-masing. Ini menyediakan asas yang kukuh untuk -penuh ubah suai skala.