Здравствуй дорогой читатель, благодарю тебя, что читаешь мои статьи, прошу поддержать меня подписавшись на мой канал, нажав на жёлтую кнопку.
Присутствие растворённых твёрдых веществ в очищаемой воде представляет собой как физические, так и финансовые проблемы для аэрационных диффузоров в любой стадии операции очистки природных и сточных вод, и может быть особенно проблематичным в высококонцентрированных количествах в промышленной и пищевой сфере. Существует несколько предупреждающих действий и решений для предотвращения условий, которые могут привести к чрезмерному накоплению растворённых твёрдых веществ в воде.
Определение источника проблемы.
В зависимости от источника водоснабжения в регионе поток очищаемых природных и сточных вод может уже иметь высокое содержание минеральных веществ. Однако независимо от типа источника, особенно когда pH воды является ниже 7, обычно добавляют негашеную известь - оксид кальция (CaO) для достижения нейтрального pH (7), необходимого для поддержания роста микроорганизмов в сточных водах. К сожалению, эти добавки могут также иметь волновой эффект при повышении уровня карбоната кальция (CaCO3) в воде.
Наличие растворённых твёрдых веществ также может быть естественной частью природного или производственного процесса. Например, кальций является важной частью методов обработки целлюлозы и бумаги. В некоторых процессах производства плёнки, где желатин извлекается из костей животных, богатых кальцием, остаточный кальций в сточных водах также может увеличить степень данной проблемы. Это связано с тем, что кальций вступает в реакцию с диоксидом углерода (CO2), образующимся в качестве побочного продукта биологических процессов в микроорганизмах сточных вод с образованием CaCO3 по мере выхода газообразного диоксида углерода CO2 из раствора.
В любом случае, в независимости от источника растворённых твёрдых частиц, они могут стать проблемой для эффективности очистки воды, т.к. негативно влияют на функционирование водоочистного оборудования и его дорогостоящих компонентов, производительность коллекторов, отверстий, форсунок и т. п., и может вывести их из строя в кратчайшие сроки.исунок 1. Обратите внимание на большие «воронки» в центре и слева этой фотографии, вызванные засорением коллекторов аэрации, которые производят все меньше и больше пузырьков, которые устремляются прямо к поверхности и сводят к минимуму эффективность переноса кислорода.
Предупреждающие знаки осаждения растворённых твёрдых веществ.
Для операторов промышленных систем очистки воды существует несколько показателей, в которых присутствие карбоната кальция (CaCO3) или других растворённых твёрдых веществ начинает создавать повышенный риск возникновения проблем в системе аэрации:
• шаблоны аэрации. Накопление растворённых твёрдых частиц в отверстиях форсунок для выпуска воздуха изменяет поток воздуха, размер и количество пузырьков, а также визуальный характер аэрации на поверхности аэрационного бассейна. Слишком малые и очень крупные пузырьки воздуха, выходящие прямо из забитых отверстий, покажут несколько концентрированных областей больших «кипений» вместо рассеянной области «тонкой» аэрации (рис. 1).
• показания давления. Увеличение показаний давления в аэрационной системе может выявить как ранние стадии, так и относительную высокую степень засоров, вызванных растворёнными твёрдыми веществами.
• перегретые воздуходувки. По мере увеличения препятствий в отверстиях для аэрации и относительного противодавления на аэрационных каналах эти устройства могут нагреваться до заданной точки, при которой они вызывают сигнал для персонала и/или отключение при высокотемпературных предохранительных выключателях.
• показания автоматики. Измерения общего содержания растворенных твердых частиц (TDS) и общего количества взвешенных твердых частиц (TSS) могут помочь специалистам отслеживать степень потенциальных проблем с растворёнными твёрдыми веществами. Кроме того, значительное снижение уровня растворенного кислорода (DO2) будет указывать, когда эти проблемы повлияли на систему аэрации до такой степени, что это может поставить под угрозу продолжение процесса очистки воды и вызвать продолжительную остановку на проведение дорогостоящих сервисных работ.
Предупреждение и смягчение негативного эффекта накопления растворённых твёрдых веществ.
Конечно, превентивные усилия являются лучшим шагом для предотвращения или минимизации формирования негативного эффекта накопления твёрдых веществ в очищаемой воде, но как только масштабирование такого эффекта становится очевидным, существует несколько подходов к смягчению его последствий:
• Стратегия глобального мониторинга. Мониторинг ситуации и периодическое обслуживание могут помочь операторам обеспечить работу системы аэрации с приемлемым уровнем производительности в течение более длительного периода времени. Однако в особо агрессивных средах с растворёнными твёрдыми веществами серьёзное внимание следует уделить замене систем воздушных диффузоров на более универсальные системы аэрации с аэрозольным или щелевым впрыском.
• Контроль параметров системы аэрации. В особенно агрессивных средах с растворёнными твёрдыми веществами обычные системы воздушных диффузоров могут подвергаться воздействию засорения в течение менее шести месяцев после установки. В этих случаях альтернативные варианты аэрации, такие как система аэрации или впрыскивания через щелевые отверстия, в которых используются более широкие отверстия, могут обеспечивать встроенные автоматические функции защиты от засорения в течение более длительных периодов беспрепятственной работы - часто пяти лет или дольше.
• Локальный мониторинг ситуации. Независимо от концентрации растворённых твёрдых веществ или типа системы аэрации, важно отслеживать производительность, чтобы показать, когда эффективность аэрации грозит снизиться ниже допустимого уровня. Это может включать в себя мониторинг химического состава воды, параметров TSS, TDS и DO, а также мониторинг производительности аэрационного нагнетателя давления и потребления энергии и составление графика результирующих тенденций.
• Периодическое обслуживание. Учитывая потенциальные риски при промышленной очистке воды, чтобы показать влияние осаждения растворённых твёрдых частиц - даже с более широкими отверстиями струйных форсунок - может быть целесообразно запланировать периодические работы по техническому обслуживанию. В крайних случаях это может означать добавление запасного резервуара для его использования при проведении сервисных работ на основном. Это может предотвратить снижение производительности системы до момента сброса загрязнений (регенерации) из системы и принудительного незапланированного отключения. Это также может помочь максимизировать стоимость капиталовложений в долгосрочной перспективе.
Краткосрочная тактика.
Использование надлежащим образом разработанных систем аэрации с использованием струйного или щелевого впрыска для сред с высоким TDS (солесодержанием) может создать дополнительные возможности для краткосрочных профилактических действий против накопления растворённых твёрдых веществ:
- Обратная промывка. Регулярная обратная промывка системы аэрации с аэрозольным или щелевым впрыском может помочь продлить период времени между принудительными остановками для более тщательного технического обслуживания (рис. 2).
- Кислотные процедуры. В средах с особенно высоким TDS накопление загрязнений чаще всего происходит в зоне низкого давления струйного аэратора - на стороне подачи воздуха. Добавление раствора кислоты в линию подачи воздуха в виде аэрозоля может помочь предотвратить проблемы на входе воздуха в отверстия форсунок.
- Объединённые профилактические усилия. К примеру при чрезмерной проблеме с солями жёсткости — возможно применение методики совмещения обратной промывки и кислотной обработки, чтобы успешно продлевает функциональное время работы системы аэрации и других, следующих за ней компонентов водоочистных систем.