Нарушения нормальной работы

Сложности, возникающие при эксплуатации
систем удаления фосфора:
краткие рекомендации
Маттиас Барьенбрух
Нарушения нормальной работы (сбои в
работе) очистных сооружений
Определение
Определение
Ограниченные по времени, точно определенные
события, которые влияют или могут повлиять на
нормальную работу очистных сооружений
Частота возникновения
 Нарушения нормальной работы (сбои в работе)
возникают «регулярно», если:
 Измеренное эксплуатационное значение превысило
«интервал доверия».
 Если значение на выходе превышает предельно
допустимые нормы
2
Нарушения нормальной работы ОСК
Внешние причины
Внутренние причины
• Погодные условия
• Система канализации
• Приток ненормативных
производственных стоков
• Аварии
• Перерывы в
электроснабжении
• Перегрузка
• Неправильная эксплуатация
• Несоответствующее
управление технологическим
процессом
• Ненадлежащий
уход/техническое
обслуживание
• Короткое замыкание
• Поломка электродвигателей
Непредсказуемые
Нарушения
нормальной работы
• Узлы и механизмы
• Микроорганизмы
• Технологические
процессы
• Гидравлические
системы
зуемые
Последствия
=> Одна причина либо
=> сочетание нескольких
неблагоприятных
обстоятельств
Предска-
Снижение эффективности
Превышение предельно допустимых
норм
Экологический ущерб водоприемнику
Дополнительные расходы
Штрафные санкции
Возможные причины нарушения
нормальной работы ОСК (1)
 На входе
Оптимальная работа
Нарушения технологического процесса
Соответствующий режим
поступления сточных вод
Слишком большое/малое поступление
сточных вод
Необходимые вещества
Слишком низкая концентрация биогенных
элементов
Оптимальный состав
Неблагоприятное соотношение биогенных
элементов (C:N:P)
Слишком большая концентрация
биогенных элементов (перегрузка)
Сброс загрязнителей (нефть, масла)
Сброс токсичных веществ (цианид)
Сбор ингибиторов (органосульфид)
Сброс вызывающих коррозию веществ
(кислоты, основания)
Причины => на канализируемой территории ОСК
Сложность контроля
Возможные причины нарушения
нормальной работы ОСК (2)
Причины нарушений
 ОСК «реакторного типа» (узлы, оборудование,
измерительные приборы, система
контроля и управления)
В реакторе => процесс очистки
по специальной технологии
Регулирование поступления сточных вод
и внутреннего цикла материалов
Использование вспомогательных средств
(например, реагентов для химического
осаждения, флокулянтов, коагулянтов)
Создание оптимальных условий на базе
непрерывного измерения
Поломка электродвигателей
Перерывы в электроснабжении
Отказ узлов и механизмов
Разрывы трубопроводов
Коррозия
Донные отложения
Сильные ливни с затоплением
ОСК
Сбои питания
Пожары и взрывы
=> Пригодность ОСК «реакторного типа» к эксплуатации
важна для результатов!
Возможные причины нарушения
нормальной работы ОСК (4)
 Профессиональный контроль с помощью:
Система контроля технологического
процесса
– контрольно-измерительные приборы (в
режиме реального времени)
– регулярное техническое обслуживание и
поверка
– своевременная замена
Лабораторный контроль (собственная
лаборатория очистных сооружений)
– гарантия отбора репрезентативных проб
– правильное хранение проб
– отсутствие ошибок, вызванных
«перепутыванием» проб
– соответствующая предварительная
обработка проб
– соответствующий анализ
– система обеспечения качества в
лаборатории (измерительные приборы,
анализ, …)
Возможные причины нарушения
нормальной работы ОСК (5)
 Факторы по умолчанию
 Поступление сточных вод
 В реакторе
 Неправильная эксплуатация

=> Влияние на показатели на выходе с ОСК
 Превышение предельно допустимых норм качества вод
 Сброс неочищенных веществ
 Неприятные запахи
 Образование пены
 Непригодный к дальнейшему использованию осадок сточных вод
Опрос относительно перерывов в
электроснабжении ОСК (77 ОСК, Германия)
 Нарушения работы и частота возникновения
Залповые сбросы сточных вод
Перерывы в электроснабжении
Всплывание ила
Образование осадка
Концентрация NH4-N в очищенных стоках
Эксплуатация в зимний период
Вспухание ила
Концентрация ХПК/БПК5 в очищенных
стоках
Концентрация P в очищенных стоках
Включение фекального ила
Другие нарушения
Приток ненормативных
производственных сточных вод
Несоблюдение концентрации O2
Поступление навозной жижи
Прочие компоненты
Концентрация NO3-N в очищенных стоках
Несоответствующие концентрации
взвешенных веществ
79%
60%
39%
37%
33%
1
0%
28%
27%
27%
24%
21%
18%
18%
17%
16%
13%
12%
10%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
10
Контрольная таблица нарушений работы при химическом удалении фосфора
1-я ступень
Система дозирования не
работает
Да
2-я ступень
3-я ступень
Меры по устранению
Резервуар хранения реагента пуст
Да
Заполнить
Индикатор уровня реагента работает
Да
Провести техническое обслуживание
Неисправность насоса дозирования
Да
Провести техническое обслуживание
Да
Провести техническое обслуживание
Да
Провести техническое обслуживание
Да
Провести техническое обслуживание
Нет
Нет
Нет
Срыв потока
Нет
Нарушения при отборе проб реагента
Нет
Правильные настройки насоса
дозирования
Нет
Сбой в работе контрольноизмерительных приборов
Да
Неисправность в работе
контрольно-измерительных
приборов
Да
Провести техническое обслуживание
Да
Провести техническое обслуживание
Да
Провести техническое обслуживание
Нет
Сбой в программе
Нет
Нет
Неисправность расходомера
Утечки в системе дозирования
Состав раствора реагента
Провести техническое обслуживание
Да
Увеличить дозирование
Да
Нет
Увеличение концентрации
Pобщ в поступающих на
очистку сточных водах
Да
Внутренняя нагрузка
Выявление причин (промышленные
предприятия, сбрасывающие
ненормативные стоки)
Да
Нет
Увеличение доли неосаждаемых
фосфатов
Выявление причин
Да
Нет
Постоянное повышение нагрузки,
поступающей от промышленных
предприятий
Да
Постоянное дозирование дает
удовлетворительные результаты
Да
Увеличение дозирования
Да
Новое изменение гидрограммы и
корректировка дозирования
Нет
Неправильное дозирование на
основе гидрограммы
Неисправность системы дозирования
реагента
 Признаки:
 Увеличение Pобщ в очищенном стоке на выходе с
очистных сооружений
 Проверьте, доходит ли реагент до точки дозирования
 Визуальная проверка того, поступает ли реагент в сточные
воды (обычно точка дозирования располагается на виду)
 Возможно, заметно значительное снижение поступления
реагента в сточные воды
Неправильный состав раствора жидкого
реагента
 Неправильный состав раствора реагента может
привести к недостаточному дозированию реагента
 Жидкий реагент:
проверьте состав реагента по накладной или по инструкциям
производителя
 Был ли заказан и получен правильный реагент?
 Правильная ли концентрация заказанного и полученного
реагента?
 Не произошла ли смена продукта или поставщика (связанное с
производством загрязнение или изменение состава)?
Активное вещество
Контроль активного вещества реагента
Измерение концентрации активного вещества в 2011 г.
Wirksubstanz, Laborwert
Концентрация
Fe [г/кг]
Wirksubstanz, aus technischer
Information
Minimum
135
133
131
129
127
125
123
121
119
117
115
Январь – декабрь 2011 г.
14
Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg | Ingrid Steinle-Silva
Увеличение нагрузки по Pобщ на входе
 Внешние нагрузки по фосфору в связи с поступлением ненормативных стоков
от промышленных предприятий
 Пиковые нагрузки по фосфатам в связи с поступлением ненормативных стоков от
промышленных предприятий
– В частности, предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности при поломках
сбрасывают сточные воды с повышенной концентрацией фосфора
 Постоянное увеличение нагрузок по Р
– Например, подключение новых строительных объектов, деревень, коммерческих зон,
модификация производства, расширение производства, более широкое использование
фосфорсодержащих веществ в быту
 Выявление причин: консультации и контроль за промышленными предприятиями,
осуществляющими сбросы ненормативных стоков
 Увеличение доли неосаждаемых фосфатов
 Вызывается промышленными (например, фотохимические вещества) или
хозяйственно-бытовыми стоками
 Испытание на осаждаемость («опыт в склянке») должно подтвердить, что
химическая очистка возможна, и обеспечить возможность подбора необходимого
количества реагентов
 Корректировка и проверки
 Дозирование большего количества реагента
 Проверка уровня реагента в резервуаре хранения
 Добавление реагента при уровне, недостаточном для оптимального дозирования
Неисправность уровнемера
в резервуаре хранения
 Если индикатор уровня показывает достаточное
количество реагента, убедитесь, что он работает
правильно
 Если вы подозреваете неисправность, особенно
электрического датчика:
 уровень заполнения резервуара необходимо проверить
визуально либо с помощью измерительного метра
Неисправность насоса дозирования
 Если проверка уровня реагента в резервуаре хранения
показала наличие достаточного количества реагента:
 Проверьте, работает ли насос дозирования
или он вышел из строя в результате
неисправности
 Проверка точки дозирования показала
неравномерность подачи реагента:
 Неравномерность расхода подачи при работающем
насосе:
 Прерывание потока во всасывающей трубе может вызываться
«эффектом сифона»
 Необходимо удалить воздух из всасывающей трубы (выпуск
воздуха из насоса дозирования)
Сбои во время подачи реагента
 Блокирование подачи жидкого и твердого реагента
из резервуара хранения может быть вызвано
засорением труб, клапанов и (или) насосов в
результате:
 образования отложений
 кристаллизации раствора реагента при низкой
температуре
 образования комков при поглощении влаги
 Комки и засоры необходимо удалить
 По возможности необходимо принять меры по
предотвращению повторного засорения
Правильность настроек насоса
 Если насос дозирования работает:
 расход подачи может снижаться при неисправности или
неправильной настройке
 необходимо проверить настройки насоса (расход подачи и
отображение текущего расхода подачи)
 Если отображение отсутствует:
 Калибровка расхода подачи насоса с помощью
соответствующих средств
Необходимо соблюдать правила техники безопасности при
работе с кислотами и (или) опасными для водной среды
жидкостями!
Неправильное функционирование
контрольно-измерительных приборов
 Снижение расхода подачи контролируемыми ПЛК
насосами дозирования может быть вызвано
контрольно-измерительной системой
 Прямое или косвенное включение измерительных
систем в концепцию контроля и регулирования
 Неисправность кабеля или кабельных соединений
 Неправильные установки могут привести к неисправности
 Системы с независимым от нагрузки дозированием
(без систем контроля) требуют ввода точных
значений
 Количество сточных вод
 Концентрация фосфора
 и их точной обработки
 Необходимо привлечение независимого
специалиста!
Сбой компьютерной программы
 Проверка программы устройства управления:
 Ошибка на входе при программировании?
 Необходимо ли внести изменения в программу в связи с
увеличением суточных нагрузок?
 Программирование новой гидрограммы?
 Изменение программы в связи с перерывом в
электроснабжении?
 Постоянное дозирование недостаточно
 Реагент дозируется более-менее постоянно (равными дозами
в течение 24 часов или таймером с дневным/ночным ритмом),
при более высокой концентрации:
– новый расчет потребности в реагенте
– корректировка расхода подачи насоса дозирования
 Неправильное дозирование на основании гидрограммы
 Подтверждение того, изменилась ли гидрограмма с
изменением Робщ или расхода
 Новая программа для контролируемого насоса дозирования
при более высокой нагрузке
Неисправность расходомера (IDM)
Проверьте следующее:





Не засорился ли расходомер?
Образуются ли воздушные пузырьки?
Неисправность расходомера вызвана отложениями?
Правильно ли проведена поверка расходомера?
Возможное подтверждение правильности измерений
с помощью поверки
Утечки из трубопровода дозирования
 Неправильный расход реагента также может быть
вызван утечками в трубопроводе дозирования
 Проверьте трубы на засорение или разрыв
(можно проверять в колодцах и на конце защитной трубы)
 Разрыв трубопровода дозирования
 Немедленно примите меры по недопущению попадания
реагента в почву, грунтовые воды или близлежащий
водный объект!
Контрольная таблица нарушений при биологическом удалении Р
1-я ступень
Недостаточное
высвобождение Р
Нет
2-я ступень
Да Слишком высокая
степень
поступления O2
Нет
Слишком высокая
степень
поступления
нитратов
Нет
Недостаточное
поглощение Р
Да
Нет
Поглощение Р
ингибируется H2S
Да
Высвобождение Р
во вторичном
отстойнике или на
этапе обработки и
утилизации осадка
Да
Да
Да
Нет
Слишком высокий
Да
расход
Нет
Короткое замыкание Да
Нет
Да
3-я ступень
Меры по устранению
Поступление O2
Да Снижение энергии
при работе
перемешивания
мешалки
Нет
Поступление O2 при Да Изменения конструкции
перекачивании или
прохождении через
водосливы
Слишком низкая
степень
денитрификации
Да Повышение степени
денитрификации
Нет
Поступление
Да Выявление причин
нитратов или
сульфатов из
внешних источников
Выявление причин
Структурные меры
Увеличение
поступления кислорода
Совершенствование
системы
перемешивания
Увеличение объема
кислорода или
возвратного ила