بازرسی و نگهداری دیفیوزر

 بازرسی و نگهداری دیفیوزر هوادهی یکی از مهم ترین وظایف بهره برداران و کارشناسان در تصفیه خانه های فاضلاب (و هم چنین پکیج تصفیه فاضلاب) است. دیفیوزرهای هوادهی یکی از تجهیزات بسیار حائز اهمیت در سیستم های تصفیه فاضلاب به خصوص فرایندهای بیولوژیکی آن هستند که نقش غیر قابل انکاری در رسیدن به حداکثر راندمان در فرایندهای تصفیه را دارا می باشند. با گذر زمان مناقذ ریز این دیفیوزر ها به دلایل مختلفی دچار گرفتگی شده که این امر باعث کاهش چشمگیر کارایی دیفیوزرها و در نتیجه سیستم تصفیه خواهد شد.

از این رو بازرسی و نگهداری دیفیوزر و آزمون های دوره ای تست انتشار هوا تاثیر چشمگیری در ثبات عملکرد و افزایش ضریب اطمینان در این تجهیزات را داراست. با این حال کاهش میزان انتقال اکسیژن در دیفیوزر ها طی گذشت زمان امری غیر قابل اجتناب می باشد. به همین سبب، فشار متقابل(فشار مرطوب دینامیک یا DWP) به دلیل گرفتگی منافذ غالبا افزایش یافته که در برخی موارد بسیار شدید است. این عوامل باعث کاهش در بازده کلی فرایند و هدررفت انرژی می گردند.

یکی از اصلی ترین روش های بازرسی و نگهداری دیفیوزر شستشو است. معمولاً شستشوی دیفیوزرهای حباب ریز باعث بازیابی کارایی فرایند و کاهش مربوط به هزینه های انرژی می گردد. نتایج حاصل از مشاهدات 94 آزمایش میدانی نشان می دهد که این کاهش بازدهی با گذر زمان رخ میدهد که پس از گذشت 24 ماه پس از شروع عملیات تصفیه به مینیمم بازدهی می رسد. با توجه به کاهش کارایی اندازه گیری شده و آنالیز هزینه ها، تناوب شستشوی بهینه حدود 9 ماه یکبار است و تناوب بیشتر از 24 ماه نیز توصیه نمی گردد.

با توجه به ماهیت شیمیایی و مرفولوژی، شرایط فرایند، کیفیت آب، نوع دیفیوزر و مدت زمان بهره برداری، روش های بازرسی و نگهداری دیفیوزر و هم چنین گرفتگی در این تجهیزات متفاوت می باشد، دیفیوزرهای حباب ریز  می بایست بطور منظم شستشو شوند. روش های  گوناگونی برای شستشوی دیفیوزر ها وجود دارد که هزینه و سختی انجام کار در هرکدام از آنها متفاوت است. یکی از آسان ترین روش ها تخلیه مخزن هوادهی و شستشوی دیفیوزر ها از قسمت بالایی مخزن می باشد. این روش نیازمند تعبیه یک لوله به منظور شستشو بر روی مخزن می باشد که برای حذف لایه های بیولوژیکی به طور جزیی یا کامل بسیار موثر است.

ته نشینی مواد معدنی (مانند: سیلیکا، کربنات کلسیم، گچ و غیره ) باعث ایجاد رسوب می گردد، که در این صورت نیاز به شستشو با اسید می باشد. شستشوی دستی با اسید کلریدریک ضعیف ( 10تا 15 % بر اساس وزن تر ) بسیار متداول می باشد، اما استفاده از روش های شستشو  با گازهای اسیدی نظیر HCL یا استیک اسید بوسیله تزریق در خطوط تقسیم هوا نیز از دیگر روش های موثر برای بازرسی و نگهداری دیفیوزر است.

شستشو در برخی موارد خاص، به طراحی سیستم و نظارت در حین شستشو ، بستگی خواهد داشت. به عنوان مثال ، وجود ذخیره ساز، کاهش بار و یا اصلاح عملیات به منظور تخلیه مخزن هوادهی ، برای مراحل شستشو ضروری است. عموماً اجرای این موارد در تاسیسات بزرگ امکان پذیر است و در تاسیسات کوچک شاید ممکن نباشد.

همچنین هزینه های مستقیم شستشو، نظیر کارگر مورد نیاز برای عملیات شستشو ، مواد شیمیایی مورد استفاده و تعویض قطعات معیوب، در کنار انتخاب روش شستشو و تناوب آن نیز از نکات بسیار مهم در بحث بازرسی و نگهداری دیفیوزر است.

بازرسی و نگهداری سالیانه دیفیوزر

تناوب : پیشنهاد می شود حداقل سالی یکبار بازرسی و نگهداری دیفیوزر انجام پذیرد که مراحل آن به شرح زیر است :

1- مخزن را تخلیه کنید.

2- جامد اضافی را از مخزن خارج نمایید.

3- خط به خط لوله های هوادهی را به دقت بررسی کرده و اشکالات احتمالی را برطرف نمایید.

اشکالات احتمالی عمده که در طول پروسه ی بازرسی و نگهداری دیفیوزر مشخص می گردد، شامل موارد زیر است :

• شل شدن ساپورت های نگهدارنده

• کج شدن لوله ها و تجهیزات پخش کننده جریان هوا

• شل شدن لوله ها و بست ها

• شل شدن ضامن روی دیفیوزرها ، نوار اتصالات و باز شدن اتصالات

بررسی گرفتگی یا نشت در لوله :

• درپوش انتهایی لوله تقسیم جریان هوا را خارج نمایید و احتمال گرفتگی ناشی از لجن یا زباله را بررسی نمایید.
• لوله و دیفیوزر ها را از هر دو طرف تمیز نمایید.

انجام تست های سطح تراز و نشتی برای بازرسی و نگهداری دیفیوزر :

• تمامی اتصالات و زانویی ها و رینگ های نگهدارنده دیفیوزرها را چک کنید.
• اتصالات را محکم کنید و در صورت نیاز او-رینگ مربوطه را تعویض نمایید.

شستشوی دیفیوزرها – در ادامه به آن می پردازیم.

گرفتگی دیفیوزرها

محل های احتمالی گرفتگی :

• سطح دیفیوزر –سمت آب
• سطح دیفیوزر-سمت هوا
• منافذ دیفیوزر

انواع گرفتگی:

• بیولوژیکی
• ارگانیک
• غیر ارگانیک / رسوبات معدنی

گرفتگی بیولوژیکی : رشد بیوفیلم

• محل وقوع : سطح اولیه ممبران دیفیوزر ، سمت آب
• اجزاء : اکوسیستم میکروسکوپیک که بر روی سطح دیفیوزر رشد می کنند.
• سلول های باکتریایی ماده ای چسبناک پلی ساکاریدی برای به دام اندازی نوترینت های فاضلاب از خود خارج می کنند.
• تاثیر روی هوادهی : می تواند باعث کاهش جریان هوا یا افزایش فشار شود، احتمال افزایش اندازه حباب های هوا وجود دارد که موجب کاهش کارایی انتقال اکسیژن می شود (OTE)، باعث کاهش یکنواختی هوادهی می شود.

گرفتگی آلی :

• محل وقوع : سطح اولیه ممبران دیفیوزر ، سمت آب
• اجزاء : روغن و چربی موجود در فاضلاب، مواد فیبری

• تجمع جامدات ته نشین شده ؛ که احتمالاً در بیوفیلم گیر افتاده اند

• تاثیر : احتمال افزایش فشار، کاهش یکنواختی، بدلیل ضخیم شدن لایه ، احتمال گرفتگی کامل دیفیوزر وجود دارد.

گرفتگی معدنی

• محل وقوع : سطح اولیه ممبران دیفیوزر ، سمت آب یا منافذ دیفیوزر
• اجزاء : رسوبات معدنی ، عمدتاً کربنات کلسیم

• تاثیر : گرفتگی دیفیوزر : افزایش DWP یا فشار کاری دینامیک، افزایش انرژی مصرفی، کاهش یکنواختی، افزایش شار جریان هوای عبوری از منافذ دیفیوزر که منجر به ایجاد حباب های درشت تر شده و راندمان انتقال اکسیژن را کاهش می دهد، کاهش توانایی در رسیدن به DO مطلوب.

پنچ علامتی که در حین بازرسی و نگهداری دیفیوزر فرا رسیدن زمان شستشوی دیفیوزرها را نشان می دهد

• نیاز به هوای بیشتر برای رسیدن به کارایی مناسب فرایند.

• سطح DO باقیمانده کاهش یافته یا بسیار پایین است.

• فشار پشت بلوئر افزایش می یابد.
• مصرف سالیانه انرژی مصرفی بلوئرها افزایش می یابد.
• بلوئر قادر به تامین هوای کافی برای رسیدن به DO مورد نیاز نیستند.

اگر که هر یک از موارد فوق مشاهده شد ، می بایست عمل شستشوی دیفیوزرها صورت پذیرد.

روش های شستشوی دیفیوزرها (بازرسی و نگهداری دیفیوزر)

بازرسی و نگهداری دیفیوزر و شستشو به روش جت آب 

روش : استفاده از آب فشار بالا یا فشار معمولی برای شستشوی دیفیوزرها.

کاربرد : برای دیفیوزرهای سرامیکی و ممبرانی قابل کاربرد است.

احتیاجات بهره برداری : نیاز به تخلیه تانک

تاثیر :

• حذف گرفتگی سطحی بیولوژیکی و آلی

• تاثیر کم روی رسوب گذاری معدنی
• عدم تاثیر بر روی گرفتگی های نوع سمت هوای ممبران
• احتمال دارد فشار بالا اسپری آب باعث فرو رفتن بیشتر عامل گرفتگی به داخل دیفیوزر شود.

کاربری : آسان

ایمنی : حداقل نیاز به الزامات ایمنی

هزینه : حداقل نیاز به هزینه تجهیزات و کارگر

بازرسی و نگهداری دیفیوزر و شستشو به روش اصلاح شده Milwaukee 

روش :

• تخلیه مخزن
• شستشوی سطح دیفیوزر با اسپری آب
• بکار بردن اسپری اسید کلریدریک 30 % حجمی بر روی دیفیوزرها
• زمان ماند اسید روی دیفیوزر 30 دقیقه

• آبکشی توسط اسپری آب

احتیاجات بهره برداری:

• نیاز به تخلیه مخزن

تاثیر :

• اثبات شده ! کاملاً موثر در حذف رسوبات معدنی
• تاثیر جزئی در از بین بردن گرفتگی بیولوژیکی
• سطح تماس مناسب
• بسیار مناسب برای دیفیوزرهای سرامیکی

کاربری :

• روش ساده اما نیازمند صرف زمان و کارگر آموزش دیده 

ملاحضات ایمنی :

• دقت در جابجایی HCL
• دقت در کار کردن با آن در مخزن

هزینه:

• حداقل هزینه مصرف مواد شیمیایی و تجهیزات
• هزینه بالای کارگر

بازرسی و نگهداری دیفیوزر و شستشوی با HCL

کاربرد :

• بیشتر در مورد دیفیوزرهای سرامیکی بکار می رود.

روش:

• گاز HCL به درون شبکه هوادهی تزریق می شود
• جریان هوا ، گاز اسیدی را به سطح زیرین دیفیوزرها منتقل می کند
• گاز در محل مورد نظر کندانس شده از داخل دیفیوزر به صورت مایع عبور کرده و رسوبات را حل می کند و بخشی از باکتری ها و مواد آلی را نیز حذف می کند.

تاثیر روی بهره برداری :

• با بهره برداری تداخلی ندارد.

تاثیر :

• بسیار موثر در انحلال رسوبات معدنی و کاهش DWP .

کاربری :

• نیاز به آموزش های خاص دارد.

• نیاز به پیمانکاران خاص دارد.
• نیاز به تجهیزات تزریق گاز HCL دارد.

الزامات ایمنی:

• تجمع گاز HCL در محل.
• نیاز به تامین ماسک گاز دارد.

هزینه :

• هزینه بالای پنل ، لوله های تزریق و شیرآلات روی هر خط
• هزینه تعویض اجزاء سیستم
• هزینه بالای گاز HCL نسبت به HCL مایع

• کارگر آموزش دیده

بازرسی و نگهداری دیفیوزر روش پیشنهادی کمپانی JAGER

نگهداری

ممبران دیفیوزرها باید دائماً از سوی بهره بردار بازرسی شود بخصوص اگر افت فشار یا تغییر در الگوی حباب ها مشاهده گردد. دیفیوزرها می بایست به صورت دوره ای پاکسازی شوند(رسوب کربنات، آهن و نمک های آلومینیوم و لجن بیولوژیکی). توجه شود که پس از خاموش کردن سیستم تصفیه و تخلیه مخزن هوادهی، سعی بر خشک کردن و تمیز کردن و کندن رسوب های تشکیل شده روی دیفیوزرها نشود چرا که ممکن است باعث آسیب جدی به دیفیوزر شود.

شستشوی مکانیکی

روش پیشنهادی شستشوی رسوب بیولوژیکی، خارج کردن فیزیکی دیفیوزر از محل اتصال خود و شستشوی آرام و با احتیاط سطح دیفیوزر با فرچه نرم و یا جت آب با فشار بالا می باشد. فاصله مناسب بین نازل جت آب و سطح ممبران برای جلوگیری از آسیب دیدن ممبران دیفیوزر،  حدود 50 سانتیمتر می باشد.

شستشوی شیمیایی

روش متداول شستشوی شیمیایی رسوبات کربناتی، اضافه نمودن نسبت مناسبی از اسیدفرمیک به جریان هوا است که این روش را می توان بدون تخلیه مخزن هوادهی انجام داد.

بسته به درجه رسوب گذاری، اسید فرمیک غلیظ(85 % حجمی) دو بار در سال به سیستم هوادهی و جریان هوا، تزریق می شود. برای این منظور نرخ هوادهی سیستم را بر روی حداکثر تنظیم نموده و در طول یک ساعت، حدود 100 cm³/3.4 fl.oz. از اسید فرمیک به ازای هر دیفیوزر به سیستم تزریق می شود. در نهایت برای حذف اسید فرمیک از سیستم به مدت دو ساعت نرخ هوادهی ثابت نگه داشته می شود.

مقدار دقیق اسید فرمیک بستگی به میزان گرفتگی، ترکیبات فاضلاب و شرایط راهبری دارد که بوسیله تست های مربوطه اندازه گیری می شود.

توجه داشته باشید که کلیه لوله ها و اتصالات و شیرآلات باید در برابر اسید مقاوم باشند. هم چنین استفاده از عوامل شوینده شیمیایی و افزودنی های دیگر مجاز نبوده و منجر به آسیب های احتمالی می گردد.

رفع اشکال