Ποια είναι τα συνηθισμένα προβλήματα στις μονάδες αναπλευστικής επεξεργασίας με διαλυμένο αέρα (DAF) και πώς να τα επιλύσετε;

Όταν το λευκό νερό γίνεται διαυγές και οι φυσαλίδες εξαφανίζονται

Μία μονάδα DAF λειτουργεί επειδή η αποχετευτική υγρή μάζα στη ζώνη επαφής μοιάζει με ένα ποτήρι γάλα. Αυτή η γαλακτώδης εμφάνιση είναι ένα νέφος μικροσκοπικών φυσαλίδων, και όταν εξαφανίζεται, η απόδοση του διαχωρισμού καταρρέει. Οι χειριστές συχνά παρατηρούν ότι το επιπλέον στρώμα λεπταίνεται, η θολότητα του αποτελέσματος αυξάνεται και ο μετρητής πίεσης του σατουρατέρ εξακολουθεί να δείχνει φυσιολογική τιμή. Το πρόβλημα βρίσκεται σχεδόν πάντα στο κύκλωμα παροχής αέρα, όχι στο ίδιο το δοχείο υπό πίεση. Ο πρώτος έλεγχος είναι ο σωλήνας λευκού νερού, ειδικότερα το ακροφύσιο ή η βελόνη ρύθμισης ροής που απελευθερώνει την υπό πίεση ροή στην κάμερα επαφής. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι οπές επικαλύπτονται από ανθρακικό ασβέστιο ή φράσσονται από υπολείμματα. Ένας διευθυντής συντήρησης σε εργοστάσιο επεξεργασίας πουλερικών περιέγραψε μία φορά ότι αφιέρωσε ολόκληρο το βάρδια στην αναζήτηση υψηλού επιπέδου λίπους και ελαίων στο αποτέλεσμα, μέχρι που ανακάλυψε ότι μία επίστρωση ασβεστίτη πάχους δύο χιλιοστών στο εσωτερικό του ακροφυσίου λευκού νερού είχε περιορίσει τη ροή του νέφους φυσαλίδων σε κλάσμα της σχεδιαστικής της τιμής. Η λύση είναι απλή: καθορισμένος καθαρισμός των ακροφυσίων λευκού νερού με διάλυμα ασθενούς οξέος και εγκατάσταση ενός απλού δείκτη ροής κατά μήκος της ροής, μετά τη βαλβίδα απελευθέρωσης πίεσης, ώστε οι χειριστές να μπορούν να διαπιστώνουν με μία ματιά εάν η ροή του λευκού νερού είναι φυσιολογική. Το Εγχειρίδιο Πρακτικής Αριθ. 8 της Water Environment Federation αναφέρει ότι η διατήρηση σταθερής ροής λευκού νερού είναι το πιο σημαντικό λειτουργικό σημείο ελέγχου για οποιοδήποτε σύστημα DAF.

Το επιπλέον στρώμα λάσπης που αρνείται να παχύνει

Μια κατάλληλα ρυθμισμένη κουρτίνα λάσπης DAF θα πρέπει να μοιάζει με παχύ, χτυπημένο κρέμα και να διατηρεί το σχήμα της όταν η σκάφη την ωθεί στον χώρο συλλογής. Όταν η κουρτίνα είναι λεπτή, υδαρής και ρέει πίσω στη δεξαμενή αντί να συγκεντρώνεται, τότε συνήθως η χημική προεπεξεργασία δεν είναι σωστά ρυθμισμένη. Η πιο συνηθισμένη αιτία είναι η υποδόση συναγλοτίνη, η οποία αφήνει τα κολλοειδή ασταθή και ανίκανα να προσκολληθούν στις φυσαλίδες. Ωστόσο, η υπερδόση μπορεί να είναι εξίσου επιζήμια: περιττό πολυμερές μπορεί να δημιουργήσει μια κολλώδη, βαριά συσσώρευση που βυθίζεται αντί να επιπλέει. Ένας μηχανικός περιβάλλοντος που εργαζόταν με απόβλητα γάλακτος σε εγκατάσταση DAF διαπίστωσε ότι η πάχυνση της κουρτίνας διπλασιάστηκε όταν η ομάδα μεταβίβασε την εφαρμογή του χλωριούχου σιδήρου από μία μεγάλη δόση στην είσοδο του αγωγού σε μια στρατηγική διαιρούμενης ενέσεως, με το μισό της δόσης πριν από έναν στατικό αναδευτήρα και το υπόλοιπο ακριβώς στον σωλήνα συσσωμάτωσης. Αυτή η αλλαγή επέτρεψε στα μικρά σωματίδια να σχηματιστούν πρώτα και στη συνέχεια να αναπτυχθούν σε μεγαλύτερες, επιπλέουσες ομάδες. Ο δοκιμαστικός κάδος (jar test) παραμένει το πιο πρακτικό εργαλείο για τη ρύθμιση της χημείας. Μια δεκαπεντάλεπτη εργαστηριακή δοκιμή με δείγμα των πραγματικών εισερχόμενων αποβλήτων εξοικονομεί ώρες αβέβαιης δοκιμής στην εγκατάσταση. Οργανισμοί όπως η American Water Works Association τονίζουν ότι ο δοκιμαστικός κάδος θα πρέπει να επαναλαμβάνεται κάθε φορά που η γραμμή παραγωγής αλλάζει προϊόν, διότι ακόμη και η αλλαγή από ολόκληρο γάλα σε αποβουτυρωμένο γάλα μπορεί να μεταβάλλει την απαίτηση φορτίου των αποβλήτων.

Αποτυχίες του μηχανισμού σκίμερ και ανομοιόμορφη αφαίρεση λάσπης

Ένας αφροσυλλέκτης DAF που σύρει μια καμπύλη λεπτή πλάκα σε όλο το μήκος της δεξαμενής ή σταματά ενδιάμεσα στον κύκλο λειτουργίας του μετατρέπει μια συσκευή διαχωρισμού σε αντλία ανακυκλοφορίας στερεών. Οι μηχανικές απαιτήσεις για έναν αφροσυλλέκτη δεν είναι ασήμαντες. Λειτουργεί σε υγρό, και σε ορισμένες περιπτώσεις διαβρωτικό, χώρο πάνω από την επιφάνεια του υγρού, ενώ η αλυσίδα, τα τροχαλίες και οι κινητήριοι άξονες πρέπει να αντέχουν συνεχή λειτουργία. Η ανομοιόμορφη αφαίρεση ιλύος δημιουργεί νεκρές ζώνες όπου συσσωρεύονται στερεά, γίνονται σηπτικά και εκλύουν διαλυμένα αέρια που διαταράσσουν το επιπλέον στρώμα αφρού. Ένας υπεύθυνος συντήρησης σε χημικό εργοστάσιο ανέφερε ότι μείωσαν τον χρόνο αδρανοποίησης που σχετίζεται με τον αφροσυλλέκτη, αντικαθιστώντας την αλυσίδα με λιπαντικό στροφείο με μια αυτολιπαινόμενη αλυσίδα από μηχανικά εξελιγμένο πλαστικό, σχεδιασμένη ειδικά για εφαρμογές επεξεργασίας λυμάτων. Αυτή η βελτίωση τους επέτρεψε να επεκτείνουν τα διαστήματα λίπανσης και να εξαλείψουν σχεδόν εντελώς τους απρόβλεπτους σταματήματα λόγω παγωμένου κρίκου της αλυσίδας. Οι τακτικές επιθεωρήσεις πρέπει να περιλαμβάνουν έλεγχο της στοίχισης των λεπτών πλακών και της κατάστασης των ταινιών φθοράς. Εάν οι λεπτές πλάκες τρίβονται υπερβολικά σε μία πλευρά, οι τοιχώνες της δεξαμενής αφρού μπορούν να λεπταίνουν με τον καιρό, οδηγώντας σε διαρροές που είναι ακριβές να επισκευαστούν. Το κλειδί είναι να αντιμετωπίζεται ο αφροσυλλέκτης ως κρίσιμος περιστρεφόμενος εξοπλισμός, όχι ως δευτερεύουσα προτεραιότητα, και να διατηρείται στο απόθεμα ένα σετ ανταλλακτικών κρίκων αλυσίδας.

Η Παρέκκλιση στην Χημική Δόση και η Επίδρασή της στην Ποιότητα των Αποβλήτων

Οι αντλίες δόσης δεν παρεκκλίνουν εσκεμμένα. Παρεκκλίνουν επειδή οι φίλτρα αναρρόφησης φράσσονται, οι περισταλτικοί σωλήνες κουράζονται και οι χειριστές μερικές φορές αυξάνουν την ταχύτητα για να αντισταθμίσουν ένα πρόβλημα που είναι στην πραγματικότητα υδραυλικό, όχι χημικό. Όταν η απορροή από μια μονάδα DAF φέρει ξαφνικά υψηλότερο φορτίο αιωρούμενων στερεών, το πρώτο σημείο που πρέπει να ελεγχθεί είναι η δεξαμενή ημερήσιας αποθήκευσης χημικών. Ένας επεξεργαστής τροφίμων που χειριζόταν απόβλητα λαδιού τηγανίσματος ανακάλυψε ότι η αντλία φλοκουλαντικού τους είχε αναρροφήσει αέρα μέσω ραγισμένης γραμμής αναρρόφησης για ολόκληρο το Σαββατοκύριακο. Η δόση πολυμερούς ήταν αποτελεσματικά μηδενική και η μονάδα DAF λειτουργούσε ως απλός διαχωριστής λίπους. Η εγκατάσταση αισθητήρα επαλήθευσης ροής στη γραμμή πολυμερούς και συναγερμού χαμηλού επιπέδου στη δεξαμενή ημερήσιας αποθήκευσης απέτρεψε την επανάληψη. Η ρυθμιζόμενη ροή (flow pacing) είναι ένα άλλο εργαλείο που αποδίδει γρήγορα. Συνδέοντας τον ρυθμό χορήγησης χημικών με το σήμα του μετρητή εισερχόμενης ροής, το σύστημα προσαρμόζεται αυτόματα όταν η παραγωγή αυξάνεται ή μειώνεται, διατηρώντας σταθερό τον λόγο δόσης χωρίς παρέμβαση χειριστή. Αυτό το επίπεδο αυτοματοποίησης μετατρέπει τη μονάδα DAF από μια μηχανή που απαιτεί συνεχή προσοχή σε μια που λειτουργεί προβλέψιμα κατά τις διάφορες βάρδιες.

Μείωση της απόδοσης του σατουρέτορ και αύξηση του λόγου αέρα προς στερεά

Ο σατουρατέρ είναι η καρδιά του DAF, και ο ρόλος του είναι να διαλύει αέρα σε μια ροή επαναχρησιμοποιούμενου καθαρού νερού υπό πίεση. Όταν η απόδοση του σατουρατέρ μειωθεί, η αεροβληματική πλέγματος συρρικνώνεται, ο λόγος αέρα προς στερεά μειώνεται και η μονάδα χάνει την ανυψωτική της δύναμη. Το πιο συνηθισμένο αίτιο μείωσης της απόδοσης είναι η βρομιά στο συμπιεσμένο στρώμα ή στα εσωτερικά υλικά. Αποθέσεις σιδήρου, βιολογική βλέννα και αλάτωση επικαλύπτουν την επιφάνεια των υλικών και μειώνουν την επιφάνεια επαφής όπου πραγματοποιείται η διάλυση του αέρα. Ένας μηχανικός διαδικασίας σε εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων ενός πετρελαϊκού εργοστασίου περιέγραψε πώς αποκατέστησαν την απόδοση του σατουρατέρ απομονώνοντας τη δεξαμενή και κυκλοφορώντας μια λύση καθαρισμού με σουλφαμικό οξύ μέσω του συμπιεσμένου στρώματος για τέσσερις ώρες. Η συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου στη λευκή ροή επανήλθε αμέσως σχεδόν στο επίπεδο κορεσμού, και το DAF ανέκτησε αμέσως τον σχεδιασμένο ρυθμό απομάκρυνσης. Πέραν των περιοδικών καθαρισμών, η απόδοση του σατουρατέρ πρέπει να παρακολουθείται συγκρίνοντας την πίεση κορεσμού με το επίπεδο διαλυμένου οξυγόνου στη λευκή ροή. Εάν η πίεση είναι υψηλή αλλά το διαλυμένο οξυγόνο χαμηλό, τα υλικά του σατουρατέρ είναι βρόμικα. Εάν και τα δύο είναι χαμηλά, ο αεροσυμπιεστής ή ο ελεγκτής στάθμης εντός της δεξαμενής μπορεί να είναι η αιτία. Ένας σατουρατέρ σε καλή κατάσταση παρέχει μια λευκή ροή που είναι συνεχώς πάνω από το ογδόντα τοις εκατό του κορεσμού.

Πώς η EVU σχεδιάζει την αξιοπιστία σε κάθε σύστημα DAF

Τα περισσότερα από τα προβλήματα που περιγράφονται παραπάνω μπορούν να αποφευχθούν εκ των προτέρων, πολύ πριν συμβούν επί τόπου. Αποφεύγονται μέσω του τρόπου με τον οποίο σχεδιάζεται, κατασκευάζεται και υποστηρίζεται η μονάδα DAF. Η EVU έχει επικεντρώσει τους μηχανικούς πόρους της στην τεχνολογία διαλυμένου αέρα (dissolved air flotation), και αυτή η επικέντρωση φαίνεται στις λεπτομέρειες. Οι σατουρέτορες (saturators) έχουν διαστασιολογηθεί με συντηρητικούς ρυθμούς φόρτισης και περιλαμβάνουν προσβάσιμες θύρες καθαρισμού, ώστε οι χειριστές να μπορούν να εκτελούν συντήρηση του μέσου χωρίς να αποσυναρμολογούν ολόκληρη τη δεξαμενή. Το κύκλωμα λευκού νερού (whitewater circuit) περιλαμβάνει ροόμετρα και βαλβίδες δειγματοληψίας ως τυπικό εξοπλισμό, παρέχοντας στην ομάδα λειτουργίας ορατότητα στην πιο κρίσιμη παράμετρο της διαδικασίας. Οι κινητήρες των σκίμερ (skimmer drives) κατασκευάζονται από υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση και συνδυάζονται με απλή μηχανική προστασία από υπερφόρτωση. Πέρα από τον υλικό εξοπλισμό, η παραγωγική λειτουργία της EVU οργανώνεται για να παραδίδει τυποποιημένες μονάδες DAF εντός προβλέψιμων χρονικών περιθωρίων, ενώ προσφέρει επίσης προσαρμοστικές διαμορφώσεις για ασυνήθιστες χημικές συνθέσεις αποβλήτων. Για διευθυντές εγκαταστάσεων που έχουν περάσει πολλά σαββατοκύριακα επιδιορθώνοντας μια κακοκατασκευασμένη μονάδα DAF, η συνεργασία με έναν κατασκευαστή που αντιμετωπίζει κάθε ακροφύσιο, κάθε συγκόλληση και κάθε βρόγχο ελέγχου ως μακροπρόθεσμη δέσμευση για αξιοπιστία μετατρέπει το σύστημα επεξεργασίας αποβλήτων από πηγή προβλημάτων σε ένα σταθερό και προβλέψιμο τμήμα της λειτουργίας.