FILTRATIE BEDRIJFSVOERING

Transcriptie

1 FILTRATIE BEDRIJFSVOERING

2 TECHNICAL COOPERATION PDAM PONTIANAK OASEN GOUDA Afdeling Productie : FILTRATIE BEDRIJFSVOERING INSTRUCTEUR OASEN: NEDERLAND Ir. Peter Mense. OASEN : Mr.Rob van Klaveren. Algemeen directeur : Ir. A.B.I.M. Vos de Wael Bedrijfsdirecteur : Ing.H.Ardesch Projectleider : Ir.A.Haasnoot Team deelnemers Oasen Gouda Gouda 21 mei 2007 Mr. H.Nuijten. INDONESIE PDAM PONTIANAK: Algemeen directeur : Ir. Syahril Technisch directeur : Mr.Masriyatno Team deelnemerstraining Centrum PDAM Pontianak

3 Filtratie bedrijfsvoering Om het filtratieproces zo optimaal mogelijk te laten verlopen is een goede bedrijfsvoering noodzakelijk. In deze presentatie worden de belangrijkste bedrijfsvoeringaspecten toegelicht

4 Maintenance planning 2007 PDAM Pontianak Week Maintenance item Daily check Water-level above filters Check for clogging of the top layer (filters) Backwashing filters on indicators (water level / time) Check dividing over the filters and adjust if needed Frequency 5 x week 5 x week 5 x week 5 x week Monthly check Backwashing water-pump flow check 1 x month X X Backwashing air-pump flow check 1 x month X X Measure height of sand in filters 1 x month X X Check valves 1 x month X X Yearly check Register and plan external cleaning of filters 1 x year X Check space below filter floor 1 x year X Om het noodzakelijke onderhoud aan een filter te bewaken is het belangrijk alle onderhoudstaken in een overzicht te zetten. Dit kan in een geautomatiseerd systeem, maar de meest praktische methode is het opstellen en het bijhouden van een onderhoudsplanning op papier. In bovenstaand voorbeeld van een onderhoudsplanning staan de belangrijkste onderhoudsaspecten. Afhankelijk van de constructie van het filter en de opzet van het proces kunnen aanvullende onderhoudstaken noodzakelijk zijn. Vermeld ook deze taken op de onderhoudsplanning.

5 Dagelijkse controleronde Niveau bovenwaterstand Het niveau van de bovenwaterstand wordt beïnvloed door twee factoren; de belasting van het filter (hoe meer water hoe hoger de waterstand de vervuiling van het filterbed, hoe meer vervuild het bed is hoe hoger de waterstand zal worden Zodra de waterstand bijna de spoelwatergoot bereikt moet het filter teruggespoeld worden. Met door de spoelbeurt zal het vuil uit het filter gespoeld worden en weer de volledige capaciteit kunnen filtreren. Optische controle van vervuiling toplaag filterbed Grote stukken vervuiling zoals stukken plastic en bladeren kunnen in het filter waaien of door andere omstandigheden hier terechtkomen. Deze vervuiling zal voor een goede filterwerking blokkeren omdat een deel van het filteroppervlak wordt afgedekt en niet meer mee kan werken. Het is zaak dit soort vervuiling tijdens iedere dagronde te verwijderen. Het verwijderen kan eenvoudig met een schepnet gebeuren

6 Dagelijkse controleronde Verdeling over de filters controleren en indien nodig afstellen De verdeling over de filters moet zo gelijk mogelijk zijn. Bij een ongelijke belasting zal het ene filter veel zwaarder belast worden dan het andere filter. Het zwaarder belasten van een filter zorgt ervoor dat het filter sneller vervuilt en vaker gespoeld moet worden dan de minder zwaar belaste filters. Bij piekbelasting van de gehele zuivering zal het filter wat in de voorkeursstroom staat direct gaan overlopen omdat het de grote capaciteit niet kan verwerken. Dit maakt het noodzakelijk om de verdeling tussen de filters goed in te stellen en regelmatig te controleren. Belangrijk aandachtspunt is dat bij een wisselende debiet de verdeling kan veranderen, hier moet een optimum worden gezocht tussen de verdeling bij de verschillende debieten.

7 Filterspoelen Dagelijkse controleronde Het spoelen van het filter. Door het filtratieproces blijft er vervuiling in het filterbed achter. Deze vervuiling zorgt ervoor dat de weerstand van het filter toeneemt. Om de vervuiling uit het filter te krijgen wordt het filter met schoon water in de omgekeerde stromingsrichting schoon gespoeld. De spoeling kan met alleen water gebeuren, maar ook met lucht. In de meeste situaties zal de terugspoeling met lucht apart van de spoelfase met water gebeuren. Dit om uitspoelen van filtermateriaal te voorkomen. In situaties waarbij gebruik wordt gemaakt van erg grof filtermateriaal kan het voorkomen dat een spoelfase gelijktijdig met water en lucht gebeurd. Het meest toegepaste spoelproces is een 1e spoelfase van een aantal minuten met alleen water, gevolgd door een 2e spoelfase met alleen lucht, afgerond door een 3e spoelfase met opnieuw alleen water.

8 Filterspoelen Dagelijkse controleronde Het spoelen van de filters op afgesproken indicator (tijd of bovenwaterstand) Het spoelen van een filter kan op basis van twee indicatoren gebeuren; 1. Op basis van een vooraf afgesproken hoogte van de bovenwaterstand (b.v 20 cm onder de spoelwatergoot) 2. Op basis van tijd (b.v een maal per 24 of 48 uur) Een directe spoeling is noodzakelijk als het filter overloopt in de spoelwatergoot Het is noodzakelijk dat het filterspoelen met vaste regelmaat gebeurd volgens de afgesproken indicator. Indien dit niet gebeurd zal het filter zodanig verstoppen dat het vuil zich niet meer uit laat spoelen. In deze situatie zal het filterzand extern gereinigd moeten worden of zelfs geheel moeten worden vervangen. De spoelsnelheid en de tijdsduur van de spoeling zijn afhankelijk van de vervuiling, het soort filtermateriaal in het filter en de constructie van het filter. Als richtwaarden kunnen de volgende gegevens worden gebruikt: De spoelsnelheid ligt voor een met zand gevuld snelfilter tussen de 25 tot 40 m/h De tijdsduur van de spoeling met lucht bedraagt meestal 2 tot 4 minuten Voor een totale spoeling wordt gemiddeld 3 tot 5 maal de volledige waterinhoud van het filter verbruikt De juiste spoelsnelheid kan proefondervindelijk worden vastgesteld. Indien de spoelsnelheid aan de hoge kant is moet periodiek worden gecontroleerd of er geen filtermateriaal uitspoelt tijdens de spoeling. Dit kan gebeuren door een fijnmazig schepnetje of een witte emmer in de overstortgoot te houden en deze te controleren op mogelijk uitgespoeld materiaal.

9 Maintenance planning 2007 PDAM Pontianak Week Maintenance item Daily check Water-level above filters Check for clogging of the top layer (filters) Backwashing filters on indicators (water level / time) Check dividing over the filters and adjust if needed Frequency 5 x week 5 x week 5 x week 5 x week Monthly check Backwashing water-pump flow check 1 x month X X Backwashing air-pump flow check 1 x month X X Measure height of sand in filters 1 x month X X Check valves 1 x month X X Yearly check Register and plan external cleaning of filters 1 x year X Check space below filter floor 1 x year X Naast de dagelijkse controle zijn er ook maandelijkse controles Maandelijkse controle Controleren capaciteit spoelwaterpomp Controleren werking spoelluchtblower Meten filterbedhoogte (zie bewaking filterbedhoogte) Controleren juist functioneren afsluiters Voor het controleren van de capaciteit van de spoelwaterpomp is het belangrijk om bekend te zijn met een aantal basisberekeningen. Op de volgende sheets worden diverse berekeningen uitgelegd. De laatste sheet met berekeningen legt uit hoe je het debiet van de spoelwaterpomp kan bepalen. Daarna worden de overige maandelijkse controles behandeld.

10 H L L L B B Lengte: L = Oppervlakte: A = L x B Volume: Q = L x B x H Begrippen Om diverse aspecten van filtratie goed te begrijpen zijn enkele begrippen noodzakelijk Oppervlakte: De oppervlakte geeft aan hoe groot een 2-dimensionaal gebied is. Oppervlakte wordt ook wel grootte genoemd, met name bij die van grondoppervlakten. De SI-eenhied van oppervlakte is de vierkante meter, m2. Volume: De inhoud of het volume van een voorwerp is de ruimte (drie dimensionaal) dat door het voorwerp wordt ingenomen. Als basis geldt dat de inhoud van een rechthoekig blok gelijk is aan lengte breedte hoogte. De SI-eenheid van inhoud is de kubieke meter, m3 Tijd: in de eenheid seconden, minuten en uren Snelheid:De snelheid van beweging is de mate waarin de afgelegde weg met de tijd verandert. Neemt de afgelegde weg ieder uur toe met 3 km, dan is de snelheid 3 km/h (lees: "drie kilometer per uur"). De SI-eenheid van snelheid is in meter per seconde (m/s) of kilometer per uur (km/h).

11 Flow(volumestroom)meting (volume/tijd) In de praktijk is het vaak van belang om een goede inschatting te kunnen maken van de (verpompte) water hoeveelheden Hierbij wordt een vooraf vastgestelde hoeveelheid gevuld waarbij de tijd wordt opgenomen. Om de gevonden waarde te kunnen begrijpen wordt er teruggerekend naar een standaard eenheid. Op kleine schaal is dit te doen door bijvoorbeeld een emmer te vullen, op grote schaal door een filterbak te vullen. Het principe is in beide situaties het zelfde, vooraf wordt het volume bepaald wat wordt opgevuld. Vervolgens wordt de tijd die het opvullen kost bijgehouden. De flow (volumestroom) is nu het vastgestelde volume gedeeld door de tijd die het heeft gekost om het volume te vullen. Voorbeeld: een lege bak van 1 m3 wordt door een leiding geheel gevuld in 72 seconden. Wat is de volumestroom die uit de leiding komt, uitgedrukt in m3/h. 1m3 per 72 seconden = (gedeeld door 72=) 0,00139 m3 / sec = (maal 3600 sec=) 50 m3/h

12 Nogmaals een voorbeeld berekening: Flowmeting bij een praktijkfilter Meet als eerste nauwkeurig de lengte en de breedte van de filterbak (inwendig), schrijf deze maten op. Laat vervolgens de bovenwaterstand zakken zodat het filtermateriaal zichtbaar wordt. Meet nu de hoogte van het filterbed tot de overstortrand. Vermenigvuldig de lengte x breedte x hoogte, je krijgt nu het volume van de ruimte boven het filterbed. Pak een stopwatch. Hou de afvoer van het filter dicht staan en zet de toevoer open. Start de stopwatch zodra je het water boven het filtermateriaal ziet komen. Stop de stopwacht zodra het water op de overstortrand loopt. Schrijf de tijd op. Deel het volume(m3) door de tijd (s), je hebt nu de flow (volumestroom) waarmee het filter wordt belast (m3/sec of x 3600 = m3/h). Voorbeeld: Lengte (l) = 7 m, Breedte (b) = 4 m, Hoogte (h) = 0,75 m, Tijd (t) = 720 s Debiet =Q= (l x b x h) / t = (7 x 4 x 0,75) / 720 Q = 0,0292 m3/s Q = 105 m3/h

13 Filtratiesnelheid (flow (volumestroom)/oppervlakte) Filtratiesnelheid zegt iets over de snelheid waarmee het water door een filter gaat. Aan de filtratiesnelheid kan men zien hoe zwaar een filter wordt belast. Tevens kan men berekenen of er nog reservecapaciteit beschikbaar is. De filtratiesnelheid is de flow (volumestroom) die op een filter wordt gebracht gedeeld door het oppervlakte van het filter. Voorbeeld Flow= 72 m3/h, oppervlakte = (lxb) = (8x2,5)= 20 m2 Filtratiesnelheid= (flow/oppervlakte)= 72 m3/h : 20 m2 = 3,6 m/h = 0,001 m/s = 1 mm/s

14 Berekenen spoelwater debiet. Maandelijkse controle Controleren capaciteit spoelwaterpomp Bepalen debiet spoelwaterpomp Een spoelwaterpomp is niet altijd voorzien van een spoelwatermeter. Het is wel belangrijk om periodiek te controleren wat de capaciteit van de spoelpomp is. De pomp kan door slijtage of interne defecten namelijk minder water gaan leveren waardoor de filters zullen gaan vervuilen. Met een simpele meting kan de volumestroom van de spoelwaterpomp worden gemeten. Meet als eerste nauwkeurig de lengte en de breedte van de filterbak (inwendig), schrijf deze maten op. Laat vervolgens de bovenwaterstand zakken zodat het filtermateriaal zichtbaar wordt. Meet nu de hoogte van het filterbed tot de overstortrand. Vermenigvuldig de lengte x breedte x hoogte, je krijgt nu het volume van de ruimte boven het filterbed. Pak een stopwatch. Start de spoelwaterpomp en start de stopwatch zodra je het water boven het filtermateriaal ziet komen. Stop de stopwacht zodra het water op de overstortrand loopt. Schrijf de tijd op. Deel het volume(m3) door de tijd (s), je hebt nu de capaciteit van de spoelpomp (m3/sec of x 3600 = m3/h). Voorbeeld: Lengte (l) = 7 m, Breedte (b) = 4 m, Hoogte (h) = 0,75 m, Tijd (t) = 120 s Debiet = (l x b x h) / t = (7 x 4 x 0,75) / 120 = 0,175 m 3 /s = 630 m 3 /h

15 Spoelsnelheid (flow (volumestroom)/oppervlakte) Het is belangrijk om de spoelsnelheid van een filter te kunnen berekenen. Indien de snelheid te laag is wordt het filter niet goed gereinigd en zal vervuiling en verstopping optreden. De berekening is identiek aan de berekening van de filtratiesnelheid. De volumestroom wordt nu niet door het proces geleverd maar door de spoelwaterpomp. De berekening van de spoelsnelheid is flow van de spoelwaterpomp gedeeld door het oppervlak van het filter. Voorbeeld: Flow= 630 m3/h, oppervlakte = (lxb) = (7x4)= 28 m2 Spoelsnelheid= (flow/oppervlakte)= 630 m3/h : 28 m2 = 22,5 m/h = 6,25 mm/s

16 Maandelijkse controle Controleren werking spoelluchtblower De spoelluchtblower is meestal niet voorzien van een debietmeting. Door ervaring is echter goed te bepalen of de spoelluchtblower nog voldoende luchtdebiet levert. De indicator hiervoor is de intensiviteit waarmee het water borrelt tijdens de luchtspoeling. Een tweede controlemiddel is het controleren van de drukmeter op de spoelluchtleiding. Indien deze drukmeter niet aanwezig is moet hij alsnog worden geplaatst. Op het type plaatje van de spoelluchtblower staat de druk vermeld die de spoelluchtblower hoort te leveren. Deze druk kan met een stift of stukje tape worden gemarkeerd op de drukmeter. Zo kan tijdens een luchtspoeling gemakkelijk op de drukmeter worden afgelezen of de spoelluchtblower nog de juiste druk levert en dus juist functioneert. Ter beveiliging hoort een spoelluchtblower te zijn voorzien van een veiligheidsklep in de luchtleiding. Indien alle afsluiters dicht staan en de spoelluchtblower wordt toch gestart zal de lucht kunnen ontwijken door deze veiligheidsklep. Het afblazen van deze veiligheidsklep is ongevaarlijk en indien het voor een korte periode is ook niet schadelijk voor de installatie.

17 H=A-B B A Bottom 2007 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 250 cm Filter cm Filter cm Filter cm Filter cm Filter A B B B B B B B B B B B B Maandelijkse controle Meten filterbedhoogte Maandelijks moet per filter de filterbedhoogte worden opgemeten. De gegevens van de maandelijkse metingen moeten worden vastgelegd zodat over een langere periode de gegevens per filter kunnen worden vergeleken. In dit overzicht wat per filter moet worden bijgehouden kan worden afgelezen of de laagdikte van het filterzand minder wordt. Dit is zeer belangrijk. Indien de laagdikte van het filterzand afneemt is dit een indicatie dat er zand uit het filter verdwijnt. Oorzaken voor dit zandverlies kunnen uitspoeling door een te hoge spoelsnelheid of wegspoelen door een kapotte spoeldop zijn.

18 Maandelijkse controle Controleren juist functioneren afsluiters Om een filter goed te kunnen spoelen is het belangrijk dat er geen spoelwater of spoellucht weglekt naar andere filters. Het is dus belangrijk om maandelijks te controleren of de afsluiters nog goed afdichten. Dit kan als volgt gebeuren: Spoelwaterafsluiters: Zet van 1 filter de afvoerafsluiter dicht, vul het filter tot de rand, zet vervolgens de toevoer dicht. Start de spoelpomp terwijl alle afsluiters gesloten staan. Wacht 3 minuten, indien het filter niet gaat overlopen kan men er vanuit gaan dat de spoelwaterafsluiter van het betreffende filter goed afdicht. Let op dat deze test niet langer dan 5 minuten wordt gedaan, de pompas heeft namelijk geen koeling als er geen water wordt verpompt en zou schade op kunnen lopen indien de proef te lang duurt. Spoelluchtafsluiters: Controleer vooraf of de spoelluchtleiding voorzien is van een overdrukveiligheid. Voer de proef alleen uit als de overdrukveiligheid aanwezig en in orde is. Start de spoelluchtblower terwijl alle luchtafsluiters dicht staan. Indien alle spoelluchtafsluiters goed afdichten zal de lucht via de overdrukveiligheid ontsnappen. Indien een spoelluchtafsluiter lek is zullen er luchtbellen in het filter verschijnen. Filtraatafsluiters: Zet een filter tot aan de rand vol met water. Laat het filter ongeveer 10 minuten stil staan met alle afsluiters gesloten. Indien het niveau van het filter is verandert zullen er 1 of meerder afsluiters lekken. Verder onderzoek naar de juiste afsluiter is dan gewenst. Indien bij eerder testen de spoellucht en spoelwaterafsluiters dicht waren zal het waarschijnlijk de filtraatafsluiter zijn die lekt.

19 Filter 1 X X X Filter 2 X X Filter 3 New sand X Filter 4 X X Filter 5 X X X = done Naast de dagelijkse en maandelijkse controles zijn er ook jaarlijkse controles Jaarlijkse controle Registreren en plannen externe filter reiniging Het is belangrijk om een administratie bij te houden over het filteronderhoud. Zaken die hierin moeten worden vermeld zijn: soort filtermateriaal inclusief zeefkromme, datum van vulling met het materiaal, datum laatste externe reiniging. Met deze gegevens kan een meerjarenplanning worden gemaakt voor het onderhoud van de filters. Afhankelijk van de belasting en het presteren van de filters moet een frequentie worden gekozen waarin de filters extern worden gereiningd. Ook indien er vanuit de zuiveringskwaliteit geen aanleiding is moet er periodiek extern worden gereinigd om de staat van de filterbodem en de filterconstructie te kunnen inspecteren. De frequentie van externe reinigen kan per zuivering sterk verschillen. Als advies wordt een maximale periode van 8 jaar geadviseerd, bij zuiveringen die zwaar worden belast en minder presteren kan de frequentie oplopen naar jaarlijks extern reinigen. Controle tussenbodem (indien mogelijk) Indien de constructie van een filter het toelaat moet men jaarlijks de ruimte onder de spoeldoppen controleren. Op deze manier kan men relatief gemakkelijk controleren of alle spoeldoppen nog onbeschadigd zijn en er geen filtermateriaal in de tussenbodem is gespoeld. Indien in de tussenbodem filtermateriaal wordt aangetroffen moet het filter extern worden gereinigd en de filterbodem of de spoeldoppen worden gerepareerd.