Osadnik rurowy do ścieków z płukania węgla: 1200 m³/d Instalacja skraca czas osadzania o 70% i odzyskuje o 20% więcej węgla

Ścieki z przemywania węgla karzą konwencjonalną sedymentację. Drobny pył węglowy i cząstki gliny -500 do 700 mg/lzawieszonych cząstek stałych - pozostaje w zawiesinie przez wiele godzin, wytwarzając ścieki zbyt brudne, aby je usunąć, i tracąc cenny węgiel, który powinien był zostać odzyskany. Zakład przerobu węgla w Azji Środkowej patrzył na tę podwójną stratę: odpowiedzialność za środowisko w wyniku wysokiej-wycieków SS oraz odpady gospodarcze wynikające z ulatniania się miału węglowego wraz z wodą. W 2024 roku zainstalowali sześciokątny moduł osadnika rurowego z PP pod kątem 60 stopni. W tym studium przypadku omówiono, co się zmieniło - i w jakim stopniu.

1. WYZWANIE: ŚCIEKI Z MYCIA WĘGLA O WYSOKIEJ-SS

Ścieki z popłuczyn węgla są niezwykle trudne do oczyszczenia. Stężenie zawiesiny jest zazwyczaj wysokie -500 do 700 mg/lw tym zakładzie -, a rozkład wielkości cząstek jest zdominowany przez drobne cząstki: pył węglowy i glinę, które są odporne na osadzanie grawitacyjne. Wysoka mętność i lepkość dodatkowo spowalniają separację. W konwencjonalnym zbiorniku sedymentacyjnym cząstki te mogą pozostać w zawiesinie przez dłuższy czasdwie godziny lub więcej, wytwarzając ścieki niespełniające norm dotyczących zrzutów i powodując ciągłą utratę możliwego do odzyskania produktu węglowego.

Zakład środkowoazjatycki o wydajności oczyszczania wynoszącej1,200 m³/d, napotkał dodatkowy problem: częste gromadzenie się osadu wymagające ręcznego czyszczenia. Osadnik był nie tylko nieefektywny -, był to także obciążenie konserwacyjne, które przerywało działalność i stwarzało ryzyko dla środowiska za każdym razem, gdy SS wypływających ścieków przekraczało dozwolony limit.

2. LINIA PODSTAWOWA: CO DOSTARCZYŁA KONWENCJONALNA SEDYMENTACJA

Przed modernizacją wydajność sedymentacji instalacji jasno wskazywała na słabą wydajność:

Zakład przegrywał jednocześnie na dwóch frontach:zgodność środowiskowabył zagrożony za każdym razem, gdy wzrastał poziom SS w ściekach, orazodzysk produktupozostawiał w ściekach prawie jedną trzecią węgla. Ekonomika kontynuowania konwencjonalnej sedymentacji była nie do utrzymania.

3. AKTUALIZACJA: PROJEKT SYSTEMU Osadnika RUROWEGO

W 2024 roku zakład doposażył osadnik w moduł osadnika rurowego. Projekt został zbudowany w oparciu o zasadę-płytkiego zbiornika: poprzez ułożenie nachylonych rur w stos, zwielokrotniana jest efektywna powierzchnia osadzania przy jednoczesnym zmniejszeniu promienia hydraulicznego, co sprzyja przepływowi laminarnemu i szybkiej separacji ciał stałych na niewielkiej powierzchni.

Konfigurację osadnika rurowego określono w następujący sposób:

Wybór materiału PP był celowy. Ścieki z przemywania węgla zawierają drobne cząstki ścierne; PP jest odporny na ścieranie i zapewnia naturalnie-powierzchnię przeciwporostową, która zmniejsza przyleganie osadu wewnątrz rur. Przy nachyleniu 60 stopni rury zapewniają optymalną równowagę pomiędzy obszarem projekcyjnym osadzania a-prędkością samooczyszczania - wystarczająco dużą, aby osad mógł się zsuwać, i wystarczająco płytką, aby zmaksymalizować efektywną powierzchnię osadzania.

Krytycznym szczegółem była optymalizacja flokulacji na wstępie. Osadniki rurowe działają najlepiej, gdy cząstki wchodzą-w postaci kłaczków. Dostosowując dozowanie koagulanta i intensywność mieszania przed osadnikiem rurowym, zakład zapewniał, że drobne cząstki pyłu węglowego i gliny agregowały w dające się osadzać kłaczki przed wejściem do kanałów rurowych. Ta integracja-downstream odróżnia prawidłowo zaprojektowaną instalację od instalacji, która nie działa.

4. WYNIKI WYNIKÓW: PRZED VS. PO

Liczby po uruchomieniu były jednoznaczne. Wszystkie kluczowe wskaźniki poszły we właściwym kierunku:

Poziom SS w ściekach spadł z aż 250 mg/l do40 mg/l lub mniej- współczynnik usuwania przekraczający 90%. Dzięki temu zakład osiągnął zgodność z normami dotyczącymi zrzutów i wyeliminował odpowiedzialność za środowisko, która wisiała nad działalnością.

Czas osiadania skrócił się z dwóch godzin do35 minut. Skrócenie czasu retencji hydraulicznej o 70% oznaczało, że ten sam zbiornik mógł teraz obsługiwać większą przepustowość lub instalacja mogła działać z większą stabilnością procesu przy projektowym przepływie 1200 m3/d.

Poprawa odzysku węgla - z 68% do88–90%- było prawdopodobnie liczbą o najważniejszym znaczeniu dla wyników finansowych zakładu. Dodatkowe 20 punktów procentowych odzysku węgla przekłada się bezpośrednio na produkt nadający się do sprzedaży, który wcześniej opuszczał zakład w strumieniu ścieków. W przypadku operacji o wydajności 1200 m3/d obsługującej węgiel ze znaczną zawartością miału, przyrost przychodów jest istotny.

5. KORZYŚCI OPERACYJNE I EKONOMICZNE

Zapewniona zgodność z przepisami

Redukcja SS do wartości mniejszej lub równej 40 mg/l zapewniła stałą zgodność z normami dotyczącymi zrzutów. Wyeliminowano niepewność towarzyszącą każdej próbce ścieków. Dla zakładu działającego w coraz bardziej regulowanym środowisku ten spokój ducha ma realną wartość operacyjną.

Kompaktowy system, mniejsza złożoność

Krótszy czas sedymentacji pozwolił na bardziej zwartą konstrukcję systemu. Osadnik rurowy osiągnął w 35 minut to, czego konwencjonalny zbiornik potrzebował 120 minut - i zrobił to lepiej. Krótszy czas retencji oznaczał także mniejszą złożoność operacyjną: mniejsze gromadzenie się osadu, rzadsze czyszczenie ręczne i ogólne mniejsze obciążenie konserwacyjne.

Dochody z odzyskanego węgla

Poprawa odzysku węgla dodała bezpośrednie przychody. W przypadku zakładu przetwarzającego 1200 m³/d z wlotem SS o wartości 500–700 mg/l dodatkowe 20 punktów procentowych odzysku stanowi mierzalny tonaż węgla, który jest obecnie wychwytywany i sprzedawany, a nie tracony do ścieków. Zwrot inwestycji w osadnik rurowy, po uwzględnieniu wartości odzyskanego produktu, jest mierzony w miesiącach, a nie latach.

6. DLACZEGO Osadniki rurowe pracują przy płukaniu węgla

Ścieki z płukania węgla wiążą się ze specyficznym zestawem wyzwań - wysokim SS, drobnymi cząstkami, wysokim zmętnieniem -, które akurat ściśle pokrywają się z problemami, do rozwiązywania których optymalizują się osadniki rurowe. Zasada płytkiego-zbiornika zwielokrotnia efektywną powierzchnię osadzania w ramach tej samej powierzchni zbiornika. Nachylone rurki tworzą warunki przepływu laminarnego, które umożliwiają osadzanie się cząstek wzdłuż krótkich pionowych ścieżek, a nie na całej głębokości zbiornika. Ciągłe usuwanie osadu, które umożliwiają osadniki rurowe, zapobiega problemom z gromadzeniem się osadu, które nękały konwencjonalny zbiornik.

Wyniki pracy tego środkowoazjatyckiego zakładu potwierdzają, że osadniki rurowe nie tylko stanowią stopniową poprawę jakości ścieków z przemywania węgla -, ale stanowią skokową zmianę zarówno pod względem jakości ścieków, jak i odzysku produktu. Połączenie90% usunięcia SS, 70% szybsze osadzanie, I20% wyższy uzysk węglabyłoby trudne do osiągnięcia przy użyciu jakiegokolwiek pojedynczego urządzenia innego niż odpowiednio zaprojektowany system osadnika rurowego.

KLUCZOWE INFORMACJE

1.Osadniki rurowe zredukowały ścieki ze 150–250 mg/l do mniej niż lub równe 40 mg/l w oczyszczalni węgla o wydajności 1200 m³/d - usuwanie ponad 90% - poprzez pomnożenie efektywnej powierzchni osadzania przez zasadę płytkiego-zbiornika.

2.Czas osadzania został skrócony ze 120 minut do 35 minut (redukcja o 70%), dzięki czemu ten sam zbiornik mógł obsługiwać większą przepustowość lub działać z większą stabilnością przy projektowanym przepływie.

3.Odzysk węgla wzrósł z 68% do 88–90%, przekształcając to, co wcześniej było stratą strumienia odpadów, w produkt nadający się do sprzedaży. Już samo to może uzasadniać inwestycję kapitałową.

4.Materiał PP z-powierzchnią przeciwporostową zapobiega przyleganiu osadu do wnętrza rur, co jest kwestią kluczową przy oczyszczaniu lepkich ścieków o wysokiej zawartości-stałego węgla.

5.Niezbędna jest optymalizacja flokulacji przed osadnikiem rurowym. Osadniki rurowe skutecznie oddzielają-dobrze uformowane kłaczki; nie są w stanie zrekompensować słabej krzepliwości.