Redukcja wypływu osadnika rurowego: jak rura grawitacyjna DN200 przecięła odpady czyszczące o 406 M³ i wyeliminowała przepełnienie zbiornika

Co dwa miesiące stacja uzdatniania wody fazy III w CNOOC Fudao wyłącza osadnik rurowy w celu oczyszczenia. Operacja trwa 4 godziny. Rozładowuje się1,500 m³mieszaniny-wody i osadu do zbiornika gromadzącego osad. Zbiornik nigdy nie był projektowany na tego rodzaju wzrosty. Do czasu zakończenia cyklu czyszczenia poziom w zbiorniku jest niebezpiecznie wysoki, osadnik online nie może normalnie odprowadzać osadu, a system oczyszczania osadu spala chemikalia i energię elektryczną, aby dotrzymać kroku. Rozwiązaniem nie był większy zbiornik ani większa pompa - lecz rura, różnica wzniesień wynosząca 4,3 metra i grawitacja.

1. PROBLEM: Spadek WYDAJNOŚCI CO DWA MIESIĄCE

Stacja uzdatniania wody fazy III obsługuje dwa niezależne ciągi uzdatniania, z których każdy wykorzystuje do sedymentacji przeciwprądowy osadnik rurowy. Wspólny system oczyszczania osadu obsługuje usuwanie osadu ze wszystkich trzech faz instalacji. System zbudowany jest wokół dwóch zbiorników na osad, każdy o efektywnej objętości1,500 m³, w sumie3,000 m³.

Pierwotny projekt zakładał możliwy do kontrolowania dzienny dopływ: 1200 m3/d normalnego odprowadzania osadu z trzech osadników rurowych plus 300 m3/d filtratu z prasy filtracyjnej. Jednak podczas sprzątania rzeczywistość wygląda zupełnie inaczej. Jak pokazuje Tabela 1, całkowity dopływ do zbiornika osadu wzrasta do3,329.3 m³/d- przekraczające projektowaną wydajność efektywną3029,3 m3/d na 300 m3/d.

Konsekwencje szybko się nakładają: poziom cieczy w zbiorniku wzrasta prawie do-przepełnienia, działający osadnik rurowy traci swoją normalną zdolność odprowadzania osadu, ponieważ nie ma wystarczającej pojemności pustego zbiornika, aby go przyjąć, a system oczyszczania osadu - zaprojektowany do-stanu stałego działania - musi pracować przez dłuższy czas. Więcej chemii. Więcej prądu. Więcej pracy. Wszystko dlatego, że do systemu osadowego kierowana była czysta woda, która nie wymagała oczyszczania.

2. ZROZUMIENIE STREF Osadnika RURowego - I GDZIE ZNAJDUJE SIĘ CZYSTA WODA

Osadnik rurowy opiera się na zasadzie-płytkiego zbiornika: układając moduły nachylonych rur w strefie sedymentacji, zwielokrotnia efektywną powierzchnię osadzania, zmniejsza promień hydrauliczny i wspomaga przepływ laminarny -, co znacznie poprawia separację ciał stałych przy niewielkich rozmiarach.

Funkcjonalnie zbiornik podzielony jest na cztery pionowe strefy. Dla każdego pociągu do oczyszczania fazy III (wymiary wewnętrzne: szerokość 8,8 m × długość 22,0 m × głębokość efektywna 7,9 m) wysokości i objętości stref wynoszą:

Oto krytyczne spostrzeżenie: utrzymuje się strefa czystej wody406,56 m³ - ponad 26% całkowitej objętości zbiornika- i ta woda jest już uzdatniona. Jego zmętnienie wynosi poniżej 10 mg/L. Projektowe zmętnienie wody surowej w zakładzie wynosi 30 mg/l. Jednak podczas procedury opróżniania i czyszczenia cała objętość czystej wody została zmieszana z osadem i przesłana do zbiornika zbierającego w celu ponownego-oczyszczenia. To była czysta woda płacąca cenę brudnej wody.

3. STANDARDOWA PROCEDURA CZYSZCZENIA - I DLACZEGO PRZECIĄŻA SYSTEM

Podczas pracy osadniki rurowe gromadzą osad wewnątrz i na górze modułów rurowych. Pozostawiona bez kontroli, nagromadzenie to utrudnia przepływ przez rury, pogarsza jakość osiadłej wody, a nawet może powodować nadmierne ciśnienie prowadzące do zapadnięcia się modułu rurowego. Okresowe opróżnianie i czyszczenie nie podlega-negocjacjom.

Standardowa procedura składa się z czterech etapów: otwórz dolne zawory spustowe, obniż poziom wody poniżej strefy rur, a następnie użyj-wody gaśniczej pod ciśnieniem do przepłukania modułów rurowych od góry, aż do usunięcia nagromadzonego szlamu. Zatrzymaj płukanie, pozostaw całkowicie otwarte zawory spustowe, aby usunąć wodę i osad ze stref dystrybucji i akumulacji, a następnie zamknij zawory.

Problem w tym, żekażda strefa spływa do zbiornika osadu. Strefa czystej wody - 406 m3 uzdatnionej wody - miesza się z osadem-zanieczyszczonym wodą z rur i stref akumulacji. Całość trafia do zbiornika zbiorczego. Większość z nich w końcu zostaje oddzielona i zawrócona do zbiornika wody surowej -, ale dopiero po przejściu przez zagęszczacz, prasę filtracyjną i dwa zestawy pomp podnoszących. Czysta woda bez powodu przechodzi długą i kosztowną drogę przez system oczyszczania osadu.

4. KONTROLA WYKONALNOŚCI: TRZY POWODY, KTÓRE DZIAŁAJĄ ODWRÓCENIE GRAWITACYJNE

Koncepcja modernizacji jest prosta: zamiast wysyłać 406 m3 strefy czystej wody do systemu osadowego, należy skierować ją bezpośrednio z powrotem do zbiornika wody surowej. Aby to zadziałało, muszą zostać spełnione trzy warunki:

Warunek 1 - Zgodność jakości wody.Mętność strefy czystej wody wynosi poniżej 10 mg/l. Projektowe zmętnienie wody surowej w zakładzie wynosi poniżej 30 mg/l. Czysta woda jestfaktycznie czystsza niż woda rzeczna wpływająca do elektrowni. Recykling w postaci surowej wody jest całkowicie akceptowalny.

Warunek 2 - Głowica grawitacyjna.Dolne wzniesienie strefy czystej wody to tzw+5.8 m. Projektowany maksymalny poziom wody w zbiorniku wody surowej wynosi+1.5 m. To jestRóżnica wysokości 4,3 metra. Nie potrzeba pompy. Grawitacja robi swoje.

Warunek 3 - Unikanie kosztów.W istniejącym rozwiązaniu czysta woda jest pompowana dwukrotnie (pompa zbiornika zbiorczego + pompa zbiornika powrotnego), dozowana PAM i osadzana w promieniowym-zbiorniku przepływowym -, a wszystko to przed powrotem do zbiornika wody surowej. Rura grawitacyjna omija każdy z tych etapów. Spada energia elektryczna, chemikalia i czas pracy sprzętu.

5. SCHEMAT RUROCIĄGÓW: DN200, DWA ZLEWY, PO JEDNEJ RURZE

Osadnik rurowy składa się z basenu wschodniego i zachodniego, które dzielą wspólną ścianę działową. Dla każdego z nich zaprojektowano oddzielną linię zmiany kierunku grawitacyjnego.

Po obliczeniu oporów przepływu grawitacyjnego na podstawie długości rurociągu, armatury, materiału, różnicy wysokości i wymaganego natężenia przepływu,Rura ze stali węglowej DN200 mmwybrano dla obu basenów. Średnica rury ma kluczowe znaczenie: jest zbyt mała, a przepływ przekierowania jest zbyt wolny, aby był praktyczny; zbyt duży, a otwór w ścianie zbiornika stwarza niepotrzebne ryzyko konstrukcyjne.

Pozycja wlotowa jest równie ważna. Zbyt blisko strefy rur, a prędkość wlotu może wyciągnąć osad z rur. Konstrukcja umieszcza wlotpionowo 0,2 m nad dnem strefy czystej wody(0,2 m nad górną krawędzią strefy osadzania rur) - wystarczająco blisko, aby skutecznie odprowadzać wodę, i wystarczająco daleko, aby uniknąć zakłócania rur.

Każdy rurociąg biegnie od punktu poboru przez ścianę osadnika do kanału sitowego poboru wody surowej w zakładzie fazy III. Podpory rur zabezpieczają prowadzenie oraz azawór sterujący przepływem plus zasuwasą instalowane w pobliżu kanału ekranu barowego. Zasuwa odcinająca zapewnia wymuszone odcięcie podczas normalnej pracy, zapobiegając niezamierzonemu przepływowi zwrotnemu. Zawór sterujący przepływem reguluje stopień przekierowania, aby uniknąć wyciągania osadu z rur lub przytłoczenia zbiornika wody surowej.

6. MIERZONE WYNIKI

Po modernizacji liczby powiedziały czystą historię. Podczas czyszczenia ścieki-szlamu z osadnika rurowego spadały1529,3 m3/d do 1122,8 m3/d. Zmniejszył się całkowity dopływ do zbiornika osadu3329,3 m3/d do 2922,8 m3/d- obecnie znacznie poniżej projektowego limitu wynoszącego 3029,3 m³/d.

Wyeliminowano ryzyko przepełnienia. Osadnik rurowy online odzyskał normalną zdolność odprowadzania osadu. System oczyszczania osadu nie musiał już przetwarzać 406 m3-już czystej wody w każdym cyklu czyszczenia.

Warto zwrócić uwagę na ekonomię, choć skromną. Osadnik rurowy jest czyszczony sześć razy w roku, przy każdym cyklu zawracając 406,5 m3 czystej wody bezpośrednio do zbiornika wody surowej -, co daje łącznie rocznie2,439 m³uniknięcia ładunku ścieków. Na podstawie zużycia proszku PAM przez system oczyszczania osadu (~10 g/m3 przy 25 RMB/kg) i energii elektrycznej pobieranej przez pompę podnoszącą zbiornik zbiorczy (15 kW, 50 m3/h) i pompę zbiornika powrotnego (22 kW, 150 m3/h) przy stawce przemysłowej wynoszącej 0,9 RMB/kWh:

Bezpośrednie oszczędności w wysokości 1591 RMB/rok mają charakter drugorzędny w stosunku do korzyści operacyjnych: zbiornik osadu pozbawiony ryzyka przepełnienia, system oczyszczania osadu mieszczący się w ramach projektu oraz procedura czyszczenia, która nie zakłóca już pracy reszty oczyszczalni.

KLUCZOWE INFORMACJE

1.Jeśli w strefie czystej wody osadnika rurowego znajduje się woda uzdatniona, nie należy jej przepuszczać przez system oczyszczania osadu. Bezpośredni powrót do zbiornika wody surowej eliminuje podwójną-obsługę.

2.Różnica wzniesień wynosząca 4,3 m jest więcej niż wystarczająca do przepływu grawitacyjnego. Przed dodaniem pomp sprawdź, czy podwyższenia zbiorników już dają Ci to, czego potrzebujesz.

3.Pozycja dolotowa ma znaczenie. Umieszczenie wlotu 0,2 m nad górną częścią strefy rur zapobiega wyciąganiu osadu z rur przez przepływ przekierowania - wystarczająco blisko, aby umożliwić jego spuszczenie, i wystarczająco daleko, aby uniknąć zakłóceń.

4.Dobór rur wymaga obliczenia oporu przepływu grawitacyjnego, - a nie ogólnej zasady. DN200 był odpowiedni dla tej instalacji; średnica rury w Twojej instalacji zależy od konkretnej różnicy wysokości, długości rury i wymaganego natężenia przepływu.

5.Zasuwa odcinająca z wymuszonym odcięciem oraz zawór sterujący przepływem do regulacji dawki to minimalna konfiguracja zaworu. Bez obu ryzykujesz przepływ wsteczny podczas normalnej pracy lub efekt zasysania podczas zmiany kierunku.