Водоочисна станція зливала та очищала свої відстійники раз на тиждень - два спеціалізованих співробітники, 15 360 м³ води на промивку, а річний рахунок за воду наближався до 900 000 юанів - через те, що флокулентний мул продовжував заглушати похилі трубчасті відстійники. Це інженерне прикладне дослідження показує, як систематичний-аналіз основних причин і цілеспрямована гідравлічна модернізація скорочують частоту очищення більш ніж наполовину та економлять понад 200 000 юанів на рік.
Похилі трубчасті (ламельні) відстійники належать до найбільш економічно-ефективних високо-технологій очищення води у водоочищенні, що збільшує ефективну площу відстійника в межах компактної площі. Але їх продуктивність залежить від гідравліки, яку оператори рідко бачать. Якщо схема потоку неправильна, трубки стають пасткою для легких, липких пластівців замість гірки для осілого осаду. У цій статті описано реальний-збій, сім причин, які були виявлені під час розслідування, і модифікації, які відновили надійну роботу-з низьким рівнем обслуговування.
Огляд проблеми: щотижневе відключення резервуарів
Протягом першого року експлуатації на верхній поверхні похилих труб з'явилося сильне накопичення флокулентного осаду. Тільки після3–5 днівексплуатації вся поверхня труби була покрита товстим шаром шламу. Найгірше накопичення відбулося впередня 10-метрова ділянкаседиментаційного басейну, де мул слідував крутому градієнту: більше ніжТовщина спереду 1,0 м, що звужується до 30–50 см ззаду.
Важливо те, що накопичений осад залишався у зваженому стані, а не осідав -, якраз протилежне тому, для чого призначений відстійник. Завод був змушений зупиняти та очищати резервуари принаймні раз на тиждень, причому для виконання цього завдання лише двоє співробітників. Окрім витрат на оплату праці, кожен цикл очищення споживав 15 360 м³ води за ціною 0,78 юанів/м³, витрати та екологічні проблеми, які посилювалися тиждень за тижнем.
Сім основних причин накопичення мулу
Комплексне розслідування виявило сім сприяючих факторів. Вони поділяються на три групи: якість води вище за течією, яка створює--флокули, які важко осідати, недоліки гідравлічної конструкції, які спотворюють потік і розбивають флокули, і система скидання осаду, яка не встигає. Важливо розуміти кожен механізм, оскільки рішення однієї причини може бути марним - або шкідливим -, якщо застосувати його до іншої.
| немає | Основна причина | Механізм і вплив |
| 1 | Характеристики сирої води | Низька каламутність, високий вміст водоростей, високий вміст органічної речовини, низька концентрація часток → дрібні, пухкі, легкі пластівці, які прилипають до поверхні трубок замість того, щоб ковзати вниз |
| 2 | Конструкція вхідного розподілу | Басейн 33,9 м × 9,8 м з водою, розподіленою по ширині → нерівномірний потік, знижена ефективність седиментації |
| 3 | Відсутність стабілізації потоку на вході | Висота розподілу лише 1,4 м проти . 1.5 м стандарту, без випрямлення → не-рівномірний потік, порушене осадження |
| 4 | Перехресний-потік між сусідніми басейнами | Відсутність перегородок → турбулентність у проміжній зоні; сили зсуву розбивають пластівці, які досягли осідаючого розміру |
| 5 | Надмірні отвори збору в пральній | Кількість отворів перевищує теоретичні вимоги на 38,3% → спотворює рівномірну висхідну швидкість потоку, знижує ефективність |
| 6 | Я-перешкода підтримки балки | 12-сантиметрові I-промені блокують ~12% вхідних отворів трубок → швидкість угору зростає з 1,5 до 1,78 мм/с, погіршуючи розділення та ковзання мулу |
| 7 | Недостатнє скидання мулу | Перфорована труба не пропускає дистальні кінці; незважаючи на 4-годинні цикли скидання, залишковий мул залишається |
Характеристики сирої води
Вихідна вода характеризується низькою каламутністю, високим вмістом водоростей, високим вмістом органічної речовини та низькою концентрацією частинок. Ці умови спричиняють погану флокуляцію: частинки флокуляції дрібні, пухкі та легкі, з недостатньою щільністю для ефективного осідання. Як наслідок, пластівці мають тенденцію накопичуватися на похилих поверхнях труб, а не ковзати вниз, поступово закупорюючи канали труб, які повинні залишатися вільними для висхідного потоку.
Розподіл на вході та стабілізація потоку
Седиментаційний басейн має довжину 33,9 м і 9,8 м завширшки, з водою, розподіленою по ширині басейну - не-ідеальний малюнок, який створює нерівномірний потік і знижує ефективність седиментації. Стандартна конструкція вимагає висоту зони розподілу не менше1.5 mщоб забезпечити рівномірний розподіл потоку та забезпечити доступ для встановлення та обслуговування. Фактична висота розподілу була лише1.4 m, без ректифікації на вході взагалі, що значно погіршує продуктивність седиментації з першого дня експлуатації.
Перехресний-потік, отвори зливу та опорні перешкоди
Відсутність перегородок між двома седиментаційними басейнами створює турбулентність у проміжній зоні. Флокули, які виросли до придатного для осідання розміру, схильні до розпаду під дією зсувних сил цього перехресного -потоку, руйнуючи роботу стадії флокуляції. Нижче за потоком кількість отворів для збору стоків перевищує теоретичну вимогу на38.3%, що негативно впливає на рівномірну висхідну швидкість течії. У трубчастій опорній конструкції I-промені завширшки приблизно 12 см блокують12%вхідних отворів трубки, збільшуючи фактичну висхідну швидкість потоку від проектного значення 1,5 мм/с до1,78 мм/с- вище рекомендованого діапазону для стабільного відділення твердих частинок і ковзання мулу всередині труб.
Неадекватне скидання осаду
Нарешті, перфорована труба для видалення мулу не може повністю видалити мул, особливо на дистальних кінцях, де накопичується інтенсивний мул. Незважаючи на цикли скидання кожні 4 години, залишковий мул залишається і продовжує впливати на ефективність седиментації, створюючи само-цикл накопичення.
Цільові технічні зміни
Замість заміни відстійників команда інженерів запровадила п’ять цільових модифікацій, які безпосередньо усунули визначені першопричини. Керівний принцип був простим: спочатку виправте гідравліку, потім оптимізуйте хімію і лише потім розглядайте механічне втручання.
- Буферні ректифікаційні розподільні пластинивстановлений у вхідній перехідній зоні похилого трубчастого відстійника. Кожна тарілка єтовщиною 10 см, такого розміру, щоб рівномірно розподілити вхідний потік по ширині басейну та усунути коротке-замикання, яке скидає хлоп’я прямо на поверхню труби.
- Перегородки-повної висоти(від дна басейну до верху), доданого між двома окремими седиментаційними басейнами, щоб усунути турбулентність перехресного-потоку та захистити пластівці, що осідають, від розпаду при зсуві.
- Похилі пластини в нижній частині входу, з трикутними секціями, заповненими бетоном, для плавного переходу потоку, що надходить у зону труби.
- Видалення бункера для мулу-відсіку, що створювало мертві зони та заважало новій картині потоку.
- Видалення перфорованої шламової труби-відсіку, усунувши локальне відведення-, яке нерівномірно тягнуло воду через басейн.
Операційні результати після модифікації
Модифікації призвели до значного покращення поведінки потоку. Схема потоку у вхідній зоні стала надзвичайно стабільною, і явище широкомасштабної-флотації осаду було усунено. Тепер потрібне накопичення шламу на похилих трубах15-26 днівстати помітним - значне покращення порівняно з попередніми 3–5 днями. Накопичений шар мулу значно тонший і рівномірно розподілений, усуваючи градієнт переднього--заднього боку, який мучив басейн.
Частота очищення зменшилася більш ніж50%, від одного разу на тиждень до одного разу на 15–26 днів. Економічна вигода підсумована в таблиці 2.
| Пункт | Перед модифікацією | Після модифікації |
| Цикл очищення (d) | 5–7 | 15–26 |
| Споживання води на очищення (м³) | 15,360 | 15,360 |
| Вартість води (юань/м³) | 0.78 | 0.78 |
| Вартість води (юань/чиста) | 11,981 | 11,981 |
| Частота прибирання (раз/місяць) | 6–4 | 2–1 |
| Річна вартість води (×10 000 юанів/рік) | 86.26–57.50 | 14.38–7.19 |
| Річна економія (×10 000 юанів/рік) | - | Більше або дорівнює 20 |
Таблиця 2: Аналіз економічної вигоди. Перед модифікацією рослину очищали 1 раз на тиждень (4–6 разів на місяць); після модифікації очищався 1 раз на 15–26 днів (1–2 рази на місяць). Щорічна економія витрат на воду становить щонайменше 200 000 юанів.
Також відбулося значне покращення навколишнього середовища та робочих місць. Накопичений мул, багатий водоростями, раніше чорнів і виділяв сильний запах під час очищення. Різке скорочення частоти очищення значно покращило робоче середовище для операторів заводу та зменшило об’єм -високоміцних очисних стічних вод, які потребують утилізації.
Подальші спроби оптимізації
Щоб розширити межі продуктивності, було досліджено два додаткових підходи. По-перше, після встановлення буферних ректифікаційних пластин, завод додавКомпозитний коагулянт XS-III (10 мг/л)іPAM (0,1 мг/л). Це подовжило час, необхідний для покриття пластівцями поверхні похилої труби, з 7 днів (бак 3) до19 днів (танк 4), демонструючи значне покращення контролю накопичення осаду завдяки підвищеній щільності пластівців і здатності до осідання.
По-друге, на похилій поверхні труби було встановлено -зроблений на замовлення механічний міст для очищення осаду, оснащений гумовими лезами для запобігання пошкодженню труби. Щоденний зішкріб - збільшений до 2-3 разів на день під час поганої якості води - практично виключає необхідність очищення акваріума. Основне застереження: слід запобігти випливанню зіскобленого шламу вгору та потраплянню його у фільтри, що вимагає ретельного контролю циклу очищення та гідравліки басейну.
Висновки та рекомендації
Це інженерне прикладне дослідження пропонує чотири уроки, які можна перенести, щодо проектування та експлуатації похилого трубчастого відстійника:
- Стабілізація потоку на вході є критичною.Встановлення буферних ректифікаційних розподільних пластин ефективно покращує структуру вхідного потоку, значно затримуючи накопичення осаду та зменшуючи частоту очищення більш ніж на 50%, що приносить значні економічні вигоди.
- Хімічна оптимізація забезпечує додаткові переваги.Додавання композиційного коагулянту XS-III і PAM може додатково подовжити інтервал між циклами очищення та покращити якість стоків.
- Ефективним паліативним заходом є механічне вишкрібання.Механічний скребковий міст ефективно видаляє накопичений мул, але він лікує симптом, а не першопричину, і додає рухомі частини для обслуговування.
- Цілісний аналіз конструкції запобігає проблемам з експлуатацією.Багато з виявлених основних причин - недостатня висота розподілу, -перешкода I-променю, надмірні отвори зливу, неадекватне скидання осаду - походять від проектних помилок, яких можна було б уникнути шляхом комплексного гідравлічного та структурного аналізу на етапі проектування.
Для водоочисних установок та інженерних фірм, які займаються проблемами продуктивності похилих трубчастих відстійників, цей випадок надає перевірену методологію для діагностики проблем накопичення осаду та впровадження економічно{0}}ефективних рішень. Важлива послідовність: спочатку стабілізувати гідравліку, потім оптимізувати хімію коагуляції та залишити механічне очищення як запобіжну сітку.
Зупиніть утворення осаду з трубного відстійника-в джерелі
Сім основних причин і цілеспрямована модернізація скорочують частоту очищення з кожні 5-7 днів до 15-26 днів, заощаджуючи 200 000 юанів на рік. Отримайте підтримку дизайну трубчастого відстійника Juntai для вашого відстійника.