Зменшення викиду трубного відстійника: як гравітаційна труба DN200 скоротила відходи очищення на 406 м³ і усунула переповнення резервуара

Кожні два місяці водоочисна станція фази III у CNOOC Fudao вимикає трубчастий відстійник для очищення. Операція триває 4 години. Він розряджається1,500 m³суміші мулу-води в резервуар для збору мулу. Танк ніколи не був розрахований на такий сплеск. На момент завершення циклу очищення рівень у резервуарі стає небезпечно високим, онлайн-відстійник не може нормально скидати осад, а система очищення мулу спалює хімікати та електроенергію, щоб не відставати. Виправлення полягало не у більшому резервуарі чи більшому насосі - це була труба, 4,3-метровий перепад висоти та сила тяжіння.

1. ПРОБЛЕМА: ЗНИЖЕННЯ ЄМНОСТІ КОЖНІ ДВА МІСЯЦІ

Фаза III водоочисної станції працює з двома незалежними очисними лініями, кожна з яких використовує проти{0}}трубний відстійник для осадження. Спільна система обробки осаду обробляє скидання осаду з усіх трьох фаз заводу. Система побудована навколо двох резервуарів для збору мулу, кожний з ефективним об’ємом1,500 m³, на загальну суму3,000 m³.

Початковий проект передбачав контрольований добовий приплив: 1200 м³/добу нормального скидання осаду з трьох трубних відстійників плюс 300 м³/добу фільтрату з фільтр-преса. Але під час прибирання реальність виглядає зовсім інакше. Як видно з таблиці 1, загальний приплив в ємність збору шламу зростає до3,329.3 m³/d- перевищує проектну ефективну потужність3029,3 м³/день на 300 м³/день.

Наслідки швидко наростають каскадом: рівень рідини в збірному резервуарі майже переповнюється, онлайн-трубний відстійник втрачає свою звичайну пропускну здатність для скидання осаду, оскільки немає порожнього резервуару для його прийому, і система обробки осаду -, розроблена для стабільної-роботи в стані -, має працювати протягом тривалого часу. Більше хімікатів. Більше електроенергії. Більше праці. Все через те, що чиста вода, яка не потребувала очищення, направлялася в мулову систему.

2. РОЗУМІННЯ ЗОН ТРУБНОГО ВІДСТОЙНИКА - ТА ДЕ ЗНАХОДИТЬСЯ ПРОЗИРА ВОДА

Трубчастий відстійник побудовано за принципом мілкого-резервуара: шляхом укладання похилих трубчастих модулів у зоні осадження він збільшує ефективну площу осадження, зменшує гідравлічний радіус і сприяє ламінарному потоку -, що значно покращує відділення твердих частинок у компактній площі.

Функціонально резервуар розділений на чотири вертикальні зони. Для кожної лінії обробки Фази III (внутрішні розміри: 8,8 м завширшки × 22,0 м завдовжки × 7,9 м ефективної глибини) висота та об’єм зони:

Ось критичне зауваження: зона чистої води зберігається406,56 м³ - понад 26% від загального об’єму резервуара- і ця вода вже очищена. Його каламутність нижче 10 мг/л. Розрахункова каламутність сирої води заводу становить 30 мг/л. Однак під час процедури спорожнення та очищення весь цей об’єм чистої води змішувався з мулом і відправлявся в збірний резервуар для повторної -обробки. Це була чиста вода, яка платила ціну брудної води.

3. СТАНДАРТНА ПРОЦЕДУРА ОЧИЩЕННЯ - І ЧОМУ ВОНА ПЕРЕВАНТАЖУЄ СИСТЕМУ

Трубчасті відстійники під час роботи накопичують мул всередині та на поверхні трубчастих модулів. Якщо його не контролювати, це накопичення перешкоджає потоку через труби, погіршує якість відстояної води та може навіть спричинити надмірний тиск, що призведе до руйнування трубного модуля. Періодичне спорожнення та очищення-не обговорюється.

Стандартна процедура складається з чотирьох кроків: відкрийте нижні зливні клапани, опустіть рівень води нижче зони труб, а потім за допомогою пожежогасіння під тиском-води промийте трубчасті модулі зверху, доки накопичений мул не вийде. Припиніть промивання, тримайте дренажні клапани повністю відкритими для скидання води та мулу із зон розподілу та накопичення та закрийте клапани.

Проблема в томукожна зона стікає в резервуар для збору мулу. Зона чистої води - 406 м³ очищеної води - змішується з мулом-води з труб і зон накопичення. Все це направляється в збірний резервуар. Більша частина врешті-решт відокремлюється та повертається в резервуар із сирою водою в будь-якому випадку -, але лише після проходження через згущувач, фільтр-прес і два комплекти підйомних насосів. Чиста вода проходить довгий і дорогий шлях через систему очищення мулу без причини.

4. ПЕРЕВІРКА ЗДІЙСНОСТІ: ТРИ ПРИЧИНИ ГРАВІТАЦІЙНОГО ВІДВОДУ ПРАЦЮЄ

Концепція модернізації проста: замість того, щоб направляти 406 м³ зони чистої води в систему мулу, направляйте її безпосередньо назад у резервуар для сирої води. Щоб це працювало, мають бути дотримані три умови:

Умова 1 - Сумісність з якістю води.Каламутність зони чистої води нижче 10 мг/л. Розрахункова каламутність сирої води заводу становить менше 30 мг/л. Чиста вода єфактично чистіше, ніж річкова вода, що надходить на завод. Переробка його як сирої води цілком прийнятна.

Умова 2 - Сила тяжіння.Висота дна зони чистих вод+5.8 m. Проектний максимальний рівень води в резервуарі сирої води становить+1.5 m. Це аПерепад висоти 4,3 метра. Насос не потрібен. Сила тяжіння виконує роботу.

Умова 3 - Уникнення витрат.Згідно з існуючою схемою чиста вода перекачується двічі (насос збірного резервуару + насос зворотного резервуару), дозується PAM і відстоюється в радіальному -цистерні потоку - перед поверненням у резервуар сирої води. Гравітаційна труба обходить кожну з цих сходинок. Скорочується електрика, хімікати та час роботи обладнання.

5. СХЕМА ТРУБОПРОВОДУ: DN200, ДВА БАССЕЙНИ ПО ОДНІЙ ТРУБІ КОЖНА

Трубчастий відстійник складається зі східного басейну та західного басейну, які мають спільну перегородку. Для кожного була спроектована окрема лінія гравітаційного відведення.

Після розрахунку опору гравітаційному потоку на основі довжини трубопроводу, фітингів, матеріалу, перепаду висот і необхідної швидкості потоку,Труба з вуглецевої сталі DN200 ммбуло обрано для обох басейнів. Діаметр труби має вирішальне значення: занадто малий, а потік відводу надто повільний, щоб бути практичним; занадто великий, а отвір стінки бака створює непотрібний структурний ризик.

Не менш важливим є положення всмоктування. Занадто близько до зони труб, і швидкість всмоктування може витягти мул із труб. Конструкція розміщує впускний отвірвертикально на 0,2 м над дном зони чистої води(0,2 м над верхньою межею зони відстоювання труби) - достатньо близько для ефективного дренажу, достатньо далеко, щоб не порушувати труби.

Кожен трубопровід пролягає від точки водозабору через стінку відстійника до сітчастого каналу водозабору заводу Фази III. Опори для труб закріплюють маршрут, а такожклапан регулювання потоку плюс засувкавстановлюються біля каналу барного екрану. Засувний клапан забезпечує позитивне закриття під час нормальної роботи, запобігаючи ненавмисному зворотному потоку. Клапан регулювання потоку регулює швидкість відводу, щоб уникнути витягування мулу з труб або переповнення резервуара для сирої води.

6. ВИМІРЯНІ РЕЗУЛЬТАТИ

Після модернізації цифри показали чисту історію. Під час очищення шлам-вода, що витікає з трубчастого відстійника, випаввід 1529,3 м³/день до 1122,8 м³/день. Загальний приплив до шламозбірника зменшився з3329,3 м³/день до 2922,8 м³/день- зараз значно нижче проектної межі в 3029,3 м³/день.

Ризик переповнення був усунений. Трубчастий онлайн-відстійник відновив нормальну здатність скидання мулу. І системі обробки осаду більше не потрібно було обробляти 406 м³ уже-чистої води за кожен цикл очищення.

Економіка, хоч і скромна, заслуговує на увагу. Трубчастий відстійник очищається шість разів на рік, при цьому кожен цикл повертає 406,5 м³ чистої води безпосередньо в резервуар для сирої води - загалом на рік2,439 m³уникнення навантаження стічних вод. Базуючись на споживанні порошку PAM системою обробки осаду (~10 г/м³ при 25 юанів/кг) і електроенергії, що споживається підйомним насосом збірної ємності (15 кВт, 50 м³/год) і насосом зворотної ємності (22 кВт, 150 м³/год) за промислової норми 0,9 юанів/кВт-год:

Пряма економія в 1591 юань/рік є другорядною порівняно з експлуатаційною вигодою: резервуар для збору мулу, який більше не ризикує переливатися, система обробки мулу, яка працює в межах проектної оболонки, і процедура очищення, яка більше не порушує роботу решти заводу.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1.Якщо зона чистої води вашого трубчастого відстійника містить очищену воду, її не слід направляти через систему очищення мулу. Пряме повернення в резервуар із сирою водою усуває подвійну-обробку.

2.Перепаду висот 4,3 м більш ніж достатньо для самопливу. Перш ніж додавати насоси, перевірте, чи висота резервуара вже забезпечує вам те, що вам потрібно.

3.Позиція прийому має значення. Розташування впускного отвору на 0,2 м над верхньою зоною труби запобігає витягуванню мулу з труб - достатньо близько, щоб дренаж, і достатньо далеко, щоб уникнути збурень.

4.Розмір труби вимагає розрахунку опору гравітаційному потоку -, а не емпіричного правила. DN200 підходив для цієї установки; Діаметр труби вашої установки залежить від конкретного перепаду висот, довжини труби та необхідної швидкості потоку.

5.Мінімальна конфігурація клапана – запірний клапан для позитивного закриття плюс клапан регулювання потоку для регулювання швидкості. Без обох ви ризикуєте або зворотним потоком під час нормальної роботи, або ефектом всмоктування під час відведення.