Utslippsreduksjon fra rørsettler: Hvordan et DN200 gravitasjonsrør kuttet renseavfall med 406 M³ og eliminerte tankoverløp

Hver annen måned stenger Fase III vannbehandlingsanlegget ved CNOOC Fudao en rørsettler for rengjøring. Operasjonen tar 4 timer. Det tømmes1,500 m³av slam-vannblanding inn i slamoppsamlingstanken. Tanken ble aldri designet for den typen bølge. Når rensesyklusen er ferdig, er tanknivået farlig høyt, nettbosetteren kan ikke slippe ut slam på vanlig måte, og slambehandlingssystemet brenner kjemikalier og elektrisitet bare for å følge med. Løsningen var ikke en større tank eller en større pumpe - det var et rør, en høydeforskjell på 4,3 meter og tyngdekraften.

1. PROBLEMET: EN KAPASITETSKNUS HVER ANDRE MÅNED

Fase III vannbehandlingsanlegget driver to uavhengige behandlingstog, som hver bruker en motstrøms-rørsettler for sedimentering. Et delt slambehandlingssystem håndterer slamutslipp fra alle tre faser av anlegget. Systemet er bygget rundt to slamoppsamlingstanker, hver med et effektivt volum på1,500 m³, for til sammen3,000 m³.

Det opprinnelige designet forutsatte en håndterbar daglig tilstrømning: 1200 m³/d med normalt slamutslipp fra tre rørsettlere, pluss 300 m³/d filtrat fra filterpressen. Men under et ryddearrangement ser virkeligheten veldig annerledes ut. Som tabell 1 viser, øker det totale tilsiget til slamoppsamlingstanken til3,329.3 m³/d- overskrider designeffektiviteten til3 029,3 m³/d ved 300 m³/d.

Konsekvensene faller raskt: Væskenivået i oppsamlingstanken stiger til nesten-overløp, den elektroniske rørbeholderen mister sin normale slamutslippskapasitet fordi det ikke er tom tankkapasitet for å motta det, og slambehandlingssystemet - designet for jevn-drift - må kjøre i lengre timer. Flere kjemikalier. Mer strøm. Mer arbeidskraft. Alt fordi klart vann som ikke trengte behandling ble sendt til slamsystemet.

2. FORSTÅ RØRSETTERENS SONER - OG HVOR DET KLARE VANNET SITTER

Rørsettleren er bygget på grunne-tankprinsippet: ved å stable skråstilte rørmoduler i sedimentasjonssonen, multipliserer den det effektive bunnfellingsområdet, reduserer den hydrauliske radiusen og fremmer laminær strømning -, som alt sammen forbedrer separasjonen av faste stoffer dramatisk i et kompakt fotavtrykk.

Funksjonelt er tanken delt inn i fire vertikale soner. For hvert fase III-behandlingstog (innvendige dimensjoner: 8,8 m bred × 22,0 m lang × 7,9 m effektiv dybde), er sonehøydene og volumene:

Her er den kritiske observasjonen: klarvannssonen holder406,56 m³ - over 26 % av det totale tankvolumet- og det vannet er allerede behandlet. Turbiditeten er under 10 mg/L. Designturbiditeten til anleggets råvann er 30 mg/L. Likevel ble hele dette volumet av rent vann under tømming og rengjøring blandet med slam og sendt til oppsamlingstanken for ny-behandling. Det var rent vann som betalte prisen for skittent vann.

3. STANDARD RENGJØRINGSPROSEDYRE - OG HVORFOR DEN OVERBELASTAR SYSTEMET

Rørsettlere samler slam i og på toppen av rørmodulene under drift. Uten kontroll hindrer denne akkumuleringen strømning gjennom rørene, forringer kvaliteten på sedimentert vann, og kan til og med forårsake for høyt trykk som fører til at rørmodulen kollapser. Periodisk tømming og rengjøring er ikke-omsettelig.

Standardprosedyren følger fire trinn: åpne de nederste dreneringsventilene, senk vannstanden under rørsonen, og bruk deretter trykksatt brann-slokkevann for å skylle rørmodulene fra toppen til oppsamlet slam er løsnet. Stopp spylingen, hold avløpsventilene helt åpne for å slippe ut vannet og slammet fra distribusjons- og akkumuleringssonene, og lukk ventilene.

Problemet er dethver sone renner ut i slamoppsamlingstanken. Klarvannssonen - 406 m³ behandlet vann - blandes med slammet-vannet fra røret og akkumuleringssonene. Alt går til oppsamlingstanken. Det meste av det blir til slutt separert og returnert til råvannstanken uansett -, men først etter å ha passert gjennom fortykningsmiddelet, filterpressen og to sett med løftepumper. Det klare vannet tar en lang, kostbar omvei gjennom slambehandlingssystemet uten grunn.

4. MULIGHETSKONTROLLEN: TRE GRUNER TIL AT GRAVITY DIVERSION FUNGERER

Ettermonteringskonseptet er enkelt: i stedet for å sende klarvannssonens 406 m³ inn i slamsystemet, avled den direkte tilbake til råvannstanken. Tre betingelser må være oppfylt for at dette skal fungere:

Tilstand 1 - Vannkvalitetskompatibilitet.Turbiditeten til klarvannssonen er under 10 mg/L. Designturbiditeten til anleggets råvann er under 30 mg/L. Det klare vannet erfaktisk renere enn elvevannet som kommer inn i anlegget. Å resirkulere det som råvann er helt akseptabelt.

Tilstand 2 - Gravity head.Bunnhøyden av klarvannssonen er+5.8 m. Designets maksimale vannnivå for råvannstanken er+1.5 m. Det er en4,3 meter høydeforskjell. Ingen pumpe nødvendig. Tyngdekraften gjør jobben.

Tilstand 3 - Kostnadsunngåelse.Under den eksisterende ordningen pumpes det klare vannet to ganger (oppsamlingstankpumpe + returtankpumpe), doseres med PAM og settes i en radiell-strømningstank - alt før det returneres til råvannstanken. Et gravitasjonsrør omgår hvert av disse trinnene. Driftstid for elektrisitet, kjemikalier og utstyr faller.

5. RØRORDNING: DN200, TO KUNNER, ETT RØR HVER

Rørsettleren består av et østbasseng og et vestbasseng som deler en felles skillevegg. En egen gravitasjonsavledningslinje ble designet for hver.

Etter å ha beregnet tyngdekraftstrømningsmotstand basert på rørledningslengde, beslag, materiale, høydeforskjell og nødvendig strømningshastighet,DN200 mm karbonstålrørble valgt for begge bassengene. Rørdiameteren er kritisk: for liten, og avledningsstrømmen er for sakte til å være praktisk; for stor, og tankveggåpningen skaper unødvendig strukturell risiko.

Inntaksposisjonen er like viktig. For nær rørsonen, og inntakshastigheten kan trekke slam ut av rørene. Designet plasserer inntaketvertikalt 0,2 m over bunnen av klarvannssonen(0,2 m over toppen av røravsetningssonen) - nær nok til å drenere effektivt, langt nok til å unngå å forstyrre rørene.

Hver rørledning går fra inntakspunktet gjennom settlerveggen til skjermkanalen for råvannsinntaksstangen til fase III-anlegget. Rørstøtter sikrer føringen, og enstrømningsreguleringsventil pluss en sluseventiler installert nær barskjermkanalen. Slukeventilen gir positiv avstengning under normal drift, og forhindrer utilsiktet tilbakestrømning. Strømningskontrollventilen regulerer avledningshastigheten for å unngå å trekke slam fra rørene eller overvelde råvannstanken.

6. MÅLTE RESULTATER

Etter ombyggingen fortalte tallene en ren historie. Under rengjøringsarrangementer falt slam-vannutslippet fra rørsettleren fra1 529,3 m³/d til 1 122,8 m³/d. Totalt tilsig til slamoppsamlingstanken gikk ned fra3 329,3 m³/d til 2 922,8 m³/d- nå komfortabelt under designgrensen på 3029,3 m³/d.

Overløpsrisikoen ble eliminert. Den elektroniske rørsettleren gjenvant normal slamutslippskapasitet. Og slambehandlingssystemet trengte ikke lenger behandle 406 m³ allerede-rent vann hver rensesyklus.

Selv om økonomien er beskjeden, er den verdt å merke seg. Rørsettleren rengjøres seks ganger per år, med hver syklus som returnerer 406,5 m³ med klart vann direkte til råvannstanken - totalt årlig2,439 m³av avløpsvannbelastning unngås. Basert på slambehandlingssystemets forbruk av PAM-pulver (~10 g/m³ ved 25 RMB/kg) og elektrisiteten som trekkes av oppsamlingstankens løftepumpe (15 kW, 50 m³/t) og returtankpumpen (22 kW, 150 m³/t) med en industriell rate på 0,9 RMB/kWh:

De direkte besparelsene på 1 591 RMB/år er sekundære til driftsfordelen: en slamoppsamlingstank som ikke lenger risikerer overløp, et slambehandlingssystem som kjører innenfor designkonvolutten, og en renseprosedyre som ikke lenger forstyrrer resten av anlegget.

NØKKELUTTAK

1.Hvis rørsettlerens klarevannssone inneholder behandlet vann, bør det ikke føres gjennom slambehandlingssystemet. En direkte retur til råvannstanken eliminerer dobbel-håndtering.

2.En høydeforskjell på 4,3 m er mer enn nok for gravitasjonsflyt. Før du legger til pumper, sjekk om tankhøydene allerede gir deg det du trenger.

3.Inntaksposisjon har betydning. Plassering av inntaket 0,2 m over rørsonetoppen hindrer avledningsstrømmen fra å trekke slam ut av rørene - nær nok til å drenere, langt nok til å unngå forstyrrelser.

4.Rørdimensjonering krever en beregning av tyngdekraftstrømmotstand - ikke en tommelfingerregel. DN200 var riktig for dette anlegget; anleggets rørdiameter avhenger av din spesifikke høydeforskjell, rørlengde og nødvendig strømningshastighet.

5.En portventil for positiv avstengning pluss en strømningsreguleringsventil for hastighetsregulering er minimumsventilkonfigurasjonen. Uten begge risikerer du enten tilbakestrømning under normal drift eller sugeeffekter under avledning.