Smanjenje ispuštanja iz taložnika: kako gravitirajuća cijev DN200 preseca otpad od čišćenja za 406 M³ i eliminiše prelijevanje rezervoara

Svaka dva mjeseca, postrojenje za prečišćavanje vode Faze III u CNOOC Fudao gasi cijevni taložnik radi čišćenja. Operacija traje 4 sata. Isprazni se1,500 m³mješavine mulja i vode u spremnik za sakupljanje mulja. Spremnik nikada nije bio dizajniran za takvu vrstu prenapona. Dok se ciklus čišćenja završi, nivo rezervoara je opasno visok, on-line taložnik ne može normalno da ispusti mulj, a sistem za tretman mulja sagoreva hemikalije i struju samo da bi održao korak. Popravak nije bio veći rezervoar ili veća pumpa - to je bila cijev, 4,3 metra visinske razlike i gravitacija.

1. PROBLEM: KAPACITET SVAKA DVA MJESECA

Postrojenje za prečišćavanje vode Faze III koristi dva nezavisna sistema za prečišćavanje, od kojih svaki koristi protivstrujni cijevni taložnik za sedimentaciju. Zajednički sistem za tretman mulja upravlja ispuštanjem mulja iz sve tri faze postrojenja. Sistem je izgrađen oko dva rezervoara za sakupljanje mulja, svaki sa efektivnom zapreminom od1,500 m³, za ukupno ukupno3,000 m³.

Originalni dizajn je pretpostavljao upravljiv dnevni dotok: 1.200 m³/d normalnog ispuštanja mulja iz tri cijevna taložnika, plus 300 m³/d filtrata iz filter preše. Ali tokom čišćenja, stvarnost izgleda sasvim drugačije. Kao što pokazuje tabela 1, ukupni dotok u rezervoar za sakupljanje mulja raste do3,329.3 m³/d- prekoračenje projektovanog efektivnog kapaciteta od3.029,3 m³/d sa 300 m³/d.

Posljedice brzo kaskadiraju: nivo tečnosti u sabirnom rezervoaru raste skoro do prelivanja, on-line cevni taložnik gubi svoj normalni kapacitet ispuštanja mulja jer nema praznog kapaciteta rezervoara da ga primi, a sistem za obradu mulja - dizajniran za stabilan rad - mora da radi duže sate. Više hemikalija. Više struje. Više rada. Sve zato što se čista voda koja nije trebala tretirati slala u sistem mulja.

2. RAZUMIJEVANJE ZONA CEVI ZA POLAGANJE - I GDJE SE NALAZI ČISTA VODA

Cevni taložnik je izgrađen na principu plitkog rezervoara: slaganjem kosih modula cevi u zoni sedimentacije, umnožava efektivnu površinu taloženja, smanjuje hidraulički radijus i promoviše laminarni tok - sve to dramatično poboljšava odvajanje čvrstih materija u kompaktnom otisku.

Funkcionalno, rezervoar je podeljen u četiri vertikalne zone. Za svaki tretman faze III (unutrašnje dimenzije: 8,8 m širine × 22,0 m dužine × 7,9 m efektivne dubine), visine i zapremine zona su:

Evo kritičnog zapažanja: zona bistre vode je u stanju406,56 m³ - preko 26% ukupne zapremine rezervoara- i ta voda je već tretirana. Njegova zamućenost je ispod 10 mg/L. Projektna zamućenost sirove vode postrojenja je 30 mg/L. Ipak, tokom postupka pražnjenja i čišćenja, čitava količina čiste vode je pomešana sa muljem i poslata u sabirni rezervoar na ponovni tretman. Bila je to čista voda koja je plaćala cijenu prljave vode.

3. STANDARDNA PROCEDURA ČIŠĆENJA - I ZAŠTO PREOPTERETA SISTEM

Cevni taložnici akumuliraju mulj unutar i na vrhu cijevnih modula tokom rada. Ako se ne kontroliše, ova akumulacija ometa protok kroz cijevi, pogoršava kvalitet staložene vode, pa čak može uzrokovati preveliki pritisak koji dovodi do kolapsa modula cijevi. Periodično pražnjenje i čišćenje se ne mogu pregovarati.

Standardna procedura slijedi četiri koraka: otvorite donje odvodne ventile, spustite nivo vode ispod zone cijevi, a zatim koristite vodu za gašenje požara pod pritiskom da isperite module cijevi odozgo dok se nakupljeni mulj ne izbaci. Zaustavite ispiranje, držite odvodne ventile potpuno otvorene kako biste ispustili vodu i mulj iz zona distribucije i akumulacije i zatvorite ventile.

Problem je u tomesvaka zona se odvodi u rezervoar za sakupljanje mulja. Zona čiste vode - 406 m³ tretirane vode - miješa se sa vodom napunjenom muljem iz cijevi i zona akumulacije. Sve to ide u rezervoar za prikupljanje. Većina se na kraju ipak odvoji i vrati u rezervoar za sirovu vodu - ali tek nakon što prođe kroz zgušnjivač, filter presu i dva seta pumpi za podizanje. Čista voda bez razloga ima dug i skup zaobilazni put kroz sistem za obradu mulja.

4. PROVJERA IZVODLJIVOSTI: TRI RAZLOGA RADI GRAVITACIJSKA DIVERZIJA

Koncept naknadne ugradnje je jednostavan: umjesto slanja 406 m³ zone čiste vode u sistem mulja, preusmjerite ih direktno nazad u rezervoar za sirovu vodu. Tri uslova moraju biti zadovoljena da bi ovo funkcioniralo:

Stanje 1 - Kompatibilnost kvaliteta vode.Zamućenost zone bistre vode je ispod 10 mg/L. Projektna zamućenost sirove vode postrojenja je ispod 30 mg/L. Čista voda jezapravo čistija od riječne vode koja ulazi u postrojenje. Recikliranje u obliku sirove vode je sasvim prihvatljivo.

Stanje 2 - Gravitaciona glava.Kota dna zone bistre vode je+5.8 m. Projektovani maksimalni nivo vode u rezervoaru za sirovu vodu je+1.5 m. To je a4,3 metra visinske razlike. Nije potrebna pumpa. Gravitacija radi svoj posao.

Uvjet 3 - Izbjegavanje troškova.Prema postojećem rasporedu, bistra voda se pumpa dva puta (pumpa sabirnog rezervoara + pumpa povratnog rezervoara), dozira se PAM i taloži u rezervoar radijalnog toka - sve pre povratka u rezervoar za sirovu vodu. Gravitaciona cijev zaobilazi svaki od ovih koraka. Struja, hemikalije i vrijeme rada opreme sve pada.

5. CJEVOVODNA ŠEMA: DN200, DVA UMIVAONIKA, SVAKA JEDNA CIJEV

Cijevni taložnik se sastoji od istočnog i zapadnog bazena koji dijele zajednički pregradni zid. Za svaku je dizajnirana zasebna linija za skretanje gravitacije.

Nakon izračunavanja otpora gravitacijskog strujanja na osnovu dužine cjevovoda, fitinga, materijala, visinske razlike i potrebnog protoka,Cijev od ugljičnog čelika DN200 mmje odabran za oba sliva. Promjer cijevi je kritičan: premali, a preusmjeravajući tok je presporo da bi bio praktičan; prevelik, a otvor na zidu rezervoara stvara nepotreban strukturalni rizik.

Podjednako je važan i položaj usisavanja. Preblizu zoni cijevi, a brzina unosa bi mogla izvući mulj iz cijevi. Dizajn postavlja usisvertikalno 0,2 m iznad dna zone bistre vode(0,2 m iznad vrha zone taloženja cijevi) - dovoljno blizu da se efikasno drenira, dovoljno daleko da se ne ometaju cijevi.

Svaki cevovod ide od svoje tačke unosa kroz zid taložnika do kanala za rešetku za unos sirove vode postrojenja Faze III. Nosači cijevi osiguravaju vođenje, i aventil za kontrolu protoka plus zasunsu instalirani u blizini kanala bar ekrana. Zasun obezbeđuje pozitivno zatvaranje tokom normalnog rada, sprečavajući neželjeni povratni tok. Ventil za kontrolu protoka reguliše brzinu preusmjeravanja kako bi se izbjeglo izvlačenje mulja iz cijevi ili preopterećenje spremnika sirove vode.

6. MJERENI REZULTATI

Nakon rekonstrukcije, brojke su ispričale čistu priču. Tokom čišćenja, ispuštanje mulj-vode iz taložnika cijevi je palo1,529,3 m³/d do 1,122,8 m³/d. Ukupni dotok u rezervoar za sakupljanje mulja se smanjio od3,329,3 m³/d do 2,922,8 m³/d- sada udobno ispod projektovane granice od 3.029,3 m³/d.

Rizik prelivanja je eliminisan. Mrežni taložnik povratio je normalan kapacitet ispuštanja mulja. A sistem za tretman mulja više nije morao da obrađuje 406 m³ već čiste vode svaki ciklus čišćenja.

Ekonomija, iako skromna, vrijedna je pažnje. Taložnik se čisti šest puta godišnje, pri čemu svaki ciklus vraća 406,5 m³ čiste vode direktno u rezervoar za sirovu vodu – ukupno godišnje2,439 m³izbjegnuto opterećenje otpadnim vodama. Na osnovu potrošnje PAM praha u sistemu za obradu mulja (~10 g/m³ pri 25 RMB/kg) i električne energije koju crpi pumpa za podizanje sabirnog rezervoara (15 kW, 50 m³/h) i pumpa povratnog rezervoara (22 kW, 150 m³/h) po industrijskoj stopi od 0,9 RMB/kWh:

Direktne uštede od 1.591 RMB godišnje su sekundarne u odnosu na operativnu korist: rezervoar za sakupljanje mulja koji više ne rizikuje prelivanje, sistem za tretman mulja koji radi u okviru svog projektovanog okvira i postupak čišćenja koji više ne ometa ostatak postrojenja.

KLJUČNI TAKEAWAYS

1.Ako zona čiste vode vašeg taložnika sadrži tretiranu vodu, ne bi trebalo da se vodi kroz sistem za tretman mulja. Direktan povratak u rezervoar za sirovu vodu eliminiše dvostruko rukovanje.

2.Visinska razlika od 4,3 m je više nego dovoljna za gravitacijski tok. Prije dodavanja pumpi, provjerite da li vam visine rezervoara već daju ono što vam je potrebno.

3.Važna je pozicija ulaska. Postavljanje dovoda 0,2 m iznad vrha zone cijevi sprječava da odvodni tok izvuče mulj iz cijevi - dovoljno blizu da se ispusti, dovoljno daleko da izbjegne smetnje.

4.Dimenzioniranje cijevi zahtijeva izračunavanje otpora gravitacijskog protoka - a ne pravilo. DN200 je bio pravi za ovo postrojenje; Prečnik cevi vašeg postrojenja zavisi od vaše specifične visinske razlike, dužine cevi i potrebnog protoka.

5.Zasun za pozitivno zatvaranje plus ventil za kontrolu protoka za regulaciju brzine je minimalna konfiguracija ventila. Bez oba, rizikujete ili povratni tok tokom normalnog rada ili efekte usisavanja tokom preusmeravanja.