Každé dva mesiace úpravňa vody Fáza III v CNOOC Fudao odstaví usadzovač rúr na čistenie. Operácia trvá 4 hodiny. Vybíja sa1,500 m³zmesi kalu a vody do zbernej nádrže kalu. Nádrž nebola nikdy navrhnutá na takýto druh rázov. V čase, keď je čistiaci cyklus dokončený, je hladina v nádrži nebezpečne vysoká, online usadzovač nemôže normálne vypúšťať kal a systém spracovania kalu spaľuje chemikálie a elektrinu, len aby držal krok. Opravou nebola väčšia nádrž ani väčšie čerpadlo - bolo to potrubie, výškový rozdiel 4,3 metra a gravitácia.
1. PROBLÉM: KAPACITNÁ KRÍZKA KAŽDÉ DVA MESIACE
Fáza III úpravne vody prevádzkuje dve nezávislé čistiarne, z ktorých každá používa protiprúdový rúrkový usadzovač na sedimentáciu. Spoločný systém spracovania kalu zabezpečuje vypúšťanie kalu zo všetkých troch fáz zariadenia. Systém je vybudovaný okolo dvoch zberných nádrží na kal, z ktorých každá má efektívny objem1,500 m³, pre celkovú celkovú sumu3,000 m³.
Pôvodný návrh predpokladal zvládnuteľný denný prítok: 1 200 m³/d bežného kalu vypúšťaného z troch rúrových usadzovačov plus 300 m³/d filtrátu z kalolisu. Počas upratovacej akcie ale realita vyzerá úplne inak. Ako ukazuje tabuľka 1, celkový prítok do zbernej nádrže kalu prudko stúpa na3,329.3 m³/d- prekročenie projektovanej efektívnej kapacity3 029,3 m³/d na 300 m³/d.
Dôsledky sa rýchlo striedajú: hladina kvapaliny v zbernej nádrži stúpne takmer k pretečeniu, online trubicový usadzovač stratí svoju normálnu kapacitu vypúšťania kalu, pretože nie je k dispozícii žiadna kapacita prázdnej nádrže na jeho prijatie a systém spracovania kalu – navrhnutý na prevádzku v ustálenom stave – musí bežať dlhé hodiny. Viac chemikálií. Viac elektriny. Viac práce. Všetko preto, že čistá voda, ktorá nepotrebovala úpravu, sa posielala do kalového systému.
2. POCHOPENIE ZÓNY Usadzovača rúr – A KDE SEDÍ ČISTÁ VODA
Rúrkový usadzovač je postavený na princípe plytkej nádrže: stohovaním naklonených rúrkových modulov v sedimentačnej zóne znásobuje efektívnu usadzovaciu plochu, zmenšuje hydraulický polomer a podporuje laminárne prúdenie – to všetko dramaticky zlepšuje separáciu pevných látok na kompaktnej pôde.
Funkčne je nádrž rozdelená do štyroch vertikálnych zón. Pre každý ošetrovací vlak fázy III (vnútorné rozmery: 8,8 m šírka × 22,0 m dĺžka × 7,9 m efektívna hĺbka) sú výšky a objemy zón:
| Zóna | výška (m) | Objem (m³) | % z celkového počtu |
| Rozvod vody | 3.3 | 638.88 | 41.77% |
| Usadzovanie rúrok | 1.2 | 232.32 | 15.19% |
| Čistá voda | 2.1 | 406.56 | 26.58% |
| Akumulácia kalu | 1.3 | 251.68 | 16.45% |
Tu je kritický postreh: zóna čistej vody platí406,56 m³ - viac ako 26 % z celkového objemu nádrže- a tá voda je už upravená. Jeho zákal je pod 10 mg/l. Návrhový zákal surovej vody závodu je 30 mg/l. Počas procesu vyprázdňovania a čistenia sa celý tento objem čistej vody zmiešal s kalom a poslal do zbernej nádrže na opätovné spracovanie. Bola to čistá voda, ktorá platila cenu špinavej vody.
3. ŠTANDARDNÝ POSTUP ČISTENIA – A PREČO PREŤAŽUJE SYSTÉM
Rúrkové usadzovače akumulujú kal vo vnútri a na vrchu rúrkových modulov počas prevádzky. Ak sa toto nahromadenie nekontroluje, bráni prietoku rúrkami, zhoršuje kvalitu usadenej vody a môže dokonca spôsobiť nadmerný tlak vedúci ku kolapsu modulu rúr. Pravidelné vyprázdňovanie a čistenie nie je možné dohodnúť.
Štandardný postup pozostáva zo štyroch krokov: otvorte spodné vypúšťacie ventily, znížte hladinu vody pod oblasť trubice, potom použite tlakovú hasiacu vodu na preplachovanie trubicových modulov zhora, kým sa neuvoľní nahromadený kal. Zastavte preplachovanie, nechajte vypúšťacie ventily úplne otvorené, aby sa vypustila voda a kal z distribučnej a akumulačnej zóny, a zatvorte ventily.
Problém je v tomkaždá zóna odteká do zbernej nádrže kalu. Zóna čistej vody - 406 m³ upravenej vody – zmiešava sa s vodou naplnenou kalom z rúrky a akumulačných zón. Všetko smeruje do zbernej nádrže. Väčšina sa nakoniec aj tak oddelí a vráti sa do nádrže na surovú vodu - ale až po prechode cez zahusťovadlo, kalolis a dve súpravy zdvíhacích čerpadiel. Čistá voda vedie bezdôvodne dlhou a nákladnou obchádzkou cez systém spracovania kalu.
4. KONTROLA UKONČITEĽNOSTI: TRI DÔVODY FUNGUJE DIVERZIA GRAVITY
Koncept modernizácie je jednoduchý: namiesto toho, aby ste 406 m³ zóny čistej vody posielali do kalového systému, odvádzajte ju priamo späť do nádrže na surovú vodu. Aby to fungovalo, musia byť splnené tri podmienky:
Podmienka 1 - Kompatibilita kvality vody.Zákal zóny čistej vody je pod 10 mg/l. Návrhový zákal surovej vody závodu je pod 30 mg/l. Čistá voda jeskutočne čistejšie ako riečna voda vstupujúca do závodu. Recyklácia ako surovej vody je úplne prijateľná.
Stav 2 - Gravitačná hlavica.Spodná výška zóny čistej vody je+5.8 m. Návrhová maximálna hladina vody v nádrži na surovú vodu je+1.5 m. To je a4,3 metrový výškový rozdiel. Nie je potrebné žiadne čerpadlo. Gravitácia robí prácu.
Podmienka 3 - Vyhýbanie sa nákladom.Podľa existujúceho usporiadania sa čistá voda čerpá dvakrát (čerpadlo zbernej nádrže + čerpadlo vratnej nádrže), dávkuje sa PAM a usadzuje sa v nádrži s radiálnym prietokom - všetko pred návratom do nádrže na surovú vodu. Gravitačné potrubie obchádza každý z týchto krokov. Elektrina, chemikálie a prevádzková doba zariadení klesnú.
5. SCHÉMA POTRUBIA: DN200, DVE UMÝVAČKY, KAŽDÉ JEDNO POTRUBIE
Rúrkový usadzovač pozostáva z východnej nádrže a západnej nádrže, ktorá má spoločnú deliacu stenu. Pre každú bola navrhnutá samostatná gravitačná odbočovacia linka.
Po výpočte odporu gravitačného prúdenia na základe dĺžky potrubia, armatúr, materiálu, výškového rozdielu a požadovaného prietoku,Rúrka z uhlíkovej ocele DN200 mmbola vybraná pre obe povodia. Priemer potrubia je kritický: je príliš malý a odvádzací tok je príliš pomalý na to, aby bol praktický; príliš veľké a otvor v stene nádrže vytvára zbytočné štrukturálne riziko.
Pozícia nasávania je rovnako dôležitá. Príliš blízko k zóne rúrok a rýchlosť nasávania by mohla vytiahnuť kal z rúrok. Konštrukcia umiestňuje nasávanievertikálne 0,2 m nad dnom zóny čistej vody(0,2 m nad hornou časťou usadzovacej zóny trubice) - dostatočne blízko na efektívne odvádzanie, dostatočne ďaleko, aby nedošlo k narušeniu trubíc.
Každé potrubie vedie od svojho miesta nasávania cez stenu usadzovača do sitového kanála na prívod surovej vody v zariadení fázy III. Podpery potrubia zabezpečujú vedenie a aprietokový regulačný ventil plus posúvačsú inštalované v blízkosti kanála barovej obrazovky. Šoupátko poskytuje pozitívne uzatvorenie počas normálnej prevádzky, čím zabraňuje neúmyselnému spätnému toku. Regulačný ventil prietoku reguluje rýchlosť odklonu, aby sa zabránilo nasávaniu kalu z rúrok alebo preplneniu nádrže na surovú vodu.
| Dizajnový prvok | Východná panva | Západná panva |
| Špecifikácia potrubia | uhlíková oceľ DN200 | uhlíková oceľ DN200 |
| Nasávanie - vertikálna poloha | 0,2 m nad dnom zóny čistej vody | 0,2 m nad dnom zóny čistej vody |
| Nasávanie - horizontálna poloha | 0,8 m od východnej steny | 0,8 m od západnej bočnej steny |
| Ventily | Regulačný ventil prietoku + posúvač | Regulačný ventil prietoku + posúvač |
| Cieľ | Tyčový sitový kanál na prívod surovej vody | Tyčový sitový kanál na prívod surovej vody |
6. MERANÉ VÝSLEDKY
Po rekonštrukcii čísla hovorili čistý príbeh. Počas čistiacich akcií odpadávala kalová voda z rúrkového usadzovača1 529,3 m³/d až 1 122,8 m³/d. Celkový prítok do zbernej nádrže kalu sa znížil z3 329,3 m³/d až 2 922,8 m³/d- teraz pohodlne pod konštrukčným limitom 3 029,3 m³/d.
Riziko pretečenia bolo eliminované. Online usadzovač rúrok opäť získal normálnu kapacitu vypúšťania kalu. A systém na úpravu kalu už nemusel spracovať 406 m³ už čistej vody pri každom cykle čistenia.
Ekonomika, aj keď je skromná, stojí za zmienku. Usadzovač rúr sa čistí šesťkrát do roka, pričom každý cyklus vracia 406,5 m³ čistej vody priamo do nádrže na surovú vodu – celkovo ročne2,439 m³vyhnúť sa zaťaženiu odpadovými vodami. Na základe spotreby prášku PAM (~10 g/m³ pri 25 RMB/kg) v systéme na úpravu kalu a elektrickej energie čerpanej zdvíhacím čerpadlom zbernej nádrže (15 kW, 50 m³/h) a čerpadlom vratnej nádrže (22 kW, 150 m³/h) pri priemyselnej sadzbe 0,9 RMB/kWh:
| Kategória sporenia | Ročné úspory (RMB) | Základ |
| PAM prášok | 610 | 10 g/m³ × 2 439 m³ × 25 RMB/kg |
| Čerpať elektrinu | 981 | (15 kW + 22 kW) × doba chodu na základe prietoku × 0,9 RMB/kWh |
| Celková ročná úspora | 1,591 | PAM + elektrina |
Priame úspory vo výške 1 591 RMB/rok sú vedľa prevádzkového prínosu: zberná nádrž na kal, pri ktorej už nehrozí pretečenie, systém na úpravu kalu, ktorý beží v rámci svojej projektovanej obálky, a čistiaci postup, ktorý už nenarúša zvyšok závodu.
KĽÚČOVÉ ZBERY
1.Ak zóna čistej vody vášho usadzovača rúr obsahuje upravenú vodu, nemala by byť vedená cez systém úpravy kalu. Priamy návrat do nádrže na surovú vodu eliminuje dvojitú manipuláciu.
2.Výškový rozdiel 4,3 m je viac než dostatočný pre gravitačné prúdenie. Pred pridaním čerpadiel skontrolujte, či vám výšky nádrže už poskytujú to, čo potrebujete.
3.Dôležitá je poloha nasávania. Umiestnenie nasávania 0,2 m nad hornú časť zóny rúrky zabraňuje tomu, aby odvádzací tok vytiahol kal z rúrok - dostatočne blízko na odtok, dostatočne ďaleko, aby sa zabránilo rušeniu.
4.Dimenzovanie potrubia vyžaduje výpočet odporu gravitačného prietoku – nie je to orientačné pravidlo. DN200 bola vhodná pre túto elektráreň; priemer potrubia vášho zariadenia závisí od vášho špecifického výškového rozdielu, dĺžky potrubia a požadovaného prietoku.
5.Minimálnou konfiguráciou ventilu je posúvač pre pozitívne uzatváranie plus ventil na reguláciu prietoku na reguláciu rýchlosti. Bez oboch riskujete buď spätný tok počas bežnej prevádzky, alebo sacie efekty počas odklonu.
Potrebujete podporu dizajnu pre modernizáciu vášho usadzovača rúr?
Juntai dodáva médium na usadzovanie rúr z PVC a PP s plnou technickou podporou – od hydraulickej analýzy a dimenzovania zón až po usporiadanie kalového hospodárstva a rekonštrukciu potrubia. Ak váš závod čelí podobným problémom s kapacitou alebo vybíjaním, môžeme vám pomôcť navrhnúť riešenie, ktoré bude fungovať s vašou existujúcou infraštruktúrou.
| Špecifikácie produktu osádzača rúrok | Požiadajte o technickú podporu pre modernizáciu | Kompletný sortiment |