Vodna elektrarna Kunshan Jinghe (600.000 m³/d): Kako naknadna namestitev usedalnika z nagnjeno ploščo s stranskim tokom zmanjša motnost pod 1,0 NTU – z ničelno dodano energijo

DOMOV › PRIMERI › NAKLONJENA PLOŠČA ZA NADALJEVALNIK - VODNA OBRATNA KUNSHAN

Objavljeno: 2025-05-28 • Kategorija:Primeri• Oznake:Tube Settler · Nagnjeni ploščasti usedalnik · Nadgradnja sedimentacije · Pitna voda · Kunshan

ODDELEK 1

Obrat s 600.000 m³/d z zastarelim procesom-in problemom motnosti

Vodna tovarna Kunshan Jinghe ni majhen objekt. Z zasnovo zmogljivosti600,000 m³/dki oskrbuje večje mesto v provinci Jiangsu, je bil v letih 2006–2007 deležen napredne nadgradnje obdelave, pri čemer je običajnemu sistemu obdelave dodal ozon-biološko aktivno oglje. Tovarna je leta upravljala s flokulacijsko mrežo → sedimentacijski rezervoar z vodoravnim tokom → flotacijski rezervoar → V-filtrirni proces-konfiguracija, zasnovana, ko je vir surove vode, jezero Kui, trpel zaradi sezonskega cvetenja alg, zaradi česar je flotacija nujna.

Potem pa se je novembra 2011 vse spremenilo. Na spletu je bil objavljen projekt preusmeritve vode reke Jangce, s čimer je Kunshan dobil drugi vir surove vode. Novi sistem z dvojnim virom »reka + jezero«-je močno izboljšal kakovost surove vode. Raven alg je padla. In flotacijski rezervoar-je nekoč kritičen-je postalodgovornost za visoko-porabo-energije. Pred nadgradnjo je bil že umaknjen iz uporabe.

Toda razgradnja flotacijskega rezervoarja je povzročila vrsto težav. Sedimentacijski rezervoar z vodoravnim tokom je bil dolg le 76 metrov (vključno z 22-metrskim zbirnim območjem terminala), kar mu je dalo relativnokratek hidravlični zadrževalni čas. Brez polirnega učinka flotacije se je motnost usedljene vode dvignila do1,0–2,0 NTU, operaterji pa so lahko vizualno videli drobne kosmičaste delce, ki tečejo proti filtrom. Naslednji filtri V-tipa so dosegli hit-krajše filtre, pogostejše povratno izpiranje, večjo porabo energije in vode.

Obrat je potreboval prenovo. Toda z rezervoarjem za čisto vodo, zgrajenim neposredno pod sedimentacijskimi in flotacijskimi bazeni, in strukturo, staro že več kot 20 let, niso mogli stvari kar porušiti in začeti znova. Vsaka sprememba je morala spoštovati obstoječo strukturo, se izogibati dodajanju teže in-kritično-nikoli tvegati poškodbe strehe rezervoarja za čisto vodo.

ODDELEK 2

Kratka zasnova: naknadno opremljanje znotraj 20-let stare strukture

Inženirska ekipa je postavila tri jasne omejitve:

1.Zmanjšajte strukturno škodo na obstoječih rezervoarjih-, ki so bili izdelani v devetdesetih in zgodnjih 2000-ih.

2.Pilot na drugi fazi (50.000 m³/d)-en sam niz obdelave-preden razmislite o popolni-uvedbi naprave.

3.Cilj: motnost iztoka usedalnikastabilno pod 1,0 NTU, z nadzorovanimi stroški naložbe.

Osnovna strategija je bila elegantno preprosta:preurediti obstoječi prostor flotacijskih rezervoarjev v sekundarno usedalno cono, ki kompenzira nezadostno dolžino rezervoarja vodoravnega toka. Toda dve kritični oblikovalski odločitvi bi odločili, ali je bila nadgradnja uspešna ali neuspešna.

ODDELEK 3

Dva sprejema-ali-odločitve: zbiralna korita in vrsta usedalnika

Odločitev 1Obdržati ali odstraniti zbiralne korite?

Sedimentacijski rezervoar z vodoravnim tokom je imel na svojem koncu pet zbiralnih korit-vsaka, dolga 22 metrov, iz armiranega betona z nastavljivimi jezovimi ploščami iz nerjavečega jekla. Njihova ohranitev bi prihranila rušitvena dela. Toda vzorec toka navzgor, ko je voda vstopila v korita, bi dvignil drobne delce kosmičev, ki so se komaj usedli, in spodkopal celoten proces usedanja.

Odločitev: Odstranite korita.22-metrska pridobitev efektivne dolžine sedimentacije je daleč odtehtala dodatne stroške rušenja. Voda bi zdaj tekla skozi razdelilne luknje v predelni steni z nadzorovano hitrostjo, manjšo ali enako 0,1 m/s, in gladko prehajala v sekundarno sedimentacijsko cono.

Odločitev 2Cevni usedalniki ali nagnjene plošče s stranskim tokom?

To je bila ključna tehnična izbira. Tako cevni usedalniki kot usedalniki z nagnjeno ploščo uporabljajo načelo sedimentacije na plitvi-globini-in dodajo več vzporednih usedalnih površin za dramatično povečanje učinkovite usedalne površine znotraj iste prostornine rezervoarja. Toda smer toka naredi vse razlike.

Cevni usedalniki z navzgornjim tokom imajo v tem scenariju štiri-pomanjkljivosti:

▷Kosmi, ki so dosegli sekundarno območje, so bili že fini in lahki-težko za usedanje celo pri vodoravnem toku. Pri toku navzgor (proti{2}}sedimentacija) bi voda, ki se dviga proti padajočim delcem, le-te odnesla navzgor, zaradi česar je ločevanje nepredvidljivo.

▷Prvotni plavajoči rezervoar je bil visok le 3,3 m, z efektivno globino pod 3,0 m po nadvodju. Cevni usedalniki potrebujejo vsaj 4,5 m za pravilno spodnjo porazdelitev in zgornje cone čiste vode. Nezadostna višina pomeni slabo porazdelitev-uničevalca št. 1 uspešnosti naselitve.

▷Zaradi površine rezervoarja 400 m² je bila enotna porazdelitev in zbiranje po velikem polju cevnega usedalnika izjemno težavna, zlasti zaradi omejitev višine.

▷Kakršna koli ne{0}}enakomernost ustvari lokalna območja visoke hidravlične obremenitve, kjer fini kosmi uhajajo-in popolnoma izničijo namen sekundarne sedimentacije.

Nagnjene plošče s stranskim tokom so rešile vse štiri težave:

✓Voda teče vodoravno, delci se usedajo navzdol-prečni-tok z minimalnimi motnjami. Precej bolj ugoden za fine kosmiče.

✓Horizontalna porazdelitev vzdolž 18,6 m dolžine rezervoarja zagotavlja dovolj prostora za enakomeren pretok-brez omejitve višine.

✓Potrebna je samo globina rezervoarja 3–3,5 m-, kar je idealno za obstoječi 3,3 m plavajoči rezervoar.

Odločitev: nagnjene plošče s stranskim tokom.To ni bilo blizu-zaradi fizičnih omejitev obstoječega rezervoarja so cevni usedalniki ne-uporabni, nagnjene plošče pa naravna rešitev.

To je lekcija, ki si jo je vredno zapomniti:pri projektih nadgradnje "najboljša" tehnologija na papirju ni pomembna. Edina stvar, ki je pomembna, je, kaj deluje v okviru omejitev vaše obstoječe strukture.

ODDELEK 4

Končni dizajn: vsaka pomembna številka

Po primerjavi sheme je bil sestavljen načrt naknadne vgradnje za 50.000 m³/d faze II obdelave. Tukaj so inženirske podrobnosti-ki jih dejansko lahko uporabite, če načrtujete nekaj podobnega.

4.1Modifikacija sedimentacijske posode z vodoravnim tokom

4.2Sedimentacijska cona nagnjene plošče bočnega toka

ODDELEK 5

Gradnja: delo okoli 20-let starega rezervoarja za čisto vodo

Gradnja se je začela decembra 2023 in sistem je bil zagnan do sredine-januarja 2024 – samo šest tednov za nadgradnjo na vlaku za zdravljenje v živo. Izstopali so trije izzivi:

1. izzivVrtanje skozi konstrukcijske stene

Tako izhodna predelna stena usedalnika kot vstopna stena flotacijskega rezervoarja sta potrebovali razdelilne luknje. Toda ti zidovi so služili tudi kottemelje za nosilne stebre strehe. Če izvrtate preveč lukenj ali jih naredite prevelike, boste ogrozili strukturno celovitost. Naj bodo premajhni, namesto enakomerne porazdelitve boste dobili curek.

Po posvetovanju s statiki je bila rešitev16 okroglih lukenj premera 600 mm v vsaki steni-dovolj malo, da ohrani moč, dovolj veliko, da doseže ciljno hitrost porazdelitve 0,1 m/s brez striženja kosmičev. Včasih je najboljša inženirska odločitev vedeti, kdaj ne optimizirati naprej.

2. izzivNe porušite strehe (so tudi tla)

Spodnja plošča flotacijskega rezervoarjajestreho rezervoarja za čisto vodo. Kakršna koli škoda bi pomenila uhajanje v skladišče prečiščene vode pod-katastrofalno okvaro obrata za pitno vodo. Vsako rušenje in gradnjo je bilo treba načrtovati glede na to omejitev. Brez izjem.

3. izzivNevtralnost teže

Ne morete obremenjevati strehe, ki ni zasnovana za to. Nadgradnja je morala biti-nevtralna glede na težo: vsak kilogram nove nameščene opreme je bilo treba nadomestiti s kilogrami odstranjene opreme. Inženirska ekipa je to natančno upoštevala:

✓Odstranjeno: flotacijska oprema, skimerji, cevovodi, opečne predelne stene

✓dodano:Enote z nagnjenimi ploščami ABS(gostota blizu vode-blizu-nevtralnega vzgona, ko je potopljen)

✓dodano:Pobočja blata iz lahkega betona(gostota se ujema z vodo, izogibanje mrtvi obremenitvi)

Pristop-uravnoteženosti teže je ključna lekcija za vsako tovarno, ki razmišlja o nadgradnji-nadgradnje rezervoarja:pri izbiri materiala ne gre le za kemično odpornost, ko delate na drugi strukturi,-je pomembna gostota stroškov.

ODDELEK 6

Rezultati: Motnost pod 1,0 NTU-brez dodajanja enega samega vata

Nadgradnja je bila naročena januarja 2024. Petmesečni operativni podatki (februar–junij 2024) so ​​potrdili, da je zasnova dosegla svoje cilje:

Tukaj je del, ki je najpomembnejši za upravitelje obratov:ta celotna izboljšava je bila dosežena brez dodajanja kakršne koli oblike porabe energije.Sedimentacijsko območje nagnjene plošče v celoti deluje zaradi gravitacije. Primerjajte to s flotacijskim rezervoarjem, ki je nadomestil-delujoče zračne kompresorje, obtočne črpalke in pogone posnemalnika 24/7. Nadgradnja ni le izboljšala kakovosti vode; odpravil je glavno postavko OpEx.

Pojavila se je ena operativna težavato je vredno omeniti za vsakogar, ki načrtuje podobno nadgradnjo. Pred spremembo bi občasna kemična pena ali plavajoča pena na koncu usedalnika preprosto padla v zbirna korita in pritekla do filtrov. Po naknadni vgradnji so nove razdelilne luknje pod vodno gladino-površinska pena ne more uiti in se nabira na koncu rezervoarja. Ne vpliva na kakovost odplak, vendar je neprijetno. Obrat trenutno to obravnava z ročnim odstranjevanjem in lahko kasneje doda opremo za površinsko posnemanje. Majhna podrobnost, a takšna, da operaterjem olajša ali oteži življenje.

Slika 1 Naknadna postavitev: Sedimentacijski rezervoar z vodoravnim tokom + sedimentacijsko območje z nagnjeno ploščo s stranskim tokom (faza II, niz 50.000 m³/d)

Slika 2 Enote z nagnjeno ploščo znotraj predelane enote flotacijskega rezervoarja - 2, material ABS, razmik med ploščami 80 mm

ODDELEK 7

Kaj nas ta projekt nauči o posodobitvah sedimentacije

Ta projekt ni enkraten-. Obrati po vsem svetu se soočajo z enakim položajem: stara procesna enota, ki je nekoč služila namenu, zdaj porablja energijo in zagotavlja mejno vrednost, stoji na dragocenem rezervoarju, ki bi lahko naredil več. Nadgradnja Kunshan ponuja pet prenosljivih lekcij:

1. Bočni tok premaga tok navzgor za fine kosmiče.Ko so vaši delci že majhni in lahki, se ne borite proti gravitaciji-uporabite navzkrižno-ločevanje toka, kjer se voda premika vodoravno, delci pa se usedajo navpično z minimalnimi motnjami.

2. Enakomernost porazdelitve vpliva ali poslabša delovanje usedalnika.Ne glede na to, ali izberete cevi ali plošče, boste, če je vaša porazdelitev vhoda neenakomerna, dobili lokalizirana območja visoke-hitrosti, kjer delci uhajajo. Ekipa Kunshan je bila obsedena s temi-16 skrbno dimenzioniranimi luknjami, stabilizacijskimi območji vstopa, stabilizacijo izhoda – in izplačalo se je.

3. Gostota materiala je pomembna pri-nadgradnjah rezervoarja.ABS plošče s skoraj-vodo gostoto in lahkimi betonskimi pobočji blata so ohranile težo nadgradnje-nevtralno. To ni samo inženirska opomba-, ampak je razlika med izvedljivim projektom in projektom, ki ga bo vaš gradbeni inženir zavrnil.

4. Odstranjevanje porabe energije je enako vredno kot izboljšanje odplak.Kompresorji in črpalke flotacijskega rezervoarja so bili stalni odtok OpEx. Nagnjeni ploščasti usedalnik deluje na gravitacijo. V 20-letni preostali življenjski dobi obrata bodo samo prihranki energije verjetno presegli stroške naknadne vgradnje.

5. Univerzalne predloge ni.Kar je delovalo v Kunshanu-pretvorba flotacijskega rezervoarja v nagnjeni ploščasti usedalnik-morda ne velja za vaš obrat. Drugačna surova voda, drugačna geometrija rezervoarja, različne omejitve. Metodologija (oceni, primerjaj, pilotiraj, preveri) je univerzalna. Konkretna rešitev ni.

Za naprave, ki razmišljajo o podobni naknadni opremi, ponuja pristop nagnjene plošče (lamela) prepričljivo vrednostno ponudbo:dodajte učinkovito usedalno območje brez dodajanja odtisa, izboljšajte kakovost odplak brez dodajanja energije in preuredite zastarele rezervoarje brez večjih gradbenih del.Z razmikom plošč, ki je običajno 50–80 mm za aplikacije s pitno vodo in materiali, od PP in PVC do ABS in nerjavečega jekla, obstaja konfiguracija za skoraj vsako obstoječo geometrijo rezervoarja.