Kopičenje blata v nagnjenih cevnih usedalnikih: temeljni vzroki in rešitve za naknadno vgradnjo, ki zmanjšajo pogostost čiščenja za 50 %

Čistilna naprava je enkrat na teden izpraznila in očistila svoje sedimentacijske rezervoarje - dva predana osebja, 15.360 m³ vode na pranje in letni račun za vodo, ki se je približal 900.000 RMB -, vse zato, ker je flokulentno blato še naprej dušilo nagnjene cevne usedalnike. Ta inženirska študija primera prikazuje, kako sistematična-analiza vzrokov in ciljno usmerjene hidravlične nadgradnje zmanjšajo pogostost čiščenja za več kot polovico in prihranijo več kot 200.000 RMB na leto.

Nagnjeni cevni (lamelni) usedalniki so med stroškovno-najučinkovitejšimi visoko-tehnologijami bistrenja pri čiščenju vode, ki pomnožijo učinkovito usedalno površino znotraj kompaktnega odtisa. Toda njihovo delovanje je odvisno od hidravlike, ki jo operaterji redko vidijo. Ko je vzorec toka napačen, cevi postanejo past za lahke, lepljive kosmiče namesto drsnika za usedlo blato. Ta članek dokumentira-resnično napako, sedem prispevajočih vzrokov, odkritih med preiskavo, in spremembe, ki so obnovile zanesljivo-delovanje, ki zahteva malo vzdrževanja.

Pregled problema: Tedenske zaustavitve rezervoarjev

V prvem letu delovanja se je na zgornji površini nagnjenih cevi pojavilo močno kopičenje flokulentnega mulja. Po šele3–5 dnidelovanja je bila celotna površina cevi prekrita z debelo plastjo blata. Najhujše kopičenje je bilo vsprednji 10-metrski delsedimentacijskega bazena, kjer je blato sledilo strmemu naklonu: več kot1,0 m debeline spredaj, ki se zadaj zoži na 30–50 cm.

Najpomembneje je, da je nakopičeno blato ostalo suspendirano, namesto da bi se usedlo -, ravno nasprotno od tega, za kar je usedalnik zasnovan. Obrat je bil prisiljen vsaj enkrat na teden zapreti in očistiti rezervoarje, pri čemer sta bila za to nalogo dodeljena samo dva člana osebja. Poleg stroškov dela je vsak cikel čiščenja porabil 15.360 m³ vode po 0,78 RMB/m³, kar je bil strošek in okoljska skrb, ki se je iz tedna v teden povečevala.

Sedem temeljnih vzrokov za kopičenje blata

Obsežna preiskava je odkrila sedem prispevajočih dejavnikov. Spadajo v tri družine: kakovost vode v zgornjem toku, ki povzroča--kosmiče, ki jih je težko posedati, napake v hidravlični zasnovi, ki izkrivljajo pretok in razbijajo kosmiče, in sistem za izpust blata, ki ne more slediti. Razumevanje vsakega mehanizma je bistvenega pomena, saj je rešitev za en vzrok lahko neuporabna - ali škodljiva -, če jo uporabimo za drugega.

Značilnosti surove vode

Za izvirno vodo je značilna nizka motnost, visoka vsebnost alg, visoka organska snov in nizka koncentracija delcev. Ti pogoji povzročijo slabo flokulacijo: delci kosmičev so majhni, ohlapni in lahki, z nezadostno gostoto za učinkovito usedanje. Posledično se kosmi nabirajo na nagnjenih površinah cevi, namesto da bi zdrsnili navzdol, s čimer postopoma zamašijo kanale cevi, ki bi morali ostati čisti za pretok navzgor.

Dovodna distribucija in stabilizacija pretoka

Sedimentacijski bazen je dolg 33,9 m in širok 9,8 m, voda pa je razporejena po širini bazena - kar je ne-idealen vzorec, ki povzroča neenakomeren tok in zmanjšuje učinkovitost sedimentacije. Standardna izvedba zahteva višino distribucijskega območja najmanj1.5 mza zagotovitev enakomerne porazdelitve pretoka in za namestitev in vzdrževalni dostop. Dejanska višina porazdelitve je bila samo1.4 m, brez kakršnega koli popravka dovoda, kar bistveno ogroža zmogljivost sedimentacije od prvega dne delovanja.

Prečni{0}}tok, odprtine za pralnik in zamašitev podpore

Odsotnost predelnih sten med obema sedimentacijskima bazenoma povzroča turbulenco v vmesnem območju. Kosmi, ki so zrasli do velikosti, ki se lahko usede, so nagnjeni k razpadu pod strižnimi silami tega navzkrižnega{1}}toka, kar izniči delo stopnje flokulacije. Nizvodno število zbiralnih odprtin v čistilniku odpadne vode presega teoretično zahtevo za38.3%, kar negativno vpliva na enakomerno hitrost toka navzgor. V cevni nosilni konstrukciji so I-nosilci širine 12 cm blokirani približno12%vstopnih odprtin cevi, s čimer se poveča dejanska hitrost pretoka navzgor s konstrukcijske vrednosti 1,5 mm/s na1,78 mm/s- nad priporočenim obsegom za stabilno ločevanje trdnih delcev in drsenje blata v ceveh.

Neustrezen izpust blata

Končno sistem za odvod blata s perforirano cevjo ne odstrani blata v celoti, zlasti na distalnih koncih, kjer se blato močno kopiči. Kljub ciklom izpustov vsake 4 ure preostalo blato ostaja in še naprej vpliva na zmogljivost sedimentacije, kar ustvarja samo-cikel kopičenja.

Ciljne tehnične spremembe

Inženirska ekipa je namesto zamenjave naselnikov izvedla pet ciljnih sprememb, ki so neposredno obravnavale ugotovljene temeljne vzroke. Vodilo je bilo preprosto: najprej popravite hidravliko, nato optimizirajte kemijo in šele nato razmislite o mehanskem posegu.

• Distribucijske plošče za pufersko usmerjanjenameščen na vstopnem prehodnem območju nagnjenega cevnega usedalnika. Vsak krožnik je10 cm debeline, dimenzioniran za enakomerno porazdelitev dovodnega toka po širini bazena in odpravo kratkega-vezja, ki je odlagalo kosmiče neposredno na površino cevi.
• Polne{0}}predelne stene(od dna bazena do vrha), dodanega med dvema posameznima sedimentacijskima bazenoma, da odpravi-turbulenco prečnega toka in zaščiti usedljive kosmiče pred razpadom zaradi striga.
• Nagnjene plošče na vstopnem dnu, s trikotnimi deli, napolnjenimi z betonom, za gladek prehod toka, ki vstopa v območje cevi.
• Odstranitev prvega-predelka zalogovnika za blato, ki je ustvarjal mrtve cone in posegal v nov vzorec toka.
• Odstranitev prvega-predelka perforirane cevi za blato, s čimer smo odpravili lokalno črpanje,-ki je neenakomerno vleklo vodo skozi bazen.

Operativni rezultati po spremembi

Spremembe so povzročile dramatične izboljšave v obnašanju toka. Vzorec pretoka na vstopnem območju je postal izjemno stabilen in pojav-flotacije blata v velikem obsegu je bil odpravljen. Zdaj je potrebno kopičenje blata na nagnjenih ceveh15–26 dnipostati opazen - dramatično izboljšanje v primerjavi s prejšnjimi 3–5 dnevi. Plast akumuliranega blata je znatno tanjša in enakomerno porazdeljena, s čimer se odpravi spredaj-na-naklon, ki je pestil bazen.

Pogostost čiščenja se je zmanjšala za več kot50%, od enkrat na teden do enkrat na 15–26 dni. Ekonomska korist je povzeta v tabeli 2.

Tabela 2: Analiza gospodarskih koristi. Pred modifikacijo je bila rastlina očiščena enkrat na teden (4–6 krat/mesec); po spremembi se čisti enkrat na 15–26 dni (1–2 krat/mesec). Letni prihranek pri stroških vode znaša najmanj 200.000 RMB.

Bilo je tudi pomembno izboljšanje okolja in delovnega mesta. Nakopičeno blato, bogato z algami, je pred tem med čiščenjem počrnelo in oddajalo močne vonjave. Drastično zmanjšanje pogostosti čiščenja je občutno izboljšalo delovno okolje za upravljavce obratov in zmanjšalo količino -močne čistilne odpadne vode, ki jo je treba odstraniti.

Nadaljnji poskusi optimizacije

Da bi povečali zmogljivost, smo raziskali dva dodatna pristopa. Prvič, po namestitvi vmesnih rektifikacijskih plošč je obrat dodalXS-III sestavljena pomoč pri strjevanju krvi (10 mg/L)inPAM (0,1 mg/L). To je podaljšalo čas, potreben za prekrivanje kosmičev po nagnjeni površini cevi s 7 dni (rezervoar 3) na19 dni (Tank 4), ki dokazuje znatno izboljšanje nadzora kopičenja blata s povečano gostoto kosmičev in sposobnostjo usedanja.

Drugič, po meri-izdelani mehanski most za strganje blata je bil nameščen na nagnjeno površino cevi, opremljen z gumijastimi rezili za preprečevanje poškodb cevi. Dnevno strganje - se je med slabo kakovostjo vode povečalo na 2–3-krat na dan - skoraj odpravilo potrebo po čiščenju rezervoarja. Ključno opozorilo: preprečiti je treba, da postrgano blato lebdi navzgor in vstopi v filtre, kar zahteva skrben nadzor cikla strganja in hidravlike bazena.

Zaključki in priporočila

Ta inženirska študija primera ponuja štiri prenosljive lekcije za načrtovanje in delovanje nagnjenega cevnega usedalnika:

• Stabilizacija vstopnega toka je kritična.Namestitev razdelilnih plošč za rektifikacijo medpomnilnika učinkovito izboljša vzorec dovodnega toka, znatno upočasni kopičenje blata in zmanjša pogostost čiščenja za več kot 50 %, kar ima znatne gospodarske koristi.
• Kemijska optimizacija zagotavlja dodatne prednosti.Dodatek XS-III kompozitne koagulantne pomoči in PAM lahko dodatno podaljša interval med cikli čiščenja in izboljša kakovost odplak.
• Mehansko strganje je učinkovit paliativni ukrep.Mehanski mostiček za strganje učinkovito odstrani nakopičeno blato, vendar zdravi simptom in ne temeljni vzrok ter dodaja gibljive dele za vzdrževanje.
• Holistični pregled zasnove preprečuje težave pri delovanju.Številni od ugotovljenih temeljnih vzrokov - nezadostna višina porazdelitve, -obstrukcija I-žarkov, prevelike odprtine za umivanje, neustrezen odvod blata - izhajajo iz pomanjkljivosti pri načrtovanju, ki bi se jim lahko izognili s celovitim hidravličnim in strukturnim pregledom v fazi projektiranja.

Za čistilne naprave in inženirska podjetja, ki se ukvarjajo s težavami pri delovanju nagnjenih cevnih usedalnikov, ta primer zagotavlja preizkušeno metodologijo za diagnosticiranje težav z kopičenjem blata in izvajanje stroškovno-učinkovitih rešitev. Zaporedje je pomembno: najprej stabilizirajte hidravliko, nato optimizirajte kemijo koagulacije in rezervirajte mehansko strganje kot varnostno mrežo.