Každé dva měsíce čistírna vody fáze III v CNOOC Fudao odstaví usazovák trubek za účelem čištění. Operace trvá 4 hodiny. Vybíjí se1,500 m³směsi kalu a vody do sběrné nádrže kalu. Nádrž nebyla nikdy navržena pro tento druh nárůstu. V době, kdy je čisticí cyklus dokončen, je hladina v nádrži nebezpečně vysoká, online usazovák nemůže normálně vypouštět kal a systém na úpravu kalu spaluje chemikálie a elektřinu, aby udržel krok. Opravou nebyla větší nádrž ani větší čerpadlo - bylo to potrubí, převýšení 4,3 metru a gravitace.
1. PROBLÉM: KAPACITNÍ NÁZEV KAŽDÉ DVA MĚSÍCE
Úpravna vody III. fáze provozuje dvě nezávislé čistící soupravy, z nichž každá používá pro sedimentaci protiproudý trubkový usazovač. Sdílený systém čištění kalu zajišťuje vypouštění kalu ze všech tří fází závodu. Systém je postaven na dvou sběrných nádržích na kal, z nichž každá má účinný objem1,500 m³, v celkovém součtu3,000 m³.
Původní projekt předpokládal zvládnutelný denní přítok: 1 200 m³/den vypouštění běžného kalu ze tří trubkových usazovačů plus 300 m³/d filtrátu z kalolisu. Při úklidové akci ale realita vypadá úplně jinak. Jak ukazuje tabulka 1, celkový přítok do sběrné nádrže kalu přeroste na3,329.3 m³/d- překročení projektované efektivní kapacity3 029,3 m³/d na 300 m³/d.
Důsledky se rychle střídají: hladina kapaliny ve sběrné nádrži stoupne téměř k přetečení, online usazovák z trubek ztratí svou normální kapacitu vypouštění kalu, protože není k dispozici žádná kapacita prázdné nádrže pro jeho příjem, a systém zpracování kalu – navržený pro ustálený provoz – musí běžet dlouhé hodiny. Více chemikálií. Více elektřiny. Více práce. To vše proto, že čistá voda, která nepotřebovala úpravu, byla posílána do kalového systému.
2. POROZUMĚNÍ ZÓNÁM ULOŽOVAČE TRUBEK – A KDE SEDÍ ČISTÁ VODA
Trubkový usazovák je postaven na principu mělké nádrže: stohováním nakloněných trubkových modulů v sedimentační zóně znásobuje efektivní usazovací plochu, zmenšuje hydraulický poloměr a podporuje laminární proudění – to vše dramaticky zlepšuje separaci pevných látek na kompaktní půdě.
Funkčně je nádrž rozdělena do čtyř vertikálních zón. Pro každý zpracovatelský vlak fáze III (vnitřní rozměry: 8,8 m šířka × 22,0 m délka × 7,9 m efektivní hloubka) jsou výšky a objemy zón:
| Zóna | výška (m) | Objem (m³) | % z celkového počtu |
| Rozvod vody | 3.3 | 638.88 | 41.77% |
| Usazování trubek | 1.2 | 232.32 | 15.19% |
| Čistá voda | 2.1 | 406.56 | 26.58% |
| Akumulace kalu | 1.3 | 251.68 | 16.45% |
Zde je kritický postřeh: zóna čisté vody platí406,56 m³ - více než 26 % z celkového objemu nádrže- a ta voda je již upravena. Jeho zákal je pod 10 mg/l. Návrhový zákal surové vody závodu je 30 mg/l. Během vyprazdňování a čištění byl celý tento objem čisté vody smíchán s kalem a odeslán do sběrné nádrže k přečištění. Byla to čistá voda, která platila cenu špinavé vody.
3. STANDARDNÍ POSTUP ČIŠTĚNÍ – A PROČ PŘETĚŽUJE SYSTÉM
Usazováky trubek během provozu hromadí kal uvnitř a na povrchu trubkových modulů. Pokud není tato akumulace ponechána bez kontroly, brání průtoku trubkami, zhoršuje kvalitu usazené vody a může dokonce způsobit nadměrný tlak vedoucí ke zhroucení modulu trubek. Pravidelné vyprazdňování a čištění je nesmlouvavé.
Standardní postup sestává ze čtyř kroků: otevřete spodní vypouštěcí ventily, snižte hladinu vody pod zónu trubek, poté použijte tlakovou hasicí vodu k propláchnutí trubkových modulů shora, dokud se neuvolní nahromaděný kal. Zastavte proplachování, nechte vypouštěcí ventily zcela otevřené, aby se vypustila voda a kal z distribuční a akumulační zóny, a ventily zavřete.
Problém je v tomkaždá zóna odtéká do sběrné nádrže kalu. Zóna čisté vody - 406 m³ upravené vody – mísí se s vodou nasycenou kalem z trubice a akumulačních zón. Vše směřuje do sběrné nádrže. Většina se nakonec stejně oddělí a vrátí do nádrže na surovou vodu - ale až po průchodu zahušťovadlem, kalolisem a dvěma sadami čerpadel. Čistá voda vede bezdůvodně dlouhou a nákladnou oklikou přes systém čištění kalů.
4. KONTROLA PROVEDENÍ: TŘI DŮVODY FUNGUJE DIVERZE GRAVITY
Koncepce modernizace je přímočará: místo toho, abyste posílali 406 m³ zóny čisté vody do kalového systému, přesměrujte ji přímo zpět do nádrže na surovou vodu. Aby to fungovalo, musí být splněny tři podmínky:
Podmínka 1 - Kompatibilita kvality vody.Zákal zóny čisté vody je pod 10 mg/l. Návrhový zákal surové vody závodu je pod 30 mg/l. Čistá voda jeskutečně čistší než říční voda vstupující do závodu. Recyklace jako surové vody je naprosto přijatelná.
Stav 2 - Gravitační hlavice.Spodní výška zóny čisté vody je+5.8 m. Návrhová maximální hladina vody v zásobníku surové vody je+1.5 m. To je aVýškový rozdíl 4,3 metru. Není potřeba žádné čerpadlo. Gravitace dělá práci.
Podmínka 3 - Vyhnutí se nákladům.Podle stávajícího uspořádání se čistá voda čerpá dvakrát (čerpadlo sběrné nádrže + čerpadlo vratné nádrže), dávkuje se PAM a usazuje se v nádrži s radiálním průtokem - vše před návratem do nádrže surové vody. Každý z těchto kroků obchází gravitační potrubí. Elektřina, chemikálie a doba provozu zařízení se sníží.
5. SCHÉMA POTRUBÍ: DN200, DVĚ NÁDRŽE, KAŽDÉ JEDNA TRUBKA
Trubkový usazovač se skládá z východní nádrže a západní nádrže, které sdílejí společnou dělicí stěnu. Pro každou byla navržena samostatná gravitační odbočná linka.
Po výpočtu odporu gravitačního proudění na základě délky potrubí, armatur, materiálu, výškového rozdílu a požadovaného průtoku,Trubka z uhlíkové oceli DN200 mmbyla vybrána pro obě povodí. Průměr potrubí je kritický: příliš malý a přesměrovací tok je příliš pomalý na to, aby byl praktický; příliš velký a otvor ve stěně nádrže vytváří zbytečné strukturální riziko.
Stejně důležitá je poloha nasávání. Příliš blízko k zóně trubek a rychlost nasávání by mohla vytáhnout kal z trubek. Konstrukce umisťuje sánívertikálně 0,2 m nad dnem zóny čisté vody(0,2 m nad horní částí usazovací zóny trubek) - dostatečně blízko, aby bylo možné účinně odtékat, dostatečně daleko, aby nedošlo k narušení trubek.
Každé potrubí vede od svého vstupního bodu přes stěnu usazovací nádrže do sítového kanálu s tyčí pro přívod surové vody elektrárny fáze III. Podpěry potrubí zajišťují vedení a aprůtokový regulační ventil plus šoupátkojsou instalovány v blízkosti kanálu barové obrazovky. Šoupátko zajišťuje pozitivní uzavření během normálního provozu a zabraňuje nechtěnému zpětnému toku. Regulační ventil průtoku reguluje rychlost odklonu, aby se zabránilo nasávání kalu z trubek nebo zahlcení nádrže na surovou vodu.
| Designový prvek | Východní pánev | Západní pánev |
| Specifikace potrubí | uhlíková ocel DN200 | uhlíková ocel DN200 |
| Sání - vertikální poloha | 0,2 m nad dnem zóny čisté vody | 0,2 m nad dnem zóny čisté vody |
| Sání - horizontální poloha | 0,8 m od východní boční stěny | 0,8 m od západní boční stěny |
| Ventily | Regulační ventil průtoku + šoupátko | Regulační ventil průtoku + šoupátko |
| Cíl | Síťový kanál pro přívod surové vody | Síťový kanál pro přívod surové vody |
6. NAMĚŘENÉ VÝSLEDKY
Po retrofitu čísla vyprávěla čistý příběh. Během čištění odpadávala kalová voda z trubkového usazováku1 529,3 m³/d až 1 122,8 m³/d. Celkový přítok do sběrné nádrže kalu se snížil z3 329,3 m³/d až 2 922,8 m³/d- nyní pohodlně pod návrhovým limitem 3 029,3 m³/d.
Riziko přetečení bylo eliminováno. Online usazovák trubek znovu získal normální kapacitu vypouštění kalu. A systém na úpravu kalu již nemusel zpracovávat 406 m³ již čisté vody při každém čisticím cyklu.
Ekonomika, i když je skromná, stojí za zmínku. Trubkový usazovák se čistí šestkrát ročně, přičemž každý cyklus vrací 406,5 m³ čisté vody přímo do nádrže na surovou vodu – celkem ročně2,439 m³vyhnout se zatížení odpadními vodami. Na základě spotřeby prášku PAM (~10 g/m³ při 25 RMB/kg) v systému zpracování kalu a elektřiny odebrané čerpadlem sběrné nádrže (15 kW, 50 m³/h) a čerpadlem vratné nádrže (22 kW, 150 m³/h) při průmyslové sazbě 0,9 RMB/kWh:
| Kategorie spoření | Roční úspory (RMB) | Základ |
| PAM prášek | 610 | 10 g/m³ × 2 439 m³ × 25 RMB/kg |
| Čerpejte elektřinu | 981 | (15 kW + 22 kW) × doba běhu na základě průtoku × 0,9 RMB/kWh |
| Celková roční úspora | 1,591 | PAM + elektřina |
Přímé úspory ve výši 1 591 RMB/rok jsou sekundární k provoznímu přínosu: sběrná nádrž na kal, u níž již nehrozí přetečení, systém na úpravu kalu, který běží v rámci své projektované obálky, a postup čištění, který již nenarušuje zbytek závodu.
KLÍČOVÉ SNÍMKY
1.Pokud zóna čisté vody vašeho usazováku trubek obsahuje upravenou vodu, neměla by být vedena přes systém na úpravu kalu. Přímý návrat do zásobníku surové vody eliminuje dvojí manipulaci.
2.Převýšení 4,3 m je více než dostatečné pro gravitační proudění. Před přidáním čerpadel zkontrolujte, zda výšky nádrže již poskytují to, co potřebujete.
3.Důležitá je poloha sání. Umístění sání 0,2 m nad horní část zóny trubek zabrání tomu, aby odklonový tok vytahoval kal z trubek - dostatečně blízko k odtoku, dostatečně daleko, aby se zabránilo rušení.
4.Dimenzování potrubí vyžaduje výpočet odporu gravitačního průtoku – není to orientační pravidlo. DN200 byl pro tento závod to pravé; průměr potrubí vašeho závodu závisí na vašem specifickém výškovém rozdílu, délce potrubí a požadovaném průtoku.
5.Minimální konfigurace ventilu je šoupátko pro pozitivní uzavření plus ventil pro regulaci průtoku pro regulaci rychlosti. Bez obojího riskujete buď zpětné proudění při běžném provozu, nebo sací efekty při odklonu.
Potřebujete podporu návrhu pro modernizaci usazováku trubek?
Juntai dodává PVC a PP média pro usazování šikmých trubek s plnou technickou podporou – od hydraulické analýzy a dimenzování zón až po rozvržení kalového hospodářství a dodatečný návrh potrubí. Pokud váš závod čelí podobným problémům s kapacitou nebo vypouštěním, můžeme vám pomoci navrhnout řešení, které bude fungovat s vaší stávající infrastrukturou.
| Specifikace produktu Tube Settler | Požádejte o technickou podporu pro modernizaci | Kompletní sortiment |