Reducering av röravsättningsutsläpp: hur ett DN200 gravitationsrör kapade rengöringsavfall med 406 M³ och eliminerade tankspill

Varannan månad stänger Fas III-vattenreningsverket vid CNOOC Fudao ner en tubavskiljare för rengöring. Operationen tar 4 timmar. Det släpps ut1,500 m³av slam-vattenblandning i slamuppsamlingstanken. Tanken var aldrig konstruerad för den typen av överspänning. När rengöringscykeln är klar är tanknivån farligt hög, onlinebosättaren kan inte tömma slam normalt och slambehandlingssystemet förbränner kemikalier och elektricitet bara för att hänga med. Fixeringen var inte en större tank eller en större pump - det var ett rör, en höjdskillnad på 4,3 meter och gravitation.

1. PROBLEMET: EN KAPACITETSKRAPP VAR ANNA MÅNAD

Fas III-vattenreningsverket driver två oberoende reningståg, som vart och ett använder en motströms-sedlar för sedimentering. Ett delat slambehandlingssystem hanterar slamutsläpp från anläggningens alla tre faser. Systemet är uppbyggt kring två slamuppsamlingstankar, vardera med en effektiv volym på1,500 m³, för sammanlagt3,000 m³.

Den ursprungliga konstruktionen förutsatte ett hanterbart dagligt tillflöde: 1 200 m³/d av normalt slamutsläpp från tre tubsedimentatorer, plus 300 m³/d filtrat från filterpressen. Men under ett städevenemang ser verkligheten väldigt annorlunda ut. Som tabell 1 visar stiger det totala inflödet till slamuppsamlingstanken till3,329.3 m³/d- överskrider designens effektiva kapacitet3 029,3 m³/d gånger 300 m³/d.

Konsekvenserna faller snabbt: vätskenivån i uppsamlingstanken stiger till nästan-bräddavlopp, online-slamavskiljaren förlorar sin normala slamavgivningskapacitet eftersom det inte finns någon tom tankkapacitet för att ta emot det, och slambehandlingssystemet - som är utformat för konstant-drift - måste köras i längre timmar. Mer kemikalier. Mer el. Mer arbetskraft. Allt för att klart vatten som inte behövde behandling skickades till slamsystemet.

2. FÖRSTÅ RÖRSÄTTARES ZONER - OCH VAR DET KLARA VATTEN SITTER

Rörsedimentatorn är byggd på grunda-tankprincipen: genom att stapla lutande rörmoduler i sedimentationszonen, multiplicerar den den effektiva sedimenteringsarean, minskar den hydrauliska radien och främjar laminärt flöde - som alla dramatiskt förbättrar avskiljningen av fasta ämnen i ett kompakt fotavtryck.

Funktionellt är tanken uppdelad i fyra vertikala zoner. För varje behandlingståg i fas III (innermått: 8,8 m bred × 22,0 m lång × 7,9 m effektivt djup), är zonhöjderna och -volymerna:

Här är den kritiska observationen: den klara vattenzonen håller406,56 m³ - över 26 % av den totala tankvolymen- och det vattnet är redan behandlat. Dess grumlighet är under 10 mg/L. Den konstruktionsmässiga grumligheten för anläggningens råvatten är 30 mg/L. Ändå blandades hela volymen rent vatten med slam under tömnings- och rengöringsproceduren och skickades till uppsamlingstanken för ombehandling.- Det var rent vatten som betalade priset för smutsigt vatten.

3. STANDARDRENGÖRINGSPROCEDUREN - OCH VARFÖR DEN ÖVERBELASTAR SYSTEMET

Röravskiljare samlar slam inuti och ovanpå rörmodulerna under drift. Om den inte kontrolleras hindrar denna ansamling flödet genom rören, försämrar kvaliteten på sedimenterat vatten och kan till och med orsaka för högt tryck som leder till att rörmodulen kollapsar. Periodisk tömning och rengöring är inte-förhandlingsbart.

Standardproceduren följer fyra steg: öppna de nedre dräneringsventilerna, sänk vattennivån under rörzonen och använd sedan trycksatt brand-släckvatten för att spola rörmodulerna uppifrån tills ackumulerat slam försvinner. Sluta spolningen, håll dräneringsventilerna helt öppna för att tömma ut vattnet och slam från distributions- och ackumuleringszonerna och stäng ventilerna.

Problemet är detvarje zon rinner ut i slamuppsamlingstanken. Den klara vattenzonen - 406 m³ behandlat vatten - blandas med det slammiga-vattnet från röret och ackumuleringszonerna. Allt går till uppsamlingstanken. Det mesta av det separeras så småningom och returneras till råvattentanken ändå - men först efter att ha passerat genom förtjockaren, filterpressen och två uppsättningar lyftpumpar. Det klara vattnet tar en lång, dyr omväg genom slambehandlingssystemet utan anledning.

4. GENOMFÖRLIGHETSKONTROLLEN: TRE SKÄL TILL ATT GRAVITETSOMLEDNING FUNGERAR

Eftermonteringskonceptet är enkelt: istället för att skicka klarvattenzonens 406 m³ in i slamsystemet, avled det direkt tillbaka till råvattentanken. Tre villkor måste vara uppfyllda för att detta ska fungera:

Skick 1 - Kompatibilitet med vattenkvalitet.Grumligheten i klarvattenzonen är under 10 mg/L. Den konstruktionsmässiga grumligheten för anläggningens råvatten är under 30 mg/L. Det klara vattnet ärfaktiskt renare än flodvattnet som kommer in i anläggningen. Att återvinna det som råvatten är helt acceptabelt.

Tillstånd 2 - Gravity head.Bottenhöjden av klarvattenzonen är+5.8 m. Konstruktionens maximala vattennivå för råvattentanken är+1.5 m. Det är en4,3 meters höjdskillnad. Ingen pump behövs. Tyngdkraften gör jobbet.

Villkor 3 - Undvik kostnad.Enligt det befintliga arrangemanget pumpas det klara vattnet två gånger (uppsamlingstankpump + returtankpump), doseras med PAM och sätts i en radiell-flödestank - innan det återgår till råvattentanken. Ett gravitationsrör kringgår vart och ett av dessa steg. Drifttiden för elektricitet, kemikalier och utrustning minskar.

5. RÖRSYSTEMET: DN200, TVÅ BASSÄNGAR, ETT RÖR VARJE

Rörbyggaren består av en östbassäng och en västra bassäng som delar en gemensam mellanvägg. En separat gravitationsavledningslinje designades för var och en.

Efter beräkning av gravitationsflödesmotstånd baserat på rörledningslängd, kopplingar, material, höjdskillnad och erforderlig flödeshastighet,DN200 mm kolstålrörvaldes ut för båda bassängerna. Rördiametern är kritisk: för liten och avledningsflödet är för långsamt för att vara praktiskt; för stor, och tankväggens öppning skapar onödiga strukturella risker.

Intagspositionen är lika viktig. För nära rörzonen och insugningshastigheten kan dra ut slam ur rören. Designen placerar intagetvertikalt 0,2 m över botten av klarvattenzonen(0,2 m över toppen av rörets sedimenteringszon) - tillräckligt nära för att dränera effektivt, tillräckligt långt för att undvika att störa rören.

Varje rörledning löper från dess intagspunkt genom sedimenteringsväggen till skärmkanalen för råvattenintag i fas III-anläggningen. Rörstöd säkrar dragningen, och enflödesreglerventil plus en slussventilär installerade nära barskärmskanalen. Slidventilen ger positiv avstängning under normal drift, vilket förhindrar oavsiktligt återflöde. Flödeskontrollventilen reglerar avledningshastigheten för att undvika att suga slam från rören eller överväldiga råvattentanken.

6. MÄTTA RESULTAT

Efter ombyggnaden berättade siffrorna en ren historia. Under rengöringshändelser föll slam-vattenutsläppet från röravskiljaren1 529,3 m³/d till 1 122,8 m³/d. Det totala tillflödet till slamuppsamlingstanken minskade från3 329,3 m³/d till 2 922,8 m³/d- nu bekvämt under designgränsen på 3 029,3 m³/d.

Översvämningsrisken eliminerades. Online-tubavskiljaren återfick normal slamtömningskapacitet. Och slambehandlingssystemet behövde inte längre behandla 406 m³ redan-rent vatten varje rengöringscykel.

Ekonomin, även om den är blygsam, är värd att notera. Röravskiljaren rengörs sex gånger per år, med varje cykel som returnerar 406,5 m³ klart vatten direkt till råvattentanken - totalt årligen2,439 m³av avloppsvattenbelastning undviks. Baserat på slambehandlingssystemets förbrukning av PAM-pulver (~10 g/m³ vid 25 RMB/kg) och elen som dras av uppsamlingstankens lyftpump (15 kW, 50 m³/h) och returtankpumpen (22 kW, 150 m³/h) med en industriell hastighet på 0,9 RMB/kWh:

De direkta besparingarna på 1 591 RMB/år är sekundära till driftsvinsten: en slamuppsamlingstank som inte längre riskerar att svämma över, ett slambehandlingssystem som körs inom dess designhölje och en rengöringsprocedur som inte längre stör resten av anläggningen.

NYCKELUTTAG

1.Om din tubavskiljares klarvattenzon innehåller behandlat vatten, bör det inte ledas genom slambehandlingssystemet. En direkt återgång till råvattentanken eliminerar dubbel-hantering.

2.En höjdskillnad på 4,3 m är mer än tillräckligt för gravitationsflöde. Innan du lägger till pumpar, kontrollera om tankhöjderna redan ger dig vad du behöver.

3.Intagsställning har betydelse. Genom att placera intaget 0,2 m ovanför rörzonens topp förhindrar avledningsflödet att dra ut slam ur rören - tillräckligt nära för att dränera, tillräckligt långt för att undvika störningar.

4.Dimensionering av rör kräver en beräkning av gravitationsflödesmotstånd - inte en tumregel. DN200 var rätt för denna anläggning; din anläggnings rördiameter beror på din specifika höjdskillnad, rörlängd och önskad flödeshastighet.

5.En slussventil för positiv avstängning plus en flödesregleringsventil för hastighetsreglering är minimiventilkonfigurationen. Utan båda riskerar du antingen återflöde vid normal drift eller sugeffekter vid avledning.