آبرسانی شهرستانی که در سال 1989 ساخته شد. آب خام در دمای 0 تا 5 درجه به مدت پنج ماه در سال. یک قطار درمانی که نتوانست 3 NTU را بشکند.مهندسان کارخانه یک تغییر ساختاری در ته نشین کننده لوله شیبدار خود ایجاد کردند - یک بخش اصلاح جریان افقی که فقط 1/3 طول مخزن را اشغال می کند - اضافه کردند و شاهد کاهش کدورت آب ته نشین شده از 6.15 NTU بهزیر 2 NTU در 72 ساعت پس از راه اندازی. سه سال بعد، سیستم هنوز در حال ارائه بودمیانگین NTU 1.3با هیچ تغییری در پوسته مخزن. اگر از یک ته نشین کننده لوله شیبدار استفاده می کنید که در آب سرد عملکرد ضعیفی دارد یا با بارهای شوک دست و پنجه نرم می کند، این مطالعه موردی دقیقاً نشان می دهد که تعمیر چگونه کار می کند - و چرا ساده تر از آن چیزی است که فکر می کنید.
چالش: استانداردهای جدید، کارخانه قدیمی، آب سرد
وقتی کمتر یا مساوی 1 NTU قانون است و کارخانه شما برای کمتر یا مساوی 3 NTU ساخته شده است
آبراهه شهرستان در شمال شانشی واقع شده است، منطقه ای که دمای آب در زمستان به طور معمول کاهش می یابد.0-5 درجهو کدورت آب خام بسته به فصل بین 15 تا 77 NTU در نوسان است. این کارخانه در سال 1989 با یک فرآیند معمولی راه اندازی شد: لخته سازی با صفحه تا شده، رسوب لوله شیبدار، و فیلترهای بدون دریچه گرانشی. دو قطار موازی، هر کدام 6000 مترمکعب در روز با ظرفیت کل 12000 مترمکعب در روز. برای دو دهه، این کافی بود. آب تمام شده در حدود 3 NTU نشست - در استاندارد قدیمی قابل قبول است.
سپس مقررات تغییر کرد. استانداردهای جدید بهداشتی آب آشامیدنی، سطح را از کمتر یا مساوی 3 NTU بهکمتر یا مساوی 1 NTU. روند موجود نتوانست این شکاف را ببندد. شرکت آب با تصمیمی مواجه شد که هر کارخانه پیری در نهایت با آن مواجه شد:تخریب و بازسازی یا بازسازی در ردپای موجود. دومی تنها گزینه واقع بینانه بود. سازه های تصفیه برای عایق حرارتی در داخل خانه قرار گرفتند - یک ضرورت در آب و هوای Shaanxi شمالی، جایی که مخازن در فضای باز یخ می زنند. خراب کردن دیوارها برای گسترش دادن روی میز نبود. آنها باید کاری می کردند که آنها بهتر عمل کنند.
هدف: افزایش ظرفیت تک قطار از 6000 متر مکعب در روز به10,000 m³/d(کل خروجی کارخانه: 16000 مترمربع در روز)، با کدورت آب ته نشین شده به طور مداوم زیر 3 NTU تا به فیلترها شانس مبارزه در کمتر یا مساوی 1 نیاز به آب تمام شده NTU بدهد.
استراتژی بازسازی: سه ارتقا، یک اصل
تیم مهندسی به پوسته تانک دست نزد. آنها فرآیند داخل آن را تغییر دادند و "لخته سازی صفحه تا شده + رسوب لوله شیبدار + فیلتر بدون دریچه گرانشی" را به"لخته سازی تماسی + ته نشین کننده لوله شیبدار بهبود یافته + فیلتر بدون دریچه گرانشی". سه ارتقاء باعث تحول شد:
1. میکسر مولتی تیوب جایگزین میکسر استاتیک لوله ای می شود
میکسر استاتیک لوله ای اصلی یک کار انجام داد: مخلوط شد. میکسر چند لوله ای جایگزین سه کار را به طور همزمان انجام می دهد:جریان برش و تقسیم، رفلاکس معکوس و اختلاط سریع. هنگامی که آب از هندسه چند لوله ای عبور می کند، جریان های گردابی با فرکانس بالا در لایه مرزی دیواره لوله ایجاد می شود. این گرداب ها ریزمنطقه هایی از برش شدید ایجاد می کنند که منعقد کننده را به طور یکنواخت در کل سطح مقطع جریان در عرض چند ثانیه توزیع می کند. راندمان اختلاط اندازه گیری شده بیشتر است94%و افت هد کمتر از میکسر استاتیک اصلی است - یک ترکیب غیر معمول که به معنای مخلوط کردن بهتر با انرژی کمتر است.
فایده عملی:20-30٪ صرفه جویی در مواد شیمیاییدر مقایسه با میکسر اصلی، با سازگاری بهتر با تغییرات نرخ جریان و کیفیت آب. برای گیاهی که می بیند کدورت آب خام از 15 به 77 NTU در فصل تغییر می کند، این سازگاری اهمیت دارد.
2. لخته سازی شبکه ای با پره های ستاره ای شکل جایگزین لخته سازی صفحه تا شده
لخته سازی صفحه تا شده با فشار دادن آب از طریق یک مسیر مارپیچ بین صفحات موازی کار می کند. تلاطم ایجاد می کند، اما نه نوع مناسب. طراحی بهبود یافته استفاده می کندپره های ستاره ای شکلعمود بر جهت جریان در داخل محفظه های شبکه نصب شده است. این پره‌ها میکرو گرداب‌هایی با فرکانس بالا تولید می‌کنند - تلاطم در مقیاسی که باعث افزایش برخورد ذرات می‌شود، بدون اینکه لخته‌هایی که قبلاً تشکیل شده‌اند را از هم جدا کنند.
مخزن لخته سازی به تقسیم می شود11 محفظهدر دو مرحله واکنش مرحله 1: 8 محفظه به ابعاد 1.5 × 1.5 متر، نگهداری 8.95 دقیقه. مرحله 2: 3 محفظه به ابعاد 1.5 متر × 2.0 متر، نگهداری 4.48 دقیقه. کل زمان نگهداری هیدرولیک:13.43 دقیقهدر مقدار GT 1.7 × 104. طراحی دو مرحله‌ای، لخته‌های متراکم‌تر و مقاوم‌تر در برابر برش را نسبت به لخته‌سازی تک‌مرحله‌ای ایجاد می‌کند - زمانی که آن لخته‌ها بعداً وارد منطقه توزیع لوله‌ها می‌شوند، جایی که آشفتگی بیش از حد آنها را از هم جدا می‌کند، یک مزیت حیاتی است.
3. نوآوری کلیدی: بخش اصلاح جریان افقی در مقابل ته نشین کننده لوله
اینجا جایی است که بازسازی از رویه استاندارد خارج می شود و بیشترین افزایش عملکرد در آن به دست آمده است. یک ته نشین کننده لوله شیبدار سنتی، آب را مستقیماً از خروجی مخزن لخته سازی دریافت می کند. انتقال ناگهانی است: آب از یک رژیم متلاطم و جریان مختلط به یک رژیم ته نشینی آرام بدون تهویه میانی می رود. نتیجه این استتوزیع ناهموار جریاندر سراسر بسته نرم افزاری لوله برخی از کانال ها سرعت بالا را می بینند و لخته ها را مستقیماً از بین می برند. برخی دیگر سرعت کم را می بینند و لجن جمع می کنند. هر دو شرایط کیفیت پساب را کاهش می دهند.
بازسازی دو عنصر را اضافه کرد که این مشکل را حل می کند:
سرریز غوطه ور در خروجی مخزن لخته سازی.به جای ریختن مستقیم آب به ناحیه توزیع، ابتدا روی یک سرریز غوطه‌ور که به عنوان یکسوکننده جریان عمل می‌کند، جریان می‌یابد - گرادیان‌های سرعت را صاف می‌کند و تلاطم‌های مقیاس بزرگ را قبل از ورود آب به ته نشین‌کننده از بین می‌برد.
یک بخش جریان افقی که 1/3 طول کل مخزن (24 متر مربع) را اشغال می کند.این نوآوری است. پس از عبور از روی سرریز، آب قبل از عبور از لوله های شیبدار وارد یک منطقه جریان افقی می شود. دیوارهای راهنما هم در بخش افقی و هم در بخش لوله شیبدار مسیر جریان را کنترل می کنند. منطقه افقی سه عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد: سرعت جریان افقی را کاهش می دهد12.73 میلی متر بر ثانیه(در پنجره 10-18 میلی‌متر بر ثانیه که تحقیقات نشان می‌دهد برای رسوب‌گذاری پایدار حیاتی است)، زمان ته‌نشینی بیشتری را برای لخته‌های بزرگتر فراهم می‌کند، و به عنوان یک بافر هیدرولیکی عمل می‌کند که نوسانات جریان را قبل از رسیدن به بسته‌بندی لوله جذب می‌کند.
دیوار توزیع در انتهای بخش انتقال استفاده می کندسوراخ هایی با فاصله وسیع تر در بالا و فاصله باریک تر در پایین. این ترتیب غیر شهودی عمدی است: تمایل طبیعی آب به اتصال کوتاه به سمت بالای ناحیه توزیع را جبران می‌کند و باعث می‌شود جریان عمودی یکنواخت‌تر در تمام ارتفاع بسته‌بندی لوله توزیع شود.
چرا بخش جریان افقی کار می کند: منطق مهندسی
مشکل ته نشین کننده های لوله شیبدار سنتی خود لوله ها نیست. این چیزی است که اتفاق می افتدقبل از اینکه آب به آنها برسد. تحقیقات چهار پارامتر را شناسایی کرده است که بر یکنواختی توزیع جریان در ته نشین کننده های لوله حاکم است: نسبت طول به عرض مخزن (L/B)، نرخ بارگذاری سطحی (q)، قطر لوله (D)، و ارتفاع ناحیه توزیع زیر لوله ها.
از این میان،نسبت L/B و بارگذاری سطحی (q) بیشترین تأثیر را دارند. با افزایش نسبت L/B، توزیع جریان غیریکنواخت تر می شود و سرعت ته نشینی بحرانی - حداقل سرعتی که در آن ذره ای با اندازه معین ته نشین می شود - افزایش می یابد. بارگذاری سطحی (q) تقریباً با سرعت ته نشینی بحرانی متناسب است: جریان بیشتری را در همان ناحیه فشار دهید و برای جذب ذرات مشابه به سرعت ته نشینی بالاتری نیاز دارید. هر دو اثر بر خلاف کیفیت پساب عمل می کنند.
ته نشین کننده های لوله سنتی نیز از مشکل دیواره سوراخ دار رنج می برند. برای دستیابی به توزیع یکنواخت، دیوار سوراخ شده در ورودی به دهانه های کوچک تری نسبت به مخزن ته نشینی با جریان افقی نیاز دارد.سرعت های دهانه بالاتر. جت‌های پرسرعت از این روزنه‌ها لخته‌هایی را می‌شکنند که مخزن لخته‌سازی فقط 13 دقیقه برای ساختن آنها صرف کرده است. بدتر از آن، جت‌ها می‌توانند لجن مرده را که در پایین ناحیه توزیع رسوب کرده‌اند، تحریک کرده و مواد جامد را که قبلاً ته نشین شده‌اند، دوباره معلق کنند.
بخش جریان افقی این زنجیره مشکلات را در ریشه حل می کند. با اضافه کردن 1/3 طول مخزن به عنوان یک منطقه جریان افقی قبل از لوله های شیبدار، طراحی به چهار چیز می رسد:
| # | چه کاری انجام می دهد | چگونه کار می کند |
| 1 | سرعت جریان افقی را کنترل می کند | بخش افقی سرعت افقی اولیه را به 12.73 میلی متر بر ثانیه کاهش می دهد - به خوبی در پنجره 10-18 میلی متر بر ثانیه که در آن کیفیت پساب بدون توجه به بارگذاری سطحی و نوسانات عمق لجن ثابت می ماند. زیر 10 میلی متر بر ثانیه، حجم مخزن را هدر می دهید. بالای 18 میلی متر بر ثانیه، شکستگی لخته قابل توجه می شود. |
| 2 | بارهای شوک را جذب می کند | منطقه افقی 24 متر مربعی به عنوان یک خازن هیدرولیک عمل می کند. هنگامی که کدورت آب خام در طول فصل سیل افزایش می یابد، بخش افقی موج جریان را بافر می کند و به لخته ها قبل از رسیدن به لوله های شیب دار زمان ته نشینی بیشتری می دهد. ته نشین کننده های لوله سنتی چنین بافری ندارند - یک موج جریان مستقیماً به دسته لوله برخورد می کند. |
| 3 | سرعت رو به بالا را در لوله ها کاهش می دهد | با از پیش ته نشینی لخته های بزرگتر در ناحیه افقی، غلظت جامدات معلق وارد شده به لوله های شیبدار کمتر است و سرعت جریان به سمت بالا را کمتر می کند (2.79 میلی متر بر ثانیه در این طرح). سرعت کمتر به معنای آشفتگی کمتر است که به معنای جذب بهتر لخته است. سرعت داخلی لوله 3.5 میلی‌متر بر ثانیه با زمان ماند 4.76 دقیقه‌ای است - در سرتاسر آرام. |
| 4 | از ورود لخته های کم چگالی به لوله ها جلوگیری می کند | دیوارهای راهنما در هر دو بخش یک مسیر جریان ایجاد می کنند که در آن فقط لخته های متراکم تر و خوب شکل گرفته وارد منطقه لوله می شوند. لخته‌های با چگالی کم - نوعی که از هم جدا می‌شوند و به عنوان کدورت از لوله‌ها عبور می‌کنند - در بخش افقی می‌مانند و در آنجا مستقر می‌شوند. این به ویژه برای آب های با دمای پایین، کدورت کم و جلبک بالا، که در آن لخته ها ذاتا ضعیف هستند، موثر است. |
پارامترهای طراحی: اعداد پشت مقاوم سازی
بخش لوله شیب دار استفاده می کندجریان مخالف- آب از طریق لوله ها به سمت بالا بالا می رود در حالی که مواد جامد در امتداد شیب 60 درجه به سمت پایین می لغزند. لوله ها کوپلیمر اتیلن پروپیلن (EPC) با مقطع شش ضلعی لانه زنبوری، قطر 30 میلی متر، طول 1 متر هستند. EPC به دلیل عملکرد عالی در آب سرد نسبت به PVC یا PP استاندارد انتخاب شد: انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را در دماهایی که PVC سفت و سخت شکننده می شود حفظ می کند.
| پارامتر | ارزش |
| نرخ بارگذاری سطحی (q) | 3.36 m³/(m²·h) |
| منطقه جریان افقی | 24 m² |
| ناحیه لوله شیبدار | 48 m² |
| مواد لوله | کوپلیمر اتیلن-پروپیلن (EPC)، شش ضلعی لانه زنبوری، φ30 میلی متر |
| طول لوله | 1.0 m |
| تمایل نصب | 60 درجه (جریان مخالف) |
| سرعت جریان افقی (منطقه توزیع) | 12.73 میلی متر بر ثانیه |
| سرعت جریان رو به بالا (منطقه لوله شیبدار) | 2.79 میلی متر بر ثانیه |
| لوله-سرعت جریان داخلی | 3.5 میلی متر بر ثانیه |
| زمان اقامت در داخل لوله ها | 4.76 min |
| ارتفاع منطقه توزیع | 1.53 m |
| ارتفاع منطقه لوله شیبدار | 0.87 m |
| ارتفاع منطقه جمع آوری | 1.0 m |
| ارتفاع کل مخزن ته نشینی | 4.8 m |
جمع‌آوری لجن از قیف‌های گرانشی بزرگ با زاویه لغزش تندتر از قیف‌های کوچک معمولی استفاده می‌کند که از حذف کامل لجن با حداقل اختلال در جریان موضعی اطمینان می‌دهد. دریچه های تخلیه لجن هستندنوع باز شدن سریع دستی-الکتریکی- یک انتخاب عملی که قابلیت اطمینان و سهولت تعمیر و نگهداری را بر اتوماسیون کامل ترجیح می دهد. دستگاه های کمتر، نرخ خرابی کمتر، هزینه کمتر.
نتایج: 4 NTU کمتر در 3 روز، 1.3 NTU بعد از 3 سال
اجرای آزمایشی 72 ساعته: فاصله عملکرد فوری
یک کارآزمایی مداوم سه روزه از 15 تا 17 اکتبر 2011 انجام شد، با جریان ورودی کنترل شده در750 m³/h. این کارخانه از آب خام، پساب تخلیه‌کننده لوله سنتی اصلاح‌نشده (قطار موازی)، و پساب تخلیه‌کننده لوله بهبودیافته به‌طور همزمان در طول آزمایش نمونه‌برداری کرد.
نتایج بدون ابهام بود. کدورت پساب مستقر بهبود یافته بودبیش از 4 NTU پایین ترنسبت به طراحی سنتی در تمام نقاط نمونه برداری. شکاف ثابت و فوری بود - بدون دوره شکست، بدون نیاز به تنظیم. کیفیت پساب انتظارات طراحی را از روز اول برآورده کرد و به طور قابل توجهی بار فیلتر پایین دست را کاهش داد.
حذف TOC: 6.08٪ بهبود نسبت به طراحی سنتی
کدورت و مواد آلی در آب های سطحی ارتباط نزدیکی دارند - همان ذراتی که نور را پراکنده می کنند، مواد آلی طبیعی جذب شده (NOM) را نیز حمل می کنند. در طول آزمایش، کارخانه TOC را در پساب هر دو فرآیند ته نشینی اندازه گیری کرد. TOC آب خام در آن ثابت بود2.5-3.0 میلی گرم در لیتر.
| متریک | لوله نشین سنتی | تسویه کننده لوله بهبود یافته |
| میانگین TOC پساب | 2.03 میلی گرم در لیتر | 1.85 میلی گرم در لیتر |
| میانگین نرخ حذف TOC | 33.59% | 39.67% |
| بهبود نسبت به سنتی | - | +6.08% |
بهبود 6 درصدی در حذف TOC ممکن است کم به نظر برسد، اما در تصفیه آب آشامیدنی، حذف مواد آلی در مرحله ته نشینی به طور مستقیم پتانسیل تشکیل محصول جانبی ضدعفونی (DBP) را در پایین دست کاهش می دهد. هر میلی گرم TOC که قبل از کلرزنی حذف می شود، یک میلی گرم است که تری هالومتان (THMs) یا هالواستیک اسید (HAAs) در سیستم توزیع تشکیل نمی دهد.
تأیید سه ساله: اعداد نگه دارند
مقاوم سازی در 15 آوریل 2012 راه اندازی شد. طی سه سال کار مداوم، این کارخانه به طور منظم از کدورت آب ته نشین شده از قطار مقاوم سازی شده و قطار موازی اصلاح نشده نمونه برداری کرد. داده ها داستان روشنی از عملکرد پایدار را نشان می دهد:
| داده های عملیاتی بلند مدت (2012-2015) | لوله نشین سنتی | تسویه کننده لوله بهبود یافته |
| میانگین کدورت پساب 3 ساله | 2.3 NTU | 1.3 NTU |
| پایداری پساب | تغییرات فصلی، محدوده 2-5 NTU | پایدار، به طور مداوم زیر 2 NTU |
| کاهش بار فیلتر | پایه | کدورت آب ته نشین شده قابل توجه - 1.0 NTU کمتر است |
میانگین آب ته نشین شده 1.3 NTU عددی است که بیشترین اهمیت را دارد. با تحویل آب با 1.3 NTU به فیلترها به جای 2.3 NTU، ته نشین بهبود یافته بار جامد فیلتر را تقریباً کاهش داد.43%. این به این معنی است که فیلتر طولانی‌تر بین شستشوی معکوس، مصرف آب پس‌شوی کمتر، و آب تمام‌شده که می‌تواند به طور قابل اعتماد کمتر یا برابر با 1 استاندارد NTU را برآورده کند، کمتر است. فیلتری که آب ته نشین شده 2.3 NTU دریافت می کند، حاشیه بسیار کمی برای رسیدن به 1 آب تمام شده NTU دارد. فیلتری که آب ته نشین شده 1.3 NTU را دریافت می کند، جای کار دارد.
این برای گیاه شما چه معنایی دارد
این مطالعه موردی نشان می‌دهد که یک ته‌نشین‌کننده لوله شیبدار با عملکرد ضعیف نیازی به تعویض ندارد. مشکل به ندرت خود لوله ها است - این چیزی است که در ناحیه توزیع قبل از رسیدن آب به آنها اتفاق می افتد. اصول مقاوم سازی قابل انتقال است:
1. اگر کدورت آب ته نشین شده شما ناسازگار است، ابتدا توزیع جریان خود را بررسی کنید.جریان ناهموار در سراسر بسته لوله شایع ترین علت تغییر عملکرد در ته نشینان لوله شیبدار است. سرریز غوطه‌ور در خروجی لخته‌سازی و دیواره توزیع سوراخ‌دار با فاصله سوراخ‌های مدرج، راه‌حل‌های کم‌هزینه‌ای هستند که این مشکل را در منبع برطرف می‌کنند.
2. اگر آب سرد را درمان می کنید (<5°C), add a horizontal flow section.آب سرد لخته‌های ضعیفی تولید می‌کند که نمی‌توانند از آشفتگی ورودی لوله‌های ته‌نشین سنتی دوام بیاورند. بخش جریان افقی یک منطقه انتقال کم انرژی را فراهم می کند که در آن این لخته های شکننده می توانند بدون جدا شدن از هم مستقر شوند.
3. اگر کیفیت آب خام شما به صورت فصلی تغییر می کند، بافر ناحیه توزیع را افزایش دهید.توانایی بخش افقی برای جذب بارهای ضربه ای خوب نیست - این تفاوت بین پساب های پایدار و شکایات کیفیت آب فصلی است. تخصیص طول 1/3 مخزن مورد استفاده در این پروژه نقطه شروع خوبی برای طراحی است.
4. مواد لوله در آب و هوای سرد اهمیت دارد.لوله های EPC انتخاب شده برای این پروژه انعطاف پذیری را در دماهایی که PVC سفت و سخت شکننده می شود حفظ می کنند. اگر آب خام شما برای مدت طولانی به زیر 5 درجه می رسد، انتخاب مواد لوله را با تامین کننده خود در میان بگذارید. PVC و PP استاندارد دارای پاکت های عملکردی متفاوت در دمای پایین هستند.
5. بهبود 6 درصدی در حذف TOC بیش از آنچه به نظر می رسد ارزش دارد.در تصفیه آب آشامیدنی، مواد آلی حذف شده قبل از ضد عفونی پتانسیل تشکیل DBP حذف می شود. بهبود 6.08% TOC در مرحله ته نشینی به معنی کاهش قابل توجهی تشکیل THM و HAA در پایین دست است - یک مزیت انطباق مقرراتی که در طول عمر گیاه ترکیب می شود.
مقاوم سازی که در اینجا توضیح داده شد ظرفیت تصفیه را 33% (از 12000 به 16000 متر مکعب در روز) در همان ردپای مخزن افزایش داد، در حالی که به طور همزمان کیفیت پساب را بهبود بخشید. آن ترکیب -آب بیشتر، آب بهتر، همان ساختمان- چیزی است که مفهوم اصلاح جریان افقی را برای هر تصفیه خانه قدیمی که با استانداردهای سخت گیرانه تری مواجه است ارزش ارزیابی می کند.
چه در حال ارتقاء یک ته نشین کننده لوله شیبدار موجود باشید یا یک نصب جدید طراحی کنید، Juntai راه حل های کامل ته نشین کننده لوله - PP، PVC، و رسانه های پلیمری تخصصی در قطر کانال φ25/35/50/80 میلی متر، قاب های پشتیبانی و اندازه مهندسی را ارائه می دهد. توصیه سیستم رایگان ظرف 24 ساعت. 500+ نصب در سراسر 40+ کشور.
| مشخصات خود را ایمیل کنید | WhatsApp: +86 13600513715 | فرم درخواست آنلاین |