การลดการปล่อยประจุของผู้ตั้งถิ่นฐานในท่อ: ท่อแรงโน้มถ่วง DN200 ลดขยะในการทำความสะอาดลง 406 ลบ.ม. และกำจัดน้ำล้นของถังได้อย่างไร

ทุกๆ สองเดือน โรงงานบำบัดน้ำระยะที่ 3 ที่ CNOOC Fudao จะปิดไม้ตายแบบท่อเพื่อทำความสะอาด การดำเนินการใช้เวลา 4 ชั่วโมง มันปล่อยออกมา1,500 m³ของตะกอน-ส่วนผสมของน้ำลงในถังเก็บตะกอน รถถังไม่เคยได้รับการออกแบบมาเพื่อการกระชากแบบนั้น เมื่อรอบการทำความสะอาดเสร็จสิ้น ระดับถังจะสูงจนเป็นอันตราย ผู้ตั้งถิ่นฐานแบบออนไลน์ไม่สามารถปล่อยตะกอนได้ตามปกติ และระบบบำบัดตะกอนจะเผาสารเคมีและไฟฟ้าเพื่อให้ตามทัน การแก้ไขไม่ใช่ถังที่ใหญ่กว่าหรือปั๊มที่ใหญ่กว่า - แต่เป็นท่อ ระดับความสูงที่แตกต่างกัน 4.3 เมตร และแรงโน้มถ่วง

1. ปัญหา: กำลังการผลิตลดลงทุกๆ สองเดือน

โรงบำบัดน้ำระยะที่ 3 ดำเนินการขบวนการบำบัดน้ำเสีย 2 ขบวนแยกกัน โดยแต่ละขบวนใช้เครื่องตกตะกอนแบบท่อสวนทาง-สำหรับการตกตะกอน ระบบบำบัดตะกอนที่ใช้ร่วมกันจะจัดการกากตะกอนที่ปล่อยออกมาจากทั้งสามขั้นตอนของโรงงาน ระบบนี้สร้างขึ้นโดยมีถังเก็บกากตะกอน 2 ถัง โดยแต่ละถังมีปริมาตรที่มีประสิทธิภาพ1,500 m³, รวมเป็นจำนวน3,000 m³.

การออกแบบเดิมถือว่าการไหลเข้ารายวันที่สามารถจัดการได้: 1,200 ลบ.ม./วัน ของการปล่อยกากตะกอนปกติจากผู้ตั้งถิ่นฐานในท่อ 3 ตัว บวกกับการกรอง 300 ลบ.ม./วัน จากเครื่องอัดตัวกรอง แต่ระหว่างงานทำความสะอาด ความเป็นจริงดูแตกต่างออกไปมาก ดังที่ตารางที่ 1 แสดง การไหลเข้าทั้งหมดไปยังถังเก็บตะกอนจะเพิ่มขึ้น3,329.3 m³/d- เกินกำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพของการออกแบบ3,029.3 ลบ.ม./วัน x 300 ลบ.ม./วัน.

ผลที่ตามมาจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว: ระดับของเหลวในถังรวบรวมเพิ่มขึ้นจนใกล้-ล้น เครื่องวางท่อแบบออนไลน์สูญเสียความสามารถในการปล่อยตะกอนตามปกติ เนื่องจากไม่มีความจุในถังเปล่าที่จะรับ และระบบบำบัดตะกอน - ที่ออกแบบมาเพื่อ-การทำงานในสถานะคงที่ - ต้องใช้เวลานานหลายชั่วโมง สารเคมีมากขึ้น ไฟฟ้ามากขึ้น แรงงานมากขึ้น เนื่องจากน้ำใสที่ไม่ต้องการการบำบัดถูกส่งไปยังระบบตะกอน

2. ทำความเข้าใจเขตของผู้ตั้งถิ่นฐานท่อ - และแหล่งน้ำใสอยู่ที่ไหน

ไม้ตายแบบท่อสร้างขึ้นบนหลักการของถังน้ำตื้น-: โดยการวางโมดูลท่อแบบเอียงไว้ซ้อนกันในเขตตกตะกอน จะช่วยเพิ่มพื้นที่การตกตะกอนที่มีประสิทธิภาพ ลดรัศมีไฮดรอลิก และส่งเสริมการไหลแบบราบเรียบ - ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยปรับปรุงการแยกของแข็งได้อย่างมากในพื้นที่ขนาดเล็ก

ตามการใช้งานแล้ว ถังจะแบ่งออกเป็นโซนแนวตั้งสี่โซน สำหรับขบวนการบำบัดระยะที่ 3 แต่ละขบวน (ขนาดภายใน: กว้าง 8.8 ม. × ยาว 22.0 ม. × ความลึกที่มีประสิทธิภาพ 7.9 ม.) ความสูงและปริมาตรของโซนคือ:

ต่อไปนี้เป็นข้อสังเกตที่สำคัญ: พื้นที่น้ำใสยังคงอยู่406.56 ลบ.ม. - มากกว่า 26% ของปริมาตรถังทั้งหมด- และน้ำนั้นได้รับการบำบัดแล้ว ความขุ่นต่ำกว่า 10 มก./ลิตร ความขุ่นในการออกแบบของน้ำดิบของโรงงานคือ 30 มก./ลิตร แต่ในระหว่างขั้นตอนการเททิ้งและทำความสะอาด น้ำสะอาดปริมาตรทั้งหมดนี้จะถูกผสมกับกากตะกอนและถูกส่งไปยังถังรวบรวมเพื่อบำบัดซ้ำ- เป็นน้ำสะอาดที่จ่ายตามราคาน้ำสกปรก

3. ขั้นตอนการทำความสะอาดมาตรฐาน - และเหตุใดจึงทำให้ระบบโอเวอร์โหลด

ผู้ตั้งถิ่นฐานในท่อจะสะสมตะกอนทั้งด้านในและด้านบนของโมดูลท่อระหว่างการทำงาน หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการตรวจสอบ การสะสมนี้จะขัดขวางการไหลผ่านท่อ ทำให้คุณภาพน้ำที่ตกตะกอนลดลง และอาจทำให้เกิดแรงดันมากเกินไปจนทำให้โมดูลท่อยุบตัวได้ การเททิ้งและทำความสะอาดเป็นระยะๆ ไม่สามารถ-ต่อรองได้

ขั้นตอนมาตรฐานมีสี่ขั้นตอนดังนี้: เปิดวาล์วระบายน้ำด้านล่าง ลดระดับน้ำให้ต่ำกว่าบริเวณท่อ จากนั้นใช้น้ำดับเพลิงที่มีแรงดัน-เพื่อชะล้างโมดูลท่อจากด้านบนจนกว่ากากตะกอนที่สะสมจะหลุดออกไป หยุดการชะล้าง เปิดวาล์วระบายน้ำไว้จนสุดเพื่อระบายน้ำและตะกอนออกจากบริเวณกระจายและสะสม และปิดวาล์ว

ปัญหาก็คือว่าทุกโซนจะระบายลงถังเก็บกากตะกอน. พื้นที่น้ำใส - 406 ลบ.ม. ของน้ำที่ผ่านการบำบัด - ผสมกับตะกอน-น้ำที่รับภาระจากท่อและบริเวณสะสม ทั้งหมดมุ่งหน้าไปยังถังรวบรวม ในที่สุดส่วนใหญ่ก็จะถูกแยกออกและกลับสู่ถังน้ำดิบต่อไป - แต่หลังจากผ่านสารทำให้ข้น เครื่องกรอง และปั๊มยกสองชุดเท่านั้น น้ำใสต้องใช้ทางเบี่ยงยาวและมีราคาแพงผ่านระบบบำบัดตะกอนโดยไม่มีเหตุผล

4. การตรวจสอบความเป็นไปได้: เหตุผลสามประการที่ทำให้ความเบี่ยงเบนของแรงโน้มถ่วงได้ผล

แนวคิดในการปรับปรุงเพิ่มเติมนั้นตรงไปตรงมา: แทนที่จะส่งพื้นที่น้ำใสขนาด 406 ลบ.ม. เข้าสู่ระบบตะกอน ให้เปลี่ยนเส้นทางกลับไปยังถังน้ำดิบโดยตรง ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสามประการจึงจะได้ผล:

สภาพ 1 - ความเข้ากันได้ของคุณภาพน้ำความขุ่นของโซนน้ำใสต่ำกว่า 10 มก./ลิตร การออกแบบความขุ่นของน้ำดิบของโรงงานต่ำกว่า 30 มก./ลิตร น้ำใสคือสะอาดกว่าน้ำจากแม่น้ำที่เข้าโรงงานจริงๆ. การรีไซเคิลเป็นน้ำดิบเป็นที่ยอมรับอย่างสมบูรณ์

สภาพ 2 - หัวแรงโน้มถ่วงระดับความสูงด้านล่างของโซนน้ำใสคือ+5.8 m. ระดับน้ำสูงสุดของการออกแบบถังเก็บน้ำดิบคือ+1.5 m. นั่นคือกส่วนสูงต่างกัน 4.3 เมตร. ไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊ม แรงโน้มถ่วงทำงานได้

เงื่อนไข 3 - การหลีกเลี่ยงต้นทุนภายใต้ข้อตกลงที่มีอยู่ น้ำใสจะถูกสูบสองครั้ง (ปั๊มถังรวบรวม + ปั๊มถังส่งคืน) เติมด้วย PAM และตกตะกอนใน-ถังไหลในแนวรัศมี - ทั้งหมดก่อนที่จะกลับสู่ถังน้ำดิบ ท่อแรงโน้มถ่วงจะข้ามทุกขั้นตอนเหล่านี้ ไฟฟ้า สารเคมี และอุปกรณ์รันไทม์ลดลงทั้งหมด

5. โครงการวางท่อ: DN200, สองอ่าง, หนึ่งท่อต่อท่อ

ไม้ตายท่อประกอบด้วยแอ่งตะวันออกและแอ่งตะวันตกซึ่งมีผนังกั้นร่วมกัน เส้นเปลี่ยนแรงโน้มถ่วงที่แยกจากกันได้รับการออกแบบมาสำหรับแต่ละเส้น

หลังจากคำนวณความต้านทานการไหลของแรงโน้มถ่วงตามความยาวของท่อ อุปกรณ์เชื่อมต่อ วัสดุ ความแตกต่างของระดับความสูง และอัตราการไหลที่ต้องการท่อเหล็กคาร์บอน DN200 มมได้รับเลือกให้ทั้งสองอ่าง เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อมีความสำคัญ: เล็กเกินไป และการไหลของทางเบี่ยงช้าเกินกว่าจะปฏิบัติได้จริง ใหญ่เกินไป และการเปิดผนังถังทำให้เกิดความเสี่ยงด้านโครงสร้างโดยไม่จำเป็น

ตำแหน่งไอดีก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ใกล้กับโซนท่อมากเกินไป และความเร็วไอดีอาจดึงตะกอนออกจากท่อได้ การออกแบบวางช่องไอดีในแนวตั้ง 0.2 ม. เหนือก้นโซนน้ำใส(0.2 ม. เหนือด้านบนของโซนตกตะกอนของท่อ) - ใกล้พอที่จะระบายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไกลพอที่จะหลีกเลี่ยงการรบกวนท่อ

ท่อส่งน้ำแต่ละท่อจะวิ่งจากจุดรับน้ำผ่านผนังไม้ตายไปจนถึงช่องกรองน้ำดิบของโรงงานระยะที่ 3 ไปป์รองรับการรักษาความปลอดภัยเส้นทางและวาล์วควบคุมการไหลพร้อมวาล์วประตูมีการติดตั้งไว้ใกล้ช่องตะแกรงบาร์ วาล์วประตูให้การปิดเชิงบวกระหว่างการทำงานปกติ ป้องกันการไหลย้อนกลับโดยไม่ได้ตั้งใจ วาล์วควบคุมการไหลจะควบคุมอัตราการผันเพื่อหลีกเลี่ยงการดึงตะกอนออกจากท่อหรือทำให้ถังน้ำดิบล้น

6. ผลลัพธ์ที่วัดได้

หลังจากการปรับปรุงใหม่ ตัวเลขก็บอกเล่าเรื่องราวที่ชัดเจน ในระหว่างการทำความสะอาด ตะกอน-ที่ปล่อยออกมาจากไม้ตายท่อลดลง1,529.3 ลบ.ม./วัน ถึง 1,122.8 ลบ.ม./วัน. ปริมาณการไหลเข้าถังรวบรวมตะกอนทั้งหมดลดลงจาก3,329.3 ลบ.ม./วัน ถึง 2,922.8 ลบ.ม./วัน- ขณะนี้ต่ำกว่าขีดจำกัดการออกแบบที่ 3,029.3 m³/d ได้อย่างสบายๆ

ความเสี่ยงล้นถูกกำจัดแล้ว ไม้ตายท่อแบบออนไลน์ได้รับความสามารถในการปล่อยตะกอนตามปกติ และระบบบำบัดตะกอนไม่จำเป็นต้องประมวลผลน้ำสะอาดอยู่แล้ว-จำนวน 406 ลบ.ม. ในทุกรอบการทำความสะอาดอีกต่อไป

เศรษฐศาสตร์แม้จะเจียมเนื้อเจียมตัว แต่ก็น่าสังเกต ไม้ตายหลอดได้รับการทำความสะอาดหกครั้งต่อปี โดยแต่ละรอบจะส่งน้ำใส 406.5 ลบ.ม. ไปยังแท้งค์น้ำดิบโดยตรง - รวมเป็นรายปี2,439 m³หลีกเลี่ยงปริมาณน้ำเสีย อิงตามการใช้ผง PAM ของระบบบำบัดตะกอน (~10 กรัม/ลบ.ม. ที่ 25 หยวน/กก.) และไฟฟ้าที่ดึงโดยปั๊มยกถังรวบรวม (15 kW, 50 ลบ.ม./ชม.) และปั๊มถังส่งคืน (22 กิโลวัตต์, 150 ลบ.ม./ชม.) ที่อัตราอุตสาหกรรม 0.9 RMB/kWh:

การประหยัดโดยตรงได้ 1,591 หยวน/ปี ถือเป็นรองจากผลประโยชน์ในการดำเนินงาน ได้แก่ ถังเก็บกากตะกอนที่ไม่เสี่ยงต่อการล้นอีกต่อไป ระบบบำบัดตะกอนที่ทำงานภายในขอบเขตการออกแบบ และขั้นตอนการทำความสะอาดที่ไม่รบกวนส่วนอื่นๆ ของโรงงานอีกต่อไป

ประเด็นสำคัญ

1.หากเขตน้ำใสของไม้ตายท่อของคุณกักเก็บน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้ว ไม่ควรส่งผ่านระบบบำบัดตะกอน การกลับถังน้ำดิบโดยตรงช่วยลด-การจัดการซ้ำซ้อน

2.ความแตกต่างของระดับความสูง 4.3 ม. นั้นมากเกินพอสำหรับการไหลของแรงโน้มถ่วง ก่อนที่จะเพิ่มปั๊ม ให้ตรวจสอบว่าระดับความสูงของถังให้สิ่งที่คุณต้องการแล้วหรือไม่

3.ตำแหน่งไอดีมีความสำคัญ การวางท่อดูดไว้เหนือด้านบนของโซนท่อ 0.2 ม. จะป้องกันไม่ให้กระแสผันดึงตะกอนออกจากท่อ - ใกล้พอที่จะระบายน้ำได้ ไกลพอที่จะหลีกเลี่ยงการรบกวน

4.การกำหนดขนาดท่อต้องมีการคำนวณความต้านทานการไหลของแรงโน้มถ่วง - ไม่ใช่หลักเกณฑ์ทั่วไป DN200 เหมาะสำหรับโรงงานแห่งนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อของโรงงานของคุณขึ้นอยู่กับความแตกต่างของระดับความสูง ความยาวท่อ และอัตราการไหลที่ต้องการ

5.วาล์วประตูสำหรับการปิดเชิงบวกบวกกับวาล์วควบคุมการไหลสำหรับการควบคุมอัตราคือการกำหนดค่าวาล์วขั้นต่ำ หากไม่มีทั้งสองอย่าง คุณจะเสี่ยงต่อการไหลย้อนกลับระหว่างการทำงานปกติหรือผลกระทบจากการดูดในระหว่างการเปลี่ยนทิศทาง