Hvernig láréttur flæðishluti skar grugg í gruggi úr 6,15 til 1,3 NTU — Full-Tube Settler Retrofit tilviksrannsókn

Sýsluvatnsverk byggt 1989. Hrávatn við 0–5 gráður í fimm mánuði á ári. Meðferðarlest sem gat ekki brotið 3 NTU.Verkfræðingar verksmiðjunnar gerðu eina skipulagsbreytingu á hallandi hólknum - og bættu við láréttum flæðisleiðréttingarhluta sem tekur aðeins 1/3 af lengd tanksins - og horfðu á grugg í botnfalli úr 6,15 NTU íundir 2 NTU innan 72 klukkustunda frá ræsingu. Þremur árum síðar var kerfið enn að skila sér1,3 NTU meðaltalmeð núllbreytingum á tankskelinni. Ef þú ert að reka hneigða slöngusett sem gengur illa í köldu vatni eða glímir við höggálag sýnir þessi tilviksrannsókn nákvæmlega hvernig lagfæringin virkar - og hvers vegna hún er einfaldari en þú heldur.

Áskorunin: Nýir staðlar, gömul planta, kalt vatn

Þegar minna en eða jafnt og 1 NTU er lögmálið, og álverið þitt var byggt fyrir minna en eða jafnt og 3 NTU

Sýsluvatnsverksmiðjan er í norðurhluta Shaanxi, svæði þar sem hitastig vetrarvatns lækkar reglulega niður í0-5 gráðurog grugg í hrávatni sveiflast á milli 15 og 77 NTU eftir árstíð. Verksmiðjan var tekin í notkun árið 1989 með hefðbundnu ferli: samanbrotinni-plötuflokkun, botnfalli í hallandi rörum og þyngdarlokulausum síum. Tvær samhliða lestir, hvor um sig metnar 6.000 m³/d, fyrir heildarafköst upp á 12.000 m³/d. Í tvo áratugi var þetta fullnægjandi. Fullbúið vatn var í kringum 3 NTU - ásættanlegt samkvæmt gamla staðlinum.

Þá breyttust reglurnar. Nýju hreinlætisstaðlarnir fyrir drykkjarvatn hækkuðu mörkin úr minna en eða jafnt og 3 NTU íMinna en eða jafnt og 1 NTU. Núverandi ferli gat ekki lokað því bili. Vatnsverksmiðjan stóð frammi fyrir ákvörðun sem hver öldrunarverksmiðja stendur frammi fyrir að lokum:rífa og endurbyggja, eða endurnýja innan núverandi fótspors. Hið síðarnefnda var eini raunhæfi kosturinn. Meðhöndlunarmannvirkin voru hýst innandyra til varmaeinangrunar - sem er nauðsyn í loftslagi norðurhluta Shaanxi, þar sem útigeymar myndu frjósa. Að rífa veggi til að stækka var ekki á borðinu. Þeir urðu að láta það sem þeir höfðu virka betur.

Markmiðið: auka afkastagetu eins-lestar úr 6.000 m³/d í10,000 m³/d(heildarframleiðsla verksmiðjunnar: 16.000 m³/d), með grugg í botnfalli stöðugt undir 3 NTU til að gefa síunum möguleika á að berjast við minna en eða jafnt og 1 NTU fullbúið-vatnsþörf.

Endurnýjunarstefnan: Þrjár uppfærslur, ein meginregla

Verkfræðingateymið snerti ekki skriðdrekaskelina. Þeir breyttu ferlinu inni í því og breyttu gömlu „brotnu-plötuflokkuninni + botnfalli slöngunnar + þyngdarlokulausu síunni“ í"snertiflokkun + bættur hallandi rörsettur + þyngdarlokalaus sía". Þrjár uppfærslur ýttu undir umbreytinguna:

1. Multi-Tube blöndunartæki kemur í stað pípulaga static blöndunartæki

Upprunalega pípulaga kyrrstöðublöndunartækið gerði eitt: hann blandaði. Fjölrörablöndunartækið í staðinn gerir þrjá hluti samtímis:skera og kljúfa flæði, bakflæði og hraða blöndun. Þegar vatn fer í gegnum rúmfræði fjöl-röra myndast há-hringstraumar við jaðarlag pípuveggsins. Þessar hvirflar búa til ör-svæði með mikilli klippingu sem dreifa storkuefni jafnt yfir allan -flæðisþverskurðinn innan nokkurra sekúndna. Mæld blöndunarvirkni fer yfir94%, og höfuðtapið er lægra en upprunalega kyrrstöðublöndunartækið - óvenjuleg samsetning sem þýðir betri blöndun með minni orku.

Hagnýtur ávinningur:20–30% efnasparnaðurmiðað við upprunalega blöndunartækið, með betri aðlögunarhæfni að rennsli og breytileika vatnsgæða. Fyrir plöntu sem sér að grugg í hrávatni sveiflast úr 15 í 77 NTU árstíðabundið skiptir þessi aðlögunarhæfni máli.

2. Ristflokkun með stjörnu-laga hnífa kemur í stað brotinna-plötuflokkunar

Flokkun á samanbrotnum-plötum virkar þannig að vatn þrýstist í gegnum serpentínuleið á milli samhliða fleka. Það skapar ókyrrð, en ekki rétta tegund. Bætt hönnun notarstjörnu-laga blöðrurfest hornrétt á flæðisstefnu inni í risthólfum. Þessar hreyflar mynda hátíðni ör-hriðla - ókyrrð á mælikvarða sem stuðlar að árekstri agna án þess að klippa í sundur flokka sem þegar hafa myndast.

Flokkunartankinum er skipt í11 hólfyfir tvö viðbragðsstig. Stig 1: 8 hólf á 1,5 m × 1,5 m hvert, 8,95 mínútna varðveisla. Stig 2: 3 hólf á 1,5 m × 2,0 m hvert, 4,48 mínútna varðveisla. Heildar geymslutími vökva:13.43 mínúturvið GT gildi 1,7 × 10⁴. Tveggja-hönnunin skapar þéttari, klippi-þolnari flokka en eins-flokkun - mikilvægur kostur þegar þessir flokkar fara síðar inn á dreifingarsvæði rörsetursins, þar sem óhófleg ókyrrð myndi brjóta þá í sundur.

3. Lykilnýjungin: Lárétt flæðisleiðréttingarhluti fyrir framan túbu landnemann

Þetta er þar sem endurnýjunin víkur frá hefðbundnum venjum og þar náðist mesti árangursávinningurinn. Hefðbundinn hneigður hólkur tekur við vatni beint frá úttakinu á flokkunartankinum. Umskiptin eru snögg: vatn fer úr ólgandi, blönduðu -rennsliskerfi yfir í lagskipt setkerfi án millistigs. Niðurstaðan erójafn flæðidreifingþvert yfir slöngubúntið. Sumar rásir sjá mikinn hraða og skola flóka beint í gegn. Aðrir sjá lágan hraða og safna seyru. Báðar aðstæður rýra gæði frárennslis.

Endurbyggingin bætti við tveimur þáttum sem leysa þetta:

Á kafi við úttak flókningstanksins.Í stað þess að vatn hellist beint inn á dreifisvæðið, rennur það fyrst yfir kafvirki sem virkar sem flæðisjafnari - sem jafnar út hraðahalla og dreifir stórum-óróa áður en vatnið fer inn í landnámið.

Láréttur rennslishluti sem tekur 1/3 af heildarlengd tanksins (24 m²).Þetta er nýjungin. Eftir að hafa farið yfir stýrið fer vatn inn í lárétt -rennslissvæði áður en það stígur upp í gegnum hallandi rör. Stýriveggir bæði í lárétta hlutanum og halla rörhlutanum stjórna flæðisleiðinni. Lárétta svæðið þjónar þremur aðgerðum samtímis: það dregur úr láréttum flæðishraða í12,73 mm/s(innan 10–18 mm/s gluggans sem rannsóknir sýna að sé mikilvægur fyrir stöðugt setmyndun), það veitir frekari settíma fyrir stærri flokka, og það virkar sem vökvajafnvægi sem gleypir flæðissveiflur áður en þær ná til rörabúntsins.

Dreifiveggurinn í lok skiptingarhluta notargöt með breiðara bili að ofan og þrengra bili neðst. Þetta gagnsæja-innsæi fyrirkomulag er vísvitandi: það bætir upp náttúrulega tilhneigingu vatns til að skammhlaupa- í átt að toppi dreifisvæðisins, sem þvingar fram jafnari lóðrétta flæðidreifingu yfir alla hæð slöngubúntsins.

Af hverju láréttur flæðishlutinn virkar: Verkfræðileg rök

Vandamálið með hefðbundnum hneigðum slöngum er ekki slöngurnar sjálfar. Það er það sem geristáður en vatnið nær þeim. Rannsóknir hafa bent á fjórar breytur sem stýra einsleitni flæðidreifingar hjá hólfum: lengd geymisins-til-breiddarhlutfallsins (L/B), yfirborðshleðsluhraði (q), þvermál slöngunnar (D) og hæð dreifingarsvæðisins fyrir neðan rörin.

Af þessum,L/B hlutfall og yfirborðshleðsla (q) hafa mest áhrif. Eftir því sem L/B hlutfallið eykst verður flæðisdreifing ó-jafnari og mikilvægi sethraðinn - lágmarkshraði sem ögn af ákveðinni stærð sest við - hækkar. Yfirborðshleðsla (q) er nokkurn veginn í réttu hlutfalli við mikilvægan sethraða: ýttu meira flæði í gegnum sama svæði og þú þarft meiri sethraða til að fanga sömu agnirnar. Bæði áhrifin vinna gegn frárennslisgæðum.

Hefðbundnir slöngubúar þjást einnig af götunum-veggvandamálum. Til að ná samræmdri dreifingu þarf gataveggurinn við inntakið minni op en láréttan-rennslissettank - sem þýðirhærri opnahraða. Hár-hraðaþotur í gegnum þessi op brjóta í sundur flokka sem flokkunartankurinn var nýbúinn að smíða í 13 mínútur. Það sem verra er, þoturnar geta hrært upp dauðri seyru sem sett er neðst á dreifingarsvæðinu og endur-svifið fast efni sem þegar hefur sest.

Lárétti flæðishlutinn leysir þessa keðju vandamála í grunninn. Með því að bæta 1/3 af lengd tanksins sem láréttu-flæðissvæði fyrir hallandi rörin, nær hönnunin fjórum hlutum:

Hönnunarfæribreytur: Tölurnar á bak við endurbygginguna

Hallandi rörhlutinn notarmót-straumflæði- vatn stígur upp í gegnum slöngurnar á meðan fast efni renna niður eftir 60 gráðu halla. Rörin eru etýlen-própýlen samfjölliða (EPC) með sexhyrndum honeycomb þversniðum-, 30 mm í þvermál, 1 m að lengd. EPC var valið fram yfir venjulegt PVC eða PP vegna frábærrar frammistöðu í köldu vatni: það viðheldur sveigjanleika og höggþol við hitastig þar sem stíft PVC verður brothætt.

Við söfnun seyru eru notaðir stórir þyngdartappar með rennihorni sem er brattara en hefðbundnir litlir tankar, sem tryggir ítarlega fjarlægingu seyru með lágmarks staðbundinni truflun á flæði. Seyrulosunarlokarnir eruhandvirk-rafmagns-hraðopnun- hagnýt val sem setur áreiðanleika og auðvelt viðhald fram yfir fulla sjálfvirkni. Færri tæki, lægri bilanatíðni, lægri kostnaður.

Niðurstöður: 4 NTU Lægri á 3 dögum, 1,3 NTU eftir 3 ár

72 stunda prufuhlaup: strax árangursbil

Þriggja-daga samfelld prufa var gerð frá 15.–17. október 2011, með innflæðinu stjórnað kl.750 m³/h. Verksmiðjan tók sýni úr hrávatni, frárennsli frá óbreyttum hefðbundnum túpuseturum (samhliða lest) og frárennsli frá endurbættum túpuseturum samtímis í gegnum tilraunina.

Niðurstöðurnar voru ótvíræðar. Frárennslisgruggi endurbætts landnámsmanns varmeira en 4 NTU lægrien hefðbundin hönnun á öllum sýnatökustöðum. Bilið var stöðugt og samstundis - ekkert hlé-á tímabili, engin stilla þarf. Frárennslisgæðin uppfylltu hönnunarvæntingar frá fyrsta degi, sem dró verulega úr síuálagi niðurstreymis.

TOC Fjarlæging: 6,08% framför miðað við hefðbundna hönnun

Grugg og lífræn efni eru nátengd í yfirborðsvatni - sömu agnirnar sem dreifa ljósi bera einnig aðsogað náttúrulegt lífrænt efni (NOM). Á meðan á tilrauninni stóð mældi verksmiðjan TOC í frárennsli frá báðum setmyndunarferlunum. Hrávatns TOC var stöðugt kl2,5–3,0 mg/L.

6% framför í fjarlægingu TOC kann að virðast hófleg, en í meðhöndlun drykkjarvatns, dregur lífrænt efni á botnfallsstigi beint úr myndun sótthreinsunar vegna-afurðar (DBP) niðurstreymis. Hvert milligrömm af TOC sem er fjarlægt fyrir klórun er milligrömm sem myndar ekki tríhalómetan (THM) eða halóediksýrur (HAAs) í dreifikerfinu.

Þriggja-ára staðfesting: Tölurnar halda

Endurnýjunin var tekin í notkun 15. apríl 2012. Á þriggja ára samfelldum rekstri tók verksmiðjan reglulega sýni úr gruggi í vatni úr bæði endurbyggðri lest og óbreyttri samhliða lest. Gögnin segja skýra sögu um viðvarandi frammistöðu:

1,3 NTU vatnsmeðaltalið er sú tala sem skiptir mestu máli. Með því að skila vatni á 1,3 NTU í síurnar í stað 2,3 NTU, minnkaði endurbætt settlerinn álag á föstu efni síunnar um u.þ.b.43%. Þetta þýðir lengri síun á milli bakskolunar, minni bakskolunarvatnsnotkun og - afar - fullunnið vatn sem getur áreiðanlega uppfyllt Minna en eða jafnt og 1 NTU staðalinn. Sía sem tekur á móti 2,3 NTU settu vatni hefur mjög litla framlegð til að ná 1 NTU fullbúnu vatni. Sía sem tekur á móti 1,3 NTU settu vatni hefur pláss til að vinna.

Hvað þetta þýðir fyrir plöntuna þína

Þessi tilviksrannsókn sýnir fram á að ekki þarf að skipta um hallandi slöngusettara sem gengur illa. Vandamálið er sjaldnast að rörin sjálf - það er það sem gerist á dreifisvæðinu áður en vatnið nær þeim. Endurnýjunarreglurnar eru framseljanlegar:

1. Ef grugg í þéttu vatni er ósamræmi skaltu athuga flæðidreifingu þína fyrst.Ójafnt flæði þvert yfir slöngubúntið er algengasta orsök breytileika í frammistöðu hjá hallandi slöngum. Á kafi við flocculation úttakið og götuð dreifivegg með mældu holubili eru ódýrar-lausnir sem taka á þessu við upprunann.

2. Ef þú meðhöndlar kalt vatn (<5°C), add a horizontal flow section.Kalt vatn framleiðir veikburða flokka sem geta ekki lifað af ókyrrð í hefðbundnu inntaksröri. Lárétti flæðishlutinn veitir lítið-orkubreytingarsvæði þar sem þessar viðkvæmu flokkar geta sest að án þess að klippast í sundur.

3. Ef gæði hrávatns þíns breytast árstíðabundið skaltu auka biðminni dreifisvæðisins.Hæfni lárétta hlutans til að taka á sig höggálag er ekki gott-að-hafa - það er munurinn á stöðugu frárennsli og árstíðabundnum kvörtunum um vatnsgæði. 1/3 tanklengdarúthlutunin sem notuð er í þessu verkefni er góður upphafspunktur fyrir hönnun.

4. Slönguefni skiptir máli í köldu loftslagi.EPC rörin sem valin eru fyrir þetta verkefni viðhalda sveigjanleika við hitastig þar sem stíft PVC verður brothætt. Ef hrávatnið þitt fer niður fyrir 5 gráður í langan tíma skaltu ræða val á rörefni við birginn þinn. Venjulegt PVC og PP eru með mismunandi afköstum við lágt-hitastig.

5. 6% framför í fjarlægingu TOC er meira virði en það lítur út fyrir að vera.Í drykkjarvatnsmeðferð er lífrænt efni fjarlægt áður en sótthreinsun er DBP myndun möguleiki eytt. 6,08% TOC framförin á botnfallsstigi þýðir mælanlega minni THM og HAA myndun niðurstreymis -, sem er kostur í samræmi við reglur sem blandast saman á líftíma plöntunnar.

Endurnýjunin sem hér er lýst jók meðhöndlunargetu um 33% (úr 12.000 í 16.000 m³/d) innan sama fótspors tanksins, en bætti um leið gæði frárennslis. Þessi samsetning -meira vatn, betra vatn, sama bygging- er það sem gerir hugmyndina um lárétta flæðisleiðréttingu þess virði að meta hana fyrir allar aldrað vatnshreinsistöðvar sem standa frammi fyrir strangari stöðlum.