TRANG CHỦ › TRƯỜNG HỢP › RETROFIT MÁY LẠNH ĐĨA nghiêng - NHÀ MÁY NƯỚC KUNSHAN
Xuất bản: 28-05-2025 • Chuyên mục:trường hợp• Thẻ:Người định cư ống · Máy định vị tấm nghiêng · Trang bị thêm trầm tích · Nước uống · Côn Sơn
PHẦN 1
Một nhà máy có công suất 600.000 m³/ngày với quy trình lỗi thời và vấn đề về độ đục
Nhà máy nước Kunshan Jinghe không phải là một cơ sở nhỏ. Với công suất thiết kế là600,000 m³/dphục vụ một thành phố lớn ở tỉnh Giang Tô, nó đã trải qua quá trình nâng cấp phương pháp xử lý tiên tiến vào năm 2006–2007, bổ sung than hoạt tính sinh học ozone vào quy trình xử lý thông thường. Trong nhiều năm, nhà máy đã vận hành lưới keo tụ → bể lắng dòng chảy ngang → bể tuyển nổi → quy trình lọc kiểu chữ V - một cấu hình được thiết kế khi nguồn nước thô, Hồ Kui, bị tảo nở hoa theo mùa khiến việc tuyển nổi trở nên cần thiết.
Sau đó, vào tháng 11 năm 2011, mọi thứ đã thay đổi. Dự án dẫn nước sông Dương Tử được triển khai, mang lại cho Côn Sơn nguồn nước thô thứ hai. Hệ thống nguồn kép "sông + hồ" mới cải thiện đáng kể chất lượng nước thô. Mức độ tảo giảm mạnh. Và bể tuyển nổi – từng rất quan trọng – đã trở thành mộttrách nhiệm tiêu thụ năng lượng cao. Trước khi được trang bị thêm, nó đã ngừng hoạt động.
Nhưng việc ngừng hoạt động bể tuyển nổi đã tạo ra hàng loạt vấn đề. Bể lắng dòng chảy ngang chỉ dài 76 mét (bao gồm khu vực thu gom cuối cùng dài 22 mét), tạo ra diện tích tương đốithời gian lưu thủy lực ngắn. Nếu không có tác dụng đánh bóng của quá trình tuyển nổi, độ đục của nước lắng sẽ tăng lên đến1,0–2,0 NTUvà người vận hành có thể nhìn thấy trực quan các hạt bông mịn đang chảy về phía các bộ lọc. Các bộ lọc loại V xuôi dòng có thời gian chạy bộ lọc ngắn hơn, rửa ngược thường xuyên hơn, tiêu thụ năng lượng và nước cao hơn.
Nhà máy cần được trang bị thêm. Nhưng với một bể chứa nước trong được xây dựng ngay bên dưới bể lắng và tuyển nổi, cùng cấu trúc đã hơn 20 năm tuổi, họ không thể phá bỏ mọi thứ và bắt đầu lại. Mọi sửa đổi đều phải tôn trọng cấu trúc hiện có, tránh tăng thêm trọng lượng và đặc biệt là không bao giờ có nguy cơ làm hỏng mái bể nước trong.
PHẦN 2
Tóm tắt thiết kế: Trang bị thêm trong cấu trúc 20 năm tuổi
Nhóm kỹ thuật đặt ra ba hạn chế rõ ràng:
1.Giảm thiểu thiệt hại về cấu trúc đối với những chiếc xe tăng hiện có - những chiếc xe tăng này được chế tạo vào những năm 1990 và đầu những năm 2000.
2.Thí điểm Giai đoạn II (50.000 m³/ngày) - một đợt xử lý duy nhất - trước khi xem xét triển khai toàn bộ nhà máy.
3.Mục tiêu: độ đục của nước thải bể lắngổn định dưới 1,0 NTU, với chi phí đầu tư được kiểm soát.
Chiến lược cốt lõi rất đơn giản:tái sử dụng không gian bể tuyển nổi hiện có làm vùng lắng thứ cấp, bù đắp cho chiều dài bể dòng chảy ngang không đủ. Nhưng hai quyết định thiết kế quan trọng sẽ quyết định liệu việc trang bị thêm thành công hay thất bại.
PHẦN 3
Hai quyết định quyết định hay không: Máng thu thập và Loại người định cư
Quyết định 1Giữ hay loại bỏ các máng thu gom?
Bể lắng dòng chảy ngang có năm máng thu gom ở cuối, mỗi máng dài 22 mét, bê tông cốt thép với các tấm đập bằng thép không gỉ có thể điều chỉnh được. Giữ chúng sẽ tiết kiệm công việc phá dỡ. Nhưng mô hình dòng chảy đi lên khi nước đi vào máng sẽ cuốn theo các hạt bông mịn hầu như chưa lắng xuống, làm suy yếu toàn bộ quá trình lắng.
| Lựa chọn | Thuận lợi | Nhược điểm |
| Giữ máng | Ít công việc phá dỡ và khoan | Dòng chảy đi lên ở cuối bể nâng bông lên; chiều dài lắng đọng chưa được tận dụng tối đa; các hạt dễ dàng lơ lửng |
| Loại bỏ máng | Thêm vùng lắng ngang 22 m; chuyển tiếp dòng chảy trơn tru; không có tuyển nổi | Phá hủy nhiều hơn; phải khoan lỗ phân phối trên vách ngăn |
Quyết định: Bỏ máng đi.Chiều dài lắng đọng hiệu quả tăng thêm 22 mét vượt xa chi phí phá dỡ bổ sung. Bây giờ nước sẽ chảy qua các lỗ phân phối trên tường ngăn với tốc độ được kiểm soát Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 m/s, chuyển tiếp dễ dàng sang vùng lắng thứ cấp.
Quyết định 2Tấm lắng dạng ống hay Tấm nghiêng dòng chảy bên?
Đây là sự lựa chọn kỹ thuật quan trọng. Cả máy lắng dạng ống và máy lắng tấm nghiêng đều sử dụng nguyên tắc lắng ở độ sâu nông - thêm nhiều bề mặt lắng song song để tăng đáng kể diện tích lắng hiệu quả trong cùng một thể tích bể. Nhưng hướng dòng chảy tạo nên sự khác biệt.
Các thiết bị định vị ống dòng chảy hướng lên có bốn nhược điểm khó giải quyết trong trường hợp này:
▷Các khối đạt đến vùng thứ cấp vốn đã mịn và khó lắng ngay cả trong dòng chảy ngang. Trong dòng chảy đi lên (lắng đọng ngược dòng), nước dâng lên chống lại các hạt rơi xuống sẽ mang chúng đi lên, khiến cho sự phân tách trở nên khó lường.
▷Bể tuyển nổi ban đầu chỉ cao 3,3 m, với độ sâu hiệu dụng dưới 3,0 m sau mạn khô. Các thiết bị định vị dạng ống cần ít nhất 4,5 m để phân bố hợp lý vùng nước phía dưới và vùng nước trong phía trên. Chiều cao không đủ có nghĩa là phân bố kém - nguyên nhân số 1 ảnh hưởng đến hiệu suất của người định cư.
▷Diện tích bể chứa 400 m2 khiến việc phân phối và thu gom đồng đều trên toàn bộ khu vực lắng ống lớn trở nên vô cùng khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện hạn chế về chiều cao.
▷Bất kỳ sự không đồng nhất nào cũng tạo ra các vùng tải trọng thủy lực cao cục bộ, nơi các hạt bụi mịn thoát ra ngoài – hoàn toàn làm mất đi mục đích của quá trình lắng thứ cấp.
Các tấm nghiêng dòng chảy bên đã giải quyết được cả bốn vấn đề:
✓Nước chảy theo chiều ngang, các hạt lắng xuống theo dòng chảy ngang với sự can thiệp tối thiểu. Thuận lợi hơn nhiều cho bông mịn.
✓Sự phân bổ theo chiều ngang dọc theo chiều dài bể 18,6 m mang lại không gian rộng rãi cho dòng chảy đồng đều mà không bị phạt về chiều cao.
✓Chỉ cần độ sâu bể 3–3,5 m - hoàn hảo cho bể tuyển nổi 3,3 m hiện có.
Quyết định: Tấm nghiêng dòng chảy bên.Đây không phải là một giải pháp hợp lý - những hạn chế về mặt vật lý của bể chứa hiện tại đã khiến các thiết bị định vị dạng ống không thể tồn tại được và các tấm nghiêng trở thành giải pháp tự nhiên.
Đây là một bài học đáng ghi nhớ:trong các dự án trang bị thêm, công nghệ "tốt nhất" trên giấy tờ là không phù hợp. Điều duy nhất quan trọng là những gì hoạt động trong giới hạn của cấu trúc hiện tại của bạn.
PHẦN 4
Thiết kế cuối cùng: Mọi con số đều quan trọng
Sau khi so sánh sơ đồ, thiết kế trang bị thêm cho hệ thống xử lý Giai đoạn II công suất 50.000 m³/d đã được đưa ra. Dưới đây là các chi tiết kỹ thuật - loại bạn thực sự có thể sử dụng nếu bạn đang lên kế hoạch cho điều gì đó tương tự.
4.1Sửa đổi bể lắng dòng chảy ngang
| tham số | Trước khi trang bị thêm | Sau khi trang bị thêm |
| Chiều dài lắng đọng hiệu quả | 54 m (không bao gồm. 22 m khu vực thu gom) | 76.4 m |
| Vận tốc dòng chảy ngang | Cao hơn (độ dài ngắn hơn) | 8,4 mm/s |
| Thời gian lắng | ngắn hơn | 2.53 h |
| Lỗ phân phối | Máng thu gom đập | 16 lỗ, mỗi lỗ ∅600 mm, tổng diện tích 5,84 m2, vận tốc 0,1 m/s |
4.2Vùng trầm tích dạng tấm nghiêng dòng chảy bên
| Thông số thiết kế | Giá trị | Ghi chú |
| Kích thước bể | 18.6 m L × 22.7 m W | Dấu chân bể tuyển nổi được tái sử dụng |
| Tốc độ phân phối đầu vào | 0.13 m/s | Xuyên qua 16 lỗ ∅600 mm trên tường cửa vào |
| Vùng ổn định đầu vào | 3.25 m | Cân bằng dòng chảy trước tấm |
| Vùng ổn định đầu ra | 4.0 m | Khu thu gom nước lắng |
| Đơn vị tấm nghiêng | 2 căn, mỗi căn 22,7 m × 3,0 m × 2,35 m H | Chất liệu ABS, mật độ gần với nước |
| Khoảng cách tấm | 80 mm | Tiêu chuẩn ứng dụng nước uống |
| Tổng diện tích tấm trên mỗi đơn vị | 2.237,4 m2 (dự kiến: 1.118,7 m2) | Hệ số hiệu dụng 0,8 |
| Vận tốc lắng của hạt | 0,34 mm/s | Tiêu chí thiết kế để thu giữ bông mịn |
| Đập cửa xả | Thép không gỉ, 300 mm H × 22,7 m L | Độ sâu đỉnh đập 0,058 m; tốc độ dòng chảy đầu ra 0,206 m/s |
PHẦN 5
Xây dựng: Làm việc xung quanh một bể nước trong suốt 20 năm tuổi
Quá trình xây dựng bắt đầu vào tháng 12 năm 2023 và hệ thống được đưa vào vận hành vào giữa tháng 1 năm 2024 - chỉ sáu tuần để trang bị thêm cho tàu xử lý trực tiếp. Ba thách thức nổi bật:
Thử thách 1Khoan xuyên tường kết cấu
Cả vách ngăn đầu ra của bể lắng và vách ngăn đầu vào của bể tuyển nổi đều cần có lỗ phân phối. Nhưng những bức tường này cũng đóng vai tròmóng cho các cột đỡ mái. Khoan quá nhiều lỗ hoặc làm cho chúng quá lớn sẽ làm tổn hại đến tính toàn vẹn của cấu trúc. Làm cho chúng quá nhỏ và bạn sẽ bị phun nước thay vì phân bố đồng đều.
Sau khi tham khảo ý kiến của các kỹ sư kết cấu, giải pháp được đưa ra16 lỗ tròn đường kính 600 mm trên mỗi bức tường- đủ nhỏ để duy trì cường độ, đủ lớn để đạt được vận tốc phân phối mục tiêu 0,1 m/s mà không bị cắt bông. Đôi khi quyết định kỹ thuật tốt nhất là biết khi nào không nên tối ưu hóa thêm.
Thử thách 2Đừng Phá Mái Nhà (Cũng Là Sàn Nhà)
Tấm đáy bể tuyển nổilàmái bể nước trong vắt. Bất kỳ thiệt hại nào cũng có nghĩa là rò rỉ vào kho chứa nước đã qua xử lý bên dưới - một tình trạng hỏng hóc thảm khốc đối với nhà máy nước uống. Mọi hoạt động phá dỡ và xây dựng đều phải được lên kế hoạch xoay quanh hạn chế này. Không có ngoại lệ.
Thử thách 3Trọng lượng trung tính
Bạn không thể thêm tải trọng lên mái nhà không được thiết kế cho nó. Việc trang bị thêm phải có trọng lượng trung tính: mỗi kg thiết bị mới được lắp đặt phải được bù đắp bằng số kg bị loại bỏ. Đội ngũ kỹ thuật đã tính toán điều này một cách tỉ mỉ:
✓Đã loại bỏ: thiết bị tuyển nổi, máy thu nước, đường ống, tường ngăn bằng gạch
✓Đã thêm:Đơn vị tấm nghiêng ABS(mật độ gần bằng sức nổi của nước gần trung tính khi ngập nước)
✓Đã thêm:Mái dốc bùn bê tông nhẹ(mật độ phù hợp với nước, tránh tĩnh tải)
Phương pháp cân bằng trọng lượng là một bài học quan trọng đối với bất kỳ nhà máy nào đang cân nhắc việc trang bị thêm cho bể chứa:Việc lựa chọn vật liệu không chỉ liên quan đến khả năng kháng hóa chất và mật độ chi phí khi bạn làm việc trên một cấu trúc khác.
PHẦN 6
Kết quả: Độ đục dưới 1,0 NTU-Không cần thêm một watt nào
Việc trang bị thêm đã được đưa vào vận hành vào tháng 1 năm 2024. Dữ liệu vận hành trong 5 tháng (tháng 2 đến tháng 6 năm 2024) xác nhận rằng thiết kế đã đáp ứng các mục tiêu của nó:
| Chỉ số hiệu suất | Trước khi trang bị thêm | Sau khi trang bị thêm |
| Độ đục của nước thải lắng đọng | 1,0–2,0 NTU (không ổn định) | Trung bình hàng tháng<1.0 NTU |
| Nước thải bể dòng chảy ngang | 1,0–2,0 NTU | ~1,0 NTU(cùng liều lượng chất đông máu) |
| Đánh bóng định cư thứ cấp | N/A (không có khu vực thứ cấp) | Giảm thêm 0,2 NTU |
| Tiêu thụ năng lượng | Cao ( tuyển nổi: máy nén khí + máy bơm) | Không có năng lượng bổ sung(dòng trọng lực) |
| Tải lọc | Cao: chất mang cặn có thể nhìn thấy được, rửa ngược thường xuyên | Giảm đáng kể: rửa ngược ít hơn, năng lượng thấp hơn |
Đây là phần quan trọng nhất đối với người quản lý nhà máy:toàn bộ sự cải tiến này đã đạt được mà không cần thêm bất kỳ hình thức tiêu thụ năng lượng nào.Vùng lắng cặn tấm nghiêng hoạt động hoàn toàn bằng trọng lực. So sánh điều đó với bể tuyển nổi, nó thay thế máy nén khí, máy bơm tuần hoàn và bộ truyền động skimmer đang chạy 24/7. Việc trang bị thêm không chỉ cải thiện chất lượng nước; nó đã loại bỏ một mục hàng OpEx chính.
Một vấn đề vận hành đã xuất hiệnđiều đó đáng lưu ý đối với bất kỳ ai đang lên kế hoạch trang bị thêm tương tự. Trước khi sửa đổi, thỉnh thoảng bọt hóa học hoặc cặn nổi ở cuối bể lắng sẽ rơi vào máng thu và chảy vào bộ lọc. Sau khi trang bị thêm, các lỗ phân phối mới nằm bên dưới lớp cặn trên mặt nước không thể thoát ra ngoài và tích tụ ở đầu bể. Nó không ảnh hưởng đến chất lượng nước thải, nhưng nó rất khó coi. Nhà máy hiện đang xử lý bằng cách loại bỏ thủ công và có thể bổ sung thêm thiết bị lướt bề mặt sau này. Chi tiết nhỏ nhưng lại khiến cuộc sống của người vận hành trở nên dễ dàng hơn hoặc khó khăn hơn.
Hình 1 Bố trí trang bị thêm: Bể lắng dòng chảy ngang + Khu vực lắng cặn tấm nghiêng dòng chảy bên (Giai đoạn II, tàu 50.000 m³/d)
Hình 2 Các bộ phận tấm nghiêng bên trong bể tuyển nổi được tái sử dụng - 2 Bộ phận, Chất liệu ABS, Khoảng cách các tấm 80 mm
PHẦN 7
Dự án này dạy chúng ta điều gì về việc trang bị thêm trầm tích
Dự án này không phải là một lần. Các nhà máy trên toàn thế giới cũng phải đối mặt với tình huống tương tự: một đơn vị quy trình cũ từng phục vụ một mục đích, hiện đang tiêu thụ năng lượng và mang lại giá trị cận biên, nằm trên khối bất động sản có giá trị mà lẽ ra có thể làm được nhiều việc hơn. Việc trang bị thêm Kunshan cung cấp năm bài học có thể chuyển giao:
1. Dòng chảy bên đánh bại dòng chảy hướng lên để tạo ra bông mịn.Khi các hạt của bạn đã nhỏ và nhẹ, đừng chống lại sự phân tách dòng chảy ngang bằng cách sử dụng trọng lực trong đó nước di chuyển theo chiều ngang và các hạt lắng xuống theo chiều dọc với sự can thiệp tối thiểu.
2. Tính đồng nhất của phân phối quyết định hoặc phá vỡ hiệu suất của người định cư.Cho dù bạn chọn ống hay tấm, nếu sự phân bố đầu vào của bạn không đồng đều, bạn sẽ có được các vùng tốc độ cao cục bộ nơi các hạt thoát ra. Nhóm Kunshan bị ám ảnh bởi điều này - 16 lỗ có kích thước cẩn thận, vùng ổn định đầu vào, ổn định đầu ra - và nó đã được đền đáp.
3. Mật độ vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc trang bị thêm cho bể chứa.Các tấm ABS có mật độ gần bằng nước và độ dốc bùn bê tông nhẹ giúp trang bị thêm trọng lượng trung tính. Đây không chỉ là một chú thích kỹ thuật - nó là sự khác biệt giữa một dự án khả thi và một dự án mà kỹ sư kết cấu của bạn sẽ từ chối.
4. Loại bỏ tiêu thụ năng lượng cũng có giá trị như cải thiện nước thải.Máy nén và máy bơm của bể tuyển nổi là nguồn tiêu hao OpEx liên tục. Máy lắng tấm nghiêng chạy bằng trọng lực. Trong vòng đời nhà máy còn lại 20 năm, chỉ riêng khoản tiết kiệm năng lượng đã có thể vượt quá chi phí trang bị thêm.
5. Không có mẫu phổ quát.Những gì đã có hiệu quả ở Côn Sơn – chuyển đổi bể tuyển nổi thành máy lắng tấm nghiêng – có thể không áp dụng được cho nhà máy của bạn. Nước thô khác nhau, hình dạng bể khác nhau, những hạn chế khác nhau. Phương pháp luận (đánh giá, so sánh, thí điểm, xác minh) có tính phổ quát. Giải pháp cụ thể là không.
Đối với các nhà máy đang cân nhắc việc trang bị thêm tương tự, phương pháp tấm nghiêng (lamella) mang lại một đề xuất giá trị hấp dẫn:thêm khu vực lắng hiệu quả mà không cần thêm dấu chân, cải thiện chất lượng nước thải mà không cần thêm năng lượng và tái sử dụng các bể chứa lỗi thời mà không cần các công trình dân dụng lớn.Với khoảng cách tấm thường là 50–80 mm cho các ứng dụng và vật liệu nước uống từ PP và PVC đến ABS và thép không gỉ, có một cấu hình cho hầu hết mọi hình dạng bể hiện có.
JUNTAI PLASTIC - NHÀ SẢN XUẤT ỐNG LẠNH & TẤM NGHIÊNG
Lập kế hoạch trang bị thêm hoặc nâng cấp bể lắng?
Juntai sản xuất thiết bị lắng ống PP, PVC và ABS và vật liệu dạng tấm nghiêng cho các ứng dụng nước uống và nước thải. Khoảng cách tấm tiêu chuẩn 50–80 mm, kích thước tùy chỉnh có sẵn. Được thiết kế để phân phối dòng chảy đồng đều và tuổi thọ sử dụng là 15+ năm.
| Xem sản phẩm thiết bị định vị ống | Yêu cầu báo giá |