Giảm lượng xả của thiết bị lắng trong ống: Cách ống trọng lực DN200 cắt chất thải làm sạch tới 406 M³ và loại bỏ tình trạng tràn bể

Hai tháng một lần, nhà máy xử lý nước Giai đoạn III tại CNOOC Fudao sẽ tắt thiết bị lắng ống để làm sạch. Ca phẫu thuật kéo dài 4 giờ. Nó xả1,500 m³hỗn hợp bùn-nước vào bể thu bùn. Chiếc xe tăng không bao giờ được thiết kế cho loại đột biến đó. Khi chu trình làm sạch kết thúc, mực nước trong bể lên cao nguy hiểm, máy lắng trực tuyến không thể xả bùn bình thường và hệ thống xử lý bùn đang đốt hóa chất và điện chỉ để duy trì hoạt động. Cách khắc phục không phải là một chiếc xe tăng lớn hơn hay một chiếc máy bơm lớn hơn - mà là một đường ống, độ cao chênh lệch 4,3 mét và trọng lực.

1. VẤN ĐỀ: GIẢM GIÁ CÔNG SUẤT CỨ HAI THÁNG

Nhà máy xử lý nước Giai đoạn III vận hành hai dây chuyền xử lý độc lập, mỗi dây chuyền sử dụng một ống lắng ngược dòng để lắng. Một hệ thống xử lý bùn dùng chung xử lý việc xả bùn từ cả ba giai đoạn của nhà máy. Hệ thống được xây dựng xung quanh hai bể thu gom bùn, mỗi bể có thể tích hiệu dụng là1,500 m³, với tổng cộng là3,000 m³.

Thiết kế ban đầu giả định dòng vào hàng ngày có thể quản lý được: 1.200 m³/ngày bùn thải thông thường từ ba máy lắng ống, cộng với 300 m³/ngày dịch lọc từ máy ép lọc. Nhưng trong một sự kiện dọn dẹp, thực tế trông rất khác. Như Bảng 1 cho thấy, tổng lưu lượng vào bể thu gom bùn tăng lên3,329.3 m³/d- vượt công suất hiệu quả thiết kế của3.029,3 m³/ngày x 300 m³/ngày.

Hậu quả xảy ra nhanh chóng: mức chất lỏng của bể thu gom tăng lên đến mức gần tràn, bộ lắng ống trực tuyến mất khả năng xả bùn bình thường do không còn dung tích bể trống để tiếp nhận và hệ thống xử lý bùn - được thiết kế để vận hành ở trạng thái ổn định - phải chạy nhiều giờ. Nhiều hóa chất hơn. Nhiều điện hơn. Nhiều lao động hơn. Tất cả chỉ vì nước sạch không cần xử lý đã được đưa vào hệ thống xử lý bùn.

2. HIỂU VỀ KHU THIẾT BỊ ỐNG - VÀ NƠI NƯỚC TRONG

Thiết bị lắng dạng ống được thiết kế dựa trên nguyên tắc bể cạn: bằng cách xếp chồng các mô-đun ống nghiêng trong vùng lắng, nó sẽ nhân diện tích lắng hiệu quả lên gấp nhiều lần, giảm bán kính thủy lực và thúc đẩy dòng chảy tầng - tất cả đều cải thiện đáng kể khả năng tách chất rắn trong một diện tích nhỏ gọn.

Về mặt chức năng, bể được chia thành bốn khu vực thẳng đứng. Đối với mỗi chuỗi xử lý Giai đoạn III (kích thước bên trong: rộng 8,8 m × dài 22,0 m × độ sâu hiệu dụng 7,9 m), chiều cao và thể tích của khu vực là:

Đây là quan sát quan trọng: vùng nước trong vắt giữ được406,56 m³ - hơn 26% tổng thể tích bể- và nước đó đã được xử lý rồi. Độ đục của nó là dưới 10 mg/L. Độ đục thiết kế của nước thô của nhà máy là 30 mg/L. Tuy nhiên, trong quá trình hút và làm sạch, toàn bộ lượng nước sạch này lại được trộn lẫn với bùn và đưa về bể thu gom để xử lý lại. Đó là nước sạch phải trả giá cho nước bẩn.

3. QUY TRÌNH VỆ SINH TIÊU CHUẨN - VÀ TẠI SAO NÓ LÀM QUÁ TẢI HỆ THỐNG

Thiết bị lắng ống tích tụ bùn bên trong và bên trên các mô-đun ống trong quá trình vận hành. Nếu không được kiểm soát, sự tích tụ này sẽ cản trở dòng chảy qua các ống, làm suy giảm chất lượng nước lắng và thậm chí có thể gây ra áp suất quá mức dẫn đến sập mô-đun ống. Việc dọn dẹp và dọn dẹp định kỳ là không thể thương lượng.

Quy trình tiêu chuẩn tuân theo bốn bước: mở van xả đáy, hạ mực nước xuống dưới vùng ống, sau đó dùng nước chữa cháy có áp suất để xả các mô-đun ống từ trên xuống cho đến khi bùn tích tụ bong ra. Dừng xả nước, giữ cho các van xả mở hoàn toàn để xả nước và bùn ra khỏi vùng phân phối và tích tụ, đồng thời đóng các van lại.

Vấn đề là ở chỗ đótừng khu vực thoát về bể thu bùn. Vùng nước trong - 406 m³ nước đã xử lý - trộn với nước chứa đầy bùn từ ống và vùng tích tụ. Tất cả đều được đưa về bể thu gom. Phần lớn cuối cùng được tách ra và quay trở lại bể chứa nước thô - nhưng chỉ sau khi đi qua thiết bị làm đặc, máy ép lọc và hai bộ máy bơm nâng. Nước trong phải đi một chặng đường dài và tốn kém qua hệ thống xử lý bùn mà không có lý do.

4. KIỂM TRA KHẢ THI: BA LÝ DO CHUYỂN HƯỚNG TRỌNG LỰC CÓ HIỆU QUẢ

Ý tưởng trang bị thêm rất đơn giản: thay vì gửi 406 m³ của vùng nước sạch vào hệ thống bùn, hãy chuyển trực tiếp nó trở lại bể chứa nước thô. Ba điều kiện phải được đáp ứng để điều này hoạt động:

Điều kiện 1 - Khả năng tương thích chất lượng nước.Độ đục của vùng nước trong là dưới 10 mg/L. Độ đục thiết kế của nước thô của nhà máy là dưới 30 mg/L. Nước trong vắt làthực sự sạch hơn nước sông chảy vào nhà máy. Tái chế nó như nước thô là hoàn toàn có thể chấp nhận được.

Điều kiện 2 - Đầu trọng lực.Độ cao đáy của vùng nước trong là+5.8 m. Mực nước lớn nhất thiết kế của bể chứa nước thô là+1.5 m. Đó là mộtChênh lệch chiều cao 4,3 mét. Không cần bơm. Trọng lực thực hiện công việc.

Điều kiện 3 - Tránh chi phí.Theo cách bố trí hiện tại, nước sạch được bơm hai lần (bơm bể thu gom + bơm bể hồi lưu), định lượng PAM và lắng trong bể dòng hướng tâm - tất cả trước khi quay trở lại bể chứa nước thô. Một ống trọng lực sẽ bỏ qua từng bước này. Thời gian sử dụng điện, hóa chất và thiết bị đều giảm.

5. SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG: DN200, HAI LƯỚI, MỖI MỘT ỐNG

Bể lắng dạng ống bao gồm một bể phía đông và một bể phía tây có chung một bức tường ngăn. Một đường chuyển hướng trọng lực riêng biệt được thiết kế cho mỗi chiếc.

Sau khi tính toán sức cản dòng trọng lực dựa trên chiều dài đường ống, phụ kiện, vật liệu, chênh lệch độ cao và tốc độ dòng chảy yêu cầu,Ống thép carbon DN200mmđã được chọn cho cả hai lưu vực. Đường kính ống rất quan trọng: quá nhỏ và dòng chuyển hướng quá chậm nên không thể thực hiện được; quá lớn và việc mở thành bể sẽ tạo ra rủi ro về cấu trúc không cần thiết.

Vị trí tiếp nhận cũng quan trọng không kém. Quá gần khu vực ống và tốc độ nạp có thể hút bùn ra khỏi ống. Thiết kế đặt cửa húttheo chiều thẳng đứng 0,2 m so với đáy vùng nước trong(cách mặt trên của vùng lắng ống 0,2 m) - đủ gần để thoát nước hiệu quả, đủ xa để tránh làm xáo trộn các ống.

Mỗi đường ống chạy từ điểm lấy nước qua tường lắng đến kênh sàng lọc lấy nước thô của nhà máy Giai đoạn III. Hỗ trợ đường ống đảm bảo việc định tuyến vàvan điều khiển dòng chảy cộng với van cổngđược lắp đặt gần kênh màn hình thanh. Van cổng cung cấp khả năng ngắt tích cực trong quá trình hoạt động bình thường, ngăn chặn dòng chảy ngược ngoài ý muốn. Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh tốc độ chuyển dòng để tránh hút bùn ra khỏi ống hoặc tràn vào bể chứa nước thô.

6. KẾT QUẢ ĐO LƯỜNG

Sau khi trang bị thêm, những con số đã kể một câu chuyện rõ ràng. Trong quá trình làm sạch, nước thải bùn thải từ thiết bị lắng ống giảm xuống1.529,3 m³/ngày đến 1.122,8 m³/ngày. Tổng lượng vào bể thu bùn giảm từ3.329,3 m³/ngày đến 2.922,8 m³/ngày- hiện ở dưới giới hạn thiết kế 3.029,3 m³/d.

Nguy cơ tràn đã được loại bỏ. Máy lắng ống trực tuyến đã lấy lại được khả năng xả bùn bình thường. Và hệ thống xử lý bùn không còn phải xử lý 406 m³ nước vốn đã sạch trong mỗi chu trình làm sạch.

Nền kinh tế tuy khiêm tốn nhưng cũng đáng được chú ý. Bộ lắng ống được làm sạch sáu lần mỗi năm, với mỗi chu kỳ trả lại 406,5 m³ nước sạch trực tiếp vào bể chứa nước thô - tổng cộng hàng năm là2,439 m³tải lượng nước thải tránh được. Dựa trên mức tiêu thụ bột PAM của hệ thống xử lý bùn (~10 g/m³ ở mức 25 RMB/kg) và điện năng được cung cấp bởi bơm nâng bể thu gom (15 kW, 50 m³/h) và bơm bể hồi lưu (22 kW, 150 m³/h) ở mức công nghiệp là 0,9 RMB/kWh:

Khoản tiết kiệm trực tiếp 1.591 RMB/năm chỉ là lợi ích thứ yếu so với lợi ích vận hành: bể thu gom bùn không còn nguy cơ tràn, hệ thống xử lý bùn hoạt động trong phạm vi thiết kế và quy trình làm sạch không còn làm gián đoạn phần còn lại của nhà máy.

NHỮNG ĐIỀU TUYỆT VỜI

1.Nếu vùng nước trong của thiết bị lắng ống chứa nước đã xử lý thì nước đó không nên được chuyển qua hệ thống xử lý bùn. Việc quay trở lại trực tiếp bể chứa nước thô giúp loại bỏ việc xử lý hai lần.

2.Chênh lệch độ cao 4,3 m là quá đủ cho dòng trọng lực. Trước khi thêm máy bơm, hãy kiểm tra xem độ cao của bể đã cung cấp những gì bạn cần hay chưa.

3.Vị trí tiếp nhận quan trọng. Đặt cửa hút cao hơn đỉnh khu vực ống 0,2 m sẽ ngăn chặn dòng chuyển hướng kéo bùn ra khỏi ống - đủ gần để thoát nước, đủ xa để tránh xáo trộn.

4.Kích thước ống yêu cầu tính toán lực cản dòng chảy trọng lực - không phải là quy tắc ngón tay cái. DN200 phù hợp với nhà máy này; đường kính đường ống của nhà máy phụ thuộc vào chênh lệch độ cao cụ thể, chiều dài đường ống và tốc độ dòng chảy yêu cầu.

5.Van cổng để ngắt tích cực cộng với van điều khiển lưu lượng để điều chỉnh tốc độ là cấu hình van tối thiểu. Nếu không có cả hai, bạn có nguy cơ bị chảy ngược trong quá trình vận hành bình thường hoặc bị ảnh hưởng bởi lực hút trong quá trình chuyển hướng.