Vuonna 1989 rakennettu läänin vesilaitos. Raakavesi 0–5 astetta viisi kuukautta vuodessa. Hoitojuna, joka ei voinut rikkoa 3 NTU:ta.Laitoksen insinöörit tekivät yhden rakenteellisen muutoksen kaltevaan putkenlaskeutuslaitteeseensa - lisäten vaakasuuntaisen virtauksen tasausosuuden, joka kattaa vain 1/3 säiliön pituudesta - ja seurasivat laskeutuneen veden sameuden putoamista 6,15 NTU:sta arvoonalle 2 NTU 72 tunnin sisällä käynnistyksestä. Kolme vuotta myöhemmin järjestelmä toimi edelleen1,3 NTU keskiarvoilman muutoksia säiliön kuoreen. Jos käytät kaltevaa putkenlaskutuslaitetta, joka ei toimi kylmässä vedessä tai kamppailee iskukuormituksen kanssa, tämä tapaustutkimus näyttää tarkalleen, kuinka korjaus toimii - ja miksi se on yksinkertaisempaa kuin uskotkaan.
Haaste: uudet standardit, vanha laitos, kylmä vesi
Kun pienempi tai yhtä suuri kuin 1 NTU on laki ja laitoksesi on rakennettu alle tai yhtä suuriin kuin 3 NTU
Läänin vesilaitos sijaitsee Pohjois-Shaanxissa, alueella, jossa talven veden lämpötila laskee rutiininomaisesti0-5 astettaja raakaveden sameus heilahtelee 15 ja 77 NTU välillä vuodenajasta riippuen. Laitos otettiin käyttöön vuonna 1989 tavanomaisella prosessilla: taitettu levy flokkulaatio, kalteva putken sedimentointi ja painovoimaventtiilittömät suodattimet. Kaksi rinnakkaista junaa, kummankin nimellisnopeus 6 000 m³/d, kokonaiskapasiteetti 12 000 m³/d. Kahden vuosikymmenen ajan tämä riitti. Valmis vesi oli noin 3 NTU - hyväksyttävää vanhan standardin mukaan.
Sitten säännöt muuttuivat. Uudet juomaveden puhtaanapitostandardit nostivat rimaa alle tai yhtä suuresta 3 NTU:staPienempi tai yhtä suuri kuin 1 NTU. Nykyinen prosessi ei voinut sulkea tätä aukkoa. Vesilaitos kohtasi päätöksen, jonka jokainen ikääntyvä kasvi lopulta joutuu kohtaamaan:purkaa ja rakentaa uudelleen tai asentaa jälkikäteen olemassa olevan jalanjäljen sisällä. Jälkimmäinen oli ainoa realistinen vaihtoehto. Käsittelyrakenteet sijoitettiin sisätiloihin lämmöneristystä varten, mikä on välttämätöntä pohjoisen Shaanxin ilmastossa, jossa ulkosäiliöt jäätyivät. Seinien purkaminen laajentamista varten ei ollut pöydällä. Heidän täytyi tehdä siitä, mitä heillä oli, toimimaan paremmin.
Tavoitteena on lisätä yhden junan kapasiteettia 6 000 m³/d:sta10,000 m³/d(laitoksen kokonaisteho: 16 000 m³/d), laskeutuneen veden sameus on jatkuvasti alle 3 NTU, jotta suodattimet pääsevät taistelemaan Alle tai yhtä kuin 1 NTU valmiin veden vaatimuksessa.
Jälkiasennusstrategia: Kolme päivitystä, yksi periaate
Insinööriryhmä ei koskenut tankin kuoreen. He muuttivat sen sisällä olevaa prosessia muuntaen vanhan "taitettu levyflokkulaatio + kalteva putken sedimentaatio + painovoimaventtiilitön suodatin""kosketusflokkulaatio + parannettu kalteva putken laskeutuslaite + painovoimaventtiilitön suodatin". Kolme päivitystä johti muutokseen:
1. Multi-Tube Mixer Korvaa putkimaisen staattisen sekoittimen
Alkuperäinen putkimainen staattinen sekoitin teki yhden asian: se sekoitti. Korvaava moniputkisekoitin tekee kolme asiaa samanaikaisesti:virtauksen leikkaaminen ja jakaminen, käänteinen palautusjäähdytys ja nopea sekoitus. Kun vesi kulkee moniputkigeometrian läpi, putken seinämän rajakerrokseen muodostuu suurtaajuisia pyörrevirtoja. Nämä pyörteet luovat voimakkaan leikkausvoiman mikrovyöhykkeitä, jotka jakavat koagulantin tasaisesti koko virtauksen poikkileikkaukselle sekunneissa. Mitattu sekoitustehokkuus ylittää94%, ja painehäviö on pienempi kuin alkuperäisessä staattisessa sekoittimessa - epätavallinen yhdistelmä, joka tarkoittaa parempaa sekoitusta pienemmällä energialla.
Käytännön hyöty:Kemikaalisäästö 20-30 %verrattuna alkuperäiseen sekoittimeen, paremmin mukautuva virtausnopeuteen ja veden laadun vaihteluihin. Sopeutumiskyvyllä on merkitystä laitokselle, joka näkee raakaveden sameuden heilahtelevan 15:stä 77 NTU:hen kausiluonteisesti.
2. Ristikkoflokkulaatio tähden muotoisilla siiveillä korvaa taitetun levyn flokkuloinnin
Taitettu levyhöytelöinti toimii pakottamalla vettä kiemurtelevan reitin läpi yhdensuuntaisten levyjen välillä. Se luo turbulenssia, mutta ei oikeanlaista. Parannettu suunnittelu käyttäätähden muotoiset siivetasennettu kohtisuoraan virtaussuuntaan nähden ristikon osastoihin. Nämä siivet synnyttävät korkeataajuisia mikropyörteitä – turbulenssia sellaisessa mittakaavassa, joka edistää hiukkasten törmäystä ilman, että jo muodostuneet hiutaleet irtoavat toisistaan.
Flokkulaatiosäiliö on jaettu11 lokeroakahdessa reaktiovaiheessa. Vaihe 1: 8 osastoa, kukin 1,5 m × 1,5 m, 8,95 minuutin säilytysaika. Vaihe 2: 3 osastoa, kukin 1,5 m × 2,0 m, 4,48 minuutin pidätysaika. Hydraulinen kokonaispidätysaika:13,43 minuuttiaGT-arvolla 1,7 × 10⁴. Kaksivaiheinen rakenne luo tiheämpiä, leikkausta kestävämpiä flokkulaatioita kuin yksivaiheinen flokkulaatio – tämä on kriittinen etu, kun nämä flokit tulevat myöhemmin putkenlaskutuslaitteen jakeluvyöhykkeelle, jossa liiallinen turbulenssi rikkoisi ne.
3. Avaininnovaatio: Horisontaalinen virtauksen tasausosa putken settlerin edessä
Tässä jälkiasennus poikkeaa normaalista käytännöstä, ja siellä saavutettiin suurin suorituskyvyn lisäys. Perinteinen kalteva putkilaskutuslaite saa veden suoraan flokkulointisäiliön ulostulosta. Siirtymä on äkillinen: vesi muuttuu pyörteisestä sekavirtausjärjestelmästä laminaariseen laskeutumisjärjestelmään ilman välikäsittelemistä. Tulos onepätasainen virtauksen jakautuminenputkinipun poikki. Jotkut kanavat näkevät suuren nopeuden ja huuhtelevat flokkeja suoraan läpi. Toiset näkevät alhaisen nopeuden ja keräävät lietettä. Molemmat olosuhteet heikentävät jäteveden laatua.
Jälkiasennus lisäsi kaksi asiaa, jotka ratkaisevat tämän:
Upotettu pato flokkulaatiosäiliön ulostulossa.Sen sijaan, että vesi laskeutuisi suoraan jakeluvyöhykkeelle, se virtaa ensin upotetun padon yli, joka toimii virtauksen tasasuuntaajana - tasoittaa nopeusgradientteja ja haihduttaa laajamittaista turbulenssia ennen kuin vesi tulee laskeutusaineeseen.
Vaakasuuntainen virtausosa, joka vie 1/3 säiliön kokonaispituudesta (24 m²).Tämä on innovaatio. Kun vesi on kulkenut padon yli, se tulee vaakavirtausvyöhykkeelle ennen kuin se nousee kaltevien putkien läpi. Ohjauseinät sekä vaaka- että kaltevassa osassa ohjaavat virtausreittiä. Vaakasuora vyöhyke palvelee kolmea toimintoa samanaikaisesti: se alentaa vaakasuuntaista virtausnopeutta arvoon12,73 mm/s(tutkimuksen osoittamassa 10–18 mm/s ikkunassa, joka on kriittistä vakaan sedimentaation kannalta), se tarjoaa lisäaikaa isommille höytälöille ja toimii hydraulisena puskurina, joka vaimentaa virtauksen vaihtelut ennen kuin ne saavuttavat putkinipun.
Siirtymäosan päässä oleva jakeluseinä käyttäärei'itys, jossa on leveämpi ylhäällä ja kapeampi väli alareunassa. Tämä intuitiivinen järjestely on tarkoituksellinen: se kompensoi veden luonnollista taipumusta oikosulkuun kohti jakeluvyöhykkeen yläosaa, mikä pakottaa tasaisemman pystysuuntaisen virtauksen jakautumisen putkinipun koko korkeudelle.
Miksi vaakavirtausosio toimii: tekniset perusteet
Perinteisten kaltevien putkenlaskeutuslaitteiden ongelma ei ole itse putket. Näin tapahtuuennen kuin vesi saavuttaa heidät. Tutkimuksessa on tunnistettu neljä parametria, jotka säätelevät virtauksen jakautumisen tasaisuutta putkien selkeyttimissä: säiliön pituus-leveyssuhde (L/B), pintakuormitusnopeus (q), putken halkaisija (D) ja jakeluvyöhykkeen korkeus putkien alla.
näistä,L/B-suhteella ja pintakuormalla (q) on suurin vaikutus. Kun L/B-suhde kasvaa, virtauksen jakautuminen muuttuu epätasaisemmaksi ja kriittinen laskeutumisnopeus - miniminopeus, jolla tietyn kokoinen hiukkanen laskeutuu - nousee. Pintakuormitus (q) on karkeasti verrannollinen kriittiseen laskeutumisnopeuteen: työnnä enemmän virtausta saman alueen läpi, ja tarvitset suuremman laskeutumisnopeuden samojen hiukkasten sieppaamiseen. Molemmat vaikutukset estävät jäteveden laatua.
Perinteiset putkenasettajat kärsivät myös rei'itetyn seinän ongelmasta. Tasaisen jakautumisen saavuttamiseksi sisääntuloaukon rei'itetty seinä tarvitsee pienempiä aukkoja kuin vaakavirtausselostussäiliö - mikä tarkoittaasuuremmat aukon nopeudet. Suurinopeuksiset suihkut näiden aukkojen läpi hajottavat hiutaleita, joita flokkulaatiosäiliö käytti juuri 13 minuuttia rakentamaan. Mikä pahempaa, suihkut voivat sekoittaa levitysvyöhykkeen pohjalle kertynyttä kuollutta lietettä ja suspendoida uudelleen jo laskeutuneita kiintoaineita.
Vaakavirtausosio ratkaisee tämän ongelmaketjun ytimessä. Lisäämällä 1/3 säiliön pituudesta vaakavirtausvyöhykkeeksi ennen kaltevia putkia, suunnittelulla saavutetaan neljä asiaa:
| # | Mitä se tekee | Miten se toimii |
| 1 | Säätelee vaakasuuntaista virtausnopeutta | Vaakaleikkaus laskee vaakasuuntaisen alkunopeuden arvoon 12,73 mm/s - reilusti 10–18 mm/s ikkunan sisällä, jossa jäteveden laatu pysyy vakaana pintakuormituksen ja lietteen syvyyden vaihteluista huolimatta. Alle 10 mm/s hukkaat säiliön tilavuutta. Yli 18 mm/s flokkien murtumisesta tulee merkittävää. |
| 2 | Vaimentaa iskukuormitusta | 24 m²:n vaaka-alue toimii hydraulikondensaattorina. Kun raakaveden sameus piikittyy tulvakauden aikana, vaakasuora osa puskuroi virtausaaltoa antaen höytäleille lisää laskeutumisaikaa ennen kuin ne saavuttavat kaltevia putkia. Perinteisissä putkenlasketuissa ei ole tällaista puskuria - virtauspiikki osuu suoraan putkikimpuun. |
| 3 | Vähentää ylöspäin suuntautuvaa nopeutta putkissa | Kun vaakasuuntaiselle vyöhykkeelle asetetaan suurempia flokkeja, kalteviin putkiin tuleva suspendoituneen kiintoaineen pitoisuus on pienempi, mikä mahdollistaa pienemmän ylöspäin suuntautuvan virtausnopeuden (2,79 mm/s tässä mallissa). Pienempi nopeus tarkoittaa vähemmän turbulenssia, mikä tarkoittaa parempaa flokkien talteenottoa. Putken sisäinen nopeus on 3,5 mm/s ja viipymäaika 4,76 minuuttia - kauttaaltaan laminaarinen. |
| 4 | Estää pienitiheyksisten flokkien pääsyn putkiin | Molempien osien ohjausseinät muodostavat virtausreitin, jossa vain tiheämmät, hyvin muodostuneet flokit tulevat putkivyöhykkeelle. Pienitiheyksiset flokit - sellaiset, jotka hajoavat ja kulkeutuvat putkien läpi sameutena - jäävät vaakasuoraan osaan ja asettuvat sinne. Tämä on erityisen tehokasta alhaisen lämpötilan, matalan sameuden ja runsaasti levää sisältävässä vedessä, jossa flokit ovat luonnostaan heikkoja. |
Suunnitteluparametrit: numerot jälkiasennuksen takana
Kalteva putkiosa käyttäävastavirtavirta- vesi nousee ylöspäin putkien läpi, kun taas kiinteät aineet liukuvat alaspäin 60 asteen kaltevuutta pitkin. Putket ovat eteeni-propeenikopolymeeriä (EPC), joiden poikkileikkaus on kuusikulmainen, halkaisija 30 mm, pituus 1 m. EPC valittiin tavallisen PVC:n tai PP:n sijaan sen erinomaisen suorituskyvyn vuoksi kylmässä vedessä: se säilyttää joustavuuden ja iskunkestävyyden lämpötiloissa, joissa jäykkä PVC muuttuu hauraaksi.
| Parametri | Arvo |
| Pintakuormitusaste (q) | 3.36 m³/(m²·h) |
| Vaakavirtausalue | 24 m² |
| Kalteva putken pinta-ala | 48 m² |
| Putken materiaali | Eteeni-propeenikopolymeeri (EPC), hunajakenno kuusikulmainen, φ30 mm |
| Putken pituus | 1.0 m |
| Asennuskaltevuus | 60 astetta (vastavirtavirtaus) |
| Vaakasuuntainen virtausnopeus (jakauma) | 12,73 mm/s |
| Virtausnopeus ylöspäin (kalteva putken vyöhyke) | 2,79 mm/s |
| Putken sisäinen virtausnopeus | 3,5 mm/s |
| Oleskeluaika putkien sisällä | 4.76 min |
| Jakelualueen korkeus | 1.53 m |
| Kaltevan putken vyöhykkeen korkeus | 0.87 m |
| Keräysalueen korkeus | 1.0 m |
| Sedimentaatiosäiliön kokonaiskorkeus | 4.8 m |
Lietteenkeräyksessä käytetään suuria painovoimasuppiloita, joiden liukukulma on jyrkempi kuin perinteisissä pienissä suppiloissa, mikä varmistaa lietteen perusteellisen poiston minimaalisella paikallisella virtaushäiriöllä. Lietteenpoistoventtiilit ovatmanuaalinen-sähköinen pika-avattava tyyppi- käytännöllinen valinta, joka asettaa luotettavuuden ja huollon helppouden etusijalle täyden automaation edelle. Vähemmän laitteita, pienemmät vikaluvut, pienemmät kustannukset.
Tulokset: 4 NTU pienempi 3 päivässä, 1,3 NTU 3 vuoden jälkeen
72 tunnin kokeilu: välitön suorituskyvyn ero
Kolmen päivän jatkuva koe suoritettiin 15.–17.10.2011, jolloin tulovirtausta säädettiin klo.750 m³/h. Tehdas otti näytteitä raakavedestä, muuntamattoman perinteisen putken selkeyttimen jätevedestä (rinnakkaisjuna) ja parannetun putken selkeyttimen jätevedestä samanaikaisesti koko kokeen ajan.
Tulokset olivat yksiselitteisiä. Parannettu settlerin jäteveden sameus oliyli 4 NTU pienempikuin perinteinen suunnittelu kaikissa näytteenottopisteissä. Ero oli johdonmukainen ja välitön – ei sisäänajojaksoa, ei vaadittu viritystä. Jäteveden laatu täytti suunnittelun odotukset ensimmäisestä päivästä lähtien, mikä vähensi merkittävästi suodattimen kuormitusta alavirtaan.
TOC-poisto: 6,08 %:n parannus perinteiseen muotoiluun verrattuna
Pintavedessä sameus ja orgaaninen aines korreloivat läheisesti – samat valoa sirottavat hiukkaset kuljettavat mukanaan myös adsorboitua luonnon orgaanista ainetta (NOM). Kokeen aikana laitos mittasi molempien sedimentaatioprosessien jäteveden TOC-pitoisuutta. Raakaveden TOC oli vakaa2,5–3,0 mg/l.
| Metrinen | Perinteinen putkiasukkaaja | Paranneltu putken asettaja |
| Keskimääräinen jäteveden TOC | 2,03 mg/l | 1,85 mg/l |
| Keskimääräinen TOC-poistoaste | 33.59% | 39.67% |
| Parannus perinteiseen verrattuna | - | +6.08% |
6 %:n parannus TOC-poistossa saattaa vaikuttaa vaatimattomalta, mutta juomaveden käsittelyssä orgaanisen aineksen poisto sedimentaatiovaiheessa vähentää suoraan desinfioinnin sivutuotteen (DBP) muodostumispotentiaalia alavirtaan. Jokainen ennen kloorausta poistettu TOC-milligramma on milligramma, joka ei muodosta trihalometaaneja (THM:itä) tai halogeenietikkahappoja (HAA:ita) jakelujärjestelmässä.
Kolmen vuoden vahvistus: Numerot pitävät
Jälkiasennus otettiin käyttöön 15. huhtikuuta 2012. Kolmen jatkuvan toiminnan aikana laitos otti säännöllisesti näytteitä laskeutuneen veden sameudesta sekä jälkiasennetusta junasta että muuttamattomasta rinnakkaisjunasta. Tiedot kertovat selkeän tarinan jatkuvasta suorituskyvystä:
| Pitkän aikavälin toimintatiedot (2012–2015) | Perinteinen putkiasukkaaja | Paranneltu putken asettaja |
| 3 vuoden keskimääräinen jäteveden sameus | 2.3 NTU | 1.3 NTU |
| Jäteveden vakaus | Kausivaihtelu, 2–5 NTU vaihteluväli | Vakaa, jatkuvasti alle 2 NTU |
| Suodattimen kuormituksen vähentäminen | Perustaso | Merkittävä - 1.0 NTU pienempi laskeutuneen veden sameus |
1,3 NTU:n laskeutuneen veden keskiarvo on tärkein luku. Toimittamalla vettä suodattimiin 1,3 NTU 2,3 NTU:n sijaan, parannettu settleri vähensi suodattimen kiintoainekuormaa noin43%. Tämä tarkoittaa pidempää suodatinajoa vastahuuhtelujen välillä, pienempää vastahuuhteluveden kulutusta ja - kriittisesti - viimeisteltyä vettä, joka voi luotettavasti täyttää alle 1 NTU -standardin. Suodattimella, joka vastaanottaa 2,3 NTU:n laskeutunutta vettä, on hyvin vähän marginaalia 1 NTU:n valmiin veden saavuttamiseksi. Suodattimella, joka vastaanottaa 1,3 NTU:n laskeutunutta vettä, on tilaa toimia.
Mitä tämä tarkoittaa kasvellesi
Tämä tapaustutkimus osoittaa, että huonosti toimivaa kaltevaa putken laskeutuslaitetta ei tarvitse vaihtaa. Ongelmana on harvoin itse putket - se tapahtuu jakeluvyöhykkeellä ennen kuin vesi saavuttaa ne. Jälkiasennuksen periaatteet ovat siirrettävissä:
1. Jos laskeutuneen veden sameus on epäyhtenäinen, tarkista ensin virtauksen jakautuminen.Epätasainen virtaus putkinipun poikki on yleisin syy kaltevien putkenlaskeutuslaitteiden suorituskyvyn vaihteluihin. Upotettu pato flokkuloinnin poistoaukossa ja rei'itetty jakeluseinä, jossa on porrastettu reikäväli, ovat edullisia korjauksia, jotka korjaavat tämän lähteellä.
2. Jos käsittelet kylmää vettä (<5°C), add a horizontal flow section.Kylmä vesi tuottaa heikkoja flokkeja, jotka eivät kestä perinteisen putkenlaskutusaukkojen turbulenssia. Vaakasuora virtausosa tarjoaa matalaenergiaisen siirtymävyöhykkeen, jonne nämä hauraat flokit voivat asettua irtoamatta toisistaan.
3. Jos raakavedesi laatu vaihtelee kausittain, lisää jakeluvyöhykkeen puskuria.Vaakasuoran osan kyky vaimentaa iskukuormitusta ei ole mukavaa - se on ero vakaan jäteveden ja kausiluonteisten vedenlaatuvalitteiden välillä. Tässä projektissa käytetty 1/3 säiliön pituusjako on hyvä lähtökohta suunnittelulle.
4. Putken materiaalilla on merkitystä kylmässä ilmastossa.Tähän projektiin valitut EPC-putket säilyttävät joustavuuden lämpötiloissa, joissa jäykkä PVC muuttuu hauraaksi. Jos raakavesi laskee alle 5 asteen pitkiksi ajoiksi, keskustele putkimateriaalin valinnasta toimittajasi kanssa. Tavallisilla PVC:llä ja PP:llä on erilaiset matalan lämpötilan suorituskykyiset kirjekuoret.
5. 6 %:n parannus TOC-poistossa on arvokkaampi kuin miltä se näyttää.Juomaveden käsittelyssä ennen desinfiointia poistettu orgaaninen aines eliminoidaan DBP:n muodostumispotentiaalista. TOC:n 6,08 %:n parannus sedimentaatiovaiheessa tarkoittaa, että THM:n ja HAA:n muodostuminen loppupäässä vähenee huomattavasti. Tämä on säädöstenmukaisuusetu, joka lisääntyy kasvin käyttöiän aikana.
Tässä kuvattu jälkiasennus lisäsi käsittelykapasiteettia 33 % (12 000:sta 16 000 m³/d) samalla säiliötilalla ja samalla paransi jäteveden laatua. Se yhdistelmä -enemmän vettä, parempi vesi, sama rakennus- on se, mikä tekee vaakavirtauksen tasauskonseptista arvioimisen arvoisen kaikille ikääntyville vedenkäsittelylaitoksille, jotka kohtaavat tiukemmat standardit.
Olitpa päivittämässä olemassa olevaa kaltevaa putkenlaskuria tai suunnittelemassa uutta asennusta, Juntai tarjoaa täydelliset putkenlaskutusratkaisut - PP, PVC ja erikoispolymeerimateriaalit φ25/35/50/80 mm:n kanavahalkaisijalla, tukikehykset ja tekniset mitoitukset. Ilmainen järjestelmäsuositus 24 tunnin sisällä. 500+ asennusta 40+ maassa.
| Lähetä tiedot sähköpostilla | WhatsApp: +86 13600513715 | Online-kyselylomake |