הפחתת פריקת צינורות מתנחלים: כיצד צינור כבידה DN200 חתך פסולת ניקוי ב-406 M³ והעלים את הצפת הטנק

אחת לחודשיים, מפעל טיפול במים שלב III ב-CNOOC Fudao משבית את מתנחל צינורות לניקוי. הפעולה נמשכת 4 שעות. זה מתפרק1,500 m³של תערובת מים- של בוצה לתוך מיכל איסוף הבוצה. הטנק מעולם לא תוכנן לסוג כזה של נחשול. עד סיום מחזור הניקוי, מפלס המיכל גבוה בצורה מסוכנת, המתנחל המקוון לא יכול לפרוק בוצה כרגיל, ומערכת הטיפול בבוצה שורפת כימיקלים וחשמל רק כדי לעמוד בקצב. התיקון לא היה מיכל גדול יותר או משאבה גדולה יותר - זה היה צינור, הפרש גובה של 4.3 מטר וכוח המשיכה.

1. הבעיה: מחץ קיבולת כל חודשיים

מפעל טיהור המים שלב III מפעיל שתי רכבות טיפול עצמאיות, כל אחת משתמשת במתיישב צינור זרם נגדי- לצורך שקיעה. מערכת טיפול בבוצה משותפת מטפלת בהזרמת בוצה מכל שלושת שלבי המפעל. המערכת בנויה סביב שני מכלי איסוף בוצה, כל אחד בנפח אפקטיבי של1,500 m³, עבור סך כולל של3,000 m³.

התכנון המקורי הניח זרימה יומית ניתנת לניהול: 1,200 מ"ק ליום של הזרמת בוצה רגילה משלושה מתיישבי צינורות, בתוספת 300 מ"ק ליום של סינון ממכבש המסנן. אבל במהלך אירוע ניקיון, המציאות נראית שונה מאוד. כפי שמראה טבלה 1, הזרימה הכוללת למיכל איסוף הבוצה עולה עד3,329.3 m³/d- מעבר לקיבולת העיצוב האפקטיבית של3,029.3 מ"ק ליום על 300 מ"ק ליום.

ההשלכות מתערפלות במהירות: מפלס נוזל מיכל האיסוף עולה ל-גלישה כמעט, מייצב הצינורות המקוון מאבד את קיבולת פליטת הבוצה הרגילה שלו מכיוון שאין קיבולת מיכל ריק לקלוט אותו, ומערכת הטיפול בבוצה - המיועדת לפעולה קבועה- במצב - חייבת לפעול שעות ממושכות. יותר כימיקלים. יותר חשמל. יותר עבודה. הכל בגלל מים צלולים שלא נזקקו לטיפול נשלחו למערכת הבוצה.

2. הבנת האזורים של מתנחל הצינורות - והיכן יושבים המים הצלולים

מתקן הצינור בנוי על עיקרון המיכל הרדוד-: על ידי ערימת מודולי צינור משופע באזור השקיעה, הוא מכפיל את אזור השקיעה האפקטיבי, מקטין את הרדיוס ההידראולי ומקדם זרימה למינרית -, כל אלה משפרים באופן דרמטי את הפרדת המוצקים בטביעת רגל קומפקטית.

מבחינה פונקציונלית, הטנק מחולק לארבעה אזורים אנכיים. עבור כל רכבת טיפול שלב III (מידות פנימיות: רוחב 8.8 מ' × 22.0 מ' אורך × 7.9 מ' עומק אפקטיבי), גבהי ונפחי האזור הם:

הנה התצפית הקריטית: אזור המים הצלולים מחזיק406.56 מ"ר - מעל 26% מנפח המיכל הכולל- והמים האלה כבר מטופלים. עכירותו מתחת ל-10 מ"ג/ליטר. עכירות התכנון של המים הגולמיים של הצמח היא 30 מ"ג/ליטר. עם זאת, במהלך הליך הריקון והניקוי, כל הנפח הזה של מים נקיים היה מעורבב עם בוצה ונשלח למיכל האיסוף לטיפול חוזר-. אלה היו מים נקיים שמשלמים את מחיר המים המלוכלכים.

3. הליך הניקוי הסטנדרטי - ומדוע הוא מעמיס על המערכת

מתיישבי צינורות צוברים בוצה בתוך ועל גבי מודולי הצינור במהלך הפעולה. ללא בדיקה, הצטברות זו חוסמת את הזרימה דרך הצינורות, פוגעת באיכות המים המשוקעים, ואף עלולה לגרום ללחץ מוגזם המוביל לקריסת מודול הצינור. ריקון וניקוי תקופתיים אינם-ניתנים למשא ומתן.

ההליך הסטנדרטי פועל לפי ארבעה שלבים: פתחו את שסתומי הניקוז התחתונים, הורידו את מפלס המים מתחת לאזור הצינור, ולאחר מכן השתמשו במים -לכיבוי אש בלחץ כדי לשטוף את מודולי הצינור מלמעלה עד שהבוצה שהצטברה נעקרת ממקומו. הפסק את השטיפה, שמור את שסתומי הניקוז פתוחים לגמרי כדי להזרים את המים והבוצה מאזורי החלוקה והצבירה, וסגור את השסתומים.

הבעיה היא שכל אזור מתנקז למיכל איסוף הבוצה. אזור המים הצלולים - 406 m³ של מים מטופלים - מתערבב עם הבוצה-העמוסה במים מהצינור ומאזורי ההצטברות. כל זה מגיע למיכל האיסוף. רובו בסופו של דבר מופרד ומוחזר למיכל המים הגולמי בכל מקרה - אך רק לאחר מעבר דרך המעבה, מכבש הסינון ושתי סטים של משאבות הרמה. המים הצלולים עוברים מעקף ארוך ויקר דרך מערכת הטיפול בבוצה ללא סיבה.

4. בדיקת היתכנות: שלוש סיבות שהסטת כוח הכבידה עובדת

תפיסת השיפוץ היא פשוטה: במקום לשלוח את 406 מ"ר של אזור המים הצלולים לתוך מערכת הבוצה, הפנה אותם ישירות חזרה למיכל המים הגולמיים. יש להתקיים שלושה תנאים כדי שזה יעבוד:

מצב 1 - תאימות לאיכות מים.העכירות של אזור המים הצלולים היא מתחת ל-10 מ"ג/ליטר. עכירות התכנון של המים הגולמיים של הצמח היא מתחת ל-30 מ"ג/ליטר. המים הצלולים הםלמעשה נקי יותר ממי הנהר הנכנסים למפעל. מיחזורו כמים גולמיים מקובל לחלוטין.

מצב 2 - ראש כבידה.הגובה התחתון של אזור המים הצלולים הוא+5.8 m. מפלס המים המרבי בתכנון של מיכל המים הגולמי הוא+1.5 m. כלומר אהפרש גובה של 4.3 מטר. אין צורך במשאבה. כוח המשיכה עושה את העבודה.

מצב 3 - הימנעות עלויות.לפי ההסדר הקיים, המים הצלולים נשאבים פעמיים (משאבת מיכל איסוף + משאבת מיכל החזרה), מינון PAM ומושקע במיכל זרימה רדיאלי - הכל לפני החזרה למיכל המים הגולמיים. צינור כבידה עוקף כל אחד מהשלבים הללו. זמן ריצה של חשמל, כימיקלים וציוד יורדים.

5. שיטת הצנרת: DN200, שני אגנים, צינור אחד כל אחד

מתיישב הצינורות מורכב מאגן מזרחי ואגן מערבי החולקים קיר מחיצה משותף. עבור כל אחד מהם תוכנן קו הסחת כבידה נפרד.

לאחר חישוב התנגדות זרימת הכבידה בהתבסס על אורך צינור, אביזרי, חומר, הפרש גובה וקצב זרימה נדרש,צינור פלדת פחמן DN200 מ"מנבחר לשני האגנים. קוטר הצינור הוא קריטי: קטן מדי, וזרימת ההטיה איטית מכדי להיות מעשית; גדול מדי, ופתח קיר המיכל יוצר סיכון מבני מיותר.

עמדת הקליטה חשובה לא פחות. קרוב מדי לאזור הצינור, ומהירות היניקה עלולה למשוך בוצה מהצינורות. העיצוב מציב את היניקהאנכית 0.2 מ' מעל תחתית אזור המים הצלולים(0.2 מ' מעל החלק העליון של אזור השקיעה של הצינור) - קרוב מספיק כדי להתנקז ביעילות, מספיק רחוק כדי למנוע הפרעה לצינורות.

כל צינור עובר מנקודת הכניסה שלו דרך קיר המתנחלים אל תעלת סרגל כניסת המים הגולמיים של מפעל שלב III. תומכי צינור מאבטחים את הניתוב, ואשסתום בקרת זרימה בתוספת שסתום שערמותקנים ליד ערוץ מסך הבר. שסתום השער מספק כיבוי חיובי במהלך פעולה רגילה, ומונע זרימה חוזרת לא מכוונת. שסתום בקרת הזרימה מווסת את קצב ההסטה כדי למנוע משיכת בוצה מהצינורות או הצפה של מיכל המים הגולמיים.

6. תוצאות מדודות

לאחר השיפוץ, המספרים סיפרו סיפור נקי. במהלך אירועי ניקוי, ירדה-מי הבוצה מהמתנחל1,529.3 מ"ק ליום עד 1,122.8 מ"ק ליום. סך ההזרמה למיכל איסוף הבוצה ירד מ3,329.3 מ"ק ליום עד 2,922.8 מ"ק ליום- כעת מתחת למגבלת העיצוב של 3,029.3 מ"ק ליום.

סיכון ההצפה בוטל. מתיישב הצינורות המקוון החזיר לעצמו את יכולת פריקת הבוצה הרגילה. ומערכת הטיפול בבוצה כבר לא הייתה צריכה לעבד 406 מ"ר של מים נקיים כבר- בכל מחזור ניקוי.

הכלכלה, על אף שהיא צנועה, ראויה לציון. המתיישב מנקה שש פעמים בשנה, כאשר כל מחזור מחזיר 406.5 מ"ר של מים צלולים ישירות למיכל המים הגולמיים - סה"כ שנתי של2,439 m³של עומס שפכים נמנע. בהתבסס על צריכת אבקת PAM של מערכת הטיפול בבוצה (~10 גרם/מ"ק ב-25 RMB/ק"ג) והחשמל הנמשך על ידי משאבת הרמה של מיכל האיסוף (15 קילוואט, 50 מ"ר/שעה) ומשאבת מיכל חוזרת (22 קילוואט, 150 מ"ר/שעה) בתעריף תעשייתי של 0.9 RMB/kWh:

החיסכון הישיר של 1,591 יואן לשנה הוא משני לתועלת התפעולית: מיכל איסוף בוצה שאינו מסתכן עוד בהצפת, מערכת טיפול בבוצה הפועלת במעטפת התכנון שלו ונוהל ניקוי שאינו משבש עוד את שאר המפעל.

טייק אווי מפתח

1.אם אזור המים הצלולים של מתיישב הצינורות שלך מכיל מים מטופלים, אין להעביר אותם דרך מערכת הטיפול בבוצה. חזרה ישירה למיכל המים הגולמיים מבטלת טיפול כפול-.

2.הפרש גובה של 4.3 מ' הוא די והותר לזרימת כוח הכבידה. לפני הוספת משאבות, בדוק אם גובה המיכל כבר נותן לך את מה שאתה צריך.

3.עמדת הקבלה חשובה. הצבת היניקה 0.2 מ' מעל לראש אזור הצינור מונעת מזרם ההטיה למשוך בוצה מהצינורות - קרוב מספיק לניקוז, רחוק מספיק כדי למנוע הפרעה.

4.גודל הצינור דורש חישוב התנגדות זרימת הכבידה - ולא כלל אצבע. DN200 היה מתאים למפעל הזה; קוטר הצינור של המפעל שלך תלוי בהפרש הגבהים הספציפי שלך, אורך הצינור וקצב הזרימה הנדרש.

5.שסתום שער לכיבוי חיובי בתוספת שסתום בקרת זרימה לוויסות קצב הוא תצורת השסתום המינימלית. ללא שניהם, אתה מסתכן בזרימה לאחור במהלך פעולה רגילה או בהשפעות יניקה במהלך ההסטה.