Eğimli Tüp Yerleştirici Bulanıklığı Nasıl Azaltılır: 4 Donanım Yükseltmesi + 6 40.000 m³/d'lik Bir Fabrikadan Çalıştırma Yöntemleri

Çin'in yeni içme suyu standardı GB5749-2006 yürürlüğe girdiğinde tüketici musluğundaki bulanıklık sınırı3 NTU'dan 1 NTU'ya. 1980'lerde eğimli tüp yerleşimli inşa edilen bir su tesisi için bu, filtreleri besleyen çökelmiş suyun büyük ölçüde daha temiz hale getirilmesi gerektiği anlamına geliyordu. Çünkü çökelmiş su bulanıklığı filtrelenmiş suyun bulanıklığını tetikler ve filtrelenmiş su bulanıklığı esasen bitmiş su bulanıklığıdır. Huizhou'daki 40.000 m³/gün kapasiteli bir tesis bu zorluğun üstesinden geldi. Bu makale tam olarak neyi değiştirdiklerini ele alıyor: donanım yükseltmeleri ve durağan su bulanıklığını yeni standardın gerektirdiği düzeye indiren altı operasyonel yöntem.

ÇALIŞAN SU BULANIKLIĞI NEDEN KONTROL NOKTASIDIR

Geleneksel bir su arıtma tesisinde bulanıklığın azaltılması birbirini takip eden üç aşamada gerçekleşir: çökeltme tankı,80–90%askıda katı maddeler ve kolloidler; filtreler geriye kalanları parlatıyor; ve bitmiş su dağıtım sistemine ulaşır. Aşamalar arasındaki ilişki bağımsız değildir; basamaklıdır:

Durgun su bulanıklığı ↑ → Filtrelenmiş su bulanıklığı ↑ → Bitmiş su bulanıklığı ↑

Durgun suyun bulanıklığı fazla ise filtrelerin daha fazla çalışması gerekir. Ani bir artış olursa, filtrelerin uyumlu kalabilmesi için zorunlu geri yıkama yapılması gerekir. Ve yeni standardın musluktaki 1 NTU sınırına ek olarak boru korozyonu ve ikincil besleme kirliliğinin dağıtım sisteminde bulanıklık yarattığı gerçeğiyle birlikte -Tesisten çıkan bitmiş su 1 NTU'nun oldukça altında olmalıdır. Bu, yükü doğrudan sedimantasyon aşamasına getirir. Kötü yerleşimden çıkış yolunu filtreleyemezsiniz.

Bu sadece bir uyum sorunu değil. Bulanıklığın azaltılması aynı zamanda mikroorganizmaları da azaltır, uçucu ve yarı uçucu organik bileşiklerin konsantrasyonunu (ve bunların mutajenik aktivitesini) azaltır ve birincil uzaklaştırma mekanizmasıdır.Cryptosporidium ve Giardia- Klor dezenfeksiyonunun tek başına güvenilir bir şekilde etkisiz hale getiremediği tek hücreli patojenler.

I. TESİS - VE EĞİMLİ BORULARIN NEDEN YARDIMA İHTİYACI VAR

Huizhou Genel Su Temini Şirketinin Qiaodong Su İşleri, 1980'lerin ortasında,Faz başına 40.000 m³/d. Süreç geleneksel ama sağlamdır: pıhtılaşma → eğimli tüp yerleşimi → hızlı yerçekimi filtresi → dezenfeksiyon. Çalışma dönemi boyunca (Ocak 2005 – Nisan 2007) ham su kalitesinin ortalaması:

Eğimli tüp yerleşimciler, alan çoğaltma ve laminer akış stabilizasyonunda etkili olmalarına rağmen yapısal bir sınırlamaya sahiptir:Kısa tutma süresi ve azaltılmış çökelme mesafesi, ham su kalitesi veya akış hızı değiştiğinde bunları geleneksel tanklara göre daha az stabil hale getirir. Dağıtım bölgesi yüksekliği 1,8 m, temiz su bölgesi 1,1 m, toplam tutma süresi 33 dakika ve tüp tutma süresi yalnızca 7 dakikadır. Akış aniden yükseldiğinde veya ham su bulanıklığı aniden yükseldiğinde hidrolik tampon çok az olur. Tesisin yeni bulanıklık standardını karşılamak için hem donanım yükseltmelerine hem de operasyonel disipline ihtiyacı vardı.

II. DÖRT DONANIM YÜKSELTME

1. Ham suyun ön klorlanması

Pıhtılaşmadan önce ham suya klor eklenmiştir. Bu iki işleve hizmet eder: organik kirleticilerin oksidasyonu (aksi takdirde pıhtılaşmaya direnecek yapıların parçalanması) vekolloidlerin istikrarsızlaştırılması- Klor, organik kaplamayı kolloidal parçacık yüzeylerinden sıyırarak negatif yükü ve parçacıkları dağılmış halde tutan elektriksel çift katmanlı itmeyi azaltır. Sonuç, pıhtılaştırıcı eklendiğinde parçacıkların daha kolay çarpışması ve topaklaşmasıdır. Ön klorlama yerleşik bir pıhtılaştırıcı yardımcı görevi görür.

2. Hızlı, eşit kimyasal temas için sıralı karıştırıcı

Karıştırma, flokülasyonun temelidir; eğer pıhtılaştırıcı ve ham su saniyeler içinde eşit şekilde karıştırılmazsa, hiçbir flokülasyon süresi bunu telafi edemez. Tesis birhat içi karıştırıcı: ham su boru hattının içinde keskin bir hız değişimi ve yerel negatif basınç yaratan bir indirgeme borusu. Yük kaybı yaklaşık 0,3 m'dir. Tasarım akışı altında karıştırma süresi10–20 saniyeve karıştırıcının içinde oluşan türbülans, pıhtılaştırıcının ham suyun her hacim elemanına temas etmesini sağlar. Mikser, daha az güvenilir mekanik karıştırmayı, hareketli parçası olmayan pasif bir hidrolik cihazla değiştirdi.

3. Izgara topaklaştırma tankı - 27 kontrollü enerji dağıtımı katmanı

Mevcut delikli vorteks flokülasyon tankı,ızgara flokülasyon tankı27 katman ızgara yerleştirerek. Su, her bir ızgara katmanından akarken, art arda büzülür ve genişler; parçacıkları temasa, çarpışmaya ve topaklaşmaya getiren kontrollü hız gradyanları yaratır. Sonuç, floklardırbüyük, yoğun ve kaymaya dayanıklıtüp yerleşimci girişine ulaştıklarında. Tabana bir DN100 delikli çamur borusu (3,6 m uzunluğunda, çapraz desende 30 mm delikler) eklendi ve delikler tıkandığında geri yıkama için yüksek basınçlı su çıkışa bağlandı. Tampon bölge, çamur tahliyesi için merkezi kontrol odasından bir solenoid valf tarafından kontrol edilen sabit bir sifon kullanır.

4. Atık suların eşit şekilde çekilmesi için parmak tipi toplama olukları

Temiz su bölgesinden eşit olmayan toplama, kısa devre yaratır; suyun bir kısmı tüplerde tasarımın varsaydığından daha az zaman harcar ve çökelmemiş topakları atık suya taşır. Tesis orijinal kare toplama deliklerini yenileriyle değiştirdi.on adet paslanmaz çelik parmak tipi oluktemiz su bölgesi boyunca eşit olarak dağıtılır. Tüm toplama deliklerinin merkez yüksekliği aynı yatay düzleme ayarlandı. Bu tek değişiklik, hem toplama bölgesinin önü ve arkası arasındaki bulanıklık farkını hem de toplu temiz su bulanıklığı ile bireysel olukların içindeki bulanıklık arasındaki boşluğu azalttı.

III. DÜŞÜK BULANIKLIĞI KİLİTLENEN ALTI İŞLEM YÖNTEMİ

Donanım yükseltmelerinden sonra da ara sıra sorunlar ortaya çıkmaya devam ediyordu: atık sudaki ince topak parçacıkları, kararsız çöken su bulanıklığı ve tankın uzak ucunda yükselen topak. Bunlar, yüksek filtre yüklemesine ve zorunlu geri yıkamalara neden oldu. Bunları ortadan kaldırmak için altı operasyonel yöntem sistemleştirildi.

Yöntem 1 - Hat içi karıştırıcıyı tasarım yükünde çalıştırın

Hat içi karıştırıcı, karıştırma türbülansı oluşturmak için mekanik enerjiyi değil akış hızını kullanır. Kafa kaybı duruma göre değişirakış hızının karesi. Tasarım akışında karıştırma yoğun ve eksiksizdir. Düşük akışta yük kaybı keskin bir şekilde düşer ve karıştırma etkinliği çöker. Tesisin kısmi yükte çalışan bir karıştırıcıyı kısmak yerine çıktıyı azaltması gerektiğinde strateji, daha az sayıda arıtma hattını tam yükte çalıştırmaktır. Mikser mümkün olduğunca tasarım aralığında kalmalıdır.

Yöntem 2 - SCD kontrollü pıhtılaştırıcı dozajı

Tesis başlangıçta pıhtılaştırıcı dozunu manuel olarak kontrol ediyordu; operatörler deneyimlerine dayanarak kimyasallar ekledi ve sonuçları gördükten sonra ayarladı. Ancak bir su arıtma tesisi sürekli ve dinamiktir; Operatör doz değişikliğinin etkisini gördüğünde yanlış doz alan su çökeltme tankından geçerek filtrelere ulaşmış demektir.

Bitki benimsendiSCD (Akış Akımı Dedektörü)kontrol. SCD, pıhtılaştırıcı ilavesinin etkisini doğrudan ölçen çevrimiçi bir cihazdır; akış hızı veya bulanıklığı değil, koloidal yük nötralizasyonunu yansıtan gerçek akış akımını ölçer. Algılanan değeri bir ayar noktasıyla karşılaştırır ve matematiksel bir model aracılığıyla dozaj pompasını otomatik olarak ayarlar. Döngü kapalıdır: ölç → karşılaştır → ayarla → ölç.Pıhtılaştırıcı dozu, ham su değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izler, bir insan operatörün fark etmesi ve tepki vermesi 30-60 dakika içinde değil.

Yöntem 3 - Sedimantasyon tankına düşük giriş hızı

Flokülasyondan sonra su tampon bölgeye girer.0.096 m/sdaha sonra delikli bir duvardan dağıtım bölgesine daha yavaş geçer. Bu aşamalı hız azaltmanın amacı floc bütünlüğünü korumaktır. Flokülasyon tankından sağ çıkan floklar, çökeltici girişindeki ani hız gradyanı nedeniyle hâlâ kesilebilir. Giriş hızını düşük tutmak ve delikli duvarın akışı tank genişliği boyunca eşit şekilde dağıtmasını sağlamak, çökelmeden önce mümkün olan son anda flok kırılmasını önler.

Yöntem 4 - Ölü bölgeler de dahil olmak üzere çamurun zamanında boşaltılması

Eğimli borulu yerleşim birimlerinde çamur boşaltma ölü bölgeleri bulunur; çamur, boşaltma borusunun uzak tarafında, yakın tarafa göre daha fazla birikir. İzleme bunu doğruladıtemiz su bulanıklığı dikey borunun yakınındaki tarafta daha düşüktür. Biriktirme bölgesinde çamur biriktiğinde yukarı doğru akış, alttaki çamuru temizleyebilir ve topakları tekrar süspansiyon haline getirebilir. Boruların içinde çamur biriktiğinde, azaltılmış akış kesiti yerel hızı artırır ve daha hızlı akış, çökmekte olan veya zaten çökmüş olan flokları kaldırır. Her iki mekanizma da atık suyun bulanıklığını artırır.

Çözüm iki yönlüdür:birikim bölgesinden düzenli çamur tahliyesi ve tüp yüzeylerinin periyodik temizliği. Flokülasyon tankındaki ve tampon bölgedeki çamurun da uzaklaştırılması gerekir; bu birikintiler, çökelticiye sürekli olarak yaşlı, kırık flok parçalarını besler.

Yöntem 5 - Sifon çamur toplayıcının tank uçlarında beklemesini uzatın

Tesiste otomatik kontrollü sifon tipi mekanik çamur toplayıcı kullanılmaktadır. Çalışma sırasında toplayıcıher iki uçta da kasıtlı olarak yavaşlatıldıBirikmenin en kötü olduğu bölgelerden çamurun tamamen uzaklaştırılmasını sağlamak için uçlardaki bekleme süresi uzatılır. Giriş suyu bulanıklığı yüksek olduğunda, tankın blöf vanası, mekanik çamur toplama işlemiyle eş zamanlı olarak açılarak dipteki çamur suyunun tahliyesi sağlanır. Yardımcı çamur tahliyesini sağlamak amacıyla kilit bölgelere dalgıç pompaların kurulumu planlanmaktadır.

Yöntem 6 - Operasyonel disiplini ve sistem düzeyinde koordinasyonu güçlendirin

Bu tesis, ham su alım pompalarını ve boru hatlarını diğer tesislerle paylaşarak şehrin tüm su tedarik sistemi için akış ve basınç regülatörü olarak çalışıyor. Emme pompa istasyonu büyük ve küçük pompalar arasında geçiş yaptığında veya diğer santraller emme vanalarını açıp kapattığında bu santrale ulaşan debi ve basınç aniden değişir. Ham su değişiminde hidrolik koşullar. Pıhtılaştırıcı dozunda (SCD kontrolünde bile) yanıt gecikmesi vardır. Yerleştiricide yalnızca 33 dakikalık toplam tutma süresi nedeniyle ani bir akış değişikliği, dozaj sistemi uyum sağlamadan önce çökelmemiş suyu filtrelere itebilir.

Karşı önlem:sistem düzeyinde koordinasyon. Bu tesisin özel hassasiyetinin farkında olan merkezi sevk görevlileri, birden fazla tesis ve giriş istasyonundaki pompa değişikliklerini ve valf operasyonlarını koordine ederekAkışın ve basınç dalgalanmalarının büyüklüğünü ve sıklığını en aza indirin. Fabrika katındaki yapılandırılmış bir devriye sistemi, operatörlerin delikli duvardan önce ve sonra topak oluşumunu ve çökeltme bölgesindeki çamur birikimini düzenli olarak gözlemlemesini sağlar. Eğitim - mentorluk, iş başında beceri geliştirme - gerçek zamanlı koşulları değerlendirme ve küçük bir sapmanın bulanıklık sapması haline gelmesinden önce müdahale etme yeteneğini geliştirir.

KONTROL EDİLEBİLİR DEĞİŞKENLER - ÖZET

TEMEL ANLAYIŞ

Eğimli bir tüp yerleşimcisinin kısa tutma süresi (toplamda - 33 dakika, tüplerde 7 dakika) hem avantajıdır (kompakt, düşük maliyetli) hem de kırılganlığıdır (dar hidrolik tampon). Yukarı yöndeki her şey optimize edildiğinde, karıştırma yoğun ve hızlı olduğunda, pıhtılaştırıcı dozu gerçek zamanlı su kalitesini takip ettiğinde, tüplere giren floklar büyük ve kaymaya dayanıklı olduğunda, çamur birikmeden boşaltıldığında ve akış değişiklikleri sistem düzeyindeki koordinasyonla azaltıldığında, yerleşimci filtrelerin işlerini stres olmadan yapabilmesine yetecek kadar düşük çökelmiş su bulanıklığı sağlar. Bunlardan herhangi birini kaçırdığınızda, filtre girişindeki bulanıklık numarası hikayeyi anlatır.

Huizhou tesisinin deneyimi, 1980'lerden kalma eğimli tüp yerleşimcisinden 1 NTU'nun altındaki bitmiş suya ulaşmanın mümkün olduğunu gösteriyor; ancak bu, yerleşimcinin izole edilmiş bir ekipman parçası olarak değil, ham su klorlaması ile başlayan ve toplama teknesinde biten bir zincirin aşağı akış ucu olarak ele alınmasını gerektirir. Bu zincirdeki her halka bir kontrol noktasıdır.