Како смањити замућеност у косим таложницима: 4 надоградње хардвера + 6 оперативне методе из постројења од 40.000 м³/д

Када је ступио на снагу нови кинески стандард за воду за пиће ГБ5749-2006, граница замућености на чесми потрошача је пала са3 НТУ до 1 НТУ. За водовод изграђен 1980-их са косим цевним таложницима, то је значило да исталожена вода - која напаја филтере - мора да постане знатно чистија. Пошто замућеност сталожене воде доводи до замућености филтриране воде, а замућеност филтриране воде је у суштини готова замућеност воде. Фабрика од 40.000 м³/д у Хуизхоуу прихватила је изазов. Овај чланак покрива тачно шта су променили - надоградње хардвера и шест оперативних метода које су заједно довеле замућеност сталожене воде на оно што нови стандард захтева.

ЗАШТО ЈЕ ЗАМУЋНОСТ СТАЛОГ ВОДЕ КОНТРОЛНА ТАЧКА

У конвенционалном постројењу за пречишћавање воде, смањење замућености се дешава у три узастопне фазе: таложни резервоар уклања80–90%суспендованих чврстих материја и колоида; филтери полирају оно што остане; а готова вода стиже у дистрибутивни систем. Однос између фаза није независан - већ је каскадно:

Замућеност устаљене воде ↑ → Замућеност филтриране воде ↑ → Замућеност готове воде ↑

Ако је замућеност сталожене воде велика, филтери морају радити јаче. Ако порасте, филтери захтевају присилно испирање да би остали усаглашени. А са ограничењем новог стандарда од 1 НТУ на славини - плус реалност да корозија цеви и секундарна контаминација довода додају замућеност у дистрибутивни систем -готова вода која излази из постројења мора бити знатно испод 1 НТУ. То ставља терет директно на фазу седиментације. Не можете филтрирати свој пут из лошег насељавања.

Ово није само питање усклађености. Смањење замућености такође смањује микроорганизме, смањује концентрацију испарљивих и полу{1}}испарљивих органских једињења (и њихову мутагену активност) и представља примарни механизам уклањања заЦриптоспоридиум и Гиардиа- протозојске патогене које сама дезинфекција хлором не може поуздано да инактивира.

И. ПОСТРОЈЕЊА - И ЗАШТО КОСИМ ЦЕВИМА ТРЕБА ПОМОЋ

Киаодонг водовод компаније Хуизхоу Генерал Ватер Суппли Цомпани пројектован је средином 1980-их са капацитетом од40.000 м³/д по фази. Процес је уобичајен, али чврст: коагулација → коси таложник → брзи гравитациони филтер → дезинфекција. Квалитет сирове воде током периода истраживања (јануар 2005–април 2007) је у просеку:

Нагнути цевни таложници, иако ефикасни у умножавању површине и стабилизацији ламинарног тока, имају инхерентно структурно ограничење:кратко време задржавања и смањена удаљеност таложења чине их мање стабилним од конвенционалних резервоара када се промени квалитет сирове воде или брзина протока. Висина зоне дистрибуције је 1,8 м, зона чисте воде 1,1 м, укупно време задржавања 33 минута, а време задржавања цеви само 7 минута. Када дође до скокова протока или замућења сирове воде, постоји врло мало хидрауличког пуфера. Фабрици је била потребна и надоградња хардвера и оперативна дисциплина да би испунила нови стандард замућености.

ИИ. ЧЕТИРИ НАДОГРАДЊЕ ХАРДВЕРА

1. Пред-хлорисање сирове воде

Хлор је додат у сирову воду пре коагулације. Ово има две функције: оксидацију органских загађивача (разбијање структура које би иначе биле отпорне на коагулацију) идестабилизација колоида- хлор уклања органски премаз са површина колоидних честица, смањујући негативно наелектрисање и електрично одбијање двоструког-слоја које одржава честице диспергованим. Резултат је да се честице лакше сударају и агломерирају када се дода коагулант. Пред{4}}хлорисање делује као уграђено-коагулантно средство.

2. У-линијски миксер за брз, уједначен хемијски контакт

Мешање је основа флокулације - ако се коагулант и сирова вода не помешају равномерно за неколико секунди, време флокулације неће надокнадити. Постројење је инсталирало ану-линијском миксеру: редукциона цев унутар цевовода сирове воде која ствара оштру промену брзине и локални негативни притисак. Губитак главе је приближно 0,3 м. Под пројектованим током, време мешања је10–20 секунди, а турбуленција створена унутар мешалице обезбеђује да коагулант контактира сваки елемент запремине сирове воде. Мешалица је заменила мање поуздано механичко мешање са пасивним хидрауличним уређајем који нема покретне делове.

3. Мрежни резервоар за флокулацију - 27 слојева контролисане дисипације енергије

Постојећи перфорирани вортекс флокулациони резервоар је претворен у арезервоар за флокулацију мрежепостављањем 27 слојева решетки. Како вода тече кроз сваки слој мреже, она се сукцесивно скупља и шири - стварајући контролисане градијенте брзине који доводе честице у контакт, колизију и агломерацију. Резултат су флокуле које сувелике, густе и отпорне- на смицањедо тренутка када стигну до улаза за таложење цеви. Перфорирана цев за муљ ДН100 (дужина 3,6 м, рупе од 30 мм у попречном узорку) је додата на дну, са водом под високим{4}}притиском прикљученом на излаз за испирање када се рупе зачепе. Тампон зона користи фиксни сифон за испуштање муља, контролисан електромагнетним вентилом из централне контролне собе.

4. Сабирна корита типа прста{1}} за једнолично повлачење отпадних вода

Не-уједначено сакупљање из зоне чисте воде ствара кратко-спајање - нека вода проводи мање времена у цевима него што је предвиђено дизајном и носи несталне комадиће у ефлуент. Постројење је заменило оригиналне квадратне сабирне рупе садесет корита од нерђајућег челика{0}}тип прстаравномерно распоређени по зони бистре воде. Централна елевација свих сабирних рупа постављена је на исту хоризонталну раван. Ова појединачна промена смањила је и разлику у замућености између предњег и задњег дела зоне сакупљања и јаз између замућености чисте{2}} воде и замућености унутар појединачних корита.

ИИИ. ШЕСТ ОПЕРАТИВНИХ МЕТОДА КОЈЕ СЕ ЗАКЉУЧУЈУ У НИСКОМ ЗАМУЋЕЊУ

Након надоградње хардвера, и даље су се појављивали повремени проблеми: ситне честице флока у ефлуенту, нестабилна замућеност сталожене воде и флоц који се диже на крајњем крају резервоара. Ово је изазвало велико оптерећење филтера и присилно испирање. За њихово отклањање систематизовано је шест оперативних метода.

Метод 1 - Управљајте-миксером на линији при пројектованом оптерећењу

У-линијски миксер користи брзину протока - а не механичку енергију - за стварање турбуленције мешања. Губитак главе варира у зависности одквадрата протока. У току пројектовања, мешање је интензивно и потпуно. При малом протоку, губитак главе нагло опада и ефикасност мешања пада. Када постројење мора да смањи излаз, уместо да пригуши један миксер који ради при делимичном оптерећењу, стратегија је да покрене мање возова за третман при пуном оптерећењу. Миксер треба да остане у свом дизајну кад год је то могуће.

Метода 2 - СЦД-контролисано дозирање коагуланта

Постројење је првобитно контролисало дозу коагуланта ручно - оператери су додавали хемикалије на основу искуства и прилагођавали након што су видели резултате. Али постројење за пречишћавање воде је континуирано и динамично; до тренутка када оператер види ефекат промене дозе, вода која је примила погрешну дозу већ је прошла кроз таложник и стигла до филтера.

Биљка је усвојилаСЦД (Стреаминг Цуррент Детецтор)контролу. СЦД је инструмент на мрежи који директно мери ефекат додавања коагуланса -, не брзину протока или замућеност, већ стварну струју која одражава неутрализацију колоидног наелектрисања. Он упоређује детектовану вредност са задатом тачком и, преко математичког модела, аутоматски подешава дозирну пумпу. Петља је затворена: мери → упореди → прилагоди → мери.Доза коагуланта прати промене сирове воде у реалном времену, а не у 30–60 минута колико је људском оператеру потребно да примети и реагује.

Метода 3 - Мала улазна брзина у резервоар за седиментацију

Након флокулације, вода улази у тампон зону на0.096 m/s, затим спорије пролази кроз перфорирани зид у зону дистрибуције. Сврха овог постепеног смањења брзине је очување интегритета флока. Флокуле које су преживеле резервоар за флокулацију још увек се могу одвојити наглим градијентом брзине на улазу у таложник. Одржавање ниске улазне брзине - и обезбеђивање да перфорирани зид равномерно распоређује проток дуж ширине резервоара - спречава ломљење флока у последњем могућем тренутку пре таложења.

Метод 4 - Правовремено испуштање муља, укључујући мртве зоне

Таложници са косим цевима имају инхерентне мртве зоне испуштања муља - муљ се акумулира више на удаљеној страни од испусне цеви него на ближој страни. Мониторинг је то потврдиозамућеност чисте воде је нижа на страни близу отвора. Када се муљ накупи у зони акумулације, узлазни ток може да прочисти доњи муљ и подиже флокуле назад у суспензију. Када се муљ акумулира унутар цеви, смањени попречни пресек протока-повећава локалну брзину, а бржи проток подиже флокуле које су се таложиле или већ слегле. Оба механизма повећавају замућеност ефлуента.

Решење је двоструко:редовно испуштање муља из зоне акумулације и периодично чишћење површина цеви. Муљ у резервоару за флокулацију и тампон зони такође се мора уклонити - ове наслаге доводе континуирано снабдевање остарелих, поломљених фрагмената флокула у таложник.

Метод 5 - Продужите задржавање сифонског сакупљача муља на крајевима резервоара

Постројење користи аутоматски контролисани механички сакупљач муља{0}}типа сифона. Током рада колектор јенамерно успорен на оба крајањеговог путовања, а време задржавања на крајевима се продужава како би се обезбедило темељно уклањање муља из зона где је акумулација најгора. Када је замућеност воде висока, вентил за издувавање резервоара се отвара истовремено са механичким сакупљањем муља да би се испустила вода муља са дна. Потопне пумпе су планиране за уградњу у кључне зоне за помоћно испуштање муља.

Метод 6 - Ојачајте оперативну дисциплину и координацију{1}}на нивоу система

Ово постројење ради као регулатор протока и притиска за цео градски систем водоснабдевања, делећи пумпе за унос сирове воде и цевоводе са другим постројењима. Када усисна пумпна станица прелази између великих и малих пумпи, или друга постројења отварају или затварају усисне вентиле, проток и притисак који достижу ово постројење се нагло мењају. Хидраулички услови у сировој води се мењају. Доза коагуланта - чак и са контролом СЦД - има кашњење у одговору. Са само 33 минута укупног времена задржавања у таложнику, изненадна промена протока може гурнути несталну воду до филтера пре него што се систем за дозирање прилагоди.

Противмера јекоординација{0}}на нивоу система. Централни диспечери, свесни посебне осетљивости овог постројења, координирају промене пумпи и рад вентила у више постројења и усисној станици даминимизирају величину и учесталост флуктуација протока и притиска. На поду постројења, структурирани патролни систем осигурава да оператери редовно посматрају формирање флокула пре и после перфорираног зида и акумулацију муља у зони таложења. Обука - менторство, на--развој вештина на послу - гради способност да се процени-услови у реалном времену и интервенише пре него што мало одступање постане екскурзија замућења.

ПРОМЕНЉИВЕ КОЈЕ СЕ МОГУ КОНТРОЛИТИ - РЕЗИМЕ

ЦОРЕ ИНСИГХТ

Кратко време задржавања нагнутог цевног таложника - 33 минута укупно, 7 минута у цевима - је његова предност (компактност, ниска-цена) и рањивост (узак хидраулични тампон). Када је све узводно оптимизовано - када је мешање интензивно и брзо, када доза коагуланта прати-квалитет воде у реалном времену, када су комади који улазе у цеви велике и отпорне на смицање-, када се муљ испушта пре него што се акумулира, и када промене протока пригушују систем-}} ниво који се таложи довољно низак ниво координације -}р да се таложи филтери могу да раде свој посао без стреса. Промашите било који од ових, а број замућености на улазу филтера говори причу.

Искуство фабрике у Хуизхоуу показује да је достизање готове воде испод-1 НТУ из 1980-их-винтаге косих цевних таложника оствариво – али то захтева да се таложник третира не као изоловани комад опреме већ као крајњи крај ланца који почиње са сировом водом на крају хлорисања и сакупљања. Свака карика у том ланцу је контролна тачка.