Satu kerja air. Satu pengubahsuaian. Tiga nombor yang penting.Selepas menambahkan alat pengadukan air-dan mengosongkan udara pada peneroka tiub condong yang telah beroperasi sejak 1998, loji itu merekodkan20% penurunan dalam kekerapan pengosongan, a 12% pengurangan kos pembersihan kimia, dan a15% pengurangan dalam input buruh. Lebih penting lagi, pengubahsuaian itu menyelesaikan masalah musim panas yang berterusan yang telah menyebabkan aduan kualiti air selama bertahun-tahun: cacing merah dan larva chironomid membiak dalam poket enapcemar bertakung. Jika peneroka tiub anda telah berlubang-pelepasan enap cemar paip yang memerlukan penyumbatan berterusan, kajian kes ini adalah untuk anda.
Masalahnya
Apabila Enapcemar Enggan Pergi
Peneroka tiub condong di kerja air ini telah dibina pada tahun 1998 dan terletak di dalam kawasan perlindungan air sumber gred pertama-. Air mentah - air permukaan takungan - dicirikan oleh kekeruhan yang rendah dan kandungan alga yang tinggi. Walaupun peneroka tiub itu sendiri menawarkan kecekapan pemendapan yang tinggi dalam jejak yang padat, lokasinya berhampiran dengan stesen pam air mentah bermakna pencampuran kimia sememangnya tidak sekata. Cabaran rawatan bertambah buruk pada musim panas, apabila volum bekalan air turun naik secara mendadak dan bilangan alga meningkat.
Seperti kebanyakan peneroka tiub condong yang dibina pada era itu, sistem pelepasan enap cemar bergantung kepadapaip berlubang. Mekanismenya mudah: tekanan air statik daripada paras air dalam tangki enapcemar-tindak balas memerah enap cemar ke arah tebuk, dan tindakan sifon graviti menarik enap cemar-campuran air daripada tangki. Tiada pam. Tiada bahagian yang bergerak. Tetapi ada tangkapan:orifis tersumbat. Dan apabila mereka tersumbat, enapcemar terkumpul. Dan apabila enapcemar terkumpul, benda mula hidup di dalamnya.
Pasukan lapangan di loji ini memerhatikan dengan tepat rantaian peristiwa ini setiap musim panas: lubang paip berlubang tersumbat → pelepasan enapcemar tidak lengkap → lapisan enapcemar bertakung → tempat pembiakan cacing merah dan larva kironomid → anomali kualiti air. Kaedah pembersihan sedia ada - rendaman kimia digabungkan dengan-pancutan air bertekanan tinggi - berjaya, tetapi pada kos. Apabila selang pengosongan melebihi 20 hari pada musim panas atau 30 hari pada musim sejuk, lumut tumbuh pada permukaan tiub dan dinding tangki, memerlukan masa siram yang lebih lama. Antara air yang terbuang, bahan kimia yang digunakan dan -jam manusia terbakar, kos operasi loji terus meningkat.
Analisis Punca Punca
Pasukan kejuruteraan mengenal pasti empat mekanisme berbeza di sebalik masalah tersumbat. Dua adalah operasi, dua adalah kekangan reka bentuk fizikal. Keempat-empatnya menyumbang kepada hasil akhir yang sama:merapatkan- keadaan di mana zarah pasir berhampiran orifis, di bawah kandungan lembapan yang sangat rendah dan interaksi zarah bersama, menjadi padat menjadi jisim pepejal yang tidak dapat dipecahkan oleh tekanan air statik.
| # | sebab | Mekanisme | Mengapa Ia Penting |
| 1 | Pengumpulan enapcemar yang berpanjangan | Enapcemar yang tidak dikeluarkan dalam masa kehilangan lembapan. Apabila kandungan lembapan menurun di bawah ambang kritikal, kecairan dalaman lapisan enap cemar semakin merosot - ia menjadi pepejal dan bukannya buburan. | Kepala air statik sahaja tidak boleh menolak lapisan padat melalui orifis. Ini adalah pemacu utama penyambungan. |
| 2 | Selang pelepasan enap cemar yang salah & pasir bersaiz besar | Kilang itu mengepam air mentah terus dari takungan. Kandungan pasir, penggredan dan saiz zarah berbeza mengikut musim dan iklim. Apabila saiz butiran pasir melebihi diameter orifis, orifis menyekat. Jika selang nyahcas tidak dipendekkan untuk mengimbangi, kecekapan akan runtuh. | Selang statik tidak dapat mengendalikan kualiti air mentah yang dinamik. Jawapannya ialah sama ada penjadualan adaptif atau orifis yang lebih besar - tetapi orifis yang lebih besar mengurangkan keseragaman nyahcas (lihat ujian Bahagian 3.2). |
| 3 | 10 mm mengimbangi ketinggian: paip vs bahagian bawah corong | Disebabkan oleh piawaian pembinaan pada masa itu, paip pelepasan enap cemar terletak 10 mm di atas lantai corong. Selama bertahun-tahun beroperasi, pasir terkumpul di ruang mati ini di bawah paip. | Ini ialah isu reka bentuk fizikal - tiada jumlah pelarasan operasi boleh menghapuskannya. Hanya pengubahsuaian dengan-geleutan bawah boleh mengimbangi. |
| 4 | Bahan asing & serpihan tiub tua | Selepas pendedahan berpanjangan kepada bahan kimia dan cahaya matahari, bahagian media peneroka tiub menua, retak, dan melepaskan serpihan plastik ke dalam zon enapcemar. Serpihan ini menyumbat orifis. | Juga sebab fizikal, tetapi yang menonjolkan kepentingan pemilihan bahan media penstabil UV-untuk pemasangan luar. |
Punca #1 dan #2 adalah beroperasi - ia boleh diatasi melalui pengurusan enap cemar yang lebih baik. Punca #3 dan #4 dimasukkan ke dalam reka bentuk fizikal dan pilihan bahan. Pengubahsuaian diperlukan untuk menangani keempat-empat secara serentak.
Penyelesaian Retrofit: Udara-Agitasi Air
Prinsipnya: Udara Mampat Bertemu Air
Konsep teras adalah ringkas dengan elegan. Paip berlubang diletakkan di bahagian bawah tangki dan disambungkan ke blower luaran. Udara termampat yang disuntik melalui orifis berlanggar dengan molekul air, menghasilkan-pergolakan berkelajuan tinggi di dalam tangki. Ini melakukan tiga perkara serentak:
1. Pergolakan.Perlanggaran air-udara memecahkan lapisan enap cemar yang dipadatkan - "merapatkan" yang tidak dapat diatasi oleh tekanan air statik. Pepejal termendap digantung semula-dan dihomogenkan dengan air, kemudian dinyahcas sebagai buburan boleh alir.
2. Pengoksigenan.Oksigen yang terperangkap dalam udara termampat bersentuhan rapat dengan air, memberikan kapasiti oksidatif. Ini amat berharga apabila merawat bahan organik dalam enap cemar terpendam, dan ia mewujudkan persekitaran yang memusuhi organisma anaerobik.
3. Persekitaran hubungan.Pergolakan menggalakkan sentuhan antara organik, bukan organik dan oksigen terlarut, mengutamakan penguraian oksidatif bahan organik terkumpul - bahan yang memberi makan cacing merah dan larva kironomid.
Ringkasnya: peranti bukan sahaja memindahkan enap cemar - ia menjadikan zon enap cemar secara aktif memusuhi organisma yang menyebabkan aduan kualiti air. Mekanisme dwi (penyingkiran fizikal + penindasan biologi) inilah yang menjadikan pengubahsuaian lebih berkesan daripada hanya menambah lebih banyak bahan kimia atau memendekkan kitaran pembersihan.
Reka Bentuk Kejuruteraan
3.1 Susun Atur Paip Udara & Pemilihan Bahan
Peneroka tiub beroperasi pada corak aliran menaik: koagulan-air mentah berdos memasuki zon pengedaran melalui plat pembetulan, mengalir ke atas melalui tiub condong (di mana pepejal berpisah dengan cepat) dan keluar sebagai air terjernih melalui palung pengumpulan di bahagian atas. Pepejal termendap menggelongsor ke bawah dinding tiub 60 darjah ke dalam zon pengumpulan enapcemar. Paip enapcemar berlubang sedia ada terletak di bahagian bawah zon ini.
Pengubahsuaian menambah gelung paip pengudaraan berlubang yang diletakkan bersebelahan dengan paip enapcemar sedia ada. Dua bahan telah dinilai untuk kerja paip pengudaraan:
| bahan | Kelebihan | Kepincangan Maut |
| Keluli tahan karat | Kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan haba | Sentuhan berpanjangan dengan air yang dirawat secara kimia menyebabkan pengoksidaan dan kakisan dalaman. Serpihan oksida yang tertanggal daripada bahagian dalam paip - digabungkan dengan pasir yang dimendapkan semasa operasi - semula-menyumbat orifis. Masalah yang cuba diselesaikan oleh pengubahsuaian. |
| plastik UNIKE (PVC) | Berat lebih rendah, permukaan dalaman lebih licin (pekali geseran lebih rendah), kalis kakisan-, kos lebih rendah | Tiada yang dikenal pastiuntuk permohonan ini. Dipilih sebagai bahan akhir. |
3.1 Pengiraan Diameter Paip: GOLAN Slug-Kaedah Aliran
Diameter paip dikira menggunakan kaedah sempadan corak-GOLAN, seperti yang disyorkan oleh Gu Xiaojuan untuk reka bentuk diameter riser. GOLAN mengklasifikasikan-corak aliran angkat udara kepada empat rejim:aliran slug, aliran gelembung, aliran palam, dan aliran anulus. Antaranya, aliran slug memberikan -kecekapan angkat udara - tertinggi, ia adalah rejim sasaran untuk reka bentuk sistem pelepasan enap cemar.
Diameter paip diperoleh daripada persamaan sempadan aliran-slug. Halaju cetek udara termampat (Vg) dan halaju cetek cecair terangkat (Vl) dikira menggunakan persamaan (1) hingga (4), diikuti dengan nilai yang diperbetulkan Vg* dan Vl* selepas pemampatan:
Berdasarkan kadar aliran sebenar cecair yang diangkat dan isipadu pengambilan udara, julat diameter paip riser telah dikira. Pilihan terakhir:DN110 mmdanDN50 mmpaip, disambungkan oleh gandingan pengurang untuk meningkatkan perbezaan tekanan merentasi sistem. Bilangan orifis diperoleh daripada isipadu udara, halaju udara dan luas keratan{1}}orifis untuk mengira orifis per meter paip.
3.2 Udara-Pengoptimuman Pelepasan Enapcemar Air
Bekalan udara datang daripada peniup Roots - dua unit, satu tugas dan satu siap sedia. Kerja paip berjalan di sepanjang dinding peneroka, berpecah di atas koridor tangki pemberbukuan kepada dua cawangan, dan memanjang ke bahagian bawah tangki dalam susunan gelung. Paip utama ialah DN110 mm membawa udara termampat di0.16 MPa. Paip tambahan DN50 mm dengan lubang pengudaraan jarak seragam diletakkan di sebelah paip enapcemar asal. Kitaran pergolakan bermula apabila paras air ditarik ke bawah0.2 m di bawah palung pengumpulan.
Pembolehubah reka bentuk kritikal ialahdiameter orifis. Literatur penyelidikan menunjukkan bahawa prestasi pelepasan enapcemar angkat-udara paip-berlubang ditadbir oleh diameter orifis, kadar aliran udara dan nisbah tenggelam. Kuantiti dan kecekapan pelepasan enap cemar berkorelasi positif dengan diameter orifis dan nisbah tenggelam. Walau bagaimanapun, terdapat pertukaran-: orifis yang lebih besar meningkatkan jumlah daya pengeluaran tetapimengurangkan keseragaman pelepasan, kerana rintangan geseran meningkat dengan jarak dari riser - orifis dekat dengan riser discharge lebih banyak, orifis jauh dari riser discharge kurang dan pengumpulan enap cemar tidak sekata.
Pasukan projek menjalankan ujian lapangan membandingkan tiga diameter orifis. Hasilnya menyelesaikan reka bentuk:
| Orifis ∅ | Nisbah Kawasan Terbuka | Keseragaman Pelepasan Enapcemar | Hasilnya |
| 5 mm | Terbesar (nisbah tertinggi) | Enapcemar - paling teruk tertumpu berhampiran riser | ditolak |
| 4 mm | Sederhana | Sederhana | Boleh diterima, tidak optimum |
| 3 mm | Terkecil (nisbah terendah) | Pakaian seragam - terbaik merentas semua jawatan | ✓ Dipilih |
Penemuan intuitif-kaunter:orifis yang lebih kecil menghasilkan pelepasan enap cemar yang lebih seragam. Sebabnya ialah nisbah kawasan terbuka berbeza dengan diameter orifis, dan keseragaman pelepasan enapcemar berkorelasi negatif dengannya. Orifis yang lebih besar bermakna nisbah kawasan terbuka yang lebih besar, yang bermaksud kecerunan tekanan di sepanjang paip adalah lebih curam, yang bermaksud orifis berhampiran riser hog aliran. Lubang 3 mm memaksa pengagihan udara yang lebih sekata merentasi semua kedudukan.
Parameter pemasangan akhir selepas pengoptimuman:
| Parameter | Nilai |
| Peniup | ZSR-100 Roots blower, 15 kW (2 unit, 1 tugas + 1 siap sedia) |
| Paip utama | DN110 mm, panjang 6.6 m |
| Paip tambahan | DN50 mm, panjang 3.7 m |
| Penarafan tekanan paip | 1.6 MPa |
| Diameter orifis | 3 mm |
| Jarak orifis | 30 mm tengah-ke-tengah |
| Sudut orifis | 45 darjah pada kedua-dua belah garis tengah bawah - untuk meningkatkan keamatan gosok bawah |
| Kedudukan orifis | Di antara dua baris paip enapcemar sedia ada |
| Perlindungan blower | Penutup pelindung dipasang untuk memanjangkan hayat perkhidmatan dan memastikan operasi luar yang stabil |
Kawalan & Automasi PLC
3.3 Urutan Pengosongan Automatik
Pengubahsuaian termasuk sistem kawalan automatik berasaskan PLC-yang menghapuskan pergantungan pengendali. Urutan yang diprogramkan berjalan seperti berikut:
Langkah 1:Mengosongkan pencetus pemasa kitaran →Langkah 2:Peniup akar bermula →Langkah 3:Blower menekan saluran paip, mencipta vakum →Langkah 4:Injap solenoid terbuka →Langkah 5:Vakum terbentuk dalam paip pelepasan udara →Langkah 6:Udara dilepaskan melalui orifis →Langkah 7:Air-campuran enap cemar digoncang dan dihomogenkan →Langkah 8:Mengosongkan hasil →Langkah 9:Mengosongkan laluan vakum yang lengkap dan rosak →Langkah 10:Sistem maju ke tangki seterusnya mengikut urutan
Sistem menguruskan10 set peranti pelepasan enap cemar. Setiap injap nyahcas enap cemar dikawal oleh dua-kedudukan empat-injap solenoid menggunakan kaedah kawalan satu-pemacu-dua. Masa nyahcas setiap injap ditetapkan kepada120 saat, dengan kelewatan 1 saat antara injap dalam kumpulan yang sama dan kelewatan selang 10 saat antara kumpulan. Injap dibuat daripada304 keluli tahan karatuntuk menahan persekitaran pemasangan luar yang menghakis.
Oleh kerana kedua-dua belah peneroka hanya boleh dikosongkan secara berasingan (penghadan reka bentuk asal 1998), injap rama-rama elektrik DN10 mm dipasang di atas peneroka untuk membelah paip pelepasan udara kepada dua cawangan melalui tee pengurang. Litar kawalan injap solenoid ditunjukkan dalam Rajah 2.
Ciri Keselamatan & Penggera
Program PLC termasuk pengeluaran-ciri keselamatan yang dibangunkan daripada pengalaman operasi kilang:
| Ciri | Penerangan |
| Mulakan-gesaan suara | Bip panjang 5 saat apabila pengosongan automatik bermula, memberi amaran kepada pengendali untuk memeriksa dan mengawasi proses tersebut |
| Penggera kerosakan | Jika laluan vakum tidak normal atau peniup gagal, gesaan suara berubah menjadi bip pendek dan cepat. Penggera dihantar ke bilik kawalan pusat dan panel kawalan-pada tapak memaparkan kandungan penggera atau kod kerosakan. |
| Pengosongan paksa | Apabila pengosongan kecemasan diperlukan disebabkan kualiti air yang tidak normal, sistem automatik boleh segera diaktifkan melalui butang "pengosongan paksa" khusus. |
| Perhentian kecemasan | Semasa mengosongkan automatik, proses boleh diganggu pada bila-bila masa dengan menekan butang "berhenti mengosongkan". |
Rejim Penyelenggaraan
Kilang itu mewujudkan program penyelenggaraan dua-peringkat:
Pemeriksaan harian rutin:Sahkan bahawa aliran udara dan tekanan memenuhi keperluan proses. Jalankan kerja paip untuk kebocoran yang boleh didengar. Periksa suhu operasi blower.
Pemeriksaan berkala:Pelan penyelenggaraan terperinci untuk sistem bekalan udara, saluran paip, dan injap. Menganalisis punca kesalahan sejarah dan memberi pengajaran yang dipelajari kembali ke dalam prosedur operasi. Mengadakan latihan teknikal untuk kakitangan yang berkaitan. Menjalankan pemeriksaan mengejut tanpa pemberitahuan pada keseragaman pelepasan enap cemar.
Keputusan & ROI
Selepas tempoh operasi penuh berikutan pengubahsuaian, kilang itu merekodkan tiga penambahbaikan mengikut kuantiti:
| -20% Kekerapan mengosongkan |
-12% Kos rendaman kimia |
-15% Input buruh |
Di luar angka, pengubahsuaian mencapai objektif operasi utamanya:anomali kualiti air musim panas yang disebabkan oleh cacing merah dan larva chironomid telah dihapuskan. Mekanisme pengadukan-air-dan-udara telah menindas persekitaran mikro-anaerobik tempat organisma ini membiak. Loji itu juga melaporkan beban permukaan yang lebih rendah pada peneroka (enapcemar tidak lagi terkumpul antara kitaran) dan mengurangkan penggunaan air untuk operasi pembersihan.
{0}}Langkah Penambahbaikan Seterusnya Dikenalpasti
Pasukan projek tidak berhenti pada pengubahsuaian. Dua bidang untuk penambahbaikan selanjutnya telah dikenal pasti semasa analisis-pasca pengubahsuaian:
1. Geometri corong bawah.Corong konkrit bertetulang sedia ada boleh dinaik taraf kepada panel pasang siap terazo, digilap secara mekanikal untuk meningkatkan sudut geseran gelongsor dan sudut cerun. Apabila daya gelongsor graviti melebihi rintangan aliran, enap cemar terkumpul meluncur dengan lancar ke dalam corong enap cemar utama tanpa sebarang bantuan mekanikal. Ini akan mengurangkan lagi pergantungan pada sistem pengadukan udara dan membolehkan operasi kurang kerap.
2. Pemantauan dalam talian.Memasang meter paras ultrasonik dan meter kepekatan enap cemar di sepanjang laluan aliran peralatan akan menyalurkan-data masa sebenar (kepekatan enap cemar, paras air) ke stesen pemantauan. PLC kemudiannya boleh melaraskan secara dinamik parameter pengendalian - isipadu luahan enap cemar, selang cuci belakang dan tempoh pengadukan - berdasarkan keadaan sebenar dan bukannya jadual tetap. Ini bergerak dari masa-berasaskan kepada keadaan-penyelenggaraan berasaskan, standard emas untuk loji rawatan automatik.
Maksud Ini Untuk Loji Anda
Kajian kes ini menunjukkan bahawa-teknologi pergolakan dan pengosongan air udara bukanlah konsep teori - ia adalah pengubahsuaian yang terbukti dengan bayaran balik terkuantiti merentas pelbagai dimensi: operasi (kurang kitaran pembersihan), kimia (kurang penggunaan) dan buruh (kurang campur tangan manual). Pendekatan yang sama boleh digunakan untuk peneroka tiub cenderung dalam pemprosesan kimia, air sisa farmaseutikal, makanan dan minuman, dan aplikasi perlindungan alam sekitar.
Persoalannya ialah sama ada sistem pelepasan enapcemar peneroka tiub anda beroperasi seperti yang direka bentuk. Jika anda mengalami mana-mana perkara berikut:
•Jambatan enap cemar yang memerlukan campur tangan manual
•Kemerosotan kualiti air bermusim dikaitkan dengan pengumpulan enap cemar
•Cacing merah atau larva chironomid di dalam air termendap semasa bulan-bulan panas
•Lubang paip berlubang yang memerlukan penyumbatan yang kerap
•Peningkatan penggunaan bahan kimia untuk kitaran pembersihan
...maka pengubahsuaian agitasi air-udara patut dinilai untuk kemudahan anda. Kejuruteraan adalah matang, bayaran balik didokumenkan, dan pemasangan semula dipasang tanpa mengubah suai struktur tangki sedia ada.
Sama ada anda sedang menaik taraf pemasangan sedia ada atau mereka bentuk sistem baharu, Juntai menyediakan penyelesaian peneroka tiub lengkap - daripada UV-media PP/PVC yang menstabilkan untuk menyokong saiz bingkai dan kejuruteraan. Hantarkan kepada kami dimensi lembangan dan keadaan operasi anda untuk pengesyoran sistem percuma dalam masa 24 jam.
| E-mel Keperluan Anda | WhatsApp: +86 13600513715 | Borang Pertanyaan Dalam Talian |