Peneroka Tiub Cenderung Honeycomb untuk Pembersihan Air Sungai: Kajian Kes 10 Tahun di Petrokimia Wuhan

Peneroka Tiub Cenderung Honeycomb untuk Pembersihan Air Sungai: Kajian Kes 10 Tahun di Petrokimia Wuhan

Apabila Loji Petrokimia Wuhan mula-mula memanfaatkan Sungai Yangtze sebagai sumber air mentahnya, mereka menghadapi perubahan kekeruhan bermusim yang melampau dan cabaran menggerunkan untuk memenuhi piawaian air minuman tanpa peringkat penapisan khusus. Sedekad kemudian, sistem pemendapan-pemberbukuan-kersik bersepadu mereka menggunakan peneroka tiub condong sarang lebah polietilena secara konsisten menyalurkan kekeruhan efluen di bawah 5 NTU. Beginilah cara mereka melakukannya - dan maksud data operasi mereka untuk projek rawatan air anda yang seterusnya.

CABARAN AIR MENTAH

Loji Petrokimia Wuhan mengambil air mentah terus dari Sungai Yangtze, di mana kekeruhan berubah secara mendadak antara musim. Air banjir musim panas membawa beban pepejal terampai yang sangat tinggi, manakala aliran musim sejuk turun kepada kekeruhan yang agak rendah. Sistem rawatan asal direka bentuk sebagaipenyingkiran pasir bersepadu, pemberbukuan, dan proses pemendapan, menyasarkan kekeruhan efluen sebanyak 20 NTU untuk kegunaan industri. Dua unit rawatan selari dibina, masing-masing berukuran 30.0 m kali 9.8 m dengan kapasiti reka bentuk 2,000 meter padu sejam. Satu unit pada mulanya dilengkapi dengan plat senget kayu, satu lagi dengan tiub sarang lebah kertas. Secara kritis, sistemtermasuk tiada langkah penapisan hiliran- peneroka tiub condong sahaja bertanggungjawab untuk menghantar kualiti efluen akhir.

PARAMETER REKA BENTUK SISTEM

Memahami kejuruteraan di sebalik tangki bersepadu ini mendedahkan mengapa ia berfungsi dengan baik. Proses ini mengikut laluan yang disusun dengan teliti:Raw Water --> Coagulant Dosing --> Grit Chamber --> Flocculation --> Sedimentation --> Clear Water Tank --> Pressurization -->Rangkaian Pengedaran. Setiap peringkat didimensi untuk mengoptimumkan mekanisme rawatan khusus, dan nilai reka bentuk dipilih berdasarkan ujian perintis yang meluas dengan air Sungai Yangtze.

Reka Bentuk Ruang Grit

Ruang grit berukuran 12.0 m panjang dan 3.0 m lebar, dengan kedalaman berkesan 1.5 m. Pada aliran reka bentuk 2,000 m³/h, ini menghasilkan halaju aliran sebanyak0.15 m/sdan masa pengekalan lebih kurang2 minit. Halaju mendatar lembut ini membolehkan pasir kasar dan zarah pasir berat mendap keluar sambil membawa pepejal terampai yang lebih ringan ke hadapan ke peringkat pemberbukuan. Pemerhatian operasi awal menunjukkan bahawa flok sebenarnya mula terbentuk di sini, yang kemudiannya terbukti ketara apabila pengadun mekanikal dinilai untuk dialih keluar.

Dua-Sistem Flokulasi Peringkat

Proses pemberbukuan menggunakan dua mekanisme berbeza secara bersiri. Pertama, aflokulator dayung(11.5 mx 4.0 mx 3.0 m kedalaman) dengan empat peringkat pencampuran mekanikal menyediakan adunan awal yang pantas dengan masa pengekalan 4-minit. Ini pada asalnya bertujuan untuk mencipta mikro-flok melalui pencampuran tenaga tinggi. Air kemudiannya masuk ke dalam asaluran pemberbukuan keliru- laluan serpentin sepanjang 82-meter dengan lebar masuk 0.6 m secara beransur-ansur mengembang kepada lebar alur keluar 0.8 m. Pada kedalaman air 3.0 m, halaju salur masuk 0.5 m/s secara beransur-ansur berkurangan kepada 0.3 m/s di alur keluar, membolehkan flok berkembang melalui ricih hidraulik lembut lebih kurang13 minitmasa hubungan.

SPESIFIKASI TANGKI PEMENDAPAN & TIUB CENGKONG

Lembangan pemendapan beroperasi dalam-mod aliran naik dengan luas permukaan 196 m²(20.0 mx 9.8 m). Plat serong kayu asal berukuran 1,200 mm panjang dengan ketinggian menegak 850 mm, ditetapkan pada kecondongan 60 darjah dengan jarak plat 40 mm. Tiub sarang lebah kertas menampilkan akeratan rentas heksagon-dengan diameter bulatan bertulis 50 mm, panjang tiub 800 mm, ketebalan dinding 0.4 mm, dan sudut kecondongan 60 darjah yang sama, menghasilkan ketinggian menegak 700 mm. Kertas kraf telah diresapi dengan resin fenolik untuk keutuhan struktur.

Di bawah keadaan reka bentuk ini, halaju aliran menaik melalui peneroka adalah2.5 mm/s, dengan masa pengekalan tangki keseluruhan sebanyak30 minitdan masa tinggal dalam ikatan tiub just7 minit. Kedalaman mendap yang sangat cetek ini - hanya 40-50 mm antara permukaan condong - adalah kunci kepada kecekapan peneroka. Mengikut prinsip pemendapan kedalaman-cetek, jarak mendap dikurangkan daripada kedalaman tangki penuh kepada jarak antara plat, memendekkan masa tangkapan zarah secara mendadak sambil mengekalkan kadar limpahan yang sama.

NAIK TARAF MEDIA: DARI SARANG MADU KERTAS KEPADA PLASTIK PE

Kedua-dua plat senget kayu dan tiub sarang lebah kertas memberikan prestasi rawatan yang memuaskan semasa tempoh operasi awal (pasca-1980), dengan tiub sarang lebah kertas menunjukkan sedikit kelebihan. Walau bagaimanapun, pengalaman lapangan mendedahkan had material kritikal yang mendorong keputusan untuk menaik taraf:

Pinggan kayuadalah sukar untuk dihasilkan dengan toleransi yang konsisten dan mempunyai hayat perkhidmatan yang singkat kerana kitaran basah-kering yang berterusan menyebabkan meledingkan dan degradasi biologi.Tiub sarang lebah kertasmengalami ketahanan terhad dan, lebih kritikal, impregnasi resin fenolik membuatnyatidak sesuai untuk aplikasi air yang boleh diminumdisebabkan oleh potensi larut lesap sebatian organik ke dalam air terawat. Ini merupakan isu yang tidak-boleh dirunding sebaik sahaja loji itu komited untuk memenuhi piawaian air minuman.

Pada tahun 1984, semua media penyelesaian telah digantikan dengantiub sarang lebah plastik polietilena (PE).. Modul baharu ini berkongsi geometri heksagon dan kecondongan 60 darjah yang sama tetapi mempunyai diameter bulatan bertulis yang lebih besar iaitu 60 mm, panjang tiub 800 mm dan ketebalan dinding 0.5 mm. Tiub sarang lebah PE menawarkan beberapa kelebihan yang menentukan:

Pertama, bahannya ialahdiperakui tidak-toksik dan diluluskan untuk sentuhan air minuman, menghapuskan kebimbangan pencemaran yang melanda tiub resin fenolik. Kedua, PE menentang kedua-dua degradasi biologi dan serangan kimia, bermaknatiada kitaran penggantiandan kos kitaran hayat yang lebih rendah secara mendadak. Ketiga, permukaan PE yang licin dan hidrofobiklekatan enapcemar yang rendah, jadi pepejal terkumpul menggelongsor di bawah beratnya sendiri dan bukannya membina dan menyempitkan saluran aliran. Tingkah laku pembersihan-sendiri ini mengekalkan kapasiti hidraulik yang konsisten antara selang waktu penyelenggaraan. Keempat, geometri tiub heksagon menyediakan aperimeter basah yang lebih besardaripada plat rata dengan jarak setara, menghasilkan jejari hidraulik yang lebih rendah dan seterusnya menurunkan nombor Reynolds - bermakna keadaan aliran lamina yang lebih stabil yang meningkatkan kecekapan mendap. Satu isu operasi yang timbul ialahkeapungan modul tiub PEapabila tenggelam; ini telah diselesaikan dengan memasang lekapan berlabuh untuk mengelakkan terapung.

PENAMBAHBAIKAN SISTEM PELEPASAN Enapcemar

Sistem pelepasan enap cemar asal bergantung padainjap rama-rama kepak manual, yang terbukti sebagai salah satu sakit kepala operasi kilang yang paling berterusan. Injap ini memerlukan intensiti buruh pengendali yang tinggi, mengalami pengedap yang lemah yang mengakibatkan kebocoran air kira-kira10 m³/ h setiap injap, mengalami keretakan rod penyambung yang kerap, dan menghantar penyingkiran enap cemar secara umumnya lemah. Dalam operasi rawatan air 24/7 yang berterusan, pelepasan enap cemar yang tidak boleh dipercayai diterjemahkan terus kepada kualiti efluen yang semakin merosot apabila enap cemar terkumpul mula mereput, membebaskan gas dan-mengadap semula ke dalam lajur air.

Pada Jun 1988, injap manual telah diganti denganinjap pintu pneumatikmerentasi semua titik pelepasan. Sistem pneumatik menghapuskan kebocoran air sepenuhnya dengan menyediakan daya pengedap yang positif, operasi yang dipermudahkan kepada satu tindakan kawalan dan meningkatkan keberkesanan pelepasan enap cemar secara mendadak dengan membolehkan pemindahan volum-tinggi sebelum enap cemar boleh padat. Pengubahsuaian tambahan disertakanmeningkatkan ketinggian corong enap cemar daripada 800 mm kepada 1,200 mmuntuk menyediakan lebih banyak volum simpanan dan memasang dua injap nyahcas tambahan pada paip pengumpulan enapcemar berlubang untuk pemindahan corong yang lebih seragam. Perubahan ini memanjangkan kitaran operasi antara pembersihan tangki penuh dari minggu hingga lebih kurangtiga bulan.

PENGOPTIMATAN DOS KIMIA

Sistem dos koagulan menjalani empat penambahbaikan yang saling berkaitan yang secara kolektif mengubah ekonomi dan kebolehpercayaan rawatan. Pertama, yangkepekatan larutan koagulan diseragamkan kepada kira-kira 5%(turun daripada julat 5-10% sebelumnya). Kepekatan yang lebih rendah dan konsisten ini memastikan paip dos kekal dibanjiri sepenuhnya pada semua kadar aliran, menghalang penguncian udara yang telah mengganggu suapan koagulan sekejap-sekejap. Kedua, selepas ujian perbandingan yang meluas, kilang ituditukar daripada aluminium sulfat mentah kepada aluminium klorida asas (PAC). Aluminium sulfat asal memerlukan dos yang tinggi, memberikan hasil yang tidak konsisten di bawah keadaan air mentah yang berbeza-beza, dan semasa tempoh kekeruhan tinggi-musim panas, pengendali menggunakan ferik klorida - yang, walaupun berkesan, sangat menghakis sehingga merosakkan paip dan peralatan. PAC terbukti unggul dalam semua musim: keperluan dos yang lebih rendah, kos penggunaan yang dikurangkan, kualiti efluen yang stabil dan warna air yang dirawat dengan ketara lebih baik.

Ketiga, semua saluran paip dos adalahdiganti dengan paip plastik, menghapuskan masalah kakisan-bahan bercampur yang telah melanda pemasangan asal paip plastik, besi tuang dan keluli. Keempat, dan mungkin yang paling bernas, yangempat-pengadun mekanikal peringkat telah dikeluarkan daripada tangki pemberbukuan sepenuhnya. Pengendali memerhatikan bahawa gumpalan yang telah terbentuk dalam ruang pasir telah dipecahkan oleh-pengacau mekanikal ricih tinggi, membatalkan pembekuan yang dimaksudkan untuk menggalakkannya. Selepas menanggalkan pengadun, flok berkembang secara progresif dan stabil dalam saluran pemberbukuan yang keliru melalui ricih hidraulik lembut sahaja, meningkatkan kecekapan pembekuan dengan ketara sambil mengurangkan penggunaan kuasa pada masa yang sama.

KEPUTUSAN RAWATAN: DATA PRESTASI

Selepas melaksanakan set lengkap penambahbaikan, sistem rawatan mencapai keputusan yang melebihi spesifikasi reka bentuk gred industri- asalnya. Pada aliran reka bentuk 2,000 m³/h, kekeruhan efluen kekalsecara konsisten di bawah 5 NTU sejak 1984, memenuhi Piawaian Air Minuman Kebangsaan China (GB 5749-85). Apabila ditolak kepada keadaan beban lampau 3,000 m³/h (50% di atas reka bentuk), sistem masih mengekalkan kekeruhan efluen di bawah 15 NTU. Kekeruhan air mentah berubah-ubah mengikut musim, tetapi kekeruhan air yang dirawat kekal dalam julat air minuman tanpa mengira.

Analisis kualiti air mengesahkan keupayaan sistem untuk menghasilkan air yang boleh diminum daripada air permukaan:

Faedah ekonomi suis koagulan adalah sama menariknya. Dalam perbandingan-dengan-sebelah pada bulan Jun 1988, dengan pengeluaran air kira-kira 170,000 tan sebulan, dos PAC hanyalah11.4 mg/Lberbanding dengan25.6 mg/Luntuk aluminium sulfat - a55.5% pengurangan penggunaan bahan kimia. Penggunaan koagulan bulanan menurun daripada 4.5 tan kepada 2.1 tan:

Nota: Pengeluaran air bulanan adalah kira-kira 170,000 tan. Penggunaan kuasa juga menurun dengan ketara berikutan penyingkiran pengadun mekanikal, walaupun angka yang tepat tidak dikira dalam kajian kes yang diterbitkan.

KEKAL CABARAN & PENINGKATAN YANG DIRANCANG

Pasukan kilang Wuhan mengenal pasti tiga bidang untuk penambahbaikan selanjutnya yang sama relevan kepada sesiapa yang mengendalikan peneroka tiub cenderung hari ini. pertama,pemantauan kekeruhan manualmencipta selang tindak balas antara mengesan perubahan kualiti air dan melaraskan dos koagulan. Penyelesaian yang sedang dipertimbangkan ialah sistem kawalan dos automatik menggunakan meter kekeruhan dalam talian untuk memberikan maklum balas masa sebenar-untuk pelarasan kadar suapan koagulan. Ini mewakili langkah seterusnya yang logik untuk mana-mana loji yang telah mengoptimumkan subsistem mekanikal dan kimianya.

Kedua,pertumbuhan alga pada permukaan tiub sarang lebah yang terdedahsecara beransur-ansur mengurangkan luas-keratan rentas berkesan saluran aliran. Penembusan cahaya matahari ke dalam lembangan peneroka menggalakkan penjajahan biofilm dan alga, yang bukan sahaja menyekat aliran tetapi akhirnya menyumbat tiub sepenuhnya. Penyelesaian yang dicadangkan ialah pra-pengklorinan air mentah di hulu peneroka untuk mengawal pertumbuhan biologi sebelum ia boleh wujud pada permukaan tiub. Ketiga, walaupun terdapat peningkatan dalam pelepasan enap cemar,corong masih terkumpul enap cemar padatyang tidak boleh dikeluarkan semasa kitaran pelepasan biasa, memerlukan penutupan tangki sepenuhnya dan pembersihan manual setiap tiga bulan. Tindak balas kejuruteraan adalah untuk memasang muncung semburan dalaman yang akan menggunakan air bertekanan untuk pembilasan semasa kitaran pelepasan enap cemar, menghapuskan keperluan untuk penutupan berkala.

PELAJARAN UTAMA UNTUK REKA BENTUK PENETAP TIUB CENGKUNG

Dekad data operasi dari Wuhan menyaring kepada empat prinsip yang harus membimbing mana-mana projek peneroka tiub cenderung:

1. Kerja reka bentuk bersepadu.Konsep tangki-flokulasi-pemendapan一体化 (bersepadu) pasir, apabila didimensi dengan betul, boleh menghasilkan kualiti air minuman daripada air permukaan tanpa langkah penapisan hiliran dengan pasti. Kuncinya ialah memastikan parameter hidraulik setiap peringkat betul: halaju aliran dalam ruang pasir (0.15 m/s), masa pengekalan dalam pemberbukuan (jumlah 17 minit), dan halaju aliran menaik dalam peneroka (2.5 mm/s). Penyimpangan daripada nilai-nilai ini menjejaskan keseluruhan rantaian rawatan.

2. Pemilihan bahan mempunyai akibat yang melata.Tiub sarang lebah plastik PE menawarkan gabungan terbaik prestasi rawatan, ketahanan, keselamatan air yang boleh diminum dan kesederhanaan penyelenggaraan berbanding dengan plat kayu atau tiub kertas-resin yang diresapi. Perimeter basah yang lebih besar, permukaan pembersihan sendiri-dan hayat perkhidmatan yang tidak ditentukan mewajarkan pelaburan awal berkali-kali melalui penyelenggaraan yang dikurangkan dan prestasi rawatan yang konsisten.

3. Kebolehpercayaan pelepasan enap cemar menentukan konsistensi efluen.Sistem pelepasan enapcemar yang boleh dipercayai,-mudah-dikendalikan bukan pilihan - ia merupakan satu-satunya subsistem mekanikal yang paling penting untuk mengekalkan prestasi penyelesaian yang konsisten. Injap manual mengundang keletihan pengendali dan penyingkiran enap cemar yang tidak konsisten, yang secara langsung diterjemahkan kepada kualiti efluen berubah-ubah. Pelepasan pneumatik atau automatik harus dianggap sebagai standard, bukan pilihan, untuk mana-mana peneroka operasi-berterusan.

4. Pengoptimuman koagulan memberikan bayaran balik terpantas.Pertukaran daripada aluminium sulfat kepada PAC menghasilkan pengurangan 55% dalam kos kimia sebagai hanya faedah segera. Kesan hiliran - kurang pengeluaran enapcemar, warna air yang lebih baik, prestasi yang lebih konsisten merentas variasi kekeruhan bermusim - menggandakan pulangan ekonomi. Memadankan PAC dengan infrastruktur dos yang direka bentuk dengan betul (paip plastik, kepekatan konsisten,-paip aliran penuh) memastikan faedah tersebut direalisasikan secara berterusan.

PENYELESAIAN PENETAPI TIUB CENGKONG SARANG MADU KAMI

Berdasarkan pengalaman kejuruteraan rawatan air selama beberapa dekad, kami menyediakan rangkaian lengkap produk dan perkhidmatan peneroka tiub condong sarang lebah yang disesuaikan dengan kualiti air mentah dan objektif rawatan anda:

kamiMedia tiub sarang lebah heksagon PE dan PVCtersedia dalam diameter sel 25 mm, 35 mm, 50 mm, 60 mm dan 80 mm, membolehkan anda memilih kawasan permukaan pengendapan yang optimum dan pemuatan hidraulik untuk julat kekeruhan air mentah khusus anda. Untuk aplikasi rawatan air permukaan yang menyasarkan kualiti air minuman, julat diameter 50-60 mm (berpadanan dengan spesifikasi Wuhan) memberikan keseimbangan terbaik bagi kecekapan mendap dan rintangan tersumbat.

Kami membekalkanreka bentuk dan fabrikasi peneroka bersepaduuntuk rawatan air permukaan, penjernihan air sisa industri, dan penyaman air proses. kamisistem pengumpulan dan pelepasan enap cemar yang lengkaptermasuk injap pintu pneumatik dan pengawal nyahcas bermasa automatik yang menghapuskan masalah injap manual yang didokumenkan di Wuhan. Untuk loji sedia ada, kami tawarkanperkhidmatan pengubahsuaian dan naik tarafmeliputi penggantian media, pemodenan sistem enapcemar, sokongan pemilihan koagulan, pengoptimuman sistem dos dan penyelesaian masalah operasi.

Rujukan: Peneroka Tiub Cenderung Sarang Lebah Tang TQ untuk Pembersihan Air Sungai [J]. Penapisan Petroleum, 1989(4): 1-6.