Kunshan Jinghe ūdens rūpnīca (600 000 m³/d): kā sānu plūsmas slīpa plākšņu nostādinātāja modernizēšana samazina duļķainību zem 1,0 NTU — bez pievienotās enerģijas

MĀJAS › LIETAS › KUNŠANAS ŪDENS AUGSTĀCIJA

Publicēts: 2025-05-28 • Kategorija:Gadījumi• Tagi:Cauruļu kolonists · Slīpu plākšņu nosēdinātājs · Sedimentācijas modernizēšana · Dzeramais ūdens · Kunshan

1. IEDAĻA

600 000 m³/d rūpnīca ar novecojušu procesu{2}}un duļķainības problēmu

Kunshan Jinghe ūdens rūpnīca nav maza iekārta. Ar projektēšanas jaudu600,000 m³/dapkalpojot lielāko pilsētu Dzjansu provincē, 2006.–2007. gadā tika veikts uzlabots apstrādes jauninājums, pievienojot ozona -bioloģisko aktivēto ogli tā parastajam apstrādes vilcienam. Gadiem ilgi rūpnīcā tika izmantots flokulācijas režģis → horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertne → flotācijas tvertne → V-tipa filtra process-. Konfigurācija tika izstrādāta, kad neapstrādāta ūdens avots Kui ezers cieta no sezonālās aļģu ziedēšanas, kas padarīja flotāciju par būtisku.

Tad 2011. gada novembrī viss mainījās. Jandzi upes ūdens novirzīšanas projekts tika publicēts tiešsaistē, nodrošinot Kunshan otru neapstrādāta ūdens avotu. Jaunā divu avotu sistēma “upe + ezers” ievērojami uzlaboja neapstrādāta ūdens kvalitāti. Aļģu līmenis strauji kritās. Un flotācijas tvertne-kādreiz kritiska-kļuva alielas-enerģijas-patēriņa saistības. Pirms modernizācijas tas jau bija izņemts no ekspluatācijas.

Bet flotācijas tvertnes ekspluatācijas pārtraukšana radīja problēmu kaskādi. Horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertne bija tikai 76 metrus gara (ieskaitot 22 metrus garu termināļa savākšanas zonu), nodrošinot tai salīdzinošiīss hidrauliskās aiztures laiks. Bez flotācijas pulēšanas efekta nosēdinātā ūdens duļķainība dreifēja līdz1,0–2,0 NTU, un operatori varēja vizuāli redzēt smalkas floku daļiņas, kas straumē pret filtriem. Pakārtotajiem V-tipa filtriem tika izmantots-īsāks filtra darbības laiks, biežāka atpakaļmazgāšana, lielāks enerģijas un ūdens patēriņš.

Rūpnīcai bija nepieciešama modernizācija. Taču ar tīra ūdens tvertni, kas uzbūvēta tieši zem sedimentācijas un flotācijas baseiniem, un konstrukciju, kas jau ir vecāka par 20 gadiem, viņi nevarēja vienkārši nojaukt lietas un sākt no jauna. Katrai modifikācijai bija jāievēro esošā struktūra, jāizvairās no svara palielināšanas un -kritiski-nekad nevajadzētu riskēt sabojāt tīrā ūdens tvertnes jumtu.

2. IEDAĻA

Īsumā par dizainu: modernizācija 20-gadus vecas struktūras ietvaros

Inženieru komanda noteica trīs skaidrus ierobežojumus:

1.Samaziniet esošo tvertņu strukturālos bojājumus,{0}}tās tika būvētas 1990. gados un 2000. gadu sākumā.

2.Izmēģinājuma II fāzē (50 000 m³/d)-vienu attīrīšanas vilcienu-, pirms apsverat pilnīgu-iekārtas izvēršanu.

3.Mērķis: sedimentācijas tvertnes notekūdeņu duļķainībastabili zem 1,0 NTU, ar kontrolētām ieguldījumu izmaksām.

Pamatstratēģija bija eleganti vienkārša:atkārtoti izmantot esošo flotācijas tvertnes telpu kā sekundāro sedimentācijas zonu, kompensējot horizontālās plūsmas tvertnes nepietiekamo garumu. Bet divi kritiski dizaina lēmumi noteiks, vai modernizācija bija veiksmīga vai neizdevusies.

3. IEDAĻA

Divi pieņemt-vai-pārkāpt lēmumus: savākšanas siles un kolonistu veids

1. lēmumsVai paturēt vai noņemt savākšanas teknes?

Horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertnes galā bija piecas savākšanas teknes, -katra 22 metri gara, dzelzsbetons ar nerūsējošā tērauda regulējamām aizsprostu plāksnēm. To saglabāšana ļautu ietaupīt nojaukšanas darbus. Taču augšupvērstās plūsmas modelis, ūdenim iekļūstot siles, paceltu smalkas floku daļiņas, kas tik tikko bija nosēdušās, graujot visu sedimentācijas procesu.

Lēmums: Noņemiet siles.Efektīvā sedimentācijas garuma pieaugums par 22 metriem ievērojami pārsniedza papildu nojaukšanas izmaksas. Ūdens tagad plūstu caur sadales atverēm starpsienā ar kontrolētu ātrumu, kas ir mazāks vai vienāds ar 0,1 m/s, vienmērīgi pārejot uz sekundāro sedimentācijas zonu.

2. lēmumsCauruļu nosēdinātāji vai sānu plūsmas slīpās plāksnes?

Tā bija galvenā tehniskā izvēle. Gan cauruļu nostādītāji, gan slīpi plākšņu nostādītāji izmanto sekla-dziļuma sedimentācijas principu-, pievienojot vairākas paralēlas nostādināšanas virsmas, lai dramatiski palielinātu efektīvo nostādināšanas laukumu tajā pašā tvertnes tilpumā. Bet plūsmas virziens visu nosaka.

Augšupējas plūsmas cauruļu nostādinātājiem šajā scenārijā ir četri darījumu{0}}trūkumi:

▷Floks, kas sasniedza sekundāro zonu, jau bija smalks un viegls,{0}}grūti nosēsties pat horizontālā plūsmā. Augšupplūsmā (pretstrāvas sedimentācija-) ūdens, kas paceļas pret krītošām daļiņām, tās nesīs augšup, padarot atdalīšanu neparedzamu.

▷Sākotnējā flotācijas tvertne bija tikai 3,3 m augsta, un efektīvais dziļums bija zem 3,0 m pēc brīvsāniem. Cauruļvadu nosēdinātājiem ir nepieciešami vismaz 4,5 m, lai nodrošinātu pareizu apakšējo sadalījumu un augšējās dzidra ūdens zonas. Nepietiekams augstums nozīmē sliktu sadalījumu-, kas ir pirmais kolonistu veiktspējas slepkava.

▷400 m² lielais tvertnes laukums apgrūtināja vienmērīgu sadali un savākšanu lielā cauruļu nostādinātāju laukā, īpaši augstuma ierobežojumu apstākļos.

▷Jebkāda nevienmērība{0}}veido lokālas augstas hidrauliskās slodzes zonas, no kurām izplūst smalks flok{1}}, pilnībā pārvarot sekundārās sedimentācijas mērķi.

Sānu plūsmas slīpās plāksnes atrisināja visas četras problēmas:

✓Ūdens plūst horizontāli, daļiņas nosēžas lejup-šķērsplūsmā-ar minimāliem traucējumiem. Daudz labvēlīgāks smalkiem flociem.

✓Horizontālais sadalījums 18,6 m garajā tvertnes garumā nodrošina pietiekami daudz vietas vienmērīgai plūsmai-bez augstuma soda.

✓Nepieciešams tikai 3–3,5 m tvertnes dziļums,{2}}piemērots esošajai 3,3 m flotācijas tvertnei.

Lēmums: Sānu plūsmas slīpas plāksnes.Tas nebija tuvs,-esošās tvertnes fiziskie ierobežojumi padarīja cauruļu nostādītājus ne-dzīvotspējīgus un slīpās plāksnes par dabisku risinājumu.

Šī ir mācība, kuru vērts atcerēties:modernizēšanas projektos "labākajai" tehnoloģijai uz papīra nav nozīmes. Vienīgais, kam ir nozīme, ir tas, kas darbojas jūsu esošās struktūras ierobežojumu ietvaros.

4. IEDAĻA

Galīgais dizains: katrs skaitlis, kam bija nozīme

Pēc shēmu salīdzināšanas tika apvienots 50 000 m³/d II fāzes apstrādes vilciena modernizācijas projekts. Šeit ir sniegta inženiertehniskā informācija-, ko jūs varat izmantot, ja plānojat kaut ko līdzīgu.

4.1Horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertnes modifikācija

4.2Sānu plūsmas slīpa plākšņu sedimentācijas zona

5. IEDAĻA

Būvniecība: strādā apmēram 20{1}}gadus veca tīra ūdens tvertne

Būvniecība tika sākta 2023. gada decembrī, un sistēma tika nodota ekspluatācijā līdz 2024. gada janvāra vidum{1}}— tikai sešas nedēļas, lai modernizētu dzīvā ārstēšanas vilcienu. Izcēlās trīs izaicinājumi:

1. izaicinājumsStrukturālo sienu urbšana

Gan sedimentācijas tvertnes izplūdes starpsienai, gan flotācijas tvertnes ieplūdes sienai bija nepieciešami sadales caurumi. Bet šīs sienas kalpoja arī kāpamati jumta balstu kolonnām. Urbjot pārāk daudz caurumu vai padarot tos pārāk lielus, jūs apdraudat struktūras integritāti. Padariet tos pārāk mazus, un jūs saņemsiet strūklu, nevis vienmērīgu sadalījumu.

Pēc konsultēšanās ar būvinženieriem risinājums bija16 apļveida caurumi ar 600 mm diametru katrā sienā-pietiekami maz, lai saglabātu izturību, pietiekami liels, lai sasniegtu mērķa izkliedes ātrumu 0,1 m/s bez flok bīdes. Dažreiz labākais inženiertehniskais lēmums ir zināt, kad neveikt tālāku optimizāciju.

2. izaicinājumsNelauziet jumtu (tā ir arī grīda)

Flotācijas tvertnes apakšējā plāksneirtīrā ūdens tvertnes jumts. Jebkurš bojājums nozīmētu noplūdi attīrītā ūdens krātuvē zem-katastrofālas dzeramā ūdens iekārtas atteices režīma. Katra nojaukšanas un būvniecības darbība bija jāplāno ap šo ierobežojumu. Nav izņēmumu.

3. izaicinājumsSvara neitralitāte

Jūs nevarat pievienot slodzi jumtam, kas tam nav paredzēts. Modernizācijai bija jābūt neitrālai no svara-: katrs uzstādītā jaunā aprīkojuma kilograms bija jākompensē ar noņemtajiem kilogramiem. Inženieru komanda to rūpīgi ņēma vērā:

✓Noņemts: flotācijas iekārtas, skimmeri, cauruļvadi, ķieģeļu starpsienas

✓Pievienots:ABS slīpas plākšņu vienības(blīvums tuvu ūdenim-gandrīz-neitrālai peldspējai, iegremdējot)

✓Pievienots:Vieglbetona dūņu nogāzes(blīvums saskaņots ar ūdeni, izvairoties no tukšās slodzes)

Svara{0}}līdzsvara pieeja ir svarīga mācība jebkurai iekārtai, kas apsver tvertnes-remontu:materiālu izvēle nav saistīta tikai ar ķīmisko izturību, un izmaksu{0}}blīvums ir svarīgs, ja strādājat pie citas struktūras.

6. IEDAĻA

Rezultāti: duļķainība zem 1,0 NTU-nepievienojot nevienu vatu

Modernizācija tika nodota ekspluatācijā 2024. gada janvārī. Piecu mēnešu darbības dati (no 2024. gada februāra līdz jūnijam) apstiprināja, ka dizains atbilst izvirzītajiem mērķiem.

Šī ir daļa, kas rūpnīcu vadītājiem ir vissvarīgākā:viss šis uzlabojums tika panākts, nepalielinot nekāda veida enerģijas patēriņu.Slīpu plākšņu sedimentācijas zona pilnībā darbojas gravitācijas ietekmē. Salīdziniet to ar flotācijas tvertni, ar kuru tika aizstāti -darbojošie gaisa kompresori, recirkulācijas sūkņi un skimmera piedziņas 24 stundas diennaktī. Modernizācija ne tikai uzlaboja ūdens kvalitāti; tā likvidēja galveno OpEx rindas vienību.

Parādījās viena darbības problēmatas ir vērts atzīmēt ikvienam, kas plāno līdzīgu modernizāciju. Pirms modifikācijas neregulāras ķīmiskās putas vai peldošas putas sedimentācijas tvertnes galā vienkārši iekrita savākšanas teknēs un plūst uz filtriem. Pēc modernizācijas jaunie sadales caurumi atrodas zem ūdens virsmas-virsmas putas nevar izplūst un uzkrājas tvertnes galā. Tas neietekmē notekūdeņu kvalitāti, bet tas ir neizskatīgs. Pašlaik rūpnīca to apstrādā ar manuālu noņemšanu, un vēlāk var pievienot virsmas nosmelšanas aprīkojumu. Maza detaļa, bet tāda, kas atvieglo vai apgrūtina operatoru dzīvi.

1. attēls Modernizēts izkārtojums: horizontālas plūsmas sedimentācijas tvertne + sānu plūsmas slīpa plākšņu sedimentācijas zona (II fāze, 50 000 m³/d vilciens)

2. attēls. Slīpu plākšņu vienības atkārtoti izmantotā flotācijas tvertnē - 2 vienības, ABS materiāls, 80 mm atstatums starp plāksnēm

7. IEDAĻA

Ko šis projekts mums māca par sedimentācijas modernizāciju

Šis projekts nav -vienreizējs. Rūpnīcas visā pasaulē saskaras ar tādu pašu situāciju: veca procesa vienība, kas kādreiz kalpoja savam mērķim, tagad patērē enerģiju un sniedz minimālu vērtību, atrodas uz vērtīga tvertnes nekustamā īpašuma, kas varētu darīt vairāk. Kunshan modernizācija piedāvā piecas nododamas nodarbības:

1. Sānu plūsma pārspēj augšupvērstu plūsmu smalkam flokam.Kad jūsu daļiņas jau ir mazas un vieglas, necīnieties ar gravitāciju-izmantojiet šķērsplūsmas-atdalīšanu, kur ūdens pārvietojas horizontāli un daļiņas nosēžas vertikāli ar minimāliem traucējumiem.

2. Sadales vienmērīgums padara vai pārtrauc kolonistu veiktspēju.Neatkarīgi no tā, vai izvēlaties caurules vai plāksnes, ja jūsu ieplūdes sadalījums ir nevienmērīgs, jūs iegūsit lokalizētas liela{0}}ātruma zonas, kur daļiņas izplūst. Kunshan komanda aizrāvās ar šiem-16 rūpīgi izmērītiem caurumiem, ieplūdes stabilizācijas zonām, izplūdes atveres stabilizāciju — un tas atmaksājās.

3. Materiāla blīvumam ir nozīme tvertnes{0}}augšējās modifikācijās.ABS plāksnes ar gandrīz -ūdens blīvumu un viegla betona nosēdumiem noturēja neitrālu-remonta svaru. Šī nav tikai inženiertehniskā zemsvītras piezīme{3}}tā ir atšķirība starp realizējamu projektu un projektu, kuru jūsu būvinženieris noraidīs.

4. Enerģijas patēriņa samazināšana ir tikpat vērtīga kā notekūdeņu uzlabošana.Flotācijas tvertnes kompresori un sūkņi bija pastāvīga OpEx noteka. Slīpais plākšņu nosēdinātājs darbojas uz gravitācijas spēka. 20 gadu atlikušajā iekārtas darbības laikā enerģijas ietaupījums vien, iespējams, pārsniedz modernizācijas izmaksas.

5. Nav universālas veidnes.Tas, kas strādāja Kunšānā,{0}}pārveidojot flotācijas tvertni par slīpu plākšņu nostādni,{1}}var neattiekties uz jūsu iekārtu. Dažāds neapstrādāts ūdens, atšķirīga tvertnes ģeometrija, dažādi ierobežojumi. Metodoloģija (novērtēt, salīdzināt, izmēģināt, pārbaudīt) ir universāla. Konkrēts risinājums nav.

Iekārtām, kas apsver līdzīgu modernizāciju, slīpās plāksnes (lameles) pieeja piedāvā pārliecinošu vērtības piedāvājumu:pievienojiet efektīvu nosēšanās zonu, nepalielinot nospiedumu, uzlabojiet notekūdeņu kvalitāti, nepievienojot enerģiju, un atkārtoti izmantojiet novecojušo cisternu bez lieliem inženiertehniskajiem darbiem.Attālums starp plāksnēm parasti ir 50–80 mm dzeramā ūdens lietojumiem un materiāliem, sākot no PP un PVC līdz ABS un nerūsējošajam tēraudam, tāpēc ir konfigurācija praktiski jebkurai esošajai tvertnes ģeometrijai.