اختيار ومواصفات خزان تخزين الحمأة للسوائل الصعبة
تم إنشاؤها 09.04
اختيار ومواصفات خزان تخزين الحمأة للسوائل الصعبة
خزان تخزين الحمأة يُحدَّد حجمه بناءً على المواد الصلبة الجافة التي يجب أن يحتويها وعدد الأيام التي يجب أن يحتفظ بها، وليس بناءً على رقم التدفق. الحجم القابل للاستخدام يساوي المواد الصلبة الجافة اليومية مقسومة على التركيز المخزَّن، مضروبًا في أيام الاحتفاظ، بالإضافة إلى المساحة الحرة للرواسب والرغوة التي تترسب. الفولاذ المكسو بالزجاج يتعامل مع السائل لأن المينا خاملة عبر نطاق الأس الهيدروجيني 1–14 وتحمل سطحًا أقل من Ra 0.8 ميكرومتر، مما يقلل من التصاق الحمأة اللزجة. البندان التصميميان اللذان يحددان نجاح الخزان هما التحريك للحفاظ على حركة المواد الصلبة، ومعالجة فتحة التهوية ومساحة الغاز لكبريتيد الهيدروجين الذي تنتجه الحمأة المخزَّنة.
الحمأة هي أقل التيارات جاذبية في محطة المعالجة وأكثرها تدميراً للخزان. فهي كثيفة، وتترسب، وتصبح لاهوائية في غضون ساعات من التوقف، وتصدر روائح كريهة، وتحتوي على مزيج أكال من الكبريتيد والأمونيا والأحماض العضوية. الخزان المصنوع من الفولاذ الكربوني بطلاء داخلي يتحملها لبضع سنوات ثم يتعطل عند خط السائل وتحت الرواسب. تتناول هذه المقالة حساب الحجم، ومتطلبات التحريك، ومسألة التبطين، ومساحة الغاز التي غالباً ما يتم تجاهلها، والتحكم في المستوى والفحص الذي يمنع خزان الحمأة من التحول إلى فيضان.
التحجيم من المواد الصلبة الجافة وأيام الاحتجاز
مسألة الحجم هي موازنة كتلية للمواد الصلبة الجافة، وهي أكثر موثوقية من أي رقم تدفق. ابدأ بالكتلة اليومية للمواد الصلبة الجافة من العملية upstream، واقسمها على التركيز الذي سيحتفظ به الخزان، فتحصل على الحجم اليومي؛ ثم اضرب ذلك في عدد الأيام التي يجب أن يغطيها الخزان، وهو محدد بجدول التصريف أو التجفيف وبالحاجة إلى استيعاب عطلة نهاية الأسبوع أو توقف الصيانة. بعد ذلك أضف مساحة حرة للرواسب التي تترسب والرغوة التي ترتفع، لأن كليهما يستهلك الحجم القابل للاستخدام خلال أسابيع.
حالة عملية: وصول 8 أطنان من المواد الصلبة الجافة يوميًا بتركيز 5 بالمئة يعني 160 مترًا مكعبًا يوميًا من الحمأة. الاحتفاظ لخمسة أيام يعني 800 متر مكعب من السعة القابلة للاستخدام، ومع بدل للرواسب والرغوة يبلغ نحو 15 بالمئة تُحدَّد البنية بحوالي 920 مترًا مكعبًا. هذا الرقم متواضع بالنسبة لخزان مثبَّت بالبراغي وغير ملائم لحوض يُبنى في الموقع، وهو السبب المعتاد الذي يجعل المالك ينتهي إلى شراء خزان بدلًا من حفر واحد. وتتوسع المحطات الأكبر بهذه الطريقة أيضًا، وتُورَّد الخزانات المثبَّتة بالبراغي المفردة حتى 60,000 متر مكعب حيث تنمو متطلبات التخزين الاحتياطي.
التحريك: البند الذي يحدد ما إذا كان الخزان يحافظ على حجمه
خزان الحمأة بدون تحريك هو خزان ترسيب، وخزان الترسيب يفقد حجمه كلما تكاثفت طبقة الحمأة. تترسب الحمأة بسرعة؛ فخلال وردية واحدة تحتوي أرضية خزان غير محرّك على طبقة متراصة، وبعد شهر قد تبلغ تلك الطبقة ثلث الخزان. يحافظ التحريك الميكانيكي أو الخلط بالغاز على بقاء المواد الصلبة معلقة أو على بقائها متحركة بما يكفي لضخها، ولكل منهما تكلفة: فالخلاطات الميكانيكية تحتاج إلى طاقة وحماية للمحامل ضد الحصى، والخلط بالغاز يستخدم غاز الهاضم أو منفاخًا ويحتاج إلى رأس توزيع لا ينسد.
تفصيلان أهم من نوع الخلاط. الأول هو الترتيب: تُوضع المحرّكات (المحرّضات) بحيث لا تُنشئ زاوية ميتة تتجمّع فيها الحصى الثقيل، ومخرج يسحب من موقع لا يمكن أن يدخل منه سرير متراصّ إلى المضخة. الثاني هو حيّز الغاز: فالحمأة المُحرَّكة تُطلق كبريتيد الهيدروجين والميثان في الحيّز العلوي، لذا يجب أن يكون حجم فتحة التهوية مناسبًا لمعدل توليد الغاز، وأن يُعالَج فولاذ الحيّز العلوي لمقاومة الجو المسبِّب للتآكل. والتحريك دون استراتيجية للغاز لا يفعل سوى نقل مشكلة التآكل من خط السائل إلى السقف.
البطانة وحالة المينا
تُعد طبقة الحمأة أكثر البيئات عدوانية التي ستشهدها داخل الخزان، وهي حمضية وتحتوي على الكبريتيد. بمجرد توقف الحمأة عن الحركة، تنتج البكتيريا اللاهوائية أحماضاً دهنية متطايرة وكبريتيد الهيدروجين، وينخفض الرقم الهيدروجيني موضعياً، ويهاجم الكبريتيد الفولاذ. يزيل الفولاذ المكسو بالزجاج البطانة من تلك المشكلة: حيث يُدمج المينا مع الفولاذ عند 820–930 °م في طبقة بسماكة 0.25–0.45 مم مصنفة بأكثر من 3,450 نيوتن/سم²، وخاملة كيميائياً عبر نطاق الرقم الهيدروجيني 1–14، ومُختبرة بالشرر عند 1500 فولت تيار مستمر بعد التجميع، ومحددة لمدة 30 عاماً على الأقل. يقع سطحها دون Ra 0.8 ميكرومتر، وهو أمر جدير بالملاحظة بالنسبة للحمأة اللزجة لأنه يقلل من الالتصاق على الجدار والأرضية.
أنماط الفشل المتبقية هي الانفصال الثقبي والثقوب الدقيقة، والاستجابة العملية هي سجل اختبار شرارة المصنع بدلاً من الإصلاح الميداني. البديل من الإيبوكسي المرتبط بالانصهار بسماكة فيلم تتراوح بين 180–280 ميكرومتر مع مقاومة رش الملح لأكثر من 4000 ساعة وفقاً لمعيار AWWA C550 هو مسار الطلاء حيث يُفضَّل البطانة؛ الجلفنة بالغمس الساخن ليست خياراً هنا، لأن الزنك يتعرض للهجوم السريع بواسطة الحمأة الحمضية والمحتوية على الكبريتيد. على الغلاف المربوط، تكون الوصلات مزودة بحشوات ومربوطة بمسامير من الدرجة 8.8، وهي قابلة للفحص، ويمكن استبدال لوحة وإعادة اختبار الغلاف دون تفريغ الخزان إذا سمحت ظروف التشغيل بذلك.
المواصفات الفنية
المعامل | القيمة النموذجية / النطاق | ملاحظة |
أساس التصميم | المواد الصلبة الجافة اليومية مقسومة على التركيز المخزَّن مضروبًا في أيام الاحتجاز | توازن الكتلة، وليس التدفق |
حالة مثال | 8 أطنان/يوم من المواد الصلبة الجافة بنسبة 5 بالمائة من المواد الصلبة، فترة احتجاز 5 أيام | حوالي 920 م³ من الغلاف مع مساحة حرة |
المساحة الحرة | حوالي 15 بالمائة للرواسب والرغوة | كلاهما يستهلك الحجم القابل للاستخدام |
التحريك | خلط ميكانيكي أو بالغاز | يمنع فقدان الحجم بسبب الطبقة العائمة |
المخرج | يسحب من موقع يتجنب الطبقة المضغوطة | يحمي المضخة |
درجة حرارة صهر المينا | 820–930 °C | دورة صهر حراري واحدة |
سماكة طبقة المينا | 0.25–0.45 مم | اختبار شرارة 1500 فولت تيار مستمر بعد التجميع |
مقاومة المينا لدرجة الحموضة | 1–14 | خامل عبر الغطاء اللاهوائي |
خشونة السطح الداخلي | Ra < 0.8 ميكرومتر | reduces adhesion of sticky sludge |
غاز الحيز العلوي | H₂S والميثان من الحمأة المترسبة | فتحة تهوية بحجم مناسب لتوليد الغاز |
فئة الضغط | من الضغط الجوي إلى الضغط المنخفض | السقف وفتحة التهوية يحددان الحدود |
عمر التصميم | 30 عامًا على الأقل | تحت خدمة الحمأة المحددة |
التحكم في المستوى، والتهوية، والفيضان الذي لم يخطط له أحد
يفشل خزان الحمأة في السجل العام عندما يفيض، والسبب لا يكون almost أبداً هو البطانة. إنه جهاز قياس المستوى: فخزان الحمأة الذي يُملأ دون رقابة لا يصدر إنذاراً حتى يصل المستوى بصرياً إلى القمة، وتقلل عطلة نهاية الأسبوع من قدرة التصريف بينما تستمر العملية الأولية في الإنتاج. حدد جهاز قياس مستوى مع إشارة عن بُعد إلى غرفة التحكم، وإنذار مستوى مرتفع، وبروتوكول تصريف محدد يسمّي ما يحدث عند التوقف. هذا بند من بنود نظام التحكم، وليس بنداً من بنود الخزان، وهو أرخص تأمين في المشروع.
الفتحة الثانية هي فتحة التهوية. يؤدي وجود فراغ رأسي محكم الإغلاق فوق الحمأة النشطة إلى توليد غاز، لذا تحتاج الخزان إلى فتحة تهوية أو تنفيس للضغط والتفريغ بمقاس يتناسب مع التوليد وتقلبات درجة الحرارة، مع مراعاة أي معالجة لاحقة حيث يتم سحب الغاز. وحيث يتم إحكام إغلاق الفراغ الرأسي للتحكم في الروائح، فإن الحل المعتاد هو سقف غشائي محكم الغاز بغشاء داخلي بضغط اسمي حوالي 2-3 كيلو باسكال وجهاز تنفيس، وتأتي حالات التحميل لخيار السقف الصلب من ADM 2015 أو ASCE 7-10.
حالة المشروع
المشروع | الموقع | المنتج | السعة | النطاق |
خزانات مياه الصرف الصحي لمصنع الجعة | الصين، سيتشوان | خزانات GFS | 14,655 م³ | توريد خزان وغطاء مثبت بمسامير |
قسم لاهوائي لمياه الصرف الصحي من معالجة الفاصولياء | الصين، خبي | خزانات هاضم GFS | قسم العملية اللاهوائية | توريد الخزان مع التكامل العملية |
خزانات مياه الصرف الصناعي، 27 وحدة | الصين، شينجيانغ | خزانات GFS | 30,469 م³ إجمالي | التوريد والإشراف |
خزانات مياه الصرف البلدية، 10 وحدات | الصين، سيتشوان | خزانات GFS | 17,420 م³ إجمالي | التوريد والتجميع في الموقع |
قدرة Center Enamel الهندسية
مركز المينا (شركة شيجياتشوانغ تشنغتشونغ للتكنولوجيا المحدودة) تصمم وتصنع صهاريج تخزين مثبتة بمسامير منذ عام 2008. وباعتبارها أول مُصنّع لصهاريج الفولاذ المكسو بالزجاج (GFS) في الصين، تمتلك الشركة ما يقرب من 200 براءة اختراع متعلقة بالمينا، وتنتج حوالي 300,000 لوح فولاذي مكسو بالمينا سنويًا، وأنجزت أكثر من 30,000 مشروع مركّب وتورّد صهاريجها إلى أكثر من 100 دولة. تمت إضافة قاعدة الإنتاج الجديدة التي تبلغ مساحتها 150,000 م² لرفع الطاقة الإنتاجية، ويتم توريد صهاريج فردية بسعة تصل إلى 60,000 م³. تتم عمليات التصنيع وفقًا لمعايير ISO 9001 وISO 45001، مع شهادات المنتجات بما في ذلك NSF/ANSI 61 وWRAS وFDA وLFGB وCE (EN 1090) وISO 28765 وFM وBSCI وEUROCODE، ويتم التصميم بالرجوع إلى AWWA D103-09 وAWWA C550 وNFPA حيثما يتطلب التطبيق ذلك.
بالنسبة لخدمة الحمأة، النطاق ذو الصلة هو البطانة الميناوية مع سجل اختبار الشرر الخاص بها، وترتيب التحريك والمخرج الذي يحافظ على حجم قابلاً للاستخدام، والسقف والفتحة وحدود التنفيس المسلّمة مع الغلاف بحيث تتم معالجة حيز الغاز من البداية.
الأسئلة الشائعة
س1: كيف تحدد حجم خزان تخزين الحمأة؟
ج1: اقسم كتلة المواد الصلبة الجافة اليومية على التركيز المخزن للحصول على الحجم اليومي، واضرب في أيام الاحتجاز، ثم أضف المساحة الحرة للرواسب والرغوة. الموازنة الكتلية أكثر موثوقية بكثير من رقم التدفق لسائل غير نيوتوني.
س2: لماذا يعتبر التحريك ضرورياً؟
A2: لأن الحمأة تترسب وتتضاغط، وتستهلك الطبقة المتضاغطة الحجم القابل للاستخدام وتؤدي في النهاية إلى سد المخرج. يحافظ التحريك على حركة المواد الصلبة بحيث يظل الخزان يحتفظ بما تم تحديده له بعد عام.
Q3: هل يمكن لخزان GFS أن يحتوي على حمأة خام؟
A3: نعم. المينا خامل عبر نطاق الأس الهيدروجيني 1–14، والذي يغطي الطبقة الحمضية الحاملة للكبريتيد. تحقق من ترتيب المخرج والمضخة مقابل التركيز المخزن بدلاً من افتراض واجب الضخ.
Q4: هل يحتاج الخزان إلى فتحة تهوية؟
A4: نعم. يذهب توليد غاز الحمأة المخزنة إلى الحيز العلوي، لذا يلزم وجود فتحة تهوية أو تنفيس ضغط وتفريغ فراغ بحجم مناسب لذلك التوليد، مع مراعاة معالجة الغاز في المصب.
Q5: هل الخزان وعاء ضغط؟
A5: لا. إنه عند الضغط الجوي أو الضغط المنخفض، مع تحديد الحدود بواسطة السقف والفتحة وتصريف الضغط. أوعية الضغط، حيثما تحتاجها العملية، مصممة وفقًا للمواصفات والأكواد المتفق عليها في العقد.
س6: ما الذي يسبب فيضان خزان الحمأة؟
ج6: إدارة المستوى، وليس فشل البطانة. خزان الحمأة الذي يُملأ دون رؤية مع عدم وجود إنذار عن بُعد وعدم وجود بروتوكول تصريف محدد سيمتلئ، ووصلة التصريف التي افترض الجميع وجودها هي السبب الجذري المعتاد.
س7: ما هو برنامج الفحص؟
A7: الطلاء الخارجي ورؤوس البراغي، والحشية عند الوصلات المفتوحة، وفتحة التهوية والتنفيس، وجهاز قياس المستوى، والمخرج وعمق الرواسب عند كل تفريغ، بالإضافة إلى إعادة اختبار الشرر بعد أي استبدال للألواح.
يعمل خزان تخزين الحمأة عندما يحافظ على حجمه: مُصمم من المواد الصلبة الجافة، ومُحرَّك بحيث لا تلتهم الطبقة السفلية السعة، ومُبطَّن بمادة تتجاهل الكبريتيد والحمض، ومُجهَّز بإنذار مستوى وفتحة تهوية تم تحديدهما عن قصد. اضبط توازن الكتلة والتحريك بشكل صحيح وسيصبح الخزان غير مرئي؛ أخطئ فيهما وسيصبح بند الصيانة السنوي للمصنع.
أرسل لنا إنتاج المواد الصلبة الجافة، والتركيز الذي يمكنك تخزينه، وأيام الاحتفاظ، وظروف الموقع، وسنعيد إليك حساب الحجم، وتحديد أبعاد الخزان، ومقترح التحريك والتهوية، وحزمة الملفات الفنية.
تحدث إلى مهندس
شاركنا توصيف الحمأة، والحمل اليومي للمواد الصلبة، والجدول الزمني الذي تحتاج إلى تغطيته، وسنحدد أبعاد الخزان معك. ستحصل على توازن الكتلة، وهندسة الغلاف، وتوصية البطانة والتحريك، والرسومات للمراجعة. إجابة هندسية أولاً، دون أي التزام.
واتساب