Kommunaler Abwasserbehandlungstank für Betriebsaufgaben und kontinuierlichen Durchfluss
Erstellt 09.03
Kommunales Abwasserbehandlungsbecken für Anlagenbetrieb und kontinuierlichen Durchfluss
Ein kommunales Abwasserbehandlungswerk verwendet Tanks für Ausgleich, Vorklärung, Schlammlagerung, anaerobe Vergärung und Speicherung des geklärten Ablaufs, wobei jede Aufgabe ein unterschiedliches Volumen und eine unterschiedliche Chemie aufweist. Glas-fused-to-steel deckt die meisten davon ab: Die Emailleschicht wird bei 820–930 °C eingebrannt, ist 0,25–0,45 mm dick, inert über pH 1–14, wird nach der Montage bei 1500 V DC funkengeprüft und ist für mindestens 30 Jahre spezifiziert. Anaerobe Aufgaben laufen mesophil bei 35–38 °C mit 20–30 Tagen Verweilzeit und liefern 0,5–0,6 m³ Biogas pro kg zugeführter organischer Trockensubstanz. Die Tankentscheidung, die am häufigsten schiefgeht, ist der Kauf eines einzigen universellen Behälters für Aufgaben, die sich unterschiedlich verhalten, und das Auslassen von Dach und Entlüftung aus dem Leistungsumfang.
Die Anlage läuft, die Genehmigung ist eng gefasst, und die Becken sind die Positionen im Beschaffungsplan, die niemand verantworten möchte. Eine kommunale Kläranlage muss während der gesamten Maßnahme weiterbetrieben werden, also darf das neue Ausgleichsbecken keine Fahrspur blockieren, der Faulturm darf sein Gas nicht verlieren, und das Vorklärbecken darf im zweiten Winter nicht anfangen zu lecken. Dieser Artikel führt durch die Beckenaufgaben in einer kommunalen Abwasseranlage, die Dimensionierungslogik für jedes einzelne, den Fall für Emaille- und Schraubkonstruktion bei kommunalem Abwasser sowie den Inbetriebnahme- und Prüfungsumfang, an dem ein Anlageningenieur einen Lieferanten festhalten sollte.
Die Aufgaben und was jede einzelne benötigt
Ein kommunales Klärwerk ist eine Reihe verschiedener Becken, die dasselbe Wort tragen. Der Ausgleichspeicher hält die Spitzen bei Regenwetter und den Mindestzufluss in der Nacht zurück, daher wird er anhand der Zuflusskurve dimensioniert und benötigt eine gute Füllstandsanzeige sowie einen mit Prallwänden versehenen Zulauf, um ein erneutes Aufwirbeln abgesetzter Feststoffe zu vermeiden. Die Vorklärung und die Nachklärung sind Schwerkraftabscheider, die nach der Oberflächenbeschickung und nicht allein nach der Aufenthaltszeit dimensioniert werden, und sie benötigen einen Schlammräummechanismus und eine Strategie zur Schlammabziehung. Schlammhaltebecken benötigen eine Durchmischung und ausreichend Volumen, um den Faulbehälter oder die Entwässerungsanlage gleichmäßig zu beschicken. Anaerobe Faulbehälter benötigen eine Temperaturregelung, eine Durchmischung und ein Dachsystem, das eine Gasgrenze bei einigen Kilopascal hält. Die Speicherung des geklärten Ablaufs, die für die Einleitung oder für wiederverwendetes Wasser erforderlich ist, ist eine einfache Volumenaufgabe mit starkem Schwerpunkt darauf, dass die Auskleidung das Wasser nicht verunreinigt.
Jede Größe aus ihrer eigenen Aufgabe heraus zu bemessen, ist die ganze Arbeit. Der Ausgleichspeicher nimmt den Regenwetterzufluss über der Behandlungskapazität auf und multipliziert ihn mit den Stunden des Stoßzuflusses, die du abfangen musst. Das Faulraumvolumen ergibt sich aus der Raumbelastung an organischen Feststoffen bei mesophiler Temperatur von 35–38 °C mit 20–30 Tagen Verweilzeit. Der Schlammlagerraum ergibt sich aus der täglichen Nassschlammanfallmenge mal den Lagertagen, die der Entwässerungsweg erfordert. Führe die vier Berechnungen getrennt durch, und die Materialliste sieht ganz anders aus als die, die du erhältst, wenn du eine einzige Regel auf alle anwendest.
Warum glasemaillierter Stahl für kommunales Abwasser geeignet ist
Die Schlamm- und Faulzone ist das, was gewöhnlichen beschichteten Stahl zerstört. Kommunaler Schlamm wird anaerob, sobald er sich nicht mehr bewegt, senkt den pH-Wert lokal und produziert Sulfid, Ammoniak und flüchtige Säuren. Ein lackierter Kohlenstoffstahl-Innenraum in dieser Umgebung versagt an der Flüssigkeitslinie und unter dem Schlammkuchen. Glasemaillierte Stahlplatten werden hergestellt, indem Emaille bei 820–930 °C zu einer 0,25–0,45 mm dicken Schicht mit einer Belastbarkeit von über 3.450 N/cm² auf den Stahl aufgeschmolzen wird, die über pH 1–14 chemisch inert ist und eine Oberfläche unter Ra 0,8 µm aufweist, die Biofilm und Ablagerungen widersteht. Das entfernt die Beschichtungskorrosion von der Versagensliste und lässt Delaminierung und Pinhole als die beiden emailespezifischen Modi übrig, die beide im Werk durch einen 1500-V-Gleichstrom-Funkentest erkannt werden, statt später von einem Bediener entdeckt zu werden.
Das verschraubte Format ist für ein kommunales Klärwerk aus Gründen der Terminplanung und Wartung von Bedeutung. Platten mit einer Breite von etwa 1,2 m werden flach durch eine Baustelle transportiert, sodass der Tank innerhalb einer in Betrieb befindlichen Anlage ohne großes Kranfundament oder Straßensperrung errichtet werden kann. Die Fugen sind mit EPDM abgedichtet und mit Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 verschraubt, sie sind inspizierbar, und eine einzelne Platte kann ausgetauscht und die Schale erneut geprüft werden, ohne den Tank außer Betrieb zu nehmen, sofern der Betriebsablauf dies zulässt. Zusätzliche Platten können die Höhe später erhöhen, was dann wichtig ist, wenn für ein Klärwerk eine Durchflussmenge genehmigt ist, die erst in fünf Jahren ankommen wird.
Anaerobe Faulung und die Gasgrenze
Die Vergärung ist ein Niederdruck-Gasprozess, und das Dach ist der Druckbehälter. Ein Faulbehälter läuft nahe Atmosphärendruck, wobei der Gasraum durch ein Doppelmembran- oder Glasfaserdach nur bei wenigen Kilopascal gehalten wird, mit einer Entlastungsvorrichtung und einem Flammendurchschlagsicherung in der Gasleitung. Die Spezifikation als Druckbehälter verursacht zusätzliche Kosten und bringt nichts; die Spezifikation eines offenen Dachs verliert das Gas. Die innere Membran trägt einen Nenndruck von etwa 2–3 kPa, und die gesamte Baugruppe muss gegen die Wind- und Schneelast des Standorts geprüft werden, entnommen aus ADM 2015 oder ASCE 7-10, wenn stattdessen ein starres Dach verwendet wird.
Die für die Dimensionierung maßgeblichen Prozesskennzahlen: mesophil 35–38 °C, hydraulische Verweilzeit von 20–30 Tagen für konventionellen kommunalen Schlamm, eine Biogasausbeute von 0,5–0,6 m³ pro kg zugeführter organischer Trockensubstanz mit etwa 60 Prozent Methan und ein Rührsystem, das die Schwimmschicht und das Absetzen von Sand verhindert. Das Gas muss vor dem Eintritt in einen Kessel oder ein BHKW durch FeCl₃-Dosierung oder ein trockenes Eisenoxidbett entschwefelt werden. H₂S greift den Stahl stromabwärts des Behälters an und greift auch die Unterseite des Behälterdachs an, wenn das Dach nicht geschützt ist, weshalb Dach und Entlüftung in den Lieferumfang gehören und nicht in ein separates Paket.
Technische Spezifikation
Parameter | Typischer Wert / Bereich | Hinweis |
Fauler-Temperatur | 35–38 °C mesophil | 50–55 °C thermophil, wenn Wärme verfügbar ist |
Hydraulische Verweilzeit | 20–30 Tage | konventioneller kommunaler Schlamm |
Biogasausbeute | 0,5–0,6 m³ pro kg zugeführter VS | Überprüfung anhand der Schlammcharakterisierung vor Ort |
Druck im Gasraum | einige kPa, Innenmembran ~2–3 kPa | Entlastungsvorrichtung und Flammendurchschlagsicherung |
Emailverschmelzungstemperatur | 820–930 °C | ein thermischer Fusionszyklus |
Dicke der Emailschicht | 0,25–0,45 mm | 1500 V DC Funkenprüfung nach der Montage |
pH-Beständigkeit von Email | 1–14 | inert durch die anaerobe Abdeckung |
Innenflächenrauheit | Ra < 0,8 µm | widersteht Biofilm an Absetzwänden |
Plattenbreite | etwa 1,2 m | flach lieferbar, modulare verschraubte Montage |
Schraubengüte | 8.8-Schrauben | korrosionsgehemmte Verbindung |
Dachlastfall | ADM 2015 / ASCE 7-10 | Wind und Schnee für den Standort |
Auslegungslebensdauer | mindestens 30 Jahre | unter dem festgelegten Abwasserbetrieb |
Inbetriebnahme und die Inspektion, die das Asset schützt
Die Inbetriebnahme eines verschraubten Tanks ist eine kurze Abfolge, wenn sie geplant wurde: die Setzung des Ringbalkens und die Rundheit des ersten Rings prüfen, die Schrauben auf den vorgegebenen Wert anziehen, den Dichtungssitz an jeder vertikalen und horizontalen Verbindung inspizieren, das montierte Emaille bei 1500 V DC einer Funkentladungsprüfung unterziehen und dann befüllen und das Füllstandsverhalten kontrollieren. Die beiden am häufigsten übersprungenen Punkte sind das Nachziehen nach der ersten Befüllung, wenn sich die Dichtung auf ihren Sitz setzt, und die Drehmomentkontrolle der Schrauben des Dachrands nach dem ersten Windereignis. Beides sind halbtägige Übungen, die das saisonale Schwitzen verhindern, das die Instandhaltungsteams der Kommunen gerne darauf zurückführen, dass der Tank zu alt sei.
Die Betriebsinspektion ist dann einfach: Außenbeschichtung und Schraubenköpfe, die Dichtung am Mannloch und an jeder geöffneten Verbindung, die Entlüftung und ihre nachgeschaltete Gasstrecke, das Füllstandsmessgerät und die Absetzzone, die nach einem festgelegten Zeitplan gespült werden sollte. Wenn die Anlage einen anaeroben Faulbehälter hat, fügen Sie die Untersuchung der Dachmembran, die Prüfung des Ansprechdrucks der Sicherheitsventile und die Prüfung der Flammensperre der Gasleitung zum selben jährlichen Turnus hinzu.
Projektfall
Projekt | Standort | Produkt | Kapazität | Umfang |
Kommunale Abwassertanks, 10 Einheiten | China, Sichuan | GFS-Tanks | 17.420 m³ insgesamt | Lieferung und Montage vor Ort |
Industrieabwassertanks, 27 Einheiten | China, Xinjiang | GFS-Tanks | 30.469 m³ insgesamt | Lieferung und Überwachung |
Brauerei-Abwassertanks | China, Sichuan | GFS-Tanks | 14.655 m³ | Lieferung des geschraubten Tanks und Dachs |
Anaerober Abschnitt für Abwasser aus der Bohnenverarbeitung | China, Hebei | GFS-Faultanks | anaerober Prozessabschnitt | Tanklieferung plus Prozessintegration |
Center Enamel Engineering-Kompetenz
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) entwirft und fertigt seit 2008 verschraubte Lagertanks. Als erster Hersteller von glasverschmolzenen Stahltanks (GFS) in China verfügt das Unternehmen über nahezu 200 emailbezogene Patente, produziert jährlich rund 300.000 emaillierte Stahlplatten, hat mehr als 30.000 installierte Projekte abgeschlossen und liefert seine Tanks in über 100 Länder. Das neue 150.000 m² große Produktionswerk wurde hinzugefügt, um die Produktionskapazität zu erhöhen, und einzelne Tanks werden bis zu 60.000 m³ geliefert. Die Fertigung erfolgt unter ISO 9001 und ISO 45001, mit Produktzertifizierungen einschließlich NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI und EUROCODE, und die Auslegung orientiert sich bei entsprechenden Anforderungen an AWWA D103-09, AWWA C550 und NFPA.
Für die kommunale Versorgung umfasst dies jede Aufgabe auf der Liste von einem Anbieter: Ausgleich, Absetzen, Schlammlagerung und anaerobe Vergärung, wobei das Faulbehälterdach, die Membran und die Entlastungsgrenze mit der Schale geliefert werden und nicht nachgerüstet werden.
Häufig gestellte Fragen
F1: Kann ein GFS-Tank mehrere Aufgaben in einem Werk übernehmen?
A1: Nur in Betracht zu ziehen, wo die Chemie identisch ist und die Volumina eine gemeinsame Niveauregelung teilen können. Ausgleich, Vergärung und Endlagerung unterscheiden sich so stark, dass getrennte Tanks normalerweise die bessere technische Lösung sind.
F2: Warum ist der Emaille besser als Farbe für einen Faulbehälter?
A2: Weil der Schlammspiegel anaerob und sauer wird und das Email über den pH-Bereich 1–14 inert ist. Es beseitigt die Auskleidungskorrosion als Ausfallursache und lässt die Dichtung, die Schrauben und das Dach als Wartungsposten übrig.
Q3: Ist ein Faulbehälter ein Druckbehälter?
A3: Nein. Es ist ein nahezu atmosphärischer Tank mit einem flexiblen Dach, das einige Kilopascal hält. Die Druckgrenze sind die Dachmembran, die Entlastungseinrichtung und der Flammendurchschlagsicherung an der Gasleitung.
Q4: Wie dimensioniert man das Faulbehältervolumen?
A4: Aus der Belastungsrate der flüchtigen Feststoffe und der gewünschten Verweilzeit: mesophil 35–38 °C mit 20–30 Tagen Verweilzeit ist der Standardbereich für kommunalen Schlamm, was das Arbeitsvolumen ergibt, dann zuzüglich Freibord für Schwimmschlamm und Gasraum.
Q5: Wie viel Gas sollte ein Faulbehälter produzieren?
A5: Planen Sie mit 0,5–0,6 m³ Biogas pro Kilogramm zugeführter flüchtiger Feststoffe, mit etwa 60 Prozent Methan, und bestätigen Sie dies mit einem Banktest am Schlamm des Standorts statt mit einem Literaturwert.
Q6: Wie hoch ist das Inspektionsintervall bei einem kommunalen GFS-Tank?
A6: Eine Drehmoment- und Dichtungsprüfung bei der Inbetriebnahme und nach der ersten Befüllung, eine jährliche Außen- und Dachprüfung, eine Fugeninspektion bei jedem Öffnen einer Platte und ein erneuter Funkenprüftest nach jedem Plattentausch.
Q7: Kann das Werk später Kapazität hinzufügen?
A7: Ja. Geschraubte Tanks können mit zusätzlichen Platten erhöht oder mit einer neuen Einheit parallel geschaltet werden, und die Spezifizierung des Ringbalkens für den größeren Fall während der ersten Baumaßnahme ist eine günstige Versicherung.
Ein kommunales Abwasserbehandlungsbecken-Schema funktioniert, wenn jede Aufgabe aus ihrem eigenen Prozess dimensioniert wird und Mantel, Dach und Entlüftung gemeinsam spezifiziert werden. Glasemaillierter Stahl beantwortet die Korrosionsfrage über die Ausgleichs-, Absetz-, Schlamm- und Faulungsaufgaben hinweg, und das verschraubte Format hält die Anlage in Betrieb, während das Becken errichtet wird. Legen Sie die Verweilzeit, die Gasgrenze und den Inspektionsplan bei der Auftragsvergabe richtig fest, und das Becken wird die Genehmigung, die das Projekt vorangetrieben hat, überdauern.
Senden Sie uns die Durchflusskurve, die Schlammproduktion, den Faulungsweg und das Diagramm, und wir liefern Ihnen eine Auslegung für jeden Betriebszustand, die Tankliste und das technische Dokumentenpaket.
Sprechen Sie mit einem Ingenieur
Wir prüfen Ihre Anlagenströme und Schlammdaten, bevor wir eine Tankliste empfehlen. Teilen Sie uns den Auslegungsdurchfluss, die Spitzenbelastung bei Nässe, die flüchtigen Feststoffe und ob eine Faulung im Umfang enthalten ist, mit, und Sie erhalten eine schriftliche Auslegung, den Vorschlag für Auskleidung und Dach sowie die Zeichnungen zur Prüfung. Technik zuerst, kein Kaufdruck.
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