مخازن بافر هوادهی برای یکنواخت‌سازی جریان در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب
ساخته شده در 02.12
مخازن بافر هوادهی برای یکنواخت‌سازی جریان در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب
یک مخزن بافر هوادهی، فاضلاب را به مدت کافی نگه می‌دارد تا قله‌هایی را که در غیر این صورت با یک موج هیدرولیکی یا یک شوک سمی به مرحله بیولوژیکی ضربه می‌زنند، هموار کند. ارزش آن در یکسان‌سازی‌ای است که فراهم می‌کند: جریان پایدار و بار پایدار باعث می‌شود سیستم هوادهی اکسیژن محلول را نزدیک نقطه تنظیم نگه دارد، به جای اینکه مدام به دنبال آن باشد. آن را بر اساس منحنی واقعی شبانه‌روزی به‌علاوه بدترین بار حادثه‌ای طراحی کنید، پوششی فراهم کنید که بو را کنترل کند بدون اینکه گاز را به دام بیندازد، و داخلی را انتخاب کنید که در محیط سولفید و کف دوام بیاورد، جایی که سطح شیشه-ذوب-شده روی فولاد در محدوده pH ۱ تا ۱۴ با پرداخت Ra زیر ۰٫۸ میکرومتر معمولاً از پوشش‌های اعمالی بیشتر دوام می‌آورد.
ایستگاه پمپ ورودی برای اوج هوای مرطوب ساخته شده است، و بقیه تصفیه‌خانه برای چیزی بسیار کوچک‌تر ساخته شده است. بدون یک بافر، هر رواناب کامیون، هر تغییر شیفت در کارخانه‌های متصل و هر افت خانگی شبانه مستقیماً به حوض هوادهی می‌رود. سپس دمنده‌ها بالا می‌روند، اکسیژن محلول نوسان می‌کند، حوض زیست‌توده‌ای را که سال‌ها برای رشد آن تلاش کرده از دست می‌دهد، و قرائت مجوز در خروجی یک هفته بعد داستان را بازگو می‌کند. یک مخزن بافر هوادهی که پیش از مرحله بیولوژیکی قرار می‌گیرد ساده‌ترین پاسخ است، اما همچنین یک مخزن با مشکلات خاص خود است: کف، بو، کف ته‌نشین‌شده، و داخلی که باید از پس هر چیزی که فاضلاب آن صبح آورده برآید. به عبارت دیگر، مخازن بافر هوادهی جذب‌کننده ضربه هیدرولیکی هستند که تصفیه‌خانه هرگز تا اولین شکست قرائت مجوز برای آن بودجه‌ریزی نمی‌کند، و اندازه‌گذاری زیر بر اساس منحنی جریان کار می‌کند نه بر اساس یک قاعده سرانگشتی.
آنچه بافر واقعاً جذب می‌کند
مخزن بافر هوادهی، بار هیدرولیکی و بار آلی را یکسان‌سازی می‌کند و این دو نیاز به ابعادبندی متفاوتی دارند. یکسان‌سازی هیدرولیکی یک مسئله حجمی است: تفاوت بین جریان ورودی و جریانی که مرحله بیولوژیکی میتواند بپذیرد را در طول زمان انتگرال بگیرید، و مساحت زیر آن منحنی، حجم ذخیره‌سازی لازم است. یکسان‌سازی آلی یک مسئله جرمی است، زیرا یک شوک فاضلاب با غلظت بالا حاوی کربنی است که هیچ حجمی از ذخیره‌سازی آن را حذف نمی‌کند؛ تنها می‌توانید آن را در طول زمان پخش کنید. در عمل، تصفیه‌خانه‌ها بر اساس منحنی روزانه به‌علاوه یک حاشیه برای بدترین رویداد واحد ابعادبندی می‌کنند، سپس بررسی می‌کنند که آیا حجم حاصل با ارتفاع موجود قابل انتقال است یا به پمپ نیاز دارد. مخزن بافر هوادهی که کم‌ابعاد باشد بدتر از نبودن آن است، زیرا زمان نگهداری را افزایش می‌دهد بدون اینکه ظرفیت پیک را اضافه کند و بی‌سروصدا مشکل ته‌نشینی در کف را تشدید می‌کند.
پیکربندی: جریان قالبی، کاملاً مخلوط یا متوالی
پیکربندی مخزن تعیین می‌کند که چه نوع یکنواخت‌سازی به دست می‌آورید. یک بافر کاملاً مخلوط با هوادهی شدید، بهترین هموارسازی هیدرولیکی و بهترین کنترل بو را ارائه می‌دهد زیرا کل حجم در حرکت است، اما به هوای زیاد یا وظیفه اختلاط مکانیکی نیاز دارد. آرایش جریان قالبی یا محفظه‌های سری، به تصفیه‌خانه اجازه می‌دهد از بافر به عنوان مرحله پیشین استفاده کند و تقاضای هوای کمتری را حفظ نماید. بسیاری از تصفیه‌خانه‌ها با رویکرد دسته‌ای متوالی، تفاوت را تقسیم می‌کنند: پر کردن، مخلوط کردن، تخلیه، به طوری که حجم به عنوان یکنواخت‌ساز و به عنوان تصفیه جزئی عمل دوگانه انجام می‌دهد. هر پیکربندی که باشد، اختلاط کافی در سطح پایین را حفظ کنید تا از رسوب‌گذاری در کف جلوگیری شود، و مطمئن شوید که تخلیه میتواند مخزن را تا سطحی خالی کند که به پمپ اجازه دهد بدون خشک کار کردن، کار کند، زیرا بافری که هرگز کاملاً خالی نمی‌شود شروع به بو دادن می‌کند.
کف، لجن و مسئله پوشش
مخزن بافر هوادهی سرپوشیده بو می‌دهد مگر اینکه سرپوش طراحی شده باشد، نه فقط نصب شده باشد. کف و لجن در جایی که سطح آرام است تجمع می‌یابند، بنابراین یک مخزن کاملاً سرپوشیده بدون هم‌زدن سطح، به لایه‌ای از لجن تبدیل می‌شود که تبادل گاز را مسدود کرده و بو را بدتر می‌کند. راه‌حل عملی این است که ناحیه سرپوشیده را به حداقل لازم برای جمعآوری محدود نگه دارید، یک لجن‌گیر یا هواده برسی در امتداد سطح نصب کنید، و فضای بالای سطح را به یک واحد کنترل بو هدایت کنید نه اینکه آن را تخلیه کنید. مخزن شیشه-ذوب-به-فولاد در اینجا کمک می‌کند زیرا پرداخت داخلی آن Ra زیر ۰٫۸ میکرومتر است، بنابراین کف و بیوفیلم آزاد می‌شوند نه اینکه بچسبند، و سطح بی‌اثر در محدوده pH ۱ تا ۱۴ با جیب‌های اسیدی که زیر لایه لجن تشکیل می‌شود مقابله می‌کند.
ماده داخلی در محیط سولفیدی
فضای بالای یک مخزن یکسان‌سازی، محل خوردگی است، نه مایع. کیسه‌های بی‌هوازی در کف، سولفید هیدروژن تولید می‌کنند و در جایی که pH بالای ۸ باشد، آمونیاک نیز قابل توجه می‌شود، که به فولاد کربنی لخت در سطح مشترک هوا-مایع و در امتداد حلقه بالایی حمله می‌کند. پوشش‌های اعمال‌شده آن را به تأخیر می‌اندازند اما در نهایت به‌صورت لکه‌هایی جدا می‌شوند، و یک نقص لکه‌ای به یک سوراخ سوزنی تبدیل می‌شود که سپس نشت می‌کند. مینای ذوب‌شده در داخل یک مخزن فولاد-با-شیشه ذوب‌شده این مکانیزم را حذف می‌کند: لایه ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ میلی‌متری در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سلسیوس ذوب می‌شود، مقاومت آن بالای ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتی‌متر مربع است، و هر پانل قبل از حمل با ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم تست جرقه می‌شود. برای آن جریان‌ها، داخلی اپوکسی پیوند-ذوبی با ضخامت ۱۸۰ تا ۲۸۰ میکرومتر طبق AWWA C550 گزینه دوم معقولی است، در حالی که گالوانیزه گرم غوطه‌وری طبق GB/T 13912-2020 در اینجا مناسب نیست.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار / محدوده معمول | یادداشت |
دمای ذوب لعاب | ۸۲۰–۹۳۰ درجه سانتی‌گراد | ذوب تک‌مرحله‌ای روی پنل فولادی |
ضخامت پوشش لعاب | ۰٫۲۵–۰٫۴۵ میلی‌متر | داخلی بی‌اثر در pH ۱–۱۴ |
استحکام لایه مینا | ≥ ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتی‌متر مربع | مقاومت در برابر خمش و ضربه |
زبری سطح | Ra < ۰٫۸ میکرومتر | آزادسازی کف و بیوفیلم |
ولتاژ تست جرقه | 1500 ولت DC | به ازای هر پنل قبل از حمل |
ضخامت فیلم اپوکسی FBE | ۱۸۰–۲۸۰ میکرومتر | جایگزین داخلی AWWA C550 |
مقاومت FBE در برابر پاشش نمک | > ۴٬۰۰۰ ساعت | دوام در برابر خوردگی |
عمر طراحی | ≥ ۳۰ سال | با سیستم داخلی مشخص‌شده |
چک‌لیست اندازه‌گذاری و ابزار دقیق
ابتدا موازنه جرمی را بسازید: جریان ورودی ساعتی را در یک هفته نماینده ترسیم کنید، جریانی که مرحله بیولوژیکی میتواند بپذیرد را کم کنید، و سطح مثبت را انتگرال بگیرید تا حجم مورد نیاز به دست آید؛ سپس حاشیهای برای طوفان طراحی یا بدترین تخلیه صنعتی اضافه کنید. تراز ارتفاع ورودی و خروجی را تأیید کنید تا تغذیه ثقلی کار کند، یا هزینه پمپاژ را محاسبه کنید. یک سطحسنج نصب کنید که در حضور کف همچنان قرائت درستی داشته باشد، که معمولاً به معنای چند روش به جای یک روش است. فضای آزاد برای انبساط کف، مسیر جمعآوری شناور به واحد سرآب، و کفهایی که بتوان آن را به فرآیند شستشوی معکوس کرد نه به زهکش طوفان، فراهم کنید. و از فروشنده بخواهید که فونداسیون را برای حداکثر بار مایع به علاوه رسوب طراحی کند، زیرا مخزن بافر هوادهی برای مدتهای طولانی پر میماند و بار از وزن خالی آشکار نیست.
مطالعه موردی پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | محدوده |
ذخیره‌سازی آب با قطر بزرگ | نامیبیا | مخزن GFS | ۴۴٬۹۰۰ مترمکعب | تأمین + نظارت |
آب ذخیره آتش‌نشانی | سیچوان، چین | مخزن GFS، ۲ واحد | ۸٬۹۳۰ مترمکعب | تأمین + راهنمایی نصب |
برنامه فاضلاب شهری | سیچوان، چین | مخزن GFS، ۱۰ واحد | ۱۷٬۴۲۰ مترمکعب | تأمین + راهنمایی نصب |
توانمندی مهندسی Center Enamel
سنتر انامل (شرکت فناوری شيجياژوانگ ژنگژونگ) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت به‌عنوان نخستین تولیدکننده مخازن شیشه-ذوب‌شده-به-فولاد (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل دارد، سالانه حدود ۳۰۰٬۰۰۰ ورق فولادی پوشش‌داده‌شده با انامل تولید می‌کند، بیش از ۳۰٬۰۰۰ پروژه نصب‌شده را تکمیل کرده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه می‌کند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰٬۰۰۰ مترمربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شد و مخازن تک‌واحدی تا ظرفیت ۶۰٬۰۰۰ مترمکعب عرضه می‌شوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام می‌شود، با گواهینامه‌های محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد آن را ایجاب کند.
برای سرویس هوادهی و یکنواخت‌سازی، این شامل سطوح داخلی مینا و اپوکسی توصیف‌شده در بالا، پوشش‌ها و مسیر تخلیه هوا به کنترل بو، و بارگذاری فونداسیون برای مخزنی است که برای مدتهای طولانی در سطح پر باقی میماند.
سوالات متداول
س۱: تفاوت بین مخزن بافر هوادهی و حوضچه هوادهی چیست؟
پ۱: حوضچه هوادهی یک راکتور تصفیه است که در آن هوا از میان مخلوط مایع عبور داده می‌شود تا زیست‌توده رشد کند. مخزن بافر هوادهی عمدتاً یک مخزن نگهدارنده است که جریان را قبل از مرحله تصفیه هموار می‌کند، هرچند می‌توان آن را هوادهی کرد تا از ته‌نشینی جلوگیری شود. برخی تصفیه‌خانه‌ها از یک مخزن برای هر دو وظیفه استفاده می‌کنند.
س۲: حجم یکنواخت‌سازی را چگونه تعیین می‌کنید؟
A2: جریان ورودی ساعتی را در برابر جریانی که مرحله پایین‌دست میتواند بپذیرد رسم کنید، تفاضل مثبت را در بدترین هفته انتگرال بگیرید و حاشیهای برای طوفان طراحی اضافه کنید. توده‌های آلی را نمی‌توان ذخیره کرد، فقط می‌توان آن‌ها را در طول زمان پخش کرد، بنابراین تخلیه‌های با غلظت بالا نیاز به بررسی جداگانه دارند.
س3: آیا مخزن نیاز به پوشش دارد؟
پ3: در جایی که بو تنظیم می‌شود، بله، اما پوششی که یک لایه کف آرام را به دام می‌اندازد اوضاع را بدتر می‌کند. ناحیه پوشش‌دار را محدود نگه دارید، سطح را هم بزنید یا کف‌گیری کنید و فضای بالای مایع را به یک اسکرابر بیولوژیکی یا واحد کربن فعال هدایت کنید.
س4: کدام نمای داخلی برای جریان حاوی سولفید مناسب است؟
پ4: نمای داخلی مینای ذوب‌شده انتخاب مقاوم در محدوده pH ۱ تا ۱۴ است، با اپوکسی پیوند ذوبی در ۱۸۰ تا ۲۸۰ میکرومتر به عنوان گزینه دوم. فولاد گالوانیزه برای سرویس سولفیدی و اسیدی مناسب نیست.
س۵: آیا می‌توان از یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای به عنوان بافر هوادهی استفاده کرد؟
پ۵: بله. مخازن پیچ‌ومهره‌ای هم‌سطح زمین با فضای داخلی مناسب برای یکسان‌سازی و نگهداری استفاده می‌شوند، و چون پانل‌ها با پوشش کارخانه‌ای و تست جرقه وارد می‌شوند، وضعیت داخلی از همان ابتدا مستند می‌شود.
س۶: مشکل کف چگونه مدیریت می‌شود؟
پ۶: با هم‌زدن سطح مانند هواده‌های برسی، یک کف‌روب لجن که به ورودی برمی‌گردد، و فضای آزاد کافی برای گسترش کف. سطح لعابی صاف با Ra زیر ۰٫۸ میکرومتر میزان چسبیدن کف به دیواره را کاهش می‌دهد.
مخزن بافر هوادهی یکی از ارزان‌ترین راه‌ها برای جلوگیری از دنبال کردن پساب ورودی توسط تصفیه‌خانه بیولوژیکی است؛ ارزش آن از صاف کردن منحنی هیدرولیکی و پخش کردن اوج‌های آلی پیش از رسیدن به توده زیستی ناشی می‌شود. کار طراحی یک موازنه جرمی به‌همراه نگاهی صادقانه به کف، شناور و فضای بالای مملو از سولفید است، و این سه بیش از هر عامل دیگری حجم، پوشش و فضای داخلی را تعیین می‌کنند. آن را بر اساس منحنی واقعی شبانه‌روزی اندازه‌گذاری کنید، سطح را در حرکت نگه دارید، و فضای داخلی‌ای انتخاب کنید که برای گاز ساخته شده باشد نه برای مایع.
با یک مهندس صحبت کنید
پروفیل جریان ورودی ساعتی و پیک آن، تغییرات قدرت جریان، جریان پایین‌دستی که مرحله هوادهی میتواند بپذیرد، حد مجاز بو برای سایت و ردپای موجود را برای ما ارسال کنید. شما یک محاسبه ابعاد، یک گزینه پیکربندی، یک توصیه داخلی و بسته کامل نقشه‌کشی و گواهینامه را دریافت خواهید کرد.
واتس‌اپ