均等化反応トレインを通じた浸出水処理タンク
作成日 09.03
均等化反応トレインを通した浸出水処理タンク
浸出水処理タンクは、同一サイト内で複数の役割を担います。原水浸出水の貯留、均等化、薬品注入または中和反応、そして処理水または濃縮液の貯留です。各役割は滞留時間も化学的性質も異なるため、汎用タンク1基ではなく、それぞれに専用の仕様が必要です。ガラス融着鋼製タンクは、ホーローがpH 1～14の範囲で不活性であるため、原水および均等化の役割に適しています。撹拌やpH管理が必要な反応槽については、特定の薬品と温度に対して適合性を確認する必要があります。耐用年数を左右する設計項目は、気相部の処理、沈降を防ぐ撹拌、そしてすべてのボルト締結部におけるガスケット材質です。
埋立処分場の処理プラントは一連の鎖であり、その中のタンクはそれぞれ異なる役割を果たします。原水浸出水は変動する流量と変動する組成で到着し、保持されなければなりません。均等化は変動を混合し、下流プロセスが処理可能な供給液を得られるようにします。中和または化学沈殿は、撹拌および薬注が行われるタンクで行われます。その後、処理済み排水および逆浸透濃縮液は、放流または蒸発の前に保持する必要があります。これらすべてを「浸出水タンク」であるという理由だけで同一の容器として購入することは、よくある高くつく過ちです。本記事では、各タンクの役割を分離し、それぞれの設計項目を示し、3年目にライニングの故障なくチェーンが稼働するために指定すべき事項を説明します。
役割ごとに：各タンクが実際に何をするか
原水浸出液の貯留は貯蔵の問題であり、均等化は混合の問題である。貯留タンクは、最悪の発生率において到着量と処理能力の間のギャップを埋めるだけでよく、処理ラインが停止した週末を乗り切るのに十分な余裕高が必要である。その設計変数は、容量、沈降した固形物を乱さない入口配置、そしてプラント制御システムが確認できる液位表示である。均等化タンクはより微妙な役割を果たす。それは組成を平均化し、中和薬剤の投与量と下流の生物学的負荷の変動を止める。そのためには、より長い滞留時間、しばしば十分に混合された、または緩やかな邪魔板を備えた構成、そして固形物が堆積する底部ではなく混合ゾーンから引き抜く出口が必要である。
反応槽と薬注槽は最も注意深く検討する必要がある。なぜなら、元の浸出水分析には含まれていなかった化学薬品が追加されるからである。pH補正用の酸またはアルカリ、沈殿用の凝集剤と高分子凝集剤、鉄や色度除去用の酸化剤は、それぞれ独自の適合性の問題を抱えている。ホーロー被覆はpH1～14の全範囲を両端にわたってカバーするが、高温下での強酸化剤や濃酸については、想定ではなく文書化された材料確認が望ましい。これらの槽における撹拌は便宜的なものではない。撹拌がなければ、沈殿物が槽底に硬い層として堆積し、有効容積が減少する。
ライニングの選択とガス空間の問題
浸出水タンクにおける最大の腐食リスクは液体ではなく、ヘッドスペースです。原液の浸出水は、液面より上の蒸気空間に二酸化炭素、硫化水素、アンモニアを放出します。浸漬グレードのコーティングは、その湿潤で硫化物を含む雰囲気ではしばしば性能が不十分であり、最上段の裸鋼は急速に劣化します。ガラス融着鋼は液側を完全に解決しますが、ガス側に対する実用的な答えは、屋根とベントをそれぞれ独自の仕様として扱うことです。適切な腐食余裕またはコーティングを備えた屋根システム、ガス発生量に合わせたサイズのベント、そして屋根が気密膜オプションである場合は、わずか数キロパスカルで設定された圧力・真空リリーフです。
代替的なコーティング経路は溶融結合エポキシであり、静電塗装され、AWWA C550に基づく4000時間以上の耐塩水噴霧性を備えた180～280 µmの皮膜に硬化される。これは塗料ではなく溶融粉末皮膜であり、浸漬部および飛沫部で良好に耐久する。ここでは溶融亜鉛めっきは候補とならない。亜鉛は酸性および高塩化物環境での使用に適さない。プロジェクトが溶接ステンレス製シェルを指向する場合、塩化物を含む環境での使用には通常316Lが用いられ、タンクの試運転前に現場溶接部の非破壊検査が必要である。これが多くの浸出水プロジェクトでボルト締めホーロー製シェルが選択される理由である。
撹拌、沈降、沈降固形物
撹拌のない浸出水タンクは沈殿トラップとなり、沈殿トラップは容量を失う。原浸出水からの固形物は数時間以内に沈降する。貯留タンクでは、沈降層が攪乱されないように入口が配置され、底部に浚渫設備または洗浄設備があれば許容できる。均等化タンクでは許容できない。なぜなら、その目的は混合による均質化だからである。解決策は、固形物を流動状態に保ちつつ、スラッジブランケットをせん断して処理水に混入させないように調整された穏やかな空気撹拌または機械撹拌である。上流にクラリファイアまたは加圧浮上装置を設けると計算が根本的に変わり、通常は下流のタンクをより小さくできる。
沈降画分に対する嫌気性経路について——そして多くの浸出水流は消化を妥当なものにする緩い固形分含量を持っている——運転帯は35～38 °Cの中温性で、滞留時間は20～30日であり、ガスは硫化水素を多く含む。ホーローは液中の硫化物に対して不活性であるが、下流のボイラーおよびガス処理には、FeCl₃添加または乾式酸化鉄床による脱硫が必要である。これはタンクの決定ではなくプロセスの決定であるが、タンクのガス空間とガストレインは接続されているため、同じ設計会議に含めるべきである。
技術仕様
パラメータ | 標準値 / 範囲 | 注記 |
ホーロー融着温度 | 820～930 °C | 1サイクルでガラスを鋼に融着 |
ホーロー層の厚さ | 0.25～0.45 mm | 組立後の1500 V DCスパークテスト |
エナメル層の圧縮強度 | 3,450 N/cm²以上 | エナメル層の定格 |
エナメル層の耐pH性 | 1～14 | 酸性原水およびアルカリ処理浸出水に対応 |
内面粗さ | Ra < 0.8 µm | 壁面への付着物低減 |
設計寿命 | 少なくとも30年 | 指定された化学処理条件下 |
パネル幅 | 約1.2 m | ボルト締めパネル、現場へ平坦に輸送 |
ボルト等級 | 8.8級ボルト | 腐食抑制接続 |
ガスケット | EPDM、pHと温度に対して確認する | 検査リストの経年劣化項目 |
FBEの代替 | 180～280 µm、4000時間以上の塩水噴霧 | AWWA C550 コーティングルート |
圧力クラス | 大気圧から低圧 | 屋根、ベント、リリーフが境界を設定 |
撹拌 | 機械式またはガス式、沈降速度に合わせて | 堆積物の体積損失を防ぐ |
チェーンと請負業者に渡すものの指定
実行可能な仕様書は、各タンクを個別に記載し、その職務、容量、滞留時間、撹拌要件、入口および出口の配置、ならびに予想される変動を含む流体分析を示す。各タンクについて、ライニングとガスケット、屋根およびベントの種類とリリーフ設定、レベル計装、検査アクセスを明記する。試験プロトコルを記載する：エナメル用の組立済みシェルに対する1500 V DCスパークテスト、エポキシ用のホリデー検出、および引き渡し前の合意された水圧試験またはレベル試験。また、該当する設計基準を明記し、水およびコーティング側についてはAWWA D103-09またはAWWA C550、火災またはガス取扱いが適用される場合はNFPAとする。
プロジェクトが、ファイル上に直接比較可能な納品実績のないサービス分類に位置する場合、私たちは上下水道および産業廃水向けの隣接する業務で何が提供されているかを説明し、容量範囲はプロジェクト仕様によって検証されます。それは、実際には存在しなかったもっともらしく聞こえるプロジェクトよりも有用な記述であり、入札者を比較する際にはそのように扱われるべきです。
プロジェクト事例
プロジェクト | 場所 | 製品 | 容量 | 範囲 |
浸出水タンク、2基 | 中国、北京 | GFSタンク | 9,682 m³ | φ16.23 × 23.4 m、供給および監督 |
溶接式浸出水タンク | 中国、河北省 | 溶接鋼製タンク | 浸出水処理用 | 供給および現場溶接 |
化学廃水タンク | 中国、浙江省 | GFSタンク | 11,613 m³ | φ24.45 × 19.8 m、供給 |
化学エポキシタンク、11基 | 中国、広西チワン族自治区 | 溶融結合エポキシタンク | 合計4,771 m³ | 供給と監督 |
Center Enamelのエンジニアリング能力
Center Enamel（石家庄正中科技有限公司）は2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計・製造を行っています。中国初のガラス融着鋼（GFS）タンクメーカーとして、同社は約200件のホーロー関連特許を保有し、年間約30万枚のホーローコーティング鋼板を生産、30,000件以上の設置プロジェクトを完了し、100カ国以上にタンクを供給しています。生産能力を高めるために新たに150,000 m²の生産拠点を追加し、単一タンクは最大60,000 m³まで供給可能です。製造はISO 9001およびISO 45001の下で行われ、製品認証にはNSF/ANSI 61、WRAS、FDA、LFGB、CE（EN 1090）、ISO 28765、FM、BSCI、EUROCODEが含まれ、用途に応じてAWWA D103-09、AWWA C550、NFPAを参照した設計を行っています。
浸出水処理において関連する範囲は、ガラス融着鋼製の貯留・均等化シェル、硫化物を含むヘッドスペース用の屋根とベントの構成、および嫌気性消化または沈殿処理列へのインターフェースです。後者では、容器を発注する前に反応化学をライニングと照合して確認する必要があります。
よくある質問
Q1: どの浸出水の用途にガラス融着鋼タンクを採用すべきですか？
A1: 原水貯留と均等化です。これはチェーンの大部分を占めます。なぜなら、ホーローはpH 1～14の範囲で不活性だからです。反応槽には添加される特定の化学物質に対する文書化された確認が必要であり、処理済み排水や濃縮液の貯留は通常同じ範囲内です。
Q2: 浸出水タンクに撹拌は必要ですか？
A2: 均等化タンクでは可能です。そうでなければタンクはクラリファイアとなり容量を失います。原水貯留タンクでは、入口が堆積層を乱さず、床面に洗い出しがあれば、堆積層は許容されます。
Q3: ヘッドスペースの硫化水素はどのように処理しますか？
A3: 屋根とベントをライニングとは別の仕様として扱うことで対応します。屋根鋼への腐食余裕またはコーティング、ガス発生量に応じたサイズのベント、そして現場が密閉を必要とする場合には圧力・真空リリーフ付きの気密膜屋根です。
Q4: タンクは溶接ではなくボルト締めにできますか？
A4: はい、そして埋立地ではしばしばそれがより良い方法です。なぜならパネルは標準的な輸送で遠隔地の区画まで運ばれ、内部の現場塗装が不要で、ボルト接合部は後年でも検査可能だからです。
Q5: 浸出水に適したガスケット材料は何ですか？
A5: EPDMは水および廃水用途で一般的ですが、ガスケットは特定のpH、温度、および化学薬品注入に対して検証する必要があります。なぜなら、ライニングが劣化しない場合でもガスケットは使用中に経年劣化するからです。
Q6: 浸出水固形物に対して嫌気性処理経路は現実的ですか？
A6: 流れが消化可能な有機画分を含む場合、35～38 °Cの中温消化槽で20～30日の滞留時間が標準的なアプローチであり、ガスはボイラーや発電機に到達する前に脱硫されます。
Q7: 検査プログラムには何を含めるべきですか？
A7: 垂直継手部のボルトトルクとガスケットの状態、外装コーティング、液面ラインのエナメル外観、レベルゲージ、ベント、および開封されたパネルがある場合はその後のスパーク再試験。
浸出水処理タンクは、一度に一つの役割についてのみ正確に指定されます。貯留、均等化、反応、製品の貯留は、それぞれ独自の容量、化学的性質、撹拌要件を持ち、屋根、通気口、ガスケットはライニングの後にではなく、ライニングと併せて選択されます。そうすればチェーンは機能します。それを怠れば、最初のライニング故障は、誰も詳細に指定しなかったタンクで発生するでしょう。
処理列、その変動を含む浸出水分析、各段階で必要な流量と滞留時間をお送りください。タンクごとの仕様、ライニングとガスケットの選定、技術ファイルパッケージをお返しします。
エンジニアに相談する
1基の容器を見積もる前に、処理列を一緒に検討します。流量、各段階の化学的性質、プロットをお知らせいただければ、デューティごとのタンクリスト、根拠付きの材料推奨、図面をお渡しします。発注を迫ることはなく、まずエンジニアリングの見解を提供します。
WhatsApp