廃水貯蔵タンク：処理プラント向けの種類、材料、選定
作成日 09.04
廃水貯蔵タンク：処理プラント向けの種類、材料、選定
廃水貯蔵タンクは大気圧容器であり、その耐用年数はシェルではなくライニングによって決まります。ガラス融着鋼タンクは、0.25～0.45 mmの厚さで820～930 °Cでエナメル層を融着し、1500 V DCでスパークテストを行い、pH 1～14に耐えるため、し尿、酸性およびアルカリ性排水に対応します。180～280 µmの融着エポキシは腐食性または交互の化学組成に適し、ステンレス鋼316Lは高塩化物サービスに適しています。サイズ、カバー、およびジョイントの設計がメンテナンス負担を決定します。
新たに均等化槽を仕様化するプラントエンジニアは、通常「シンプルに保つように」と言われるが、そこが問題の始まりである。なぜなら、廃水貯留タンクは決してシンプルなものではないからだ。液体は時間ごとに組成が変化し、ガス空間は硫化水素と湿った空気の間を循環し、タンク自体は敷地内で最も過酷な微気候の中に置かれている。仕様書は同時に四つの問いに答えなければならない——ライニングが許容できるものは何か、どの直径と高さが敷地に収まるか、どのカバーでタンクを密閉するか、そして悪臭のある液体で満たされた後にタンクをどのように検査するか。入札文書でこれらを正しく規定することは、後から行うどのバリューエンジニアリングの検討よりも価値がある。
ライニングの選択：エナメル、エポキシ、亜鉛めっき、ステンレス鋼
ライニングはタンクの化学的エンベロープを定義し、シェルはそれに従います。ガラス融着鋼は820～930 °Cで鋼に融着されたエナメル層を持ち、厚さ0.25～0.45 mm、定格3,450 N/cm²以上、1500 V DCでスパークテスト済み、Ra 0.8 µm未満の平滑さ、pH 1～14の範囲で定格されており、これは下水処理および工業廃水（浄化槽均等化や嫌気性排水を含む）に対する一般的な回答です。粉体として180～280 µmで塗布され、AWWA C550に準拠し、塩水噴霧4000時間以上を達成する溶融結合エポキシは、腐食性の強い工業用水、酸性とアルカリ性の交互作用、および沿岸地域向けの回答です。GB/T 13912-2020に基づく溶融亜鉛めっきは、清水および乾燥バルク専用であり、酸性廃水や食品接触には適していません。ステンレス鋼304または316Lは、塩化物がコーティングを攻撃するのに十分高い場合、またはプロセスが合金表面を要求する場合の回答であり、GFSタンクの数倍のコストがかかるため、用途が真にそれを必要とする場合にのみ使用すべきです。
廃水用途のためのサイズと形状
滞留時間が容量を決め、設置場所が形状を決める。均等化タンクまたは保持タンクのサイズは流入パターンと必要な滞留時間から決定される——生物学的処理段階では、中温嫌気性消化は通常35～38 °C、滞留時間20～30日で運転される——そして得られた容量は、敷地と高さ制限に合わせて直径と高さに配分される。大直径の浅いタンクは土地のあるプラントに適し、より高いタンクは狭い敷地の工場に適するが、より高いクレーンとより高い風荷重の検討が必要となる。単一タンクは最大60,000 m³まで供給されるため、ほとんどの排水処理用途では複数の槽を必要としないが、隔離とメンテナンスのために分割段階がしばしば選択される。幅約1.2 mのボルト締めパネルと8.8級のボルト締めフランジ継手により、所有者には第二の選択肢が与えられる：追加のリングコースでシェルを高くするか、後から新しい溶接なしで並列タンクを追加することができる。
カバーと大気ガス境界
廃水タンクのカバーは、ガス、気象、アクセスを同時に処理しなければならない低圧システムである。バイオガスを回収する場合、二膜式カバーはガス空間を公称2～3 kPaで運転し、ガスラインに圧力逃がし装置とフレームアレスタを備えており、大型タンクに対して実用的な選択肢である。剛性のある表面が必要な場合、AWWA D108およびAPI 650に準拠したアルミニウム製ジオデシックドームが、ADM 2015またはASCE 7-10による風荷重および雪荷重に耐え、歩廊を支持し、屋根の継ぎ目を通行から保護する。どちらも大気圧式であり、廃水貯蔵タンクを圧力容器にしてはならず、カバーを圧力境界として指定することは設計上の誤りであり、最初のガスの変動で露呈する。
技術仕様
パラメータ | 代表値 / 範囲 | 備考 |
ホーロー溶融 | 820～930 °C | ガラスと鋼の溶融、1サイクル |
ホーロー層の厚さ | 0.25～0.45 mm | 3,450 N/cm²以上 |
スパークテスト | 1500 V DC | 出荷前のピンホール検出 |
耐pH性 | 1～14 | 幅広い化学的耐性 |
表面粗さ | Ra < 0.8 µm | 低汚染性 |
FBEコーティング | 180～280 µm | AWWA C550、塩水噴霧 > 4000 h |
亜鉛めっき | GB/T 13912-2020に準拠したHDG | 清水および乾燥バルクのみ |
ステンレスグレード | 304 / 316L | 塩化物および硫黄サービスには316L |
シェル継手 | フランジ付き、EPDMガスケット、8.8級ボルト | 再トルク可能 |
カバーオプション | アルミニウムドーム AWWA D108 / API 650、または二重膜 | ADM 2015 / ASCE 7-10に基づく荷重 |
設計寿命 | 30年以上 | ホーロー |
処理列へのタンクの適用
タンクは、流れが最も不安定で、化学的腐食が最も激しい場所に設置してください。生物処理段の直前に設置する貯蔵タンクは、プラント全体に安定性をもたらします。回収または中和スキッドの前に設置するタンクは、腐食性のスラグが安価に交換できない機器に到達する前に捕捉します。どちらの場合も、現場で重要な詳細は同じです。滑らかなエナメル表面を持つフラッシュ内装、メンテナンスのためにタンクを空にしてポンプ排出できるフルボアの低点出口、ガスケット面が無傷のマンホール、そしてすべてのケーブル、ダクト、配管がボルト締めの継ぎ目を越えるのではなく密封スリーブを通って入るカバー貫通レイアウトです。これら五つの詳細が、最初の点検時にタンクが10分で済む作業になるか、10日間の停止になるかを決めます。
プロジェクト事例
プロジェクト | 所在地 | 製品 | 容量 | 範囲 |
産業廃水タンク、27基 | 中国、新疆 | GFSタンク | 合計30,469 m³ | 供給および施工監督 |
都市下水タンク、10基 | 中国四川省 | GFSタンク | 合計17,420 m³ | 供給および施工監督 |
大口径化学廃水タンク | 中国浙江省 | GFSタンク | 11,613 m³ | 供給および施工監督 |
センターエナメル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、新たに150,000 m²の生産拠点が追加され、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を参考に設計されています。
エナメルタンク、エポキシコーティングタンク、またはステンレスタンクを、カバー、ガスケット、ノズル、検査パッケージを単一の一貫した範囲として指定して供給できる単一工場に集約する廃水貯蔵用。
よくある質問
Q1: 最も一般的な廃水貯蔵タンクの種類は何ですか？
A1: 自治体およびほとんどの産業廃水向けには、ガラス融着鋼製ボルト締めタンクです。エナメルライニングがpH範囲に対応し、ボルト継手は停止時に再締め付けが可能だからです。エポキシコーティングタンクおよび溶接ステンレスタンクは、化学的性質や自治体の要件がそれを指す場合に続きます。
Q2: 廃水貯蔵タンクのサイズはどのように決定しますか？
A2: プロセス段階の滞留要件から始めます — 嫌気性段階は通常35～38 °Cで20～30日、均等化タンクは流入変動に安全マージンを加えてサイズを決定します — その後、敷地とクレーンに合わせて容積を直径と高さに分割します。
Q3: 廃水タンクは後から大きくできますか？
A3: ボルト締めタンクは可能です。追加のリングコースでシェルを高くし、追加パネルで設置面積を広げるか、2基目のタンクを並列運転します。いずれも溶接タンクで必要となる大規模な土木交換は不要です。
Q4: 廃水タンクはどのように閉鎖すべきですか？
A4: 目的に合わせたカバーを選定します。バイオガスを回収する場合は、圧力逃がし装置とフレームアレスタを備えた二重膜カバーを。歩行可能な剛性表面が必要な場合は、AWWA D108およびAPI 650に準拠したアルミニウムドームを。天候からの保護のみが必要な場合は、シェルター付きのオープンシェルを採用します。
Q5: 新しい廃水タンクの受入試験は何ですか？
A5: エナメルパネルは出荷前に1500 V DCでスパークテストされ、ボルト継手はトルクとガスケットが確認され、組み立てられたタンクは運転レベルまで充填されて漏れ検査が行われ、初回充填後に再トルクが実施されます。
Q6: 廃水処理にステンレス鋼は価値がありますか？
A6: 合金のバリアが真に必要とされる、高塩化物、高純度、または高規格の食品・医薬品用途に限られます。ほとんどの都市および産業廃水では、エナメルまたはエポキシライニングが材料費のほんの一部で同等の性能を発揮します。
排水貯留タンクは、容器の外観をまとったライニングの問題である。実測した化学組成に対してエナメル、エポキシまたは合金を指定し、滞留要件と敷地からタンクの寸法を決め、大気圧下でのガスと天候に対応するよう設計した蓋で密閉し、再締付けと検査の間隔を運転マニュアルに明記すること。分析結果、流量、現場荷重をエンジニアに送れば、継手、蓋、受入試験の範囲を添えたタンク形式の推奨案が得られる。
エンジニアに相談する
pH範囲と塩化物、温度、必要な滞留時間と容量、敷地寸法と高さ制限、バイオガスまたは臭気対策の適用有無、およびサイトの風雪データを含む廃水分析をお送りください。サイジング、カバー、継手、試験要件を含むタンク型式の推奨と、お客様のファイル用の図面および仕様パッケージを返送いたします。
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