Zbiorniki do magazynowania odcieków ze składowisk do agresywnych odcieków
Utworzono 09.03
Zbiorniki do magazynowania odcieków ze składowisk do agresywnych odcieków
Wody odciekowe ze składowisk odpadów to jedna z bardziej agresywnych cieczy, jakie zbiornik magazynowy może kiedykolwiek przechowywać: pH może wahać się od silnie kwaśnego do zasadowego, stężenie chlorków i amoniaku jest wysokie, a płyn zawiera duży ładunek biologiczny i siarczkowy. Zbiornik ze stali powlekanej szkłem radzi sobie z tym, ponieważ warstwa emalii jest wtapiana w stal w temperaturze 820–930 °C, ma grubość 0,25–0,45 mm, jest obojętna w zakresie pH 1–14 i po montażu poddawana jest testowi iskrowemu przy 1500 V DC. Pozostałe ryzyka korozyjne znajdują się poza wykładziną: uszczelka, połączenie śrubowe, przestrzeń gazowa dachu i powłoka zewnętrzna poniżej linii fundamentu. Zaprojektuj wykładzinę, uszczelkę i odpowietrznik jako jeden system, a zbiornik osiągnie swoją 30-letnią trwałość projektową bez wymiany wykładziny.
Przechowywanie odcieków to rzadko efektowna praca i niemal zawsze pojawia się na późnym etapie projektu: kwatera się wypełnia, system zbierania już działa, a zbiornik musi pomieścić nadmiar, zanim będzie można go poddać obróbce lub odparować. Ciecz napływa o chemii, której inżynier projektant nie zmierzył w tym miesiącu, a czasem nie zmierzył jej wcale, i napływa z frakcją ciał stałych, która osiada. Ten artykuł omawia rzeczywisty obraz korozji w warunkach pracy z odciekami, opcje konstrukcji zbiorników, które ją wytrzymują, wybory geometrii decydujące o tym, jak długo zbiornik może pomieścić pełny ładunek w okresie mokrym, oraz listę kontrolną przeglądów, która utrzymuje go w stanie zdatnym do eksploatacji.
Co faktycznie atakuje płyn
Odsącz koroduje poprzez chemię i poprzez ciała stałe, a te dwie ścieżki awarii są różne. Chemicznie, młody odsącz z świeżej komory jest kwaśny i bogaty w lotne kwasy tłuszczowe oraz siarkowodór; dojrzały odsącz dryfuje w kierunku zasadowym z wysoką zawartością amoniaku i chlorków. Oba końce tego zakresu mieszczą się w tym, co toleruje stal emaliowana, ponieważ emalia jest obojętna w zakresie pH 1–14, ale przestrzeń gazowa nad magazynowanym ładunkiem odsączu jest miejscem, gdzie dochodzi do większości uszkodzeń, jeśli nie jest ona kontrolowana: siarkowodór w wilgotnej przestrzeni nadawowej atakuje gołą stal, a nawet atakuje system powłok wybrany do pracy w zanurzeniu, a nie do pracy w parach.
Mechanicznie, frakcja stała osiada i zatrzymuje wodę przy dolnych płytach płaszcza, a linia cieczy wykazuje najwyższe stężenie substancji rozpuszczonych i najsilniejsze miejscowe oddziaływanie korozyjne. To również pas, w którym defekt powłoki staje się aktywny, a nie tylko kosmetyczny. Szkło stapiane ze stalą eliminuje powłokę z tego równania: emalia jest stapiana ze stalą, więc mechanizmy awarii sprowadzają się do delaminacji emalii od podłoża i defektów w postaci mikroporów, z których oba są wykrywane w fabryce za pomocą testu iskrowego prądem stałym 1500 V, a nie odkrywane w piątym roku eksploatacji. Gdy projekt wymaga alternatywnie opcji ze stalą powlekaną, porównywalną drogą jest epoksyd stapiany termicznie nakładany w postaci filmu o grubości 180–280 µm zgodnie z AWWA C550, z odpornością na mgłę solną przekraczającą 4000 godzin; jest to film stapiany proszkowo, a nie film malowany.
Konstrukcja zbiornika na odcieki
Zbiornik na odcieki jest zbiornikiem niskociśnieniowym i specyfikacja musi to wyraźnie stwierdzać, zanim ktokolwiek nazwie go zbiornikiem ciśnieniowym. Płaszcz pracuje przy ciśnieniu atmosferycznym z odpowietrzeniem; granicę ciśnieniową stanowi system dachowy i nastawa zaworu ulgowego, zazwyczaj wynosząca zaledwie kilka kilopaskali. Prawidłowe zaklasyfikowanie na etapie przetargu pozwala uniknąć ścieżki normowej, która zwiększa koszty bez zwiększania bezpieczeństwa. Jeśli projekt rzeczywiście wymaga zbiornika ciśnieniowego, zbiornik ten jest projektowany zgodnie ze specyfikacją i normami uzgodnionymi w umowie i stanowi odrębne zamówienie od płaszczy zbiorników do magazynowania odcieków.
Rodzaj konstrukcji zależy od logistyki placu budowy w takim samym stopniu jak od chemii. Spawana powłoka ze stali nierdzewnej lub węglowej jest alternatywą monolityczną i wymaga badań nieniszczących spoin montażowych; skręcana powłoka ze stali powlekanej szkłem dostarczana jest w postaci płaskich paneli o szerokości około 1,2 m, montowana za pomocą połączeń z uszczelkami i śrub klasy 8.8 i nie wymaga nakładania powłoki wewnętrznej na miejscu. Duża średnica ma tu znaczenie, ponieważ pojemność magazynowania odcieków jest często potrzebna szybko i w dużej ilości: pojedyncze zbiorniki skręcane dostarczane są o pojemności do 60 000 m³, a powłoka o dużej średnicy zapewnia pojemność bez wyższej konstrukcji, która komplikowałaby pierścień nośny i przypadek obciążenia wiatrem. Zbiornik, który można później podwyższyć o dodatkowe panele, jest użytecznym zabezpieczeniem, gdy tempo napełniania jest niepewne.
Geometria, kontrola poziomu i bufor okresu mokrego
Kwestia objętości jest w rzeczywistości pytaniem o najgorszy mokry okres, z jakim może się zmierzyć obiekt. Wytwarzanie odcieków osiąga szczyt po obfitych opadach deszczu oraz w pierwszych latach eksploatacji kwatery, a pojemność magazynowa musi pokryć różnicę między wytwarzaniem a zdolnością odprowadzania, w tym ewentualny okres zamknięcia oczyszczalni. Należy zamodelować wytwarzanie w zestawieniu z odprowadzaniem w najgorszym miesiącu, a wymagana objętość sama się wyłoni; następnie średnica i wysokość wynikają z tej samej zależności 0,785 razy D² razy H, stosowanej dla każdego zbiornika cylindrycznego, z dodaniem rezerwy na pianę, osad i przypadek rozszerzalności. Równie istotna jest kontrola poziomu eksploatacyjnego: przelew lub wyłączenie awaryjne przy wysokim poziomie z alarmem do sterowni obiektu to właśnie to, co czyni zbiornik magazynowy aktywem retencyjnym, a nie obciążeniem.
Poniżej zbiornika fundament jest częścią, która zazwyczaj jest niedostatecznie określona. Zbiornik skręcany wymaga pierścienia fundamentowego lub podkładu o kontrolowanej różnicy osiadania i układzie kotew dopasowanym do otworów w płaszczu. Zbiornik na odcieki posadowiony na uszczelnieniu składowiska lub przygotowanej kwaterze ma dodatkowy wymóg, aby sam podkład nie naruszał systemu uszczelniającego, co oznacza, że zbiornik jest zwykle sytuowany na osobnym przygotowanym podkładzie w obrębie terenu, a nie bezpośrednio na uszczelnieniu. Zewnętrzna ochrona antykorozyjna płaszcza poniżej poziomu gruntu oraz płyty dennej, w przypadku gdy w konstrukcji spawanej nie ma wykładziny wewnętrznej, wchodzi w ten sam zakres.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | jeden cykl termicznego stapiania ze stalą |
Grubość warstwy emalii | 0,25–0,45 mm | Test iskrowy 1500 V DC po montażu |
Wytrzymałość na ściskanie warstwy emalii | powyżej 3 450 N/cm² | zaprojektowany dla warstwy emalii |
Odporność emalii na pH | 1–14 | obejmuje kwaśne młode i alkaliczne dojrzałe odcieki |
Chropowatość powierzchni wewnętrznej | Ra < 0,8 µm | niski poziom osadów na ścianie |
Projektowana żywotność | co najmniej 30 lat | w określonych warunkach chemicznych |
Szerokość panelu | około 1,2 m | modułowy panel skręcany, dostarczany na płasko |
Klasa śrub | śruby klasy 8.8 | złącze skręcane z inhibitorem korozji |
Uszczelka | EPDM powszechnie stosowany, weryfikować pod kątem pH i temperatury | lat eksploatacji, dokręcanie zgodnie z harmonogramem |
Klasa ciśnienia | atmosferyczne do niskiego ciśnienia | dach i odpowietrznik wyznaczają granicę |
alternatywa FBE | 180–280 µm, powyżej 4000 h w mgle solnej | AWWA C550, ścieżka powłokowa zamiast emalii |
Inspekcja i elementy, które faktycznie ulegną awarii
Program inspekcji zbiornika odcieków jest krótki i konkretny. Zewnętrznie: powłoka powyżej i poniżej linii fundamentu, łby śrub i uszczelka połączenia widoczna przy każdym pionowym szwie oraz wszelkie pęknięcia osiadania przy wieńcu. Wewnętrznie, przy pierwszej okazji wejścia: emalia pod kątem pinhole lub rozwarstwienia, z ponownym testem iskrowym po każdym otwartym panelu; płyta denna w miejscach, gdzie osad zatrzymywał wodę; deflektor wlotowy i króciec wylotowy; oraz wskaźnik poziomu. Mechanicznie: odpowietrznik i wszelkie wykrywanie gazu w przestrzeni nadcieczowej, uszczelka włazu oraz alarm wysokiego poziomu.
Ten ostatni punkt zasługuje na podkreślenie. W publicznych rejestrach zbiorniki na odcieki zawodzą, gdy się przepełniają, a przytłaczającą przyczyną nie jest awaria wykładziny, lecz zarządzanie poziomem: brak działającego alarmu wysokiego poziomu, operator pracujący na część etatu i założone połączenie odpływowe. Wyspecyfikowanie czujnika poziomu z alarmem zdalnym, ręcznym zaworem obejściowym i zdefiniowanym protokołem odprowadzania kosztuje mniej niż jeden raport o rozlaniu.
Studium przypadku
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiorniki na odcieki, dwie jednostki | Chiny, Pekin | Zbiorniki GFS | 9 682 m³ | φ16,23 × 23,4 m, dostawa i nadzór |
Spawany zbiornik na odcieki | Chiny, Hebei | zbiornik ze stali spawanej | serwis odcieków | dostawa i spawanie na miejscu |
Zbiornik wodny o dużej średnicy | Namibia | Zbiornik GFS | 44 900 m³ | dostawa i nadzór |
Zbiornik na ścieki chemiczne | Chiny, Zhejiang | Zbiornik GFS | 11 613 m³ | φ24,45 × 19,8 m, dostawa |
Zdolności inżynieryjne Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i produkuje zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali powlekanej szkłem (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt powlekanych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, gdy wymaga tego zastosowanie.
W przypadku serwisu odcieków istotną częścią jest koperta chemiczna emalii, doświadczenie w zakresie powłok wielkośrednicowych potrzebne do utrzymania bufora mokrego okresu w jednym zbiorniku oraz dobór uszczelek i odpowietrzników, które utrzymują szczelność granicy, gdy płyn waha się od kwaśnego do zasadowego między młodą i dojrzałą fazą ogniwa.
Najczęściej zadawane pytania
P1: Czy zbiornik ze stali emaliowanej może przechowywać surowe odcieki ze składowiska?
O1: Tak, w zakresie pH 1–14 emalii, który obejmuje zarówno kwaśne młode odcieki, jak i zasadowe dojrzałe odcieki. Należy potwierdzić materiał uszczelki i obróbkę przestrzeni gazowej, ponieważ znajdują się one poza kontrolą wykładziny.
P2: Czy przechowywanie surowych odcieków wymaga zbiornika ciśnieniowego?
A2: Nie, jest to zbiornik magazynowy pracujący przy ciśnieniu atmosferycznym lub niskim. Odpowietrznik i urządzenie zabezpieczające wyznaczają granicę ciśnienia na poziomie kilku kilopaskali. Zbiorniki ciśnieniowe, tam gdzie wymaga tego proces, są projektowane zgodnie ze specyfikacją i normami uzgodnionymi w umowie.
P3: Jaką pojemność powinien mieć zbiornik odcieków?
O3: Dobierz go do najgorszego okresu mokrego: pojemność potrzebna między szczytowym wytwarzaniem a dostępną zdolnością odprowadzania, plus rezerwa. Krzywa wytwarzania w kwaterze składowiska gwałtownie rośnie w pierwszych latach, więc wczesne zapotrzebowanie jest zwykle większe niż w stanie ustalonym.
P4: Jaka jest różnica między zbiornikiem na odcieki a spawanym zbiornikiem stalowym w tym przypadku?
O4: Przechowywanie jest zazwyczaj tańsze i szybsze w przygotowaniu terenu dzięki skorupie emaliowanej skręcanej śrubami; skorupa spawana jest monolityczna i wymaga badania spoin na miejscu. Wybór często zależy od dostępu do terenu, wymaganej objętości oraz tego, czy wnętrze musi być poddawane inspekcji i czyszczeniu.
P5: Czy emalia wymaga ponownego testu iskrowego w trakcie eksploatacji?
O5: Test iskrowy wykonuje się po montażu oraz po każdym otwarciu i wymianie panelu. W trakcie eksploatacji emalia jest kontrolowana wizualnie; pinhole lub delaminacja na linii cieczy to warunek uzasadniający miejscowy ponowny test.
P6: A co z fundamentem zbiornika na składowisku?
A7: Zbiornik powinien stać na własnej przygotowanej płycie z kontrolowanym osiadaniem, a nie bezpośrednio na wykładzinie przykrywającej, aby wyciek lub rozlanie było zatrzymane na powierzchni nieprzepuszczalnej. Zewnętrzna powłoka poniżej poziomu gruntu i pod wzorem kotew jest częścią zakresu.
Q7: Czy zbiornik może zostać powiększony, jeśli składowisko wypełni się szybciej niż planowano?
A8: W przypadku płaszcza skręcanego tak. Dodatkowe panele zwiększają wysokość lub dodatkowe przęsła zwiększają średnicę, a wyspecyfikowanie płyty pod większą powierzchnię zabudowy na początku kosztuje niewiele w porównaniu z dodaniem drugiego zbiornika później.
Zbiorniki do magazynowania odcieków ze składowisk wygrywa się lub przegrywa w trzech kwestiach: wykładzina emaliowana, która jest obojętna w całym zakresie pH, system uszczelek i odpowietrzania dobrany pod kątem cieczy, a nie z przyzwyczajenia, oraz protokół kontroli poziomu i zrzutu, który zapobiega przepełnieniu. Materiał płaszcza to łatwa część, gdy chemia jest zdefiniowana; pozycje graniczne to miejsce, w którym idzie budżet na utrzymanie.
Prześlij nam analizę odcieków, krzywą generacji, wydajność zrzutu i stan podłoża na placu budowy, a zwrócimy wymiarowanie zbiornika, rekomendację wykładziny i uszczelek oraz pakiet dokumentacji technicznej.
Porozmawiaj z inżynierem
Przeanalizujemy Twoje dane dotyczące chemii i generacji przed rekomendacją produktu. Podaj zakres pH, wartości chlorków i amoniaku, wymaganą objętość magazynową oraz stan podłoża, a otrzymasz pisemny dobór, listę kontrolną i rysunki do przeglądu. Najpierw inżynieria, bez presji.
WhatsApp