Zbiornik oczyszczalni ścieków komunalnych do celów eksploatacyjnych i przepływu ciągłego
Utworzono 09.03
Miejski zbiornik do oczyszczania ścieków do zadań zakładowych i ciągłego przepływu
Miejska oczyszczalnia ścieków wykorzystuje zbiorniki do wyrównywania, wstępnego osadzania, magazynowania osadu, fermentacji beztlenowej i końcowego magazynowania ścieków oczyszczonych, a każde zadanie ma inną objętość i chemię. Zbiorniki ze stali powlekanej szkłem pokrywają większość z nich: warstwa emalii jest stapiana w temperaturze 820–930 °C, ma grubość 0,25–0,45 mm, jest obojętna w zakresie pH 1–14, po montażu poddawana testowi iskrowemu przy 1500 V DC i projektowana na co najmniej 30 lat. Zadania beztlenowe przebiegają w warunkach mezofilnych w temperaturze 35–38 °C z czasem retencji 20–30 dni i dają 0,5–0,6 m³ biogazu na kg dodanych substancji lotnych. Decyzja dotycząca zbiornika, która najczęściej okazuje się błędna, to zakup jednego uniwersalnego zbiornika do zadań, które zachowują się różnie, oraz pominięcie dachu i odpowietrzenia w zakresie zamówienia.
Prace trwają, zgoda jest napięta, a zbiorniki to pozycje w planie zamówień, których nikt nie chce mieć na własności. Miejska oczyszczalnia musi działać nieprzerwanie przez cały czas realizacji, więc nowy zbiornik wyrównawczy nie może blokować pasa ruchu, komora fermentacyjna nie może stracić gazu, a osadnik wstępny nie może zacząć przeciekać w drugą zimę. Ten artykuł omawia zadania zbiorników w miejskiej oczyszczalni ścieków, logikę doboru wymiarów dla każdego z nich, przypadek konstrukcji emaliowanej i skręcanej dla miejskich ścieków oraz zakres rozruchu i odbioru, którego inżynier zakładu powinien wymagać od dostawcy.
Zadania i co każde z nich wymaga
Miejska oczyszczalnia ścieków to zespół różnych zbiorników noszących to samo miano. Zbiornik wyrównawczy przechowuje falę ścieków podczas deszczowej pogody oraz minimalny przepływ nocny, więc jego wymiary wynikają z krzywej przepływu i wymaga on dobrego wskazania poziomu oraz przegrodzonego wlotu, aby uniknąć ponownego zawieszenia osadów. Osadniki wstępne i wtórne to urządzenia do separacji grawitacyjnej, których wymiary określa się na podstawie obciążenia hydraulicznego powierzchni, a nie wyłącznie czasu zatrzymania, i wymagają one mechanizmu zbierania osadu oraz strategii odprowadzania warstwy osadowej. Zbiorniki magazynowe osadu wymagają mieszania i wystarczającej objętości, aby w sposób ciągły zasilać fermentor lub instalację odwadniającą. Fermentory beztlenowe wymagają kontroli temperatury, mieszania oraz systemu dachowego utrzymującego granicę gazową na poziomie kilku kilopaskali. Magazynowanie ścieków oczyszczonych końcowych, potrzebne do zrzutu lub do wody ponownie wykorzystywanej, to proste obliczenie objętości z dużym naciskiem na to, aby wykładzina nie zanieczyszczała wody.
Wymiarowanie każdego z nich według jego własnej funkcji to całe zadanie. Wyrównanie przepływu obejmuje przepływ w czasie deszczu powyżej przepustowości oczyszczania i mnoży go przez liczbę godzin szczytu, które trzeba zaabsorbować. Objętość komory fermentacyjnej wynika z obciążenia substancjami lotnymi w warunkach mezofilnych 35–38 °C przy 20–30 dniach retencji. Retencja osadu wynika z dziennej produkcji mokrego osadu pomnożonej przez liczbę dni retencji wymaganych przez drogę odwadniania. Wykonaj te cztery obliczenia osobno, a zestawienie materiałów będzie wyglądać zupełnie inaczej niż to, które otrzymasz, stosując jedną regułę do wszystkich.
Dlaczego stal emaliowana szkłem nadaje się do miejskich ścieków
Strefa osadu i fermentacji to miejsce, które niszczy zwykłą stal powłokową. Osad komunalny przechodzi w stan beztlenowy, gdy tylko przestaje się poruszać, lokalnie obniża pH i wytwarza siarczki, amoniak oraz lotne kwasy. Malowane wnętrze ze stali węglowej w takim środowisku ulega awarii na linii cieczy i pod kożuchem. Panele ze stali szkliwionej powstają przez wtapianie emalii w stal w temperaturze 820–930 °C, tworząc warstwę o grubości 0,25–0,45 mm o wytrzymałości powyżej 3 450 N/cm², chemicznie obojętną w zakresie pH 1–14, o powierzchni poniżej Ra 0,8 µm, która ogranicza tworzenie biofilmu i osadzanie się złogów. Eliminuje to korozję powłoki z listy przyczyn awarii i pozostawia delaminację oraz pory jako dwa rodzaje uszkodzeń specyficznych dla emalii, z których oba są wykrywane w fabryce w teście iskrowym przy 1500 V DC, a nie odkrywane później przez operatora.
Format bolcowany ma znaczenie w przypadku obiektów komunalnych ze względów harmonogramowych i konserwacyjnych. Panele o szerokości około 1,2 m są dostarczane na płasko przez plac budowy, dzięki czemu zbiornik można zbudować wewnątrz działającego zakładu bez dużej platformy dźwigowej ani zamknięcia drogi. Połączenia są uszczelniane EPDM i śrubami klasy 8.8, podlegają kontroli, a pojedynczy panel można wymienić i ponownie przetestować płaszcz bez wyłączania zbiornika z eksploatacji, jeśli pozwalają na to warunki pracy. Dodatkowe panele mogą później zwiększyć wysokość, co ma znaczenie, gdy obiekt ma pozwolenie na przepływ, który pojawi się za pięć lat.
Fermentacja beztlenowa i granica gazowa
Trawienie jest procesem niskociśnieniowym, a dach stanowi zbiornik ciśnieniowy. Fermentator pracuje w pobliżu ciśnienia atmosferycznego, przy czym przestrzeń nad lustrem cieczy utrzymywana jest pod ciśnieniem zaledwie kilku kilopaskali przez dach dwumembranowy lub z tkaniny szklanej, z urządzeniem odciążającym i przerywaczem płomienia na przewodzie gazowym. Określenie go jako zbiornika ciśnieniowego zwiększa koszty i nic nie wnosi; określenie go jako dachu otwartego powoduje utratę gazu. Wewnętrzna membrana przenosi ciśnienie nominalne około 2–3 kPa, a cały zespół musi być sprawdzony pod kątem obciążenia wiatrem i śniegiem w danej lokalizacji, przyjętego z ADM 2015 lub ASCE 7-10, gdy zamiast tego stosuje się dach sztywny.
Liczby procesowe istotne dla wymiarowania: mezofilne 35–38 °C, hydrauliczny czas retencji 20–30 dni dla konwencjonalnych osadów komunalnych, wydajność biogazu 0,5–0,6 m³ na kg dodanych substancji lotnych przy zawartości metanu około 60 procent oraz system mieszania, który zapobiega tworzeniu się warstwy kożucha i osadzaniu piasku. Gaz wymaga odsiarczania poprzez dozowanie FeCl₃ lub złoże suchego tlenku żelaza, zanim dotrze do kotła lub agregatu prądotwórczego. H₂S atakuje stal po stronie odpływowej zbiornika, a także atakuje spód dachu samego zbiornika, jeśli dach nie jest zabezpieczony, dlatego dach i odpowietrzenie należą do zakresu, a nie do odrębnego pakietu.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Temperatura fermentacji | 35–38 °C mezofilna | 50–55 °C termofilna, jeśli dostępne jest ciepło |
Hydrauliczny czas retencji | 20–30 dni | konwencjonalny osad komunalny |
Wydajność biogazu | 0,5–0,6 m³ na kg dodanego VS | weryfikacja na podstawie charakterystyki osadu w miejscu |
Ciśnienie w przestrzeni gazowej | kilka kPa, membrana wewnętrzna ~2–3 kPa | zawór bezpieczeństwa i przerywacz płomienia |
Temperatura wypalania emalii | 820–930 °C | jeden cykl wypalania termicznego |
Grubość warstwy emalii | 0,25–0,45 mm | Test iskrowy 1500 V DC po montażu |
Odporność emalii na pH | 1–14 | obojętny przez kołdrę beztlenową |
Chropowatość powierzchni wewnętrznej | Ra < 0,8 µm | przeciwdziała biofilmowi na ścianach osadnika |
Szerokość panelu | około 1,2 m | wysyłany na płasko, modułowy montaż śrubowy |
Klasa śrub | Śruby klasy 8.8 | połączenie z inhibitorem korozji |
Przypadek obciążenia dachu | ADM 2015 / ASCE 7-10 | wiatr i śnieg dla lokalizacji |
Okres projektowy | co najmniej 30 lat | w określonych warunkach serwisowych dla ścieków |
Rozruch i inspekcja, które chronią zasób
Zlecenie odbioru zbiornika skręcanego to krótka sekwencja, jeśli została zaplanowana: sprawdzić osiadanie pierścienia fundamentowego i okrągłość pierwszego pierścienia, dokręcić śruby momentem do określonej wartości, skontrolować osadzenie uszczelki na każdym złączu pionowym i poziomym, przeprowadzić próbę iskrową zmontowanej emalii przy 1500 V DC, a następnie napełnić zbiornik i sprawdzić zachowanie poziomu. Dwie najczęściej pomijane czynności to ponowne dokręcenie po pierwszym napełnieniu, gdy uszczelka osiada na swoim gnieździe, oraz kontrola momentu dokręcenia śrub fartucha dachowego po pierwszym silnym wietrze. Obie to półdniowe ćwiczenia, które zapobiegają sezonowemu przeciekaniu, które ekipy konserwacyjne zakładów komunalnych nauczyły się zrzucać na zbyt stary zbiornik.
Przegląd eksploatacyjny jest wtedy lekki: powłoka zewnętrzna i łby śrub, uszczelka przy włazie i przy każdym otwartym złączu, odpowietrznik i jego ciąg gazowy po stronie odpływowej, przyrząd poziomu oraz strefa osadzania, którą należy przepłukiwać według ustalonego harmonogramu. Jeśli zakład posiada komorę fermentacji beztlenowej, do tego samego corocznego cyklu należy dodać przegląd membrany dachowej, sprawdzenie nastawy zaworu bezpieczeństwa oraz sprawdzenie przerywacza płomienia na przewodzie gazowym.
Przypadek projektu
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiorniki na ścieki komunalne, 10 sztuk | Chiny, Syczuan | Zbiorniki GFS | Łącznie 17 420 m³ | dostawa i montaż na miejscu |
Zbiorniki na ścieki przemysłowe, 27 sztuk | Chiny, Sinciang | Zbiorniki GFS | Łącznie 30 469 m³ | dostawa i nadzór |
Zbiorniki na ścieki browarnicze | Chiny, Syczuan | Zbiorniki GFS | 14 655 m³ | dostawa zbiornika i dachu skręcanego |
Sekcja beztlenowa dla ścieków z przetwórstwa fasoli | Chiny, Hebei | Zbiorniki fermentacyjne GFS | sekcja procesu beztlenowego | dostawa zbiornika plus integracja procesu |
Zdolność inżynieryjna 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, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku usług komunalnych obejmuje to każdy obowiązek z listy od jednego dostawcy: wyrównywanie, osadzanie, magazynowanie osadu i fermentację beztlenową, przy czym dach fermentatora, membrana i granica reliefowa są dostarczane wraz z płaszczem, a nie montowane później.
Często zadawane pytania
P1: Czy jeden zbiornik GFS może służyć do kilku celów w zakładzie?
O1: Warto to rozważyć tylko wtedy, gdy chemia jest identyczna, a objętości mogą współdzielić kontrolę poziomu. Wyrównywanie, fermentacja i końcowe magazynowanie różnią się wystarczająco, że osobne zbiorniki są zwykle lepszym rozwiązaniem inżynierskim.
P2: Dlaczego emalia jest lepsza niż farba do fermentatora?
A2: Ponieważ kożuch osadu ulega fermentacji beztlenowej i zakwaszeniu, a emalia jest obojętna w zakresie pH 1–14. Eliminuje to korozję wykładziny jako tryb awarii i pozostawia uszczelkę, śruby oraz dach jako elementy wymagające konserwacji.
P3: Czy fermentator jest zbiornikiem ciśnieniowym?
A3: Nie. Jest to zbiornik zbliżony do atmosferycznego z elastycznym dachem utrzymującym kilka kilopaskali. Granicę ciśnieniową stanowi membrana dachu, urządzenie odciążające i przerywacz płomienia na przewodzie gazowym.
P4: Jak dobrać objętość fermentatora?
A4: Na podstawie szybkości obciążenia substancjami lotnymi i żądanego czasu retencji: mezofilny 35–38 °C przy retencji 20–30 dni to standardowy zakres dla osadów komunalnych, co daje objętość roboczą, a następnie dodaje się wolną przestrzeń na kożuch i przestrzeń gazową.
P5: Ile gazu powinien wytwarzać fermentator?
A5: Planuj 0,5–0,6 m³ biogazu na kilogram dodanych substancji lotnych, z około 60 procentami metanu, i potwierdź to testem ławowym na osadzie z miejsca, a nie danymi z literatury.
P6: Jaki jest interwał inspekcji miejskiego zbiornika GFS?
O6: Sprawdzenie momentu dokręcenia i uszczelek przy rozruchu oraz po pierwszym napełnieniu, coroczny przegląd zewnętrzny i dachu, wspólna inspekcja przy każdym otwarciu panelu oraz ponowny test iskrowy po każdej wymianie panelu.
P7: Czy zakład może później zwiększyć przepustowość?
A7: Tak. Zbiorniki skręcane można podnieść za pomocą dodatkowych paneli lub połączyć równolegle z nową jednostką, a określenie pierścienia nośnego dla większego przypadku podczas pierwszych prac jest tanim zabezpieczeniem.
Schemat miejskiego zbiornika do oczyszczania ścieków sprawdza się, gdy każde zadanie jest wymiarowane według własnego procesu, a płaszcz, dach i odpowietrzenie są określone łącznie. Stal emaliowana szkłem odpowiada na pytanie o korozję w zadaniach wyrównywania, sedymentacji, osadu i fermentacji, a format skręcany pozwala zakładowi działać podczas montażu zbiornika. Ustal właściwy czas retencji, granicę gazową i harmonogram inspekcji na etapie zamówienia, a zbiornik przetrwa pozwolenie, które napędzało projekt.
Prześlij nam krzywą przepływu, produkcję osadu, ścieżkę fermentacji i działkę, a zwrócimy wymiarowanie według obciążeń, listę zbiorników i pakiet dokumentacji technicznej.
Porozmawiaj z inżynierem
Przeanalizujemy przepływy w Twoim zakładzie i dane dotyczące osadu, zanim zarekomendujemy listę zbiorników. Podaj przepływ projektowy, skok przy pogodzie deszczowej, substancje lotne i czy fermentacja wchodzi w zakres, a otrzymasz pisemne wymiarowanie, propozycję wykładziny i dachu oraz rysunki do przeglądu. Najpierw inżynieria, bez presji zakupu.
WhatsApp