Zbiorniki ze stali nierdzewnej na ścieki z ferm drobiu: wybór materiału do pracy w warunkach wysokiej zawartości amoniaku
Utworzono 02.12
Zbiorniki ze stali nierdzewnej na ścieki z ferm drobiu: wybór materiału do pracy z wysokim stężeniem amoniaku
Ścieki drobiowe charakteryzują się wysoką zawartością amoniaku, substancji stałych i ładunku organicznego, a są przechowywane w sąsiedztwie środowiska obory, które jest wilgotne, ciepłe i bogate w amoniak, co stanowi trudne połączenie dla stali. Gatunek 304 jest zwykle właściwym wyborem dla strony cieczowej; gatunek 316L jest uzasadniony, gdy zawartość chlorków jest wysoka lub atmosfera jest surowa. Wnętrze ze stali nierdzewnej jest wybierane, gdy operator potrzebuje zmywalnej, nieemigrującej powierzchni; przy większej objętości zbiornik ze stali szkliwionej z warstwą emalii obojętną w zakresie pH 1–14 jest zazwyczaj korzystniejszy cenowo, z powierzchnią poniżej Ra 0,8 µm. Elementy konstrukcyjne decydujące o trwałości eksploatacyjnej to przestrzeń nadfazowa zawierająca amoniak, usuwanie osadzonych substancji stałych oraz kontrola poziomu zapobiegająca przepełnieniu.
Zbiornik na ścieki gospodarskie znajduje się w najbardziej niesprzyjającym środowisku, w jakim można posadowić zbiornik. Znajdująca się nad nim lub obok niego obora zapewnia stale wilgotną, ciepłą atmosferę nasyconą amoniakiem, a ciecz wewnątrz to mieszanina ściółki, obornika, pierza i wody spłuczynowej, która szybko osiada i ulega anaerobizacji. Stal w takim zestawieniu koroduje w górnej części płaszcza i na linii cieczy, a powłoka wybrana do pracy w zanurzeniu często sprawdza się źle w przestrzeni parowej nad cieczą. Niniejszy artykuł omawia kwestię stopu, ścieżki korozji, projekt osadzania i czyszczenia oraz przeglądy, które utrzymują zbiornik na ścieki gospodarskie w eksploatacji.
Co faktycznie koroduje zbiornik
W ściekach drobiarskich występują trzy ścieżki korozji i wymagają one trzech różnych rozwiązań. Pierwsza to ciecz: amon, kwasy organiczne i siarczki w osadzonej, beztlenowej warstwie dennej atakują gołą stal na linii cieczy i pod osadem. Druga to przestrzeń parowa: amoniak i siarkowodór w wilgotnym powietrzu atakują stal powyżej linii cieczy, a w niektórych przypadkach robią to szybciej niż ciecz. Trzecia to strona zewnętrzna, która na fermie jest narażona na wodę ze spłukiwania, amoniak z obory, a w lokalizacjach nadmorskich lub na terenach o twardej wodzie — na chlorki.
Odpowiedź emaliowana obejmuje ciecz i powierzchnię kontaktu w całości, ponieważ warstwa jest stapiana w temperaturze 820–930 °C na grubość 0,25–0,45 mm, obojętna w zakresie pH 1–14 i poddana testowi iskrowemu przy 1500 V DC po montażu. W przypadku rozwiązania ze stali nierdzewnej, 304 sprawdza się w ogólnym zastosowaniu, a 316L jest właściwym wyborem, gdy występuje chlorek lub silna faza kwasowa. Cynkowanie ogniowe nie wchodzi tu w grę: cynk jest atakowany przez amoniak i fazę kwasową, a migracja cynku jest nie do przyjęcia w strumieniu ścieków, który może być stosowany na gruntach.
Decyzja o stopie i gdzie stal nierdzewna zwraca koszty
Stal nierdzewna to właściwy wybór, gdy operator potrzebuje czystej, nieemigrującej powierzchni metalowej, a objętość jest umiarkowana. To typowy przypadek: zbiornik do mycia obory, zbiornik zasilający lagunę, naczynie do dozowania i rozcieńczania lub reaktor do uzdatniania, w którym płyn jest silny, a reżim czyszczenia regularny. Stal 304 z wykończeniem 2B lub polerowanym sprawdza się w typowym przypadku; stal 316L radzi sobie z chlorkami pochodzącymi z lokalizacji nadmorskiej, z twardej wody lub z procesu, który dodaje sól.
Gdy objętość jest duża — wspólny zbiornik retencyjny ścieków, zbiornik wyrównawczy oczyszczalni — uczciwe porównanie przesuwa się na stal szkliwioną, która zazwyczaj oferuje lepszy stosunek wartości do ceny w dużej skali, ma powierzchnię poniżej Ra 0,8 µm odporną na zatrzymywanie się ciał stałych i jest dostępna w formacie skręcanym, który dociera na odległą farmę bez ciężkiego transportu. Mieszany układ jest powszechny na jednym obiekcie: duży zbiornik retencyjny w emalii, małe naczynia kontaktowe i dozujące ze stali nierdzewnej.
Geometria, sedymentacja i kluczowe czyszczenie
Części stałe ze ścieków drobiowych osiadają szybko, więc geometria zbiornika decyduje o tym, czy utrzyma on swoją objętość. Warstwa osadu na dnie zajmuje rzeczywistą pojemność w ciągu kilku tygodni, a jeśli zostanie pozostawiona, ulega fermentacji beztlenowej, wydziela nieprzyjemny zapach i zaczyna korodować dno. Praktyczne rozwiązania to łagodny spadek do punktu spustowego z linią przepłukiwania, dno stożkowe, gdy operator chce całkowicie opróżnić zbiornik, lub płaskie dno z zaplanowanym spustem i mieszaniem, które utrzymuje osady w wystarczającym ruchu, by można je było pompować.
Dwa szczegóły decydują o tym, czy czyszczenie działa. Pierwszy to położenie wylotu: pobieranie z punktu, który nie może wciągnąć zbitej warstwy do pompy, z przepłukiwaniem w najniższym punkcie dla osadzonej warstwy. Drugi to mieszanie: mieszanie mechaniczne lub gazowe o odpowiedniej wydajności, aby utrzymać złoże w ruchu bez porywania cząstek stałych do ścieków oczyszczonych, ponieważ zbiornik na farmie, który trzeba opróżniać koparką, to zbiornik, który będzie opróżniany koparką raz w roku.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Stop 304 | ogólne ścieki drobiowe i mycie kurników | domyślny gatunek stali nierdzewnej |
Stop 316L | chlorek, twarda woda lub silnie kwaśna faza | zawierający molibden, niskowęglowy |
Wykończenie powierzchni | 2B lub polerowane, gładki profil spoiny | powierzchnia kontaktowa podlegająca czyszczeniu |
Przestrzeń parowa | amoniak i H₂S w wilgotnym powietrzu | najszybsza ścieżka korozji w gospodarstwie |
Linia cieczowa | beztlenowe osady opadowe | korozja pod osadem |
Alternatywa dla emalii | obojętny w pH 1–14, Ra < 0,8 µm | zwykle lepszy stosunek wartości przy dużej objętości |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | jeden cykl termicznego stapiania |
Grubość warstwy emalii | 0,25–0,45 mm | Test iskrowy 1500 V DC po montażu |
Dno | płaskie z spadkiem, lub stożkowe | decyduje o czyszczeniu i pozostałościach |
Wylot | umieszczony tak, aby uniknąć zasysania zagęszczonego osadu | chroni pompę |
Mieszanie | mechaniczne lub gazowe, dobrane tak, aby utrzymać złoże w ruchu | zapobiega corocznej wizycie koparki |
Klasa ciśnienia | atmosferyczne do niskiego ciśnienia | dach i odpowietrznik wyznaczają granicę |
Okres projektowej eksploatacji | co najmniej 30 lat | w określonych warunkach eksploatacji gospodarstwa |
Odpowietrzanie, kontrola poziomu i ryzyko przepełnienia
Zbiornik gospodarski jest zwykle umieszczony daleko poza polem widzenia operatora, co sprawia, że odpowietrznik i wskaźnik poziomu są elementami bezpieczeństwa, a nie udogodnieniami. Napełnianie wypiera powietrze, zbiornik „oddycha" wraz z cyklem temperaturowym obory, a przestrzeń parowa przenosi amoniak i metan z osadzonych ciał stałych, dlatego wymagany jest odpowietrznik lub zawór nadciśnieniowo-podciśnieniowy o przepustowości dostosowanej do szczytowego natężenia napełniania. W przypadku gdy przestrzeń nadcieczowa jest zamknięta w celu ograniczenia odorów, stal dachowa należy do odrębnej klasy korozyjności, a typowym rozwiązaniem jest gazoszczelna membrana dachowa z membraną wewnętrzną o ciśnieniu nominalnym około 2–3 kPa oraz urządzeniem zabezpieczającym.
Kontrola poziomu jest tym, co zapobiega przepełnieniu, o które ostatecznie obwinia się zbiornik gospodarstwa. Przyrząd do pomiaru poziomu ze zdalnym wskazaniem, alarm wysokiego poziomu i określony protokół zrzutu — wyznaczona osoba odpowiedzialna i przyłącze rury pionowej, które wytrzyma obciążenie — zamieniają zbiornik w obiekt retencyjny. To element sterowania, ale należy do specyfikacji zbiornika, ponieważ to on powstrzymuje zbiornik ścieków gospodarstwa przed staniem się incydentem środowiskowym.
Studium przypadku
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiorniki na ścieki z gospodarstw zwierzęcych | Kanada | Zbiorniki GFS | obsługa ścieków zwierzęcych | dostawa i nadzór |
Zbiorniki akwakultury, 7 jednostek | Chiny, Yunnan | Zbiorniki GFS | 11 603 m³ łącznie | dostawa i nadzór |
Zbiorniki dla gospodarstw rolnych i akwakultury | Chiny, Shandong | Zbiorniki GFS | woda morska i usługi akwakultury | dostawa i montaż na miejscu |
Sekcja beztlenowa dla ścieków z przetwórstwa fasoli | Chiny, Hebei | Zbiorniki fermentacyjne GFS | sekcja procesu beztlenowego | dostawa zbiorników plus integracja procesu |
Możliwości 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, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku ścieków z hodowli drobiu i zwierząt gospodarskich istotna jest pełna gama materiałów dla jednego obiektu: stal nierdzewna 304 i 316L do zbiorników kontaktowych i dozujących, stal szkliwiona do dużych zbiorników retencyjnych oraz dach, odpowietrzenie i granica nadciśnieniowa dostarczane wraz z płaszczem, aby przestrzeń nadcieczowa zawierająca amoniak była uzdatniana od samego początku.
Najczęściej zadawane pytania
P1: Dlaczego na farmie stosuje się stal nierdzewną, a nie stal ocynkowaną?
O1: Ponieważ amoniak i faza kwasowa szybko atakują cynk, a strumień ścieków, który może być stosowany na gruntach rolnych, nie powinien zawierać cynku. Emalia lub stal nierdzewna to trwałe rozwiązanie w warunkach wysokiego stężenia amoniaku.
P2: 304 czy 316L do ścieków drobiarskich?
O2: 304 w typowym przypadku; 316L, gdy stężenie chlorków jest wysokie, woda jest twarda i zasolona lub płyn jest silnie kwaśny. Należy podać uzasadnienie w specyfikacji, zamiast stosować domyślne rozwiązanie.
P3: Czy zbiornik ze stali nierdzewnej jest w ogóle konieczny?
O3: Nie w każdym zastosowaniu. Przy dużej objętości zbiornik ze stali szkliwionej jest zwykle korzystniejszy cenowo i ma obojętną powierzchnię; stal nierdzewna jest uzasadniona wymogiem kontaktu z metalem, silnie agresywnym płynem lub wysokim standardem czyszczenia.
P4: Jak postępuje się z warstwą osadzonych ciał stałych?
A4: W przypadku geometrii dna i odpływu, które mogą go przepłukać: nachylenie do punktu spustowego, stożek, gdy wymagane jest całkowite opróżnienie, lub mieszanie, które utrzymuje złoże wystarczająco ruchome, aby można je było pompować. Zaplanowany spust jest lepszy niż coroczne wykopywanie.
P5: Czy przestrzeń parowa wymaga uzdatniania?
O5: Tak. Amoniak i siarkowodór w wilgotnym powietrzu atakują stal powyżej linii cieczy szybciej niż sama ciecz. Należy wentylować przestrzeń nadcieczową, chronić stal dachu i traktować dach jako odrębną klasę korozyjności.
P6: Co zapobiega przepełnieniu zbiornika na farmie?
A6: Przyrząd poziomu z sygnalizacją zdalną i alarmem wysokiego poziomu, plus nazwany protokół zrzutu i przyłącze rury pionowej, które wytrzyma obciążenie. Sam zbiornik nie poradzi sobie z napełnianiem, którego nikt nie pilnuje.
P7: Jaki jest program kontroli?
O7: Powłoka zewnętrzna i łby śrub, uszczelka na otwartych połączeniach, odpowietrznik i zawór nadmiarowy, wskaźnik poziomu, osiadła głębokość przy każdym opróżnieniu oraz ponowny test iskrowy lub kontrola wewnętrzna po otwarciu dowolnego panelu.
Zbiornik na ścieki z fermy drobiu sprawdza się, gdy stop jest dopasowany do chemii, dno można przepłukać, przestrzeń nad cieczą jest uzdatniana pod kątem amoniaku, a poziom monitoruje osoba, która może go zobaczyć. Połącz te cztery elementy, a zbiornik zniknie w codziennej rutynie fermy; pomiń którykolwiek z nich, a stanie się corocznym wykopem.
Prześlij nam charakterystykę ścieków, objętość, układ obory i trasę odprowadzania, a my zwrócimy rekomendację materiałową wraz z uzasadnieniem, rozmieszczeniem dna i wylotu, propozycją odpowietrzenia oraz pakietem dokumentacji technicznej.
Porozmawiaj z inżynierem
Powiedz nam, co zawiera zbiornik, ile tego jest i w jakich warunkach obory, a określimy to razem z Tobą. Otrzymasz uzasadnienie doboru stopu, geometrię i projekt czyszczenia, rekomendację sterowania poziomem, rysunki do przeglądu oraz uczciwą opinię, czy stal nierdzewna to właściwy wydatek. Najpierw inżynieria, bez zobowiązań.
WhatsApp