Tanque Municipal de Tratamento de Esgoto para Função Operacional e Fluxo Contínuo
Criado em 09.03
Tanque de Tratamento de Esgoto Municipal para Função de Obra e Fluxo Contínuo
Uma estação municipal de tratamento de esgotos utiliza tanques para equalização, decantação primária, armazenamento de lodo, digestão anaeróbia e armazenamento final de efluente, e cada função tem um volume e uma composição química diferentes. Os tanques de aço com revestimento vítreo fundido cobrem a maioria deles: a camada de esmalte é fundida a 820–930 °C, com 0,25–0,45 mm de espessura, inerte em pH 1–14, testada por faísca a 1500 V CC após a montagem e especificada para pelo menos 30 anos. As funções anaeróbias operam em regime mesofílico a 35–38 °C, com tempo de retenção de 20–30 dias, e produzem 0,5–0,6 m³ de biogás por kg de sólidos voláteis adicionados. A decisão sobre o tanque que mais frequentemente dá errado é comprar um único vaso genérico para funções que se comportam de maneira diferente, e deixar a cobertura e a ventilação fora do escopo.
A obra está em execução, o prazo é apertado, e os tanques são os itens do plano de contratação que ninguém quer assumir. Uma estação municipal tem de continuar a funcionar durante todo o processo, pelo que o novo tanque de equalização não pode bloquear uma faixa, o digestor não pode perder o seu gás, e o tanque de decantação primária não pode começar a verter no segundo inverno. Este artigo percorre as funções dos tanques numa estação de tratamento de águas residuais municipais, a lógica de dimensionamento de cada um, o caso da construção em esmalte e aparafusada para águas residuais municipais, e o âmbito de comissionamento e inspeção que um engenheiro da estação deve exigir a um fornecedor.
As funções e o que cada uma precisa
Uma estação de tratamento de águas residuais municipais é um conjunto de diferentes tanques que partilham a mesma designação. A equalização retém o pico de caudal em tempo húmido e o caudal mínimo nocturno, pelo que é dimensionada a partir da curva de caudal e necessita de uma boa indicação de nível e de uma entrada com defletores para evitar a ressuspensão dos sólidos sedimentados. A decantação primária e secundária são dispositivos de separação por gravidade, dimensionados pela taxa de sobrecarga superficial e não apenas pelo tempo de retenção, e necessitam de um mecanismo de recolha de lamas e de uma estratégia de extração da manta de lamas. Os tanques de armazenamento de lamas necessitam de agitação e de volume suficiente para alimentar o digestor ou a estação de desidratação de forma consistente. Os digestores anaeróbios necessitam de controlo de temperatura, mistura e de um sistema de cobertura que mantenha uma fronteira de gás a alguns quilopascais. O armazenamento do efluente final, necessário para descarga ou para água reutilizada, é um simples exercício de volume com forte ênfase no revestimento não contaminar a água.
Dimensionar cada um a partir da sua própria função é o trabalho completo. A equalização recebe o caudal de tempo húmido acima da capacidade de tratamento e multiplica pelas horas de ponta que é necessário absorver. O volume do digestor vem da taxa de carga de sólidos voláteis a uma temperatura mesofílica de 35–38 °C com 20–30 dias de retenção. A retenção de lamas vem da produção diária de lamas húmidas vezes os dias de retenção que a rota de desidratação exige. Faça os quatro cálculos separadamente e a lista de materiais fica muito diferente da que se obtém aplicando uma única regra a todos eles.
Por que o vidro fundido ao aço é adequado para águas residuais municipais
A zona de lodo e digestão é o que destrói o aço revestido comum. O lodo municipal entra em anaerobiose assim que para de se mover, baixa o pH localmente e produz sulfeto, amônia e ácidos voláteis. Um interior de aço carbono pintado nesse ambiente falha na linha de líquido e sob o manto. Os painéis de aço fundido com vidro são produzidos pela fusão de esmalte ao aço a 820–930 °C em uma camada de 0,25–0,45 mm classificada acima de 3.450 N/cm², quimicamente inerte em pH 1–14, com uma superfície abaixo de Ra 0,8 µm que resiste ao biofilme e à retenção de depósitos. Isso remove a corrosão do revestimento da lista de falhas e deixa a delaminação e o pinhole como os dois modos específicos do esmalte, ambos detectados na fábrica por um teste de faísca DC de 1500 V em vez de descobertos posteriormente por um operador.
O formato aparafusado é importante para uma obra municipal por razões de cronograma e manutenção. Painéis com cerca de 1,2 m de largura são transportados planos através de um canteiro de obras, de modo que o tanque pode ser construído dentro de uma planta em operação sem uma grande área de grua ou o fechamento de uma via. As juntas são vedadas com EPDM e parafusos de grau 8.8, são inspecionáveis, e um único painel pode ser substituído e o casco retestado sem tirar o tanque de serviço, se a operação permitir. Painéis adicionais podem aumentar a altura posteriormente, o que é importante quando uma obra é licenciada para uma vazão que chegará em cinco anos.
Digestão anaeróbia e o limite de gás
A digestão é um processo de gás de baixa pressão, e a cobertura é o vaso de pressão. Um digestor opera próximo à pressão atmosférica, com o espaço livre mantido a apenas alguns quilopascais por uma cobertura de membrana dupla ou de tecido de vidro, com um dispositivo de alívio e um corta-chamas na linha de gás. Especificá-la como um vaso de pressão adiciona custo e não acrescenta nada; especificar uma cobertura aberta perde o gás. A membrana interna suporta uma pressão nominal de cerca de 2–3 kPa e o conjunto completo deve ser verificado contra as cargas de vento e neve do local, obtidas da ADM 2015 ou ASCE 7-10 quando uma cobertura rígida é usada em vez disso.
Os números de processo que importam para o dimensionamento: mesofílico 35–38 °C, tempo de retenção hidráulica de 20–30 dias para lodo municipal convencional, um rendimento de biogás de 0,5–0,6 m³ por kg de sólidos voláteis adicionados com aproximadamente 60 por cento de metano, e um sistema de agitação que evita a camada de escuma e a sedimentação da areia. O gás precisa de dessulfurização com dosagem de FeCl₃ ou um leito seco de óxido de ferro antes de chegar a uma caldeira ou a um grupo gerador. O H₂S ataca o aço a jusante do tanque, e ataca a face inferior do teto do próprio tanque se o teto não estiver protegido, razão pela qual o teto e o respiradouro pertencem ao escopo em vez de a um pacote separado.
Especificação Técnica
Parâmetro | Valor Típico / Faixa | Nota |
Temperatura do digestor | 35–38 °C mesofílico | 50–55 °C termofílico se houver calor disponível |
Tempo de retenção hidráulica | 20–30 dias | lodo municipal convencional |
Produção de biogás | 0,5–0,6 m³ por kg de SV adicionado | verificar com a caracterização do lodo no local |
Pressão do espaço livre | alguns kPa, membrana interna ~2–3 kPa | dispositivo de alívio e corta-chamas |
Temperatura de fusão do esmalte | 820–930 °C | um ciclo de fusão térmica |
Espessura da camada de esmalte | 0,25–0,45 mm | Teste de faísca de 1500 V DC após a montagem |
Resistência do esmalte ao pH | 1–14 | inerte através da manta anaeróbia |
Rugosidade da superfície interior | Ra < 0,8 µm | resiste ao biofilme nas paredes de decantação |
Largura do painel | cerca de 1,2 m | enviado plano, montagem modular aparafusada |
Grau do parafuso | Parafusos de grau 8.8 | conexão com inibidor de corrosão |
Caso de carga do teto | ADM 2015 / ASCE 7-10 | vento e neve para o local |
Vida útil de projeto | pelo menos 30 anos | sob o serviço de águas residuais especificado |
Comissionamento e a inspeção que protege o ativo
A colocação em serviço de um tanque aparafusado é uma sequência curta se foi planeada: verificar o assentamento da viga anelar e a circularidade do primeiro anel, apertar os parafusos ao valor especificado, inspecionar o assento da junta em cada junta vertical e horizontal, testar com faísca o esmalte montado a 1500 V DC, depois encher e verificar o comportamento do nível. Os dois itens mais frequentemente omitidos são o reaperto após o primeiro enchimento, quando a junta assenta no seu assento, e a verificação do binário nos parafusos da saia do teto após o primeiro evento de vento. Ambos são exercícios de meio dia que previnem a infiltração sazonal que as equipas de manutenção municipal aprendem a atribuir ao facto de o tanque ser demasiado antigo.
A inspeção operacional é então leve: revestimento exterior e cabeças dos parafusos, a junta no bocal de visita e em qualquer junta aberta, o respiradouro e a sua linha de gás a jusante, o instrumento de nível e a zona de sedimentação que deve ser purgada num calendário definido. Onde a instalação tem um digestor anaeróbio, adicione o levantamento da membrana do teto, a verificação do ponto de ajuste da válvula de alívio e a verificação do corta-chamas da linha de gás à mesma ronda anual.
Caso de Projeto
Projeto | Localização | Produto | Capacidade | Escopo |
Tanques de águas residuais municipais, 10 unidades | China, Sichuan | Tanques GFS | 17.420 m³ no total | fornecimento e montagem no local |
Tanques de águas residuais industriais, 27 unidades | China, Xinjiang | Tanques GFS | 30.469 m³ no total | fornecimento e supervisão |
Tanques de águas residuais de cervejaria | China, Sichuan | Tanques GFS | 14.655 m³ | fornecimento de tanque e teto aparafusados |
Seção anaeróbia para águas residuais do processamento de feijão | China, Hebei | Tanques de digestor GFS | secção de processo anaeróbio | fornecimento de tanques mais integração de processos |
Capacidade de Engenharia da Center Enamel
A Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projeta e fabrica tanques de armazenamento parafusados desde 2008. Como o primeiro fabricante de tanques de vidro fundido ao aço (GFS) da China, a empresa possui cerca de 200 patentes relacionadas a esmalte, produz aproximadamente 300.000 placas de aço revestidas com esmalte por ano, concluiu mais de 30.000 projetos instalados e fornece seus tanques para mais de 100 países. A nova base de produção de 150.000 m² foi adicionada para aumentar a capacidade de produção, e tanques individuais são fornecidos com capacidade de até 60.000 m³. A fabricação opera sob as normas ISO 9001 e ISO 45001, com certificação de produtos incluindo NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI e EUROCODE, e o design é referenciado nas normas AWWA D103-09, AWWA C550 e NFPA onde a aplicação exigir.
Para o serviço municipal, isto abrange todos os deveres da lista de um único fornecedor: equalização, decantação, armazenamento de lamas e digestão anaeróbia, com o teto do digestor, a membrana e o limite de alívio entregues com a carcaça em vez de adaptados posteriormente.
Perguntas frequentes
P1: Um único tanque GFS pode servir vários deveres numa estação?
R1: Só vale a pena considerar onde a química é idêntica e os volumes podem partilhar um controlo de nível. Equalização, digestão e armazenamento final diferem o suficiente para que tanques separados sejam normalmente a melhor resposta de engenharia.
P2: Porque é que o esmalte é melhor do que a tinta para um digestor?
A2: Porque o manto de lodo fica anaeróbio e ácido e o esmalte é inerte em pH 1–14. Isso elimina a corrosão do revestimento como modo de falha e deixa a junta, os parafusos e o teto como itens de manutenção.
Q3: Um digestor é um vaso de pressão?
A3: Não. É um tanque quase atmosférico com um teto flexível suportando alguns quilopascais. A fronteira de pressão é a membrana do teto, o dispositivo de alívio e o corta-chamas na linha de gás.
Q4: Como você dimensiona o volume do digestor?
A4: A partir da taxa de carregamento de sólidos voláteis e do tempo de retenção desejado: mesofílico 35–38 °C com 20–30 dias de retenção é a faixa padrão para lodo municipal, fornecendo o volume útil, e então adicionando borda livre para escuma e espaço de gás.
Q5: Quanto gás um digestor deve produzir?
A5: Planeie 0,5–0,6 m³ de biogás por quilograma de sólidos voláteis adicionados, com cerca de 60 por cento de metano, e confirme com um teste de bancada com a lama do local em vez de um valor da literatura.
Q6: Qual é o intervalo de inspeção num tanque GFS municipal?
A6: Uma verificação de torque e juntas no comissionamento e após o primeiro enchimento, uma revisão anual exterior e do telhado, inspeção conjunta sempre que um painel é aberto, e um novo teste de faísca após qualquer substituição de painel.
Q7: A obra pode adicionar capacidade mais tarde?
A7: Sim. Os tanques aparafusados podem ser elevados com painéis adicionais ou colocados em paralelo com uma nova unidade, e especificar a viga anelar para o caso maior durante a primeira obra é um seguro barato.
Um esquema de tanque de tratamento de esgoto municipal funciona quando cada função é dimensionada a partir do seu próprio processo e o casco, a cobertura e o respiro são especificados em conjunto. O vidro fundido ao aço responde à questão da corrosão nas funções de equalização, sedimentação, lodo e digestão, e o formato aparafusado mantém a instalação em funcionamento enquanto o tanque é erguido. Acertar o tempo de retenção, o limite de gás e o cronograma de inspeção na adjudicação fará com que o tanque dure mais que a licença que impulsionou o projeto.
Envie-nos a curva de caudal, a produção de lamas, a via de digestão e o gráfico, e devolveremos um dimensionamento função a função, a lista de tanques e o pacote de ficheiros técnicos.
Fale com um Engenheiro
Analisaremos os caudais das suas obras e os dados das lamas antes de recomendar uma lista de tanques. Partilhe o caudal de projeto, o pico de tempo húmido, os sólidos voláteis e se a digestão está incluída no âmbito, e receberá um dimensionamento por escrito, a proposta de revestimento e cobertura e os desenhos para revisão. Engenharia primeiro, sem pressão para comprar.
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