Резервуары для хранения фильтрата полигонов для работы с агрессивным фильтратом
Создано 09.03
Резервуары для хранения фильтрата полигонов для агрессивных сред
Фильтрат полигона — одна из наиболее агрессивных жидкостей, которые когда-либо хранит резервуар: pH может варьироваться от сильно кислого до щелочного, содержание хлоридов и аммиака высокое, а жидкость несёт тяжёлую биологическую и сульфидную нагрузку. Резервуар из стеклоэмалированной стали справляется с этим, поскольку эмалевый слой сплавлен со сталью при 820–930 °C, имеет толщину 0,25–0,45 мм, инертен в диапазоне pH 1–14 и проходит испытание на пробой при 1500 В постоянного тока после сборки. Остальные коррозионные риски находятся вне облицовки: прокладка, болтовое соединение, газовое пространство под крышей и внешнее покрытие ниже линии фундамента. Проектируйте облицовку, прокладку и вентиляцию как единую систему — и резервуар достигнет своего 30-летнего проектного срока службы без замены облицовки.
Хранение фильтрата — работа редко гламурная и почти всегда возникающая на поздних этапах проекта: ячейка заполняется, система сбора работает, и нужен резервуар, чтобы удерживать избыток до того, как его можно будет обработать или выпарить. Жидкость поступает с химическим составом, который проектировщик в этом месяце не измерял, а иногда не измерял вовсе, и поступает с долей твёрдых частиц, которая осаждается. Эта статья охватывает реальную картину коррозии в условиях эксплуатации с фильтратом, варианты конструкции резервуаров, которые её выдерживают, выбор геометрии, определяющий, как долго резервуар сможет вмещать полную нагрузку в течение влажного периода, и перечень проверок, обеспечивающих его работоспособность.
Что именно агрессивно воздействует на жидкость
Фильтрат разрушает как химически, так и механически, и эти два пути отказа различаются. Химически молодой фильтрат из свежей секции является кислым и богат кислотами и сероводородом; зрелый фильтрат становится щелочным с высоким содержанием аммиака и хлоридов. Оба конца этого диапазона находятся в пределах того, что выдерживает стеклоэмалированная сталь, поскольку эмаль инертна при pH 1–14, но газовая среда над хранящимся зарядом фильтрата — это место, где происходит большая часть повреждений, если её не контролировать: сероводород во влажном паровом пространстве атакует незащищённую сталь и даже атакует систему покрытия, которая была выбрана для погружения, а не для работы в парах.
Механически твердая фракция осаждается и удерживает воду у нижних листов оболочки, а на линии жидкости наблюдается наивысшая концентрация растворенных твердых веществ и наиболее сильное локальное воздействие. Это также та зона, где дефект покрытия становится активным, а не косметическим. Стеклоэмалевое покрытие по стали исключает покрытие из этого уравнения: эмаль сплавлена со сталью, поэтому механизмы отказа сводятся к отслоению эмали от основы и точечным дефектам, оба из которых обнаруживаются на заводе с помощью испытания искровым разрядом постоянного тока напряжением 1500 В, а не выявляются на пятый год эксплуатации. Там, где проекту вместо этого требуется вариант с покрытой сталью, сопоставимым решением является эпоксидное покрытие, нанесенное методом наплавления на пленку толщиной 180–280 мкм в соответствии с AWWA C550 с сопротивлением соляному туману более 4000 часов, причем это порошковая наплавленная пленка, а не окрашенная пленка.
Конструкция резервуара для фильтрата
Резервуар для фильтрата — это сосуд низкого давления, и в спецификации это должно быть указано, прежде чем кто-либо назовёт его сосудом под давлением. Корпус работает при атмосферном давлении с вентиляцией; граница давления — это система крыши и настройка предохранительного клапана, обычно всего несколько килопаскалей. Правильная классификация на стадии тендера позволяет избежать применения норм, которые добавляют стоимость без повышения безопасности. Если проект действительно требует сосуда под давлением, этот сосуд проектируется в соответствии со спецификацией и нормами, согласованными в договоре, и он закупается отдельно от корпусов для хранения фильтрата.
Тип конструкции в такой же степени определяется логистикой площадки, как и химией. Сварной корпус из нержавеющей или углеродистой стали — это монолитная альтернатива, требующая неразрушающего контроля полевых сварных швов; болтовой корпус из стеклоэмалированной стали поставляется в виде плоских панелей шириной примерно 1,2 м, собирается на прокладках и болтах класса 8.8 и не требует нанесения покрытия на внутреннюю поверхность на месте. Большой диаметр важен здесь потому, что объём для хранения фильтрата часто требуется быстро и в больших количествах: одиночные болтовые резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³, а корпус большого диаметра обеспечивает объём без более высокой конструкции, которая усложнила бы кольцевую балку и ветровой расчёт. Резервуар, который впоследствии можно нарастить дополнительными панелями, — полезная страховка при неопределённой скорости заполнения.
Геометрия, контроль уровня и буфер на влажный период
Вопрос объема — это действительно вопрос о наихудшем влажном периоде, с которым может столкнуться объект. Образование фильтрата достигает пика после сильных дождей и в первые годы эксплуатации секции, и хранилище должно покрывать разрыв между образованием и пропускной способностью сброса, включая любой период закрытия очистных сооружений. При моделировании образования против сброса за наихудший месяц требуемый объем выявляется; затем диаметр и высота следуют тому же соотношению 0,785 умножить на D² умножить на H, используемому для любого цилиндрического резервуара, с добавлением запаса на пену, осадок и случай расширения. Эксплуатационный контроль уровня не менее важен: перелив или аварийное отключение по высокому уровню с сигналом тревоги в диспетчерскую объекта — это то, что превращает резервуар хранения в актив сдерживания, а не в источник ответственности.
Под резервуаром фундамент — это часть, которая обычно недостаточно конкретизирована. Для болтового резервуара требуется кольцевая балка или подушка с контролируемой разностью осадок и схемой анкеровки, соответствующей отверстиям панелей. Для резервуара фильтрата на противофильтрационном экране полигона или на подготовленной ячейке предъявляется дополнительное требование: сама подушка не должна нарушать целостность противофильтрационной системы, а значит, резервуар обычно размещается на отдельной подготовленной площадке в пределах объекта, а не непосредственно на экране. Наружная противокоррозионная защита обечайки ниже уровня земли, а также днища там, где при сварной конструкции отсутствует внутренняя облицовка, относится к тому же объёму работ.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура плавления эмали | 820–930 °C | один цикл термического сплавления со сталью |
Толщина эмалевого покрытия | 0,25–0,45 мм | Испытание искрой при 1500 В постоянного тока после сборки |
Прочность эмалевого покрытия на сжатие | свыше 3 450 Н/см² | нормируется для эмалевого слоя |
Химическая стойкость эмали к pH | 1–14 | охватывает кислый молодой и щелочной зрелый фильтрат |
Шероховатость внутренней поверхности | Ra < 0,8 мкм | низкое накопление отложений на стенке |
Расчетный срок службы | не менее 30 лет | при указанной химической эксплуатации |
Ширина панели | около 1,2 м | модульная болтовая панель, поставляется в плоском виде |
Класс болтов | болты класса 8.8 | антикоррозионное болтовое соединение |
Прокладка | Обычно EPDM, проверьте соответствие pH и температуре | старение в процессе эксплуатации, повторная затяжка по графику |
Класс давления | от атмосферного до низкого давления | крыша и вентиляция определяют границу |
Альтернатива FBE | 180–280 мкм, более 4000 ч в соляном тумане | AWWA C550, вариант покрытия вместо эмали |
Инспекция и элементы, которые действительно выйдут из строя
Программа inspections резервуара фильтрата является краткой и конкретной. Снаружи: покрытие выше и ниже линии фундамента, головки болтов и уплотнительная прокладка соединения, открытая на каждом вертикальном шве, а также любые трещины от осадки на кольцевой балке. Внутри, при первой возможности входа: эмаль на предмет точечных отверстий или расслоения, с повторной проверкой искровым разрядником после любой вскрытой панели; днище, где отложения удерживали воду; входной дефлектор и выходной патрубок; и уровнемер. Механически: вентиляционное отверстие и любое обнаружение газа в надводном пространстве, прокладка лаза и сигнализация высокого уровня.
Последний пункт заслуживает особого внимания. В публичных отчетах резервуары фильтрата выходят из строя при переполнении, и подавляющая причина — не отказ облицовки, а управление уровнем: отсутствие работающей сигнализации верхнего уровня, оператор, работающий посменно неполный день, и предполагаемое наличие сливного подключения. Указание в спецификации уровнемера с дистанционной сигнализацией, клапана ручного переключения и определённого протокола сброса стоит меньше, чем один отчёт о разливе.
Кейс проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Вместимость | Область применения |
Резервуары для фильтрата, две единицы | Китай, Пекин | Резервуары GFS | 9 682 м³ | φ16,23 × 23,4 м, поставка и надзор |
Сварной резервуар для фильтрата | Китай, Хэбэй | сварной стальной резервуар | эксплуатация с фильтратом | поставка и сварка на месте |
Крупногабаритный резервуар для воды | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и надзор |
Резервуар для химических сточных вод | Китай, Чжэцзян | Резервуар GFS | 11 613 м³ | φ24,45 × 19,8 м, поставка |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоплавильной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для работы с фильтратом важна соответствующая часть этой эмалевой химической оболочки, опыт с крупногабаритными оболочками, необходимый для удержания буфера влажного периода в одном резервуаре, а также выбор прокладок и вентиляции, который сохраняет границу целостной, когда жидкость колеблется от кислой до щелочной между молодыми и зрелыми фазами ячейки.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Может ли резервуар из стеклоэмалированной стали вмещать необработанный фильтрат полигона?
Ответ 1: Да, в пределах диапазона pH 1–14 эмали, который охватывает как кислый молодой фильтрат, так и щелочной зрелый фильтрат. Подтвердите материал прокладки и обработку газового пространства, поскольку они находятся вне контроля облицовки.
Вопрос 2: Является ли хранение необработанного фильтрата сосудом под давлением?
A2: Нет, это резервуар для хранения, работающий при атмосферном или низком давлении. Дыхательный клапан и предохранительное устройство задают границу давления в несколько килопаскалей. Аппараты, работающие под давлением, если они требуются по процессу, проектируются в соответствии со спецификацией и нормами, согласованными в договоре.
Q3: Какой объём должен иметь резервуар для фильтрата?
A3: Подбирайте его по худшему влажному периоду: объём, необходимый между пиковым образованием и доступной пропускной способностью сброса, плюс запас над уровнем жидкости. Кривая образования фильтрата в секции полигона резко возрастает в первые годы, поэтому ранняя потребность обычно больше, чем в установившемся режиме.
Вопрос 4: В чём разница между резервуаром для хранения фильтрата и сварным стальным резервуаром в данном случае?
Ответ 4: Хранение обычно обходится дешевле и быстрее в монтаже при использовании сборного эмалированного корпуса; сварной корпус является монолитным и требует полевого контроля сварных швов. Выбор часто определяется доступом к площадке, требуемым объёмом и необходимостью внутреннего осмотра и очистки.
Вопрос 5: Требуется ли повторное испытание эмали искровым разрядом в процессе эксплуатации?
Ответ 5: Испытание искровым разрядом проводится после сборки и после вскрытия и замены любой панели. В процессе эксплуатации эмаль осматривается визуально; сквозное отверстие или отслоение на линии жидкости — это состояние, при котором показано локальное повторное испытание.
Вопрос 6: Как насчёт фундамента резервуара на полигоне?
A7: Резервуар должен устанавливаться на собственную подготовленную площадку с контролируемой осадкой, а не непосредственно на облицовку основания, чтобы утечка или разлив удерживались на поверхности без нарушения целостности. Наружное покрытие ниже уровня земли и под анкерной схемой входит в объём работ.
Q7: Может ли резервуар быть увеличен, если полигон заполняется быстрее, чем планировалось?
A8: Для болтового корпуса — да. Дополнительные панели увеличивают высоту или дополнительные секции увеличивают диаметр, и указание площадки под больший размер на начальном этапе стоит немного по сравнению с добавлением второго резервуара позже.
Резервуары для хранения фильтрата полигона выигрываются или проигрываются на трёх вещах: эмалевое покрытие, инертное во всём диапазоне pH, система прокладок и вентиляции, выбираемая под конкретную жидкость, а не по привычке, и протокол контроля уровня и сброса, предотвращающий перелив. Материал корпуса — простая часть, как только определена химия; именно на граничных элементах уходит бюджет на обслуживание.
Пришлите нам анализ фильтрата, кривую образования, пропускную способность сброса и состояние площадки, и мы вернём расчёт размеров резервуара, рекомендации по покрытию и прокладкам, а также пакет технической документации.
Связаться с инженером
Мы изучим ваши химические показатели и данные по генерации, прежде чем рекомендовать продукт. Сообщите диапазон pH, показатели хлоридов и аммиака, требуемый объем хранения и состояние основания — и вы получите письменный подбор, список для инспекции и чертежи для рассмотрения. Сначала инженерия, без давления.
WhatsApp