Резервуары для очистки фильтрата в составе реакторной линии с усреднением
Создано 09.03
Резервуары для очистки фильтрата в цепи выравнивания и реакции
Резервуары для обработки фильтрата выполняют несколько функций на одной площадке: хранение неочищенного фильтрата, усреднение, химическое дозирование или реакция нейтрализации, а также хранение очищенного стока или концентрата. Каждая функция имеет различное время пребывания и различную химию, поэтому каждая требует собственных технических условий, а не одного универсального резервуара. Резервуары из стеклоэмалированной стали подходят для функций хранения неочищенного фильтрата и усреднения, поскольку эмаль инертна в диапазоне pH 1–14; реакционные сосуды, требующие перемешивания или контроля pH, всё же следует проверять на соответствие конкретным химическим условиям и температуре. Ключевые проектные решения, определяющие срок службы, — это обработка газового пространства, перемешивание, предотвращающее осаждение, и материал прокладок на каждом болтовом соединении.
Полигон — это цепочка, и резервуары в ней ведут себя по-разному. Сырой фильтрат поступает с переменной скоростью и переменным составом, и его необходимо удерживать. Усреднение сглаживает колебания, чтобы downstream-процесс получал поток, который он способен обработать. Нейтрализация или химическое осаждение происходят в резервуаре, который перемешивается и в который дозируются реагенты. Затем очищенный сток и любой концентрат обратного осмоса необходимо удерживать перед сбросом или выпариванием. Покупать всё это как один и тот же сосуд, потому что это всё «резервуары для фильтрата», — распространённая и дорогостоящая ошибка. В этой статье разграничиваются функции, приводятся проектные параметры для каждого из них и объясняется, что нужно указать в спецификации, чтобы цепочка работала без отказа облицовки на третий год.
По назначению: что на самом деле делает каждый резервуар
Хранение необработанного фильтрата — это задача хранения; усреднение — это задача смешивания. Накопительный резервуар должен просто покрывать разрыв между поступлением и производительностью обработки при наихудшей скорости образования, с достаточным запасом по высоте, чтобы пережить выходные, когда линия обработки не работает. Его проектные параметры — это объём, схема впуска, которая не нарушает осевшие твёрдые частицы, и индикатор уровня, который видит система управления установкой. Усреднительный резервуар делает нечто более тонкое: он усредняет состав, чтобы доза нейтрализации и биологическая нагрузка ниже по потоку перестали колебаться. Это означает более длительное время удержания, часто хорошо перемешиваемую или с мягкими перегородками конфигурацию, и выпуск, который забирает из зоны смешивания, а не со дна, где оседают твёрдые частицы.
Реакционные и дозирующие резервуары — это те, которые требуют наиболее тщательного анализа, поскольку в них добавляется химикат, не учтённый в исходном анализе фильтрата. Кислота или щёлочь для корректировки pH, коагулянт и полимер для осаждения, а также окислитель для удаления железа или цвета — каждый из них привносит свой вопрос совместимости. Эмалевое покрытие охватывает весь диапазон pH 1–14 на обоих концах, но сильный окислитель или концентрированная кислота при повышенной температуре заслуживают документально подтверждённой проверки материала, а не предположения. Перемешивание в этих резервуарах — не удобство: без него осадки уплотняются в твёрдый слой на дне, и эффективный объём снижается.
Выбор облицовки и проблема газового пространства
Наибольший риск коррозии в резервуаре для фильтрата исходит не от жидкости, а от газового пространства. Неочищенный фильтрат выделяет углекислый газ, сероводород и аммиак в паровое пространство над уровнем жидкости. Покрытия для погружения часто плохо работают в этой влажной атмосфере, содержащей сульфиды, а незащищённая сталь верхнего пояса быстро выходит из строя. Стеклоэмалированная сталь полностью решает проблему со стороны жидкости, а практическое решение для газовой стороны — рассматривать крышу и вентиляцию как отдельные спецификации: система крыши с надлежащим припуском на коррозию или покрытием, вентиляция, рассчитанная на газообразование, и, если крыша представляет собой газонепроницаемую мембрану, клапан сброса давления и вакуума, настроенный всего на несколько килопаскалей.
Альтернативный вариант покрытия — эпоксидное покрытие, наносимое методом напыления в электростатическом поле и отверждаемое с образованием плёнки толщиной 180–280 мкм, с сопротивлением соляному туману более 4000 часов согласно AWWA C550; это напылённая порошковая плёнка, а не краска, и она хорошо выдерживает условия зон погружения и разбрызгивания. Горячее цинкование здесь не подходит; цинк непригоден для эксплуатации в кислых средах и средах с высоким содержанием хлоридов. Если проект предполагает сварной корпус из нержавеющей стали, то для условий с содержанием хлоридов обычно применяется марка 316L, а полевые сварные швы требуют неразрушающего контроля перед вводом резервуара в эксплуатацию — именно поэтому многие проекты по фильтрату выбирают вместо этого сборный корпус с эмалевым покрытием на болтовых соединениях.
Перемешивание, осаждение и осаждающиеся твёрдые частицы
Резервуар для фильтрата без перемешивания превращается в отстойник, а отстойник теряет объём. Твёрдые частицы из неочищенного фильтрата оседают в течение нескольких часов. В накопительном резервуаре это допустимо, если впускное отверстие расположено так, чтобы осевший слой не взмучивался, и если на дне предусмотрены средства для удаления осадка или смыва. В усреднительном резервуаре это недопустимо, поскольку весь смысл заключается в смешивании путём перемешивания; решение — мягкое воздушное или механическое перемешивание, рассчитанное на поддержание подвижности твёрдых частиц без размывания слоя осадка в выходящий поток. Осветлитель или установка напорной флотации выше по потоку полностью меняют расчёт и обычно позволяют уменьшить размеры нижерасположенных резервуаров.
Для анаэробного маршрута на осветлённой фракции — а многие потоки фильтрата имеют нестабильное содержание твёрдых частиц, что делает сбраживание целесообразным — рабочий диапазон является мезофильным при 35–38 °C с удержанием 20–30 дней, и газ содержит высокий уровень сероводорода. Эмаль инертна к сульфиду в жидкости, но нижерасположенные котлы и газовое оборудование требуют десульфурации с дозированием FeCl₃ или сухим слоем оксида железа. Это технологическое решение, а не решение по резервуару, но оно относится к тому же проектному совещанию, поскольку газовое пространство резервуара и газовый тракт связаны.
Техническая спецификация
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура плавления эмали | 820–930 °C | стекло, сплавленное со сталью за один цикл |
Толщина слоя эмали | 0,25–0,45 мм | Испытание на искру при 1500 В постоянного тока после сборки |
Прочность эмалевого слоя на сжатие | свыше 3 450 Н/см² | нормировано для эмалевого слоя |
Устойчивость эмали к pH | 1–14 | охватывает кислый исходный и щелочной обработанный фильтрат |
Шероховатость внутренней поверхности | Ra < 0,8 мкм | снижает адгезию отложений на стенке |
Расчетный срок службы | не менее 30 лет | при указанной химической нагрузке |
Ширина панели | около 1,2 м | болтовая панель, транспортируется в плоском виде на площадку |
Класс болтов | болты класса 8.8 | соединение с ингибитором коррозии |
Прокладка | EPDM, проверьте соответствие pH и температуре | стареющий элемент в списке проверок |
Альтернатива FBE | 180–280 мкм, более 4000 ч соляного тумана | Маршрут покрытия по AWWA C550 |
Класс давления | от атмосферного до низкого давления | крыша, вентиляция и предохранительные клапаны задают границу |
Перемешивание | механическое или газовое, в соответствии со скоростью осаждения | предотвращает потерю объёма из-за осадка |
Определение цепочки и того, что передать подрядчику
Рабочая спецификация перечисляет каждый резервуар отдельно с его назначением, объёмом, временем пребывания, требованиями к перемешиванию, схемой входов и выходов, а также анализом жидкости с ожидаемой вариацией. Для каждого резервуара указываются облицовка и прокладка, тип крыши и вентиляции с настройкой сброса давления, средства измерения уровня и доступ для осмотра. В ней излагается протокол испытаний: испытание искровым разрядом постоянного тока напряжением 1500 В на собранной обечайке для эмали, обнаружение дефектов покрытия для эпоксидной смолы и согласованное гидростатическое испытание или испытание уровнем перед передачей. И в ней указывается применимый проектный стандарт, которым является AWWA D103-09 или AWWA C550 для водной и покрытийной части, а также NFPA, где применяется обращение с огнём или газом.
Если проект относится к классу услуг без непосредственно сопоставимых выполненных поставок в архиве, мы описываем, что было поставлено в рамках смежных задач для муниципальных и промышленных сточных вод, с диапазоном производительности, подтверждённым спецификацией проекта. Это более полезное утверждение, чем правдоподобно звучащий проект, которого никогда не было, и именно так следует к нему относиться при сравнении участников торгов.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Вместимость | Объём работ |
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 |
Резервуар для химических сточных вод | Китай, Чжэцзян | Резервуар GFS | 11 613 м³ | φ24,45 × 19,8 м, поставка |
Химические эпоксидные резервуары, 11 единиц | Китай, Гуанси | резервуары с эпоксидным покрытием, нанесенным методом наплавления | общий объем 4 771 м³ | поставка и надзор |
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 стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает 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 очистки фильтрата соответствующий объём работ включает в себя корпуса для хранения и усреднения из стеклоэмалированной стали, конфигурацию крыши и вентиляции для надводного пространства, содержащего сульфиды, а также интерфейс для подключения к цепочке анаэробного сбраживания или осаждения, где химию реакции необходимо проверить на совместимость с облицовкой до заказа резервуара.
Часто задаваемые вопросы
В1: Для каких потоков фильтрата следует использовать резервуар из стеклоэмалированной стали?
О1: Сырой сбор и выравнивание, которые составляют большую часть цепочки, поскольку эмаль инертна при pH 1–14. Реакционные сосуды требуют документальной проверки на конкретное добавляемое химическое вещество, а хранение очищенных стоков или концентрата обычно находится в тех же пределах.
В2: Требуется ли перемешивание в резервуаре для фильтрата?
A2: В усреднительном резервуаре — да, иначе резервуар превращается в отстойник и теряет объём. В сырьевом буферном резервуаре осевший слой допустим, если впускное отверстие его не взмучивает и на дне предусмотрен смыв.
В3: Как вы справляетесь с сероводородом в газовом пространстве?
A3: За счёт того, что крыша и вентиляция рассматриваются как отдельная спецификация от облицовки: припуск на коррозию или покрытие на сталь крыши, вентиляция, рассчитанная на газообразование, и газонепроницаемая мембранная крыша с предохранительными клапанами давления и вакуума там, где объекту требуется герметизация.
В4: Можно ли резервуары делать болтовыми, а не сварными?
A4: Да, и на полигоне это часто лучший вариант, поскольку панели доставляются стандартным транспортом на удалённый участок, внутреннее покрытие не наносится в полевых условиях, а болтовые соединения можно осмотреть в последующие годы.
Q5: Какой материал прокладки подходит для фильтрата?
A5: EPDM обычно применяется для воды и сточных вод, но прокладку необходимо проверить на соответствие конкретному pH, температуре и любому химическому дозированию, поскольку прокладка стареет в процессе эксплуатации даже там, где облицовка не стареет.
Q6: Реалистичен ли анаэробный путь для твёрдых частиц фильтрата?
A6: Там, где поток содержит усваиваемую органическую фракцию, стандартным подходом является мезофильный метантенк при 35–38 °C с временем удержания 20–30 дней, с десульфурацией газа до его поступления в любой котёл или газогенератор.
Q7: Что должно входить в программу inspections?
A7: Момент затяжки болтов и состояние прокладок в вертикальных соединениях, наружное покрытие, внешний вид эмали на линии жидкости, уровнемер, вентиляционное отверстие и повторная проверка искровым разрядом после любой вскрытой панели.
Резервуары для очистки фильтрата указываются правильно только по одному назначению за раз. Выдерживание, выравнивание, реакция и выдерживание продукта — каждый со своим объёмом, химическим составом и требованиями к перемешиванию, а также с крышей, вентиляцией и прокладкой, выбранными вместе с облицовкой, а не после неё. Сделайте это — и цепочка работает; пропустите — и первый отказ облицовки произойдёт в резервуаре, который никто не указал подробно.
Пришлите нам технологическую цепочку, анализ фильтрата с его изменениями, расход и время удержания, необходимые на каждой стадии, и мы вернём вам спецификацию по каждому резервуару, подбор облицовки и прокладок, а также пакет технической документации.
Связаться с инженером
Мы проработаем цепочку вместе с вами, прежде чем предложить цену хотя бы на один резервуар. Сообщите расход, химический состав на каждой стадии и план площадки, и вы получите перечень резервуаров по каждой операции, рекомендацию по материалам с её обоснованием и чертежи. Сначала инженерная проработка, без давления в отношении заказа.
WhatsApp