Резервуары из нержавеющей стали для сточных вод птицефабрик: выбор материала для условий с высоким содержанием аммиака
Создано 02.12
Резервуары из нержавеющей стали для сточных вод птицефабрик: выбор материала для условий с высоким содержанием аммиака
Сточные воды птицефабрик содержат много аммиака, твёрдых частиц и органических веществ, и они хранятся рядом с помещением для содержания птицы, где влажно, тепло и много аммиака, что является тяжёлым сочетанием для стали. Марка 304 обычно является правильным выбором для жидкостной стороны; марка 316L оправдана там, где высокое содержание хлоридов или агрессивная атмосфера. Нержавеющая внутренняя поверхность выбирается там, где оператору нужна очищаемая поверхность, не выделяющая примесей; при большем объёме резервуар из стеклоплавильной стали со стеклоэмалевым слоем, инертным в диапазоне pH 1–14, обычно выгоднее с поверхностью ниже Ra 0,8 мкм. Конструктивные решения, определяющие срок службы, — это паровое пространство, содержащее аммиак, очистка осевших твёрдых частиц и контроль уровня, предотвращающий перелив.
Резервуар для сточных вод фермы находится в наименее щадящих условиях, в которых только может быть размещён резервуар. Расположенное над ним или рядом с ним помещение амбара создаёт постоянную влажную, тёплую атмосферу, насыщенную аммиаком, а жидкость внутри представляет собой смесь подстилки, навоза, перьев и воды от смыва, которая быстро оседает и переходит в анаэробное состояние. Сталь в таком сочетании корродирует в верхнем поясе и на линии жидкости, а покрытие, выбранное для работы в условиях погружения, часто плохо проявляет себя в паровом пространстве над жидкостью. В этой статье рассматриваются вопрос выбора сплава, пути коррозии, конструкция систем осаждения и очистки, а также inspections, которые поддерживают резервуар для сточных вод фермы в рабочем состоянии.
Что на самом деле вызывает коррозию резервуара
В сфере очистки сточных вод птицефабрик существует три пути коррозии, и для каждого из них требуется своё решение. Первый — это жидкость: аммоний, органические кислоты и сульфиды в отстоянном анаэробном нижнем слое атакуют незащищённую сталь на линии жидкости и под осадком. Второй — это паровая зона: аммиак и сероводород во влажном воздухе воздействуют на сталь выше линии жидкости, и в некоторых случаях они разрушают её быстрее, чем жидкость. Третий — это наружная поверхность, которая на ферме подвергается воздействию воды от мойки, аммиака из коровника и, на прибрежных участках или участках с жёсткой водой, хлоридов.
Эмалевое покрытие полностью защищает жидкость и контактную поверхность, поскольку слой сплавляется при 820–930 °C в толщину 0,25–0,45 мм, инертен в диапазоне pH 1–14 и проходит испытание на электрическую прочность при 1500 В постоянного тока после сборки. Для нержавеющего варианта: сталь 304 подходит для общих условий, а 316L является правильным выбором при наличии хлоридов или сильнокислой фазы. Горячее цинкование здесь не подходит: цинк разрушается под действием аммиака и кислой фазы, а миграция цинка недопустима в сточных водах, которые могут использоваться для земледелия.
Выбор сплава и где нержавеющая сталь оправдывает свою стоимость
Нержавеющая сталь — правильный выбор, когда оператору нужна очищаемая металлическая поверхность, не выделяющая примесей, и объём умеренный. Это типичный случай: резервуар для промывки коровника, питательный резервуар лагуны, ёмкость для дозирования и разбавления или реактор обработки, где жидкость агрессивна, а режим очистки регулярный. Сталь 304 с отделкой 2B или полированной справляется с обычным случаем; 316L справляется с хлоридами на прибрежном объекте, с жёсткой водой или с процессом, в который добавляют соль.
Когда объём большой — общий резервуар для сбора стоков, усреднительный бассейн очистных сооружений — честное сравнение переходит к стеклоэмалированной стали, которая обычно выгоднее в масштабе, имеет поверхность ниже Ra 0,8 мкм, противостоящую накоплению твёрдых частиц, и доступна в болтовом исполнении, позволяющем доставить её на удалённую ферму без тяжёлого транспорта. Смешанная компоновка распространена на одном объекте: большое хранение в эмали, малые контактные и дозирующие ёмкости из нержавеющей стали.
Геометрия, осаждение и очистка, которая имеет значение
Твердые частицы сточных вод птицефабрики оседают быстро, поэтому геометрия резервуара определяет, сохранит ли он свой объем. Слой, похожий на ил, на дне занимает реальную емкость в течение нескольких недель, и если его оставить, он становится анаэробным, издает запах и начинает корродировать дно. Практические варианты — это пологий уклон к точке смыва с линией промывки, коническое дно, если оператор хочет опорожнять полностью, или плоское дно с запланированным сливом и перемешиванием, которое поддерживает достаточную подвижность осадка для перекачивания.
Две детали определяют, будет ли очистка работать. Первая — положение выпускного отверстия: отбор из точки, которая не может захватить уплотненный слой в насос, с промывкой в самой низкой точке для осевшего слоя. Вторая — перемешивание: механическое или газовое смешивание, рассчитанное на поддержание подвижности слоя без вовлечения твердых частиц в стоки, потому что фермерский резервуар, который приходится опорожнять экскаватором, — это резервуар, который будут опорожнять экскаватором раз в год.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Сплав 304 | общие сточные воды птицефабрики и смыв птичников | стандартная марка нержавеющей стали |
Сплав 316L | хлориды, жёсткая вода или сильнокислая среда | содержащий молибден, низкоуглеродистый |
Отделка поверхности | 2B или полированная, гладкий профиль сварного шва | очищаемая контактная поверхность |
Паровое пространство | аммиак и H₂S во влажном воздухе | самый быстрый путь коррозии на ферме |
Жидкостная линия | анаэробные осевшие твёрдые частицы | коррозия под осадком |
Альтернатива эмали | инертен при pH 1–14, Ra < 0,8 мкм | обычно выгоднее при большом объёме |
Температура плавления эмали | 820–930 °C | один цикл термического сплавления |
Толщина слоя эмали | 0,25–0,45 мм | испытание искрой 1500 В пост. тока после сборки |
Днище | плоское со сливом или коническое | определяет очистку и остаток |
Выход | размещён так, чтобы избежать уплотнённого слоя | защищает насос |
Перемешивание | механическое или газовое, рассчитанное на поддержание подвижности слоя | предотвращает ежегодный визит экскаватора |
Класс давления | атмосферное до низкого давления | крыша и вентиляция определяют границу |
Расчетный срок службы | не менее 30 лет | при указанных условиях эксплуатации на ферме |
Вентиляция, контроль уровня и риск переполнения
Фермерский резервуар обычно расположен вдали от поля зрения оператора, что делает вентиляционное отверстие и уровнемер не удобствами, а элементами безопасности. При заполнении происходит вытеснение воздуха, резервуар «дышит» в соответствии с температурным циклом помещения, а паровая зона переносит аммиак и метан из осевших твёрдых частиц, поэтому требуется вентиляция или предохранительный клапан давления и вакуума, рассчитанный на пиковую скорость заполнения. Там, где надповерхностное пространство герметизировано для улавливания запахов, сталь крыши относится к особому классу коррозионной стойкости, и обычным решением является газонепроницаемая мембранная крыша с внутренней мембраной номинальным давлением около 2–3 кПа и предохранительным устройством.
Именно контроль уровня предотвращает переполнение, в котором в конечном итоге обвиняют фермерскую цистерну. Прибор контроля уровня с дистанционной индикацией, сигнализацией высокого уровня и определенным протоколом сброса — с назначенным ответственным лицом и подключением к стояку, способному выдержать нагрузку — превращает резервуар в систему удержания. Это элемент управления, но он должен быть включен в спецификацию резервуара, поскольку именно он предотвращает превращение фермерского резервуара для сточных вод в экологический инцидент.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Емкость | Объем работ |
Резервуары для сточных вод животноводческих ферм | Канада | Резервуары GFS | обслуживание животноводческих сточных вод | поставка и надзор |
Резервуары для аквакультуры, 7 единиц | Китай, Юньнань | Резервуары GFS | 11 603 м³ всего | поставка и надзор |
Резервуары для фермерских хозяйств и аквакультуры | Китай, Шаньдун | Резервуары GFS | морская вода и обслуживание аквакультуры | поставка и монтаж на месте |
Анаэробная секция для сточных вод от переработки бобов | Китай, Хэбэй | Метатенковые резервуары GFS | секция анаэробного процесса | поставка резервуаров плюс интеграция процесса |
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, 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 сточных вод птицеводства и животноводства соответствующая возможность — это полный диапазон материалов для одного объекта: нержавеющая сталь 304 и 316L для контактных и дозирующих емкостей, стеклоэмалированная сталь для крупных резервуаров хранения, а также крыша, вентиляция и граница сброса давления, поставляемые вместе с корпусом, чтобы газовое пространство, содержащее аммиак, обрабатывалось с самого начала.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Почему на ферме используют нержавеющую сталь, а не оцинкованную?
Ответ 1: Потому что аммиак и кислая среда быстро разрушают цинк, а также потому что сточные воды, которые могут вноситься на землю, не должны загрязняться цинком. Эмаль или нержавеющая сталь — это долговечное решение для условий с высоким содержанием аммиака.
Вопрос 2: 304 или 316L для птицеводческих сточных вод?
Ответ 2: 304 для обычных случаев; 316L — при высоком содержании хлоридов, жёсткой и солёной воде или сильнокислой среде. Указывайте причину в спецификации, а не выбирайте по умолчанию.
Вопрос 3: Обязательно ли нужен резервуар из нержавеющей стали?
Ответ 3: Не для всех условий. При больших объёмах резервуар из стеклоэмалированной стали обычно выгоднее благодаря инертной поверхности; нержавеющая сталь оправдана требованиями к контакту с металлом, агрессивной жидкостью или высокими стандартами очистки.
Вопрос 4: Как обрабатывается слой осевших твёрдых частиц?
A4: С нижней геометрией и выпускным отверстием, способным его промыть: уклон к точке смыва, конус там, где требуется полное опорожнение, или перемешивание, поддерживающее слой достаточно подвижным для перекачивания. Плановый отбор превосходит ежегодную выемку.
Q5: Нуждается ли паровая зона в обработке?
A5: Да. Аммиак и сероводород во влажном воздухе атакуют сталь выше линии жидкости быстрее, чем сама жидкость. Вентилируйте наджидкостное пространство, защищайте сталь крыши и рассматривайте крышу как отдельный класс коррозии.
Вопрос 6: Что предотвращает переполнение фермерского резервуара?
A6: Прибор уровня с дистанционной индикацией и сигнализацией верхнего уровня, а также именованный протокол сброса и подключение стояка, способное выдержать нагрузку. Сам резервуар не может справиться с наполнением, за которым никто не наблюдает.
Q7: Какова программа inspections?
A7: Наружное покрытие и головки болтов, прокладка на открытых соединениях, вентиляция и сброс давления, уровнемер, глубина осадка при каждом опорожнении, а также повторная проверка на искру или внутренний осмотр после открытия любой панели.
Резервуар для сточных вод птицефермы работает успешно, когда сплав соответствует химическому составу, днище можно промывать, надводное пространство обрабатывается от аммиака, а уровень контролируется тем, кто может его видеть. Соедините эти четыре условия — и резервуар растворяется в рутине фермы; упустите любое из них — и он превращается в ежегодную выгребную яму.
Пришлите нам характеристики сточных вод, объём, планировку коровника и маршрут сброса, и мы вернём вам рекомендацию по материалу с обоснованием, схему днища и выпускного отверстия, предложение по вентиляции и пакет технической документации.
Связаться с инженером
Расскажите нам, что находится в резервуаре, в каком количестве и в каких условиях коровника, и мы подберём его вместе с вами. Вы получите обоснование выбора сплава, геометрию и конструкцию для очистки, рекомендацию по контролю уровня, чертежи для проверки и честное мнение о том, оправданы ли затраты на нержавеющую сталь. Инженерный подход в первую очередь, без обязательств.
WhatsApp