Các thông số thiết kế chính của bể phân hủy cho bình phân hủy kỵ khí
Tạo vào 09.02
Các thông số thiết kế bể phân hủy chính cho bình phân hủy kỵ khí
Thiết kế bể phân hủy bắt đầu từ thể tích khả dụng, không phải từ đường kính bể. Thể tích khả dụng bằng thể tích nạp hàng ngày nhân với thời gian lưu thủy lực yêu cầu, được hiệu chỉnh cho thể tích chết dưới phễu đáy và bệ váng và cát ở đỉnh. Đối với phân hủy ưa ấm ở 35 đến 38 °C, thời gian lưu thường là 20 đến 30 ngày, với sản lượng khí sinh học gần 0,5 đến 0,6 m³ trên mỗi kilôgam chất rắn bay hơi bị loại bỏ đối với bùn đô thị. Bể sau đó phải giữ ranh giới kín khí ở chỉ ±3 đến 5 kPa, vì bể phân hủy kỵ khí là bể chứa áp suất khí quyển với nắp khí áp suất thấp, không phải lò phản ứng áp suất.
Hầu hết các dự án phân hủy kỵ khí đều bắt đầu bằng một bản vẽ bể và làm ngược lại vào quy trình, đó là cách bạn có được một bình chứa đúng thể tích nhưng không thể duy trì thời gian lưu mà sinh học cần. Khoảng cách giữa thể tích hình học và thể tích làm việc là nơi hiệu suất âm thầm biến mất: một hình nón đáy chứa bùn bạn không thể bơm ra, một không gian đỉnh bị chiếm bởi váng, một ống nạp làm đoản mạch dòng vào thẳng đến đầu ra. Khi các kỹ sư xem xét các thông số chính của thiết kế bể phân hủy cho các bình phân hủy kỵ khí, câu hỏi đầu tiên không bao giờ là đường kính. Đó là phần nào của thể tích mà vi sinh vật thực sự nhìn thấy. Bài viết này đi qua danh sách thông số theo thứ tự quan trọng.
Thể tích làm việc và thời gian lưu thủy lực
Thời gian lưu là thể tích chia cho lưu lượng, và chỉ thể tích hữu ích mới được tính. Phương trình thiết kế rất đơn giản: thời gian lưu thủy lực bằng thể tích chất lỏng hiệu dụng chia cho thể tích nạp hàng ngày. Thể tích hiệu dụng là thể tích bể trừ đi bùn lắng thường trực ở đáy phễu, trừ đi lớp váng nổi trên bề mặt, trừ đi bất kỳ vùng chết nào phía sau vách ngăn hoặc tấm chắn dòng vào. Đối với phân hủy ưa ấm vừa, khoảng thực tế là 20 đến 30 ngày; với hàm lượng chất rắn cao hơn, cùng một hệ sinh học có thể được đẩy lên khoảng 15 đến 20 ngày, nhưng gánh nặng kiểm soát váng nổi tăng lên. Nếu thiết kế của bạn yêu cầu 25 ngày ở 2.000 m³ mỗi ngày, thể tích hiệu dụng phải gần 50.000 m³ hơn là thể tích bể danh nghĩa, điều này ngay lập tức thay đổi đường kính và chiều cao.
Từ đây có hai kiểm tra thực tế. Thứ nhất, đầu vào và đầu ra không được cùng cao độ nếu không dòng chảy sẽ bị phân luồng; một bố trí phổ biến là giếng cấp liệu ở một bên và giếng lắng trong có vách ở phía đối diện. Thứ hai, khuấy trộn là một phần của tính toán thể tích, không phải phụ kiện. Không có khuấy trộn, bể phân hủy sẽ hình thành lớp váng nổi và bã cát, cả hai đều làm giảm thể tích hiệu dụng xuống dưới con số trên nhãn.
Nhiệt độ, tải trọng và sản lượng khí
Lớp nhiệt độ quyết định cả thời gian lưu và tốc độ sinh khí. Vận hành ưa ấm ở 35 đến 38 °C là mặc định cho bùn đô thị và hầu hết bùn công nghiệp vì nó chịu được các cú sốc tải trọng. Vận hành ưa nhiệt ở 50 đến 55 °C cho động học nhanh hơn và tiêu diệt mầm bệnh tốt hơn nhưng đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ hơn và quản lý amoniac cẩn thận hơn. Trong cả hai trường hợp, lượng khí sinh ra tỷ lệ với tải trọng hữu cơ, với bùn đô thị điển hình cho khoảng 0,5 đến 0,6 m³ khí sinh học trên mỗi kilôgam chất rắn bay hơi bị phân hủy, và nước thải công nghiệp nồng độ thấp cho con số nhỏ hơn nhiều trên mỗi mét khối nguyên liệu nạp. Ước tính tốc độ sinh khí thực tế từ tải trọng COD hoặc VS của dòng thải của chính bạn quan trọng hơn việc trích dẫn một con số chuẩn, vì nắp, van xả áp và hệ thống đường ống dẫn khí đều được tính kích thước từ đỉnh, không phải từ giá trị trung bình.
Hydrogen sulfide trong khí sản xuất phụ thuộc vào hàm lượng sulfate và protein của nguyên liệu đầu vào. Lớp lót men của bể thép tráng men chịu được sulfide tốt trong toàn bộ dải pH, nhưng lò hơi, động cơ và hệ thống kiểm soát mùi ở hạ nguồn vẫn cần khử lưu huỳnh, thường là định lượng ferric chloride hoặc hộp khử lưu huỳnh khô.
Hình dạng bể: vỏ men ghép bu lông và mái áp suất thấp
Một bể phân hủy kỵ khí là một bình chứa vận hành ở áp suất khí kilopascal. Chính sự thật đơn lẻ đó quyết định cấu trúc. Một bể thép hàn hoặc bê tông với mái vòm cứng truyền toàn bộ áp suất bên trong vào vỏ và neo, trong khi một bình thép liên kết thủy tinh nung chảy bằng bu lông với mái hai màng linh hoạt giữ khí ở khoảng ±3 đến 5 kPa và để vỏ linh hoạt thay vì chịu ứng suất. Các tấm GFS được nung ở 820 đến 930 °C với lớp men dày 0,25 đến 0,45 mm được đánh giá trên 3.450 N/cm², và chúng được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC trước khi vận chuyển. Lớp men bao phủ dải pH từ 1 đến 14, bảo vệ bình chống lại các sự cố pH xảy ra sau sốc độc hoặc lô thức ăn công nghiệp. Các tấm rộng khoảng 1,2 m được liên kết bằng bu lông cấp 8.8 và gioăng EPDM, và vành mái là mối nối cần được thiết kế chi tiết đúng cách vì nó mang đầu ra khí, van xả, bộ chặn lửa và các thiết bị đo.
Tuyên bố ranh giới áp suất thuộc về hồ sơ mời thầu: bể phân hủy là bể chứa áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp, và bình chứa không được thiết kế như một ranh giới áp suất. Nếu quy trình của bạn cần áp suất thực sự cho việc trộn khí hoặc cho tốc độ cao hơn, đó là một loại bình chứa khác và nên được mua riêng với các mã đã được thống nhất trong hợp đồng.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ vận hành | ưa ấm 35–38 °C | Thay thế bằng ưa nhiệt 50–55 °C |
Thời gian lưu thủy lực | 20–30 ngày ưa nhiệt trung bình | 15–20 ngày ở hàm lượng chất rắn cao hơn |
Sản lượng khí điển hình | 0,5–0,6 m³ biogas/kg VS loại bỏ | Tham chiếu bùn đô thị |
Áp suất khí vận hành | ±3–5 kPa | Nắp khí áp suất thấp, bể khí quyển |
Áp suất cài đặt màng trong | ~2–3 kPa | Cấu hình mái hai lớp màng |
Nhiệt độ nung men | 820–930 °C | Thủy tinh nung chảy vào tấm thép |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Định mức trên 3.450 N/cm² |
Kiểm tra tia lửa | 1500 V DC | Mỗi tấm trước khi vận chuyển |
Chiều rộng tấm panel và bu lông | Tấm panel ~1,2 m, bu lông cấp 8.8 | Mối nối mặt bích gioăng EPDM |
Tuổi thọ thiết kế | 30 năm hoặc hơn | Dịch vụ phân hủy kỵ khí |
Kiểm tra thiết kế trên giấy trước khi cắt thép
Một buổi đánh giá thiết kế đủ năng lực bao gồm tám điểm. Xác nhận thể tích hiệu dụng so với thời gian lưu, không phải thể tích trên bảng tên. Xác nhận hình học đáy có thể thoát nước mà không để lại lớp chết chiếm thể tích vĩnh viễn. Kiểm tra hệ thống kiểm soát bọt váng, với hệ thống trộn hoặc máy vớt bọt váng cơ khí có kích thước phù hợp với lượng bọt dự kiến. Xác minh đường ống dẫn khí và điểm đặt van xả so với sản lượng đỉnh trừ nhu cầu khí tối thiểu. Kiểm tra thông gió và khoảng không của nắp, vì khoảng trống đầu kín trong khí hậu nóng có thể làm chín màng. Xác nhận mật độ công suất trộn và độ phủ của các góc chết. Xem xét khả năng đệm pH và độ kiềm cho nguyên liệu đầu vào của bạn. Và kiểm tra khả năng tiếp cận của các cửa thăm để kiểm tra và bu lông neo cho sự lún của móng.
Hạng mục cuối cùng là nơi bể bắt bu lông thường vượt trội so với bể hàn tương đương. Một phần kỵ khí của nhà máy xử lý nước thải chế biến thực phẩm được cung cấp trên cơ sở này đã được giao dưới dạng một tổ hợp kỵ khí EPC hoàn chỉnh, với các bể, hệ thống xử lý khí và giao diện với các giai đoạn xử lý tiếp theo được thiết kế như một gói duy nhất.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Địa điểm | Sản phẩm | Công suất | Phạm vi |
Tổ hợp xử lý kỵ khí, nước thải chế biến đậu nành | Hà Bắc, Trung Quốc | Bể phân hủy kỵ khí GFS | theo dự án cụ thể | Cung cấp + giám sát phần kỵ khí theo EPC |
Lưu trữ nước thải nhà máy bia | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS | 14.655 m³ | cung cấp, lưu trữ nước thải |
Chương trình bể nước thải công nghiệp, 27 đơn vị | Tân Cương, Trung Quốc | Bể GFS | 30.469 m³ | cung cấp + giám sát |
Năng lực Kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn thép tráng men nung chảy (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa của mình đến hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung để nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất diễn ra theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với bình phân hủy kỵ khí, điều này bao gồm tính toán thể tích làm việc, phạm vi nhiệt độ trung nhiệt và thời gian lưu, tích hợp nắp kín khí áp suất thấp và giao diện với bộ tách ba pha và hệ thống khí sinh học.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Làm thế nào để chuyển đổi thời gian lưu cần thiết thành kích thước bể?
Trả lời 1: Nhân thể tích nạp hàng ngày với thời gian lưu, sau đó trừ đi thể tích chết của phễu đáy, lớp váng và bất kỳ vùng chết có vách ngăn nào. Kết quả là thể tích hiệu dụng, và bể hình học là con số đó cộng với thể tích chết.
Câu hỏi 2: Bể thép nung men liên kết bằng bu lông có được chấp nhận làm bể phân hủy không?
A2: Đúng, ở áp suất khí thấp mà một bể phân hủy vận hành. Bình chứa là kho chứa áp suất khí quyển với nắp linh hoạt giữ khí ở ±3 đến 5 kPa, và lớp lót men xử lý sulfide và sự dao động pH của dòng chảy.
Q3: Tôi nên sử dụng thời gian lưu bao lâu cho phân hủy mesophilic?
A3: Hai mươi đến ba mươi ngày là khoảng thời gian mesophilic tiêu chuẩn ở 35 đến 38 °C. Với hàm lượng chất rắn cao hơn, bạn có thể rút ngắn xuống còn 15 đến 20 ngày, nhưng bạn sẽ cần kiểm soát váng và trộn mạnh hơn.
Q4: Làm thế nào để tôi ước tính thể tích biogas để định cỡ đường ống khí?
A4: Lấy tải lượng chất rắn bay hơi hoặc COD từ nguyên liệu của bạn, áp dụng hệ số sinh khí khoảng 0,5 đến 0,6 m³ mỗi kilôgam chất rắn bay hơi được loại bỏ đối với bùn đô thị, sau đó định cỡ đường ống, van xả và nắp theo thể tích đỉnh hàng ngày, không phải trung bình.
Q5: Tôi có cần lớp phủ bên trong cho bể phân hủy không?
A5: Lớp men nung chảy là rào cản chống ăn mòn, và các tấm panel bắt bu lông đã được tráng men tại nhà máy và kiểm tra tia lửa. Câu hỏi về lớp phủ thực chất liên quan đến không gian khí và các vòi phun, vì vậy các vị trí xuyên qua đó được thiết kế chi tiết với mép tráng men được nung chảy lại.
Q6: Điều gì xảy ra nếu khí không được tiêu thụ?
A6: Áp suất tăng vào dải xả trước, do đó nắp sẽ nâng lên và van xả mở ra; bộ phá chân không xử lý trường hợp ngược lại. Cả hai đều thuộc ống góp khí cùng với bộ chặn lửa.
Q7: Bể phân hủy có thể được mở rộng sau này không?
A7: Có, một bình chứa bắt bu lông có thể thêm một vòng bổ sung hoặc một đơn vị lân cận thứ hai, phù hợp với các nhà máy có kế hoạch tăng công suất khi tải lượng nước thải tăng lên.
Thiết kế bể phân hủy cho các bình phân hủy kỵ khí là một tính toán quá trình trước khi là một vấn đề cơ khí. Xác định thể tích làm việc hiệu dụng từ thời gian lưu, xác định cấp nhiệt độ, tính toán tốc độ sinh khí từ tải nạp của chính bạn thay vì từ một giá trị chuẩn, và chỉ sau đó mới định kích thước đường kính và chiều cao. Hệ quả về kết cấu rất hữu ích: ở ±3 đến 5 kPa, bình vẫn là một bể áp suất khí quyển với nắp kín khí linh hoạt, vì vậy vỏ thép tráng men nung liên kết bằng bu lông với men nung ở 820 đến 930 °C và các tấm đã qua thử nghiệm tia lửa 1500 V chịu ứng suất ít hơn nhiều so với một vòm áp suất cứng. Gửi thể tích nạp, tải nạp và thời gian lưu mục tiêu đến bộ phận kỹ thuật và kích thước bình, cấu hình nắp và giao diện hệ thống khí sẽ được trả lại cùng với bộ tài liệu.
Nói chuyện với kỹ sư
Gửi dữ liệu phân hủy của bạn: loại nguyên liệu và thể tích hàng ngày, tải lượng COD hoặc chất rắn bay hơi, hàm lượng chất rắn, thời gian lưu mục tiêu, nhiệt độ vận hành ưa ấm hoặc ưa nhiệt, thể tích biogas dự kiến mỗi ngày và mục đích sử dụng cuối cùng, cùng với điều kiện đất, gió và tuyết tại địa điểm. Các kỹ sư của chúng tôi sẽ gửi lại tính toán thể tích làm việc hiệu quả, đường kính và chiều cao bể, cấu hình mái hai lớp màng với cài đặt van xả áp và bộ chặn lửa, bố trí hệ thống khuấy trộn, và trọn bộ hồ sơ mời thầu. Xem xét trước, không áp lực báo giá.
WhatsApp