Hệ thống Bể Lắng GFS của Integrated Treatment Solutions để Tách Chất Rắn Khỏi Chất Lỏng
Tạo vào 03.06
Giải pháp xử lý tích hợp Hệ thống bể lắng GFS cho tách chất rắn lỏng
Bể lắng làm rõ tách chất rắn khỏi chất lỏng bằng trọng lực, và hiệu suất của nó được quyết định bởi tốc độ tràn bề mặt, không phải bởi độ dày thành bể. Tải trọng bề mặt từ 0,5 đến 2,0 m³/m²·ngày là dải quy hoạch cho hầu hết các bể lắng làm rõ đô thị và công nghiệp, được điều chỉnh theo tốc độ lắng của chất rắn và chất lượng nước thải yêu cầu. Khi tính toán đó cho thấy diện tích chiếm đất lớn, bể lắp ghép bằng bu lông thép phủ men thủy tinh là một cách thực tế để xây dựng: lớp lót men chống lại các điều kiện kỵ khí và axit phát triển trong lớp bùn, và các tấm lắp ghép bằng bu lông có thể được giao như một bể hoàn chỉnh với cơ cấu cào, phễu và mái che. Hai quyết định thiết kế quyết định liệu bể có hoạt động hay không là cơ cấu thu gom bùn và tốc độ xả lớp bùn.
Giới thiệu
Nhà máy đã được xây dựng xung quanh bể lắng. Đường ống đã được đi dây, phòng máy thổi đã được đổ bê tông, và kỹ sư công nghệ cần thể tích bể và thời gian lưu trước khi phạm vi xây dựng dân dụng có thể kết thúc. Điều khiến việc này trở nên khó khăn là bể lắng không phải là một bể chứa với đầu vào yên tĩnh: nó là một thiết bị tách trọng lực, nơi thời gian lưu, năng lượng đầu vào và độ sâu lớp bùn phải đúng cùng nhau, và nơi thành bể phải chịu được vùng bùn bị kỵ khí, bốc mùi và ăn mòn. Bài viết này đề cập đến tính toán tách, các cơ cấu thu gom, và cách một bể lắng thép phủ men thủy tinh được chỉ định để bể và quá trình hoạt động như một hệ thống thống nhất. Những gì nhà máy thực sự mua dưới tiêu đề giải pháp xử lý tích hợp là các hệ thống bể lắng GFS để tách chất rắn lỏng được chỉ định như một dây chuyền với một ống góp đầu vào chung và một điểm xả bùn duy nhất, không phải là một bình chứa được mua theo bản vẽ.
Yếu tố thực sự tách chất rắn
Việc làm trong được điều phối bởi tốc độ tràn bề mặt, và mọi thứ khác chỉ là chi tiết. Biểu thức thiết kế rất đơn giản: tải trọng bề mặt tính bằng mét khối trên mét vuông mỗi ngày bằng lưu lượng chia cho diện tích mặt bằng. Hầu hết các bể lắng sơ cấp đô thị và nhiều nhiệm vụ cân bằng công nghiệp nằm trong dải 0,5 đến 2,0 m³/m²·ngày, với con số chính xác được quyết định bởi tốc độ lắng của các hạt và chất lượng nước thải đầu ra mà nhà máy được phép. Sau khi chọn được tải trọng bề mặt yêu cầu, diện tích mặt bằng được suy ra từ lưu lượng thiết kế, và đường kính được suy ra từ diện tích. Lưu lượng 2.000 m³/h ở 1,2 m³/m²·ngày cần khoảng 1.400 m² diện tích mặt bằng, tương đương đường kính gần 42 m, đúng là kích thước mà tại đó hệ thống tấm ghép bu lông bắt đầu trở nên hợp lý hơn so với bể đổ tại chỗ. Ở kích thước đó, các giải pháp xử lý tích hợp hệ thống bể lắng GFS cho tách chất rắn lỏng thường có chi phí lắp dựng thấp hơn bể đổ bê tông, vì các tấm được vận chuyển dạng phẳng và công việc xây dựng dân dụng giảm xuống chỉ còn một dầm vòng.
Hai điều chỉnh áp dụng cho con số đó. Đầu tiên là vùng đầu vào: một cửa vào được bố trí kém tạo ra hiện tượng đoản mạch phá hủy diện tích lắng hiệu quả, vì vậy giếng đầu vào và vách ngăn phải được định cỡ cẩn thận như bể chính. Thứ hai là lớp bùn: một bể lắng hút lớp bùn quá nhanh sẽ mất khả năng thu giữ, và một bể hút quá chậm sẽ khiến lớp bùn bị kỵ khí và nổi lên vùng lắng. Câu trả lời thực tế là một máy cào tốc độ biến thiên có tốc độ di chuyển được khớp với độ sâu lớp bùn đo tại đáy hình nón. Được quy định như một phần của công trình, các giải pháp xử lý tích hợp hệ thống bể lắng GFS để tách lỏng-rắn chỉ đáng mua khi tốc độ máy cào, độ sâu lớp bùn và tốc độ hút được thiết lập cùng nhau.
Kết cấu bể cho nhiệm vụ lắng
Thân bồn chứa phải chịu đựng được vùng bùn, đây là phần khắc nghiệt nhất của bất kỳ nhà máy xử lý nào. Bên dưới vùng lắng đọng là một lớp chất rắn hữu cơ chuyển sang kỵ khí, làm giảm pH cục bộ và tạo ra sulphide. Thép carbon sơn bên trong ở vùng đó sẽ hỏng tại đường mực chất lỏng trong vòng vài năm. Các tấm thép nung chảy thủy tinh giải quyết vấn đề theo cách khác: men được nung chảy với thép ở 820–930 °C thành lớp dày 0,25–0,45 mm, trơ trong dải pH 1–14 và có bề mặt dưới Ra 0,8 µm. Các dạng hư hỏng quan trọng sau đó trở thành bong tróc lớp và lỗ kim, đây là các hạng mục kiểm soát sản xuất chứ không phải hạng mục sửa chữa tại hiện trường, và được phát hiện bằng thử nghiệm tia lửa điện 1500 V DC sau khi lắp ráp.
Hình học tuân theo cơ chế. Bể lắng tròn với giếng cấp liệu trung tâm và cần gạt bùn hướng tâm hoặc cầu là bố trí tiêu chuẩn cho một đơn vị bể đơn. Bể lắng vuông hoặc chữ nhật ghép bu lông là khả thi nhưng lãng phí diện tích mặt bằng và làm phức tạp cần gạt bùn. Đáy hình phễu cho một vùng bùn gọn với lượng thu bùn rắn cao, phù hợp với vỏ GFS vì phễu có thể được chế tạo từ cùng các tấm panel với biên dạng thay đổi, và đánh đổi bằng việc đào sâu hơn. Đáy phẳng với cần gạt bùn và cửa xả bên nông hơn nhưng chứa thể tích lớp bùn lớn hơn, đóng vai trò như một bộ đệm với chi phí là hiệu suất thu giữ.
Máy cào, bộ truyền động và phạm vi cơ khí
Gói cơ khí quyết định xem bể là bể lắng hay bể chứa bùn. Một cầu gạt truyền động trung tâm di chuyển chậm, thường ở tốc độ đẩy bùn đã lắng về phía phễu trung tâm mà không làm bùn tái lơ lửng; một máy gạt truyền động ngoại vi di chuyển quanh thành bể và phù hợp với đường kính lớn, nơi cầu trung tâm sẽ cần kết cấu quá lớn. Việc lựa chọn bộ truyền động, bảo vệ ổ trục chống lại hydrogen sulphide, và thiết kế cánh gạt tránh cày xới lớp bùn là ba hạng mục cần được chỉ định cẩn thận. Trên bể GFS lắp bu-lông, cầu có thể là kết cấu thép chế tạo sẵn được giao thành từng đoạn và lắp bu-lông tại công trường, điều này tránh được hàn tại hiện trường và xử lý nhiệt mà bể lắng đổ tại chỗ hoặc hàn sẽ cần.
Thông hơi là chủ đề cơ khí thứ hai. Khoảng không phía trên của bể lắng sẽ mang theo hydrogen sulphide và methane từ lớp bùn, vì vậy mái và lỗ thông hơi phải được xử lý như một hạng mục ăn mòn và an toàn chứ không phải là vấn đề phụ. Lớp men xử lý phía chất lỏng; thép mái, ống thông hơi và bộ dẫn động cào bùn cần được phủ lớp hoặc lựa chọn vật liệu cho khoảng không khí. Khi khoảng không phía trên được bao kín, mái có tùy chọn màng kín khí cùng van giảm áp và chân không là giải pháp thông thường, và lỗ thông hơi phải được tính toán kích thước theo lượng khí sinh ra từ lớp bùn ở tải trọng đỉnh.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Khoảng điển hình | Ghi chú |
Tốc độ tràn bề mặt | 0,5–2,0 m³/m²·ngày | dải quy hoạch cho hầu hết các bể lắng |
Lưu lượng thiết kế, ví dụ | 2.000 m³/h | xác định diện tích mặt bằng và do đó đường kính |
Diện tích kế hoạch, trường hợp ví dụ | khoảng 1.400 m² | lưu lượng chia cho tải trọng bề mặt |
Thời gian lưu | thường vài giờ | kiểm tra so với lượng thu gom yêu cầu |
Độ sâu lớp bùn | được kiểm soát bởi tốc độ xả | xả nhanh hơn để tăng lượng thu gom, chậm hơn để đệm |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | thủy tinh nung chảy vào thép trong một chu kỳ |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Kiểm tra tia lửa 1500 V DC sau khi lắp ráp |
Khả năng chịu pH của men | 1–14 | trơ trong vùng lớp phủ kỵ khí |
Độ nhám bề mặt bên trong | Ra < 0,8 µm | giảm lắng đọng trên thành |
Chiều rộng tấm | khoảng 1,2 m | hệ thống tấm mô-đun liên kết bu lông |
Cấp độ bu lông | bu lông cấp 8.8 | kết nối chống ăn mòn |
Tuổi thọ thiết kế | ít nhất 30 năm | trong điều kiện dịch vụ hóa chất quy định |
Tích hợp bể lắng vào giải pháp xử lý tổng hợp
Một giải pháp xử lý tích hợp chỉ đáng tin cậy nếu bể lắng được thiết kế kích thước cùng với các công trình lân cận phía trước và phía sau nó, chứ không phải được thiết kế độc lập rồi mới kết nối. Bể điều hòa phía trước bể lắng giúp đệm dòng chảy để bể lắng không phải tiếp nhận một lưu lượng đột biến mà nó không thể lắng được. Giai đoạn sinh học phía trước bể lắng xác định tải trọng chất rắn. Bể nén bùn hoặc đơn vị nén bùn phía sau bể lắng quyết định nồng độ bùn xả, và bể phân hủy hoặc bể phản ứng kỵ khí phía sau tiếp nhận lượng bùn đã xả. Tại một cơ sở công nghiệp nơi bùn được đưa đến phân hủy kỵ khí, nồng độ đầu ra của bể lắng quyết định thời gian lưu của bể phân hủy, từ đó quyết định thể tích của bể phân hủy.
Đối với tuyến kỵ khí, dải vận hành là ưa ấm ở 35–38 °C với thời gian lưu thủy lực 20–30 ngày đối với bùn đô thị thông thường, và năng suất sinh khí là 0,5–0,6 m³ trên mỗi kg chất rắn bay hơi được nạp vào. Chuỗi đó là lý do chúng tôi yêu cầu toàn bộ dây chuyền xử lý, không chỉ bể: bể lắng gửi 4 phần trăm chất rắn đến bể phân hủy là một thiết bị khác với bể gửi 2 phần trăm. Khi một dự án nằm trong một hạng dịch vụ không có sản phẩm bàn giao tương đương trực tiếp nào trong hồ sơ, chúng tôi mô tả những gì được bàn giao trong các nhiệm vụ lân cận đối với nước thải đô thị và công nghiệp, với dải công suất được xác minh bởi đặc điểm kỹ thuật của dự án, thay vì ngụ ý một địa điểm cụ thể trong quá khứ.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Công suất | Phạm vi |
Bể nước đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp và giám sát |
Bể chứa nước chữa cháy, hai đơn vị | Trung Quốc, Tứ Xuyên | Bể GFS | 8.930 m³ | φ19,87 × 14,4 m mỗi bể, cung cấp |
Bể nước thải đô thị, 10 đơn vị | Trung Quốc, Tứ Xuyên | Bể GFS | tổng cộng 17.420 m³ | cung cấp và lắp ráp tại công trường |
Bể nước thải công nghiệp, 27 đơn vị | Trung Quốc, Tân Cương | Bể GFS | Tổng 30.469 m³ | cung cấp và 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 chứa thép tráng men nung (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 cho 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 chứa đơn lẻ được cung cấp lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất được vận hành 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 được tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với quá trình làm trong và tách lỏng-rắn, phạm vi này vượt ra ngoài vỏ bể đến cầu thu bùn, phễu, mái và lỗ thông hơi được thiết kế cho khí lớp phủ, và giao diện vào một dây chuyền phân hủy kỵ khí nơi nồng độ được rút ra quyết định thể tích lò phản ứng.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Làm thế nào để bạn định cỡ một bể lắng thay vì một bể chứa?
A1: Từ tốc độ tràn bề mặt, không chỉ từ thời gian lưu. Chia lưu lượng thiết kế cho tải trọng bề mặt yêu cầu để có diện tích mặt bằng, lấy đường kính từ diện tích đó, sau đó cộng thêm giếng đầu vào, kết cấu cào bùn và khoảng trống an toàn vào chiều cao vỏ.
Câu hỏi 2: Bể chứa bằng thép tráng men liên kết bu lông có thể được xây dựng với đáy hình nón không?
Trả lời 2: Có. Phễu được chế tạo từ cùng hệ thống tấm với biên dạng thay đổi, và mẫu mối nối bu lông giúp phần hình nón trở thành một cụm lắp ráp được kiểm soát tại nhà máy thay vì hàn tại hiện trường. Việc đào sâu hơn là sự đánh đổi.
Câu hỏi 3: Điều gì khiến bể lắng mất khả năng thu giữ sau khi đưa vào vận hành?
Trả lời 3: Thường là do bùn tích tụ quá sâu tràn vào vùng lắng, hoặc tốc độ cào làm xáo trộn lớp bùn. Cả hai đều là cài đặt vận hành; giải pháp thiết kế là cào tốc độ biến thiên kết hợp đo độ sâu lớp bùn tại phần hình nón.
Câu hỏi 4: Lớp lót men có giúp ích trong bể lắng không?
A4: Có. Lớp bùn lắng trở nên kỵ khí và có tính axit, còn men tráng là trơ trong dải pH 1–14. Điều này loại bỏ ăn mòn lớp lót như một dạng hư hỏng và để lại phạm vi cơ khí, lớp phủ bên ngoài và các mối nối bu lông như các hạng mục kiểm tra.
Q5: Mái bể lắng có cần được bịt kín không?
A5: Chỉ ở nơi việc sinh khí đòi hỏi, và khi đó cần có van giảm áp và chân không cùng lỗ thông hơi có kích thước phù hợp với tải trọng đỉnh. Lỗ thông hơi mở trong không gian đỉnh ăn mòn vẫn cần thép phủ hoặc thép hợp kim trong vùng khí.
Q6: Bể lắng tương tác với bể phân hủy kỵ khí như thế nào?
A6: Bể lắng quyết định nồng độ bùn đặc, từ đó quyết định tốc độ nạp của bể phân hủy và do đó là thể tích cần thiết ở thời gian lưu trữ ưa ấm 20–30 ngày. Thay đổi việc xả bùn của bể lắng sẽ thay đổi kích thước bể phân hủy.
Câu hỏi 7: Bể lắng có thể được mở rộng sau này không?
Trả lời 7: Đối với bể vỏ bắt bu lông thì có, bằng cách thêm một đơn nguyên thứ hai song song hoặc nâng cao vỏ bể bằng các tấm panel bổ sung. Song song là giải pháp thường được chọn vì hiệu suất bể lắng phụ thuộc vào diện tích mặt bằng, và tăng gấp đôi diện tích nghĩa là cần bể thứ hai thay vì bể cao hơn.
Kết luận
Hệ thống bể lắng hoạt động hiệu quả khi tải trọng bề mặt, bố trí đầu vào và tốc độ xả bùn được thiết kế đồng bộ, và khi vỏ bể có thể duy trì lớp bùn kỵ khí trong nhiều thập kỷ mà không trở thành hạng mục bảo trì. Vỏ bể thép ghép bu lông tráng men thủy tinh đáp ứng trực tiếp nửa sau của yêu cầu đó, và định dạng tấm ghép bu lông giúp bể lắng đường kính lớn có thể được giao đến các địa điểm mà bể đúc tại chỗ sẽ không khả thi.
Hãy gửi cho chúng tôi lưu lượng thiết kế, chất rắn đầu vào và đầu ra, diện tích đất khả dụng và tuyến bùn hạ nguồn, chúng tôi sẽ trả lại tính toán tải trọng bề mặt, đường kính và chiều cao vỏ bể, cùng phạm vi cơ khí để xem xét.
Trao đổi với Kỹ sư
Hãy cung cấp cho chúng tôi lưu lượng, tải trọng chất rắn, sơ đồ và những gì xảy ra với bùn. Bạn sẽ nhận được tính toán lắng, hình học bể, đề xuất máy cào và phễu, cùng gói tài liệu kỹ thuật. Đây là kỹ thuật bạn có thể đưa cho chuyên gia tư vấn quy trình của riêng bạn, không phải một tờ bán hàng.
WhatsApp