Bồn chứa nước rỉ rác bãi chôn lấp cho dịch vụ nước rỉ rác ăn mòn mạnh
Tạo vào 09.03
Bể chứa nước rỉ rác bãi chôn lấp cho môi trường nước rỉ rác ăn mòn mạnh
Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp là một trong những loại chất lỏng có tính ăn mòn mạnh nhất mà một bồn chứa sẽ từng chứa: độ pH có thể dao động từ rất axit đến kiềm, hàm lượng clorua và amoniac cao, và chất lỏng mang tải trọng sinh học và sunfua nặng. Bồn thép phủ men thủy tinh xử lý được điều này vì lớp men được nung chảy vào thép ở 820–930 °C, dày 0,25–0,45 mm, trơ trong khoảng pH 1–14, và được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC sau khi lắp ráp. Các rủi ro ăn mòn còn lại nằm ngoài lớp lót: gioăng, mối nối bu lông, không gian khí trên mái và lớp phủ bên ngoài dưới đường móng. Thiết kế lớp lót, gioăng và lỗ thông hơi như một hệ thống thống nhất và bồn chứa sẽ đạt tuổi thọ thiết kế 30 năm mà không cần thay thế lớp lót.
Lưu trữ nước rỉ rác hiếm khi là công việc hào nhoáng, và hầu như luôn diễn ra vào giai đoạn cuối của dự án: ô chôn lấp đang đầy dần, hệ thống thu gom đang hoạt động, và cần một bồn chứa để giữ lượng dư thừa trước khi có thể xử lý hoặc bay hơi. Chất lỏng đến với thành phần hóa học mà kỹ sư thiết kế chưa đo trong tháng đó, hoặc đôi khi chưa từng đo, và nó đến với một phần chất rắn lắng đọng. Bài viết này đề cập đến bức tranh ăn mòn thực tế trong môi trường nước rỉ rác, các phương án xây dựng bồn chứa có thể chịu đựng được điều đó, các lựa chọn hình học quyết định thời gian bồn có thể chứa đầy tải trong suốt mùa mưa, và danh sách kiểm tra giúp duy trì khả năng phục vụ của bồn.
Những gì chất lỏng thực sự tấn công
Nước rỉ rác ăn mòn thông qua phản ứng hóa học và thông qua các chất rắn, và hai con đường hư hỏng này là khác nhau. Về mặt hóa học, nước rỉ rác non từ một ô chôn lấp mới có tính axit và giàu axit béo dễ bay hơi cùng hydrogen sulphide; nước rỉ rác trưởng thành chuyển sang tính kiềm với hàm lượng amoniac và clorua cao. Cả hai đầu của phổ đó đều nằm trong khả năng chịu đựng của thép phủ men thủy tinh, vì men trơ trên toàn dải pH 1–14, nhưng không gian khí phía trên khối nước rỉ rác được lưu chứa chính là nơi phần lớn hư hỏng xảy ra nếu không được quản lý: hydrogen sulphide trong không gian đỉnh ẩm ướt tấn công thép trần và thậm chí tấn công cả một hệ thống phủ được chọn cho nhiệm vụ ngâm chìm thay vì cho nhiệm vụ tiếp xúc với hơi.
Về mặt cơ học, phần chất rắn lắng xuống và giữ nước lại áp vào các tấm vỏ phía dưới, và đường chất lỏng chứng kiến nồng độ chất rắn hòa tan cao nhất cùng sự tấn công cục bộ mạnh nhất. Đó cũng là dải mà tại đó một khuyết điểm lớp phủ trở nên hoạt động thay vì chỉ mang tính thẩm mỹ. Thép nung chảy thủy tinh loại bỏ lớp phủ khỏi phương trình đó: men được nung chảy gắn vào thép, nên các dạng hư hỏng trở thành sự bong tróc men khỏi nền và các khuyết điểm lỗ kim, cả hai đều được phát hiện tại nhà máy bằng thử nghiệm tia lửa điện một chiều 1500 V thay vì bị phát hiện vào năm thứ năm. Khi một dự án cần một lựa chọn thép có lớp phủ thay thế, epoxy liên kết nung chảy được phủ thành màng 180–280 µm theo AWWA C550 với khả năng chống phun sương muối trên 4000 giờ là lộ trình tương đương, và đó là màng nung chảy dạng bột chứ không phải màng sơn.
Kết cấu bể cho nước rỉ rác
Bể chứa nước rỉ là một bình chịu áp suất thấp, và thông số kỹ thuật phải nêu rõ điều đó trước khi bất kỳ ai gọi nó là bình áp lực. Vỏ bể hoạt động ở áp suất khí quyển với một lỗ thông hơi; ranh giới áp suất là hệ thống mái và cài đặt van xả, thường chỉ vài kilopascal. Phân loại đúng ngay từ giai đoạn đấu thầu sẽ tránh được một lộ trình tiêu chuẩn làm tăng chi phí mà không tăng thêm độ an toàn. Nếu một dự án thực sự yêu cầu bình áp lực, bình đó được thiết kế theo thông số kỹ thuật và các tiêu chuẩn đã thỏa thuận trong hợp đồng, và đó là một gói mua sắm riêng biệt với các vỏ bể chứa nước rỉ.
Loại hình kết cấu tuân theo logic công trường nhiều như yếu tố hóa học. Vỏ thép không gỉ hoặc thép carbon hàn là một giải pháp nguyên khối thay thế và cần được kiểm tra không phá hủy các mối hàn tại hiện trường; vỏ thép liên kết thủy tinh nung chảy bằng bu lông được cung cấp dưới dạng các tấm phẳng rộng khoảng 1,2 m, lắp ráp bằng các mối nối có gioăng và bu lông cấp 8.8, và không cần phủ bên trong tại hiện trường. Đường kính lớn đóng vai trò quan trọng ở đây vì thể tích lưu trữ nước rỉ thường cần nhanh chóng và với số lượng lớn: các bồn bu lông đơn lẻ được cung cấp lên đến 60.000 m³, và vỏ đường kính lớn mang lại thể tích mà không cần kết cấu cao hơn, vốn sẽ làm phức tạp dầm vòng và trường hợp tải gió. Một bồn có thể được nâng cao sau này bằng các tấm bổ sung là một giải pháp phòng ngừa hữu ích khi tốc độ lấp đầy không chắc chắn.
Hình học, kiểm soát mực nước và bộ đệm thời kỳ ẩm ướt
Câu hỏi về thể tích thực chất là câu hỏi về giai đoạn ẩm ướt tồi tệ nhất mà khu vực có thể phải đối mặt. Lượng nước rỉ sinh ra đạt đỉnh sau những trận mưa lớn và trong những năm đầu của một ô chôn lấp, và dung tích lưu trữ phải bao phủ khoảng cách giữa lượng phát sinh và công suất xả, bao gồm cả bất kỳ giai đoạn đóng cửa nào của công trình xử lý. Mô hình hóa lượng phát sinh so với lượng xả trong tháng tồi tệ nhất và thể tích yêu cầu sẽ hiện ra; sau đó đường kính và chiều cao tuân theo cùng mối quan hệ 0,785 nhân D² nhân H được sử dụng cho bất kỳ bể tròn nào, với chiều cao an toàn được cộng thêm cho bọt, cặn lắng và trường hợp giãn nở. Kiểm soát mức vận hành cũng quan trọng không kém: một sự cố tràn hoặc một lần ngắt do mức cao với cảnh báo đến phòng điều khiển tại chỗ chính là điều biến một bể lưu trữ thành một tài sản ngăn chặn thay vì một gánh nặng.
Bên dưới bồn chứa, nền móng là phần thường được quy định thiếu chi tiết. Một bồn chứa bulông cần một dầm vòng hoặc một tấm đệm với độ lún chênh lệch được kiểm soát và một mẫu neo khớp với các lỗ trên tấm panel. Một bồn chứa nước rỉ trên lớp phủ bãi chôn lấp hoặc trên một ô đã được chuẩn bị có thêm yêu cầu rằng bản thân tấm đệm không được phá vỡ hệ thống lót, điều này có nghĩa là bồn chứa thường được đặt trên một tấm đệm đã được chuẩn bị riêng trong khu vực thay vì trực tiếp trên lớp phủ. Bảo vệ chống ăn mòn bên ngoài cho thân bồn chứa phần dưới mặt đất, và cho tấm đáy ở nơi không có lớp lót bên trong theo thiết kế hàn, thuộc cùng phạm vi công việc.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | một chu kỳ nung chảy nhiệt với thép |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Kiểm tra tia lửa 1500 V DC sau khi lắp ráp |
Độ bền nén của lớp men | trên 3.450 N/cm² | được đánh giá cho lớp men |
Khả năng chống pH của men | 1–14 | bao phủ nước rỉ rác axit non và kiềm trưởng thành |
Độ nhám bề mặt bên trong | Ra < 0,8 µm | lắng đọng thấp trên thành bể |
Tuổi thọ thiết kế | ít nhất 30 năm | theo dịch vụ hóa chất quy định |
Chiều rộng tấm | khoảng 1,2 m | tấm mô-đun bắt bu lông, vận chuyển dạng phẳng |
Cấp bu lông | bu lông cấp 8.8 | mối nối bu lông chống ăn mòn |
Gioăng | EPDM phổ biến, xác minh theo pH và nhiệt độ | tuổi thọ sử dụng, siết lại theo lịch trình |
Cấp áp suất | từ khí quyển đến áp suất thấp | mái và lỗ thông hơi xác định ranh giới |
Giải pháp thay thế FBE | 180–280 µm, trên 4000 giờ phun sương muối | AWWA C550, phương pháp phủ thay vì tráng men |
Kiểm tra và các hạng mục sẽ thực sự hỏng hóc
Chương trình kiểm tra bồn chứa nước rỉ rác ngắn gọn và cụ thể. Bên ngoài: lớp phủ trên và dưới đường móng, các đầu bu lông và gioăng mối nối lộ ra tại mỗi đường nối đứng, và bất kỳ vết nứt lún nào tại dầm vòng. Bên trong, ở lần xâm nhập đầu tiên: lớp men tráng cho lỗ kim hoặc bong tróc, với kiểm tra lại bằng tia lửa sau bất kỳ tấm nào đã được mở; tấm đáy nơi cặn đã giữ nước; tấm chắn hướng dòng vào và vòi phun ra; và đồng hồ đo mức. Về mặt cơ khí: lỗ thông hơi và bất kỳ thiết bị phát hiện khí nào trong khoảng không phía trên, gioăng cửa người chui, và báo động mức cao.
Mục cuối cùng đó đáng được nhấn mạnh. Các bể chứa nước rỉ rác thất bại trong hồ sơ công khai khi chúng tràn, và nguyên nhân áp đảo không phải là hỏng lớp lót mà là quản lý mức: không có báo động mức cao hoạt động, một nhân viên vận hành làm ca bán thời gian, và một kết nối xả được giả định. Việc chỉ định một thiết bị đo mức với báo động từ xa, một van ghi đè thủ công và một quy trình xả được xác định có chi phí thấp hơn một báo cáo tràn đổ.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước rỉ rác, hai đơn vị | Trung Quốc, Bắc Kinh | Bể GFS | 9.682 m³ | φ16,23 × 23,4 m, cung cấp và giám sát |
Bể nước rỉ rác hàn | Trung Quốc, Hà Bắc | bể thép hàn | dịch vụ nước rỉ rác | cung cấp và hàn tại hiện trường |
Bể nước đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp và giám sát |
Bể nước thải hóa chất | Trung Quốc, Chiết Giang | Bể GFS | 11.613 m³ | φ24,45 × 19,8 m, cung cấp |
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 thực hiện 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 dịch vụ nước rỉ rác, phần liên quan của vấn đề đó là phạm vi hóa học của men, kinh nghiệm về vỏ bọc đường kính lớn cần thiết để chứa bộ đệm thời kỳ ẩm ướt trong một bình chứa, và việc lựa chọn gioăng và lỗ thông hơi để giữ nguyên ranh giới khi chất lỏng dao động từ axit sang kiềm giữa các pha non trẻ và trưởng thành của một tế bào.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Bể thép phủ men thủy tinh có thể chứa nước rỉ rác thô từ bãi chôn lấp không?
A1: Có, trong phạm vi pH 1–14 của men, bao gồm cả nước rỉ rác non trẻ có tính axit và nước rỉ rác trưởng thành có tính kiềm. Xác nhận vật liệu gioăng và xử lý không gian khí, vì những yếu tố đó nằm ngoài tầm kiểm soát của lớp lót.
Q2: Lưu trữ nước rỉ rác thô có phải là bình áp lực không?
A2: Không, đây là bể chứa hoạt động ở áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp. Thiết bị thông hơi và xả áp đặt ranh giới áp suất ở mức vài kilopascal. Bình chịu áp lực, khi quy trình yêu cầu, được thiết kế theo đặc điểm kỹ thuật và mã tiêu chuẩn đã thỏa thuận trong hợp đồng.
Q3: Bể chứa nước rỉ rác nên có dung tích bao nhiêu?
A3: Định cỡ theo giai đoạn ẩm ướt tồi tệ nhất: thể tích cần thiết giữa lượng phát sinh đỉnh và công suất xả khả dụng, cộng thêm khoảng trống an toàn. Đường cong phát sinh của một ô chôn lấp tăng mạnh trong những năm đầu, nên yêu cầu ban đầu thường lớn hơn so với yêu cầu ở trạng thái ổn định.
Q4: Sự khác biệt giữa bể chứa nước rỉ và bể thép hàn ở đây là gì?
A4: Bể chứa thường có chi phí thấp hơn và lắp đặt nhanh hơn với vỏ tráng men bu lông; vỏ hàn là nguyên khối và cần kiểm tra mối hàn tại hiện trường. Việc lựa chọn thường phụ thuộc vào khả năng tiếp cận hiện trường, thể tích yêu cầu và liệu bên trong có cần được kiểm tra và làm sạch hay không.
Q5: Men có cần kiểm tra tia lửa điện lại trong quá trình sử dụng không?
A5: Kiểm tra tia lửa điện được thực hiện sau khi lắp ráp và sau khi bất kỳ tấm panel nào được mở và thay thế. Trong quá trình sử dụng, men được kiểm tra bằng mắt thường; lỗ kim hoặc bong tróc tại đường mực chất lỏng là tình trạng cần kiểm tra lại cục bộ.
Q6: Còn nền móng bể trên bãi chôn lấp thì sao?
A7: Bể phải được đặt trên bệ đỡ đã chuẩn bị riêng với độ lún được kiểm soát, không đặt trực tiếp lên lớp lót nắp, để rò rỉ hoặc tràn đổ được giữ lại trên bề mặt không bị thủng. Lớp phủ bên ngoài dưới mặt đất và dưới mẫu neo là một phần của phạm vi công việc.
Q7: Bể có thể được mở rộng nếu bãi chôn lấp đầy nhanh hơn dự kiến không?
A8: Đối với vỏ bể bulông thì có. Các tấm bổ sung làm tăng chiều cao hoặc các khoang bổ sung mở rộng đường kính, và việc chỉ định bệ đỡ cho diện tích lớn hơn ngay từ đầu có chi phí thấp so với việc thêm một bể thứ hai sau này.
Bể chứa nước rỉ rác từ bãi chôn lấp được quyết định thắng thua bởi ba yếu tố: lớp lót men trơ trên toàn dải pH, hệ thống gioăng và lỗ thông hơi được lựa chọn dựa trên tính chất lưu chất thay vì theo thói quen, và quy trình kiểm soát mức và xả thải giúp ngăn ngừa tràn. Vật liệu vỏ là phần dễ dàng một khi đã xác định được tính chất hóa học; các hạng mục ranh giới mới là nơi ngân sách bảo trì bị tiêu tốn.
Hãy gửi cho chúng tôi phân tích nước rỉ rác, đường cong phát sinh, công suất xả thải và tình trạng nền bãi, chúng tôi sẽ phản hồi kích thước bể, khuyến nghị lớp lót và gioăng, cùng bộ hồ sơ kỹ thuật.
Liên hệ với kỹ sư
Chúng tôi sẽ xem xét dữ liệu hóa học và dữ liệu phát sinh của bạn trước khi đề xuất sản phẩm. Hãy chia sẻ phạm vi pH, các chỉ số clorua và amoniac, thể tích lưu trữ yêu cầu và tình trạng nền bể, bạn sẽ nhận được bản lựa chọn bằng văn bản, danh sách kiểm tra và bản vẽ để xem xét. Kỹ thuật đi trước, không áp lực.
WhatsApp