Bồn chứa nước thải trại chăn nuôi gia cầm bằng thép không gỉ: lựa chọn vật liệu cho nhiệm vụ chịu amoniac cao
Tạo vào 02.12
Bể chứa nước thải chăn nuôi gia cầm bằng thép không gỉ: lựa chọn vật liệu cho nhiệm vụ có hàm lượng amoniac cao
Nước thải chăn nuôi gia cầm có hàm lượng amoniac, chất rắn và tải lượng hữu cơ cao, và nó được lưu trữ cùng với môi trường chuồng trại ẩm ướt, ấm áp và giàu amoniac, đây là một sự kết hợp khắc nghiệt đối với thép. Thép mác 304 thường là lựa chọn phù hợp cho phía chất lỏng; thép mác 316L là hợp lý khi hàm lượng clorua cao hoặc môi trường khắc nghiệt. Bề mặt bên trong bằng thép không gỉ được chọn khi người vận hành cần một bề mặt có thể làm sạch, không di chuyển; ở thể tích lớn hơn, bồn thép phủ thủy tinh với lớp men trơ trong dải pH 1–14 thường mang lại giá trị tốt hơn với bề mặt dưới Ra 0,8 µm. Các hạng mục thiết kế quyết định tuổi thọ sử dụng là khoảng không gian phía trên chứa amoniac, việc xả rửa chất rắn lắng đọng, và kiểm soát mức chất lỏng để ngăn tràn.
Một bể chứa nước thải nông trại nằm trong môi trường khắc nghiệt nhất mà một bể chứa có thể được đặt. Chuồng trại phía trên hoặc bên cạnh bể luôn mang theo bầu không khí ẩm ướt, ấm áp, đầy amoniac liên tục, và chất lỏng bên trong là hỗn hợp của vật liệu lót chuồng, phân, lông và nước rửa chuồng, lắng nhanh và chuyển sang trạng thái kỵ khí. Thép trong sự kết hợp đó bị ăn mòn ở tầng trên cùng và tại đường mực chất lỏng, và một lớp phủ được chọn cho nhiệm vụ ngâm thường hoạt động kém trong không gian hơi phía trên chất lỏng. Bài viết này đề cập đến câu hỏi về hợp kim, các con đường ăn mòn, thiết kế lắng và vệ sinh, và việc kiểm tra giúp duy trì một bể chứa nước thải nông trại trong hoạt động.
Điều gì thực sự ăn mòn bể chứa
Trong dịch vụ xử lý nước thải chăn nuôi gia cầm có ba con đường ăn mòn và chúng cần ba giải pháp khác nhau. Thứ nhất là chất lỏng: amoni, axit hữu cơ và sunfua trong lớp lắng đọng kỵ khí ở đáy tấn công thép trần tại đường mực chất lỏng và dưới lớp trầm tích. Thứ hai là không gian hơi: amoniac và hydro sunfua trong không khí ẩm tấn công thép phía trên đường mực chất lỏng, và trong một số trường hợp chúng tấn công nhanh hơn cả chất lỏng. Thứ ba là bề mặt bên ngoài, mà tại một trang trại phải chịu nước rửa, amoniac từ chuồng trại và, tại các vị trí ven biển hoặc có nước cứng, clorua.
Câu trả lời men tráng xử lý hoàn toàn chất lỏng và bề mặt tiếp xúc, vì lớp này được nung chảy ở 820–930 °C thành 0,25–0,45 mm, trơ trong dải pH 1–14, và được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC sau khi lắp ráp. Đối với phương án thép không gỉ, 304 đáp ứng nhiệm vụ thông thường và 316L là câu trả lời đúng khi có clorua hoặc pha axit mạnh. Mạ kẽm nhúng nóng không phải là ứng viên ở đây: kẽm bị amoniac và pha axit tấn công, và sự di chuyển của kẽm là không thể chấp nhận trong dòng nước thải có thể được tưới lên đất.
Quyết định hợp kim và nơi thép không gỉ xứng đáng với chi phí của nó
Thép không gỉ là lựa chọn đúng đắn khi người vận hành cần một bề mặt kim loại có thể làm sạch, không di chuyển và khối lượng ở mức vừa phải. Đó là trường hợp điển hình: bồn rửa chuồng trại, bồn cấp liệu cho đầm phá, bình định lượng và pha loãng, hoặc lò phản ứng xử lý nơi chất lỏng mạnh và chế độ làm sạch thường xuyên. Thép 304 với bề mặt hoàn thiện 2B hoặc đánh bóng xử lý trường hợp thông thường; 316L xử lý clorua từ vị trí ven biển, từ nước cứng, hoặc từ quy trình bổ sung muối.
Khi khối lượng lớn — bồn chứa nước thải chung, bể cân bằng của trạm xử lý — so sánh trung thực chuyển sang thép phủ men thủy tinh, thường có giá trị tốt hơn ở quy mô lớn, có bề mặt dưới Ra 0,8 µm chống lại sự tích tụ chất rắn, và có sẵn ở dạng bu lông để tiếp cận trang trại xa xôi mà không cần vận chuyển hạng nặng. Sự kết hợp hỗn hợp là phổ biến trên một địa điểm: bồn chứa lớn bằng men, bình tiếp xúc và định lượng nhỏ bằng thép không gỉ.
Hình học, lắng đọng và việc làm sạch quan trọng
Chất rắn trong nước thải chăn nuôi gia cầm lắng nhanh, vì vậy hình dạng bể quyết định việc bể có giữ được thể tích hay không. Một lớp đáy giống như bùn chiếm dung tích thực trong vài tuần và, nếu để nguyên, nó sẽ chuyển sang kỵ khí, bốc mùi và bắt đầu ăn mòn đáy bể. Các lựa chọn thực tế là độ dốc nhẹ về điểm xả với đường xả rửa, đáy hình nón nơi người vận hành muốn xả hoàn toàn, hoặc đáy phẳng với việc xả định kỳ và khuấy trộn để giữ chất rắn đủ linh động để bơm.
Hai chi tiết quyết định việc vệ sinh có hiệu quả hay không. Thứ nhất là vị trí cửa xả: hút từ một điểm không thể đưa lớp cặn đã nén chặt vào máy bơm, với đường xả rửa ở điểm thấp nhất cho lớp lắng. Thứ hai là khuấy trộn: khuấy cơ học hoặc khí được tính toán để giữ lớp cặn linh động mà không cuốn chất rắn vào dòng nước thải, bởi vì một bể trang trại phải được xả bằng máy xúc là một bể sẽ được xả bằng máy xúc mỗi năm một lần.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Hợp kim 304 | nước thải chăn nuôi gia cầm thông thường và nước rửa chuồng | cấp thép không gỉ mặc định |
Hợp kim 316L | clorua, nước cứng hoặc pha axit mạnh | chứa molypden, cacbon thấp |
Độ hoàn thiện bề mặt | 2B hoặc đánh bóng, biên dạng mối hàn nhẵn | bề mặt tiếp xúc có thể làm sạch |
Không gian hơi | amoniac và H₂S trong không khí ẩm | con đường ăn mòn nhanh nhất tại trang trại |
Đường lỏng | chất rắn lắng đọng kỵ khí | ăn mòn dưới lớp trầm tích |
Thay thế men | trơ trong khoảng pH 1–14, Ra < 0,8 µm | thường có giá trị tốt hơn ở khối lượng lớn |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | một chu trình nung chảy nhiệt |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | Thử nghiệm tia lửa 1500 V DC sau khi lắp ráp |
Đáy | phẳng có rãnh xả, hoặc hình nón | quyết định việc xả làm sạch và phần cặn |
Cửa ra | được bố trí để tránh tạo lớp lắng nén chặt | bảo vệ máy bơm |
Khuấy trộn | cơ học hoặc bằng khí, kích thước để giữ lớp lắng luôn chuyển động | ngăn ngừa việc phải thuê máy xúc hàng năm |
Cấp áp suất | từ áp suất khí quyển đến áp suất thấp | mái và lỗ thông hơi xác định ranh giới |
Tuổi thọ thiết kế | ít nhất 30 năm | trong điều kiện phục vụ trang trại được chỉ định |
Thông hơi, kiểm soát mức và nguy cơ tràn
Một bồn chứa tại trang trại thường được đặt xa tầm nhìn của người vận hành, khiến cho lỗ thông hơi và thiết bị đo mức trở thành các hạng mục an toàn thay vì tiện ích. Việc nạp đầy làm dịch chuyển không khí, bồn "hô hấp" theo chu kỳ nhiệt độ của chuồng trại và khoảng không hơi mang theo amoniac và metan từ phần chất rắn lắng đọng, do đó cần có lỗ thông hơi hoặc thiết bị xả áp và chân không được tính toán theo tốc độ nạp đầy cao nhất. Khi khoảng không đỉnh được bao kín để khử mùi, thép mái thuộc một cấp ăn mòn riêng và mái màng kín khí với màng bên trong có áp suất danh định khoảng 2–3 kPa cùng một thiết bị xả áp là giải pháp thông thường.
Kiểm soát mức là yếu tố ngăn ngừa tràn, điều mà bể chứa trang trại cuối cùng thường bị đổ lỗi. Một thiết bị đo mức có chỉ báo từ xa, một cảnh báo mức cao và một quy trình xả thải được xác định — một người chịu trách nhiệm được chỉ định và một kết nối ống đứng có thể chịu tải — biến một bể chứa thành một hệ thống ngăn chặn. Đó là một hạng mục kiểm soát, nhưng nó thuộc về đặc điểm kỹ thuật của bể vì nó là hạng mục ngăn một bể nước thải trang trại trở thành một sự cố môi trường.
Trường hợp dự án
Dự án | Địa điểm | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước thải trang trại chăn nuôi | Canada | Bể GFS | dịch vụ nước thải chăn nuôi | cung cấp và giám sát |
Bể nuôi trồng thủy sản, 7 đơn vị | Trung Quốc, Vân Nam | Bể GFS | Tổng cộng 11.603 m³ | cung cấp và giám sát |
Bể nuôi trồng và thủy sản | Trung Quốc, Sơn Đông | Bể GFS | dịch vụ nước biển và nuôi trồng thủy sản | cung cấp và lắp đặt tại chỗ |
Phần kỵ khí cho nước thải chế biến đậu | Trung Quốc, Hà Bắc | Bể phân hủy GFS | phần quy trình kỵ khí | cung cấp bể kèm tích hợp quy trình |
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 (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 nhằm nâng cao công suất sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp với dung tích 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 tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với nước thải chăn nuôi gia cầm và gia súc, năng lực liên quan là phạm vi vật liệu đầy đủ cho một công trình: thép không gỉ 304 và 316L cho các bình tiếp xúc và định lượng, thép tráng men nung chảy cho bồn chứa lớn, cùng với mái, lỗ thông hơi và ranh giới xả áp được cung cấp kèm theo vỏ bồn để không gian đầu chứa amoniac được xử lý ngay từ đầu.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Tại sao nên dùng thép không gỉ thay vì thép mạ kẽm trong trang trại?
Trả lời 1: Bởi vì amoniac và pha axit tấn công kẽm nhanh chóng, và vì dòng nước thải có thể được tưới lên đất không nên nhiễm kẽm. Men hoặc thép không gỉ là giải pháp bền vững cho nhiệm vụ có hàm lượng amoniac cao.
Câu hỏi 2: Nên dùng 304 hay 316L cho nước thải chăn nuôi gia cầm?
Trả lời 2: 304 cho trường hợp thông thường; 316L khi hàm lượng clorua cao, nước cứng và mặn, hoặc chất lỏng có tính axit mạnh. Hãy nêu rõ lý do trong đặc điểm kỹ thuật thay vì mặc định.
Câu hỏi 3: Có nhất thiết phải dùng bồn thép không gỉ không?
Trả lời 3: Không phải cho mọi nhiệm vụ. Ở thể tích lớn, bồn thép phủ men thủy tinh thường có giá trị tốt hơn với bề mặt trơ; thép không gỉ được biện minh bởi yêu cầu tiếp xúc kim loại, chất lỏng mạnh hoặc tiêu chuẩn vệ sinh cao.
Câu hỏi 4: Làm thế nào để xử lý lớp chất rắn lắng đọng?
A4: Với hình học đáy và cửa xả có thể xả sạch: độ dốc về điểm xả rửa, hình nón khi muốn làm rỗng hoàn toàn, hoặc khuấy trộn giữ lớp cặn đủ linh động để bơm. Xả theo lịch trình tốt hơn việc đào xúc hàng năm.
Q5: Không gian hơi có cần xử lý không?
A5: Có. Amoniac và hydro sunfua trong không khí ẩm tấn công thép phía trên mức chất lỏng nhanh hơn so với chất lỏng. Thông gió không gian đỉnh, bảo vệ thép mái, và xử lý mái như một hạng mục ăn mòn riêng.
Câu hỏi 6: Điều gì ngăn bể trang trại bị tràn?
A6: Một thiết bị đo mức có chỉ báo từ xa và cảnh báo mức cao, cùng với một quy trình xả thải được đặt tên và một kết nối ống đứng có thể chịu tải. Riêng bể chứa không thể quản lý việc làm đầy mà không có ai giám sát.
Câu hỏi 7: Chương trình kiểm tra là gì?
Trả lời 7: Lớp phủ bên ngoài và đầu bu lông, gioăng tại các mối nối đã mở, lỗ thông hơi và van xả áp, thiết bị đo mức, độ sâu lắng cặn mỗi lần xả hết, và kiểm tra lại bằng tia lửa hoặc quan sát bên trong sau khi mở bất kỳ tấm panel nào.
Bể xử lý nước thải trang trại gia cầm thành công khi hợp kim phù hợp với thành phần hóa học, đáy bể có thể xả rửa, khoảng không đỉnh được xử lý để khử amoniac, và mức chất lỏng được giám sát bởi người có thể nhìn thấy. Kết hợp bốn yếu tố đó và bể sẽ hòa vào quy trình trang trại; bỏ sót bất kỳ yếu tố nào và nó sẽ trở thành công việc đào xúc hàng năm.
Hãy gửi cho chúng tôi đặc tính nước thải, thể tích, bố trí chuồng trại và tuyến xả, chúng tôi sẽ gửi lại khuyến nghị vật liệu kèm lý giải, bố trí đáy và cửa xả, đề xuất thông hơi và bộ hồ sơ kỹ thuật.
Trao đổi với Kỹ sư
Hãy cho chúng tôi biết bể chứa gì, dung lượng bao nhiêu và trong điều kiện chuồng trại ra sao, chúng tôi sẽ cùng bạn xác định thông số. Bạn sẽ nhận được lý giải về hợp kim, thiết kế hình học và vệ sinh, khuyến nghị kiểm soát mức, bản vẽ để xem xét và đánh giá trung thực về việc thép không gỉ có phải khoản đầu tư phù hợp hay không. Ưu tiên kỹ thuật, không ràng buộc.
WhatsApp