Bể đệm sục khí để cân bằng lưu lượng trong nhà máy xử lý nước thải
Tạo vào 02.12
Bể đệm sục khí để cân bằng dòng chảy trong nhà máy xử lý nước thải
Bể đệm sục khí giữ nước thải đủ lâu để làm phẳng các đỉnh tải trọng mà nếu không sẽ giáng vào giai đoạn sinh học bằng một đợt tăng thủy lực hoặc một cú sốc độc hại. Giá trị của nó nằm ở khả năng cân bằng mà nó mang lại: dòng chảy ổn định và tải trọng ổn định cho phép hệ thống sục khí giữ oxy hòa tan gần điểm đặt thay vì phải đuổi theo nó. Hãy thiết kế nó dựa trên đường cong dao động thực tế trong ngày cộng với tải trọng sự cố tồi tệ nhất, cung cấp một nắp đậy kiểm soát mùi mà không giữ khí lại, và chọn một bề mặt bên trong chịu được môi trường sulfide và bọt, nơi bề mặt thép nung chảy thủy tinh trong dải pH từ 1 đến 14 với độ nhám Ra dưới 0,8 µm thường bền hơn các lớp phủ được thi công.
Trạm bơm nước thải đầu vào được xây dựng cho đỉnh lưu lượng mùa mưa, còn phần còn lại của nhà máy được xây dựng cho một lưu lượng nhỏ hơn nhiều. Không có bể đệm, mọi dòng chảy từ xe tải, mọi lần đổi ca trong các nhà máy kết nối và mọi đợt sụt giảm sinh hoạt qua đêm đều đi thẳng vào bể sục khí. Sau đó, máy thổi khí tăng tốc, oxy hòa tan dao động, bể mất đi sinh khối mà nó đã mất nhiều năm để nuôi cấy, và chỉ số quan trắc tại đầu ra kể lại câu chuyện một tuần sau đó. Một bể đệm sục khí đặt phía trước giai đoạn sinh học là câu trả lời đơn giản nhất, nhưng nó cũng là một bể chứa với những vấn đề riêng: bọt, mùi, đáy lắng cặn, và phần nội thất phải chịu đựng mọi thứ mà hệ thống cống đã đưa đến vào buổi sáng hôm đó. Nói cách khác, bể đệm sục khí chính là bộ giảm xóc thủy lực mà nhà máy không bao giờ dự trù ngân sách cho đến khi chỉ số quan trắc đầu tiên thất bại, và việc tính toán kích thước dưới đây dựa trên đường cong lưu lượng thay vì dựa trên kinh nghiệm phỏng đoán.
Những gì bể đệm thực sự hấp thụ
Bể đệm sục khí cân bằng thủy lực và tải lượng hữu cơ, và hai yếu tố này cần kích thước khác nhau. Cân bằng thủy lực là một câu hỏi về thể tích: tích phân chênh lệch giữa lưu lượng đầu vào và lưu lượng mà giai đoạn sinh học có thể tiếp nhận theo thời gian, và diện tích dưới đường cong đó chính là dung tích lưu trữ cần thiết. Cân bằng hữu cơ là một câu hỏi về khối lượng, bởi vì một đợt nước thải có nồng độ cao mang theo carbon mà không thể tích lưu trữ nào loại bỏ được; bạn chỉ có thể phân tán nó theo thời gian. Trên thực tế, các nhà máy tính kích thước theo đường cong hàng ngày cộng thêm biên độ dự phòng cho sự kiện đơn lẻ tồi tệ nhất, sau đó kiểm tra xem thể tích thu được có thể được dẫn bằng cột áp sẵn có hay cần đến máy bơm. Một bể đệm sục khí có kích thước quá nhỏ còn tệ hơn là không có, bởi vì nó tăng thời gian lưu giữ mà không tăng công suất đỉnh và âm thầm làm trầm trọng thêm vấn đề lắng cặn ở đáy.
Cấu hình: Dòng chảy nút, Trộn hoàn toàn hoặc Theo trình tự
Cấu hình bể quyết định loại cân bằng mà bạn có được. Một bể đệm được trộn hoàn toàn với sục khí mạnh cho khả năng làm phẳng thủy lực tốt nhất và kiểm soát mùi tốt nhất vì toàn bộ thể tích đều chuyển động, nhưng nó cần công suất sục khí hoặc khuấy cơ học lớn. Kiểu dòng chảy nút hoặc chia ngăn nối tiếp cho phép nhà máy sử dụng bể đệm như một giai đoạn phía trước và duy trì nhu cầu khí thấp hơn. Nhiều nhà máy dung hòa bằng phương pháp mẻ theo trình tự: làm đầy, trộn, xả xuống, để thể tích vừa làm nhiệm vụ cân bằng vừa xử lý một phần. Dù cấu hình thế nào, hãy duy trì đủ khuấy trộn ở mức thấp để ngăn cặn lắng dưới đáy, và đảm bảo việc xả xuống có thể làm cạn bể đến mức cho phép máy bơm chạy không bị khô, vì một bể đệm không bao giờ cạn hoàn toàn sẽ bắt đầu bốc mùi.
Bọt, váng và vấn đề nắp đậy
Một bể đệm sục khí có nắp đậy sẽ bốc mùi trừ khi nắp được thiết kế, chứ không chỉ được lắp đặt. Bọt và váng nổi tích tụ ở nơi bề mặt tĩnh lặng, vì vậy một bể được đậy kín hoàn toàn không có sự khuấy động bề mặt sẽ trở thành một tấm váng nổi chặn trao đổi khí và làm mùi hôi trở nên tồi tệ hơn. Giải pháp hiệu quả là giữ diện tích được đậy ở mức tối thiểu cần thiết cho việc thu gom, lắp một máy vớt váng hoặc một máy sục khí dạng bàn chải lông dọc theo bề mặt, và dẫn khí trong khoảng không phía trên đến một đơn vị kiểm soát mùi thay vì xả ra ngoài. Một bể thép tráng men nung chảy giúp ích ở đây vì bề mặt bên trong có độ nhám Ra dưới 0,8 µm, nên bọt và màng sinh học dễ bong ra thay vì bám dính, và bề mặt trơ trong dải pH từ 1 đến 14 chịu được các vùng axit hình thành dưới tấm váng nổi.
Vật liệu bên trong trong môi trường sulfide
Khoảng không phía trên bể cân bằng là trường hợp ăn mòn, không phải chất lỏng. Các túi kỵ khí ở đáy sinh ra hydrogen sulfide, và khi pH trên 8 thì amoniac cũng trở nên đáng kể, tấn công thép carbon trần tại mặt phân cách không khí - chất lỏng và dọc theo vòng trên cùng. Lớp phủ được áp dụng sẽ làm chậm quá trình này nhưng cuối cùng sẽ bong ra thành từng mảng, và một khuyết điểm dạng mảng sẽ trở thành lỗ kim rồi sau đó rò rỉ. Men nung chảy bên trong bể thép tráng men nung chảy loại bỏ cơ chế đó: lớp dày 0,25 đến 0,45 mm được nung chảy ở 820 đến 930 °C, định mức trên 3.450 N/cm², và mỗi tấm đều được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC trước khi xuất xưởng. Đối với những dòng đó, lớp epoxy liên kết nung chảy bên trong dày 180 đến 280 µm theo AWWA C550 là lựa chọn thứ hai hợp lý, trong khi mạ kẽm nhúng nóng theo GB/T 13912-2020 không phù hợp ở đây.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | Nung chảy một lần vào tấm thép |
Độ dày lớp phủ men | 0,25–0,45 mm | Bên trong trơ trong dải pH 1–14 |
Độ bền lớp men | ≥ 3.450 N/cm² | Khả năng chống uốn và va đập |
Độ nhám bề mặt | Ra < 0,8 µm | Giải phóng bọt và màng sinh học |
Điện áp thử nghiệm tia lửa | 1500 V DC | Mỗi tấm trước khi xuất xưởng |
Độ dày màng epoxy FBE | 180–280 µm | Lựa chọn thay thế nội thất AWWA C550 |
Khả năng chống phun muối của FBE | > 4.000 h | Độ bền chống ăn mòn |
Tuổi thọ thiết kế | ≥ 30 năm | Với hệ thống nội thất được chỉ định |
Danh sách kiểm tra kích thước và thiết bị đo
Xây dựng cân bằng khối lượng trước: vẽ lưu lượng nước thải vào theo giờ trong một tuần đại diện, trừ đi lưu lượng mà giai đoạn sinh học có thể tiếp nhận, và tích phân vùng diện tích dương để có thể tích cần thiết; sau đó cộng thêm biên an toàn cho bão thiết kế hoặc lưu lượng xả công nghiệp xấu nhất. Xác nhận cao độ đầu vào và đầu ra để việc cấp nước bằng trọng lực hoạt động được, hoặc tính giá bơm. Lắp đặt thiết bị đo mức vẫn đọc chính xác khi có bọt, điều này thường có nghĩa là dùng nhiều phương pháp thay vì một. Cung cấp khoảng trống an toàn cho bọt giãn nở, một đường thu gom váng dẫn về công trình đầu vào, và đáy bể có thể xả ngược về quy trình thay vì ra cống thoát nước mưa. Và yêu cầu nhà cung cấp thiết kế móng cho tải trọng chất lỏng cộng với cặn tối đa, vì bể đệm sục khí đầy nước trong thời gian dài và tải trọng không thể hiện rõ từ khối lượng rỗng.
Trường hợp dự án
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Công suất | Phạm vi |
Bể chứa nước đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp + giám sát |
Nước dự trữ chữa cháy | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS, 2 đơn vị | 8.930 m³ | cung cấp + hướng dẫn lắp đặt |
Chương trình nước thải đô thị | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS, 10 đơn vị | 17.420 m³ | cung cấp + hướng dẫn lắp đặt |
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. Sản xuất 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 dịch vụ sục khí và cân bằng, phạm vi này bao gồm lớp men và epoxy bên trong như mô tả ở trên, nắp và đường thông hơi dẫn đến hệ thống kiểm soát mùi, và tải trọng móng cho bồn chứa ở mức đầy trong thời gian dài.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Sự khác biệt giữa bể đệm sục khí và bể sục khí là gì?
Trả lời 1: Bể sục khí là một bể phản ứng xử lý, nơi không khí được sục qua hỗn hợp bùn lỏng để nuôi sinh khối. Bể đệm sục khí chủ yếu là bồn chứa giúp điều hòa dòng chảy trước giai đoạn xử lý, mặc dù nó có thể được sục khí để ngăn lắng cặn. Một số nhà máy sử dụng một bồn cho cả hai nhiệm vụ.
Câu hỏi 2: Làm thế nào để tính toán thể tích cân bằng?
A2: Vẽ đồ thị lưu lượng dòng chảy vào theo giờ so với lưu lượng mà giai đoạn hạ lưu có thể tiếp nhận, tích phân phần chênh lệch dương trong tuần xấu nhất, và cộng thêm biên an toàn cho bão thiết kế. Các khối hữu cơ không thể được lưu trữ tách riêng, chỉ có thể phân tán theo thời gian, vì vậy các dòng xả có nồng độ cao cần được kiểm tra riêng.
Q3: Bể có cần nắp đậy không?
A3: Ở nơi mùi được quản lý, có, nhưng nắp đậy giữ lại lớp váng yên tĩnh sẽ làm tình hình tệ hơn. Giữ diện tích che phủ khiêm tốn, khuấy hoặc vớt bề mặt, và dẫn khí trong khoảng không phía trên đến thiết bị xử lý sinh học hoặc đơn vị than hoạt tính.
Q4: Loại bề mặt bên trong nào phù hợp với dòng chứa sulfide?
A4: Bề mặt tráng men nung chảy là lựa chọn chắc chắn trong dải pH 1 đến 14, với epoxy liên kết nung chảy ở độ dày 180 đến 280 µm là lựa chọn thứ hai. Thép mạ kẽm không phù hợp cho dịch vụ chứa sulfide và axit.
Q5: Bể chứa bằng bu lông có thể được sử dụng làm bộ đệm sục khí không?
A5: Có. Các bể chứa bằng bu lông đặt ngang mặt đất với lớp lót bên trong phù hợp được sử dụng để cân bằng và lưu trữ, và vì các tấm được sơn phủ tại nhà máy và kiểm tra tia lửa, tình trạng bên trong được ghi nhận ngay từ đầu.
Q6: Vấn đề bọt được xử lý như thế nào?
A6: Với sự khuấy động bề mặt như máy sục khí cọ, máy vớt váng trả về đầu công trình, và đủ khoảng trống để bọt giãn nở. Bề mặt men mịn với Ra dưới 0,8 µm làm giảm mức độ bám dính của bọt vào thành bể.
Bể đệm sục khí là một trong những cách rẻ nhất để ngăn một nhà máy sinh học chạy theo dòng vào của chính nó; giá trị của nó đến từ việc làm phẳng đường cong thủy lực và phân tán các đỉnh hữu cơ trước khi chúng tiếp cận khối sinh khối. Công việc thiết kế là một bài toán cân bằng khối lượng cộng với việc nhìn nhận thẳng thắn về bọt, váng và khoảng không gian đầu chứa đầy sulfide, và ba yếu tố đó quyết định thể tích, nắp đậy và phần bên trong hơn bất kỳ yếu tố nào khác. Hãy định cỡ nó dựa trên đường cong dao động thực tế trong ngày, giữ cho bề mặt luôn chuyển động, và chọn một kết cấu bên trong được thiết kế cho khí thay vì cho chất lỏng.
Nói chuyện với Kỹ sư
Hãy gửi cho chúng tôi biểu đồ lưu lượng nước đầu vào theo giờ và đỉnh của nó, sự biến động nồng độ của dòng nước, lưu lượng hạ nguồn mà giai đoạn sục khí có thể tiếp nhận, giới hạn quy định về mùi cho địa điểm và diện tích mặt bằng khả dụng. Bạn sẽ nhận được tính toán kích thước, tùy chọn cấu hình, khuyến nghị nội thất cùng bộ hồ sơ bản vẽ và chứng nhận đầy đủ.
WhatsApp