A szennyvíztisztító üzemben gyakran találkozunk olyan helyzetekkel, amikor a tervrajzokon látható hidraulikus terhelés egyértelműen megfelel a szabványoknak, a szivattyú áramlási sebessége és a tartály térfogata pedig teljes mértékben megfelel az előírásoknak. A tényleges üzemben azonban az iszap túlfolyik, amint az áramlási sebesség nő, a kezelés hatékonysága meredeken csökken, és a tervezett hidraulikus terhelést folyamatosan nem érik el. A tartályokban gyakran előfordulnak rövidzárlatok, iszapfelhalmozódás és holt zónák, és a biológiai rendszer sokkterhelésekkel szembeni ellenállása rendkívül gyenge.
A legtöbb ember első reakciója ezekre a problémákra az, hogy kicseréli a szivattyúkat nagyobbakra, kibővíti a tartályokat vagy csomagolóanyagot ad hozzá, de figyelmen kívül hagyják a rejtett alapvető gyengeséget -a vízelosztó rendszer ésszerűtlen kialakítását. A „hidraulikus terhelési hibák” több mint 80%-át nem az elégtelen befolyó áramlás okozza, hanem az egyenetlen vízeloszlás, ami jelentősen csökkenti a tartályok effektív keresztmetszeti-területét és reakciótérfogatát.
A vízelosztó rendszer közvetlenül határozza meg a hidraulikus terhelés valódi felső határát. A hidraulikus terhelés alapvető meghatározása a tartály egységnyi keresztmetszetén-egységnyi idő alatt áthaladó szennyvíz mennyisége. Hatékonysága attól függa szennyvíz egyenletes elosztása a tartály teljes -keresztmetszetében.
A vízelosztó rendszer a kulcsfontosságú eszköz ennek az előfeltételnek az eléréséhez. A minősített vízelosztó rendszernek biztosítania kell, hogy a bejövő víz egyenletesen oszlik el a tartály minden sarkában, garantálva a teljes érintkezést a szennyvíz, az iszap, a szűrőközeg és a mikroorganizmusok között, és maximalizálva a teljes tartály effektív térfogatát és keresztmetszetét.
Ezzel szemben, ha a vízelosztó rendszer tervezése meghiúsul, súlyos áramlási eltérések, csatornázás és rövidzárlatok lépnek fel. Egyes területeken a víz túl gyorsan áramlik, túlterhelt csatornákat hozva létre, ahol a mikroorganizmusok nem tudják időben lebontani a szennyező anyagokat, ami az iszap kimosódásához és a szennyvíz túlzott koncentrációjához vezet. Más területeken pangó víz és holt zónák képződnek, iszaplerakódások, a szűrőközeg megkeményedik, teljesen elmulasztva részt venni a reakcióban. A tartály tényleges effektív kihasználtsága kevesebb, mint 50%.
Négy gyakori hiba a vízelosztó rendszer tervezésében
1. A vízelosztási módszer helytelen kiválasztása
A legalapvetőbb tervezési hiba az, hogy olyan vízelosztási módot választanak, amely nem kompatibilis a tartály típusával. A különböző eljárások és tartálytípusok nagymértékben eltérő követelményeket támasztanak a vízelosztás egyenletességére vonatkozóan. Ha rossz a kiválasztás, akkor semmilyen utólagos optimalizálás nem segít.
Anaerob reaktorok (UASB/EGSB/IC):Sok kis{0}}projektben a költségek csökkentése érdekében közvetlenül egyszerű perforált csöveket használnak a vízelosztáshoz, teljesen figyelmen kívül hagyva az anaerob iszapágyakhoz szükséges egyenletes vízelosztást és keverést. Ez egy-pontos sugárhajtást és súlyos csatornázást eredményez, az iszapágy több mint 70%-a nem érintkezik a szennyvízzel, és a tényleges effektív hidraulikus terhelés csak a tervezett érték 30-50%-át éri el.
Levegőztetett biológiai szűrők / mélyágyszűrők:A kis{0}}ellenállású, szűrőfejekkel és lemezekkel ellátott vízelosztó rendszer helyett tévedésből nagy-pórusú perforált csöveket használnak, ami normál működés közben egyenetlen vízeloszláshoz, visszamosás során egyenetlen áramláshoz, szűrőanyag összetapadásához és szivárgásához, a vízjárat folyamatos elzárásához és folyamatosan csökkenő hidraulikus terheléshez vezet.
Radiális áramlású ülepítő tartályok:Az egy-pontos bemeneti nyílás kialakítása egyenirányítás nélkül súlyosan egyenetlen radiális áramlási sebességet okoz, túlterheléssel a központi területen és gyűrű alakú holtzónával a kerület körül. Az effektív ülepítési terület jelentősen csökken, és a felületi hidraulikus terhelés nem felel meg a tervezési szabványoknak.
2. A nyílás/elágazó cső hidraulikus tervezési hibái
A nyílások és az elágazó csövek kialakításának hibái a leggyakoribbak a helyszínen, és teljesen veszélyeztethetik az egyenletességet. Ami a perforált és elágazó csövek egyszerű elrendezésének tűnhet, valójában szigorú hidraulikus tervezési követelményeket foglal magában; egyetlen helytelen paraméter a teljes vízelosztó rendszer meghibásodását okozhatja.
A nyílás áramlási sebessége:A szabványok előírják, hogy a kiáramlási sebesség az elosztó nyílásoknál normál működés közben nagyobb, mint 0,6 m/s vagy egyenlő (az iszap felhalmozódásának és eltömődésének megakadályozása érdekében). Számos, a fejveszteség csökkentését célzó kialakítás vakon megnöveli a nyílás méretét, ami 0,3 m/s alatti áramlási sebességet eredményez. Működés közben a nyílásokat gyorsan eltömíti az iszap és a törmelék, ami csökkenti a hatékony átjárók számát. A fennmaradó nyílás áramlási sebessége megugrik, sugarak képződnek, és a rövidzárlat teljesen ellenőrizhetetlenné válik.
Fejveszteség számítás:Sok konstrukció csak a főcső nyomásveszteségét számítja ki, figyelmen kívül hagyva a súrlódást és az elágazó csövek helyi veszteségeit. Ez azt eredményezheti, hogy az áramlás több mint 60%-a a közeli-végi elágazó csövekbe kerül, míg a távolabbi-elágazó csövek nyomása nem elegendő a víz szállításához.
A nyílás elrendezése:Egyenlő térközökkel párhuzamos elrendezést gyakran használnak a medencehatár-hatások figyelembevétele nélkül. A sarokterületek fedetlenül maradnak, állandó holtzónákat hozva létre, és közvetlenül csökkentve a tartály effektív használható területét.
3. Az eltömődés elleni-/kotrási tervezés hiánya
A vízelosztó rendszerek tervezésének biztosítania kell a hosszú távú működési stabilitást{0}}, nem csak a kezdeti teljesítményt. Sok terv csak alapvető vízelosztó szerkezeteket tartalmaz, figyelmen kívül hagyva az eltömődés elleni-, kotrási és öblítési alkatrészeket. 3-6 hónap elteltével a rendszer fokozatosan eltömődik és meghibásodik.
Nincs dugulásgátló-elő-szűrés:A bemenetekben hiányoznak az ultrafinom szűrők, amelyek lehetővé teszik a szálak, szőrszálak és törmelék bejutását az elágazó csövekbe és nyílásokba, folyamatosan csökkentve az áramlási területet. Még teljes szivattyú üzem mellett sem lehet hatékonyan szállítani a vizet.
Öblítés nélküli/iszapeltávolító rendszer:Az anaerob, kiegyenlítő és ülepítő tartályok elosztórendszerei gyakran nem tartalmaznak nagy{0}}nyomású öblítő interfészt és fenékiszapeltávolító eszközöket. Az iszap felhalmozódik az elosztócsövekben, fokozatosan elfedi a nyílásokat és eltömíti az ágakat, ami az elosztó kapacitás teljes elvesztését eredményezi.
Nincs megfelelő visszamosó kialakítás a szűrőkhöz:A víz- és levegőelosztó rendszerek nem illeszkednek egymáshoz, ami egyenetlen eloszlást okoz a visszamosás során. Ez megakadályozza az egyenletes öblítést, fokozatosan megkeményedik és tömöríti a szűrőanyagot, növeli a vízállóságot és korlátozza a hidraulikus terhelést.
4. Bemeneti elő-tervezési hibák
Még tökéletes leágazó csövek és nyílások esetén is előfordulhat egyenetlen eloszlás a bemeneti kialakítás miatt.
Túlzott hajlítások / átmérőváltozások:A víz erős örvénylését és elhajlását okozza, mielőtt az elosztóvezetékbe belép, ami egyenetlen statikus nyomáshoz és egyenetlen vízkibocsátáshoz vezet.
Nincs helyesbítés / energiaelvonás:A nagy-sebességű beömlő víz közvetlenül érinti a főcsövet, helyi magas{1}} és alacsony{2}}nyomású zónákat hozva létre. Ez súlyos egyensúlyhiányhoz vezet a közeli- és a távoli-végi ágak között.
Állandó-átmérőjű főcső:Az áramlási sebesség csökkenését és a statikus nyomás növekedését okozza az áramlás mentén, ami fordított áramláshoz vezet, ahol a távoli -vég kimenete meghaladja a közeli-végi kimenetet.
Alapvető hidraulikus tervezési paraméterek
| Folyamat / tartály típusa | Előnyben részesített design | Alapvető tervezési célok |
|---|---|---|
| UASB / EGSB anaerob reaktor | Egy-csöves, egy-nyílású vízelosztó rendszer; impulzusos vízelosztó | - Egyenletes vízeloszlás biztosítása a teljes keresztmetszetben- |
| Levegőztetett biológiai szűrő / mélyágyszűrő | Alacsony-ellenállású szűrőlemezes vízelosztó rendszer; szűrőblokk közepes-ellenállású vízelosztó rendszer | - Egyenletes vízeloszlás működés és visszamosás közben- Kerülje el a szűrőanyag eltömődését vagy kimosódását |
| Radiális áramlású ülepítő tartály | Központi vezetékes vízelosztás + energiaelvezető berendezés + háromszögletű gát a kerületen | - A sugárirányú áramlási sebesség különbségeinek kiküszöbölése- Egyenletes ülepedés elérése a teljes kereszt-metszetben- A rövidzárlat-megelőzése |
| Dugós áramlási levegőztető tartály | Több-pontos bemeneti vízelosztás a tartály hossza mentén | - Kiegyensúlyozza a tartály fej- és farterhelését- Kerülje a túlterhelést az elülső végén és az elégtelen terhelést a hátsó végén |
| Szabályozó tartály / Hidrolízis-savasító tartály | Gyűrűs -perforált cső + lépcsőzetes nyílású vízelosztó rendszer | - Akadályozza meg az iszap felhalmozódását az alján- Egyenletes vízminőség és -mennyiség elérése a tartályban |
Az egyenletes vízeloszlás érdekében szigorúan be kell tartani a következő paramétereket:
A nyílás kiáramlási sebessége:Normál működés mellett 0,6 m/s vagy annál nagyobb; Nagyobb vagy egyenlő, mint 1,5 m/s visszamosás alatt, kiegyensúlyozva az eltömődés elleni -eltömődést és az egyenletességet.
Fejvesztés-eltérés szabályozása:Az elágazó cső bemeneti fejveszteségének eltérése 5% vagy annál kisebb; nyílás fejveszteség eltérése Kevesebb vagy egyenlő, mint 10%.
A nyílások elrendezése:Egyenlő oldalú háromszög lépcsőzetes elrendezés, sűrűbb lefedettséggel a medencesarokban. A nyílások lefedettsége A keresztmetszeti terület -90%-ánál nagyobb vagy egyenlő, kiküszöbölve a holt zónákat.
Változtatható fő csőátmérő:Fokozatosan csökkentse az átmérőt az áramlás mentén, tartsa az áramlási sebességet 1,0-1,5 m/s és egyenletes statikus nyomást.
Támogatás a hosszú távú stabilitásért{0}}
Elő-kezelés:1-2 mm-es ultrafinom szita a bemenetnél, hogy megakadályozza a szálak és törmelék bejutását az elosztórendszerbe.
Öblítő berendezés:Nagynyomású{0}}öblítési interfészek minden leágazó csövön; impulzusos öblítő eszközök anaerob és hidrolízis tartályokhoz az öntisztításhoz.
Iszap eltávolítása:Folyamatos iszapürítő vályú az alján, hogy megakadályozza a nyílások eltömődését.
Helyreállítás és energiaelvezetés:Egyenirányító rács és energiaelvezető henger a bemenetnél az örvénylés kiküszöbölésére és az egyenletes statikus nyomás biztosítására.