Γιατί το υδραυλικό φορτίο δεν είναι στο στάνταρ;

Στη λειτουργία της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων, συναντάμε συχνά καταστάσεις όπου το υδραυλικό φορτίο που φαίνεται στα σχέδια σχεδιασμού πληροί σαφώς τα πρότυπα και ο ρυθμός ροής της αντλίας και ο όγκος της δεξαμενής συμμορφώνονται πλήρως με τις προδιαγραφές. Ωστόσο, στην πραγματική λειτουργία, η λάσπη υπερχειλίζει μόλις αυξάνεται ο ρυθμός ροής, η απόδοση επεξεργασίας πέφτει απότομα και το σχεδιασμένο υδραυλικό φορτίο δεν επιτυγχάνεται σταθερά. Βραχυκύκλωμα, συσσώρευση λάσπης και νεκρές ζώνες συμβαίνουν συχνά στις δεξαμενές και η αντίσταση του βιολογικού συστήματος στα φορτία κρούσης είναι εξαιρετικά χαμηλή.

Η πρώτη αντίδραση των περισσότερων ανθρώπων σε αυτά τα προβλήματα είναι η αντικατάσταση των αντλιών με μεγαλύτερες, η επέκταση των δεξαμενών ή η προσθήκη υλικού συσκευασίας, αλλά παραβλέπουν μια κρυφή βασική αδυναμία-μια παράλογη σχεδίαση συστήματος διανομής νερού. Περισσότερο από το 80% των "αστοχιών υδραυλικού φορτίου" δεν προκαλούνται από ανεπαρκή ροή εισροής, αλλά από ανομοιόμορφη κατανομή νερού, η οποία μειώνει σημαντικά την αποτελεσματική-διατομή και τον όγκο αντίδρασης των δεξαμενών.

Το σύστημα διανομής νερού καθορίζει άμεσα το πραγματικό ανώτερο όριο του υδραυλικού φορτίου. Ο βασικός ορισμός του υδραυλικού φορτίου είναι ο όγκος των λυμάτων που διέρχεται από μια μονάδα διατομής-της δεξαμενής ανά μονάδα χρόνου. Η αποτελεσματικότητά του εξαρτάται από τηνομοιόμορφη κατανομή των λυμάτων σε ολόκληρη τη διατομή-της δεξαμενής.

Το σύστημα διανομής νερού είναι η βασική συσκευή για την επίτευξη αυτής της προϋπόθεσης. Ένα κατάλληλο σύστημα διανομής νερού θα πρέπει να διασφαλίζει ότι το εισερχόμενο νερό κατανέμεται ομοιόμορφα σε κάθε γωνία της δεξαμενής, διασφαλίζοντας την πλήρη επαφή μεταξύ των λυμάτων, της λάσπης, των μέσων φίλτρου και των μικροοργανισμών και μεγιστοποιώντας τον αποτελεσματικό όγκο και τη διατομή- ολόκληρης της δεξαμενής.

Αντίθετα, εάν ο σχεδιασμός του συστήματος διανομής νερού αποτύχει, προκύπτουν σοβαρές αποκλίσεις ροής, διοχέτευση και βραχυκύκλωμα-. Σε ορισμένες περιοχές, το νερό ρέει πολύ γρήγορα, δημιουργώντας υπερφορτωμένα κανάλια όπου οι μικροοργανισμοί δεν μπορούν να αποικοδομήσουν τους ρύπους εγκαίρως, με αποτέλεσμα την έκπλυση της λάσπης και τις υπερβολικές συγκεντρώσεις λυμάτων. Σε άλλες περιοχές, σχηματίζονται στάσιμα νερά και νεκρές ζώνες, εναποθέσεις λάσπης και τα μέσα φίλτρου σκληραίνουν, αποτυγχάνοντας εντελώς να συμμετάσχουν στην αντίδραση. Το πραγματικό ποσοστό αποτελεσματικής χρήσης της δεξαμενής μπορεί να είναι μικρότερο από 50%.

1. Λανθασμένη επιλογή μεθόδου διανομής νερού
Το πιο θεμελιώδες σφάλμα σχεδιασμού είναι η επιλογή μιας μεθόδου διανομής νερού που δεν είναι συμβατή με τον τύπο της δεξαμενής. Διαφορετικές διαδικασίες και τύποι δεξαμενών έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις για ομοιομορφία διανομής νερού. Εάν η επιλογή είναι λάθος, καμία μεταγενέστερη βελτιστοποίηση δεν θα βοηθήσει.

Αναερόβιοι αντιδραστήρες (UASB/EGSB/IC):Πολλά έργα μικρής-κλίμακας, σε μια προσπάθεια μείωσης του κόστους, χρησιμοποιούν απευθείας απλούς διάτρητους σωλήνες για τη διανομή νερού, αγνοώντας εντελώς την ομοιόμορφη κατανομή και την ανάμειξη του νερού που απαιτείται για τις αναερόβιες κλίνες λάσπης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εκτόξευση ενός σημείου-και την έντονη διοχέτευση, με πάνω από το 70% της κλίνης λάσπης να μην έρχεται σε επαφή με τα λύματα και το πραγματικό αποτελεσματικό υδραυλικό φορτίο να φτάνει μόνο το 30%-50% της τιμής σχεδιασμού.

Αεριζόμενα βιολογικά φίλτρα / φίλτρα βαθιάς κλίνης:Αντί της χρήσης ενός συστήματος διανομής νερού χαμηλής-αντίστασης με κεφαλές και πλάκες φίλτρου, χρησιμοποιούνται εσφαλμένα διάτρητοι σωλήνες με μεγάλους{{1} πόρους, που οδηγούν σε ανομοιόμορφη κατανομή νερού κατά την κανονική λειτουργία, ανομοιόμορφη ροή κατά την αντίστροφη πλύση, σχηματισμό και διαρροή μέσων φίλτρου, συνεχή απόφραξη της διόδου νερού και συνεχώς μειούμενη υδραυλική φόρτιση.

Δεξαμενές καθίζησης ακτινικής ροής:Η υιοθέτηση ενός-σχεδίου εισόδου ενός σημείου χωρίς ανόρθωση προκαλεί σοβαρά ανομοιόμορφη ακτινική ταχύτητα ροής, με υπερφόρτωση στην κεντρική περιοχή και μια νεκρή ζώνη σε σχήμα δακτυλίου- γύρω από την περίμετρο. Η αποτελεσματική περιοχή καθίζησης μειώνεται σημαντικά και το επιφανειακό υδραυλικό φορτίο δεν μπορεί να πληροί τα πρότυπα σχεδιασμού.

2. Ελαττώματα υδραυλικής σχεδίασης στομίου / σωλήνων διακλάδωσης
Τα ελαττώματα στο σχεδιασμό του στομίου και του σωλήνα διακλάδωσης είναι τα πιο συνηθισμένα στο εργοτάξιο και μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο την ομοιομορφία. Αυτό που μπορεί να φαίνεται ότι είναι μια απλή διάταξη διάτρητων και διακλαδισμένων σωλήνων στην πραγματικότητα περιλαμβάνει αυστηρές απαιτήσεις υδραυλικού σχεδιασμού. Μία μόνο λανθασμένη παράμετρος μπορεί να προκαλέσει βλάβη ολόκληρου του συστήματος διανομής νερού.

Ταχύτητα ροής στομίου:Τα πρότυπα απαιτούν η ταχύτητα εκροής στα στόμια διανομής κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 0,6 m/s (για την αποφυγή συσσώρευσης λάσπης και απόφραξης). Πολλά σχέδια, με στόχο τη μείωση της απώλειας κεφαλής, μεγεθύνουν τυφλά το μέγεθος του στομίου, με αποτέλεσμα ταχύτητα ροής κάτω από 0,3 m/s. Κατά τη λειτουργία, τα στόμια φράζουν γρήγορα από τη λάσπη και τα συντρίμμια, μειώνοντας τον αριθμό των αποτελεσματικών διόδων. Η ταχύτητα ροής του στομίου που απομένει αυξάνεται, σχηματίζοντας πίδακες, καθιστώντας το βραχυκύκλωμα εντελώς ανεξέλεγκτο-.

Υπολογισμός απώλειας κεφαλής:Πολλά σχέδια υπολογίζουν μόνο την απώλεια κεφαλής του κύριου σωλήνα, αγνοώντας την τριβή και τις τοπικές απώλειες στους σωλήνες διακλάδωσης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα πάνω από το 60% της ροής να πηγαίνει σε σωλήνες εγγύς-άκρου διακλάδωσης ενώ οι σωλήνες απομακρυσμένων-τερμάτων έχουν ανεπαρκή πίεση για την παροχή νερού.

Διάταξη στομίου:Συχνά χρησιμοποιείται μια παράλληλη διάταξη με ίσες αποστάσεις χωρίς να λαμβάνονται υπόψη τα όρια της πισίνας. Οι γωνιακές περιοχές παραμένουν ακάλυπτες, δημιουργώντας μόνιμες νεκρές ζώνες και μειώνοντας άμεσα την αποτελεσματική χρησιμοποιήσιμη επιφάνεια της δεξαμενής.

3. Έλλειψη σχεδιασμού κατά της απόφραξης/βυθοκόρησης
Ο σχεδιασμός των συστημάτων διανομής νερού πρέπει να διασφαλίζει-μακροπρόθεσμη λειτουργική σταθερότητα, όχι μόνο την αρχική απόδοση. Πολλά σχέδια περιλαμβάνουν μόνο βασικές δομές διανομής νερού, αγνοώντας τα εξαρτήματα κατά της απόφραξης, βυθοκόρησης και έκπλυσης. Μετά από 3-6 μήνες, το σύστημα σταδιακά φράζει και αποτυγχάνει.

Χωρίς-απόφραξη προ-φιλτράρισμα:Οι εισαγωγές δεν διαθέτουν εξαιρετικά-λεπτές σήτες, οι οποίες επιτρέπουν σε ίνες, τρίχες και υπολείμματα να εισέρχονται στους σωλήνες και τα στόμια διακλάδωσης, μειώνοντας συνεχώς την περιοχή ροής. Ακόμη και με πλήρη λειτουργία της αντλίας, το νερό δεν μπορεί να παραδοθεί αποτελεσματικά.

Χωρίς έκπλυση / Σύστημα αφαίρεσης λάσπης:Τα συστήματα διανομής για αναερόβιες δεξαμενές εξισορρόπησης και καθίζησης συχνά δεν διαθέτουν διεπαφές έκπλυσης υψηλής πίεσης και συσκευές αφαίρεσης λάσπης πυθμένα. Η λάσπη συσσωρεύεται στους σωλήνες διανομής, καλύπτοντας σταδιακά στόμια και φράζοντας κλαδιά, με αποτέλεσμα την ολική απώλεια της ικανότητας διανομής.

Χωρίς αντίστοιχη σχεδίαση backwashing για φίλτρα:Τα συστήματα διανομής νερού και αέρα δεν ταιριάζουν, προκαλώντας ανομοιόμορφη κατανομή κατά την αντίστροφη πλύση. Αυτό αποτρέπει την ομοιόμορφη έκπλυση, σταδιακά σκληραίνει και συμπυκνώνει τα μέσα φίλτρου, αυξάνει την αντίσταση στο νερό και περιορίζει το υδραυλικό φορτίο.

4. Προ-Ελαττώματα σχεδίασης εισόδου
Ακόμη και με τέλειους σωλήνες διακλάδωσης και στόμια, μπορεί να προκύψει ανομοιόμορφη κατανομή λόγω του σχεδιασμού της εισόδου.

Υπερβολικές στροφές / αλλαγές διαμέτρου:Προκαλέστε ισχυρό στροβιλισμό και εκτροπή του νερού πριν εισέλθει στο δίκτυο διανομής, που οδηγεί σε ανομοιόμορφη στατική πίεση και ανομοιόμορφη έξοδο νερού.

Χωρίς διόρθωση / απαγωγή ενέργειας:Το νερό εισόδου υψηλής-ταχύτητας επηρεάζει άμεσα τον κύριο σωλήνα, δημιουργώντας τοπικές ζώνες υψηλής- και χαμηλής-πίεσης. Αυτό οδηγεί σε σοβαρή ανισορροπία μεταξύ των κοντινών- και των μακρινών-κλαδιών.

Κύριος σωλήνας σταθερής-διαμέτρου:Προκαλεί τη μείωση της ταχύτητας ροής και την αύξηση της στατικής πίεσης κατά μήκος της ροής, οδηγώντας σε αντίστροφη ροή όπου η μακρινή-τελική έξοδος υπερβαίνει την εγγύς-έξοδο.

Για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη κατανομή του νερού, πρέπει να τηρούνται αυστηρά οι ακόλουθες παράμετροι:

Ταχύτητα εκροής στομίου:Μεγαλύτερο ή ίσο με 0,6 m/s υπό κανονική λειτουργία. Μεγαλύτερο ή ίσο με 1,5 m/s κατά την αντίστροφη πλύση, εξισορροπώντας το-απόφραξη και ομοιομορφία.

Έλεγχος απόκλισης απώλειας κεφαλής:Απόκλιση απώλειας κεφαλής εισόδου σωλήνα διακλάδωσης Λιγότερο ή ίσο με 5%. Απόκλιση απώλειας κεφαλής στομίου Λιγότερο ή ίσο με 10%.

Διάταξη στομίων:Ισόπλευρη τριγωνική κλιμακωτή διάταξη, με πυκνότερη κάλυψη στις γωνίες της πισίνας. Κάλυψη στομίου Μεγαλύτερη ή ίση με το 90% της-διατομής, εξαλείφοντας τις νεκρές ζώνες.

Μεταβλητή διάμετρος κύριου σωλήνα:Μειώστε σταδιακά τη διάμετρο κατά μήκος της ροής, διατηρώντας την ταχύτητα ροής 1,0-1,5 m/s και ομοιόμορφη στατική πίεση.

Υποστήριξη σχεδίασης για μακροπρόθεσμη-σταθερότητα

Προ-Θεραπεία:1-υπερλεπτή οθόνη 2 mm στην είσοδο για να αποτρέψει την είσοδο ινών και υπολειμμάτων στο σύστημα διανομής.

Εξοπλισμός έκπλυσης:Διεπαφές έκπλυσης υψηλής-πίεσης σε όλους τους σωλήνες διακλάδωσης. παλμικές συσκευές έκπλυσης για αναερόβιες δεξαμενές και δεξαμενές υδρόλυσης για αυτοκαθαρισμό.

Αφαίρεση λάσπης:Συνεχής λεκάνη εκκένωσης λάσπης στο κάτω μέρος για να αποφευχθεί η απόφραξη του στομίου.

Διόρθωση και απαγωγή ενέργειας:Πλέγμα ανόρθωσης και κύλινδρος απαγωγής ενέργειας στην είσοδο για την εξάλειψη του στροβιλισμού και τη διασφάλιση ομοιόμορφης στατικής πίεσης.