कुशान जिंघे जल संयंत्र (600,000 वर्ग मीटर/घंटा): कैसे एक पार्श्व प्रवाह झुका हुआ प्लेट सेटलर रेट्रोफिट 1.0 एनटीयू से नीचे की गंदगी को कम करता है - शून्य अतिरिक्त ऊर्जा के साथ

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प्रकाशित: 2025-05-28 • श्रेणी:मामलों• टैग:ट्यूब सेटलर · झुका हुआ प्लेट सेटलर · अवसादन रेट्रोफ़िट · पेय जल · कुशान

खंड 1

अप्रचलित प्रक्रिया और गंदगी की समस्या वाला 600,000 वर्ग मीटर प्रति दिन का संयंत्र

कुशान जिंघे जल संयंत्र कोई छोटी सुविधा नहीं है। की डिज़ाइन क्षमता के साथ600,000 m³/dजियांग्सू प्रांत के एक प्रमुख शहर की सेवा करते हुए, 2006-2007 में इसका उन्नत उपचार उन्नयन किया गया, जिसमें इसकी पारंपरिक उपचार ट्रेन में ओजोन {{2} जैविक सक्रिय कार्बन शामिल किया गया। वर्षों तक, संयंत्र ने एक फ्लोक्यूलेशन ग्रिड → क्षैतिज प्रवाह अवसादन टैंक → प्लवनशीलता टैंक → वी - प्रकार फ़िल्टर प्रक्रिया {{5} संचालित किया, एक विन्यास तब तैयार किया गया जब कच्चे पानी का स्रोत, कुई झील, मौसमी शैवाल खिलने से पीड़ित हो गया, जिसने प्लवनशीलता को आवश्यक बना दिया।

फिर, नवंबर 2011 में, सब कुछ बदल गया। यांग्त्ज़ी नदी जल मोड़ परियोजना ऑनलाइन आई, जिससे कुशान को दूसरा कच्चा जल स्रोत मिला। नई "नदी + झील" दोहरे स्रोत प्रणाली ने कच्चे पानी की गुणवत्ता में नाटकीय रूप से सुधार किया। शैवाल का स्तर गिर गया। और प्लवनशीलता टैंक एक बार क्रिटिकल बन गयाउच्च{{0}ऊर्जा-उपभोग दायित्व. रेट्रोफिट से पहले ही इसे सेवा से बाहर कर दिया गया था।

लेकिन प्लवनशीलता टैंक को बंद करने से समस्याओं का एक समूह पैदा हो गया। क्षैतिज प्रवाह अवसादन टैंक केवल 76 मीटर लंबा था (22-मीटर टर्मिनल संग्रह क्षेत्र सहित), जो इसे अपेक्षाकृत अधिक देता थालघु हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय. प्लवन के चमकाने वाले प्रभाव के बिना, बसे हुए पानी की गंदगी ऊपर तक चली गई1.0-2.0 एनटीयू, और ऑपरेटर दृश्यमान रूप से फ़िल्टर की ओर बहने वाले महीन फ्लोक कणों को देख सकते थे। डाउनस्ट्रीम वी-प्रकार के फिल्टरों ने कम प्रभाव डाला, फिल्टर का संचालन कम हुआ, बार-बार बैकवाशिंग हुई, ऊर्जा और पानी की खपत अधिक हुई।

संयंत्र को पुनःसंयोजन की आवश्यकता थी। लेकिन अवसादन और प्लवनशीलता बेसिन के ठीक नीचे बने एक साफ पानी के टैंक और पहले से ही 20 साल से अधिक पुरानी संरचना के कारण, वे चीजों को तोड़कर दोबारा शुरू नहीं कर सकते थे। प्रत्येक संशोधन को मौजूदा संरचना का सम्मान करना था, वजन बढ़ाने से बचना था, और {{3}गंभीर रूप से{4}कभी भी साफ पानी की टंकी की छत को नुकसान पहुंचाने का जोखिम नहीं उठाना था।

खंड 2

डिज़ाइन संक्षिप्त: 20{1}}वर्ष पुरानी संरचना के भीतर रेट्रोफ़िटिंग

इंजीनियरिंग टीम ने तीन स्पष्ट बाधाएँ निर्धारित कीं:

1.मौजूदा टैंकों की संरचनात्मक क्षति को कम करें-ये 1990 और 2000 के दशक की शुरुआत में बनाए गए थे।

2.पूर्ण प्लांट रोलआउट पर विचार करने से पहले चरण II (50,000 m³/d) {{2}एक एकल उपचार ट्रेन {{3}पर पायलट।

3.लक्ष्य: अवसादन टैंक अपशिष्ट मैलापनस्थिर रूप से 1.0 एनटीयू से नीचे, नियंत्रित निवेश लागत के साथ।

मुख्य रणनीति अत्यंत सरल थी:मौजूदा प्लवनशीलता टैंक स्थान को द्वितीयक अवसादन क्षेत्र के रूप में पुन: उपयोग करें, क्षैतिज प्रवाह टैंक की अपर्याप्त लंबाई की भरपाई। लेकिन दो महत्वपूर्ण डिज़ाइन निर्णय यह निर्धारित करेंगे कि रेट्रोफ़िट सफल हुआ या विफल।

धारा 3

दो निर्णय लें{{0}या फिर तोड़ने के निर्णय: संग्रह गर्त और सेटलर प्रकार

निर्णय 1संग्रहण कुंड रखें या हटाएँ?

क्षैतिज प्रवाह अवसादन टैंक के अंत में पाँच संग्रहण कुंड थे, प्रत्येक 22 मीटर लंबे, स्टेनलेस स्टील समायोज्य वियर प्लेटों के साथ प्रबलित कंक्रीट। उन्हें रखने से विध्वंस कार्य से बचा जा सकेगा। लेकिन जैसे ही पानी कुंडों में प्रवेश करता है, ऊपर की ओर प्रवाह पैटर्न महीन फ्लोक कणों को ऊपर उठा देता है, जो मुश्किल से ही जमे होते हैं, जिससे पूरी अवसादन प्रक्रिया कमजोर हो जाती है।

निर्णय: गर्त हटाओ.प्रभावी अवसादन लंबाई में 22 मीटर का लाभ अतिरिक्त विध्वंस लागत से कहीं अधिक था। पानी अब विभाजन की दीवार में वितरण छिद्रों के माध्यम से 0.1 मीटर/सेकेंड से कम या उसके बराबर के नियंत्रित वेग से बहेगा, और आसानी से द्वितीयक अवसादन क्षेत्र में परिवर्तित हो जाएगा।

निर्णय 2ट्यूब सेटलर्स या लेटरल फ्लो इंक्लाइंड प्लेट्स?

यह निर्णायक तकनीकी विकल्प था. ट्यूब सेटलर्स और इनक्लाइंड प्लेट सेटलर्स दोनों ही एक ही टैंक वॉल्यूम के भीतर प्रभावी सेटलमेंट क्षेत्र को नाटकीय रूप से बढ़ाने के लिए कई समानांतर सेटलमेंट सतहों को जोड़ने के लिए उथले -}गहराई अवसादन सिद्धांत का उपयोग करते हैं। लेकिन प्रवाह की दिशा से सारा फर्क पड़ता है।

इस परिदृश्य में अपवर्ड फ्लो ट्यूब सेटलर्स के चार डील ब्रेकिंग नुकसान हैं:

▷द्वितीयक क्षेत्र तक पहुंचने वाला फ्लोक पहले से ही ठीक और हल्का था, यहां तक ​​कि क्षैतिज प्रवाह में भी स्थिर होना मुश्किल था। ऊर्ध्व प्रवाह (काउंटर-वर्तमान अवसादन) में, गिरते कणों के विरुद्ध उठता पानी उन्हें ऊपर की ओर ले जाएगा, जिससे पृथक्करण अप्रत्याशित हो जाएगा।

▷मूल प्लवन टैंक केवल 3.3 मीटर ऊंचा था, फ्रीबोर्ड के बाद प्रभावी गहराई 3.0 मीटर से कम थी। उचित निचले वितरण और ऊपरी साफ पानी क्षेत्रों के लिए ट्यूब सेटलर्स को कम से कम 4.5 मीटर की आवश्यकता होती है। अपर्याप्त ऊंचाई का मतलब है खराब वितरण, बसने वाले के प्रदर्शन का #1 हत्यारा।

▷400 वर्ग मीटर टैंक क्षेत्र ने एक बड़े ट्यूब सेटलर क्षेत्र में समान वितरण और संग्रह को बेहद कठिन बना दिया, खासकर ऊंचाई की बाधाओं के तहत।

▷कोई भी गैर-{0}एकरूपता स्थानीय उच्च हाइड्रोलिक लोडिंग जोन बनाती है जहां बारीक फ्लोक बच जाता है{{1}और द्वितीयक अवसादन के उद्देश्य को पूरी तरह से विफल कर देता है।

पार्श्व प्रवाह झुकी हुई प्लेटों ने सभी चार समस्याओं का समाधान किया:

✓पानी क्षैतिज रूप से बहता है, कण न्यूनतम हस्तक्षेप के साथ नीचे की ओर स्थिर हो जाते हैं। फाइन फ्लोक के लिए कहीं अधिक अनुकूल।

✓18.6 मीटर टैंक लंबाई के साथ क्षैतिज वितरण समान प्रवाह के लिए पर्याप्त जगह प्रदान करता है {{1}कोई ऊंचाई दंड नहीं।

✓मौजूदा 3.3 मीटर प्लवन टैंक के लिए केवल 3-3.5 मीटर टैंक की गहराई की आवश्यकता है।

समाधान: पार्श्व प्रवाह झुकी हुई प्लेटें।यह कोई करीबी फैसला नहीं था, मौजूदा टैंक की भौतिक बाधाओं ने ट्यूब सेटलर्स को गैर-व्यवहार्य बना दिया था और झुकी हुई प्लेटों को प्राकृतिक समाधान बना दिया था।

यह याद रखने लायक सबक है:रेट्रोफिट परियोजनाओं में, कागज पर "सर्वोत्तम" तकनीक अप्रासंगिक है। एकमात्र चीज जो मायने रखती है वह यह है कि आपकी मौजूदा संरचना की बाधाओं के भीतर क्या काम करता है।

खंड 4

अंतिम डिज़ाइन: प्रत्येक संख्या जो मायने रखती है

योजना की तुलना के बाद, 50,000 m³/d चरण II उपचार ट्रेन के लिए रेट्रोफिट डिज़ाइन एक साथ आया। यदि आप कुछ इसी तरह की योजना बना रहे हैं तो यहां इंजीनियरिंग विवरण दिए गए हैं जिनका आप वास्तव में उपयोग कर सकते हैं।

4.1क्षैतिज प्रवाह अवसादन टैंक संशोधन

4.2पार्श्व प्रवाह झुका हुआ प्लेट अवसादन क्षेत्र

खंड 5

निर्माण: एक 20-वर्ष पुराने साफ पानी के टैंक के आसपास काम करना

निर्माण दिसंबर 2023 में शुरू हुआ और सिस्टम को जनवरी 2024 के मध्य तक चालू कर दिया गया - लाइव ट्रीटमेंट ट्रेन में रेट्रोफिट के लिए केवल छह सप्ताह। तीन चुनौतियाँ सामने आईं:

चुनौती 1संरचनात्मक दीवारों के माध्यम से ड्रिलिंग

अवसादन टैंक की आउटलेट विभाजन दीवार और प्लवनशीलता टैंक की इनलेट दीवार दोनों को वितरण छेद की आवश्यकता थी। लेकिन ये दीवारें भी काम करती थींछत के समर्थन स्तंभों के लिए नींव. बहुत अधिक छेद करने या उन्हें बहुत बड़ा बनाने से आप संरचनात्मक अखंडता से समझौता करते हैं। उन्हें बहुत छोटा बनाएं, और आपको समान वितरण के बजाय जेटिंग मिलेगी।

संरचनात्मक इंजीनियरों से परामर्श के बाद, समाधान थाप्रत्येक दीवार में 600 मिमी व्यास के 16 गोलाकार छेद-ताकत बनाए रखने के लिए काफी कम, फ्लॉक कतरनी के बिना लक्ष्य 0.1 मीटर/सेकेंड वितरण वेग को प्राप्त करने के लिए काफी बड़ा। कभी-कभी सबसे अच्छा इंजीनियरिंग निर्णय यह जानना होता है कि आगे अनुकूलन कब नहीं करना है।

चुनौती 2छत मत तोड़ो (यह फर्श भी है)

प्लवनशीलता टैंक का निचला स्लैबहैसाफ़ पानी की टंकी की छत. किसी भी क्षति का अर्थ होगा उपचारित जल भंडारण में रिसाव, जो कि पीने के पानी के संयंत्र के लिए एक भयावह विफलता स्थिति है। प्रत्येक विध्वंस और निर्माण गतिविधि की योजना इस बाधा के आसपास बनाई जानी थी। कोई अपवाद नहीं.

चुनौती 3वजन तटस्थता

आप ऐसी छत पर भार नहीं डाल सकते जो इसके लिए डिज़ाइन नहीं की गई है। रेट्रोफ़िट का वज़न तटस्थ होना चाहिए: स्थापित किए गए प्रत्येक किलोग्राम नए उपकरण को हटाए गए किलोग्राम द्वारा ऑफसेट किया जाना था। इंजीनियरिंग टीम ने इसका सावधानीपूर्वक हिसाब लगाया:

✓हटाए गए: प्लवनशीलता उपकरण, स्कीमर, पाइपलाइन, ईंट विभाजन दीवारें

✓जोड़ा गया:एबीएस झुकी हुई प्लेट इकाइयाँ(जलमग्न होने पर घनत्व पानी के करीब-तटस्थ उछाल के करीब-)

✓जोड़ा गया:हल्के कंक्रीट कीचड़ ढलान(घनत्व पानी से मेल खाता है, मृत भार से बचा जाता है)

टैंक के शीर्ष रेट्रोफिट पर विचार करने वाले किसी भी संयंत्र के लिए वजन संतुलन दृष्टिकोण एक महत्वपूर्ण सबक है:सामग्री का चयन केवल रासायनिक प्रतिरोध और लागत के बारे में नहीं है, जब आप किसी अन्य संरचना के शीर्ष पर काम कर रहे हों तो घनत्व मायने रखता है।

धारा 6

परिणाम: एक भी वाट जोड़े बिना 1.0 एनटीयू से नीचे गंदगी

रेट्रोफिट को जनवरी 2024 में चालू किया गया था। पांच महीने के परिचालन डेटा (फरवरी-जून 2024) ने पुष्टि की कि डिज़ाइन ने अपने लक्ष्यों को पूरा किया:

यहां वह हिस्सा है जो संयंत्र प्रबंधकों के लिए सबसे अधिक मायने रखता है:यह संपूर्ण सुधार किसी भी प्रकार की ऊर्जा खपत को जोड़े बिना हासिल किया गया।झुकी हुई प्लेट अवसादन क्षेत्र पूरी तरह से गुरुत्वाकर्षण द्वारा संचालित होता है। इसकी तुलना उस प्लवनशीलता टैंक से करें, जिसने 24/7 चलने वाले एयर कंप्रेसर, रीसर्क्युलेशन पंप और स्किमर ड्राइव को बदल दिया है। रेट्रोफ़िट से न केवल पानी की गुणवत्ता में सुधार हुआ; इसने एक प्रमुख OpEx लाइन आइटम को ख़त्म कर दिया।

एक परिचालन संबंधी मुद्दा सामने आयायह समान रेट्रोफ़िट की योजना बनाने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए ध्यान देने योग्य है। संशोधन से पहले, कभी-कभी अवसादन टैंक के अंत में रासायनिक फोम या तैरता हुआ मैल आसानी से संग्रह कुंडों में गिर जाता था और फिल्टर में प्रवाहित हो जाता था। रेट्रोफिट के बाद, नए वितरण छेद पानी की सतह के नीचे बैठ जाते हैं। सतह का मैल बाहर नहीं निकल पाता और टैंक के सिरे पर जमा हो जाता है। यह प्रवाह की गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन यह भद्दा है। संयंत्र वर्तमान में इसे मैन्युअल निष्कासन के साथ संभालता है और बाद में सतह स्किमिंग उपकरण जोड़ सकता है। छोटा विवरण, लेकिन वह प्रकार जो ऑपरेटरों के जीवन को आसान या कठिन बनाता है।

चित्र 1 रेट्रोफिट लेआउट: क्षैतिज प्रवाह अवसादन टैंक + पार्श्व प्रवाह झुका हुआ प्लेट अवसादन क्षेत्र (चरण II, 50,000 m³/d ट्रेन)

चित्र 2 पुनरुद्देशित प्लवनशीलता टैंक के अंदर झुकी हुई प्लेट इकाइयाँ - 2 इकाइयाँ, एबीएस सामग्री, 80 मिमी प्लेट रिक्ति

धारा 7

यह परियोजना हमें अवसादन रेट्रोफिट्स के बारे में क्या सिखाती है

यह प्रोजेक्ट एक बार की छूट नहीं है। दुनिया भर में पौधों को एक ही स्थिति का सामना करना पड़ता है: एक पुरानी प्रक्रिया इकाई जो एक बार एक उद्देश्य पूरा करती थी, अब ऊर्जा की खपत करती है और सीमांत मूल्य प्रदान करती है, मूल्यवान टैंक अचल संपत्ति पर बैठी है जो और अधिक कर सकती है। कुशान रेट्रोफ़िट पाँच हस्तांतरणीय पाठ प्रदान करता है:

1. पार्श्व प्रवाह महीन फ्लोक के लिए ऊपर की ओर प्रवाह को हराता है।जब आपके कण पहले से ही छोटे और हल्के होते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण से न लड़ें। {{0}क्रॉस प्रवाह पृथक्करण का उपयोग करें, जहां पानी क्षैतिज रूप से चलता है और कण न्यूनतम हस्तक्षेप के साथ लंबवत रूप से व्यवस्थित होते हैं।

2. वितरण एकरूपता बसने वाले के प्रदर्शन को बनाती या बिगाड़ती है।चाहे आप ट्यूब या प्लेट चुनें, यदि आपका इनलेट वितरण असमान है, तो आपको स्थानीयकृत उच्च वेग क्षेत्र मिलेंगे जहां कण बच जाते हैं। कुशान टीम ने 16 सावधानीपूर्वक आकार के छिद्रों, इनलेट स्थिरीकरण क्षेत्रों, आउटलेट स्थिरीकरण पर ध्यान केंद्रित किया और इसका फल मिला।

3. टैंक के शीर्ष रेट्रोफिट में सामग्री घनत्व मायने रखता है।पानी के घनत्व और हल्के कंक्रीट कीचड़ ढलानों वाली एबीएस प्लेटों ने रेट्रोफिट वजन को तटस्थ रखा। यह केवल एक इंजीनियरिंग फ़ुटनोट नहीं है, यह एक व्यवहार्य परियोजना और आपके संरचनात्मक इंजीनियर द्वारा अस्वीकार कर दी गई परियोजना के बीच का अंतर है।

4. ऊर्जा की खपत को दूर करना उतना ही मूल्यवान है जितना कि अपशिष्ट जल में सुधार करना।प्लवनशीलता टैंक के कंप्रेसर और पंप एक निरंतर OpEx ड्रेन थे। झुका हुआ प्लेट सेटलर गुरुत्वाकर्षण पर चलता है। पौधे के 20 साल के शेष जीवन में, ऊर्जा की बचत अकेले रेट्रोफ़िट लागत से अधिक होने की संभावना है।

5. कोई सार्वभौमिक टेम्पलेट नहीं है.कुंशान में एक प्लवनशीलता टैंक को एक झुकी हुई प्लेट सेटलर में परिवर्तित करने में जो काम आया, वह आपके संयंत्र पर लागू नहीं हो सकता है। अलग कच्चा पानी, अलग टैंक ज्यामिति, अलग बाधाएँ। कार्यप्रणाली (मूल्यांकन, तुलना, परीक्षण, सत्यापन) सार्वभौमिक है। विशिष्ट समाधान नहीं है.

समान रेट्रोफ़िट पर विचार करने वाले पौधों के लिए, झुकी हुई प्लेट (लैमेला) दृष्टिकोण एक आकर्षक मूल्य प्रस्ताव प्रदान करता है:पदचिह्न जोड़े बिना प्रभावी निपटान क्षेत्र जोड़ें, ऊर्जा जोड़े बिना प्रवाह गुणवत्ता में सुधार करें, और प्रमुख नागरिक कार्यों के बिना अप्रचलित टैंकेज का पुन: उपयोग करें।पीने के पानी के अनुप्रयोगों और पीपी और पीवीसी से लेकर एबीएस और स्टेनलेस स्टील तक की सामग्रियों के लिए प्लेट की दूरी आमतौर पर 50-80 मिमी होती है, वस्तुतः किसी भी मौजूदा टैंक ज्यामिति के लिए एक कॉन्फ़िगरेशन होता है।