हर दो महीने में, CNOOC फुदाओ में चरण III जल उपचार संयंत्र सफाई के लिए एक ट्यूब सेटलर को बंद कर देता है। ऑपरेशन में 4 घंटे लगते हैं. यह डिस्चार्ज हो जाता है1,500 m³कीचड़ संग्रहण टैंक में कीचड़ का पानी का मिश्रण। टैंक को कभी भी उस तरह के उछाल के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। जब तक सफाई चक्र समाप्त होता है, तब तक टैंक का स्तर खतरनाक रूप से ऊंचा हो जाता है, ऑनलाइन निपटानकर्ता सामान्य रूप से कीचड़ का निर्वहन नहीं कर सकता है, और कीचड़ उपचार प्रणाली केवल बनाए रखने के लिए रसायनों और बिजली को जला रही है। फिक्स कोई बड़ा टैंक या बड़ा पंप नहीं था - यह एक पाइप, 4.3 मीटर की ऊंचाई का अंतर और गुरुत्वाकर्षण था।
1. समस्या: हर दो महीने में क्षमता की कमी
चरण III जल उपचार संयंत्र दो स्वतंत्र उपचार ट्रेनों का संचालन करता है, जिनमें से प्रत्येक अवसादन के लिए एक काउंटर करंट ट्यूब सेटलर का उपयोग करता है। एक साझा कीचड़ उपचार प्रणाली संयंत्र के सभी तीन चरणों से कीचड़ निर्वहन को संभालती है। यह प्रणाली दो कीचड़ संग्रहण टैंकों के आसपास बनाई गई है, जिनमें से प्रत्येक की प्रभावी मात्रा है1,500 m³, के संयुक्त कुल के लिए3,000 m³.
मूल डिज़ाइन में एक प्रबंधनीय दैनिक प्रवाह माना गया था: तीन ट्यूब सेटलर्स से 1,200 m³/d सामान्य कीचड़ निर्वहन, साथ ही फ़िल्टर प्रेस से 300 m³/d फ़िल्ट्रेट। लेकिन एक सफाई कार्यक्रम के दौरान हकीकत बहुत अलग नजर आती है. जैसा कि तालिका 1 से पता चलता है, कीचड़ संग्रहण टैंक में कुल प्रवाह बढ़ जाता है3,329.3 m³/d- की डिज़ाइन प्रभावी क्षमता से अधिक3,029.3 m³/d गुणा 300 m³/d.
परिणाम तेजी से बढ़ते हैं: संग्रह टैंक में तरल का स्तर लगभग अतिप्रवाह तक बढ़ जाता है, ऑनलाइन ट्यूब सेटलर अपनी सामान्य कीचड़ निर्वहन क्षमता खो देता है क्योंकि इसे प्राप्त करने के लिए कोई खाली टैंक क्षमता नहीं होती है, और कीचड़ उपचार प्रणाली - को स्थिर अवस्था में संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है - को लंबे समय तक चलना चाहिए। अधिक रसायन. अधिक बिजली. अधिक श्रम. ऐसा इसलिए क्योंकि साफ़ पानी जिसे उपचार की आवश्यकता नहीं थी, उसे कीचड़ प्रणाली में भेजा जा रहा था।
2. ट्यूब सेटलर जोन को समझना - और साफ पानी कहां बैठता है
ट्यूब सेटलर उथले टैंक सिद्धांत पर बनाया गया है: अवसादन क्षेत्र में झुके हुए ट्यूब मॉड्यूल को ढेर करके, यह प्रभावी निपटान क्षेत्र को कई गुना बढ़ा देता है, हाइड्रोलिक त्रिज्या को कम करता है, और लामिना प्रवाह को बढ़ावा देता है - जो सभी एक कॉम्पैक्ट पदचिह्न में ठोस पृथक्करण में नाटकीय रूप से सुधार करते हैं।
कार्यात्मक रूप से, टैंक को चार ऊर्ध्वाधर क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। प्रत्येक चरण III उपचार ट्रेन के लिए (आंतरिक आयाम: 8.8 मीटर चौड़ा × 22.0 मीटर लंबा × 7.9 मीटर प्रभावी गहराई), क्षेत्र की ऊंचाई और मात्रा हैं:
| जोन | ऊंचाई (एम) | आयतन (m³) | % का कुल |
| पानी का वितरण | 3.3 | 638.88 | 41.77% |
| ट्यूब सेटलिंग | 1.2 | 232.32 | 15.19% |
| साफ़ पानी | 2.1 | 406.56 | 26.58% |
| कीचड़ संचय | 1.3 | 251.68 | 16.45% |
यहाँ महत्वपूर्ण अवलोकन है: साफ़ जल क्षेत्र कायम है406.56 वर्ग मीटर - कुल टैंक आयतन का 26% से अधिक- और वह पानी पहले से ही उपचारित है। इसकी मैलापन 10 mg/L से कम है। संयंत्र के कच्चे पानी की डिज़ाइन गंदलापन 30 मिलीग्राम/लीटर है। फिर भी खाली करने और सफाई प्रक्रिया के दौरान, साफ पानी की पूरी मात्रा को कीचड़ के साथ मिलाया जा रहा था और पुनः उपचार के लिए संग्रह टैंक में भेजा जा रहा था। यह गंदे पानी की कीमत चुकाने वाला साफ पानी था।
3. मानक सफ़ाई प्रक्रिया - और यह सिस्टम पर अधिभार क्यों डालती है
ट्यूब सेटलर्स ऑपरेशन के दौरान ट्यूब मॉड्यूल के अंदर और ऊपर कीचड़ जमा करते हैं। अनियंत्रित छोड़ दिए जाने पर, यह संचय ट्यूबों के माध्यम से प्रवाह को बाधित करता है, बसे हुए पानी की गुणवत्ता को ख़राब करता है, और यहां तक कि अत्यधिक दबाव के कारण ट्यूब मॉड्यूल ढह सकता है। समय-समय पर खाली करना और सफाई करना गैर-परक्राम्य है।
मानक प्रक्रिया चार चरणों का पालन करती है: नीचे के नाली वाल्व खोलें, ट्यूब क्षेत्र के नीचे पानी का स्तर कम करें, फिर ट्यूब मॉड्यूल को ऊपर से फ्लश करने के लिए दबावयुक्त आग बुझाने वाले पानी का उपयोग करें जब तक कि जमा हुआ कीचड़ बाहर न निकल जाए। फ्लशिंग बंद करें, वितरण और संचय क्षेत्रों से पानी और कीचड़ को बाहर निकालने के लिए नाली के वाल्वों को पूरी तरह से खुला रखें और वाल्वों को बंद कर दें।
समस्या यह हैप्रत्येक क्षेत्र की नालियां कीचड़ संग्रहण टैंक में जाती हैं. साफ़ जल क्षेत्र - 406 वर्ग मीटर उपचारित पानी - ट्यूब और संचय क्षेत्रों से कीचड़ भरे पानी के साथ मिल जाता है। यह सभी संग्रह टैंक की ओर जाते हैं। इसका अधिकांश भाग अंततः अलग हो जाता है और वैसे भी कच्चे पानी के टैंक में वापस आ जाता है - लेकिन केवल थिकनर, फिल्टर प्रेस और लिफ्ट पंप के दो सेटों से गुजरने के बाद। साफ पानी को बिना किसी कारण के कीचड़ उपचार प्रणाली के माध्यम से एक लंबा, महंगा चक्कर लगाना पड़ता है।
4. व्यवहार्यता जांच: तीन कारणों से गुरुत्वाकर्षण विचलन कार्य करता है
रेट्रोफ़िट अवधारणा सीधी है: साफ़ जल क्षेत्र के 406 वर्ग मीटर को कीचड़ प्रणाली में भेजने के बजाय, इसे सीधे कच्चे पानी की टंकी में वापस भेज दें। इसे कार्यान्वित करने के लिए तीन शर्तें पूरी होनी चाहिए:
स्थिति 1 - जल गुणवत्ता अनुकूलता।साफ़ जल क्षेत्र की गंदलापन 10 mg/L से कम है। संयंत्र के कच्चे पानी की डिज़ाइन गंदलापन 30 मिलीग्राम/लीटर से कम है। साफ पानी हैवास्तव में संयंत्र में प्रवेश करने वाले नदी के पानी से भी अधिक स्वच्छ. इसे कच्चे पानी के रूप में पुनर्चक्रित करना पूरी तरह स्वीकार्य है।
स्थिति 2 - गुरुत्वाकर्षण शीर्ष।स्वच्छ जल क्षेत्र की निचली ऊंचाई है+5.8 m. कच्चे पानी की टंकी का डिज़ाइन अधिकतम जल स्तर है+1.5 m. वह4.3-मीटर ऊंचाई का अंतर. किसी पंप की जरूरत नहीं. गुरुत्वाकर्षण कार्य करता है.
शर्त 3 - लागत से बचाव।मौजूदा व्यवस्था के तहत, साफ पानी को दो बार पंप किया जाता है (संग्रह टैंक पंप + रिटर्न टैंक पंप), पीएएम के साथ डाला जाता है, और कच्चे पानी के टैंक में लौटने से पहले एक रेडियल {{1} फ्लो टैंक - में व्यवस्थित किया जाता है। एक गुरुत्वाकर्षण पाइप इनमें से प्रत्येक चरण को बायपास करता है। बिजली, रसायन और उपकरण का रनटाइम सब गिर जाता है।
5. पाइपिंग योजना: DN200, दो बेसिन, प्रत्येक में एक पाइप
ट्यूब सेटलर में एक पूर्वी बेसिन और एक पश्चिमी बेसिन होता है जो एक साझा विभाजन दीवार साझा करता है। प्रत्येक के लिए एक अलग गुरुत्वाकर्षण मोड़ रेखा डिज़ाइन की गई थी।
पाइपलाइन की लंबाई, फिटिंग, सामग्री, ऊंचाई अंतर और आवश्यक प्रवाह दर के आधार पर गुरुत्वाकर्षण प्रवाह प्रतिरोध की गणना करने के बाद,DN200 मिमी कार्बन स्टील पाइपदोनों बेसिनों के लिए चुना गया था। पाइप का व्यास महत्वपूर्ण है: बहुत छोटा, और डायवर्जन प्रवाह व्यावहारिक होने के लिए बहुत धीमा है; बहुत बड़ा, और टैंक की दीवार का खुलना अनावश्यक संरचनात्मक जोखिम पैदा करता है।
सेवन की स्थिति भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। ट्यूब ज़ोन के बहुत करीब, और सेवन वेग ट्यूबों से कीचड़ खींच सकता है। डिज़ाइन इनटेक रखता हैसाफ़ जल क्षेत्र के तल से लंबवत 0.2 मीटर ऊपर(ट्यूब सेटलिंग ज़ोन के शीर्ष से 0.2 मीटर ऊपर) - प्रभावी ढंग से निकास के लिए पर्याप्त करीब, ट्यूबों को परेशान करने से बचने के लिए पर्याप्त दूर।
प्रत्येक पाइपलाइन अपने सेवन बिंदु से सेटलर दीवार के माध्यम से चरण III संयंत्र के कच्चे पानी के सेवन बार स्क्रीन चैनल तक चलती है। पाइप रूटिंग को सुरक्षित करने का समर्थन करता है, और एप्रवाह नियंत्रण वाल्व और एक गेट वाल्वबार स्क्रीन चैनल के पास स्थापित किए गए हैं। गेट वाल्व सामान्य ऑपरेशन के दौरान सकारात्मक शटऑफ़ प्रदान करता है, जो अनपेक्षित बैकफ्लो को रोकता है। प्रवाह नियंत्रण वाल्व ट्यूबों से कीचड़ खींचने या कच्चे पानी की टंकी पर जमा होने से बचने के लिए डायवर्जन दर को नियंत्रित करता है।
| डिज़ाइन तत्व | पूर्वी बेसिन | पश्चिमी बेसिन |
| पाइप विशिष्टता | DN200 कार्बन स्टील | DN200 कार्बन स्टील |
| सेवन - ऊर्ध्वाधर स्थिति | साफ़ जल क्षेत्र तल से 0.2 मीटर ऊपर | साफ़ जल क्षेत्र तल से 0.2 मीटर ऊपर |
| सेवन - क्षैतिज स्थिति | पूर्व दिशा की दीवार से 0.8 मी | पश्चिम दिशा की दीवार से 0.8 मी |
| वाल्व | प्रवाह नियंत्रण वाल्व + गेट वाल्व | प्रवाह नियंत्रण वाल्व + गेट वाल्व |
| गंतव्य | कच्चे पानी का सेवन बार स्क्रीन चैनल | कच्चे पानी का सेवन बार स्क्रीन चैनल |
6. मापे गए परिणाम
रेट्रोफ़िट के बाद, संख्याओं ने एक साफ़ कहानी बताई। सफ़ाई कार्यक्रम के दौरान, ट्यूब सेटलर से कीचड़/पानी का स्त्राव गिरा1,529.3 m³/दिन से 1,122.8 m³/दिन. कीचड़ संग्रहण टैंक में कुल प्रवाह में कमी आई3,329.3 m³/d से 2,922.8 m³/d- अब आराम से 3,029.3 m³/d की डिज़ाइन सीमा से नीचे है।
अतिप्रवाह जोखिम समाप्त हो गया. ऑनलाइन ट्यूब सेटलर ने सामान्य कीचड़ निर्वहन क्षमता पुनः प्राप्त कर ली। और कीचड़ उपचार प्रणाली को अब हर सफाई चक्र में 406 m³ पहले से ही साफ पानी संसाधित करने की ज़रूरत नहीं थी।
अर्थशास्त्र, हालांकि मामूली है, ध्यान देने योग्य है। ट्यूब सेटलर को प्रति वर्ष छह बार साफ किया जाता है, प्रत्येक चक्र में 406.5 वर्ग मीटर साफ पानी सीधे कच्चे पानी की टंकी में वापस आ जाता है - वार्षिक कुल2,439 m³अपशिष्ट जल भार से बचा गया। कीचड़ उपचार प्रणाली की पीएएम पाउडर की खपत (25 आरएमबी/किलोग्राम पर ~10 ग्राम/घन मीटर) और 0.9 आरएमबी/किलोवाट की औद्योगिक दर पर संग्रह टैंक लिफ्ट पंप (15 किलोवाट, 50 घन मीटर/घंटा) और रिटर्न टैंक पंप (22 किलोवाट, 150 घन मीटर/घंटा) द्वारा खींची गई बिजली के आधार पर:
| बचत श्रेणी | वार्षिक बचत (आरएमबी) | आधार |
| PAM पाउडर | 610 | 10 ग्राम/वर्ग मीटर × 2,439 वर्ग मीटर × 25 आरएमबी/किग्रा |
| पम्प बिजली | 981 | (15 किलोवाट + 22 किलोवाट) × प्रवाह-आधारित रनटाइम × 0.9 आरएमबी/किलोवाट |
| कुल वार्षिक बचत | 1,591 | पीएएम + बिजली |
1,591 आरएमबी/वर्ष की प्रत्यक्ष बचत परिचालन लाभ के लिए गौण है: एक कीचड़ संग्रह टैंक जो अब अतिप्रवाह का जोखिम नहीं रखता है, एक कीचड़ उपचार प्रणाली जो इसके डिजाइन लिफाफे के भीतर चलती है, और एक सफाई प्रक्रिया जो अब संयंत्र के बाकी हिस्सों को बाधित नहीं करती है।
चाबी छीनना
1.यदि आपके ट्यूब सेटलर के साफ़ जल क्षेत्र में उपचारित पानी है, तो इसे कीचड़ उपचार प्रणाली के माध्यम से नहीं भेजा जाना चाहिए। कच्चे पानी की टंकी में सीधी वापसी से दोहरे संचालन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
2.गुरुत्व प्रवाह के लिए 4.3 मीटर ऊंचाई का अंतर पर्याप्त से अधिक है। पंप जोड़ने से पहले, जांच लें कि टैंक की ऊंचाई पहले से ही आपको वह दे रही है जो आपको चाहिए।
3.सेवन की स्थिति मायने रखती है. इनटेक को ट्यूब ज़ोन के शीर्ष से 0.2 मीटर ऊपर रखने से डायवर्जन प्रवाह को ट्यूबों से कीचड़ को बाहर निकालने से रोका जाता है - जो कि नाली के काफी करीब और इतनी दूर तक होता है कि गड़बड़ी से बचा जा सके।
4.पाइप आकार निर्धारण के लिए गुरुत्व प्रवाह प्रतिरोध गणना की आवश्यकता होती है - सामान्य नियम की नहीं। इस संयंत्र के लिए DN200 सही था; आपके संयंत्र के पाइप का व्यास आपके विशिष्ट ऊंचाई अंतर, पाइप की लंबाई और आवश्यक प्रवाह दर पर निर्भर करता है।
5.सकारात्मक शटऑफ के लिए एक गेट वाल्व और दर विनियमन के लिए एक प्रवाह नियंत्रण वाल्व न्यूनतम वाल्व विन्यास है। दोनों के बिना, आप या तो सामान्य ऑपरेशन के दौरान बैकफ्लो या डायवर्जन के दौरान सक्शन प्रभाव का जोखिम उठाते हैं।
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