چرا بار هیدرولیک در حد استاندارد نیست؟

در بهره برداری از تصفیه خانه فاضلاب، اغلب با شرایطی مواجه می شویم که بار هیدرولیک نشان داده شده در نقشه های طراحی به وضوح استانداردها را برآورده می کند و دبی پمپ و حجم مخزن کاملاً با مشخصات مطابقت دارد. با این حال، در عملیات واقعی، به محض افزایش سرعت جریان، لجن سرریز می‌شود، راندمان تصفیه به شدت کاهش می‌یابد، و بار هیدرولیکی طراحی شده به طور مداوم به دست نمی‌آید. اتصال کوتاه، تجمع لجن و مناطق مرده اغلب در مخازن رخ می دهد و مقاومت سیستم بیولوژیکی در برابر بارهای ضربه ای بسیار ضعیف است.

اولین واکنش اکثر مردم به این مشکلات این است که پمپ‌ها را با پمپ‌های بزرگ‌تر جایگزین کنند، مخازن را گسترش دهند یا مواد بسته‌بندی را اضافه کنند، اما آنها یک ضعف هسته پنهان-طراحی غیرمنطقی سیستم توزیع آب را نادیده می‌گیرند. بیش از 80٪ از "شکست‌های بار هیدرولیک" ناشی از جریان ورودی ناکافی نیست، بلکه به دلیل توزیع ناهموار آب است که به طور قابل توجهی سطح مقطع موثر و حجم واکنش مخازن را کاهش می‌دهد.

سیستم توزیع آب به طور مستقیم حد بالایی واقعی بار هیدرولیک را تعیین می کند. تعریف اصلی بار هیدرولیک، حجم فاضلاب عبوری از یک مقطع{1}} واحد مخزن در واحد زمان است. اثربخشی آن بستگی بهتوزیع یکنواخت فاضلاب در کل مقطع-مخزن.

سیستم توزیع آب ابزار کلیدی برای دستیابی به این پیش نیاز است. یک سیستم توزیع آب واجد شرایط باید اطمینان حاصل کند که آب ورودی به طور یکنواخت در هر گوشه مخزن توزیع می‌شود و تماس کامل بین فاضلاب، لجن، محیط فیلتر و میکروارگانیسم‌ها را تضمین می‌کند و حجم مؤثر و مقطع{1}} کل مخزن را به حداکثر می‌رساند.

برعکس، اگر طراحی سیستم توزیع آب خراب شود، انحرافات شدید جریان، کانال‌کشی و اتصال کوتاه- رخ می‌دهد. در برخی مناطق، آب خیلی سریع جریان می‌یابد و کانال‌های پرباری را ایجاد می‌کند که در آن میکروارگانیسم‌ها نمی‌توانند آلاینده‌ها را به موقع تجزیه کنند و در نتیجه لجن‌ها و غلظت‌های بیش از حد پساب خارج می‌شوند. در مناطق دیگر، آب راکد و مناطق مرده تشکیل می شود، رسوبات لجن، و محیط فیلتر سخت می شود و به طور کامل در واکنش شرکت نمی کند. نرخ بهره برداری موثر واقعی از مخزن ممکن است کمتر از 50٪ باشد.

1. انتخاب نادرست روش توزیع آب
اساسی ترین خطای طراحی، انتخاب روش توزیع آب است که با نوع مخزن سازگار نیست. فرآیندها و انواع مخازن نیازهای بسیار متفاوتی برای یکنواختی توزیع آب دارند. اگر انتخاب اشتباه باشد، هیچ مقدار بهینه سازی بعدی کمکی نخواهد کرد.

راکتورهای بی هوازی (UASB/EGSB/IC):بسیاری از پروژه‌های کوچک-در تلاش برای کاهش هزینه‌ها، مستقیماً از لوله‌های سوراخ‌دار ساده برای توزیع آب استفاده می‌کنند و توزیع یکنواخت آب و اختلاط مورد نیاز برای بسترهای لجن بی‌هوازی را کاملاً نادیده می‌گیرند. این منجر به فوران یک نقطه‌ای و کانال‌کشی شدید می‌شود که بیش از 70 درصد از بستر لجن با فاضلاب تماس پیدا نمی‌کند و بار هیدرولیک مؤثر واقعی تنها به 30 تا 50 درصد ارزش طراحی می‌رسد.

فیلترهای بیولوژیکی هوادهی / فیلترهای بستر عمیق:به جای استفاده از سیستم توزیع آب با مقاومت کم- با سر و صفحات فیلتر، لوله‌های سوراخ‌دار بزرگ-به اشتباه استفاده می‌شوند که منجر به توزیع نامناسب آب در حین عملیات عادی، جریان ناهموار در حین شستشوی معکوس، بسته شدن و نشت رسانه‌ای فیلتر، مسدود شدن مداوم مسیر عبور آب و کاهش مداوم بار هیدرولیکی می‌شود.

مخازن رسوب دهی جریان شعاعی:اتخاذ یک طرح ورودی منفرد-بدون یکسوسازی باعث می‌شود سرعت جریان شعاعی به شدت ناهموار، با اضافه بار در ناحیه مرکزی و یک ناحیه مرده حلقه‌ای-در اطراف محیط باشد. منطقه رسوب موثر به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بار هیدرولیک سطحی نمی تواند استانداردهای طراحی را برآورده کند.

2. عیوب طراحی هیدرولیک سوراخ / شاخه لوله
عیوب در طراحی دهانه و لوله انشعاب رایج ترین موارد در محل است و می تواند یکنواختی را کاملاً به خطر بیندازد. آنچه که ممکن است به نظر یک چیدمان ساده از لوله‌های سوراخ‌دار و شاخه‌دار باشد، در واقع شامل الزامات طراحی هیدرولیک سخت‌گیرانه است. یک پارامتر نادرست می تواند کل سیستم توزیع آب را از کار بیاندازد.

سرعت جریان روزنه:استانداردها مستلزم این هستند که سرعت خروجی در دهانه های توزیع در طول عملیات عادی بیشتر یا مساوی 0.6 متر بر ثانیه باشد (برای جلوگیری از تجمع لجن و گرفتگی). بسیاری از طرح‌ها با هدف کاهش افت هد، اندازه روزنه را کورکورانه بزرگ می‌کنند و در نتیجه سرعت جریان کمتر از 0.3 متر بر ثانیه ایجاد می‌شود. در حین کار، روزنه ها به سرعت توسط لجن و زباله مسدود می شوند و تعداد گذرگاه های موثر کاهش می یابد. سرعت جریان روزنه باقیمانده موج می‌زند و جت‌هایی را تشکیل می‌دهد و مدار کوتاه-را کاملاً غیرقابل کنترل می‌کند.

محاسبه افت سر:بسیاری از طرح ها تنها افت هد لوله اصلی را محاسبه می کنند، بدون توجه به اصطکاک و تلفات موضعی در لوله های انشعاب. این می تواند منجر به رفتن بیش از 60 درصد جریان به لوله های انشعاب نزدیک-در حالی که لوله های انشعاب دور-فشار کافی برای انتقال آب ندارند.

طرح روزنه:یک طرح موازی با فاصله مساوی اغلب بدون در نظر گرفتن اثرات مرزی استخر استفاده می شود. نواحی گوشه‌ای بدون پوشش باقی می‌مانند و مناطق مرده دائمی ایجاد می‌کنند و به طور مستقیم منطقه قابل استفاده مؤثر مخزن را کاهش می‌دهند.

3. عدم طراحی ضد گرفتگی/لایروبی-
طراحی سیستم های توزیع آب باید پایداری عملیاتی بلندمدت-نه فقط عملکرد اولیه را تضمین کند. بسیاری از طرح‌ها فقط شامل سازه‌های اصلی توزیع آب هستند که از اجزای ضد گرفتگی، لایروبی و شستشوی{2}} غفلت می‌کنند. پس از 3-6 ماه، سیستم به تدریج مسدود می شود و از کار می افتد.

بدون فیلتراسیون ضد-انسداد-:ورودی‌ها فاقد صفحه-بسیار ظریف هستند که به فیبرها، موها و زباله‌ها اجازه می‌دهد وارد لوله‌ها و سوراخ‌های شاخه شوند و به طور مداوم سطح جریان را کاهش می‌دهند. حتی با عملکرد کامل پمپ، آب نمی تواند به طور موثر تحویل داده شود.

بدون فلاشینگ / سیستم حذف لجن:سیستم‌های توزیع مخازن بی‌هوازی، یکسان‌سازی و ته‌نشینی اغلب فاقد واسط‌های-فشار بالا و دستگاه‌های حذف لجن پایین هستند. لجن در لوله های توزیع جمع می شود و به تدریج دهانه ها را می پوشاند و شاخه ها را مسدود می کند و در نتیجه ظرفیت توزیع را به طور کلی از دست می دهد.

بدون طرح شستشوی معکوس برای فیلترها:سیستم های توزیع آب و هوا ناهماهنگ هستند که باعث توزیع ناهموار در هنگام شستشوی معکوس می شود. این از شستشوی یکنواخت جلوگیری می کند، به تدریج محیط فیلتر را سخت و فشرده می کند، مقاومت در برابر آب را افزایش می دهد و بار هیدرولیک را محدود می کند.

4. ورودی قبل از{1} نقص طراحی
حتی با لوله‌ها و دهانه‌های انشعاب کامل، به دلیل طراحی ورودی، توزیع ناهموار می‌تواند رخ دهد.

خمیدگی بیش از حد / تغییر قطر:باعث چرخش و انحراف شدید آب قبل از ورود به خط اصلی توزیع می شود که منجر به فشار استاتیک ناهموار و خروجی آب ناهموار می شود.

بدون اصلاح / اتلاف انرژی:آب ورودی با سرعت بالا مستقیماً بر لوله اصلی تأثیر می‌گذارد و مناطق فشار- و- کم فشار موضعی ایجاد می‌کند. این منجر به عدم تعادل شدید بین- و نزدیک-شاخه های انتهایی می شود.

ثابت-قطر لوله اصلی:باعث کاهش سرعت جریان و افزایش فشار استاتیک در طول جریان می‌شود که منجر به جریان معکوس در جایی که خروجی انتهایی دور از خروجی نزدیک- بیشتر می‌شود، می‌شود.

برای اطمینان از توزیع یکنواخت آب، پارامترهای زیر باید به شدت رعایت شود:

سرعت خروجی روزنه:بزرگتر یا مساوی 0.6 متر بر ثانیه در حالت عادی. بزرگتر یا مساوی 1.5 متر بر ثانیه تحت شستشوی معکوس، متعادل کننده ضد گرفتگی و یکنواختی-.

کنترل انحراف از دست دادن سر:انحراف از دست دادن سر ورودی لوله انشعاب کمتر یا مساوی 5٪. انحراف افت سر دهانه کمتر یا مساوی 10%.

چیدمان روزنه:آرایش پلکانی مثلث متساوی الاضلاع، با پوشش متراکم تر در گوشه های استخر. پوشش دهانه بزرگتر یا مساوی 90% سطح مقطع{2}}، که مناطق مرده را حذف می کند.

قطر لوله اصلی متغیر:به تدریج قطر در طول جریان کاهش می یابد، سرعت جریان 1.0-1.5 متر بر ثانیه و فشار استاتیک یکنواخت حفظ می شود.

پشتیبانی از طراحی برای پایداری طولانی مدت-

قبل از-درمان:1-صفحه نمایش فوق العاده 2 میلی متری در ورودی برای جلوگیری از ورود الیاف و زباله به سیستم توزیع.

تجهیزات فلاشینگ:واسط‌های-فلاشینگ فشار بالا در همه لوله‌های شاخه؛ دستگاه های فلاشینگ پالس برای مخازن بی هوازی و هیدرولیز برای خود تمیز کردن{1}.

حذف لجن:حفره تخلیه مداوم لجن در پایین برای جلوگیری از گرفتگی دهانه.

اصلاح و اتلاف انرژی:شبکه اصلاح و سیلندر اتلاف انرژی در ورودی برای از بین بردن چرخش و اطمینان از فشار استاتیک یکنواخت.