Szemcsekamrák a szennyvízkezelésben: típusok, tervezési és karbantartási útmutató

Képzeljen el egy kezelőt, aki kinyitja az emésztő ajtaját, és néhány centiméternyi homokot talál az alján. Az iszaptalanító személyzet már be van ütemezve, a gázkeverő fúvókák részben el vannak temetve, és senki sem teszi fel hangosan a kérdést, hogy mióta halmozódik fel ez a szemcse. A legtöbb üzemben a válasz a fejműnél kezdődik, ahol a szemcsekamrát vagy alulméretezték, hidraulikusan túlterhelték, vagy csendesen megkerülték a karbantartás során. A megfelelően megtervezett szemcseeltávolító rendszer a legolcsóbb biztosítás, amit egy tisztítómű megvásárolhat, mert megvéd minden szivattyút, diffúzort, hőcserélőt és víztelenítő gépet a folyásirányban. Ez a cikk elmagyarázza, mit csinálnak a szemcsekamrák, hogyan működnek, a három fő típust, a legfontosabb tervezési tényezőket és azokat a gyakorlati kérdéseket, amelyeket a kezelők feltesznek, amikor megbízható rendszerre van szükségük.

Mi az a szemcsekamra, és miért számít a szemcsék?

A szemcsekamra egy olyan előkezelő egység, amely eltávolítja a nehéz szervetlen szilárd anyagokat – homokot, kavicsot, tojáshéjat, csontdarabokat, kávézaccot, magvakat és üvegdarabokat – úgy, hogy hagyja ülepedni, miközben a szerves frakció szuszpenzióban marad. A szemcseszemcsét tervezési szempontból a szemcseméret és -sűrűség határozza meg: körülbelül 0,15-0,21 mm-es ásványi részecskék, amelyek fajsúlya közel 2,65, a kvarchomok értéke.

A szemcse nem bomlik le a tisztítótelepen belül. Egyszerűen felhalmozódik. Az elsődleges derítőkben sűrű fenéklerakódások keletkeznek, a finombuborékos diffúzorok a membránok tönkremeneteléig kopnak, az iszapvezetékek a kanyarokban elkopnak, az anaerob rothasztók pedig felhasználható térfogatot veszítenek olyan homokréteggé, amelyet semmilyen biológiai folyamat nem tud lebontani. Súlyos esetekben a szemcsék elérik a szalagpréseket, centrifugákat és csavarpréseket, és a rutin polimer kondicionálást karbantartási eseménnyé változtatják.

• Csiszoló kopás a szivattyú járókerekén és tekercsén, különösen a szemcsekezelő és visszatérő iszapszivattyú állomásokon;
• Iszapszállító és biogáz vezetékek eltömődése;
• A levegőztető tartályok és rothasztók hatékony kapacitásának elvesztése;
• Holt zónák, amelyek felfogják a szerves anyagokat, szeptikussá válnak és szagpanaszokat okoznak.

Mivel a károsodás lassan fejlődik ki, a szemcsés problémákat gyakran rosszul értelmezik a berendezés hibájának. Az ismételten kiégő kaparó vagy egy folyamatosan veszít hatékonyságú szivattyú egyszerűen a túlterhelt kamra következményeit dolgozza fel.

Hogyan működnek a Grit Chambers

A szemcsék eltávolítása egy gravitációs osztályozási eljárás. A tervező kiválaszt egy célszemcseméretet – általában 0,21 mm-t az önkormányzati projekteknél –, és olyan áramlási feltételeket tart fenn, amelyek lehetővé teszik az ilyen méretű részecskék leülepedését a padlón, miközben a könnyebb szerves szilárd anyagok, amelyek fajsúlya közel 1,0, magukkal maradnak. A gyakorlatban az átlagos előrehaladási sebességet 0,3 m/s közelében szabályozzák a vízszintes áramlási csatornákban, míg a levegőztetett és örvényes kialakítások spirális vagy érintőleges áramlási mintát használnak, hogy hasonló elválasztást hozzanak létre, eltérő hidraulikus megközelítéssel.

Az összegyűjtött szemcsét a kamrapadlónál lévő vályúba vagy tölcsérbe kaparják, majd az elválasztási és mosási lépésbe továbbítják. Az örvénykamrában a garat a tartály közepén helyezkedik el, ahol a forgási mozgás lelassul és a legnehezebb anyag kiesik.

A szemcsés kamrák típusai

Vízszintes áramlású szemcsekamrák

A vízszintes áramlású csatornák, más néven sebességvezérelt szemcsekamrák, körülbelül 0,3 m/s sebességgel tartják előre a szennyvizet. Ennél a sebességnél a 0,2-0,3 mm-es homok leülepedik, miközben a szerves anyagok áthaladnak rajta. A kamra hosszú és téglalap alakú, arányos gáttal vagy Parshall csatornával az áramlás irányában, hogy a sebességet széles áramlási tartományban egyenletesen tartsa. A fő előny az egyszerűség és az alacsony energiafelhasználás; a fő költség a lábnyom és a precíz hidraulikus vezérlés szükségessége.

Levegőztetett szemcsekamrák

A levegőztetett kamrák négyszögletes tartályok, amelyek egyik oldalán diffúzorok sorakoznak. A felszálló buborékok spirális tekercset indukálnak, amely a szerves anyagokat szuszpenzióban tartja, míg a nehezebb szemcsék a szemközti fal mentén ülepednek. Ez a súroló művelet tisztább szemcsét eredményez, mint a vízszintes csatorna, és kivonja az illékony szagokat a szennyvízből. A kompromisszum a folyamatos fúvóteljesítmény és a diffúzorok karbantartása, a szemcseszállító szalagok mellett.

Vortex szemcsés kamrák

Vortex vagy örvénylő szemcsekamrák tangenciálisan táplálják a szennyvizet egy hengeres tartályba, és egy központi járókerékkel vagy légcsavarral kényszerörvényt hoznak létre. A szemcse a kerület felé halad, és leülepszik a középső garatban, míg a szerves részecskék kivezetik az örvényt a tetejéről. A kompakt felépítés és az állítható járókerék-fordulatszám érzékenysé teszi a tervezést a vezérlésre. Egy jól hangolt örvényegység a 0,15–0,21 mm-es tartományban a legtöbb részecskét a csatornarendszer alapterületének töredékével rögzíti. A korlátozott területtel rendelkező vagy ingadozó beáramlású üzemeknél az azonos örvényelven épült kompakt ciklon homokülepítő praktikus alternatívája a teljes mélységű betoncsatorna helyett.

Szemcsemosás és osztályozás: A munka befejezése

A csak anyagot gyűjtő szemcsekamra nem fejezi be a munkát. A garatból kihúzott homok még mindig 30-60% vizet, és egy rosszul hangolt kamrában elegendő szerves anyagot tartalmaz az erjedéshez és a szaghoz. A nedves, szagú szemcsét drága teherautóval szállítani, nehéz lerakni, és minősége az időjárástól függően változik.

A szemcseosztályozók egy sekély ülepítő medencét kombinálnak egy csigás szállítószalaggal, amely kiemeli a leülepedett homokot a vízből. Ahogy a csiga forog, a szemcsét egy ferde vályúhoz súrolja, és a mosóvíz visszajuttatja a könnyebb szerves anyagot a folyamatba. Az eredmény egy leeresztett, szagtalanított szemcse jelentősen csökkentett mennyiséggel. A tengely nélküli spirális szemcseosztályozó különösen alkalmas erre a feladatra, mivel a spirálnak nincs eltömíthető középső tengelye, és a szárnyak kopásállósága meghosszabbítja az élettartamot az igényes szemcsekörnyezetben.

Tervezési szempontok és teljesítménytényezők

A szemcseeltávolítással kapcsolatos legtöbb működési probléma néhány döntésre vezethető vissza: a megcélzott szemcseméretre, a csúcsáramú hidraulikus terhelésre, a sebességszabályozásra és arra, hogy a kamra leválasztható-e a szolgáltatáshoz. Az átlagos száraz időjárási áramlásra tervezett kamra nedves időben meghibásodik, amikor az extra beáramlás egyenesen a csatornán keresztül nyomja a homokot a biológiai szakaszba. A tervezők ezért a szemcserendszert csúcsidőben mérik, és ahol praktikus, legalább két párhuzamos egységet telepítenek.

A fejmunkák sorrendje is számít. A szűrés az első; a fogkeverő rúd képernyője eltávolítja a rongyokat, törlőkendőket és durva törmeléket, amelyek egyébként áthidalják a szemcsekamra bemenetét, és megzavarják az áramlás eloszlását. Ezután a szemcsekamra megvédi a szivattyúkat és minden utánfutó egységet a kopástól. Különösen az önkormányzati üzemeknek van szükségük erre a sorrendre, hogy levegőztető rendszereiket csendesen tartsák: lásd a települési szennyvízkezelés áttekintés a teljes fejmunkához. Az ipari létesítmények ugyanazzal a kopásállósággal szembesülnek, és a kamra kiválasztása a szilárd anyagok természetétől függ; a ipari szennyvízkezelés oldal elmagyarázza, hogyan változik a kiválasztás, ha az upstream szennyvizek változóak.

• Méret csúcsidőben nedves időjárási áramláshoz, nem a napi átlaghoz;
• Állítson be egyértelmű céleltávolítási méretet, és ellenőrizze azt a berendezés szállítójával;
• Tervezze meg a szemcsealátétet és az osztályozót a kamracsomag részeként, ne utólagos gondolatként;
• Biztosítson garatfűtést és vízelvezetést, hogy az összegyűjtött anyagot hideg éghajlaton is működőképes legyen.

Gyakran Ismételt Kérdések