الجواب المباشر:حجم خزان معادلة مياه الصرف الصناعي من توازن الكتلة المستند إلى الوقت بين التدفق المقاس ومعدل التغذية المتحكم فيه - وليس من متوسط التدفق اليومي وحده. ثم تحقق مما إذا كانت قمم حمولة الملوثات ، والخلط ، ونطاق تشغيل المضخة ، والعمق القابل للاستخدام ، والبورد ، وحجم التنظيف ، واستراتيجية الاستعداد واستجابة التحكم تتطلب حجم عمل إضافي.
المقدمة
غالبًا ما يوصف خزان المعادلة بأنه مخزن مؤقت بسيط. في مصنع الصرف الصحي الصناعي ، هو أكثر دقة من أصول التحكم في العمليات. يتلقى الماء المتغير من الإنتاج ويطلق تدفقًا وحملًا أكثر استقرارًا للمعالجة الكيميائية أو البيولوجية أو الغشائية أو الحرارية. إذا كان الخزان صغيرًا جدًا ، لا تزال معدات المصب ترى القمم التي كان من المفترض أن تمتصها. إذا كان حجمه كبيرًا دون خلط كافٍ ، فيمكن للمصنع أن يخلق الاستقرار والرائحة والطبقات والتكلفة الرأسمالية غير الضرورية.
لذلك فإن سؤال التصميم العملي ليس "كم عدد ساعات الاحتفاظ التي يجب أن نستخدمها؟" إنه "ما حجم العمل المطلوب لامتصاص عدم التوافق الفعلي بين مياه الصرف الصحي الواردة والمعدل الذي يمكن أن يقبله نظام المصب بأمان؟" يتطلب هذا السؤال ملف تعريف التدفق وجدول التشغيل وبيانات جودة المياه التمثيلية.
يشرح هذا الدليل طريقة التحجيم الموجهة للمشتري ، والشروط التي تغير النتيجة ، والمعلومات التي يجب أن تظهر في طلب عرض الأسعار. لا يقدم وقتًا عالميًا للاحتفاظ لأن أنماط الإنتاج وكيمياء مياه الصرف الصحي وأهداف المعالجة تختلف باختلاف المشروع.
ما يجب أن تحققه المعادلة
يمكن أن تخدم المعادلة الصناعية عدة واجبات ذات صلة:
- المعادلة الهيدروليكية.إنه يثبط قمم التدفق كل ساعة ويوفر تدفقًا أكثر ثباتًا للعملية التالية.
- معادلة الحمل.إنه يمزج دفعات عالية ومنخفضة القوة بحيث لا تصدم COD أو المواد الصلبة العالقة أو الملوحة أو المعادن أو المكونات الأخرى المرحلة النهائية.
- استقرار الأس الهيدروجيني.يمكن أن تقلل من رحلات الأس الهيدروجيني القصيرة من خلال المزج المتحكم فيه ، على الرغم من أنه لا ينبغي أن يحل محل نظام تحييد مصمم بشكل صحيح.
- فصل الإنتاج.يسمح بمعالجة مياه الصرف الصحي بالاستمرار بمعدل خاضع للرقابة عندما يكون الإنتاج متقطعًا أو مركزًا في وردية أو نوبتين.
- الاحتياطي التشغيلي.قد يوفر وقتًا محدودًا للرد على اضطراب العملية أو تنظيف التفريغ أو حدث الصيانة عندما يتم تحديد هذا الواجب صراحةً.
لا يؤدي خزان واحد تلقائيًا كل واجب. قد يكون المخزن المؤقت المخصص فقط لتجانس التدفق كل ساعة غير كافٍ لمجموعة تنظيف مركزة. قد يحتاج حجم الاحتفاظ في حالات الطوارئ إلى عزل ولا ينبغي احتسابه كمعادلة عادية للحجم. حدد كل واجب قبل إضافة الأحجام معًا.
الخطوة 1: إنشاء ملف تعريف تدفق تمثيلي
متوسط التدفق اليومي يخفي القمم التي تحدد حجم المعادلة. سجل أو تقدير التدفق على فترات تطابق سلوك العملية. تعد البيانات التي تبلغ مدتها خمس عشرة دقيقة أو بالساعة مفيدة للتفريغ السريع للدفعة ؛ قد تكون الفترات الأطول مقبولة للإنتاج المستمر المستقر.
يجب أن يغطي الملف الشخصي الإنتاج العادي ، والبدء ، والإغلاق ، والتنظيف ، وتغيير المنتج وأعلى يوم إنتاج موثوق به. افصل بين الأحداث غير العادية بدلاً من مزجها في المتوسط. إذا كان مصنع الطعام يقوم بتفريغ كبير في مكانه بعد كل وردية ، أو يفرغ خط تشطيب معدني خزان شطف في وقت محدد ، يجب أن تظهر هذه الأحداث في الملف الشخصي.
لكل فاصل وثيقة:
- حجم أو معدل التدفق ؛
- نشاط الإنتاج الذي أدى إلى توليد المياه ؛
- درجة الحموضة ودرجة الحرارة والملوثات التي يمكن أن تحكم العلاج ؛
- ما إذا كان يمكن إعادة جدولة التفريغ أو تحريره تدريجيًا ؛
- ما إذا كان يجب أن يظل أي تيار منفصلاً من أجل الاسترداد أو المعالجة المسبقة أو الجرعات الخاضعة للرقابة.
في حالة عدم تركيب العدادات بعد ، يمكن أن تشكل سجلات الإنتاج وأحجام تفريغ الخزانات وأوقات تشغيل المضخة وسجلات استخدام المياه ملفًا شخصيًا أوليًا. يجب أن يشير الاقتراح بوضوح إلى التقديرات ويحدد المراقبة المطلوبة قبل التصميم النهائي.
الخطوة 2: تحديد التدفق المتحكم فيه
يعتمد حجم المعادلة بالتساوي على معدل مغادرة الخزان. يجب أن يعتمد التدفق الخارجي الخاضع للرقابة على نطاق التشغيل الآمن والاقتصادي للمعالجة النهائية ، وليس مجرد متوسط التدفق.
للمعالجة المستمرة ، قد يعكس المعدل المختار تحميل المفاعل ، أو المكونات الهيدروليكية للتصفية ، أو تدفق الغشاء ، أو سعة المبخر أو الساعات المتاحة للعمل. إذا استمرت المعالجة 24 ساعة بينما يولد الإنتاج مياه الصرف الصحي خلال 16 ساعة ، يمكن أن تؤدي المعادلة إلى انتشار تدفق الإنتاج عبر فترة المعالجة الأطول. إذا توقف مصنع المصب أيضًا بين عشية وضحاها ، يكون النمط المطلوب مختلفًا.
تأكيد:
- الحد الأدنى والحد الأقصى لمعدل التغذية لنظام المصب ؛
- عدد ساعات العمل في اليوم والأيام في الأسبوع ؛
- قدرة المضخات ومعدات المعالجة ؛
- الصيانة المخططة أو انقطاعات التنظيف ؛
- ما إذا كان قطار العلاج الاحتياطي متاحًا ؛
- التباين المسموح به في التدفق وحمل الملوثات.
هدف التدفق الذي لا يمكن صيانته بالمضخات أو الأدوات المحددة ليس أساسًا تصميمًا صالحًا.
الخطوة 3: حساب متطلبات التخزين التراكمي
قسّم فترة التصميم إلى فترات زمنية. لكل فترة، احسب:
change in stored volume = inflow volume − controlled outflow volume
أضف التغييرات بشكل تراكمي. حجم العمل الهيدروليكي المطلوب هو الفرق بين أعلى وأدنى النقاط في منحنى التخزين التراكمي. توضح هذه الطريقة عندما يملأ الخزان ، ومتى يتم تصريفه وما إذا كان يعود إلى مستوى التشغيل المقصود قبل تكرار الدورة.
الحساب التوضيحي
ضع في اعتبارك مصنعًا يولد مياه الصرف الصحي على مدى فترة إنتاج مدتها 16 ساعة ويغذي المعالجة باستمرار. قد يشير المتوسط اليومي وحده إلى خزان متواضع ، ولكن قد تصل دفعتان للتنظيف في غضون ساعة واحدة. يلتقط الحساب التراكمي الفائض المؤقت الذي تم إنشاؤه بواسطة تلك الدُفعات. إذا تجاوز معدل المعالجة المتحكم فيه التدفق لاحقًا ، ينخفض الحجم المخزن مرة أخرى.
لا تستخدم النمط التوضيحي كقيمة مشروع. استبدلها ببيانات الموقع وتحقق من أكثر من سيناريو إنتاج واحد:
- أيام الأسبوع العادية
- أعلى يوم إنتاج ؛
- عطلة نهاية الأسبوع أو عملية خفض النقل ؛
- يوم التنظيف والتغيير ؛
- أعد التشغيل بعد إيقاف العلاج المخطط له.
ال[إرشادات معادلة تدفق ومساواة تدفق وكالة حماية البيئة الأمريكية]](https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=2000QTKP.TXT)يناقش الأساليب الرسومية وتوازن الكتلة لتحديد التخزين من التدفق المتغير. ينطبق نفس المبدأ على المشاريع الصناعية ، بينما تظل البيانات الفعلية وحدود المعالجة خاصة بالموقع.
الخطوة 4: تحقق من معادلة تحميل الملوثات
قد لا يكون الحجم الهيدروليكي هو العامل الحاكم. يمكن أن تحمل دفعة صغيرة نسبيًا حمولة مرتفعة من COD أو الأحماض أو القلويات أو المعادن أو المذيبات أو الأملاح. احسب الأحمال على أساس زمني لكل مكوّن يؤثر في المعالجة:
pollutant load = flow × concentration
راجع كل من التركيز والكتلة لكل فترة. يمكن للخزان أن يوفر تدفقًا ثابتًا مع الاستمرار في إرسال ذروة تركيز ضارة في اتجاه مجرى النهر إذا كان الخلط ضعيفًا أو إذا كانت الدفعة عالية القوة تحتل حصة كبيرة من الحجم النشط.
للمعالجة البيولوجية ، ضع في اعتبارك COD القابلة للتحلل والمركبات المثبطة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة. بالنسبة للترسيب الكيميائي ، ضع في اعتبارك الأنواع المعدنية وعوامل المخلب وطلب الكاشف. بالنسبة للأغشية ، ضع في اعتبارك المواد الصلبة العالقة والصلابة والسيليكا والزيت ومكونات القشور. للتبخر ، ضع في اعتبارك الأملاح الذائبة والرغوة واحتمالية التقشير.
إذا كان أحد التدفقات يخلق مخاطر غير متناسبة ، فقد يكون الفصل بين المصدر أو القياس البطيء أكثر أمانًا من جعل خزان المعادلة العام أكبر.
الخطوة 5: تحويل حجم العمل إلى هندسة الخزان
حجم العمل المحسوب ليس هو نفسه حجم الخزان الإجمالي. يجب أن يحسب الخزان المادي:
- الحد الأدنى من مستوى التشغيل اللازم لحماية المضخات أو الحفاظ على الغمر ؛
- هامش تشغيل عالي المستوى ؛
- Freeboard للموجات والرغوة وتأخير التحكم ؛
- المناطق الميتة والهندسة غير القابلة للاستخدام ؛
- بدل تراكم المواد الصلبة وتنظيفها ؛
- متطلبات الخلاط أو معدات التهوية ؛
- أحكام الوصول والتفتيش والصيانة الآمنة.
اذكر بشكل منفصل الحجم الإجمالي ونطاق العمل العادي وحجم الطوارئ أو حجم الطوارئ. هذا يمنع عرض الأسعار من الظهور بشكل أكبر مع عدم وجود سعة إضافية يمكن التحكم فيها.
تؤثر نسب الخزان أيضًا على الخلط. يتصرف حوض عريض ضحل بشكل مختلف عن خزان أسطواني عميق. تؤثر الأعمدة الداخلية ، والحواجز ، والأرضيات المنحدرة ، وموقع المدخل وترتيب شفط المضخة على قصر الدائرة وترسيب المواد الصلبة.
الخلط والتهوية والتحكم في الرائحة
تتطلب المعادلة حركة كافية لمزج التيارات الواردة والحفاظ على المواد الصلبة الإشكالية من التراكم. الطريقة الصحيحة تعتمد على خصائص مياه الصرف الصحي.
خلط ميكانيكي
يمكن أن توفر الخلاطات الغاطسة أو العلوية دورانًا سائبًا دون إضافة الأكسجين عن قصد. راجع محتوى المواد الصلبة والألياف ومخاطر التمزق وهندسة الخزان والتعرض للتآكل والوصول وما إذا كان يمكن إزالة الخلاط دون تجفيف الخزان.
خلط أو تهوية الفقاعات الخشنة
يمكن أن يوفر الهواء خلطًا وقد يساعد في الحد من الظروف الإنتانية ، ولكنه يضيف أيضًا طاقة المنفاخ وإمكانات الهباء الجوي وتجريد المركبات المتطايرة. يجب أن تكون كثافة التهوية مرتبطة بهدف الخلط والرائحة الفعلي.
إعادة تدوير ضخ
يمكن أن تكون إعادة التدوير مفيدة للخزانات الأصغر أو التخطيطات الخاصة ، ولكن يجب فحص معالجة المواد الصلبة للمضخة ووضع الفوهة واستخدام الطاقة. لا ينبغي أن ينشئ اختصارًا مباشرًا من مدخل إلى منفذ.
لا توجد قاعدة واحدة للكهرباء تغطي كل مياه الصرف الصناعي. اطلب واجب الخلاط ، وافتراضات مياه الصرف الصحي ، وهندسة الخزانات ومنطق التغطية بدلاً من تصنيف المحرك فقط.
المضخات والأدوات ومنطق التحكم
يجب أن يحول نظام التدفق الخارجي حجم الخزان إلى تغذية مستقرة في اتجاه مجرى النهر. قد يشمل النطاق النموذجي مضخات واجب واستعداد ، ومحركات متغيرة التردد ، وقياس المستوى ، وحماية مستقلة عالية المستوى ، وحماية المضخة منخفضة المستوى ، وقياس التدفق والإنذارات.
تشمل أسئلة التحكم الهامة:
- هل تحافظ المضخة على التدفق المطلوب عبر نطاق رأس التشغيل الكامل؟
- ماذا يحدث إذا فشلت إشارة مقياس التدفق؟
- هل يرتبط المستوى العالي باستجابة قابلة للتنفيذ ، مثل إيقاف النقل الأولي أو التحويل إلى مساحة تخزين محددة؟
- هل يمكن للمشغل رؤية مستوى الخزان وتدفق المخرج والإنذارات وحالة المضخة؟
- هل هناك وضع آمن للصيانة والتنظيف والتشغيل اليدوي؟
- هل توجد قياسات الأس الهيدروجيني أو الموصلية حيث يتم خلط الماء بشكل كافٍ ليكون تمثيليًا؟
يجب أن يؤكد اختبار المصنع تسلسل التحكم المتفق عليه ، والإنذارات ، والتشابك ، والدوران وإشارات الأجهزة. لا يمكنها إعادة إنتاج السلوك النهائي لمياه الصرف الصحي ما لم يتم تضمين اختبار رطب خاص بالمشروع.
أخطاء التحجيم الشائعة
استخدام وقت احتفاظ ثابت بدون توازن تدفق
قد تكون قواعد مثل "ثماني ساعات من التخزين" مفيدة لتقدير الفحص المبكر ، لكنها لا تُظهر ما إذا كان الخزان يمتص الذروة الفعلية. استخدم ملف التعريف المستند إلى الوقت للحجم النهائي.
الجمع بين التدفقات غير المتوافقة في وقت مبكر جدًا
قد يبدو خلط الماء الحمضي والقلوي مفيدًا ، ولكنه قد يتسبب أيضًا في حرارة أو إطلاق غاز أو ترسيب غير خاضع للرقابة. يمكن أن تتطلب التيارات الحاملة للسيانيد أو الكبريتيد أو الكروم أو المذيبات الفصل والحماية المخصصة. تأكيد التوافق قبل الجمع.
حساب تخزين الطوارئ كحجم عمل عادي
إذا كان المشغلون يستخدمون حجم الطوارئ بشكل روتيني ، فهذا ليس حجمًا طارئًا. حافظ على مستويات منخفضة وعالية طبيعية واضحة وتحقق من أن أجهزة الإنذار تترك وقت الاستجابة.
تجاهل المواد الصلبة والتنظيف
تقلل المواد الصلبة المستقرة من الحجم الفعال ويمكن أن تصبح من الصعب إزالتها. توفير إمكانية الصرف والوصول وطريقة تنظيف واقعية.
تحديد سعة الخزان فقط
لا يوفر الخزان بدون الخلط والضخ والأجهزة ومنطق التحكم بشكل مناسب معادلة موثوقة. تقييم الحزمة الوظيفية الكاملة.
المعلومات المراد تضمينها في RFQ
تزويد الموردين بـ:
- مصدر ووصف كل تيار وارد ؛
- بيانات التدفق بالساعة على الأقل لأيام التمثيل وأيام الذروة عند توفرها ؛
- أحجام الدُفعات والتوقيت ومدة التفريغ ؛
- تحليلات المياه المرتبطة بظروف التشغيل ذات الصلة ؛
- عملية المصب ونطاق العلف المسموح به ؛
- ساعات العمل وفترات الإغلاق المخطط لها ؛
- مساحة الموقع المتاحة والارتفاع والقيود الهيدروليكية ؛
- توقعات مواد الخزان والتعرض للمواد الكيميائية ؛
- المواد الصلبة والألياف والزيوت والرغوة والرائحة أو مخاوف المركب المتطاير ؛
- المعيار الكهربائي وواجهة التحكم وفلسفة الإنذار ؛
- التكرار المطلوب والتنظيف والصيانة ؛
- تحديد الواجبات العادية والطوارئ والطوارئ.
اطلب من كل مورد وضع افتراضات ، والحجم الإجمالي ، وحجم العمل القابل للاستخدام ، ومستويات التحكم ، وأساس الخلاط ، ونقطة واجب الضخ ، وقائمة الأدوات والاستثناءات. هذا يجعل من السهل مقارنة الاقتباسات على أساس الإعجاب بالمثل.
أسئلة وأجوبة
كم عدد ساعات المساواة التي تحتاجها مياه الصرف الصناعي؟
لا يوجد رقم عالمي. يعتمد التخزين المطلوب على الفرق التراكمي بين التدفق الداخلي والخارجي المتحكم فيه ، بالإضافة إلى قمم التحميل واحتياطي التشغيل وهندسة الخزان القابلة للاستخدام. وقت الاحتفاظ الثابت هو فقط تقدير مبكر ما لم يتم التحقق منه مقابل ملف تعريف تدفق تمثيلي.
هل يمكن لخزان المعادلة أيضًا تحييد الرقم الهيدروجيني؟
يمكن أن يقلل المزج من بعض تباين الأس الهيدروجيني ، لكنه لا يحل محل التحييد المتحكم فيه عندما تكون الأحمال الحمضية أو القلوية كبيرة. يجب تقييم توافق التيار وإطلاق الحرارة والترسيب وتشكيل الغاز وجرعات الكاشف واستجابة التحكم.
هل يحتاج خزان المعادلة إلى تهوية؟
يحتاج إلى خلط فعال. التهوية هي إحدى الطرق الممكنة. قد يكون الخلط الميكانيكي أو إعادة تدوير الضخ أكثر ملاءمة عندما يكون نقل الأكسجين أو الهباء الجوي أو المركبات المتطايرة مخاوف.
هل يجب أن يكون هناك خزانتان للمعادلة؟
قد تعمل مقصورتان أو خزانات على تحسين مرونة الصيانة أو الفصل أو الموثوقية ، لكنها تضيف الصمامات والتحكم ومعدات الخلط والتكلفة. يجب أن يتبع القرار التوافر المطلوب واستراتيجية التشغيل.
ما هي البيانات الأكثر أهمية للحجم؟
يعد التدفق المستند إلى الوقت ، وأحداث الدُفعات ، وسعة التغذية النهائية وأحمال الملوثات التي يمكن أن تحد من العلاج هي الأكثر أهمية. هندسة الخزان ، ومستويات التحكم ، وبدل الخلط والتنظيف ، ثم تحويل النتيجة الهيدروليكية إلى مواصفات معدات.
خاتمة
تبدأ المعادلة الموثوقة بجدول المصنع وتوازن التدفق المستند إلى الوقت. احسب التخزين الناتج عن الفرق بين المعالجة الداخلية والمعالجة المتحكم بها ، ثم اختبر النتيجة مقابل أحمال الملوثات وهندسة الخزان والخلط والمضخات والضوابط والطوارئ التشغيلية. يجب أن يكون التسليم نطاقًا وظيفيًا كاملاً - وليس مجرد سعة خزان اسمية.
أرسل ملف تعريف التدفق وجدول الدُفعات وتحليل المياه وقدرة المعالجة النهائية لطلب مراجعة معادلة خاصة بالمشروع.
