I. Въведение
знаехте ли През последните години екстремните метеорологични условия станаха непредсказуеми, оттокът на водата от източниците постоянно варира и еутрофикацията на водата се влошава. Повърхностните водоизточници в много райони действат усилващо-произвеждайки-миризми, изпитвайки масивен цъфтеж на водорасли или показващи прекомерни нива на органична материя-всичко от което създава ежедневни рискове за безопасността на градското водоснабдяване. За ефективно премахване на земни и мухлясали миризми, както и на неприятните следи от органични замърсители, водоснабдителните компании в цялата страна са възприели дозиране на прахообразен активен въглен (PAC) -независимо дали за спешна реакция или рутинно третиране-като „ключово оръжие“ за запазване на качеството на водата.
Въпреки това, тъй като този процес става все по-широко използван, много водни инсталации се сблъскаха с разочароващ, често срещан проблем: помпите с прогресивна кухина (едно-винтови помпи) в системите за дозиране на мокра въглеродна суспензия се износват с тревожно бърза скорост. Много заводи се оказват, че трябва да сменят цялата глава на помпата-по-специално ротора и статора-след само два или три месеца работа; това е истинска караница! Такава честа повреда на оборудването не само води до рязко покачване на разходите за експлоатация и поддръжка и разходите за резервни части, но също така води до нестабилни скорости на дозиране-или дори пълни прекъсвания-и налага чести спирания за ремонт. Това сериозно възпрепятства способността на водната централа да поддържа постоянно качество на водата и да гарантира непрекъснато, безопасно производство. За цялостно разрешаване на-общите главоболия в индустрията, свързани с оборудването за транспортиране на прахообразен активен въглен (PAC),-а именно бързото износване, високите тежести за поддръжка и нестабилността на системата-ние ще използваме практическия оперативен опит на водоснабдителните предприятия в цялата страна. Ще разгледаме физичните свойства на активния въглен, ще анализираме структурните принципи на транспортното оборудване и ще разкрием основните причини зад преждевременната повреда на винтовите помпи. Също така ще сравним двата основни процеса на дозиране-дозиране на мокра въглеродна суспензия и дозиране на сух прах-за да оценим тяхната дългосрочна-производителност. Накрая ще представим оптимално решение за дозиране, пригодено за ежедневна употреба в пречиствателни станции за вода: такова, което осигурява дълъг експлоатационен живот, минимални повреди и ниски разходи, предоставяйки практическа техническа справка за оптимизиране на процесите, надграждане на оборудването и стабилно, високо{17}}качествено водоснабдяване.
II. Защо активният въглен на прах съсипва винтовите помпи? Обяснение на основния механизъм
Не се заблуждавайте от „финия и равномерен“ вид на прахообразния активен въглен! В действителност се състои от порести твърди частици, които са изключително твърди, силно абразивни и с неправилна форма. В сравнение с течни химикали като PAC (коагуланти) или PAM (флокуланти), неговият потенциал да повредят оборудването е многократен-което е точно причината винтовите помпи често да „отказват“ само след няколко месеца работа. Нека разбием четирите ключови фактора, които участват:
1. Вродена структурна несъвместимост с абразивни среди-това е първопричината!
Едно-винтовите помпи разчитат на плътно прилягане между метален ротор и гумен статор за създаване на запечатани кухини за транспортиране на средата; просветът в тези кухини е невероятно малък. При транспортиране на суспензия от PAC, множество твърди въглеродни частици постоянно се вклиняват в интерфейса между ротора и статора. Докато помпата се върти, тя ефективно подлага вътрешната стена на гумения статор на непрекъснато шлайфане и полиране-нещо, което никой компонент не може да издържи дълго!
Със стандартни химически агенти-които нямат такива твърди абразивни частици-статорът на винтовата помпа може да работи надеждно една или две години без проблеми; но при работни условия на въглеродна каша? Гумената вътрешна стена е постоянно подложена на рязане и изстъргване, което ускорява стареенето и бързо разширява пролуките. Това води до незабавни проблеми като спад на скоростта на потока, недостатъчно налягане, неравномерно дозиране и непостоянен обратен поток. В крайна сметка помпата се поврежда напълно, не оставяйки друг избор освен да смените главата на помпата.
2. Въглеродната суспензия се утаява и утаява, издълбава помпата!
Активният въглен на прах е сравнително тежък и нестабилен в суспензия; утаява се и се натрупва почти веднага, когато помпата спре. Много водни инсталации не успяват да извършат принудително промиване след спиране, което позволява на остатъчната въглеродна суспензия в камерата на помпата, входящите/изходящите тръби и коленните дъна да се втвърдят в твърди утайки.
Когато помпата се рестартира, тези каменно-твърди въглеродни парчета се смачкват и стържат по гумената облицовка на статора, причинявайки незабавна локализирана повреда, напукване и разслояване. Това драстично скъсява живота на оборудването-основен фактор, предизвикан от човека-, причиняващ преждевременно „пенсиониране“ на оборудването.
3. Неправилните работни параметри удвояват износването!
За да осигурят достатъчни граници на дозиране, много водни инсталации работят с помпи при високи скорости и пълно натоварване за продължителни периоди. Естествено, по-високите скорости експоненциално увеличават честотата на изтъркване и смилане на вътрешните стени на помпата от въглеродни частици. Някои растения също приготвят въглеродна суспензия при прекомерни концентрации-често надвишаващи 10%; с такава висока плътност на частиците, интензитетът на абразива скача до небето.
Освен това аерацията в смесителните резервоари и всмукването на въздух (кавитация) причиняват образуването на мехурчета вътре в помпата. Докато тези мехурчета се свиват, те многократно удрят гумения статор, причинявайки умора, стареене и загуба на устойчивост. Това само усложнява проблема, ускорявайки пълната повреда на помпата.
4. Стандартните гумени материали просто не могат да издържат на суровата природа на въглеродната каша!
Повечето стандартни статори на помпи с прогресираща кухина на пазара са направени от обикновен нитрил-бутадиен каучук (NBR). Въпреки че са подходящи за чиста вода или стандартни течни химикали, тяхната устойчивост на износване и ерозия е крайно недостатъчна за това приложение. Дори ако преминете към така наречения -устойчив на износване-полиуретанов статор, това ви печели само малко повече време-може би шест до осем месеца. Все още не е необходим-за поддръжка; тя остава високо{7}}износваща се част, изискваща честа смяна, като не успява да реши проблем, който измъчва цялата индустрия!
III. Какви са разочароващите проблеми с настоящия процес на шнекова-помпа за мокро захранване?
Разглеждайки как водоснабдителните предприятия в цялата страна го използват, традиционната настройка на „смесителен резервоар + мокра-захранваща шнекова помпа“ има явни слабости-особено при условия на ежедневно дозиране на въглерод-което го прави неподходящо за дългосрочна-срочна, непрекъсната работа:
Оборудването се поврежда бързо: Помпените глави трябва да се сменят на всеки два или три месеца; комбинираната цена на резервни части и труд е зашеметяваща.
Нестабилна работа: След като корпусът на помпата се износи, скоростта на дозиране се колебае необичайно, което прави невъзможно поддържането на постоянни резултати от обработката на водата.
Прекомерна поддръжка: Престоят за разглобяване, смяна на помпата и прочистване на системата отнема огромно количество работна ръка за O&M. Нека да разгледаме по-отблизо основните проблеми, които се крият в едно-винтовите помпи:
Системната структура-често сглобена-е пълна с недостатъци, създаващи сериозни опасности за безопасността във всеки един момент.
Абсурдно високи скрити разходи: Честите старт-спирания, повреди и непредсказуеми прекъсвания на доставките директно подкопават усилията за контролиране на миризмата и вкуса в готовата вода.
Фундаментално несъвместим с процеса: деликатната структура на една-винтова помпа просто не може да издържи на силно абразивни прахови суспензии; честно казано, това е по-скоро „импровизирано решение“, отколкото оборудване, предназначено за дългосрочна-тежка-работа.
IV. Нека сравним дългосрочната-производителност на двата основни процеса на дозиране на активен въглен на прах!
Водопречиствателните станции понастоящем използват два основни подхода за дозиране на въглерод: традиционно дозиране на мокра въглеродна суспензия и обемно дозиране на сух прах. Нека ги разделим въз основа на четири ключови критерия: дългосрочна-стабилност, разходи за оборудване, разходи за експлоатация и поддръжка и осигуряване на качеството на водата.
1. Дозиране на мокра въглеродна суспензия (смесителен резервоар + прогресивна кухинна помпа)
Той има някои достойни предимства: въглеродният прах е предварително-намокрен и равномерно диспергиран, предотвратявайки образуването на бучки; ефективността на адсорбция е отлична; в съоръжението няма прах във въздуха; и дозировката може да бъде прецизно фино-настроена в движение.
Той обаче има фатални недостатъци, които не могат да бъдат пренебрегнати:
Транспортното оборудване се износва бързо, което води до прекомерни разходи за експлоатация и поддръжка.
Въглеродният прах има тенденция да се утаява и запушва тръбите, което изисква постоянно разбъркване; ако системата спре, незабавното промиване е задължително-това е огромна караница.
Помпите с прогресивна кухина разчитат на прецизно-монтирани компоненти и просто не могат да издържат години на абразивно износване; те наистина са подходящи само за временна, спешна употреба.
2. Дозиране на сух прах (шнеково захранващо устройство с променлива-честота + дисперсия с воден ежектор)
Това е превъзходният избор, специално проектиран за-дългосрочна работа на водни инсталации!
Той напълно елиминира обезпокоителната помпа за пренос на въглеродна суспензия, решавайки първопричините за износването на помпата и необходимостта от ежедневна смяна на части-просто няма крехка глава на помпата, която да се повреди.
Структурата на оборудването е проста, процентът на откази е невероятно нисък и работи със стабилна -стабилност за дълги периоди.
Няма нужда да се приготвя суспензия или да се инсталират системи за смесване, което драстично намалява тежестта за поддръжка, свързана със спомагателното оборудване.
Дозирането е много точно и може да се регулира чрез променлива честота въз основа на търсенето, което го прави идеален за справяне с променливото качество на суровата вода, което често се среща в ежедневните операции.
Дългосрочните-разходи за експлоатация и поддръжка са изненадващо ниски; поддръжката не включва нищо повече от периодично почистване на водния ежектор и обслужване на системата за събиране на прах.
Разбира се, това не е без дребни недостатъци: необходима е система за събиране на прах, за да се предотврати пренасянето на прах във въздуха, необходимо е стабилно водоснабдяване под високо{0}}налягане и гърлото на ежектора се нуждае от периодично почистване, за да се отстранят незначителните натрупвания на въглерод-но всички тези проблеми са управляеми.
V. Избрахме най-доброто решение за дозиране за дългосрочна-работа на пречиствателните станции!
За да отговорим на основните нужди-ефективен контрол на миризмите, стабилна работа, ниски разходи за експлоатация и поддръжка и минимални повреди, изискващи постоянен ремонт-ние очертахме оптималните технически решения за надграждане въз основа на различни работни сценарии:
1. Сценарии, изискващи-целогодишно дозиране (Очевидният избор: системи за дозиране на сух активен въглен на прах!)
Ако вашата водна инсталация е изправена пред проблеми с миризмата на сурова вода през цялата година и изисква непрекъснато дозиране на въглерод, приоритетното преминаване към процес на сухо дозиране е от съществено значение.
Изхвърлете стария метод за транспортиране на въглеродна суспензия чрез винтови помпи, за да премахнете проблемите,-свързани с износването при източника. Това позволява безпилотна, дългосрочна-стабилна работа с изключително ниско износване-, което го прави най-популярната тенденция за техническо надграждане сред водоснабдителните компании от най-висок-ниво в цялата страна за рутинно дозиране на въглерод.
2. Сценарии, изискващи само сезонно или случайно аварийно дозиране (Просто оптимизирайте съществуващата мокра система)
Ако вашето растение дозира въглерод само през кратки периоди като сезони на наводнения или водорасли, можете да запазите съществуващия мокър процес-при условие, че внедрите следните оптимизации:
Заменете стандартните компоненти от нитрилен каучук с-устойчиви на износване полиуретанови (PU) статори и ротори.
Строго контролирайте концентрацията на въглеродна суспензия между 5% и 8%; никога не приготвяйте каша с висока{2}}концентрация.
Намалете работната скорост на винтовата помпа, като използвате-режим на нискоскоростно задвижване с променлива честота (VFD).
Създайте протокол, изискващ принудително промиване с чиста{0}}вода при всяко спиране на системата, за да се предотврати слепване на въглероден прах и повреда на оборудването.
Инсталирайте филтър на входа на смукателния отвор, за да улавяте въглеродни бучки и примеси, като ги предпазвате от надраскване или повреда на тялото на помпата.
3. Надстройте помпата в рамките на съществуващия мокър процес (Ако предпочитате да не модифицирате технологичните резервоари)
Ако ограниченията в пространството на вашия обект възпрепятстват преминаването към суха система, просто сменете стандартната едно-винтова помпа с помпа с лопатки-проблемът е решен. Лобовите помпи се отличават с присъщ дизайн с голям-просвет, който елиминира необходимостта от прецизни-напасвания към земята и предлага изключителна устойчивост на абразия. Те са особено-подходящи за дългосрочен-транспорт на въглеродна суспензия; с експлоатационен живот три до пет пъти по-голям от стандартните винтови помпи, те значително намаляват проблемите с поддръжката и спестяват значителна сума пари!
VI. За да осигурите стабилно дозиране, имайте предвид тези правила за поддръжка!
За да гарантираме, че вашата система с активен въглен на прах (PAC) работи ефективно и безпроблемно в дългосрочен план-минимизиране на повреди, като същевременно гарантира съответствие с качеството на водата-ние ясно очертахме стандартите за поддръжка за вас:
Строго контролирайте концентрацията на суспензията; избягвайте високи концентрации, тъй като те ускоряват износването на оборудването и възпрепятстват ефективността на адсорбция на въглеродния прах-загуба на ресурси!
За мокри системи, запомнете: промийте системата при спиране, почиствайте ежедневно дъното на резервоара и редовно проверявайте тръбопроводите за натрупани въглеродни отлагания!
За сухи системи редовно проверявайте оборудването за събиране на прах и почиствайте всички запушвания във водния ежектор, за да осигурите равномерно разпръскване на праха!
Никога и при никакви обстоятелства не оставяйте помпата да работи на сухо или да кавитира; сухото триене може да изгори статора за моменти, което води до скъпоструващи, необратими повреди!
Поддържайте подробни записи на оборудването-като проследявате циклите на износване и дозираните количества-за да предвидите кога компонентите ще имат нужда от подмяна, преди да възникне повреда!
Гъвкаво регулиране на скоростите на дозиране въз основа на интензитета на миризмата на сурова вода; това гарантира съответствие с качеството на водата, като същевременно избягва ненужните оперативни разходи-печеливши-печеливши решения!
VII. Последна дума
Тъй като качеството на суровата вода често варира и съществуват рискове от неприятна миризма през цялата година, дозирането на PAC се превърна от ниша за спешна мярка в основен, рутинен процес за пречистване на водата! Традиционните конфигурации на винтови помпи с мокро{1}}подаване са принципно несъвместими с абразивни среди, страдат от бързо износване, високи разходи и нестабилност; те са подходящи само за краткосрочна-срочна спешна употреба и не могат да издържат на изискванията на дългосрочна-продължителна работа! От гледна точка на осигуряване на стабилно дългосрочно -снабдяване, намаляване на разходите, повишаване на ефективността и облекчаване на тежестта на поддръжката, технологията за дозиране на сух прах е оптималното решение за премахване на износването на оборудването и осигуряване на надеждна работа на системата! Дори за водни инсталации, изискващи периодично дозиране, обновяването на материалите, рационализирането на протоколите за O&M и оптимизирането на моделите на помпите могат драматично да удължат живота на оборудването.
Чрез оптимизиране на процесите и преоборудване на оборудване най-накрая можем да разрешим-отрасъла, дългогодишен-проблем с честите повреди на помпата. Този подход гарантира постоянно съответствие със стандартите за качество на готовата вода, като същевременно осезаемо намалява разходите за резервни части и намалява времето за престой за поддръжка. Той облекчава тежестта върху персонала по експлоатация и поддръжка на първа линия и цялостно повишава стабилността,-ефективността на разходите и интелигентното функциониране на процеса на пречистване на вода.