بيت › حالات › لوحة مائلة محدثة - محطة مياه كونشان
تاريخ النشر:2025-05-28 • الفئة:حالات• العلامات:مستوطن الأنبوب · مستوطن اللوحة المائلة · التحديثية الترسيب · مياه الشرب · كونشان
القسم 1
محطة بقدرة 600,000 متر مكعب/يوم مع عملية قديمة ومشكلة تعكر
محطة مياه كونشان جينغهي ليست منشأة صغيرة. بسعة تصميمية تبلغ600,000 m³/dتخدم مدينة رئيسية في مقاطعة جيانغسو، وقد خضعت لترقية معالجة متقدمة في الفترة 2006-2007، مما أدى إلى إضافة الكربون المنشط البيولوجي للأوزون إلى مجموعة المعالجة التقليدية الخاصة بها. لسنوات، قام المصنع بتشغيل شبكة التلبد ← خزان ترسيب التدفق الأفقي ← خزان التعويم ← عملية الترشيح من النوع V - وهو تكوين تم تصميمه عندما عانى مصدر المياه الخام، بحيرة كوي، من تكاثر الطحالب الموسمية التي جعلت التعويم ضروريًا.
ثم تغير كل شيء في نوفمبر 2011. بدأ تشغيل مشروع تحويل مياه نهر اليانغتسي، مما أعطى كونشان مصدرًا ثانيًا للمياه الخام. أدى النظام الجديد ثنائي المصدر "النهر + البحيرة" إلى تحسين نوعية المياه الخام بشكل كبير. انخفضت مستويات الطحالب. وأصبح خزان التعويم - الذي كان في يوم من الأيام حرجًا - أالمسؤولية عن استهلاك الطاقة العالية. قبل التعديل التحديثي، تم بالفعل إخراجها من الخدمة.
لكن إيقاف تشغيل خزان التعويم خلق سلسلة من المشاكل. كان طول خزان الترسيب بالتدفق الأفقي 76 مترًا فقط (بما في ذلك منطقة التجميع الطرفية بطول 22 مترًا)، مما يمنحه مساحة نسبيًاوقت الاحتفاظ الهيدروليكي القصير. بدون التأثير التلميع للتعويم، انجرفت تعكر المياه المستقرة إلى أعلى1.0-2.0 نتو، ويمكن للمشغلين أن يروا بصريًا جزيئات الكتلة الدقيقة تتدفق نحو المرشحات. أخذت المرشحات من النوع V في اتجاه مجرى النهر فترات تشغيل أقصر للمرشح، وغسلًا عكسيًا أكثر تكرارًا، واستهلاكًا أعلى للطاقة والمياه.
المصنع يحتاج إلى التحديثية. ولكن مع وجود خزان مياه صافي تم بناؤه مباشرة تحت أحواض الترسيب والتعويم، وعمر الهيكل بالفعل أكثر من 20 عامًا، لم يتمكنوا من هدم الأشياء والبدء من جديد. كان على كل تعديل أن يحترم الهيكل الحالي، ويتجنب إضافة الوزن، والأهم من ذلك، ألا يخاطر أبدًا بإتلاف سقف خزان المياه الصافي.
القسم 2
موجز التصميم: التعديل التحديثي ضمن هيكل عمره 20 عامًا
وضع الفريق الهندسي ثلاثة قيود واضحة:
1.تقليل الأضرار الهيكلية التي تلحق بالخزانات الحالية، والتي تم بناؤها في التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
2.تجربة تجريبية على المرحلة الثانية (50000 متر مكعب في اليوم) - مجموعة معالجة واحدة - قبل التفكير في بدء تشغيل المحطة بالكامل.
3.الهدف: تعكر خزان الترسيب للنفايات السائلةبثبات أقل من 1.0 NTU، مع تكلفة استثمارية خاضعة للرقابة.
كانت الإستراتيجية الأساسية بسيطة بشكل أنيق:إعادة استخدام مساحة خزان التعويم الحالي كمنطقة ترسيب ثانوية، تعويض الطول غير الكافي لخزان التدفق الأفقي. ولكن هناك قراران حاسمان في التصميم سيحددان ما إذا كان التعديل التحديثي قد نجح أم فشل.
القسم 3
قراران حاسمان: أحواض التجميع ونوع المستوطن
القرار 1الاحتفاظ بأحواض التجميع أو إزالتها؟
يحتوي خزان الترسيب ذو التدفق الأفقي على خمسة أحواض تجميع في نهايته يبلغ طول كل منها 22 مترًا، وهي عبارة عن خرسانة مسلحة بألواح سد قابلة للتعديل من الفولاذ المقاوم للصدأ. الاحتفاظ بها من شأنه أن ينقذ أعمال الهدم. لكن نمط التدفق التصاعدي مع دخول الماء إلى الأحواض من شأنه أن يرفع جزيئات الكتلة الدقيقة التي بالكاد استقرت، مما يقوض عملية الترسيب بأكملها.
| خيار | المزايا | العيوب |
| الحفاظ على أحواض | أعمال هدم وحفر أقل | التدفق التصاعدي عند نهاية الخزان يرفع الكتلة؛ طول الترسيب غير مستغل بالكامل؛ الجسيمات معلقة بسهولة |
| إزالة الأحواض | إضافة منطقة ترسيب أفقية بطول 22 مترًا؛ انتقال التدفق السلس. لا تعويم الكتلة | المزيد من الهدم يجب حفر ثقوب التوزيع في جدار التقسيم |
القرار: إزالة الأحواض.إن الزيادة البالغة 22 مترًا في طول الترسيب الفعال تفوق بكثير تكلفة الهدم الإضافية. سوف يتدفق الماء الآن من خلال فتحات التوزيع في جدار التقسيم بسرعة يمكن التحكم فيها أقل من أو تساوي 0.1 م/ث، وينتقل بسلاسة إلى منطقة الترسيب الثانوية.
القرار 2مستوطنو الأنبوب أم صفائح التدفق الجانبي المائلة؟
وكان هذا هو الاختيار الفني المحوري. يستخدم كل من المستوطنين الأنبوبيين ومستوطني الصفائح المائلة مبدأ الترسيب في العمق الضحل، مما يضيف أسطح تسوية متوازية متعددة لزيادة مساحة الترسيب الفعالة بشكل كبير داخل نفس حجم الخزان. لكن اتجاه التدفق يصنع الفارق.
لدى مستوطني أنبوب التدفق الصاعد أربعة عيوب في هذا السيناريو:
▷كانت الكتلة التي وصلت إلى المنطقة الثانوية جيدة بالفعل وصعبة الاستقرار حتى في التدفق الأفقي. في التدفق الصاعد (الترسيب المضاد للتيار)، فإن ارتفاع الماء ضد الجسيمات المتساقطة من شأنه أن يحملها إلى الأعلى، مما يجعل الانفصال غير متوقع.
▷كان ارتفاع خزان التعويم الأصلي 3.3 مترًا فقط، وكان العمق الفعلي أقل من 3.0 مترًا بعد الطفو. يحتاج مستوطنو الأنابيب إلى 4.5 متر على الأقل للتوزيع السفلي المناسب ومناطق المياه الصافية العلوية. الارتفاع غير الكافي يعني سوء التوزيع - القاتل رقم 1 لأداء المستوطنين.
▷جعلت مساحة الخزان البالغة 400 مترًا مربعًا التوزيع الموحد والتجميع عبر حقل تسوية الأنابيب الكبير أمرًا صعبًا للغاية، خاصة في ظل قيود الارتفاع.
▷يؤدي أي عدم انتظام إلى إنشاء مناطق تحميل هيدروليكية محلية عالية حيث يهرب الندف الناعم مما يؤدي إلى هزيمة غرض الترسيب الثانوي تمامًا.
حلت الألواح المائلة للتدفق الجانبي جميع المشاكل الأربع:
✓يتدفق الماء أفقيًا، وتستقر الجزيئات في التدفق المتقاطع للأسفل بأقل قدر من التداخل. أكثر ملاءمة بكثير للكتلة الدقيقة.
✓يوفر التوزيع الأفقي على طول الخزان الذي يبلغ طوله 18.6 مترًا مساحة واسعة لتدفق موحد بدون ارتفاع.
✓مطلوب عمق خزان يتراوح من 3 إلى 3.5 مترًا فقط، وهو مثالي لخزان التعويم الحالي الذي يبلغ طوله 3.3 مترًا.
القرار: التدفق الجانبي للصفائح المائلة.لم تكن هذه دعوة قريبة - فالقيود المادية للخزان الحالي جعلت المستوطنين الأنبوبيين غير قابلين للحياة والألواح المائلة هي الحل الطبيعي.
وهذا درس يستحق التذكر:في المشاريع التحديثية، فإن التكنولوجيا "الأفضل" على الورق ليست ذات صلة. الشيء الوحيد المهم هو ما يعمل ضمن قيود الهيكل الحالي الخاص بك.
القسم 4
التصميم النهائي: كل رقم مهم
بعد مقارنة المخطط، تم تجميع التصميم التحديثي لقطار المعالجة للمرحلة الثانية بقدرة 50,000 متر مكعب في اليوم. فيما يلي التفاصيل الهندسية، وهي النوع الذي يمكنك استخدامه فعليًا إذا كنت تخطط لشيء مماثل.
4.1تعديل خزان الترسيب ذو التدفق الأفقي
| المعلمة | قبل التحديثية | بعد التحديثية |
| طول الترسيب الفعال | 54 م (باستثناء منطقة التجميع . 22 م) | 76.4 m |
| سرعة التدفق الأفقي | أعلى (طول أقصر) | 8.4 ملم/ثانية |
| وقت الترسيب | أقصر | 2.53 h |
| فتحات التوزيع | جمع السدود الحوض الصغير | 16 فتحة، ∅600 مم لكل منها, إجمالي 5.84 م²، السرعة 0.1 م/ث |
4.2منطقة ترسيب اللوحة المائلة للتدفق الجانبي
| معلمة التصميم | قيمة | ملحوظات |
| أبعاد الخزان | 18.6 m L × 22.7 m W | إعادة استخدام بصمة خزان التعويم |
| سرعة توزيع المدخل | 0.13 m/s | من خلال فتحات 16 ∅600 مم في جدار المدخل |
| منطقة استقرار المدخل | 3.25 m | معادلة التدفق قبل اللوحات |
| منطقة استقرار المخرج | 4.0 m | منطقة تجميع المياه المستقرة |
| وحدات لوحة مائلة | وحدتان، كل منهما 22.7 م × 3.0 م × 2.35 م ارتفاع | مادة ABS، كثافة قريبة من الماء |
| تباعد اللوحة | 80 mm | المواصفة القياسية لتطبيقات مياه الشرب |
| إجمالي مساحة اللوحة لكل وحدة | 2,237.4 مترًا مربعًا (المتوقع: 1,118.7 مترًا مربعًا) | المعامل الفعال 0.8 |
| سرعة استقرار الجسيمات | 0.34 ملم/ثانية | معيار التصميم لالتقاط الندف الناعم |
| مخرج السد | الفولاذ المقاوم للصدأ، 300 مم ارتفاع × 22.7 م طول | عمق قمة السد 0.058 م؛ سرعة تدفق المخرج 0.206 م / ث |
القسم 5
البناء: العمل حول خزان مياه نقي عمره 20 عامًا
بدأ البناء في ديسمبر 2023 وتم تشغيل النظام بحلول منتصف يناير 2024، أي ستة أسابيع فقط لإجراء التحديث التحديثي على قطار العلاج المباشر. وبرزت ثلاثة تحديات:
التحدي 1الحفر من خلال الجدران الهيكلية
يحتاج كل من جدار فصل المخرج لخزان الترسيب وجدار المدخل لخزان التعويم إلى فتحات توزيع. ولكن هذه الجدران كانت بمثابةأسس أعمدة دعم السقف. يؤدي حفر عدد كبير جدًا من الثقوب أو جعلها كبيرة جدًا إلى الإضرار بالسلامة الهيكلية. اجعلها صغيرة جدًا، وستحصل على النفث بدلاً من التوزيع الموحد.
وبعد استشارة المهندسين الإنشائيين كان الحل16 فتحة دائرية بقطر 600 ملم في كل جدار- قليلة بما يكفي للحفاظ على القوة، وكبيرة بما يكفي لتحقيق سرعة التوزيع المستهدفة البالغة 0.1 م/ث دون قص الكتلة. في بعض الأحيان يكون أفضل قرار هندسي هو معرفة الوقت المناسب لعدم إجراء مزيد من التحسين.
التحدي 2لا تكسر السقف (إنه أيضًا الأرضية)
اللوحة السفلية لخزان التعويميكونسقف خزان المياه واضحة. وأي ضرر يعني تسربًا إلى مخزن المياه المعالجة أدناه، وهو وضع فشل كارثي لمحطة مياه الشرب. وكان لا بد من التخطيط لكل نشاط هدم وبناء حول هذا القيد. لا استثناءات.
التحدي 3حياد الوزن
لا يمكنك إضافة حمولة إلى السقف الذي لم يتم تصميمه له. يجب أن يكون التعديل التحديثي محايدًا للوزن: كل كيلوغرام من المعدات الجديدة التي تم تركيبها يجب أن يقابله كيلوغرامات تمت إزالتها. لقد أخذ الفريق الهندسي هذا الأمر بدقة:
✓تمت الإزالة: معدات التعويم، والكاشطات، وخطوط الأنابيب، وجدران تقسيم الطوب
✓تمت الإضافة:وحدات لوحة مائلة ABS(كثافة قريبة من الطفو المائي القريب من المحايد عند الغمر)
✓تمت الإضافة:منحدرات الحمأة الخرسانية خفيفة الوزن(الكثافة مطابقة للماء، وتجنب الحمل الميت)
يعد نهج موازنة الوزن درسًا مهمًا لأي مصنع يفكر في إجراء تحديث لسطح الخزان:لا يقتصر اختيار المواد على المقاومة الكيميائية ومسائل كثافة التكلفة فقط عندما تعمل فوق هيكل آخر.
القسم 6
النتائج: العكارة أقل من 1.0 NTU، دون إضافة وات واحد
تم التكليف بالتحديث في يناير 2024. وأكدت بيانات التشغيل لمدة خمسة أشهر (فبراير-يونيو 2024) أن التصميم حقق أهدافه:
| مقياس الأداء | قبل التحديثية | بعد التحديثية |
| تعكر مياه الصرف الصحي الترسيب | 1.0–2.0 NTU (غير مستقر) | المتوسط الشهري<1.0 NTU |
| خزان التدفق الأفقي للنفايات السائلة | 1.0-2.0 نتو | ~1.0 وحدة تايوانية(نفس جرعة التخثر) |
| تلميع المستوطن الثانوي | غير متوفر (لا توجد منطقة ثانوية) | تخفيض إضافي بمقدار 0.2 NTU |
| استهلاك الطاقة | عالية (التعويم: ضواغط الهواء + المضخات) | صفر طاقة إضافية(تدفق الجاذبية) |
| تحميل الفلتر | عالية: ترحيل الكتلة المرئية، والغسيل العكسي المتكرر | خفضت بشكل ملحوظ: أقل الغسيل العكسي، وانخفاض الطاقة |
إليك الجزء الأكثر أهمية لمديري المصانع:تم تحقيق هذا التحسن بالكامل دون إضافة أي شكل من أشكال استهلاك الطاقة.تعمل منطقة ترسيب الصفائح المائلة بالكامل عن طريق الجاذبية. قارن ذلك بخزان التعويم الذي استبدل ضواغط الهواء العاملة ومضخات إعادة التدوير ومحركات الكاشطة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. لم يؤدي التعديل التحديثي إلى تحسين جودة المياه فحسب؛ لقد ألغى عنصرًا رئيسيًا في OpEx.
ظهرت مشكلة تشغيلية واحدةهذا جدير بالملاحظة لأي شخص يخطط لإجراء تحديث مماثل. قبل التعديل، كانت الرغوة الكيميائية العرضية أو الزبد العائم في نهاية خزان الترسيب تسقط ببساطة في أحواض التجميع وتتدفق إلى المرشحات. بعد التعديل التحديثي، تقع فتحات التوزيع الجديدة تحت سطح الماء، ولا يمكن للزبد السطحي الهروب ويتراكم في نهاية الخزان. لا يؤثر ذلك على جودة النفايات السائلة، لكنه قبيح المظهر. ويتعامل المصنع حاليًا مع عملية الإزالة اليدوية وقد يضيف معدات القشط السطحي لاحقًا. تفاصيل صغيرة، لكنها من النوع الذي يجعل حياة العملاء أسهل أو أصعب.
الشكل 1: التصميم التحديثي: خزان الترسيب ذو التدفق الأفقي + منطقة الترسيب ذات التدفق الجانبي المائل (المرحلة الثانية، قطار 50000 متر مكعب في اليوم)
الشكل 2 وحدات الألواح المائلة داخل خزان التعويم المعاد استخدامه - 2 وحدات، مادة ABS، تباعد الألواح بمقدار 80 مم
القسم 7
ما يعلمنا إياه هذا المشروع حول التعديلات التحديثية للترسيب
هذا المشروع ليس لمرة واحدة. تواجه المصانع في جميع أنحاء العالم نفس الوضع: وحدة معالجة قديمة كانت ذات يوم تخدم غرضًا ما، والآن تستهلك الطاقة وتقدم قيمة هامشية، وتجلس على خزانات عقارية قيمة يمكن أن تفعل المزيد. يقدم تحديث كونشان خمسة دروس قابلة للتحويل:
1. يتفوق التدفق الجانبي على التدفق التصاعدي للحصول على كتلة دقيقة.عندما تكون جزيئاتك صغيرة وخفيفة الوزن بالفعل، لا تقاوم فصل التدفق المتقاطع باستخدام الجاذبية حيث يتحرك الماء أفقيًا وتستقر الجزيئات عموديًا بأقل قدر من التداخل.
2. إن توحيد التوزيع يجعل أداء المستوطنين أو يكسره.سواء اخترت الأنابيب أو الألواح، إذا كان توزيع المدخل غير متساوٍ، فستحصل على مناطق محلية عالية السرعة حيث تهرب الجسيمات. لقد كان فريق كونشان مهووسًا بهذه الحفرة الستة عشر ذات الحجم الدقيق، ومناطق تثبيت المدخل، وتثبيت المخرج، وقد أتى ذلك بثماره.
3. كثافة المواد مهمة في التعديلات التحديثية للخزان.حافظت ألواح ABS ذات الكثافة القريبة من الماء ومنحدرات الحمأة الخرسانية خفيفة الوزن على الوزن المحايد التحديثي. هذه ليست مجرد حاشية هندسية، إنها الفرق بين مشروع قابل للتنفيذ ومشروع يرفضه مهندسك الإنشائي.
4. إن إزالة استهلاك الطاقة لا تقل أهمية عن تحسين النفايات السائلة.كانت ضواغط ومضخات خزان التعويم عبارة عن استنزاف مستمر لـ OpEx. يعمل مستوطن اللوحة المائلة على الجاذبية. وعلى مدار 20 عامًا متبقية من عمر المحطة، من المحتمل أن يتجاوز توفير الطاقة وحده تكلفة التعديل التحديثي.
5. لا يوجد قالب عالمي.ما نجح في كونشان - تحويل خزان التعويم إلى لوحة تسوية مائلة - قد لا ينطبق على مصنعك. مياه خام مختلفة، وهندسة خزانات مختلفة، وقيود مختلفة. المنهجية (التقييم والمقارنة والتجريب والتحقق) عالمية. الحل المحدد ليس كذلك.
بالنسبة للمحطات التي تفكر في إجراء تحديث مماثل، يقدم نهج اللوحة المائلة (الصفائح) عرضًا ذا قيمة مقنعة:إضافة منطقة ترسيب فعالة دون إضافة أثر، وتحسين جودة النفايات السائلة دون إضافة طاقة، وإعادة استخدام الخزانات القديمة دون الحاجة إلى أعمال مدنية كبرى.مع تباعد الألواح عادةً من 50 إلى 80 مم لتطبيقات مياه الشرب والمواد التي تتراوح من PP وPVC إلى ABS والفولاذ المقاوم للصدأ، هناك تكوين يناسب أي هندسة موجودة للخزان تقريبًا.
JUNTAI PLASTIC - الشركة المصنعة لصانع الأنابيب والألواح المائلة
هل تخطط لتحديث خزان الترسيب أو ترقيته؟
تقوم شركة Juntai بتصنيع مواضع أنابيب PP وPVC وABS ووسائط الألواح المائلة لتطبيقات مياه الشرب ومياه الصرف الصحي. تباعد اللوحة القياسية 50-80 ملم، تتوفر أبعاد مخصصة. تم تصميمها لتوزيع التدفق الموحد وعمر الخدمة 15+ سنة.
| عرض منتجات مستوطن الأنبوب | طلب عرض أسعار |