Kornkamre i spildevandsbehandling: Vejledning om typer, design og vedligeholdelse

Forestil dig en operatør, der åbner en rådnetankluge og finder flere centimeter sand, der dæmper bunden. Besætningen til fjernelse af slam er allerede planlagt, gasblandedyserne er delvist begravet, og spørgsmålet, som ingen stiller højt, er, hvor længe det grus har akkumuleret. I de fleste anlæg begynder svaret ved hovedværket, hvor et gruskammer enten var underdimensioneret, hydraulisk overbelastet eller stille og roligt blev forbigået under vedligeholdelsen. Et korrekt designet grusfjerningssystem er den billigste forsikring, et renseanlæg kan købe, fordi det beskytter enhver pumpe, diffusor, varmeveksler og afvandingsmaskine længere nedstrøms. Denne artikel forklarer, hvad kornkamre gør, hvordan de fungerer, de tre hovedtyper, de designfaktorer, der betyder mest, og de praktiske spørgsmål, operatører stiller, når de har brug for et pålideligt system.

Hvad er et gruskammer, og hvorfor betyder grus noget?

Et gruskammer er en forbehandlingsenhed, der fjerner tunge uorganiske faste stoffer - sand, grus, æggeskaller, knoglefragmenter, kaffegrums, frø og glasfragmenter - ved at lade dem bundfælde, mens den organiske fraktion forbliver i suspension. Korn er defineret i designtermer ved partikelstørrelse og tæthed: mineralpartikler fra ca. 0,15 til 0,21 mm opad, med en vægtfylde tæt på 2,65, værdien af ​​kvartssand.

Korn nedbrydes ikke inde i et renseanlæg. Det akkumuleres simpelthen. Primære klaringsmidler udvikler tætte bundaflejringer, finboblediffusorer slibes, indtil deres membraner svigter, slamledninger slides igennem ved bøjninger, og anaerobe rådnetanke mister brugbar volumen til et lag sand, som ingen biologisk proces kan nedbryde. I alvorlige tilfælde når grus båndpresser, centrifuger og skruepresser, hvilket gør rutinemæssig polymerkonditionering til en vedligeholdelseshændelse.

• Slibende slid på pumpehjul og spiraler, især ved grushåndtering og returslampumpestationer;
• Tilstopning af slamoverførsel og biogasledninger;
• Tab af effektiv kapacitet i beluftningstanke og rådnetanke;
• Døde zoner, der fanger organiske stoffer, bliver septiske og genererer lugtklager.

Fordi skaden udvikler sig langsomt, bliver grusproblemer ofte misforstået som udstyrsfejl. En skraber, der brænder ud gentagne gange, eller en pumpe, der bliver ved med at miste effektivitet, kan simpelthen behandle konsekvenserne af et overbelastet kammer.

Hvordan Grit Chambers fungerer

Kornfjernelse er en gravitationsklassificeringsproces. Designeren vælger en målpartikelstørrelse - sædvanligvis 0,21 mm til kommunale projekter - og opretholder strømningsforhold, der lader partikler af den størrelse bundfælde sig på gulvet, mens lettere organiske faste stoffer, med en vægtfylde tæt på 1,0, forbliver medført. I praksis styres den gennemsnitlige fremadgående hastighed nær 0,3 m/s i vandrette strømningskanaler, mens luftede og hvirvelkonstruktioner bruger et spiral- eller tangentielt strømningsmønster til at skabe en lignende adskillelse med en anden hydraulisk tilgang.

Det opsamlede grus glider eller skrabes ned i et trug eller tragt ved kammergulvet og transporteres derefter til et separations- og vasketrin. I et hvirvelkammer sidder tragten i midten af ​​tanken, hvor rotationsbevægelsen aftager, og det tungeste materiale falder ud.

Typer af gruskamre

Kornkamre med vandret flow

Vandrette strømningskanaler, også kaldet hastighedskontrollerede gritkamre, holder spildevandet i bevægelse fremad med omkring 0,3 m/s. Ved den hastighed bundfældes sand i området 0,2 til 0,3 mm, mens organiske stoffer føres igennem. Kammeret er langt og rektangulært med en proportional overløbskanal eller en Parshall-kanal opstrøms for at holde hastigheden stabil over et bredt strømningsområde. Den største fordel er enkelhed og lavt energiforbrug; hovedomkostningerne er fodaftryk og behovet for præcis hydraulisk kontrol.

Beluftede gruskamre

Beluftede kamre er rektangulære tanke med en række diffusorer langs den ene side. De stigende bobler fremkalder en spiralrulle, der holder organisk materiale i suspension, mens tungere grus sætter sig langs den modsatte væg. Denne skurevirkning producerer renere grus end en vandret kanal og fjerner også flygtige lugte fra spildevandet. Afvejningen er kontinuerlig blæserkraft og vedligeholdelse af diffusorer, ud over grustransportørerne.

Vortex Grit Chambers

Vortex, eller hvirvel, grit kamre tilfører spildevand tangentielt ind i en cylindrisk tank, hvilket skaber en tvungen hvirvel med et centralt pumpehjul eller propel. Grus føres mod omkredsen og sætter sig i midtertragten, mens organiske partikler rider hvirvelen ud af toppen. Kompakt konstruktion og justerbar pumpehjulshastighed gør designet følsomt over for kontrol. En velafstemt hvirvelenhed fanger de fleste partikler i området 0,15-0,21 mm til en brøkdel af fodaftrykket af et kanalsystem. For anlæg med begrænset areal eller fluktuerende tilstrømning er en kompakt cyklon-sandsætning bygget efter samme hvirvelprincip et praktisk alternativ til en betonkanal i fuld dybde.

Kornvask og klassificering: Fuldførelse af jobbet

Et gruskammer, der kun opsamler materiale, afslutter ikke arbejdet. Sand, der trækkes fra tragten, bærer stadig 30-60 % vand og i et dårligt indstillet kammer nok organisk materiale til at gære og lugte. Vådt, lugtende grus er dyrt at transportere, vanskeligt at deponere og varierer i kvalitet afhængigt af vejret.

Kornklassificerere kombinerer et lavt bundfældningsbassin med en skruetransportør, der løfter det bundfældede sand op af vandet. Når skruen roterer, skurer den kornene mod et skråt trug, og vaskevandet returnerer det lettere organiske materiale til processtrømmen. Resultatet er drænet, deodoriseret grus med en betydeligt reduceret bortskaffelsesvolumen. En akselløs spiralkornklassificering er særligt velegnet til denne opgave, fordi spiralen ikke har nogen midteraksel, der kan tilstoppe, og slidstyrken af ​​rillerne forlænger levetiden i det krævende grusmiljø.

Designovervejelser og præstationsfaktorer

De fleste driftsproblemer i forbindelse med fjernelse af korn kan spores tilbage til en håndfuld beslutninger: målkornstørrelsen, peak-flow hydraulisk belastning, hastighedskontrol og om kammeret kan isoleres til service. Et kammer designet til gennemsnitlig tørvejrstrøm vil svigte under vådt vejr, når den ekstra tilstrømning skubber sand lige gennem kanalen og ind i den biologiske fase. Designere dimensionerer derfor kornsystemet på spidsbelastningstimer og installerer, hvor det er praktisk muligt, mindst to parallelle enheder.

Hovedarbejdets rækkefølge har også betydning. Screening kommer først; en skærm med tandrivestang fjerner klude, servietter og groft snavs, der ellers ville danne bro over gruskammerets indløb og forstyrre strømningsfordelingen. Derefter beskytter kornkammeret pumperne og hver nedstrømsenhed mod slid. Især kommunale anlæg har brug for denne sekvens for at holde deres beluftningssystemer stille: se kommunal spildevandsrensning oversigt for et fuldstændigt overordnet billede. Industrielle faciliteter står over for det samme slibende slid, og valget af kammer afhænger af de faste stoffers beskaffenhed; den industriel spildevandsrensning side forklarer, hvordan udvalget ændres, når opstrøms spildevand er variable.

• Størrelse for spidsbelastningstimer i vådt vejr, ikke det daglige gennemsnit;
• Indstil en klar målstørrelse for fjernelse og bekræft det med udstyrsleverandøren;
• Planlæg grusvaskeren og klassificeringen som en del af kammerpakken, ikke som en eftertanke;
• Sørg for varmebeholdere og dræn for at holde det opsamlede materiale bearbejdeligt i kolde klimaer.

Ofte stillede spørgsmål