Системы дозирования химических растворов самотеком. Простейшие системы дозирования химических веществ, обычно рекомендуемые для сельских и небольших предприятий, – это те, которые дозируют химические растворы самотеком. В таких системах заданное количество раствора капает в воду в точке, имеющей достаточную энергию перемешивания. Системы гравитационного дозирования обычно не имеют движущихся частей и их строительство возможно из местных материалов. Конкретные проблемы, которые обнаружились в связи с использованием гравитационного дозирования химикатов (или капельного дозирования), связаны с отсутствием контроля и неточной регулировкой скорости дозирования, что приводит к избыточному и/или недостаточному дозированию.

Ошибочная общепринятая практика, зарегистрированная на некоторых предприятиях, заключается в капельном дозировании из резервуара с раствором с использованием крана или трубки, установленных на дне резервуара, без учета снижения уровня раствора и его концентрации.

Рекомендуются два типа систем гравитационного дозирования химических растворов, основанных на принципе постоянного напора. В одном используется коробка постоянного уровня, а в другом — отверстие постоянного напора. Именно из этих систем была взята основа для разработки системы, представленной в этом отчете. Конструкция и работа этих систем обсуждаются в следующих разделах.

Коробчатые дозаторы раствора с постоянным уровнем

Раствор готовится в отдельном резервуаре для маточного раствора, снабженном корзиной для химикатов, ручной мешалкой, входом для чистой воды и выходной трубой, ведущей к постоянному уровневый ящик. Постоянный уровень поддерживается входным поплавковым клапаном. Затем этот бокс оборудуется дозирующим краном, установленным у его дна. Калибровка дозирующего крана в литературе не обсуждается. Однако скорость дозирования в коробчатых дозаторах раствора с постоянным уровнем можно определить только путем регулярных объемных измерений. Основные проблемы эксплуатации и технического обслуживания коробчатых дозаторов растворов постоянного уровня заключаются в следующем:

(1) Калибровка дозирующего крана для легкой регулировки скорости дозирования (2) Устойчивость поплавкового клапана и дозирующего крана к повреждениям, износу и износу.

Что касается коррозии, рекомендуется, чтобы все открытые части были защищены от коррозии. Для этой цели рекомендуется использовать твердую резину, стекло и керамические материалы. Для обеспечения бесперебойной работы рекомендуется предусмотреть два резервуара для раствора, в которых оба соединены с одним ящиком для раствора с постоянным уровнем. Таким образом, если один бак раствора заполняется, другой все еще может использоваться.

Дозаторы раствора с постоянным напором в виде отверстия

Альтернативой коробчатым питателям с постоянным напором является устройство, которое обеспечивает постоянный напор над отверстием для обеспечения постоянной скорости дозирования. Описание каждого из этих типов дано после каждого рисунка. Дозатор раствора с плавающим рычагом состоит из следующего:

• Резервуар для раствора, снабженный: (1) подачей воды; (2) корзина для хранения гранулированного химиката; (3) смывной слив из латуни

• Дозирующая система, состоящая из: (1) деревянного поплавка, к которому с помощью резиновой пробки крепится латунная трубка (трубка) с отверстием; (2) толстостенная резиновая трубка, соединенная с одним концом латунной трубки с отверстием. Другой конец резиновой трубки дополнительно соединяется с короткой латунной трубкой (которая проходит через стенку резервуара с раствором), снабженной запорным клапаном на одном конце и ведущей к точке дозирования. Запорный клапан предназначен не для контроля скорости дозирования, а для прекращения дозирования при необходимости. Скорость дозирования определяется головкой сопла.

Дозатор раствора с плавающей чашей

Дозатор раствора с плавающей чашей состоит из следующего:

• Прилагается 200-литровая бочка. с прочной подставкой из бетона и конической сливной пробкой.

• Дозирующая система, состоящая из: (1) плавающей чаши, к которой при помощи резиновой пробки присоединяется гибкая трубка; другой конец гибкой трубки дополнительно соединен с выпускным отверстием в нижней части барабана и ведет к точке дозирования.

Подробные инструкции по проектированию, эксплуатации и техническому обслуживанию систем дозирования химикатов с постоянным напором, недостаточно освещены в литературе. Основные аспекты, которые не рассматриваются, включают: 1) аспекты калибровки отверстия и дозирующих трубок. 2) Влияние снижения уровня раствора на изгиб гибкой трубки.

Однако на практике ожидается, что плавучесть будет влиять на погружение и изгиб гибкой трубки, что, в свою очередь, повлияет на постоянство скорости дозирования.

Разработка и оценка системы дозирования химикатов

Влияние положения плавающей чаши или деревянного поплавка на изгиб гибкой трубки, который, как ожидается, повлияет на поток раствора во время дозирования. Общее проектирование, строительные материалы, инструкции по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию не соблюдаются в достаточной мере. Аспекты производительности в отношении концентрации дозируемого раствора и ее практические расчеты не рассматриваются. По сравнению с коробкой с постоянным уровнем и с плавающей чашей, типы с плавающим рычагом или системы с диафрагмой с постоянным напором легче калибровать, эксплуатировать и обслуживать.

Отсутствие поплавковых клапанов, дозирующих кранов и поплавковой чаши, заполненной камнями, делает поплавковый рычаг (или отверстие с постоянным напором) более устойчивым. Именно по этим вышеприведенным причинам отверстие постоянного напора было выбрано в качестве основы для разработки и оценки системы гравитационного дозирования химических растворов.

Следовательно, краткий обзор характеристик потока через отверстие стал необходим и представлен в следующем разделе.

Характеристики потока в отверстиях

Расход через отверстие пропорционален его размеру и скорости потока. Ожидается, что фактический или измеренный расход будет отличаться от расчетного или теоретического значения из-за свойств отверстия, таких как форма, профиль и материал конструкции. Следовательно, для создания уравнения, которое можно использовать для расчета фактического или измеренного расхода на основе известных значений A и V, в соотношение вводится константа «K». Разработка и оценка системы дозирования химикатов, вызванная силами сдвига соседних слоев (обтекаемый поток).

Примеры ламинарного течения включают течение грунтовых вод и течение в отстойниках. Течение характеризуется турбулентностью, и в этом случае трение обусловлено относительной шероховатостью за счет внутренней шероховатости и сил сдвига в ламинарных подслоях вблизи отверстия или стенок трубы.

При оценке скорости дозирования необходимо будет отметить, является ли поток через отверстие ламинарным или турбулентным, чтобы иметь представление о влиянии трения.

Системы дозирования химикатов на небольших водоочистных сооружениях

Есть много других небольших и сельских водоочистных сооружений, которые могли бы иметь лучшую, аналогичную или худшую ситуацию. Исследование, что системы дозирования химикатов как для целей коагуляции, так и для дезинфекции являются проблематичными на обследованных небольших предприятиях. Конкретные результаты включают:

• Некоторые заводы даже не имеют оборудования для дозирования; дозирование просто выполняется периодическим добавлением предварительно определенного количества химических веществ.

• Что касается заводов, которые имеют системы дозирования химикатов, некоторые из них либо неисправны, либо вообще не используются.

• Проблемы оптимизации и настройки дозирующих систем, где качество сырой воды варьируется.

• В большинстве случаев сообщается, что они не работают и ждут запасных частей.

• Перебои с электричеством при использовании электронных дозирующих насосов.

• Отсутствие надлежащих мер безопасности для газохлораторов.

• Плохая конструкция и установка хлораторов газа.

• Любые проблемы с устройствами дозирования химикатов на стадии предварительной обработки (предварительной фильтрации) впоследствии создают большую нагрузку на стадию песчаной фильтрации.

• Сообщалось, что песчаные фильтры часто засоряются, что увеличивает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

• Нарушение дезинфекции из-за плохого качества конечной воды в результате плохого химического контроля на стадии коагуляции, что приводит к прорыву хлопьев (мутности) в фильтр.

Хотя недостаток адекватных финансовых ресурсов способствует недостаточной устойчивости большинства систем дозирования химических веществ, техническая несоответствие, по-видимому, является наиболее распространенным явлением. Сообщается также, что некоторые установки для дозирования газообразного хлора небезопасны. Текущие проекты по небольшим очистным сооружениям на момент написания этого отчета также сделали многочисленные выводы, касающиеся неэффективной практики дозирования химикатов на большинстве небольших водоочистных сооружений. Тем не менее, также стоит отметить, что существует ряд передовых практик, касающихся дозирования химикатов на небольших водоочистных сооружениях.

Разработка и оценка системы дозирования химикатов

В течение проектного периода цбыл посещен ряд небольших и сельских водоочистных сооружений. Цель состояла в том, чтобы посетить и ознакомиться с практической эксплуатацией и техническим обслуживанием установок, уделяя особое внимание состоянию систем дозирования химикатов. Все посещенные заводы электрифицированы и где-то использовались или использовались электронные системы дозирования химикатов. Однако некоторые общие проблемы, обнаруженные для электронных дозирующих насосов, включают следующее: (1) отсутствие резервных дозирующих насосов, (2) невозможность ремонта сломанных дозирующих насосов из-за отсутствия запасных частей, (3) невозможность замены неисправных дозирующих насосов, (4) Отсутствие информации о калибровке дозирующих насосов, (5) Операторы не имеют возможности или знаний для управления скоростью дозирования.

Поскольку предметом исследования были системы гравитационного дозирования, описания и обсуждения этих приложений гравитационного дозирования химикатов представлены отдельно в следующих параграфах. Процессы предварительной обработки включали регулирование pH, коагуляцию, быстрое перемешивание, флокуляцию с перегородками, осаждение с горизонтальным потоком и осветлители с восходящим потоком. Регулировка pH достигается путем дозирования извести с помощью самотечных дозирующих бункеров, а коагуляция достигается с помощью ALUM. ALUM поставляется в гранулированной форме и должен быть растворен перед дозированием. Дозирование раствора ALUM обычно осуществлялось дозирующими насосами. На момент посещения дозирующие насосы не работали и, как сообщается, вышли из строя более 3 месяцев назад. Дозирование осуществлялось капельным дозированием.

При последующем посещении предприятия выяснилось, что новые дозирующие насосы все еще ожидаются, но была разработана новая система дозирования, которая заменила капельное дозирование, чтобы обеспечить эффективный контроль скорости дозирования.

Система дозирования с расходомером постоянного уровня

В системе дозирования химикатов используется обычный водяной насос, подающий раствор химиката в резервуар постоянного уровня. Этот резервуар был оборудован калиброванным расходомером, через который раствор самотеком поступал к дозирующим насосам. Эта система обеспечила лучшее решение, хотя сопутствующая калибровочная информация не была разработана. На момент написания этого отчета дозирующие насосы были приобретены, но система все еще может применяться при необходимости.

Водоочистная станция использует напорную фильтрацию в качестве основного процесса очистки воды. Обычная предварительная обработка, включающая коагуляцию, отражательную флокуляцию и осаждение, используется для обработки поверхностной неочищенной воды перед фильтрацией. Операторы должны регулярно проверять скорость дозирования, собирая заранее определенный объем в течение 60 секунд. Была составлена калибровочная таблица, которая помогает регулировать нормы дозирования в зависимости от количества очищаемой воды.

Система дозирования представляет собой обычную установку, в которой используются быстрое перемешивание, коагуляция, флокуляция, осаждение и быстрая фильтрация через песок. Коагуляция достигается за счет ALUM. Во время посещения этого предприятия было обнаружено, что растворы ALUM дозируются капельным способом из одного резервуара с раствором через трубку на дне. Скорость дозирования не контролировалась, и оператор не знал концентрации раствора. Бак для раствора ALUM на прежнем месте для электронных насосов, которые не работают более года. Оператор регулирует дозировку, скручивая и зажимая шланг-трубу, подсоединенную к баку с раствором.

Ранее использовались электронные дозирующие насосы химикатов, которые вышли из строя около 2 лет назад. Показано прежнее расположение электронных дозирующих насосов.

Система дозирования является традиционной установкой, в которой используются быстрое перемешивание, коагуляция, флокуляция, осаждение с круговым радиальным потоком и гравитационная быстрая фильтрация песка. Коагуляция достигается с помощью полиэлектролитных коагулянтов (ультрафлок), которые дозируются с помощью электронных дозирующих насосов. Дезинфекцию на этом заводе обычно проводят хлорированием газа, но на момент посещения хлор закончился. В качестве экстренной меры был приготовлен раствор хлора с использованием хлорной извести и капельно дозирован из бочки, снабженной краном. Однако не было контроля за скоростью дозирования, которая могла варьироваться в зависимости от уровня раствора в резервуаре.

Система электронного дозирующего оборудования, а также проектирование и применение гравитационных систем дозирования химикатов, основана как на изученной литературе, так и на материалах посещений предприятий.

Электронные системы дозирования химикатов

Проблемы с использованием электронного дозирующего оборудования на малых предприятиях в основном связаны с отсутствием возможностей для эксплуатации и технического обслуживания дозирующего оборудования. Операторы на месте обычно не проходят достаточную подготовку по эксплуатации и техническому обслуживанию. Еще одной проблемой является наличие руководств по эксплуатации и техническому обслуживанию. В большинстве случаев внешний персонал через консультантов, не работающих на предприятии, обычно несет ответственность за консультирование операторов по корректировке дозировок. Еще одна проблема связана с неадекватным финансированием или просто с отсутствием технических возможностей для мотивации финансирования, необходимого для устранения неисправности. единиц и/или приобрести резервные или запасные единицы.

Системы гравитационного дозирования химикатов

Системы гравитационного дозирования, в которых используются отверстия, в целом оказались более подходящими для дальнейшей разработки. Отсутствие необходимости поддерживать постоянный уровень раствора после настройки системы диафрагм делает такие системы простыми в эксплуатации и обслуживании. Поток через отверстие также может быть легче откалиброван, следовательно, контроль скорости дозирования может быть более простым и точным.

Системы дозирования химикатов, в которых используется кран, требуют регулярных объемных измерений и регулировки отверстия крана для поддержания заданной скорости дозирования, если уровень в резервуаре с раствором не поддерживается постоянным. Однако системы, в которых используется отверстие, предназначены для поддержания постоянной скорости дозирования, при этом уровень раствора может варьироваться в разумных пределах. Таким образом, эти системы устраняют необходимость регулярной регулировки оборудования.

Для самотечных систем дозирования химикатов информация, касающаяся проектирования, строительства, эксплуатации, мониторинга и технического обслуживания, недостаточно освещена в литературе. Например,

• Основные расчеты и рекомендации по скорости дозирования и производительности систем не рассматриваются.

• Аспекты калибровки не рассматриваются.

• Для систем дозирования, в которых используется поплавок и система гибких трубок, влияние эффекта изгиба гибкой дозирующей трубки при снижении уровня раствора не учитывалось.

Логически, по мере снижения уровня раствора ожидается, что гибкая трубка поднимется из-за плавучести, и это повлияет на поток. В тех случаях, когда применяются гравитационные системы дозирования химических реагентов, посещения заводов выявили следующее:

• Отсутствие информации о калибровке.

• Отсутствие контроля и адекватной регулировки скорости дозирования. Это приводило к избыточной и/или недостаточной дозировке химических растворов, что в последующем влияет на эффективность водоподготовки.

• Персоналу не хватает базовых знаний по гидравлическим расчетам.

• Отсутствие руководств по эксплуатации и техническому обслуживанию. Проблемы, которые были обозначены в отношении систем дозирования химикатов на малых и/или сельских водоочистных сооружениях, дают достаточное обоснование необходимости разработки соответствующих систем. Следовательно, разработка соответствующей системы дозирования химикатов выполняется индивидуально.