Kuinka tehokas raatajajärjestelmä on lietteen poistossa?

Kauhajärjestelmän ymmärtäminen ja sen rooli lietteen poistossa

Mikä kauhajärjestelmä on ja miten se toimii?

Hakkuujärjestelmät edustavat yhtä niistä mekaanisista ratkaisuista, joita käytetään laajalti jätevedenpuhdistamoiden alueella ja jotka toimivat jatkuvasti poistaakseen pohjalle laskeutunutta lietteä sedimentaatiokaivoista. Näissä järjestelmissä on useimmiten moottoroidut käsivarret tai ketjumekanismi terävällä leikkuureunalla varustettuina, jotka liikkuvat altaan pohjaa pitkin ja ohjaavat ajan mittaan kertynyt jätelietteen määrättyihin keräysalueisiin. Tarkasteltaessa ensimmäisen vaiheen selkeyttimiä erityisesti, näiden hakkuulaitteiden asianmukainen toiminta on erittäin tärkeää, sillä huolehtimaton lietteen kertyminen voi vähentää koko prosessin tehokkuutta jopa 15–30 prosenttia viimeisten tutkimusten mukaan Wastewater Optimization Report for 2023 -julkaisussa. Toisen vaiheen selkeyttimiä varten insinöörit puolestaan yleensä muokkaavat perushakkuurakenteita paremmin hallitsemaan kevyempää biologista lietettä samalla varoen rikkomasta hauraita mikrobiologisia rakenteita, jotka muodostuvat käsittelyprosessin aikana.

Hakkuumekanismien rooli selkeytinten toiminnassa

Selvitysjärjestelmät tukeutuvat raaputusmekanismiin, jotta asiat sujuvat sujuvasti, pääasiassa siksi, että ne hoitavat kaksi tärkeää työtä kerrallaan. Ensinnäkin, nämä raapurit poistavat jatkuvasti lietteen, - jotta alkukannit eivät muutu septiksi. Toiseksi, ne ratkaisevat pinnalla olevan roskan ongelmat - purkamalla kaikki kelluvat roskat toissijaisiin selvittimiin. Useimmat suorakulmaiset altaat käyttävät tyypillisesti ketjuihin perustuvia järjestelmiä, kun taas ympyräisten säiliöiden pyörimissäiliöissä on usein pyörimäiset raapurit, jotka on asennettu keskellä olevan pivot-pisteen ympärille. Jos ne on asennettu oikein, kumpikin järjestelmä kerää 95-100 prosenttia lietteestä. Tällainen suorituskyky tekee suuren eron tehtaan päivittäisessä toiminnassa.

Mekaanisten lietteidenpoistojärjestelmien keskeiset osatekijät

• Ajamoottorit : Toimitetaan 0,53 kierrosvoimaa per minuutti johdonmukaista toimintaa varten
• Kaivurin terät : Volframia vahvistetut reunat kestävät hiottuvaa kulumista
• Johdarrat : Laser-johdot takaavat terän tarkkuuden
• Kuorma-ainesteista : Huomaa lietteen tiheyden muutokset yli 1200 mg/l

Nykyaikaiset järjestelmät yhdistävät nämä komponentit PLC:hin, joiden avulla kuormitustaajuus säädytään reaaliaikaisten lietteen peittoasteiden perusteella, mikä vähentää energiankulutusta jopa 22 prosentilla verrattuna aikakäyttöön perustuviin ohjausjärjestelmiin.

Hakkuun suunnittelun ja säiliön geometrian optimointi täydellistä kattavuutta varten

Tehokas lietteen poisto edellyttää raaputusjärjestelmiä, jotka sopivat niiden selkeytinten koko- ja muotoon, joissa ne toimivat. Terät täytyy seurata säiliön seinämien kaarevuutta, jotta ei olisi yhtään kohtaa, jossa liete vain pysyisi paikallaan liikkumatta. Useimmilla järjestelmillä on ainesysteemät, jotka kestävät melko paksua lietettä, tyypillisesti noin 30–50 newtonmetriä neliömetriä kohden. Suorakaiteenmuotoisissa säiliöissä kaksisuuntaiset lentot laskevat lietteen kuljetusmatkaa verrattuna perinteisiin säteittäisiin ratkaisuihin. Tämä tekee suuren eron, koska näin estetään kertyneiden kiintoaineiden sekoittuminen takaisin suspensioon. Jos pohjahopariston kulma on yli 60 astetta, se auttaa huomattavasti työntämään kaikki kohti poistopistettä tehokkaammin. Järjestelmiä käyttäneet operaatiorot tietävät hyvin, kuinka tärkeitä nämä suunnittelun yksityiskohdat todella ovat.

Säiliön muodon ja koon vaikutus raaputusjärjestelmän suorituskykyyn

Pyöreille selkeyttimille säteittäiset kaivinkoneet, jotka pyörivät jatkuvasti, ovat välttämättömiä estämään veden pysähtymisen ja ongelmien syntymisen. Suorakulmaiset altaat toimivat paremmin lineaaristen järjestelmien kanssa, joissa käyttäjät voivat säätää kaivinkoneen liikkumisalueen edestakaisin. Kun on kyse suurista pyöristä altaista (noin 30 metriä leveämpiä), insinöörit asentavat yleensä lisätukea kuten poikkitukia. Nämä auttavat pitämään altaan rakenteen stabiilina, jotta sen taipuma ei ylitä 2 mm kuormitettuna. Altaan mittojen osalta useimmat ammattilaiset ovat samaa mieltä siitä, että syvyyden ja leveyden suhteen pitäisi olla alle 1:4, jotta saavutettaisiin parempi vesivirtaus koko järjestelmässä. Tämä yksinkertainen suunnitteluratkaisu tekee käytännössä suuren eron ja vähentää näiden ärsyttävien liettepussien muodostumista tietyissä kohdissa. Joidenkin kenttätestien mukaan tämä lähestymistapa vähentää paikallista lietteen kertymistä noin 15–20 prosentilla.

Lieterakenteiden poistotehokkuuden maksimointi ensi- ja toissijaisissa selkeyttimissä

Ensiöinnin pääselkeyttimet käsittelevät paksua lietettä (4–6 % kiintoaineita) kestävillä, 45–55° kulmassa asennetuilla terillä, kun taas toissijaiset selkeyttimet hoitavat ohuempia lietteitä (0,5–1,5 % kiintoaineita) tarkalla säädöllä. Taajuusmuuttajat (VFD) mahdollistavat nopeuden säädön välillä 0,1–1,5 m/min reaaliaikaisiin lietteen peittymistasoihin perustuen, joita ulträäni-anturit mittaavat.

Tapaus: Selkeyttimien suorituskyvyn parantaminen kunnallisen jätevedenpuhdistamon yhteydessä

Viisikymmentä vuotta vanha puhdistamo vähensi lietteen poiston taajuutta päivittäisestä viikoittaiseksi, kun se modernisoi raapureiden korroosionkestävillä polymeereillä ja optimoi lentogeometrian. Tämä päivitys vähensi energiankulutusta 18 % (5,2 kWh:sta 4,3 kWh:iin per ML käsiteltyä vettä) samalla kun ylläpidettiin 98 %:n lietteen poistoaste koko vuoden ajan.

Miten lietteen ominaisuudet vaikuttavat raapurijärjestelmän tehokkuuteen

Miten lietteen viskositeetti ja tiheys vaikuttavat raapurimekanismin tehokkuuteen

Sakkan paksuus ja paino vaikuttavat merkittävästi siihen, kuinka suuren voiman laitteet joutuvat käsittelyyn ja kuinka hyvin terät toimivat. Kun käsitellään sakkaa, jonka viskositeetti on yli 500 mPa·s, käyttäjät kohtaavat noin 30–40 prosenttia suuremman vastuksen verrattuna tavallisiin kiinteisiin aineisiin. Tämä tarkoittaa, että tarvitaan vahvempia ketjukäyttöjä sekä materiaaleja, jotka kestävät rasituksen, kuten ruostumattomasta teräksestä valmistettuja osia tai GRP-komposiittiosia, joita on nähty yhä enemmän viime aikoina. Tilanne vaikeutuu entisestään, kun sakkassa on yli 12 prosenttia kiintoainetta. Moottorit ensisijaisissa selkeyttimissä joutuvat työskentelemään noin puolitoistakertaisella teholla tällaisissa olosuhteissa. Siksi monet jätevedenpuhdistamot asentavat nykyisin taajuusmuuttajia paitsi sulakkeiden räjäytysten välttämiseksi, myös sen varmistamiseksi, että liikkuminen tapahtuu optimaalisella nopeudella 2–4 senttimetriä sekunnissa asianmukaisen kuljetuksen saavuttamiseksi ilman energian tuhlaamista.

Haasteet painovoimaisessa paksennuksessa ja raapureiden vuorovaikutuksessa

Kun käsitellään yli 25 % kiintoainepitoisuuksia sisältävää lietteet, painovoimakarkeuttimet kohtaavat vakavia käyttöongelmia. Standardit varrelkarjan raivausjärjestelmät jättävät tyypillisesti jäljelle noin 18–22 prosenttia lietteen jäämiä näissä kartiomainen pohjaosan säiliöissä, mikä selittää, miksi monet laitokset siirtyvät kaksinkertaisia leikkausteräitä käyttäviin järjestelmiin. Huoltotoimenpiteillä on tässäkin suuri merkitys. Useimmat käyttäjät huomaavat, että ketjun jännitteen tarkistaminen kerran kuukaudessa ja terien kulman säätäminen kolmen kuukauden välein (pitäen kulmat noin 35–45 asteen välillä) vähentää odottamattomia pysäytystilanteita noin 75 prosentilla sellaisten laitosten osalta, jotka käsittelevät paksuja biosidoksia. Näiden säännöllisten tarkastusten hyöty ilmenee siinä, että ne estävät ongelmia, kuten lietteen silautumista ja hihnapurkauksen tukkeutumista, joista kärsivät useimmat asennukset, jotka käsittelevät erittäin konsentroituneita materiaaleja päivittäin.

Tärkeät käyttörajojen arvot karkeuttimien raivauslaitteille:

Tämä tasapainoinen lähestymistapa varmistaa tehokkaan lietteen poiston samalla kun hallitaan mekaanista rasitusta erilaisissa konsistensseissä.

Yleiset mekaanisten raaputusjärjestelmien tyypit ja niiden edut

Yleiset lietteenraaputustyypit ja niiden toimintaperiaatteet

Jäteveden käsittelylaitoksissa käytetään yleisesti kolmea erilaista mekaanista lietteen poistojärjestelmää. Ensimmäinen tarkasteltava tyyppi on reunakäyttöiset raadussilmukat, joiden moottorit on asennettu pyöreiden säiliöiden reunoille. Nämä laitteet työntävät lietettä ulostulopisteisiin ja toimivat tehokkaasti myös suurissa säiliöissä, joiden halkaisija voi olla jopa 40 metriä. Toinen suosittu vaihtoehto on kehiköllä varustetut raadussilmukat, jotka toimivat hyvin suorakaiteen muotoisissa altaissa. Niissä on sillalle asennetut käsivarret, jotka pyyhkäisevät altaan läpi keräten lietteen keräilysyöksyihin. Teollisuuden tiedon mukaan nämä voivat saavuttaa poistoasteen välillä 92–97 % ensimmäisen selkeytysvaiheen prosesseissa. Tilanteissa, joissa käsitellään tiheää lietettä pitkissä suorakaiteen muotoisissa säiliöissä, ketju- ja lapputavarajärjestelmät ovat yleensä suosituin ratkaisu. Näissä järjestelmissä on jatkuvia silmukoita, jotka on valmistettu korroosionkestävästä ketjusta, johon on kiinnitetty kuljetuslappuja. Viime vuoden 2023 teollisuuskyselyn mukaan suurin osa (noin 78 %) kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden toimijoista ilmoitti huomattavasti vähentyneistä kunnossapitovaikeuksista siirryttyään ketjukäyttöisistä vaihtoehdoista kehikkoraadussilmukateknologiaan, havaiten noin 30 % vähemmän ongelmia yhteensä.

Tahranpoistajien etuja suurissa jätevedenpuhdistamoissa

Skrapeerijärjestelmillä on vertaansa vailla oleva skaalautuvuus laitoksissa, jotka käsittelevät yli 50 000 m³/vrk. Niiden luotettavuus mahdollistaa jatkuvan 24/7-toiminnan, myös kun tahran kiintoainesisällöt ovat jopa 6 %:ssa. Keskeisiä etuja ovat:

• Vähennetyt energiakustannukset : Automaattisesti säädettävät vääntömomenttiohjaukset vähentävät sähkönkulutusta 25 % verrattuna vakionopeusjärjestelmiin
• Yksinkertaistettu huolto : Yläasennetut akselimoottorit mahdollistavat komponenttien vaihdon ilman altaan tyhjennystä
• Toiminnan joustavuus : Vaihdettavat skrapeerikävelyosat soveltuvat viskositeetteihin välillä 10–3 000 mPa·s

Nämä järjestelmät ylläpitävät yli 90 %:n keräystehokkuutta vuodenaikojen mukaan vaihtelevista tahran ominaisuuksista huolimatta, estäen selkeyttimien ylikuormituksen ja jälkimmäiset pullonkaulat.

Skrapeerijärjestelmän toiminnan ongelmien ratkaisu ja kunnossapito

Yleisten tahranpoisto-ongelmien tunnistaminen selkeyttimissä

Neljä toistuvaa ongelmaa heikentää skrapeerin toimintaa selkeyttimissä:

1. Ketjun/silta-asennon epäsuora , mikä johtaa epätasaiseen lietteen jakautumiseen (vaikuttaa 23 %:n kuntien jätevedenpuhdistamoista)
2. Liialliset vääntömomentin piikit lietteskerroksista, joiden kiintoaineen määrä ylittää 12 %
3. Korroosion aiheuttama heikkeneminen , erityisesti alhaisessa pH-ympäristössä (<6,5)
4. Kuorakerroksen kertymän aukot jossa 81 %:lla laitoksista on alueita, joihin terät eivät pääse

Viikoittainen moottorin virran seuranta—erityisesti vaihtelut, jotka ylittävät perustasoa yli 15 %—voi olla merkki lähestyvästä mekaanisesta vioista. Infrapunalämpökuvauksella ennaltaehkäisevässä huollossa voidaan havaita laakerien kuumat kohdat 2–3 viikkoa ennen lukkiutumista.

Menetelmät raadinsieppausjärjestelmän suorituskyvyn ylläpitämiseksi

Ennakoiva huolto pidentää raadinsieppausjärjestelmän käyttöikää 40–60 % verrattuna reaktiiviseen korjaushuoltoon:

Kun tehtaat asentavat automaattiset rasvasyöttölaitteet yhdessä älykkäiden tärinäantureiden kanssa, jotka kuuluvat esineiden internetiin, he näkevät noin puolet vähemmän suunnittelematonta käyttökatkoja (noin 53 %) laitoksissa, joissa virtausnopeudet ovat yli 50 tuhatta gallonia päivässä. Tehtaat, jotka siirtyvät erikoispolymeereillä pinnoitettuihin raaputusteriin, joutuvat vaihtamaan osia huomattavasti harvemmin – noin 37 % vähennys, kun käsitellään erittäin karkeita teollisia lietteitä. Ja tässä jotain mielenkiintoista: yritykset, jotka sijoittavat työntekijöidensä koulutukseen samalla kun tekevät teknisiä parannuksia, onnistuvat korjaamaan ongelmat ensimmäisellä kerralla useimmissa tapauksissa. Tehtaat, joissa henkilöstö on koulutettu, saavuttavat n. 91 %:n onnistumisprosentin ilman tarvetta useammille yrityksille tai ulkoiselle avulle.

UKK

Mihin raaputusjärjestelmää käytetään?

Hiekankaristinjärjestelmää käytetään jätevedenpuhdistamossa laskeutuneen lietteen poistamiseen saostusaltaista, mikä estää lietteen kertymisen ja ylläpitää käsittelytehokkuutta.

Miksi hiekankaristinjärjestelmät ovat tärkeitä selkeyttimille?

Hiekankaristinjärjestelmät ovat ratkaisevan tärkeitä selkeyttimille, koska ne poistavat lietteen kertymän, estävät hapettomat olosuhteet ensisijaisissa altaissa ja keräävät pinnan kuonaa toissijaisissa selkeyttimissä.

Mitkä tekijät vaikuttavat hiekankaristinjärjestelmien suorituskykyyn?

Hiekankaristinjärjestelmien suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä ovat lietteen viskositeetti ja tiheys, altaan muoto ja koko sekä hiekankaristinjärjestelmien erityissuunnittelu, kuten terien kulmat ja ajojärjestelmät.

Kuinka hiekankaristinjärjestelmät voivat parantaa tehokkuutta puhdistamoissa?

Hiekankaristinjärjestelmät parantavat tehokkuutta vähentämällä energiakustannuksia automaattisesti säädettävillä vääntömomenttiohjauksilla, yksinkertaistamalla huoltoa ja tarjoamalla toiminnallista joustavuutta vaihtelevissa lieteen konsistensseissa.