Cik efektīva ir skrāpēju sistēma dūņu noņemšanā?

Skrapera sistēmas izpratne un tās loma dūņu noņemšanā

Kas ir skrapera sistēma un kā tā darbojas?

Skrapēšanas sistēmas ir viens no tiem mehāniskajiem risinājumiem, kas plaši izmantoti notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, nepārtraukti darbojoties, lai no sedimentācijas tvertnēm izvāktu nogulsnējušos dūņas. Parasti šādas sistēmas sastāv no ar motoru darbinātām rokām vai ķēžu mehānismiem ar griezējmalām, kas pārvietojas pa tvertnes apakšu, pakāpeniski virzot uzkrāto atkritumu noteiktās savākšanas zonās. Apskatot primāros nosēdinošos rezervuārus, šo skrapēšanas ierīču pareiza darbība ir īpaši svarīga, jo nekontrolēta dūņu uzkrāšanās var samazināt kopējo attīrīšanas efektivitāti par 15 līdz 30 procentiem, kā norāda 2023. gada Notekūdeņu Optimizācijas ziņojums. Tomēr sekundāriem nosēdinošajiem rezervuāriem inženieri parasti modificē standarta skrapēšanas konfigurācijas, lai labāk pārvaldītu vieglākās bioloģiskās dūņas, vienlaikus nodrošinot, ka netiek sabojātas trauslās mikrobiālās struktūras, kas veidojas attīrīšanas procesā.

Skrapēšanas mehānismu loma nosēdinošo rezervuāru darbībā

Attīrītāju sistēmas balstās uz skrāpēšanas mehānismiem, lai nodrošinātu gludu darbību, galvenokārt tādēļ, ka tās vienlaikus veic divas svarīgas funkcijas. Pirmkārt, šie skrāpēji nepārtraukti noņem dūņu uzkrāšanos, lai primārie rezervuāri nevērstos septiskos nelaimēs. Otrkārt, tie risina virsmas putas, noņemot visu peldošo netīrumu sekundārajos attīrītājos. Vairums taisnstūrveida baseinu parasti izmanto ķēdes piedziņas sistēmas, savukārt apaļie rezervuāri bieži vien ir aprīkoti ar rotējošiem skrāpējiem, kas piestiprināti ap centrālo asi. Pareizi iestatot, abas sistēmas var uztvert aptuveni 95 līdz gandrīz 100 procentus dūņu, kā liecina nozares standarti. Šāda veiktspēja ikdienā lielā mērā ietekmē iekārtu darbību.

Mehānisko dūņu noņemšanas sistēmu galvenie komponenti

• Vadības motori : Nodrošina 0,5–3 apgr./min. griezes momentu stabiliem darbiem
• Skrāpju asis : Volframa pastiprināti malas iztur agresīvu nolietojumu
• Ģērbuļu riepas : Laseru kalibrēti vadi nodrošina precīzu asmeņu novietojumu
• Slodzes dzinēji : Detektē dūņu blīvuma izmaiņas virs 1200 mg/L

Mūsdienu sistēmas šos komponentus integrē ar PLC, lai pielāgotu notekžļaugu izskrāpēšanas biežumu atkarībā no reāllaika notekžļaugu līmeņa, samazinot enerģijas patēriņu līdz pat 22% salīdzinājumā ar laika regulētām vadībām.

Pārklājēja dizaina un baseina ģeometrijas optimizācija pilnai pārklāšanai

Efektīvi atbrīvoties no slāņa nozīmē izmantot skrapu sistēmas, kas atbilst klīrinatora izmēram un formām. Šķirņiem jāturas pēc rezervuāra sienu līknes, lai nebūtu vietas, kur slāņi vienkārši sēdētu, nevis kustītos. Lielākajā daļā sistēmu ir kustības mehānismi, kas spēj izturēt diezgan biezu dūmi, parasti kaut kur starp 30 un 50 Ņutonu metriem uz kvadrātmetru. Ja ir runa par taisnstūrveida tvertnēm, tad tās, kas lido divpusēji, salīdzinājumā ar tradicionālajām radiālām konstrukcijām, samazina slāņa pārvietošanās attālumu. Tas rada lielu atšķirību, jo tas novērš, ka nosēdās cietas vielas atkal izmainās uz augšu. Un ja skrejceļa leņķis ir stingriāks par 60 grādiem, tas palīdz daudz labāk nospiest visu uz izplūdes punktu. Operatori, kas ir strādājuši ar šīm sistēmām, no paša paša sākuma zina, cik svarīgi ir šie detaļi.

Tankas formas un lieluma ietekme uz skrāpētāja veiktspēju

Aplisveida attīrītājiem nepieciešami rādiālā tipa skrāpēji, kas nepārtraukti rotē, lai novērstu ūdens stagnāciju un saistītās problēmas. Taisnstūra formā iekārtām labāk darbojas lineārie sistēmu risinājumi, kuros operators var regulēt skrāpēja pārvietošanās attālumu uz priekšu un atpakaļ. Strādājot ar lieliem aplisveida baseiniem (ar diametru vairāk nekā 30 metri), inženieri parasti uzstāda papildus balstu sijas, ko sauc par šķērsijām. Tās nodrošina baseina struktūras stabilitāti, ierobežojot tās lieci līdz maksimāli 2 mm, kad baseins ir slodzē. Attiecībā uz baseinu izmēriem lielākā daļa speciālistu piekrīt, ka dziļuma un platuma attiecības uzturēšana mazāku par 1:4 veicina labāku ūdens plūsmu visā sistēmā. Šis vienkāršais konstrukcijas lēmums praksē patiešām rada būtisku atšķirību, samazinot nevēlamās dūņu uzkrāšanās vietas, kas bieži veidojas noteiktos apgabalos. Daži lauka testi liecina, ka šāds pieeja lokalizēto dūņu uzkrāšanos samazina aptuveni no 15% līdz pat 20%.

Dūņu noņemšanas efektivitātes maksimizēšana primārajos un sekundārajos izgulsnētājos

Primārie nosēdētāji apstrādā biezu dūņu (4–6% cieto vielu) ar izturīgām lāpstiņām, kas novietotas 45–55° leņķī, savukārt sekundārie nosēdētāji pārvalda šķidras masas (0,5–1,5% cieto vielu) ar precīzu regulēšanu. Mainīgas frekvences piedziņas (VFD) ļauj regulēt ātrumu no 0,1 līdz 1,5 m/min, reaģējot uz ultraskaņas sensoriem mērītajiem reāllaika dūņu slāņa līmeņiem.

Piemēra izpēte: Uzlabota nosēdētāju darbība komunālās notekūdeņu attīrīšanas iekārtā

Piecdesmit gadus vecā attīrīšanas iekārta samazināja dūņu izsūkšanas biežumu no ikdienas līdz reizi nedēļā pēc tam, kad tika modernizēti skrāpēji ar korozijas izturīgiem polimēriem un optimizēta kustības ģeometrija. Šis uzlabojums samazināja enerģijas patēriņu par 18% (no 5,2 kWh līdz 4,3 kWh uz apstrādātu ML), vienlaikus saglabājot 98% dūņu noņemšanas efektivitāti visās sezonas svārstībās.

Kā dūņu īpašības ietekmē skrāpēju sistēmas efektivitāti

Kā dūņu viskozitāte un blīvums ietekmē skrāpēju mehānisma efektivitāti

Dūņu biezums un svars ir ļoti svarīgs, lai noteiktu, cik lielu spēku iekārtām jāiztur un cik labi darbojas asis. Strādājot ar dūņām, kuru viskozitāte pārsniedz 500 mPa·s, operators saskaras ar aptuveni 30–40 % lielāku pretestību salīdzinājumā ar parastiem cietajiem materiāliem. Tas nozīmē, ka nepieciešami stiprāki ķēdes piedziņas mehānismi, kā arī materiāli, kas iztur lielas slodzes, piemēram, nerūsējošā tērauda komponenti vai GRP kompozitmateriālu daļas, ko pēdējā laikā redzam aizvien biežāk. Situācija kļūst vēl sarežģītāka, ja dūņās ir vairāk nekā 12 % cieto vielu. Primāro notierētāju motoriem šādos apstākļos jāstrādā aptuveni pusotru reizi intensīvāk. Tāpēc daudzas attīrītavas tagad uzstāda mainīgā ātruma piedziņas ne tikai, lai izvairītos no drošinātāju izdegšanas, bet arī, lai uzturētu optimālo kustības ātrumu — no 2 līdz 4 centimetriem sekundē —, nodrošinot efektīvu transportēšanu, neizšķērdējot enerģiju.

Gravitācijas biezēšanas un skrāpēju mijiedarbības problēmas

Strādājot ar dūņu koncentrāciju, kas pārsniedz 25% cieto vielu, gravitācijas biezētāji saskaras ar nopietnām ekspluatācijas problēmām. Standarta lāpstiņu skrāpju sistēmas parasti atstāj aiz sevis aptuveni 18 līdz 22 procentus dūņu atlikumu šāda veida koniskajos baseinos, kas izskaidro, kāpēc daudzas iekārtas pāriet uz divdarbības sistēmām, kurās izmanto svārstības griezējlāpstiņas. Arī uzturēšanas režīmi šeit ir ļoti svarīgi. Lielākā daļa operatoru atklāj, ka ķēdes sprieguma pārbaude reizi mēnesī un lāpstiņu leņķa regulēšana ik pēc trīs mēnešiem (saglabājot to starp aptuveni 35 un 45 grādiem) samazina negaidītas apturēšanas par aptuveni trim ceturtdaļām objektos, kas pārstrādā biezas bioloģiskās dūņas. Šādas rutīnas pārbaudes patiešām atmaksājas, jo tās novērš problēmas, piemēram, dūņu tiltu veidošanos un konteineru aizsprostošanos, ar ko ikdienā saskaras lielākā daļa iekārtu, kas apstrādā ļoti koncentrētas vielas.

Galvenie ekspluatācijas sliekšņi biezētāju skrāpjiem:

Šis līdzsvarotais pieeja nodrošina efektīvu dūņu noņemšanu, vienlaikus kontrolējot mehānisko slodzi dažādās konsistencēs.

Mehānisko skrāpju sistēmu bieži sastopamas veidi un priekšrocības

Bieži sastopamie dūņu skrāpju veidi un to darbības principi

Atkritumu ūdeņu attīrīšanas iekārtās parasti tiek izmantotas trīs dažāda veida mehāniskas dūņu noņemšanas sistēmas. Pirmā veida, ko aplūkosim, ir perifērijs darbināti skrāpēji, kuru dzinēji ir uzstādīti apļveida tvertnes malās. Šie aparāti virza dūņas uz izplūdes punktiem un efektīvi darbojas pat lielās tvertnēs ar diametru līdz 40 metriem. Cits populārs variants ir režģa tipa skrāpēji, kas labi funkcionē taisnstūra baseinos. Tiem ir salona montēti pleci, kas pārvietojas cauri tvertnei, savācot dūņas savācējkanālos. Nozares datu analīze liecina, ka šie skrāpēji primārās noturēšanas procesos var sasniegt noņemšanas efektivitāti no 92% līdz 97%. Situācijām, kad garās taisnstūra formātā esošajās tvertnēs rodas blīvas dūņas, parasti tiek izvēlētas ķēdes un slīpnes sistēmas. Šādas sistēmas sastāv no nepārtrauktiem korozijai izturīgu ķēžu gredzeniem ar pievienotām slīpnēm transportēšanai. Saskaņā ar nesen veiktu nozares aptauju (2023. gadā), lielākā daļa komunālo pakalpojumu iekārtu (aptuveni 78%) ziņoja par būtiski mazākām uzturēšanas problēmām, pārejot no ķēdes piedziņas alternatīvām uz režģa skrāpēju tehnoloģiju, kopumā novērojot par aptuveni 30% mazāk problēmu.

Dūņu skrāpju lietošanas priekšrocības lielā mērogā darbojos dūņu attīrīšanas stacijās

Skrāpju sistēmas nodrošina neaizvietojamu mērogojamību stacijās, kas apstrādā vairāk nekā 50 000 m³/dienā. To uzticamība nodrošina nepārtrauktu darbību 24/7, pat tad, ja dūņās kopējie cietie daļiņas sasniedz 6%. Galvenie ieguvumi ietver:

• Samazināti enerģijas izmaksas : Automātiski pielāgojami momenta regulatori samazina enerģijas patēriņu par 25% salīdzinājumā ar pastāvīga ātruma sistēmām
• Vienkāršota apkope : Uz augšas novietotie piedziņas bloki ļauj komponentus nomainīt, neatlejot tvertni
• Operatīvā elastība : Apmaiņai pieejamas slīdošo elementu konstrukcijas, kas pielāgojas viskozitātēm no 10 līdz 3 000 mPa·s

Šīs sistēmas nodrošina >90% savākšanas efektivitāti, neskatoties uz sezonas svārstībām dūņu īpašībās, novēršot klasifikatoru pārslogu un problēmas turpmākajos procesos.

Skrāpju sistēmu darbības traucējumu novēršana un uzturēšana

Biežāko dūņu noņemšanas problēmu identificēšana klasifikatoros

Četras bieži atkārtojošās problēmas, kas ietekmē skrāpju darbību klasifikatoros:

1. Ķēdes/tilta nobīde , kas rada nevienlīdzīgu dūņu sadali (izpaužas 23% no komunālajām iekārtām)
2. Pārmērīgi augsti griezes momenta no dūmu slāņiem, kuros ir vairāk nekā 12% cieto vielu
3. Korrozijas izraisīta degradācija , jo īpaši zemas pH temperatūras vidē (< 6, 5)
4. Neatkarīgi no tā, vai ir nepieciešams veikt papildu pasākumus, kur 81% iekārtu ziņo par platībām, uz kurām nav pieejamas lāpstiņas

Jautājumu motora amperage's iknedēļas monitorēšana, īpaši svārstības, kas pārsniedz 15% no sākotnējās vērtības, var signāliēt par tuvējo mehanisko bojājumu. Infraaustrumu termogrāfija profilaktisko apkopi veic, konstatējot karstās vietas 2-3 nedēļas pirms krampja.

Stratēģijas, lai saglabātu konsekventu skrapa sistēmas veiktspēju

Proaktīvais apkopei paredzēts ilgāks skrapa sistēmas darbības ilgums par 40~60% salīdzinājumā ar reaktivām remontām:

Kad rūpnīcas uzstādīja automatizētas tauku izšķīdināšanas iekārtas kopā ar tiem gudriem vibrāciju sensoriem no lietu interneta, tās redzēja aptuveni pusi neparedzēto pārtraukšanas laiku (ap 53%) rūpnīcās, kurās plūsmas ātrums pārsniedz 50 tūkstošus galonu dienā. Izstrādājumi, kas pārceļas uz ar speciāliem polimēriem pārklātiem skrapušu lāpiem, pārstāj detaļas daudz retāk - aptuveni par 37% mazāk, strādājot ar ļoti neapstrādātiem rūpnieciskajiem slāņiem. Un šeit ir kaut kas interesants: uzņēmumi, kas ieguldījuši pienācīgu apmācību saviem darbiniekiem, kopā ar šiem tehniskajiem uzlabojumiem, parasti visbiežāk uzlabā problēmas pirmajā mēģinājumā. Fabrikas ar apmācītu personālu sasniedz aptuveni 91% panākumu, uzreiz pēc sākuma, bez vairāku mēģinājumu vai ārējās palīdzības.

BUJ

Kam izmanto skrapu sistēmu?

Sedimentācijas baseinos notekūdeņu attīrīšanas iekārtās izmanto skrāpēšanas sistēmu, lai noņemtu nogulsnējušos dūņas, tādējādi novēršot dūņu uzkrāšanos un uzturot attīrīšanas efektivitāti.

Kāpēc skrāpēšanas sistēmas ir svarīgas attīrītājiem?

Skrāpēšanas sistēmas ir ļoti svarīgas attīrītājiem, jo tās noņem dūņu uzkrāšanos, novērš septiskus apstākļus pirmssedimentācijas baseinos un noņem virsmas putas otrreizējos attīrītājos.

Kādi faktori ietekmē skrāpēšanas sistēmu darbību?

Faktori, kas ietekmē skrāpēšanas sistēmu darbību, ietver dūņu viskozitāti un blīvumu, baseina formu un izmēru, kā arī skrāpēšanas sistēmu konkrēto dizainu, piemēram, lāpstiņu leņķus un piedziņas mehānismus.

Kā skrāpēšanas sistēmas var uzlabot efektivitāti attīrīšanas stacijās?

Skrāpēšanas sistēmas uzlabo efektivitāti, samazinot enerģijas izmaksas, izmantojot automātiski pielāgojamus momenta regulatorus, vienkāršojot apkopi un nodrošinot ekspluatācijas elastību dažādām dūņu konsistencēm.