วิธีการเลือกอุปกรณ์ขูดตะกอนที่เชื่อถือได้สำหรับโรงงานบำบัดน้ำเสีย?

จัดเรียงแบบการออกแบบอุปกรณ์ขูดให้สอดคล้องกับลักษณะน้ำเสียของโรงงานบำบัดน้ำเสีย

ผลกระทบของปริมาณตะกอน ความเร็วในการตกตะกอน และรูปทรงเรขาคณิตของบ่อต่อขนาดและการกำหนดความต้องการแรงบิดของอุปกรณ์ขูด

ประเภทของน้ำเสียที่เราต้องจัดการนั้นมีผลอย่างมากต่อการออกแบบเครื่องขูดตะกอน โดยเฉพาะในเรื่องความต้องการแรงบิดและขนาดโดยรวม ตัวอย่างเช่น ตะกอนหนาแน่นที่มีปริมาณของแข็งเกิน 25% อาจทำให้ความต้องการแรงบิดสูงขึ้นประมาณ 30% เมื่อเทียบกับตะกอนเบาซึ่งมีของแข็งต่ำกว่า 10% ซึ่งหมายความว่าผู้ปฏิบัติงานโรงงานมักจำเป็นต้องใช้ระบบขับเคลื่อนที่แข็งแรงกว่า เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เสียหายจากการทำงาน ความเร็วในการตกตะกอนก็มีความสำคัญเช่นกัน หากเครื่องขูดเคลื่อนที่เร็วกว่าประมาณ 0.7 เมตรต่อนาที ในถังที่วัสดุตกตะกอนได้เร็ว จะทำให้วัสดุที่ตกตะกอนแล้วกลับลอยขึ้นมาใหม่ ส่งผลรบกวนกระบวนการแยกตะกอนโดยรวม รูปร่างของถังก็มีบทบาทด้วย สำหรับถังตกตะกอนกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 20 เมตร มักใช้เครื่องขูดแบบขับเคลื่อนรอบขอบ (peripheral drive scrapers) จะเหมาะสมที่สุด แต่ถังรูปสี่เหลี่ยมที่ยาวเกิน 30 เมตร โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้ระบบที่แตกต่างออกไป เช่น ระบบโซ่และแผ่นขูดแบบคานรองรับ (truss supported chain and flight systems) จากการศึกษารายงานในอุตสาหกรรม พบว่าโรงงานที่ออกแบบขนาดเครื่องขูดไม่เหมาะสม มักประสบปัญหาเครื่องยนต์เสียเพิ่มขึ้นประมาณ 40% ดังนั้นการกำหนดรายละเอียดทางเทคนิคให้ถูกต้องตั้งแต่เริ่มต้น จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษางานดำเนินการให้มีความน่าเชื่อถือภายใต้ภาระการไหลและเข้มข้นของของแข็งที่เปลี่ยนแปลง

การจัดการน้ำมัน คราบไขมัน สารกัดกร่อน และของแข็งเส้นใย ซึ่งมักพบในน้ำเสียที่เข้าสู่โรงงานบำบัดน้ำเสียของเทศบาลและอุตสาหกรรม

ของแข็งที่พบในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมและน้ำเสียในเขตเมืองมักต้องใช้เกรียงขูดพิเศษเพื่อจัดการอย่างเหมาะสม ขยะจากอุตสาหกรรมสิ่งทอและน้ำเสียในเมืองมีวัสดุเส้นใยจำนวนมาก ซึ่งสามารถติดขัดได้ง่าย เว้นแต่อุปกรณ์จะมีขอบหยักบนแผ่นลาก (flights) การปรับปรุงที่เรียบง่ายนี้สามารถลดจำนวนครั้งของการหยุดบำรุงรักษาลงได้ประมาณครึ่งหนึ่งในหลายกรณี เมื่อจัดการกับน้ำมัน ผู้ปฏิบัติงานจะใช้อุปกรณ์ตักไขันที่มีใบมีดเอียงเคลือบด้วยวัสดุที่สะท้อนน้ำ อุปกรณ์เหล่านี้โดยทั่วไปสามารถกำจัดสิ่งสกปรกที่ลอยอยู่บนผิวน้ำได้ประมาณ 95% กรวดหรืออนุภาคแข็งเป็นปัญหาใหญ่อีกประการหนึ่ง โดยเฉพาะหลังพายุฝนหนัก หรือในพื้นที่เหมืองแร่ ที่อนุภาคมีความแข็งมากจนทำลายชิ้นส่วนทั่วไปได้ง่าย ชิ้นส่วนมาตรฐานไม่สามารถใช้งานได้นานพอในบริเวณเหล่านี้ โดยสึกหรอเร็วกว่าปกติถึงสามเท่า สถานีบำบัดน้ำเสียในเขตเมืองยังประสบปัญหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเส้นใยสังเคราะห์ที่เข้ามาในระบบผ่านผลิตภัณฑ์เสียที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ นั่นคือเหตุผลที่การออกแบบรุ่นใหม่ๆ จึงรวมลูกกลิ้งทำความสะอาดตัวเอง เพื่อป้องกันไม่ให้เส้นใยเหล่านี้ก่อให้เกิดการอุดตัน คุณสมบัติพิเศษทั้งหมดเหล่านี้ช่วยให้การดำเนินงานดำเนินไปอย่างราบรื่น แม้ว่าสิ่งที่ไหลเข้าสู่ระบบจะเปลี่ยนแปลงไปทุกวัน

มั่นใจในความน่าเชื่อถือในระยะยาวด้วยวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและโครงสร้างที่มีความแข็งแรง

สแตนเลสเกรดต่างๆ ชั้นเคลือบโพลิเมอร์ และโลหะผสมที่เข้ากันได้กับน้ำทะเลสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในโรงงานบำบัดน้ำเสีย

อุปกรณ์ที่ติดตั้งในระบบบำบัดน้ำเสียต้องเผชิญกับการสัมผัสกับก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ คลอไรด์ และสารประกอบกรดต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเร่งกระบวนการกัดกร่อน การเลือกวัสดุที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L วัสดุนี้มีความต้านทานได้ดีต่อปัญหาการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมจากคลอไรด์ จึงทำให้สถานีบำบัดน้ำเสียตามพื้นที่ชายฝั่งจำนวนมากเลือกใช้ แม้จะมีต้นทุนสูงกว่าก็ตาม ชั้นเคลือบโพลิเมอร์อีพอกซีก็มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการสร้างเกราะป้องกันที่แข็งแกร่งจากจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดปัญหากัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่เปียกตลอดเวลา ซึ่งน้ำมักขังอยู่รอบๆ อุปกรณ์ เมื่อต้องทำงานในตำแหน่งที่มีแรงเครียดสูงมาก วิศวกรมักหันไปใช้อัลลอยแบบดูเพลกซ์ เช่น เกรด 2205 ซึ่งทนต่อการแตกร้าวจากแรงกัดกร่อนภายใต้ความเครียดได้ดีกว่าโลหะทั่วไป แม้อุณหภูมิจะสูงขึ้นในพื้นที่บำบัดตะกอน สำหรับกรณีที่วัสดุอื่นๆ ล้มเหลว มีเหล็กกล้าไร้สนิมแบบซูเปอร์ออสเทนิติกที่มีโมลิบดีนัมไม่น้อยกว่า 6% ซึ่งโดยทั่วไปพบในสภาพแวดล้อมทางทะเล แต่ปัจจุบันเริ่มถูกนำมาใช้กับชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องขูดตะกอน เช่น ใบมีดตัดและเพลาขับ วัสดุเหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปประมาณสามเท่า สิ่งที่น่าสนใจคือ ประมาณ 42% ของการเสียหายทางกลไกในโครงสร้างพื้นฐานระบบบำบัดน้ำเสียทั่วโลก เกิดขึ้นจริงจากการเสื่อมสภาพของวัสดุตามกาลเวลา ดังนั้นการเลือกวัสดุที่เหมาะสมจึงไม่ใช่เพียงแค่แนวทางปฏิบัติทางวิศวกรรมที่ดี แต่เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการรักษาระบบการดำเนินงานให้ทำงานได้อย่างราบรื่น

ความต้านทานการล้าและความสามารถในการรับน้ำหนักภายใต้สภาวะการกัดกร่อน-กัดเซาะอย่างต่อเนื่อง

เครื่องขูดทำงานอย่างต่อเนื่องทุกวัน โดยต้องเผชิญกับปัญหาต่างๆ ที่เกิดจากปริมาณของตะกอนที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และการเสียดสีอย่างต่อเนื่องกับวัสดุกัดกร่อนในส่วนผสม การออกแบบเครื่องขูดที่ดีจึงจำเป็นต้องสามารถจัดการกับสองปัญหาใหญ่นี้พร้อมกัน ได้แก่ ความเครียดที่เกิดซ้ำๆ และการสึกกร่อนทีละน้อยอันเนื่องมาจากองค์ประกอบกัดกร่อน วิศวกรมักใช้การวิเคราะห์ด้วยไฟไนต์อีลิเมนต์ หรือ FEA เพื่อหาจุดอ่อนที่มีการสะสมของแรงเครียด ซึ่งจะช่วยให้สามารถเสริมความแข็งแรงในบริเวณเหล่านั้นได้อย่างเหมาะสม จุดหมุนสำคัญต่างๆ จะได้รับการเสริมความแข็งแรงเป็นพิเศษ เพื่อให้สามารถทนต่อแรงบิดได้โดยไม่เกิดความเสียหาย นอกจากนี้ เรายังเคลือบผิวชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ฟันเฟืองโซ่และชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ด้วยสารเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอเป็นพิเศษ ทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้นมากก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหนัก ชิ้นส่วนต่างๆ จำเป็นต้องผ่านมาตรฐาน ISO 12488 อย่างน้อยที่สุดในการรับแรงบิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้องทนต่อรอบการรับน้ำหนักนับร้อยล้านครั้งโดยไม่บิดงอหรือเสื่อมสภาพ เมื่อผู้ผลิตนำการออกแบบที่ต้านทานการเหนื่อยล้ามารวมกับการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสม ทีมงานบำรุงรักษาจะใช้เวลาซ่อมแซมอุปกรณ์ลดลงประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า ซึ่งหมายถึงการหยุดทำงานที่ลดลงอย่างมาก และประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้นในระยะยาวหลายปีของการดำเนินงาน

เพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานและเวลาทำงานสูงสุดในสภาวะของสถานีบำบัดน้ำเสียที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ

ไดรฟ์ความเร็วตัวแปรและการควบคุมแบบปรับตัวสำหรับอัตราการไหลที่ผันผวนและการสะสมของตะกอน

อัตราการไหลและปริมาณของแข็งในสถานีบำบัดน้ำเสียเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ผู้ปฏิบัติงานจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องขูดที่สามารถปรับการทำงานได้ทันที ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร หรือเรียกสั้นๆ ว่า VFDs ช่วยให้เจ้าหน้าที่โรงงานสามารถปรับความเร็วของเครื่องขูดได้ตามสภาพน้ำที่เข้ามา เมื่อมีปริมาณของเสียเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน ไดรฟ์เหล่านี้จะป้องกันไม่ให้มอเตอร์ไหม้ และเมื่อสถานการณ์ช้าลงระหว่างช่วงที่ไม่มีพายุ ระบบจะลดการใช้ไฟฟ้าแทนที่จะทำงานที่กำลังสูงสุดอย่างต่อเนื่อง ระบบขั้นสูงบางประเภทยังมีการควบคุมแรงบิดที่ปรับกำลังไฟฟ้าออกตามความหนาแน่นของตะกอนในแต่ละส่วนของถัง โรงงานที่ใช้เทคโนโลยีนี้รายงานว่าประหยัดค่าไฟฟ้าได้ประมาณ 25% โดยไม่ลดประสิทธิภาพในการทำความสะอาด ประโยชน์เหล่านี้จะเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในช่วงฝนตกหนัก หรือเมื่อโรงงานปล่อยของเสียเพิ่มหลังจากการบำรุงรักษา การตอบสนองทันทีช่วยให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างเหมาะสมและยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์ แม้ว่าค่าติดตั้งอาจเป็นอุปสรรคสำหรับการดำเนินงานขนาดเล็กที่ต้องการปรับปรุงระบบ

การออกแบบที่ต่ำงบการบำรุงรักษา: กลไกการทำความสะอาดอัตโนมัติ การเพิ่มประสิทธิภาพการเป่าของเสีย และการวินิจฉัยระยะไกล

การลดการบำรุงรักษามือถือมีความสำคัญอย่างมากเมื่อใช้อุปกรณ์ในสภาวะที่รุนแรงและกัดกร่อน ซึ่งการหยุดทำงานจะทำให้สูญเสียค่าใช้จ่าย โมเดลเครื่องขูดแบบใหม่มาพร้อมกับอุปกรณ์ขูดแบบทำความสะอาดตัวเองที่ช่วยป้องกันไม่ให้เส้นใยสะสมตามเวลา รวมถึงระบบเป่าล้างอัตโนมัติที่สามารถกำจัดสิ่งสกปรกที่สะสมโดยไม่ต้องหยุดกระบวนการทั้งหมด นอกจากนี้ โรงงานหลายแห่งเริ่มนำเครื่องมือวินิจฉัยระยะไกลมาใช้งานแล้ว ระบบเหล่านี้ตรวจสอบแบริ่ง ตรวจจับปัญหาการจัดแนวสายพาน และเฝ้าระวังการสั่นสะเทือนผิดปกติอย่างต่อเนื่อง โดยส่งการแจ้งเตือนก่อนที่ปัญหาจะรุนแรงจนเกิดการขัดข้อง โรงงานที่นำเทคโนโลยีที่ต้องการการบำรุงรักษาต่ำเหล่านี้มาใช้มักจะเห็นช่วงเวลาการบริการที่ยาวขึ้นประมาณ 30% ซึ่งหมายความว่ามีการหยุดทำงานกะทันหันน้อยลง และประสิทธิภาพโดยรวมดีขึ้น แม้จะต้องจัดการกับวัสดุที่มีความสกปรกหรือเส้นใยสูง สำหรับผู้ปฏิบัติงานที่ดูแลหลายไซต์ เทคโนโลยีประเภทนี้ช่วยให้การทำงานง่ายขึ้น และทำให้ระบบทำงานได้อย่างราบรื่นอย่างต่อเนื่องทุกวัน