Постројење за обраду отпадних вода за завршну обраду метала заменило је грејну плочу од 6 кВ након само пет месеци. Плоча је била уграђена у резервоар за изједначавање од 15.000-литара који је примао воду за испирање са линија за облагање, фосфатирање и елоксирање. Резервоар је садржао 3–5% суспендованих чврстих материја-металних хидроксида, талог калцијум фосфата и преостало песка. Површина плоче је показала дебео, неуједначен слој наслага са уграђеним честицама. Отпор изолације је пао испод 20 МΩ.
Отпадна вода{0}}са високим садржајем чврстих вода се суштински разликује од купатила за чисту оплату. Течност није решење-већ суспензија. Чврсте честице се таложе, таложе и акумулирају на загрејаним површинама. Термички и механички захтеви за грејну плочу у овом окружењу захтевају приступ дизајну који узима у обзир концентрацију чврстих материја, дистрибуцију величине честица, брзину таложења и метод чишћења који је доступан у постројењу.
Зашто суспендоване чврсте материје мењају једначину преноса топлоте
Суспендоване честице утичу на пренос топлоте на два начина. Прво, повећавају ефективни вискозитет течности, згушњавајући термички гранични слој на површини плоче. Друго, они се таложе директно на плочу, формирајући порозан, неуједначен слој који додаје топлотну отпорност и ствара локализоване вруће тачке испод дебљих наслага.
Брзина таложења зависи од концентрације честица, брзине протока на плочи и температурне разлике између плоче и расутог флуида. Висока температура површине плоче повећава таложење тако што промовише таложење растворених врста и узрокује да се честице јаче приањају за врућу површину.
| Концентрација суспендованих чврстих материја | Релативна вискозност | Стопа таложења на плочи | Време до скале од 2 мм | Сигурна густина вата |
|---|---|---|---|---|
| <0.1% (clean water) | 1.0× | Веома ниско | >12 месеци | 1,5–2,0 В/цм² |
| 0,5–1,0% (лаке чврсте материје) | 1.1–1.3× | Ниско | 6–10 месеци | 1,2–1,4 В/цм² |
| 2–3% (умерене чврсте супстанце) | 1.3–1.8× | Умерено | 3–5 месеци | 0,9–1,1 В/цм² |
| 4–6% (тешке чврсте материје) | 1.8–2.5× | Високо | 6–10 недеља | 0,6–0,8 В/цм² |
Стопе таложења из резервоара за пречишћавање отпадних вода који примају мешавину воде за испирање и фосфатирање
Вертикална у односу на хоризонтална монтажа у високо-услугама
Оријентација плоче одређује да ли се чврсте материје таложе на површини или клизе. Хоризонтално постављена плоча представља велику површину-окренуту нагоре где се честице акумулирају гравитацијом. Слој наслага расте одозго надоле, а најдебља акумулација се јавља на горњој површини где је проток најслабији.
Вертикално постављена плоча представља мањи хоризонтални попречни-пресек. Чврсте материје које се таложе на врху прирубнице или на хоризонталним потпорним елементима не прекривају пуну загрејану површину. Вертикална површина плоче доживљава првенствено таложење изазвано смицањем-а не таложење гравитацијом. Подаци са терена из резервоара за отпадне воде показују да вертикално постављене плоче акумулирају 40–60% мање наслага током истог радног периода у поређењу са хоризонталним јединицама.
| Оријентација монтаже | Акумулација депозита | Учесталост чишћења | Најбоља апликација |
|---|---|---|---|
| Хоризонтално,{0}}окренути нагоре | Високо | Често | Не препоручује се |
| Хоризонтално, окренуто{0}}надоле | Умерено | Умерено | Ограничен простор |
| Вертикална, паралелна са током | Ниско | Ретко | Већина апликација |
| Вертикална, окомита на ток | Умерено | Умерено | Резервоари великог{0}}протока |
Оријентација монтаже и њен утицај на акумулацију наслага
Завршна обрада и ефекти геометрије плоче
Глатка, полирана површина плоче смањује снагу пријањања депонованих чврстих материја. Честице које би се чврсто везале за храпаву површину лакше клизе када се брзина протока повећа током циклуса мешања или чишћења резервоара. Полиране површине продужавају интервал чишћења за 30–50% при високој-услуги чврстих материја у поређењу са стандардним завршним обрадама површина.
Дебљина плоче је такође важна. Дебља плоча има већу термичку масу и спорије реагује на промене снаге. Али такође је боље отпоран на савијање и механичка оштећења. У услугама са високим{3}}чврстим садржајем, где чишћење може да подразумева четкање или стругање, дебља плоча је издржљивија.
Стратегије мешања и чишћења за чврсте{0}}цистерне напуњене
Повремено мешање велике{0}}брзине је ефикасније од непрекидног мешања ниског{1}}нивоа за високу-услугу чврстих материја. Периодично подизање брзине протока на плочи на 0,5–0,8 м/с чисти лабаве наслаге пре него што се стврдну у чврст слој. Ово се може постићи помоћу едуктора-контролисаног тајмером или наменске пумпе за мешање која се укључује 5–10 минута сваког сата.
Хемијско чишћење на месту захтева раствор за чишћење који раствара специфичну композицију наслага. Металне хидроксидне ваге реагују на разблажену киселину. Наслаге калцијум фосфата захтевају хелат или благо намакање киселином. Распоред чишћења заснован на налазима инспекције-а не фиксни календар-спречава да наслаге достигну дебљину која доводи температуру површине плоче у опсег деградације.
| Метода чишћења | Ефикасност на металне хидроксиде | Ефикасност на фосфатним скалама | Ризик за плочу | Препоручени интервал |
|---|---|---|---|---|
| Циркулација разблажене ХЦл | Високо | Умерено | Ниско | 4–8 недеља |
| Натапање сулфамском киселином | Умерено | Високо | Ниско | 6–10 недеља |
| ЕДТА хелација | Умерено | Високо | Ниско | 8-12 недеља |
| Млаз воде под високим{0}}притиском | Високо | Умерено | Умерено | 8-12 недеља |
| Механичко четкање | Високо | Високо | Високо | Не препоручује се |
Препоруке за начин чишћења постројења за пречишћавање отпадних вода са грејним плочама
Практични кораци спецификације за{0}}отпадне воде са високим садржајем чврстих материја
Почните са карактеризацијом чврстих материја. Укупна концентрација суспендованих материја, дистрибуција величине честица и минерални састав одређују брзину таложења и потребну методу чишћења. Једноставна гравиметријска анализа и преглед хемије претходног процеса пружају већину потребних информација.
Изаберите густину у ватима из стварне концентрације чврстих материја. За 2–3% суспендованих чврстих материја, прикладна је граница од 0,9–1,1 В/цм². Изнад 4% чврстих материја, смањити на 0,6–0,8 В/цм². Ове вредности претпостављају вертикалну монтажу и периодично{10}}мешање велике брзине. Хоризонтална монтажа захтева додатно смањење од 20–30%.
Одредите површину полиране плоче. Додатни трошкови су скромни, а продужење интервала чишћења је значајно. Проверите да ли резервоар има одговарајућу дубину за вертикалну монтажу са најмање 75 мм покривености течности изнад грејног дела. Ако је дубина недовољна, размислите о више краћих плоча, а не о једној дугачкој јединици.
Инсталирајте праћење протока и{0}}искључење високе температуре. У сервису са високим{2}}чврстим садржајем, зачепљен филтер или неисправна пумпа за мешање могу да спусте брзину протока испод безбедног прага у року од неколико сати. Прекидач протока и граница температуре површине плоче од 15-20 степени изнад нормалне радне температуре пружају заштиту од брзог прегревања које прати губитак протока.
Када стандардне плоче не могу да поднесу оптерећење чврстим материјама
Резервоари за пречишћавање отпадних вода са високом концентрацијом чврстих материја и ограниченим периферним простором често не могу да приме стандардне грејне плоче при густинама у ватима које спречавају брзо прљање. Рад од 6 кВ при 0,8 В/цм² захтева 7.500 цм² површине плоче-више него што једна плоча пружа у оквиру типичних димензија резервоара.
Прилагођена конфигурација грејне плоче са великом површином, малом густином у ватима и углачаном површином решава основни узрок запрљања{0}}у вези са чврстим материјама. Процес спецификације захтева концентрацију суспендованих чврстих материја, карактеристике честица, димензије резервоара, метод мешања и потребну снагу. За објекте са више резервоара за пречишћавање отпадних вода, овај-специфичан приступ за апликацију смањује прегревање-везано за наслаге и продужава интервал између потребних чишћења.
