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供水与污水 | 处理厂除砂挑战

来源:荣格 发布时间:2017-12-13 435
工业金属加工泵与过滤
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加拿大卡尔加里(Calgary)市的气候,使其污水处理厂不得不面对一个特定挑战。充足的除砂对保护和改善工厂运作至关重要。因此,该市决定投资一个重量级的除砂、洗砂、脱水系统。

作为人口超过一百万、加拿大第四大、阿尔伯塔州第一大城市,卡尔加里市位于Bow和Elbow两条河的汇合处。温暖干燥的夏季会产生很多的风吹沙尘,而在凛冽的北方草原之冬,沉重的冰和雪不时会被南方吹来的温暖的Chinook风打断,暂躲到北极去避其锋芒。由此产生的快速解冻的冰雪,使街道上充斥着径流和沙土,对冬季道路保护不利。

卡尔加里市的排污系统大多老旧,旧的下水道的重要部分,是与暴雨排放、卫生系统联在一起的。不断收集集中的废水流入,使这些未经处理的污水浓度越来越高,同时还有大量砂砾被排入道路径流。

Bonnybrook是卡尔加里市三个污水处理厂中最大的一个。随着城市人口增长、市政服务的重大升级,必须构建一个新系统。必须在有限的空间里完成,还得应对Bonnybrook废水流进入时的独特特征,包括干燥的夏季和冬季解冻引起的水流宽度变化。

卡尔加里市决定从海卓国际旋流技术公司(Hydro International)买入一个高性能的先进管理系统,来移除大量粗砂,以提高污水处理厂的运行效率。安装这款HeadCell除砂脱水系统,是为了保护Bonnybrook污水处理厂下游过程免受磨损和磨粒沉积的危害,降低维护和运营成本。新系统致力于实现1390兆升(368百万加仑)/天的峰值流速。

Bonnybrook的除砂挑战

卡尔加里城市水资源部门高级工程师Zorica Knezevic说:“高效除砂,对降低运营和维修成本、保持下游处理流程(如生物反应器、发酵罐、沼气池等)的特定性能非常重要。例如,我们发现采用之前的技术,沙砾会占据高达20%的沼气池池容,还会磨损设备。去除砂砾,成为一项必须的定期维护工作,估计每年需要人工6000小时。”

设备选择

市政当局聘请了Stantec顾问工程公司,来设计此次新项目并做资格预审。公司负责水务领域的副总裁Ryan Roberts说:“Bonnybrook污水处理厂项目,可完整替代一个中游渠首厂。另外,他们还正在做一些独立项目,升级其他有许多新流程的工厂设施。”

海卓国际旋流技术公司的Headcell先进除砂系统。

海卓国际旋流技术公司的Headcell先进除砂系统。

关于这个渠首项目,Stantec公司在技术选择和项目调整的生命周期评估中包括了维修成本。整个项目包括除渣、压榨、洗砂、脱水、固体运输储存以及分流和测量。

“因为现有曝气沉砂池的去除效率较低,会使大量的沙砾堆积在下游,而不同沙砾的特性已被分别评估过了”,Roberts说:“有必要开发一个参考各种处理方案进行成本效益评估为基础的准确设计。”

这个沙砾特性研究,决定了进水砂砾的级配和沉降浓度,还能评估现有曝气沉砂池系统的性能。

研究发现,现有沙砾系统只能去除26~29%的进水砂砾。原因是确定的:按照原厂的传统设计方法,几乎所有进水砂的沉降速度都低于212微米的球形硅砂。

海卓国际旋流技术公司区域销售经理Pat Herrick说:“砂的不同特性,决定了沙砾尺寸分布和流砂的沉降浓度,所以为此类大小的工厂设计新的沙砾移除系统,必须考虑这个基本要素。”

他继续说:“有了沙砾砂特性数据,Stantec公司就能与市政当局一起,确定除砂系统的性能要求,这是系统规范、也是Stantec预选要求中的部分内容。”建议方案中还包括天然砂的性能数据、项目的性能要求以及性能测试和处罚要求。

十个SlurryCup洗砂单元和五个GritSnail脱水单元,处理污水平均流量418MLD(110MGD)。

十个SlurryCup洗砂单元和五个GritSnail脱水单元,处理污水平均流量418MLD(110MGD)。

海卓国际旋流技术公司以其可移除75微米砂砾颗粒及其他性能和操作功能为基础作预选,与其他地区安装的有类似性能要求的设施一起,做性能回溯记录。

砂石去除系统是由市政当局预先选定的。在预选要求中,海卓公司有义务提供设备图纸,然后Stantec公司以招标包为基础做总承包。在设计阶段,进行CFD分析,为十个一组的HeadCell砂砾分离系统单元,确定最佳进水渠道设计。

大保护、小占地

完整的渠首处理流程,包括新型的6毫米隔栅除渣压榨机、栅渣清洗装置及新的除渣输送装置。然后,由每十个一组的HeadCell砂砾分离系统单元,移除并集合起这些细小砂粒,泵送到一个SlurryCup洗砂单元清洗,尽可能减少相关有机物质。清洗后的有机物料会被送回处理厂。

海卓国际旋流技术公司的HeadCell除砂装置被安装在防护罩内。

海卓国际旋流技术公司的HeadCell除砂装置被安装在防护罩内。

洗砂浆被重力带着向Grit Snai脱水单元而去,脱水后的砂,含有的挥发性固体在总重中占比平均不超过20%,在总固体中占比超过60%。有五套Grit Snai脱水单元,每两个SlurryCup单元顶部安装一台。这种配置,大大节省了空间和资金成本。

洗后的砂,弃置在堆填区,必须通过标准的“油漆滤纸”测试——一种通过标准过滤器从固体废物中自由排放液体的评估。

保证除砂率

每十个一组的HeadCell单元为升级后的Bonnybrook污水处理厂,实现了最多可移除95%的150微米以上的沙砾,比重2.65,过滤污水洪峰流量日流量可达1390兆升(368百万加仑)。普通水流设计每日最高418兆升(110百万加仑),可将95%的75微米(SG 2.65)以上尺寸的砂砾移除。

调试包括水力除砂系统成功的性能测试,由独立的第三方进行。Zorica Knezevic总结说:“经过调试,该bonnybrook除砂厂一直迟训表现良好。”


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