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基於管道沉積物控製的CSOs汙染負荷削減分析

更新时间:2019-11-28 17:10人气:6414
  中國鋼管信息港報道稱:工藝流程穿孔管的管材為低密度高壓聚乙烯。 長輸管道係統中,異步電機為輸油泵(大多數為離心泵)提供動力,是管道運行的首要耗能設備之一。每台輸油泵的年運行時間經常超過6000h,是以,電動機的耗電量直接影響管道的運行本錢。在確保完成輸油任務的同時 ,降低電機耗電量,是輸油企業節能減排的首要任務。
  
  目前,我國大部分長輸管道係統的電機均為工頻定速電機,若輸送流量達到設計輸量,則工頻定速電機上風明顯,不僅結構簡單、運行可靠、堅固耐用,而且工作效率高。近年來 ,管道低輸量運行愈來愈普遍 ,工頻定速電機出現“大馬拉小車”的現象,輸油泵通過出口節流閥做大量無用功,既浪費電能,又縮短了輸油泵機組的維護周期和使用壽命。是以,需要針對異步定速電機進行節能改造。定速電機的改造方法較多,如選用切削輸油泵葉輪、輸油泵葉輪拆級及加裝變頻調速裝配等 。其中,切削葉輪具有不可恢複性,輸油泵拆級調速範圍較窄,而變頻調速裝配調速範圍廣、可恢複性好、對輸油泵機組的機械損害小,故得到廣泛利用。穿孔管的結構參數包括孔徑、孔間距和開孔角度;運行參數包括壓力(或射流速度)和衝洗時間;其他參數首要包括安裝高度。本工程所選用的相關參數是根據模擬試驗結果並結合工程情況而確定(管徑為DN400,管長為40m),具體見表1.在管道中敷設穿孔管時孔口沿管道中軸線對稱朝下,每隔1m根據安裝高度安裝撐持,在兩頭的檢查井內固定,以後穿孔管在檢查井內通過90.彎頭沿井壁固定向上至井蓋下5~10cm處,末端安裝消防水管活動接頭,便於和水泵的軟管連接。衝洗時通過車載式自吸汽油泵和水箱來為穿孔管供水,管道兩端分別同時供水。按照上述參數和管道長度,安全係數取1.2,經水力計算並校正後選擇WP -20X型自吸泵,流量和揚程分別為36m3/h和260kPa,配置兩台 。並配置水箱容積為4m3的水車和2段25m的消防軟管。
  
  中國鋼管信息港報道稱:表1穿孔管衝洗的技術參數水力旋流分離是通過水泵給旋流分離器提供高壓水頭,在分離器內產生高強度的離心力場來分離泥水混合物中的固體顆粒物,經分離後相對較潔淨的水經頂部溢流口排出,濃縮液經底流口排出 ,通過往除其中的顆粒物來達到淨化水質和削減汙染負荷的目的。工程選用XQ -25型水力旋流分離器,其處理能力為25m3/h,分離能力為20~50pm.潛水泵的處理能力和旋流分離器的處理能力相同,也為25m3/h,揚程H=h++hf,其中為集水池底至旋流器進口的高度,為6.3m;h2為旋流分離器的最大進口壓力,為120kPa(12m水柱);hf為沿程阻力損失和局部阻力損失之和,經計算為24kPa(2.4m水柱)。經計算水泵所需揚程為207kPa.選擇-22-4型潛汙泵,流量為25m3/h,揚程為220kPa,功率為4kW. 1.3儲泥池旋流分離器底流口的流量占進口流量的4%,每兩周對上遊管道衝洗一次,每次衝洗消耗衝洗水量為8 ~12m3,集水井管道自有水量為15每次管道衝洗後旋流分離器需運行1h擺布,每次產生的泥漿體積為1m3.設計儲泥池尺寸為1.5mX1.5mx1.5m ,同時在1.0m處開孔並設置閥門 ,以供沉澱後上清液回流至泵站 ,有效利用儲泥池容積,減少清淤頻率。
  
  2運行方式及效果衝洗從上遊管道往下遊逐段進行。衝洗車在水箱加滿水後在需要衝洗的管段中間位置就位,將軟管和水泵連接,再將軟管和衝洗管用活動接頭連接 ,打開水泵,衝洗2~3min後封閉水泵停止衝洗,鄙人一管段反複以上操縱。在衝洗管道的同時運行旋流分離器。在衝洗全部完成後當集水池水位降至最低時停止運行水力旋流分離器,清理檢查井的沉積物 ,將儲泥池的閥門打開將上清液排進泵站集水井。
  
  衝洗周期根據管道沉積強度、衝洗管的衝洗能力和降雨周期確定,首要是考慮在溢流發生前將管道沉積物排出係統。
  
  在本工程中衝洗周期為2周。
  
  2.1衝洗曲線~4)進行了衝洗,管段的資料見表2.表2衝洗管段基本情況經衝洗後下遊出水口水樣中的ss濃度隨時間的變化如所示。
  
  從可以看出,衝洗開始後出水SS濃度在30s內迅速升高,在衝洗60 ~90s後達到最高值,在150~180s時又降至較低水平,基本完成衝洗過程。
  
  模擬試驗的衝洗效果見。
  
  穿孔管衝洗效果2.2旋流器的分離效果1mg/L ,進、出水D5.分別為55.2%、6.3%、32.5%,說明旋流器對汙染物的往除效果較明顯。旋流分離器的往除效果首要與進水中顆粒的粒徑分布有關,中位粒徑D50越大則往除效率越高,經分離後,懸浮顆粒物的中位粒徑變小 。
  
  2.3工程實施前後汙染物濃度的變化工程實施前後CSOs汙染物濃度的變化見。
  
  工程實施後溢流汙染物濃度明顯降低 ,SS和COD均勻濃度分別降低了23.9%和23.2%.監測結果表明清洗管道對削減CSOs汙染負荷有明顯效果。
  
  工程實施前後溢流水質的比較表3工程運行本錢項目燃油水費電費人工合計數值5.124.56-36.843.890123.46 -135.74注 :水價、電價和燃油價格參照工程地的物價水平。
  
  2.4汙染負荷削減估算降雨數據,降雨量>5mm的降雨事件共有62次,均勻降雨量為11.8mm,均勻降雨曆時為9h. ~300m3/d,均勻為12m3/h,根據2城市地表徑流係數為0. 8,如不考慮管道的滲透和滲出,則通過均勻降雨量和服務麵積計算得到雨水量為17383m3 ,截流倍數為2,則年總溢流量為3 991m3.有研究報道,溢流的COD和SS均勻值分別為614、84mg/L3,結合年總溢流量計算得到年溢流汙染負荷:COD為2 730kg.工程實施後COD和SS均勻濃度分別降低了23.2%和23.9%,因此削減的COD和SS負荷分別為568.4、52.5kg. 3經濟性分析不包括衝洗車的投資在內,設備材料用度共計1.38萬元,安裝用度為1.23萬元,土建用度為1.82萬元,工程總投資為4.43萬元,投資本錢為320元/m管道,隨著衝洗管敷設長度的增加 ,單位管長的投資本錢會降低。假定清洗車每次行走間隔為5km,耗水量為8~12m3,用電量為7.2kWh,每次2個工人 ,共工作2h,運行本錢見表3. 4討論4.1技術特點與CSOs的末端控製相比,基於沉積物的CSOs控製是在CSOs發生之前采取措施,是以更加主動,同時實施難度更小。傳統和主流的管道清淤首要依托機械 ,或者高壓水力清洗配合吸泥車,這些技術首要是針對管道淤積嚴重的情況。而基於沉積物的溢流汙染控製要求經常性地清洗管道。預埋穿孔管衝洗技術正好滿足了如許的技術要求,可以有效清洗管道,同時清洗時間短,並且操縱方便。水力旋流分離器占地小 ,可通過多個旋流器組合來適應水量變化,組裝方便,分離效率高,不需要開挖。
  
  4.2適用處合由於穿孔管的衝洗強度和衝洗範圍均有限,對大口徑管道和壓實的管道沉積層的衝洗效果要差些,是以適用於中小口徑的排水管道,建議管徑矣DN500 ,同時在敷設穿孔管前最好對管道進行一次徹底清淤。為了降低安裝用度,建議在管道敷設和改造時預埋穿孔管。穿孔管衝洗能夠滿足檢查井之間管長矣40m的大多數管道的清洗,對於管道長度特別大的,由於阻力損失較大,局部衝洗強度較弱,不能達到較好的衝洗效果,同時水量較大導致所需的穿孔管管徑較大,對於口徑較小的排水管道可能會影響其輸送功能。
  
  4.3管道清洗控製CSOs的相關思考管道清洗可有效削減CSOs汙染負荷,針對特定場合下管道的特點開發適宜的清洗技術及編製相應的清洗規程具有首要意義。對管道清洗技術的要求是經濟 、有效、快捷和方便,管道清洗規程應包括管道清洗周期和清洗流程。清洗周期應綜合考慮管道沉積強度、管道衝洗技術的衝洗能力、降雨周期和降雨強度等身分以滿足經濟性的要求。
  
  5結論在合流製排水係統截流泵站的上遊管道中安裝穿孔管,給穿孔管提供高壓水產生7.5m/s以上的射流以衝洗管道 ,同時在截流泵站內設置旋流分離係統來往除衝洗水中的沉積物。運行表明,對於水層較淺、管徑為DN400 、長度為40m 、沉積層厚度為3cm的管道,衝洗可使管道流中的SS從衝洗前的增加到2500~3000mg/L,並在2~3min內衝洗幹淨 。旋流分離器對衝洗水中SS的往除率達到55.6%.兩周一次的管道例行清洗維護,可使CSOs中汙染物濃度降低25%擺布。中國鋼管信息港報道稱
  
  

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