Kuvittele käyttäjää, joka avaa keittimen luukun ja löytää useita senttejä hiekkaa pehmustavaa pohjaa. Lietteenpoistoryhmä on jo aikataulutettu, kaasun sekoitussuuttimet on osittain haudattu, ja kukaan ei kysy ääneen, kuinka kauan sitä hiekkaa on kertynyt. Useimmissa laitoksissa vastaus alkaa päätöistä, joissa hiekkakammio joko alimitoitettu, hydraulisesti ylikuormitettu tai ohitettu hiljaa huollon aikana. Oikein suunniteltu hiekanpoistojärjestelmä on halvin vakuutus, jonka puhdistamo voi ostaa, koska se suojaa jokaista pumppua, diffuusoria, lämmönvaihdinta ja vedenpoistokonetta myöhemmässä vaiheessa. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä hiekkakammiot tekevät, miten ne toimivat, kolme päätyyppiä, tärkeimmät suunnittelutekijät ja käytännön kysymykset, joita käyttäjät kysyvät, kun he tarvitsevat luotettavaa järjestelmää.
Mikä on hiekkakammio ja miksi sillä on väliä?
Hiekkammio on esikäsittelyyksikkö, joka poistaa raskaat epäorgaaniset kiintoaineet – hiekka, sora, munankuoret, luunpalaset, kahvinporot, siemenet ja lasinpalat – antamalla niiden laskeutua, kun orgaaninen jae pysyy suspensiossa. Rakeus määritellään suunnittelussa partikkelikoon ja -tiheyden mukaan: mineraalipartikkelit, jotka ovat noin 0,15-0,21 mm ylöspäin, joiden ominaispaino on lähellä 2,65, kvartsihiekan arvo.
Hiekka ei hajoa puhdistuslaitoksen sisällä. Se yksinkertaisesti kerääntyy. Primääriselkeyttäjiin muodostuu tiheitä pohjakerrostumia, hienokuplahajottimia hiotaan, kunnes niiden kalvot rikkoutuvat, lietelinjat kuluvat läpi mutkissa ja anaerobiset keittimet menettävät käyttökelpoista tilavuutta hiekkakerrokseksi, jota mikään biologinen prosessi ei pysty hajottamaan. Vakavissa tapauksissa hiekka pääsee hihnapuristimiin, sentrifugeihin ja ruuvipuristimiin, mikä tekee rutiininomaisesta polymeerin käsittelystä huoltotapahtuman.
- Pumpun juoksupyörien ja kierteiden hankaava kuluminen, erityisesti hiekankäsittely- ja paluulietteen pumppuasemilla;
- Lietteen siirto- ja biokaasulinjojen tukkeutuminen;
- Tehollisen kapasiteetin menetys ilmastussäiliöissä ja keittimissä;
- Kuolleet alueet, jotka vangitsevat orgaanisia aineita, muuttuvat septiseksi ja aiheuttavat hajuvalituksia.
Koska vauriot kehittyvät hitaasti, hiekkaongelmat tulkitaan usein väärin laitevikoiksi. Toistuvasti palava kaavin tai jatkuvasti menettävä pumppu voi yksinkertaisesti käsitellä ylikuormitetun kammion seurauksia.
Kuinka Grit Chambers toimii
Hiekanpoisto on painovoimaluokitusprosessi. Suunnittelija valitsee tavoitehiukkaskoon – tavallisesti 0,21 mm kunnallishankkeissa – ja ylläpitää virtausolosuhteet, joissa tämän kokoiset hiukkaset laskeutuvat lattialle samalla, kun kevyemmät orgaaniset kiintoaineet, joiden ominaispaino on lähellä 1,0, pysyvät mukana. Käytännössä keskimääräistä eteenpäinnopeutta ohjataan lähellä 0,3 m/s vaakavirtauskanavissa, kun taas ilmastus- ja pyörremalleissa käytetään spiraali- tai tangentiaalista virtauskuviota samanlaisen erotuksen luomiseksi erilaisella hydraulisella lähestymistavalla.
Mineraalihiukkasten laskeutumisnopeus
Kvartsitiheyspallojen (ominaispaino 2,65) teoreettinen päätelaskeutumisnopeus puhtaassa vedessä 15°C:ssa.
Kerätty hiekka liukuu tai kaavitaan kammion lattialla olevaan kouruun tai suppiloon, jonka jälkeen se kuljetetaan erotus- ja pesuvaiheeseen. Pyörrekammiossa suppilo sijaitsee säiliön keskellä, missä pyörimisliike hidastuu ja painavin materiaali putoaa ulos.
Vortex-raekammion layout ja keskeiset komponentit
Kaavio vortex-tyyppisestä hiekkakammiosta. Tangentiaalinen sisääntulo luo pakotetun pyörteen; hiekka laskeutuu keskisuppiloon ja pumpataan pois luokittelua varten.
Hiekkammion tyypit
Vaakavirtauskarkeuskammiot
Vaakavirtauskanavat, joita kutsutaan myös nopeusohjatuiksi hiekkakammioiksi, pitävät jäteveden liikkeen eteenpäin noin 0,3 m/s. Tällä nopeudella 0,2–0,3 mm:n hiekka laskeutuu samalla kun orgaaniset aineet kulkeutuvat läpi. Kammio on pitkä ja suorakaiteen muotoinen, ja siinä on suhteellinen pato tai Parshall-kanava ylävirtaan pitämään nopeus tasaisena laajalla virtausalueella. Tärkein etu on yksinkertaisuus ja alhainen energiankulutus; Suurin kustannus on jalanjälki ja tarkan hydraulisen ohjauksen tarve.
Ilmastoidut hiekkakammiot
Ilmastoidut kammiot ovat suorakaiteen muotoisia säiliöitä, joiden toisella puolella on diffuusorilinja. Nousevat kuplat muodostavat kierrerullan, joka pitää orgaanisen aineksen suspensiossa, kun taas raskaampaa hiekkaa laskeutuu vastakkaiselle seinälle. Tämä hankaustoiminto tuottaa puhtaampaa hiekkaa kuin vaakasuora kanava ja poistaa myös haihtuvia hajuja jätevedestä. Kompromissi on jatkuva puhallinteho ja diffuusorien huolto hiekankuljettimien lisäksi.
Vortex Grit Chambers
Vortex- tai pyörrehiekkamammiot syöttävät jätevettä tangentiaalisesti sylinterimäiseen säiliöön, jolloin syntyy pakotettu pyörre keskisiipipyörällä tai potkurilla. Hiekka kulkeutuu kehää kohti ja laskeutuu keskisuppiloon, kun taas orgaaniset hiukkaset ajavat pyörteen ulos yläosasta. Kompakti rakenne ja säädettävä juoksupyörän nopeus tekevät suunnittelusta herkän ohjaukselle. Hyvin viritetty pyörreyksikkö vangitsee suurimman osan 0,15–0,21 mm:n hiukkasista murto-osalla kanavajärjestelmän jalanjäljestä. Laitoksille, joilla on rajallinen pinta-ala tai vaihteleva sisäänvirtaus, samalle pyörreperiaatteelle rakennettu kompakti syklonihiekkakerrostin on käytännöllinen vaihtoehto täyssyvälle betonikanavalle.
| Ominaista | Vaakavirtaus | Ilmastoitu | Vortex |
|---|---|---|---|
| Karkeuden sieppaus | 0,21 mm huolellisella nopeudensäädöllä | Tyypillinen 0,21-0,30 mm | 0,15-0,21 mm saavutettavissa |
| Kerätyn hiekan orgaaninen sisältö | Keskinkertainen ilman pesua | Matalampi ilmapesun takia | Matala oikealla juoksupyörän nopeudella |
| Energian käyttö | Matala | Kohtalainen tai korkea | Matala to moderate |
| Jalanjälki | Suuri | Keskikokoinen | Pieni |
| Tyypillinen huolto | Ketju, harava, kuljetin | Hajottimet, puhaltimet, kuljetin | Juoksupyörä, hiekkapumppu, potkuri |
Tyypillisiä kunnallisia hiekanpoistokohteita hiukkaskoon mukaan
Yhteiset suunnittelutavoitteet vortex-tyyppiselle hiekkakammiolle kunnallisessa palvelussa: prosentuaalinen poisto hiukkaskoon mukaan suunnitteluvirtauksessa.
Hiekkaiden pesu ja luokittelu: työn viimeistely
Vain materiaalia keräävä hiekkakammio ei lopeta työtä. Suppilosta vedetty hiekka kuljettaa edelleen 30–60 % vettä ja huonosti viritetyssä kammiossa riittävästi orgaanista ainetta käymään ja tuoksumaan. Märkä, hajuinen hiekka on kallista kuorma-autolle, vaikea viedä kaatopaikalle, ja sen laatu vaihtelee säästä riippuen.
Hiekan luokittelijat yhdistävät matalan laskeutusaltaan ruuvikuljettimeen, joka nostaa laskeutuneen hiekan pois vedestä. Kun ruuvi pyörii, se hankaa hiekkaa kaltevaa kourua vasten ja pesuvesi palauttaa kevyemmän orgaanisen aineksen prosessivirtaukseen. Tuloksena on valutettu, hajuton hiekka, jonka hävitystilavuus on huomattavasti pienempi. Akseliton spiraalihiekan luokitin soveltuu tähän tehtävään erityisen hyvin, koska spiraalissa ei ole tukkeutuvaa keskiakselia, ja hankojen kulutuskestävyys pidentää käyttöikää vaativassa hiekkaympäristössä.
Suunnittelunäkökohdat ja suorituskykytekijät
Suurin osa hiekanpoistoon liittyvistä toiminnallisista ongelmista juontaa juurensa kouralliseen päätökseen: tavoiteraekoko, huippuvirtauksen hydraulinen kuormitus, nopeuden ohjaus ja se, voidaanko kammio eristää huoltoa varten. Keskimääräiseen kuivan sään virtaukseen suunniteltu kammio epäonnistuu märällä säällä, kun ylimääräinen sisäänvirtaus työntää hiekkaa suoraan kanavan läpi biologiseen vaiheeseen. Suunnittelijat mitoittavat hiekkajärjestelmän huipputuntivirtauksen mukaan ja asentavat mahdollisuuksien mukaan vähintään kaksi rinnakkaista yksikköä.
Myös päätyöjärjestyksellä on väliä. Seulonta tulee ensin; hammasharava seula poistaa rievut, pyyhkeet ja karkeat roskat, jotka muuten muodostaisivat sillan hiekkakammion tuloaukon ja häiritsevät virtauksen jakautumista. Sitten hiekkakammio suojaa pumppuja ja jokaista alavirtayksikköä hankaukselta. Erityisesti kunnalliset kasvit tarvitsevat tätä järjestystä pitääkseen ilmastusjärjestelmänsä hiljaisena: katso kunnallinen jätevesien käsittely yleiskatsaus täydelliseen päätyökuvaan. Teollisuuslaitoksissa on sama hankauskuluminen, ja kammion valinta riippuu kiinteiden aineiden luonteesta; the teollisuuden jätevesien käsittely sivulla kerrotaan, kuinka valinta muuttuu, kun ylävirran jätevedet vaihtelevat.
- Koko huipputuntien märän sään virtaukselle, ei päivittäiselle keskiarvolle;
- Aseta selkeä tavoitepoistokoko ja tarkista se laitetoimittajalta;
- Suunnittele hiekkaaluslevy ja luokitin osaksi kammiopakettia, ei jälkikäteen;
- Järjestä suppilon lämmittimet ja viemäröinti, jotta kerätty materiaali pysyy käyttökelpoisena kylmissä ilmastoissa.
Usein kysytyt kysymykset
Q1. Mikä on hiekkakammio?
Hiekokammio on päätyyksikkö, joka poistaa hiekkaa, soraa, munankuoret ja vastaavat raskaat inertit kiinteät aineet jätevedestä painovoiman vaikutuksesta laskeuttamalla ja suojaa pumppuja, selkeytyksiä ja vedenpoistolaitteita hankaukselta ja tukkeutumiselta.
Q2. Minkä tyyppisiä hiekkakammioita käytetään jäteveden käsittelyssä?
Kolme yleistä tyyppiä ovat vaakavirtauskammiot, ilmastetut hiekkakammiot ja vortex-tyyppiset yksiköt. Jokainen sopii erilaiselle jalanjäljen, energiakustannusten ja tavoitehiukkaskoon yhdistelmälle.
Q3. Kuinka hiekkakammio toimii?
Jätevettä hidastetaan tai ohjataan kontrolloituun pyörteeseen niin, että tiheät mineraalipartikkelit, joiden ominaispaino on noin 2,65, laskeutuvat nopeasti samalla kun orgaaniset kiintoaineet jäävät suspendoituneeksi ja liikkuvat alavirtaan.
Q4. Mitä eroa on hiekkakammion ja sedimentointisäiliön välillä?
Hiekokammio poistaa raskaat inertit kiinteät aineet ja pitää orgaaniset ainekset tarkoituksella suspensiossa; Selkeytin laskee orgaaniset kiintoaineet paljon pidemmillä pidätysajoilla ja muodostaa laitoksen biologisen kiintoaineen erotusvaiheen.
Q5. Millaista hiekanpoistotehoa laitos voi odottaa?
Hyvin suunniteltu, oikein ladattu kammio vangitsee tyypillisesti 85–95 % 0,21–0,30 mm:n hiukkasista. Monet kunnalliset eritelmät tähtäävät 0,21 mm:n (65 mesh) hiekan poistamiseen 85 %:lla huippuvirtauksella.
Q6. Kuinka hoidat hiekkakammiota?
Säännöllisiin töihin kuuluu kerääntyneen hiekan poistaminen, hiekkapumpun tai ilmanostimen tarkastus, kuljettimen kulumisen ja kohdistuksen tarkastus, ilmastusyksiköiden ilmanhajottimien puhdistaminen ja tulo- ja poistokanavien huuhteleminen kertymisen estämiseksi.
