Čistilna naprava za dodelavo kovin je že po petih mesecih nadomestila 6 kW prevlečeno grelno ploščo. Plošča je bila nameščena v 15.000-litrski izravnalni rezervoar, ki je prejemal vodo za izpiranje iz linij za galvanizacijo, fosfatiranje in eloksiranje. Rezervoar je vseboval 3–5 % suspendiranih trdnih snovi – kovinskih hidroksidov, oborin kalcijevega fosfata in prenesenega peska. Na površini plošče je bila vidna debela, neenakomerna plast usedlin z vdelanimi delci. Izolacijska upornost je padla pod 20 MΩ.
Odpadna voda-z visoko vsebnostjo trdnih snovi se bistveno razlikuje od kopeli za čisto prevleko. Tekočina ni rešitev-je suspenzija. Trdni delci se usedajo, odlagajo in kopičijo na segretih površinah. Toplotne in mehanske zahteve za grelno ploščo v tem okolju zahtevajo načrtovalski pristop, ki upošteva koncentracijo trdnih delcev, porazdelitev velikosti delcev, hitrost usedanja in metodo čiščenja, ki je na voljo v obratu.
Zakaj suspendirane trdne snovi spremenijo enačbo prenosa toplote
Suspendirani delci vplivajo na prenos toplote na dva načina. Prvič, povečajo učinkovito viskoznost tekočine in zgostijo toplotno mejno plast na površini plošče. Drugič, nanesejo se neposredno na ploščo in tvorijo porozno, neenakomerno plast, ki poveča toplotno odpornost in ustvari lokalne vroče točke pod debelejšimi nanosi.
Hitrost nanašanja je odvisna od koncentracije delcev, hitrosti toka na plošči in temperaturne razlike med ploščo in tekočino v razsutem stanju. Visoka temperatura površine plošče poveča usedanje s pospeševanjem obarjanja raztopljenih snovi in s tem, da se delci močneje oprimejo vroče površine.
| Koncentracija suspendiranih trdnih snovi | Relativna viskoznost | Stopnja nanosa na ploščo | Čas do 2 mm merila | Varna vatna gostota |
|---|---|---|---|---|
| <0.1% (clean water) | 1.0× | Zelo nizko | >12 mesecev | 1,5–2,0 W/cm² |
| 0,5–1,0 % (lahke trdne snovi) | 1.1–1.3× | Nizka | 6–10 mesecev | 1,2–1,4 W/cm² |
| 2–3 % (zmerno trdne snovi) | 1.3–1.8× | Zmerno | 3–5 mesecev | 0,9–1,1 W/cm² |
| 4–6 % (težke trdne snovi) | 1.8–2.5× | visoko | 6–10 tednov | 0,6–0,8 W/cm² |
Stopnje usedanja iz rezervoarjev za čiščenje odpadne vode, ki prejemajo vodo za mešano galvanizacijo in fosfatiranje
Navpična vs. Vodoravna montaža v storitvah z visoko-trdno trdnostjo
Usmerjenost plošče določa, ali se trdne snovi usedejo na površino ali zdrsnejo. Vodoravno nameščena plošča predstavlja veliko navzgor-obrnjeno površino, kjer se delci kopičijo zaradi gravitacije. Plast usedlin raste od zgoraj navzdol, najdebelejša akumulacija pa se pojavi na zgornji površini, kjer je tok najšibkejši.
Navpično nameščena plošča predstavlja manjši vodoravni prerez-. Trdne snovi, ki se usedejo na vrh prirobnice ali na vodoravne podporne elemente, ne prekrijejo celotne segrete površine. Površina navpične plošče je bolj izpostavljena usedanju,-ki ga povzroča gravitacija. Podatki s terena iz rezervoarjev za odpadno vodo kažejo, da navpično nameščene plošče v istem obratovalnem obdobju naberejo 40–60 % manj usedlin v primerjavi z vodoravnimi enotami.
| Usmerjenost namestitve | Kopičenje depozitov | Pogostost čiščenja | Najboljša aplikacija |
|---|---|---|---|
| Vodoravno, obrnjeno-navzgor | visoko | Pogosto | Ni priporočljivo |
| Vodoravno,-obrnjeno navzdol | Zmerno | Zmerno | Omejen prostor |
| Navpično, vzporedno s tokom | Nizka | Redko | Večina aplikacij |
| Navpično, pravokotno na tok | Zmerno | Zmerno | Visok{0}}pretočni rezervoarji |
Usmerjenost vgradnje in njen vpliv na kopičenje usedlin
Končna obdelava površine in učinki geometrije plošče
Gladka, polirana površina plošče zmanjša adhezijsko moč odloženih trdnih delcev. Delci, ki bi se trdovratno vezali na hrapavo površino, lažje zdrsnejo, ko se hitrost pretoka poveča med cikli mešanja rezervoarja ali čiščenja. Polirane površine podaljšajo interval čiščenja za 30–50 % pri uporabi z visoko-trdno trdnostjo v primerjavi s standardnimi površinskimi zaključki.
Pomembna je tudi debelina plošče. Debelejša plošča ima večjo toplotno maso in se počasneje odziva na spremembe moči. Bolje pa se upira tudi zvijanju in mehanskim poškodbam. Pri uporabi z visoko-trdno snovjo, kjer lahko čiščenje vključuje ščetkanje ali strganje, je debelejša plošča trajnejša.
Strategije mešanja in čiščenja rezervoarjev,-napolnjenih s trdnimi snovmi
Občasno mešanje z visoko-hitrostjo je učinkovitejše od neprekinjenega mešanja z-nizko stopnjo za-delovanja trdnih snovi. Občasno zvišanje hitrosti toka na plošči na 0,5–0,8 m/s odstrani ohlapne usedline, preden se strdijo v trdo plast. To je mogoče doseči s časovno-nadzorovanim eduktorjem ali namensko mešalno črpalko, ki se vklopi 5–10 minut vsako uro.
Kemično čiščenje na mestu zahteva čistilno raztopino, ki raztopi posebno sestavo usedlin. Lestvice kovinskega hidroksida se odzivajo na razredčeno kislino. Obloge kalcijevega fosfata zahtevajo kelatno sredstvo ali blago namakanje s kislino. Razpored čiščenja, ki temelji na ugotovitvah inšpekcijskih pregledov-in ne na fiksnem koledarju-preprečuje, da bi usedline dosegle debelino, zaradi katere se temperatura površine plošče dvigne v območje degradacije.
| Metoda čiščenja | Učinkovitost na kovinske hidrokside | Učinkovitost na fosfatnih lestvicah | Tveganje za ploščo | Priporočeni interval |
|---|---|---|---|---|
| Kroženje razredčene HCl | visoko | Zmerno | Nizka | 4–8 tednov |
| Namakanje s sulfaminsko kislino | Zmerno | visoko | Nizka | 6–10 tednov |
| EDTA kelacija | Zmerno | visoko | Nizka | 8–12 tednov |
| Visokotlačni{0}}vodni curek | visoko | Zmerno | Zmerno | 8–12 tednov |
| Mehansko ščetkanje | visoko | visoko | visoko | Ni priporočljivo |
Priporočila o načinu čiščenja čistilnih naprav z grelnimi ploščami
Praktični koraki specifikacije za odpadno vodo z visoko{0}}trdno snovjo
Začnite s karakterizacijo trdnih snovi. Skupna koncentracija suspendiranih trdnih snovi, porazdelitev velikosti delcev in mineralna sestava določajo stopnjo usedanja in zahtevano metodo čiščenja. Preprosta gravimetrična analiza in pregled kemije predhodnega procesa zagotavljata večino potrebnih informacij.
Izberite vatno gostoto iz dejanske koncentracije trdnih snovi. Za 2–3 % suspendirane trdne snovi je ustrezna meja 0,9–1,1 W/cm². Nad 4 % trdnih snovi zmanjšajte na 0,6–0,8 W/cm². Te vrednosti predvidevajo navpično namestitev in občasno visoko{10}}hitrostno mešanje. Horizontalna montaža zahteva dodatnih 20–30 % zmanjšanja.
Določite polirano površino plošče. Dodatni stroški so skromni, podaljšanje intervala čiščenja pa znatno. Prepričajte se, da ima rezervoar ustrezno globino za navpično namestitev z vsaj 75 mm tekočine nad ogrevanim delom. Če globina ni zadostna, razmislite o več krajših ploščah namesto ene same dolge enote.
Namestite nadzor pretoka in -odklopnik za visoko temperaturo. Pri uporabi z visoko- trdnimi snovmi lahko zamašen filter ali okvarjena mešalna črpalka zmanjša hitrost pretoka pod varno mejo v nekaj urah. Pretočno stikalo in mejna temperatura površine plošče za 15–20 stopinj nad običajno delovno temperaturo zagotavljata zaščito pred hitrim pregrevanjem, ki sledi izgubi pretoka.
Ko standardne plošče ne morejo prenesti obremenitve trdnih snovi
Rezervoarji za čiščenje odpadne vode z visoko koncentracijo trdnih delcev in omejenim perifernim prostorom pogosto ne morejo sprejeti standardnih grelnih plošč z gostoto v vatih, ki preprečujejo hitro obraščanje. Obremenitev 6 kW pri 0,8 W/cm² zahteva 7500 cm² površine plošče-več kot ena sama plošča v običajnih dimenzijah rezervoarja.
Konfiguracija grelne plošče po meri z veliko površino, nizko vatno gostoto in polirano površino obravnava glavni vzrok umazanije-povezane s trdnimi delci. Postopek specifikacije zahteva koncentracijo suspendiranih trdnih snovi, značilnosti delcev, dimenzije rezervoarja, metodo mešanja in zahtevano moč. Pri objektih z več rezervoarji za čiščenje odpadne vode ta-specifični pristop zmanjša usedline-povezano pregrevanje in podaljša interval med zahtevanimi čiščenji.
