Хагархай ба хольцтой усны цэвэрлэгээний насос яаж зууралт их, бохирдлоор дүүрэн усыг боловсруулах вэ?

Зууралт их, хатуу биет ихтэй усны асуудлыг ойлгох

Хот ба үйлдвэрийн усны бохирдлын найрлага өөрчлөгдөж буй нь

Орчин үеийн ус цэвэрлэх системүүд нь илүү ихэнхдээ нэг төрлийн бус оролтуудтай тулгардаг бөгөөд үүнд органик хатуу биет (хоолны хаягдал, баас), үйлдвэрийн хаягдал (тос, химик, хиймэл ширхэг), мөн пластик, ариутгагч цаас зэрэг биологийн задралд орохгүй материалууд орно.

2023 оны усны бохирдлын найрлагын судалгаа хотын шороонд өмнөх арван жилийнхээс 28% илүү хиймэл ширхэг агуулдаг болохыг харуулсан бөгөөд үйлдвэрийн хаягдал ус нь ихэвчлэн 4,500 cP зууралт – ус цэвэрлэх станцын насосны традицион загварчлалын хязгаараас хол давж гарсан.

Зууралт болон хатуу биетийн агууламж насосны үр дүнтэй ажиллах чадвар, урсгалын динамикийг хэрхэн нөлөөлөх вэ

Төвөгтэй шингэн нь шахуургын үр дүнтэй ажиллах чадварыг бууруулдаг 30–50%шингэний үрэлт ихсэхтэй холбоотойгоор, хатуу биетийн агууламжийн хэмжээ 5%-аас (эзлэхүүнээр) дээш нь хэтрэх үед хоолой саатуулах эрсдэл их настай байдаг. Жишээ нь, насос 15% хатуу биетийг шаардлага урсгалын хурдыг хадгалахын тулд 40% илүү энерги зарцуулдаг цэвэр усны хэрэглээтэй харьцуулахад (Шингэний динамикийн хүрээлэн, 2023).

Бодит жишээ: Нийслэлийн бутлагдсан органик бодис 8%-с дээш нийт хатуу биет агуулсан

Анус усны цэвэрлэх байгууламж нь жилд 73 удаа хоолой татах явдлыг дунджаар 8.2% НБХ (Нийт Байгаа Хатуу Бодис) бүхий саван боловсруулах үед 4.5 инчийн хатуу бодисыг нэвтрүүлэх чадал бүхий насос руу шилжсэнээс хойш засвар үйлчилгээний зардал буурч 62%боловсруулалтын хурд нэмэгдсэн 22%(Монгол Усны Төв Судалгааны Тайлан 2023).

Хоолой татахаас хамгаалах, их хэмжээний хатуу бодисыг боловсруулахуйц бохирын насосны загварчлал

Орчин үеийн бохир усны насосууд нь зуурмайлаг шингэн ба хатуу биеттэй бохир усыг үр дүнтэй удирдахын тулд тусгайлан зохион бүтээгдсэн инженерчлэлийг нэгтгэж ажилладаг. Тэдний үйл ажиллагааг тодорхойлсон гурван үндсэн загварын элемент байдаг:

Хүнд нөхцөл байдлын бохир усанд зориулан баригдсан бохир усны насосны чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Хүнд тоног төхөөрөмжийн насосууд том хэмжээтэй урсгалын зам (4" диаметртэй), хэтэрхий элэгдэлд тэсвэртэй хуванцар болон хатуужуулсан хуяг, эсвэл даблекст тэсвэртэй сталиар хийгдсэн байдаг. Хоёр механик таг хийх систем элэгдэлтэй орчинд урсаж гарахаас сэргийлдэг бөгөөд хатуужуулсан элэгдэлтэнд тэсвэртэй хавтангууд нь 8–12% хатуу биеттэй туузлагийг боловсруулах үед ажиллагаагаа хадгалж чаддаг (2024 оны Үйлдвэрийн Бохир Усны Тайлан).

Турбины төрлүүд: Вихрэл, Нунтаглагч, Бутлагч – Давуу талууд ба Хэрэглээ

Удирдлагын үйлдвэрлэгчид тодорхой зорилгоор тохируулан гурван төрлийн турбин ашигладаг:

Вортексийн турбины шахуургууд эргэлдэх хөдөлгөөнийг үүсгэж, хатуу биеттэй шууд харилцах боломжийг хамгийн бага болгоно – Чикагогийн Усны Дахин Боловсруулалтын Төв шиг өдөрт сая гаруй галлоны холимог хог хаягдалтай ажилладаг системүүдэд тохиромжтой.

Шавхагч насоснууд хольц ихтэй орчинд хоолойд бөглөрөл үүсэхээс яаж сэргийлдэг вэ?

Шавхагчийн системүүд нарийн тохируулсан камеруудад байрлах эргэх хүртээ (3,500–4,500 бор) ашиглан ширхэглэг материалыг 1/4 дюйлээс бага хэмжээтэй жижиг хэсгүүд болгон багасгадаг. Энэ арга нь мах боодлын үйлдвэрт шиг хог хаягдал ихтэй орчинд бөглөрлийн 92%-ийг сэргийлдэг бөгөөд судалгааны дагуу хэвийн насосуудтай харьцуулахад засвар үйлчилгээний зардлыг 40%-иар бууруулдаг.

Ажиллагааны өгөгдөл: 3 инчийн хатуу биетийг ажиллагаа алдахгүйгээр зөөх чадвар

Талбайн туршилтууд одоогийн үед зам-хөдөлгөөний насоснууд дараах зүйлс агуулсан шингэнийг зөөх үед 85% ба түүнээс дээш үр ашгийг хадгалж чаддагийг баталсан:

• 12% элс/барийн агууламж
• Диаметр нь 3 инч хүртэлх чулуу эсвэл төмөр
• 1,200 cP вискозтой 15 фут TDH шингэн шүлс

ЕПА-ийн 2024 оны Усны Бүртгэлийн Тайлангийн дагуу Нью-Йорк хотын усан ханган хангамжийн системд 18 сарын туршид ажиллуулсан бөгөөд хийн бөглөрөлтэй холбоотой асуудал гарахгүй байв.

Өндөр нягтралтай шингэнд зориулсан төвөөс зугатуулагч болон эерэг шахалттай насосууд

Ажиллагааны зарчим: төвөөс зугатуулагч болон эерэг шахалттай бохир усны насосуудын гол ялгаа

Төвөөс зугатуулагч насосууд нь импеллер ашиглан хаягдсан усыг хурдасгаж, цусны ус шиг бага нягтралтай шингэнүүдэд (<150 cP) илүү хямд үед ашигладаг. Харин эерэг шахалттай (PD) насосууд нь шестерня, лоб, диафрагм зэрэг механизм ашиглан тогтмол хэмжээтэй шингэнийг барих бөгөөд тослогдсон бохир ус шиг өндөр нягтралтай шингэнүүдэд (Индустрийн насосны системийн тайлан 2023) урсгалын 95% тогтвортой байдлыг хангана.

Яагаад эерэг шахалттай насосууд нягт, их хатуу хэсэгтэй орчинд илүү сайн ажиллах вэ

PD насосууд нь үүсгэдэг 3–5 дахин өндөр даралт нь нарийн урсгалын загваруудаас илүү их зууралттай орчин (≈500 cP) дамжуулах үед, нимгэвтэр шороо эсвэл бохирдлын урсгалыг алдахгүй байлгадаг. Талбайн мэдээллээр харахад PD насос нийт бодисын 15–20%-ийг агуулсан бохир усыг бөглөрөлгүйгээр шилжүүлж чаддаг бол нарийн урсгалын насосууд ижил нөхцөлд 40–60% үр дүнтэй ажиллаж чаддаггүй.

Прогрессив цавархай насос: Бага таталтын хүчтэй зуурмаг шороог үр дүнтэй шилжүүлэх

Прогрессив хөндийн насос нь энэ тусгай спираль ротор ба статорын байгууламжийг ашиглан ихэвчлэн 8,000-с 12,000 центипуаз хүртэлх зузаан шламыг хэт их харимхайн стресст өртөөлгүйгээр зөөдөг эерэг шахалтын насосны нэг төрөл юм. Энэ нь анаэробик шингэлэгчид идэвхитэй байх шаардлагатай микробиологийн бичил биетнийг амьд үлдээхэд маш чухал. Сүүлийн үеийн зарим туршилтууд эдгээр насоснууд 3-5 мм хэмжээтэй ширхэглэг материалтай ажиллах үед ч бодисыг ойролцоогоор 98% үр дүнтэй зөөж чаддаг болохыг харуулсан. Мөн тэдгээр нь урсгалд орох энергийн хэрэглээний хувьд өмнө нь хэрэглэдэг жижиглэгч насоснуудыг тэргүүлдэг бөгөөд өнгөрсөн жилийн Усны хаягдал тоног төхөөрөмжийн туршилтын консорциумын тайлангийн мэдээгээр тэдгээрээс ойролцоогоор 22%-иар илүү үр дүнтэй байв.

Өгөгдлүүд нь хотын бохир усны судалгааны дундаж үзүүлэлтийг (2023–2024) харуулж байна

Бат бөх, үр ашигтай бохир усны насосны ажиллагааны инженерийн шийдлүүд

Оворлог шингэнтэй ажиллах зориулалттай оптимчилсон урсгалын зам ба дотоод зайнууд

Өнөөгийн бохир усны насоснууд турбулентийг багасгах, бөглөрөл үүсгэхээс сэргийлэх зориулалттай онцгой загварчилсан урсгалын сувгуудын тусламжтайгаар оворлог шингэний асуудлыг шийдвэрлэж байна. Эдгээр насосны доторх зайнууд энгийн загваруудынхаас ойролцоогоор гурван дахин илүү том байдаг. Иймээс зууралсан бутлаг, ширхэглэг материал эсвэл маш оворлог шингэн (ойролцоогоор 15,000 cP) байхад ч материалыг амархан нэвтрүүлж, буцах асуудал үүсгэхгүй. Олон үйлдвэрлэгчид одоо урсгалын төлөв байдлыг цэгээс цэгт гладнаруулахын тулд тооцоолон шингэний динамик (CFD) ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь боловсруулалтын үеэр мэдрэмтгий бутлагийг задлан разрушить хийхэд хүргэдэг ноцох хүчийг бууруулахад тусалдаг.

Зэврэлттэй хаягдлын бүрэлдэхүүн хэсгийг эсэргүүцэх зориулалттай износ тэсвэртэй материалууд

Хромын карбидын давхарга шиг илүүдэлтэй износ тэсвэртэй хайлш нь элс, хайрс ихтэй орчинд ажиллах үед деталийн амьдралыг 30–50%-иар сунгадаг. Хоёр өөр хатуургатай шахуургын дугуйнууд нь хатуужуулсан ганнаас хийсэн гол (60 HRC) болон уян харимхайн оройнуудыг хослуулан мөргөлдөөний эсэргүүцэл, коррозоос хамгаалах чадварыг тэнцвэржүүлдэг. Хэт хүнд нөхцөлд керамик бүрхүүлтэй спираль хацарт pH-ийн түвшин 2-оос 12 хүртэл, элсний агууламж 8,000 мг/л-ээс дээш тэсвэрлэнэ.

Тасралтгүй ажиллагааны үеийн найдвартай хаалт ба валыг хамгаалах

Силикон карбидын хавхлага бүхий гурвалсан хальсны механик таг битүүмжлэг нь ойролцоогоор 150 psi хүртэлх даралтын салаа зэргийн хүчтэй нөхцөлд ажиллах чадвартай. Мөн эдгээр нь -20 хэмээс 120 хэм Цельсийн хооронд хүрэх хэт температурын өөрчлөлтөнд сайн ажилладаг. Хөдөлгүүрийн хамгаалалтын хувьд IP68 ангилалд хамаарах загварууд нь хоёр талын хамгаалагч төмөр, мөн дотор нь азотоор цэвэрлэгдсэн тусгай хөндийтэй ирэх болно. Эдгээр дизайн шийдэл нь 20,000 цагаас илүү үргэлжлэх тохируулгын зайтай, бүрэн дүрсэн байдалд ч гэсэн маш өндөр найдвартай байдлыг хангаж өгдөг. Тэнхлэгийн хамгаалалтын хувьд нержавейк стальнаас хийсэн хальснууд дээр лазераар шинжтэй лабиринтын загвар байх бөгөөд урт хугацааны ажиллагааны туршид хэвийн дулааны тэлэлтийг хадгалж үлдэхийн зэрэгцээ хортой материалуудаас үр ашигтай хамгаалдаг.

Боловсруулах системүүдэд шатахууны насос сонгох, хэрэглэх

Насосны үүрэг боловсруулах үе шат бүрт: Шүүлтүүрээс эхлээд шороог дахин эргүүлэх хүртэл

Хэтрүүлийн насоснууд нь хэтрэлтийн усны цэвэрлэлийн бүх гурван шатанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эхний шатанд эдгээр насоснууд шохойлогчийн том жигд хязгаарыг дайран өнгөрөх анхдагч хэтрүүлийг зөөдөг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор таван миллиметрээс дээш хэмжээтэй хатуу хог хаягдлыг барих ба хатуу хог хаягдлыг ойролцоогоор 15-30 хувь хүртэл бууруулдаг. Хоёр дахь шат нь идэвхжсэн бутлуурын талаарх зүйлийг авч үздэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хатуу бодисын хагас хувь, хоёр хувийн хооронд агуулдаг. Энд бактериуд органик бодисыг задлах ажилдаа сайн ажиллахын тулд урсгалын хурдны зөв утга нь маш чухал болдог. Дараа нь гуравдагч шатанд маш сонирхолтой зүйлс тохиолддог. Тусгай насоснууд бутлуурыг дахин эдгээр ариун цэврийн мембран био-реакторуудын дотор шахаж, зарим тохиолдолд квадрат инчид 60 фунтын даралт шаарддаг. Бутлуур боловсролын явцад нимгэрч, зузаарах үед эдгээр системүүд бүх төрлийн өөрчлөгдөж буй нөхцлийг зөөх чадвартай байх ёстой.

Жишээ тохиолдол: Анаэробик шингэлэгчид прогрессив хөндийн насос ашиглах

8–12% хатуу бодис агуулсан шүлтээрхийг 45° C анаэроб орчинд боловсруулах үед прогрессив цав гаргагч насос нь төвийн насостой харьцуулахад 18% энерги хэмнэсэн гэж 2023 оны судалгаа харуулсан. Эдгээр насоснууд вискозитет (1,000–5,000 cP) өөрчлөгдөх үед ч 30–500 м³/цаг урсгалын тогтвортой хурдыг хадгалж чаддаг байв.

Шингэний вискозитет, хатуу бодис, элсэлтийн нөхцөлд тохирох бооложуурын сонголтын хүрээ

Гол сонголтын шалгуур үзүүлэлтүүд:

• Бодисыг хамгаалах : ANSI/NSF 50 стандартын дагуу 2–3" диаметртэй бөмбөрцөг хатуу биетийг зөөх чадвар
• Ойролцоо байдлын хүрээ : Цэврүүжилтгүйгээр 500–15,000 cP шингэнийг боловсруулах чадвар
• Зуурчихлын үхэрмэлт : Цахиурлагдсан урсгалд зориулсан хатуужуулсан шингэн зэвэрдэггүй ган (HRC 55+)
• Урсгалын шаардлага : Системийн шаардлагад насосны муруйг тааруулах (10–800 GPM)

Чеклист: Хүнд нөхцөл байдлын үед насосны тохирох чанарыг үнэлэх

Тоног төхөөрөмжийн техникийн үзүүлэлтүүд дараах зүйлсийг агуулсан эсэхийг шалгана уу:

• Хамгийн ихдээ хүлээж болох хатуу биетийн хэмжээний багтаамжийн дор хаяж 150%
• Импеллер ба спираль камерийн элэгдэлд тэсвэртэй давхаргууд
• Леакажийг илрүүлэх чадал бүхий таглаурын төхөөрөмжийн хос чичирхийлэл
• Нийлэгч орчинд зориулсан NEMA 4X ангилалын цахилгаан хөдөлгүүр
• DOE 2024 оны бохир усны насосны энергийн үр ашгийн стандартын шаардлагад нийцэх

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Зуурмайлаг, хатуу биетийн агууламжтай бохир усыг зөөхөд ямар гол сорилтууд байдаг вэ?

Гол сорилтуудад насосны үр ашгийн бууралт, бөглөрөх эрсдэлийн нэмэгдэл, органик ба задрашгүй материал агуулсан зуурмайлаг, жигд бус бохир усны шалтгаанаар энерги зарцуулалт ихсэх орно.

Бохир усны насосонд ашигладаг импеллерийн төрлүүдийг хэлнэ үү?

Гурван үндсэн төрлийн импеллер ашигладаг: том хог хаягдалд үр дүнтэй вортекс импеллер; жижиг хэсгүүдэд өндөр үр ашигтай гүнзгийрүүлсэн импеллер; х waste-ийн жижиг хэсгүүдийг жижиглэхэд хамгийн тохиромжтой шахагч импеллер.

Бохир усны хэрэглээнд эзлэхүүнийг шахах насос центрифугийн насосын харьцуулахад ямар ялгаатай вэ?

Эерэг шахалтын насосууд нь өндөр наалдамхай, өндөр хатуу биеттэй орчинд тогтмол урсгал хадгалах, илүү өндөр даралт үүсгэх чадвартай тул давуу талтай байдаг бол төвөөс зугатах насосууд нь борооны ус шиг бага наалдамхай шингэнүүдийн хувьд илүү өртөг-эффектив байдаг.

Бохир усны насосын загварчлалд износоор тэсвэртэй материалууд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Хромын карбидын давхаргууд болон хоёрдмог хатуулагийн импеллерүүд шиг износоор тэсвэртэй материалууд бохир усны хатуу орчинд элсэлт, коррози, химийн хордуулалтаас насосны хэсгүүдийг хамгаалж, амьдралын хугацааг уртасгадаг.