Kanaal mengers veranderen het inlaat ontwerp

Transcriptie

1 Afvalwaterbehandeling 1 Kanaal mengers veranderen het inlaat ontwerp Reeds jaren bepalen statische mengers het beeld bij afvalwaterbehandelings installaties voor vele chemische doseer toepassingen, speciaal bij afwater processen. Zeker in Engeland is het moeilijk een zuivering te vinden waar statische mengers niet een belangrijk deel van het chloreren/ de-chloreren ten behoeve van het desinfectie process voor hun rekening nemen. Dit samen met een groot deel van andere doseerapplicaties, waar relatief kleine hoeveelheden chemicalie zuiver toegevoegd moeten worden en gemengd als onderdeel van het totale water behandelings proces. Een juist ontworpen statische menger zal chemische middelen tot een dusdanig in de waterstroom kunnen mengen, waarbij moderne bewakingsapparaturr moeite zal hebben enige variatie in de concentratie vast te kunnen stellen. Het niveau van menging kan worden berekend en statistisch vastgesteld. De geaccepteerde methode voor het vaststellen van het mengniveau is de Coefficient van Variatie (CoV) CoV = 1 i= 1 X Alleen het monteren van statische mengers opzich is niet voldoende -net als met andere cruciale system-onderdelen moeten deze juist berekend worden om te voldoen voor de gewenste toepassing. Belangrijke punten bij het berekenen van een juiste statische menger zijn :- 1) Niveau van menging - CoV ( meeste waterbehandelingssystemen accepteren CoV = 0.05 als volledig gemengd ) 2) Hoe snel deze volledig gemengde conditie wordt bereikt door de menger ( de meeste juist berekende mengers bereiken een CoV= 0.05 binnen één hydraulische meter na de menger uitlaat) 3) Hoeveel energie die de menger nodig heeft om de volledige menging te bereiken. (drukval/drukverlies) Volgens uitgebreide tests bij de BHR Group, in opdracht van Water & Waste Mixing Group (een consortium van Engelse waterproductie bedrijven en ingenieursbureau s), werd duidelijk dat statische mengers een grote kostenbesparing realiseren op influent behandeling. Vervanging van de traditionele roerwerken. Alhoewel, hystorisch gezien statische mengers zijn ontworpen als leidingonderdeel met flenzen en interne mengelementen is de trend de laatste jaren mengers in alternatieve uitvoeringen te produceren om te voldoen aan complexe vraagstellingen. Mengers in bochten, in rechthioekige secties of geplaatst in bestaand leidingwerk zijn nu min of meer standaard n ( x i x) n 1 2

2 Afvalwaterbehandeling 2 De meeste inlaatsystemen zijn niet op leidingwerk gebaseerd, maar op basis van kosten uitgevoerd als open betonnen kanalen. De eisen aan statische mengers hiervoor, zoals een vierkante/rechthoekige uitvoering, groot en passend in een open kanaal, zijn voor Statiflo geen probleem. Verschillende uitvoeringen van Statiflo kanaalmengers Dit ontwerp veranderd de influent inlaat. Het is nu practisch geworden alle inlaten te voorzien van chemische doseer mogelijkheden, waardoor vele voordelen ontstaan :- Geen bewegende delen minimal onderhoud. Verwaarloosbaar drukverlies (gemiddeld rond mm WG). Uniforme versnijding over het gehele systeem ( dus niet alleen lokaal bij het propellorblad). Uniforme verdeling van de chemische middelen. Wanneer het mengelement in het kanaal is geplaatst, moet hier al het water door en total gemengd in tegenstelling tot propellormengers waar een groot deel van het water buiten de menger omgaat. Zeer snelle menging voorkomt onverwachte hydraulische reacties. Procescontrole ziet werkelijk gemengde en representatieve situatie direct, waardoor een juiste proces aansturing wordt gerealiseerd. Beschikbaar in elke vorm, afmeting of materiaal. Goedkoop ontwerp daar eenvoudige elementen direct in het kanaal worden gemonteerd, zijn er geen flenzen of andere aansluitingen nodig die de kosten negatief beïnvloeden. Geen motoren of andere energieaansluiting dus geen bekabeling of schakelmateriaal.

3 Afvalwaterbehandeling 3 Case History - 1 Een installatie in Cheshire neemt 6200 tot 7000 m 3 /hr rivierwater in om dit om te zetten naar drinkwater kwaliteit. In de influent inlaat, met een gecontroleerde ph waarde, ondergaat het water een coagulatie met een aluminium product. Aluminium zouten werden jarenlang via het wateroppervlak in het open kanaal toegevoegd. Als gevolg van een minimale menging in deze situatie, resulteerde dit in een slechte en wisselende coagulatie kwaliteit. Het doseerniveau, welke stroomafwaards werd geregistreerd kwam uit op een gemioddelde waarde van 85 mg/l. Door de operator werd dit als hoog beoordeeld en daar de bedrijfskosten omlaag moesten en de waterkwaliteit verbeterd was de actuele vraagstelling dit simpele doseer- en mengprobleem met een statische menger op te lossen. Een 3.8 meter brede Statiflo Kanaal menger werd geïnstalleerd. Een uiterst simpele montage, waaronder het laten zakken van de RVS menger in het kanaal en het vastschroven van deze aan de wanden. (Zie foto hiernaast) Een herbeoordeling van de waterkwaliteit een paar uur later gaf een enorme verbetering te zien. ( zie menger inlaat en uitlaat foto s) Inlaat Uitlaat De kanaalmenger mengt nu continu de gedoseerde alu. zouten door het water, wat resulteerd in een snelle en effectieve coagulatie. Deze aanpassing zorgt er voor dat de installatie onder optimale condities werkt er wordt niet langer over gedoseerd om de inefficiënte menging te compenseren. Resultaat De dosering werd verlaagd tot 70 mg/l, waarbij tevens grotere vlokken werden aangemaakt. Deze 15mg/l besparing in alu.zout dosering (17.6%) resulteerd in een kostenbesparing van 118,-per dag meer dan per jaar. De kanaal menger kost ca geïnstalleerd en al. Met een drukverlies van slechts 20-60mm WG was de aanpassing simpel zonder de hydraulische eigenschappen van het bestaande systeem te niet te doen. Het success van deze installatie leide tot een contract voor meerdere vergelijkbare toepassingen.besparingen op chemische middelen betaalden de investering!

4 Afvalwaterbehandeling 4 Een terugverdientijd van minder dan 5 maanden werd in dit voorbeeld bereikt. Aanvullende voordelen zijn er ook. Verbeterde coagulatie geeft niet alleen een besparing op de chemicaliën, maar verbeterd tevens de effectiviteit van de opvolgende bezinktanks Meer fijne deeltjes in de overloop van de bezinktank betekend minder vaste deeltjes in de zwaartekrachtfilters verder in het system, dus meer cycli voor het retourslib. Gedurende de ombouw installeerde de klant gelijktijdig 8 conventionele statische mengers voor het sturen van de ph-waarde en chloreer-bewerkingen, welke allen naar volle tevredenheid functioneren. Dit voorbeeld is er één uit velen, welke de aanzet gaf tot een compleet om-denken over hoe in-fluent inlaat systemen dienen te worden gebouwd. Case History 2 Modern Inlaat ontwerp De combinatie van besparing op chemische middelen, onderhoud en verbeterde waterkwaliteit kunnen onmogelijk worden genegeerd, waarbij het inlaat ontwerp drastisch zal moeten worden aangepast. Inefficiënte propeller roerwerken worden bij inlaatsystemen niet meer toegepast, waarbij statische mengers al het doseer- en mengwerk doen bij een stroming onder natuurlijk verloop. Ph controle Aluin/Zuur) Alum Polyelectrolyse e Influent Flocculatie zone Naar Filters Kanaalmenger

5 Afvalwaterbehandeling 5 Een recent ge-reconditioneerde installatie in Noord Engeland is een mooi voorbeeld. Water komt de inlaat binnen van 5 verschillende bronnen met zeer uiteenlopende kwaliteit. Deze 5 stromen komen binnen in een inlaatkamer, waar een grote ( waarschijnlijk de grootste ter wereld) kanaalmenger, 7 meter breed en 5 meter hoog, de 5 stromen mengt tot een enkele stroom van m 3 /hr. Als het water daarna in 4 gelijke stromen wordt opgesplitst blijkt het belang van deze menger om de uitgangconditie van het stroomprofiel uniform te krijgen naar elke volgende menger. Van niet minder belang is het verwaarloosbare drukverlies van slechts 9 mm, van crucial belang bij installaties met een natuurlijk verval. Na splitsing in 4x 6.500m 3 /hr. stromen, wordt het water verder behandeld. Eerst wordt de ph-waarde juist ingesteld door kalkmelk of zoutzuur toe te voegen, afhankelijk van de waterkwaliteit. Dit process wordt door 4 kanaalmengers geregeld van 1,5 meter breed bij 5,0 meter hoog.

6 Afvalwaterbehandeling 6 Deze mengers zijn ontwikkeld om een CoV van < 0.05 te realiseren binnen X seconden na toevoeging van chemicaliën en zodoende een absoluut stabiele ph conditie garanderen, primair t.o.v. opvolgende processen. Het ontwerp van injectors in dergelijk diepe kanalen behoeft extra aandacht, speciaal vanwege het s.g. van geconcentreerd zoutzuur en de normaal noodzakelijke ontwerpeisen voor kalkmelk systemen. Na de ph correctie, ondergaat het water een alum. toevoeging in vier 1,5 meter brede en 5 meter hoge kanaal mengers. Deze units realiseren een CoV van < 0.05 binnen Y seconden, waarbij een totale en snelle menging wordt gegarandeerd en dus een maximalisatie van het flocculatie process wordt bereikt. Na een rust/flocculatie zone te zijn gepasseerd, wordt het water verder behandeld met polyelectroliet om de vlokvorming te versnellen, welke de voorkeur heeft t.o.v. uitzakken. Opnieuw mengen vier 1,5 meter brede bij 5,0 meter hoge kanaalmengers het toegevoegde polyelectroliet bij een CoV van > 0.05 binnen Z seconden, waarbij de vorming van grote sterke flocculatie deeltjes worden gegarandeerd, welke ideaal zijn voor het verderop uitfilteren. De installatie werkt exact binnen de door de klant omschreven ontwerp- en proceseisen m3/hr water wordt volledig behandeld, waarbij het daarna het desinfectie systeem binnen stroomt met een uitmuntende waterkwaliteit bij een uitermate lage energieverbruik van slechts 271 mm WG. Het gegeven dat een inlaatsysteem gerealiseerd kan worden met een dergelijke laag drukverlies verlaagd de behoefte om, zoals orgineel was gepland over een pompstation na te denken, met de daaraan gekoppelde kosten van enkele miljoenen eur s.