Metāla apdares notekūdeņu attīrīšanas iekārta nomainīja 6 kW PTFE iegremdējamo sildītāju tikai pēc pieciem mēnešiem. Sildītājs tika uzstādīts 15 000-litru izlīdzināšanas tvertnē, kas saņēma skalošanas ūdeni no apšuvuma, fosfatēšanas un anodēšanas līnijām. Tvertnē bija 3–5% suspendētu cietvielu - metālu hidroksīdu, kalcija fosfāta nogulsnes un pārnēsājamo smilšu. Uz sildītāja virsmas bija biezs, nevienmērīgs nogulšņu slānis ar iegultām daļiņām. Izolācijas pretestība bija nokritusies zem 20 MΩ.
Notekūdeņi ar augstu-cieto saturu būtiski atšķiras no tīrām vannām. Šķidrums nav risinājums-tas ir suspensija. Cietās daļiņas nosēžas, nogulsnējas un uzkrājas uz sakarsētām virsmām. Termiskās un mehāniskās prasības attiecībā uz PTFE iegremdējamo sildītāju šajā vidē prasa dizaina pieeju, kas ņem vērā cieto vielu koncentrāciju, daļiņu izmēru sadalījumu, nostādināšanas ātrumu un rūpnīcā pieejamo tīrīšanas metodi.
Kāpēc suspendētās cietās vielas maina siltuma pārneses vienādojumu
Suspensijas daļiņas ietekmē siltuma pārnesi divos veidos. Pirmkārt, tie palielina šķidruma efektīvo viskozitāti, sabiezinot termisko robežslāni pie sildītāja virsmas. Otrkārt, tie nogulsnējas tieši uz sildītāja, veidojot porainu, nevienmērīgu slāni, kas palielina termisko pretestību un rada lokālus karstos punktus zem biezākām nogulsnēm.
Nogulsnēšanās ātrums ir atkarīgs no daļiņu koncentrācijas, plūsmas ātruma pie sildītāja un temperatūras starpības starp sildītāju un beztaras šķidrumu. Augsta sildītāja virsmas temperatūra palielina nogulsnēšanos, veicinot izšķīdušo vielu nokrišņu veidošanos un liekot daļiņām spēcīgāk pieķerties karstajai virsmai.
| Suspendēto cietvielu koncentrācija | Relatīvā viskozitāte | Nogulsnēšanās ātrums uz sildītāja | Laiks līdz 2 mm mērogam | Drošs vatu blīvums |
|---|---|---|---|---|
| <0.1% (clean water) | 1.0× | Ļoti zems | >12 mēneši | 1,5–2,0 W/cm² |
| 0,5–1,0% (vieglas cietas vielas) | 1.1–1.3× | Zems | 6-10 mēneši | 1,2–1,4 W/cm² |
| 2–3% (vidēji cietas vielas) | 1.3–1.8× | Mērens | 3-5 mēneši | 0,9–1,1 W/cm² |
| 4–6% (smagās cietās vielas) | 1.8–2.5× | Augsts | 6-10 nedēļas | 0,6–0,8 W/cm² |
Nogulsnēšanās ātrums no notekūdeņu attīrīšanas tvertnēm, kas saņem jauktu pārklājuma un fosfatēšanas skalošanas ūdeni
Vertikāla un horizontāla montāža pakalpojumā High Solids
Sildītāja orientācija nosaka, vai cietās vielas nogulsnējas uz virsmas vai noslīd. Horizontāli uzstādītam sildītājam ir liela augšupvērsta virsma,{1}}kurā daļiņas uzkrājas gravitācijas ietekmē. Nosēdumu slānis aug no augšas uz leju, un visbiezākā uzkrāšanās notiek augšējā virsmā, kur plūsma ir vājākā.
Vertikāli uzstādītam sildītājam ir mazāks horizontāls{0}}šķērsgriezums. Cietās vielas, kas nosēžas uz atloka augšdaļas vai uz horizontālajiem atbalsta elementiem, nepārklāj visu apsildāmo virsmu. Vertikālā sildītāja virsma galvenokārt saskaras ar bīdes-nogulsnēšanos, nevis gravitācijas nosēdināšanu. No notekūdeņu tvertnēm iegūtie dati liecina, ka vertikāli uzstādītie sildītāji tajā pašā darbības periodā uzkrāj par 40–60% mazāk nosēdumu, salīdzinot ar horizontālajiem blokiem.
| Montāžas orientācija | Noguldījumu uzkrāšana | Tīrīšanas biežums | Labākā lietojumprogramma |
|---|---|---|---|
| Horizontāli, vērsti uz augšu- | Augsts | Bieži | Nav ieteicams |
| Horizontāli,{0}}uz leju | Mērens | Mērens | Ierobežota vieta |
| Vertikāli, paralēli plūsmai | Zems | Reti | Lielākā daļa lietojumprogrammu |
| Vertikāli, perpendikulāri plūsmai | Mērens | Mērens | Lielas{0}}plūsmas tvertnes |
Montāžas orientācija un tās ietekme uz nogulšņu uzkrāšanos
Virsmas apdare un sildītāja ģeometrijas efekti
Gluda, pulēta PTFE virsma samazina nogulsnēto cieto vielu adhēzijas izturību. Daļiņas, kas izturīgi sasaistītos ar raupju virsmu, vieglāk noslīd, ja tvertnes maisīšanas vai tīrīšanas ciklu laikā palielinās plūsmas ātrums. Pulētas virsmas pagarina tīrīšanas intervālu par 30–50% augstas -cietības satura gadījumā, salīdzinot ar standarta virsmas apdari.
Svarīgs ir arī sildītāja diametrs. Lielāka-diametra apvalkam ir mazāka virsmas-laukuma-pret-tilpuma attiecība, kas samazina kopējo nogulsnēšanai pieejamo virsmu uz piegādātās jaudas vienību. Bet lielāks diametrs nozīmē arī mazāku virsmas laukumu noteiktam garumam, tāpēc, lai sasniegtu tādu pašu jaudu, nepieciešams garāks sildītājs vai lielāks vatu blīvums.
Piekrautu{0}}tvertņu maisīšanas un tīrīšanas stratēģijas
Intermitējoša liela{0}}ātruma sajaukšana ir efektīvāka nekā nepārtraukta zema{1}}līmeņa maisīšana augstas- cietās daļiņas apkalpošanai. Periodiski paaugstinot plūsmas ātrumu pie sildītāja līdz 0,5–0,8 m/s, tiek notīrītas vaļīgās nogulsnes, pirms tās sacietē izturīgā slānī. To var panākt, izmantojot taimeri{7}}vadāmu sūkni vai īpašu maisīšanas sūkni, kas ik stundu ieslēdzas 5–10 minūtes.
Lai veiktu ķīmisko tīrīšanu vietā, nepieciešams tīrīšanas šķīdums, kas izšķīdina konkrēto depozīta sastāvu. Metāla hidroksīda skalas reaģē uz atšķaidītu skābi. Kalcija fosfāta nogulsnēm ir nepieciešams helātu veidojošs līdzeklis vai viegla skābes mērcēšana. Tīrīšanas grafiks, kas balstīts uz pārbaudes rezultātiem-nevis fiksēts kalendārs-, neļauj nogulsnēm sasniegt tādu biezumu, kas samazina sildītāja virsmas temperatūru noārdīšanās diapazonā.
| Tīrīšanas metode | Metālu hidroksīdu efektivitāte | Efektivitāte uz fosfātu skalām | PTFE risks | Ieteicamais intervāls |
|---|---|---|---|---|
| Atšķaidīt HCl cirkulāciju | Augsts | Mērens | Zems | 4-8 nedēļas |
| Sulfamīnskābes mērcēšana | Mērens | Augsts | Zems | 6-10 nedēļas |
| EDTA helāts | Mērens | Augsts | Zems | 8-12 nedēļas |
| Augsta spiediena{0}}ūdens strūkla | Augsts | Mērens | Mērens | 8-12 nedēļas |
| Mehāniskā tīrīšana | Augsts | Augsts | Augsts | Nav ieteicams |
Tīrīšanas metodes ieteikumi no notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ar PTFE iegremdējamiem sildītājiem
Praktiskas specifikācijas soļi notekūdeņiem ar augstu{0}}cieto saturu
Sāciet ar cietvielu raksturojumu. Kopējā suspendēto vielu koncentrācija, daļiņu izmēra sadalījums un minerālu sastāvs nosaka nogulsnēšanās ātrumu un nepieciešamo tīrīšanas metodi. Vienkārša gravimetriskā analīze un iepriekšējā procesa ķīmijas pārskats sniedz lielāko daļu nepieciešamās informācijas.
Izvēlieties vatu blīvumu no faktiskās cieto vielu koncentrācijas. 2–3% suspendēto cieto vielu ierobežojums ir 0,9–1,1 W/cm². Virs 4% cietvielu, samazināties līdz 0,6–0,8 W/cm². Šīs vērtības paredz vertikālu montāžu un periodisku liela ātruma{10}}jaukšanu. Horizontālajai montāžai nepieciešams papildu samazinājums par 20–30%.
Norādiet pulētu sildītāja virsmu. Papildu izmaksas ir nelielas, un tīrīšanas intervāla pagarinājums ir ievērojams. Pārbaudiet, vai tvertnei ir pietiekams dziļums vertikālai montāžai ar vismaz 75 mm šķidruma pārklājumu virs apsildāmās sekcijas. Ja dziļums nav pietiekams, apsveriet vairākus īsākus sildītājus, nevis vienu garu ierīci.
Instalējiet plūsmas uzraudzību un augstas{0}}temperatūras izslēgšanu. Pakalpojumā ar augstu-cieto vielu daudzumu aizsērējis filtrs vai bojāts sajaukšanas sūknis dažu stundu laikā var pazemināt plūsmas ātrumu zem drošā sliekšņa. Plūsmas slēdzis un sildītāja virsmas temperatūras ierobežojums par 15–20 grādiem virs parastās darba temperatūras nodrošina aizsardzību pret strauju pārkaršanu, kas seko plūsmas zudumam.
Kad standarta sildītāji nevar izturēt cieto vielu slodzi
Notekūdeņu attīrīšanas tvertnēs ar augstu cieto vielu koncentrāciju un ierobežotu perifēro telpu bieži nevar ievietot standarta PTFE iegremdējamos sildītājus ar vatu blīvumu, kas novērš ātru piesārņojumu. 6 kW jaudai ar jaudu 0,8 W/cm² ir nepieciešami 7500 cm² sildītāja virsmas -vairāk nekā viens sildītājs nodrošina tipiskos tvertnes izmērus.
Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar lielu virsmas laukumu, zemu vatu blīvumu un pulētu virsmu novērš ar cietām{0}} vielām saistītu piesārņojumu galveno cēloni. Specifikācijas procesam ir nepieciešama suspendēto cieto vielu koncentrācija, daļiņu raksturlielumi, tvertnes izmēri, sajaukšanas metode un nepieciešamā jauda. Iekārtām ar vairākām notekūdeņu attīrīšanas tvertnēm šī lietojumprogrammas -specifiskā pieeja samazina nogulšņu-pārkaršanu un pagarina intervālu starp nepieciešamajām tīrīšanām.
