Хранение реагентов и снабжающие системы

 Иногда предпочтительнее проектировать подающее оборудование на несколько первых лет работы, а затем заменять или добавлять оборудование. Это позволяет выбрать наиболее эффективные дозы. Производительность подающего оборудования должна соответствовать максимальной дозе, требуемой на максимальное дневное потребление, и должно быть способно подавать эту дозу при поддержании резерва. Это общепринятая практика устанавливать оборудование производительностью превышающей на 50% максимальную дозу. Для таких важных реагентов, как коагулянты и обеззараживающие вещества, требуется резервное подающее оборудование, на случай выхода из строя основного оборудования. Материалы, из которых изготавливается подающее оборудование, должны быть совместимы с подаваемыми реагентами.

Подающие системы должны проектироваться таким образом, чтобы постоянно поддерживать точность дозирования, что необходимо проверять постоянно. Изменение уровней в резервуарах необходимо регистрировать ежедневно и как можно в более частых интервалах, в зависимости от нормы подачи и стоимости реагента.

 Контроль за подачей может  быть ручным или автоматическим, в зависимости от методов подачи  и их комбинаций. Более сложные  системы управления выполняются, если есть в наличии надлежащие  датчики. Если ручной контроль  затем возможно заменить на  автоматический, оборудование должно быть подобрано таким образом, чтобы сделать это с минимальными затратами. Примером может быть подающий механизм с внешним двигателем, который может быть легко заменен двигателем переменной скорости или приводом, когда установлена автоматизация.

Аварийные или резервные единицы должны быть включены для каждого типа используемого подающего ободудования. Воронки и трубопроводы к ним должны допускать возможные изменения в принципе дозировки и в последовательности, чтобы иметь надлежащую гибкость операций. Проектная гибкость в бункерах, резервуарах, подающих устройствах реагентов и линий растворов – ключ к  максимальной выгоде и меньшей стоимости. Должно обеспечиваться более чем одна точка ввода реагентов, чтобы оператор мог пробовать разные комбинации для оптимизации доз.

Подача жидких реагентов. Обычно системы подачи жидких реагентов просты, требуя одного или более дозирующих насосов. Жидкие реагенты могут быть разбавлены и затем поданы насосом или другими гидравлическими управляемыми устройствами. На рис 24-6 показана типовая система подачи растворов, которая состоит из бака - хранилища, подающего насоса(ов), дневного резервуара и дозатора(ов) раствора. Вода для разбавления обычно подается в насос подающий раствор, после того как количество реагента отобрано, чтобы предотвратить закупоривание линии и содействовать перемешиванию реагентов с водой. В некоторых случаях, разбавление с не умягченной водой привысоком pH увеличивает возможность образования минеральных отложений.

Дозирование реагентов в жидком виде применяется при:

• требуемых малых количествах;
• менее стабильных реагентах;
• когда подача сухих или опасных веществ нежелательна;
• когда реагенты существуют только в виде жидкости.

Подающие устройства жидких реагентов – это обычно насосы-дозаторы или сопла. Насосы - дозаторы могут быть диафрагменными, плунжерными или с положительной высотой всасывания. Примеры плунжерного и диафрагменного насосов даются на рис 24-7 и фотографии двух типов насоса приведены на рис. 24-7а и 24-7б. Насосы с положительной высотой всасывания применяются в случае регулирования ударной пульсации. Диафрагменные дозирующие насосы бывают механические, гидравлические и соленоидно-активизированного типа. Системы трубопроводов растворов должны иметь глушители пульсации при использовании плунжерных и диафрагменных насосов-дозаторов. Также эти системы трубопроводов должны включать приспособления для снижения давления, для предотвращения разгерметизации. В некоторых случаях необходимы контрольные клапаны и ротаметры, в то время как в других случаях достаточно использование вращающегося подающего механизма ковшового типа. При дозировании жидкого раствора извести применяются центробежные насосы с открытыми рабочими колесами. Тип дозатора зависит от вязкости, коррозивности, растворимости, напора при всасывании и опорожнении и требуемого внутреннего давления реагентов. Дозирование реагентов также может осуществляться с использованием перистальтического насоса.

Другая система с высокой популярностью - автоматическое устройство для смешивания полимеров с водой для достижения требуемой концентрации подаваемого раствора. Эти устройства зависят от давления подаваемой воды,для обеспечения смешивания, и гидродинамической сдвигающей силы, разгоняющей частицы полимера и позволяющей им полностью гидротироваться. Эти устройства успешно используются во многих городах по всей стране. Типичные устройства показаны на рис 24-8.

Подача твердых реагентов. В первую очередь пригодны те подающие системы для сухих и твердых реагентов, в которых используется прямая подача растворов или суспензий. Растворы и суспензии могут подаваться насосами или другими устройствами, как рассматривалось ранее. Их не так легко подавать, т.к. они склонны к оседанию и закупориванию. Нужная плотность раствора и надлежащее смешивание сухого материала должны быть достигнуты до перекачки. Необходимая плотность раствора достигается путем точных дозировок реагента дозирующими устройствами. Дозирующие устройства должны приспосабливаться к минимальным и максимальным требуемым дозам. Ручные подающие устройства имеют общий диапазон 10:1, но он может быть увеличен приблизительно до 20:1 или 30:1 с системами двойного контроля.

 Характеристики твердых  веществ существенно отличаются, поэтому дозатор должен тщательно подбираться, особенно для небольшого оборудования, где один дозатор используется для нескольких реагентов. Снабжение должно проводиться таким образом, чтобы реагенты были сухими. Сухость важна, т.к. гигроскопические реагенты от сырости могут становиться комковатыми, липкими или даже очень твердыми; другие реагенты, которые поглащают воду менее быстро могут стать от влажности липкими на поверхности, что может послужить причиной повышенногопрогибания в бункерах. В любом случае, влажность влияет на плотность реагентов, что может закончиться подачей неправильных доз. Также эффективность сухих реагентов, особенно полимеров, может снижаться. Оборудование для удаления пыли должно использоваться в местах расположения ковшовых элеваторов, бункеров и подающих устройств для аккуратности, предотвращения коррозии и обеспечения безопастности. Из сухих реагентов необходимо получать небольшое количество растворов, т.к. срок годности растворенных реагентов (особенно полимеров) может быть короче.

Дозирующие устройства для сухих реагентов. Самый простой метод подачи сухих или твердых реагентов в смеситель - вручную. Твердые реагенты могут быть предварительно взвешены и добавлены или залиты в бак-растворитель. Обычно применение этого метода ограничено, однако, и оборудование для подачи сухих реагентов требуется  в больших сооружениях.

Сооружения  подачи сухих реагентов схематически показаны на рис 24-9 и состоят из: бака-хранилища, бака-растворителя и подающего устройства. Подающие устройства могут быть гравиметрического(весового) или объемного типов. Объемные обычно используются только там, где требуется низкая скорость подачи. Эти устройства подают постоянное, заранее установленное количество реагента и не признают изменения в плотности материала. Этот тип подающего устройства должен быть проградуирован методом подбора в начале, и затем периодически регулироваться, если  изменяется плотность подаваемого материала.

Весовой дозатор подает реагенты, основываясь на заданной массе в единице объема. Как правило, они дороже, чем объемные.

Большинство типов объемных дозаторов относятся к категории поршневых. Во всех моделях этого типа используется форма перемещающейся полости постоянного или переменного размера. Реагент попадает самотеком в эту полость и получается отделенным от подающей воронки. Размер такой полости определяет количество подаваемых реагентов. В поршневых дозаторах часто используется подача воздуха для усиления текучести материала.

Вращательно - лопастные подающие механизмы. Вращательно - лопастные дозаторы особенно эффективны для мелкозернистых материалов, которые имеют тенденцию рассыпаться. Лопасть или лопатка расположены ниже уровня загрузочной воронки, с изменением подачи посредством выдвижного шибера и/или вариатора. Дозирование может легко изменяться регулированием скоростного привода оси винта. Разновидность вращательно - лопастного дозатора – барабанный дозатор, называемый также звездообразный или дозатор вращающихся дверей, в котором лопасти плотно размещены для подачи против вакуума и давления. На рис. 24-10 показан этот тип дозатора.

Дозатор с колеблющейся засыпной воронкой. Другой тип объемного дозатора – это дозатор с колеблющейся засыпной воронкой или горловиной. Такое устройство состоит из главной воронки и колеблющейся воронки, которая помещается на конце главной. Материал полностью засыпается в обе воронки и лежит снизу в лотке. Поскольку колеблющаяся воронка перемещается вперед - назад, скребок, который опирается на неподвижный лоток перемещается сначала налево и затем направо. Эти движения продвигают пласт сухого реагента из лотка. Производительность зависит от длины хода, который может изменяться микрометрическим винтом. Дальнейшее регулирование возможно путем изменения зазора между засыпной воронкой и неподвижным лотком, который может быть поднят или опущен. Этот тип дозатра – один из наиболее широко используемых на станциях  небольшой производительности.

Дозатор с вибрационной плитой. В дозаторах с вибрационной плитой, плита(пластина) установлена ниже донного выпускного отверстия в баке-хранилище так, что реагенты попадают на плиту по мере выхода из бака-хранилища. Уровневая решетка располагается над плитой на каждом из двух концов. Плита механически соединена с приводом электродвигателя и медленно вибрирует из стороны в сторону по мере работы дозатора. Величина колебания может регулироваться механическим соединением. Так регулируется дозирование. При каждом движении плиты, измеренное количество реагентов попадает в бак-растворитель. Сгребающие решетки на каждом конце подставки помогают регулировать повторную готовность дозатора.

Вибрационный дозатор. Вибрационный дозатор - это тип объемного подающего устройства. Движение достигается за счет электромагнита, установленного в подводящем желобе, который, в свою очередь, установлен на гибких плоских пружинах. Магнит, заряжаемый пульсационным током, натягивает дозатор резко вниз и назад. Тогда плоские пружины возвращает его в исходное положение. Это действие повторяется 3600 раз в минуту (при действии 60-цикличного переменного тока), создавая бесперебойную, устойчивую подачу материала.

Объемный ленточный дозатор. В объемном ленточном дозаторе используется непрерывный ремень специальной ширины, движущийся из - под засыпной воронки к баку-растворителю. Материал попадает на ремень (ленту) из воронки и проходит внизу подъемного шлюзного затвора. Для заданной скорости ремня, положение шлюзного затвора определяет объем материала, проходящего через дозатор. Объемный ленточный дозатор изображен на рис. 24-11.

Дозатор винтового типа. В объемном винтовом дозаторе используется винт или спираль на дне засыпной воронки, передающий сухой реагент в растворную камеру как изображено на рис. 24-12(24-12а и 24-12б).

 Основной недостаток объемных дозаторов состоит в том, что невозможно компенсировать изменения плотности материала, и поэтому не столь же точны, по сравнению с другими типами дозаторов сухих реагентов (весовыми и ненагружаемыми дозаторами). Для таких подающих устройств, конструкция объемных устройств модифицирована включением весового регулятора или регулятора «убыли массы», который позволяет взвешивание подаваемого материала. И весовые и объемные дозаторы могут использоваться для дозирования реагентов в поток сточных вод.

Весовой ленточный дозатор. Весовые ленточные дозаторы имеют широкий рабочий диапазон и обычно могут применяться на разных очистных станциях. В весовых ленточных дозаторах применяется основной ленточный дозатор с взвешивающими и контролирующими системами управления. Норма подачи может быть изменена регулированием давления веса на ремень или скорости движения ремня, или двумя способами. Два типа весовых ленточных дозаторов: ремень, вращающийся вокруг оси и жесткий ремень. Механизм с ремнем, вращающимся вокруг оси, состоит из подающей воронки, «бесконечного» ремня, вращающегося вокруг оси, регулирования веса, который уравновешивает нагрузку на ремень и устройств, которые автоматически регулируют подачу материала на ремень. Поток сухих реагентов к дозатору может контролироваться впускным затвором (шлюзом), помещенным между загрузочным бункером и ремнем, или управляя амплитудой колебания в вибрирующем ярусе, помещенным между загрузочным бункером и ремнем. На рис. 24-13а изображена схема такого дозатора, а на рис. 24-13б фото.

Жестко - ременной дозатор похож на предыдущий, за исключением метода, регулирующего дозирование реагента. Вращающийся ременной фильтр регулируется посредством работы ремня, наклоняющегося вверх и вниз, в то время как жестко-ременной регулируется натяжением ремня, происходящим посредством действия коромысла весов и зависит только от веса на ремень (смотри рис. 24-14). Хорошее обслуживание и потребность в точной дозировке требуют, чтобы весовой дозатор регулярно отключался и полностью очищался. Наращивание реагентов может влиять на точность и может даже в некоторых случаях вызвать остановку (заедание) оборудования.

Не нагружаемые дозаторы. Не нагружаемые дозаторы применяются там, где необходимо точное дозирование или более экономичное расходование реагентов. Их производительность до 4,000 фунтов/час (1,815 кг/ч). В не нагружаемых дозаторах имеется засыпная воронка материалов и дозатор, расположенный на закрытых весах.дозирующий регулятор используется для подачи сухого реагента в желательной дозе (см.рис. 24- 15).

Растворители. Растворители имеют большое значение в системах сухого дозирования, т.к. любой измеренный реагент должны быть увлажнен и смешен с водой для получения раствора без комков и нерастворенных частиц. Большинство  дозаторов, независимо от типа, разгружают материалы в небольшие баки - растворители, которые оборудованы системой сопел и/или механической мешалкой, в зависимости от растворимости подаваемого реагента. Важно, чтобы поверхность каждой частицы была увлажнена перед входом в подающий резервуар, чтобы гарантировать полную дисперсию и избежать комкования, осаждения или всплывания.