Дослідження трубчастого відстійника з похилим-потоком: 30-хвилинна HRT, помірна швидкість скребка та низьке гідравлічне навантаження, різання SS 41,8%

Більшість операторів стічних вод припускають, що покращення седиментації означає будівництво глибших і більших резервуарів. Теорія мілкого акваріуму перевертає це припущення: важлива площа поверхні, а не глибина. Трубчастий відстійник із радіальним -потоком у цьому дослідженні розрізає завислі тверді речовини41.8%- з 212,4 мг/л до 123,6 мг/л - за 30-хвилинний гідравлічний час утримування, у площі, значно меншій, ніж звичайний відстійник.

Принцип мілкого бака

Похилі трубчасті відстійники працюють на фундаментальній «теорії мілкого бака». Для ідеального відстійника критична швидкість осідання визначається як μ₀= Q/A, де Q – швидкість потоку, а A – площа поверхні. Якщо Q залишається постійним, збільшення площі поверхні зменшує μ₀, що дозволяє вловлювати й осідати меншим, повільніше{0}}частинкам, що осідають.

Коли зона осідання розділена на кілька тонких шарів за допомогою похилих труб або паралельних пластин, ефективна висота осідання зменшується до 1/n від початкової. Для тієї самої ефективності обробки час утримування різко скорочується, а ефективність обробки збільшується на n. І навпаки, якщо об’єм обробки залишається постійним, ефективність відстоювання значно покращується.

У цьому дослідженні використовувався похилий трубчастий відстійник-радіального потоку з aвниз-конфігурація потоку: стічна вода надходить з верхньої частини похилих пластин і тече вниз, у той час як зважені частки відокремлюються, а знизу витікає як мул, так і освітлена рідина. Конструкція низхідного -потоку сприяє ковзанню осаду, зменшує накопичення на поверхнях труб і дозволяє мати менші кути нахилу (30 градусів –40 градусів) із більшими ефективними площами -, що призводить до вищої ефективності седиментації.

Експериментальна установка та якість сирої води

Експериментальна система включала радіальний -відстійник із похилою трубкою, живильний насос, систему дозування коагулянту та відповідне обладнання для моніторингу. У побутові стічні води додавали поліалюміній хлорид (PAC) як коагулянт і обережно перемішували перед надходженням у відстійник. Нижче наведено характеристики сирої води після фільтрації.

Необроблені побутові стічні води мали концентрацію SS 212,4 мг/л і ХПК 303,79 мг/л - помірно навантажене подання, репрезентативне для муніципальних стоків після попереднього скринінгу, і достатньо вимогливе, щоб виявити чіткі відмінності між робочими умовами. SS і COD були виміряні за допомогою гравіметричної фільтрації та стандартного калібрування COD відповідно.

Вплив часу гідравлічного утримання

Першою перевіреною змінною був гідравлічний час утримання (HRT). Зі вхідним клапаном, встановленим на 75 градусів, і швидкістю скребка на рівні 1, зразки відбирали через 10, 20, 30, 40 і 50 хвилин роботи.

Усунення як SS, так і COD покращилося, коли ЗГТ збільшилася до 30 хвилин, а потім знизилася. Оптимальним було 30 хвилин, що забезпечує найнижчу концентрацію SS (123,6 мг/л, зниження на 41,8%.із сирої води) і найнижчий COD (239,49 мг/л, зниження на 21,2%.). Понад 30 хвилин, імовірно, почнеться ресуспендування осілих частинок, що знизить ефективність - чітке нагадування, що довше не завжди означає краще.

Вплив швидкості скребка

З фіксованою HRT на 10 хвилинах швидкість скребка змінювалася між п’ятьма налаштуваннями (від 0 до 4) для визначення оптимальної швидкості скребка.

Параметр 2 забезпечив найкращу продуктивність: SS знизився до123,2 мг/лі COD до251,18 мг/л. На нижчих швидкостях (параметри 0 і 1) на похилих поверхнях труб накопичувався мул, зменшуючи ефективну площу осідання. На вищих швидкостях (налаштування 3 і 4) надмірна турбулентність повторно-зависає осілими частинками. Параметр 2 встановив баланс між своєчасним видаленням мулу та мінімальним порушенням потоку.

Вплив гідравлічного навантаження

Гідравлічне навантаження змінювалося за допомогою кута впускного клапана (30 градусів, 45 градусів, 60 градусів і 75 градусів) зі швидкістю скребка на рівні 2 і 10-хвилинним часом роботи.

Нижче гідравлічне навантаження постійно забезпечує кращу продуктивність. При 30 градусах (мінімальний потік) SS був найнижчим при140,4 мг/лі ГПК при295,02 мг/л. У міру збільшення навантаження швидкість висхідного потоку у відстійнику зростала, скорочуючи ефективний час осідання для зважених частинок. Як SS, так і COD мали тенденцію до зростання з вищим навантаженням, підтверджуючи, що відстійник найкраще працює при низьких рівнях переповнення поверхні - та підкреслює цінність великої площі поверхні в конструкції.

Оптимальні робочі параметри та конструктивні висновки

• Оптимальна ЗГТ: 30 хвилин.Коротші терміни дають недостатнє осідання; більш тривалий час викликає повторне суспендування осілих частинок.

• Оптимальна швидкість скребка: помірна (налаштування 2).Занадто повільний дозволяє скупчуватися на поверхні трубок; надто швидкий створює турбулентність, яка повторно суспендує частинки. Помірна швидкість очищення дає найкращу загальну продуктивність.

• Гідравлічне навантаження: менше – краще.Ефективність очищення стабільно покращується при меншому навантаженні, тому розробники повинні визначити пріоритетність достатньої площі поверхні, щоб зберегти низьку швидкість переповнення поверхні.

• Підтверджено теорію мілкого бака.Поділ зони осідання на кілька тонких шарів значно покращує ефективність седиментації без збільшення площі.

• Конфігурація низ{0}}потоку є перевагою.Це сприяє само{0}}самоочищенню похилих труб і дозволяє зменшити кути нахилу (30 градусів –40 градусів), збільшуючи ефективну площу осідання та загальну ефективність системи.

Наші рішення для відстійників із нахиленою трубою

Це дослідження демонструє, що правильна конструкція та вибір параметрів є вирішальними для високо-ефективного розділення твердої та рідини за допомогою похилих трубчастих відстійників. Ми пропонуємо повний спектр продукції для похилих трубчастих відстійників і технічних послуг:

• Радіальні-проточні та прямокутні похилі трубчасті відстійники-на замовлення для муніципального та промислового застосування;

• Високоякісні ПП/ПВХ трубчасті середовища з різними специфікаціями (діаметр трубки від 25 до 80 мм);

• Повні системи збору скребків і мулу для надійної роботи;

• Технічна підтримка проектування системи, оптимізації параметрів та усунення несправностей.

Посилання: Qin B. Експериментальне дослідження очищення побутових стічних вод за допомогою радіально-потокового нахиленого трубчастого відстійника [J]. Екологічна наука та менеджмент, 2012, 37(4): 82-85, 116.