Трубчастий відстійник для покращення седиментації та очищення води: як модулі з кутом нахилу 60 градусів збільшують ефективну площу відстоювання

Звичайний відстійник має розмір відповідно до одного припущення: кожна частинка повинна впасти на всю глибину басейну, перш ніж вода вийде. Підвищте швидкість потоку або обмежте доступну землю, і це припущення зруйнується - час утримування скорочується, з’являється коротке-замикання, і зважені тверді речовини витікають зі стічним потоком. Похилий трубчастий відстійник знімає припущення замість бака, розділяючи одну глибоку зону відстійника на десяткиКанали з нахилом 60 градусівтому частинка проходить лише кілька сантиметрів, щоб досягти поверхні осідання.

Чому звичайні відстійники вичерпують ємність

Ефективне відокремлення твердої-рідини є критично важливим етапом у більшості систем очищення води та стічних вод, а також це крок, який найчастіше стає вузьким місцем. Звичайний відстійник розроблено для досягнення цільової продуктивності відстоювання при певному розрахунковому потоці, і ця розрахункова точка регулюється швидкістю поверхневого навантаження - швидкість переповнення, яку може витримати резервуар, дорівнює потоку, поділеному на доступну площу відстоювання.

Наслідки неприємні. Щоб уловлювати дрібніші частки,-що осідають повільніше, оператор повинен або зменшити швидкість переливу, або збільшити площу осідання, а у звичайному резервуарі більша площа означає більший резервуар. Коли швидкість потоку зростає з видобутком, населенням або сезонністю, а ділянка оточена будівлями, трубопроводами або дозволами, більший резервуар часто взагалі не є варіантом. Басейн просто перевищує розрахункове навантаження. Трубчасті відстійники безпосередньо усувають цю прогалину: замість того, щоб додавати нову бетонну конструкцію, вони піднімають їїплоща ефективного осіданнявсередині обсягу резервуара, який уже існує.

Як нахилені труби збільшують ефективну площу осідання

Трубчастий відстійник складається з декількох похилих каналів, встановлених всередині відстійника. Канали зазвичай розташовані приблизно під кутом60 градусів, що дозволяє зваженим твердим речовинам осідати на поверхні труб, а не подорожувати по всій глибині басейну.

Механізм швидше геометричний, ніж механічний. Коли освітлена вода рухається вгору по каналах, більш важкі частинки рухаються вниз уздовж похилих поверхонь під дією сили тяжіння. Тепер кожна частинка падає лише на невелику відстань, перш ніж зустрітися зі стінкою труби, де вона агрегує з іншими твердими речовинами та ковзає вниз по схилу. Осілий матеріал збирається на дні резервуару, звідки його можна видалити через існуючу систему відводу мулу.

Основний інженерний принцип - збільшення ефективної площі осіданнябезвимагаючи пропорційно більшої площі бака. Один відкритий басейн пропонує одну горизонтальну площину осідання; той самий басейн, заповнений пакетами похилих труб, пропонує сумарну поверхню кожної стінки каналу, упаковану в той самий об’єм. Це також пояснює цифру 60 градусів. Нахил має бути достатньо крутим, щоб уловлений осад продовжував ковзати вниз, а не закривати канали, але достатньо неглибоким, щоб проектована площа осідання на кубічний метр була якомога вищою.

Що насправді змінює конфігурація похилої труби

У порівнянні зі звичайним відкритим відстійником, конфігурація похилої труби змінює відразу п’ять властивостей відстійної зони, кожна з яких має прямі експлуатаційні наслідки:

• Збільшена ефективна площа осідання- той самий об’єм резервуара представляє набагато більшу поверхню осідання, що зменшує навантаження на поверхню
• Коротша вертикальна відстань осіданняЧастинки - фіксуються в сантиметрах, а не в метрах
• Більш контрольовані шляхи гідравлічного потоку- канали обмежують напрямок потоку та пригнічують коротке-замикання
• Краще використання наявного об’єму бака- глибина та площа плану, за які вже сплачено, починаються
• Потенціал для більш компактних систем очищення- нових установок можна спроектувати меншими для тих самих завдань

Перш ніж прийняти рішення щодо закупівлі, варто звернути увагу на один момент. Трубчасті відстійники не замінюють належної коагуляції, флокуляції або видалення осаду. Вони є допоміжним відстоювачем, а не процесом очищення, і їх ефективність значною мірою залежить від хімічного складу води у верхній течії, гідравлічного навантаження, характеристик частинок та умов встановлення.

Конструкційні фактори, які визначають продуктивність трубчастого відстійника

Перед вибором модулів трубчастого відстійника необхідно оцінити кілька параметрів. Вони не є незалежними - нахил, довжина, профіль і матеріал разом визначають як гідравліку зони осідання, так і навантаження на обслуговування протягом терміну служби модуля.

Необхідний розмір і кількість трубки слід розраховувати на основі проектної витрати, швидкості навантаження на поверхню, концентрації зважених твердих речовин, розмірів резервуара та характеристик частинок, що видаляються. Вибір розміру — це гідравлічна вправа, а не пошук у каталозі.

Куди входять трубчасті відстійники для очищення води та стічних вод

Трубчасті відстійники зазвичай використовуються в процесах освітлення, де зважені тверді речовини необхідно відокремити від очищеної води. Типові програми включають:

• Очищення міських стічних вод
• Очищення промислових стічних вод
• Освітлення питної води
• Очищення технологічної води
• Третинне освітлення
• Модернізація існуючих відстійників
• Системи оборотної води

Однією з переваг похилих трубчастих модулів є їх придатність для проектів модернізації. Коли існуючий відстійник має обмежений доступний простір, додавання відстійника може збільшити ефективну площу відстійника без будівництва абсолютно нового басейну - цивільна конструкція, впускний отвір і система збору осаду залишаються без змін.

Вибір матеріалу: чому домінують ПП та ПВХ

Вибір матеріалу має значення, коли трубчасті відстійники піддаються впливу стічних вод, хімікатів, сонячного світла або в умовах зовнішньої установки, і це одне з небагатьох рішень, яке не можна переглянути після встановлення. Поліпропілен (PP) широко використовується через його низьку щільність і стійкість до багатьох хімічних середовищ. Низька щільність не є маркетинговою перевагою: пакети модулів повинні підтримуватися на рамах всередині резервуару, а легші середовища означають менше структурне навантаження як на опорну систему, так і на сам басейн.

Для зовнішнього застосування можна також розглянути УФ-стабілізацію залежно від умов впливу, оскільки тривале сонячне світло руйнує нестабілізовані полімерні поверхні. Для застосування з питною-водою матеріал і виробничий процес мають відповідати відповідним місцевим вимогам щодо контакту з-питною водою. Технічні характеристики проекту та відповідні сертифікати завжди слід перевіряти перед закупівлею, а не виходити з загального класу матеріалу.

Модернізація без нового бетону: найшвидше оновлення потужності

У типовому проекті очищення стічних вод похилі трубчасті відстійники встановлюються всередині існуючого відстійника для збільшення доступної площі відстійників. Проект використовуєТрубчасті модулі з нахилом 60 градусівдля створення кількох паралельних відстійних каналів. Замість того, щоб розширювати бетонний резервуар, команда з обробки використовує наявний об’єм басейну більш ефективно, встановлюючи модульні трубчасті відстійники -, зібрані та підняті на місце, при цьому цивільна конструкція залишається недоторканою.

Під час роботи зважені речовини, що потрапляють у зону освітлення, рухаються вниз по похилих поверхнях труб, а освітлена вода рухається вгору по каналах. Конфігурація забезпечує більш контрольоване середовище відстоювання та підтримує необхідний процес освітлення. Ефект помітний на поверхні: модульна банка знаходиться під водопроводом, а освітлений перелив виходить з басейну над пакетами.

Цей тип модернізації демонструє важливе застосування трубчастих відстійників: покращення використання існуючої очисної структури без обов’язкового збільшення її фізичної площі. Це також розкриває межі підходу. Фактична продуктивність змінюватиметься залежно від надходження твердих частинок, характеристик флокулів, гідравлічного навантаження, геометрії труби та умов видалення шламу, тому-специфічні гідравлічні розрахунки проекту залишаються необхідними - модернізація підвищує стелю, але не скасовує потреби в її проектуванні.

Як визначити та встановити трубчастий відстійник

Вибір трубчастого відстійника слід починати з умов очищення, а не лише з розмірів модуля. Інженерні групи повинні надати постачальнику:

• Розрахунок і пікова витрата
• Довжина, ширина і глибина резервуара
• Існуюча конфігурація відстійника
• Впливовий і цільовий ТСС
• Процес коагуляції та флокуляції
• Очікуване навантаження мулу
• Кут установки
• Необхідні розміри труб
• Умови установки в приміщенні або на вулиці

Трубчасті модулі з різними-розмірами поперечного перерізу можна вибрати відповідно до необхідного гідравлічного навантаження та доступного простору для встановлення. Довші модулі можуть забезпечити довший шлях осідання, тоді як відповідний діаметр і геометрія труби залежать від конкретного застосування та умов потоку. Не менш важливими є деталі встановлення: пакети труб повинні бути належним чином підтримані та вирівняні для підтримки стабільних гідравлічних умов, а також має бути забезпечений відповідний доступ для огляду, чищення та майбутнього обслуговування. На практиці факторами, які скорочують термін служби трубчастого відстійника, майже завжди є експлуатація, а не матеріальний - осад, який затвердів на виходах з каналів, нерівномірний розподіл потоку по берегу та корозії опори, яку не врахували, — усім можна запобігти за допомогою періодичної перевірки.

Висновок

Трубчасті відстійники можуть покращити освітлення води шляхом збільшення ефективної площі відстійника та створення кількох похилих відстійних каналів усередині відстійника. Вони застосовуються до муніципальних стічних вод, промислових стічних вод, очищення-питної води та проектів модернізації, де враховується простір або наявна інфраструктура. Для нової системи очищення або модернізації наявного резервуара надання швидкості потоку, розмірів резервуара, даних TSS та умов процесу дозволяє оцінити конфігурацію відповідно до фактичних гідравлічних вимог -, а оцінка-специфічного проекту визначає відповідний розмір модуля, матеріал, кількість і схему встановлення для надійної довгострокової-роботи.