Horizontālā plūsma pret cirkulējošo dzidrinātāju un slīpās caurules nosēdinātāju: reāli sedimentācijas dati no 3 pilna izmēra tvertnēm — kurš no tiem faktiski darbojas?|Juntai

Ja jūsu sedimentācijas tvertne noņem tikai 11% no ienākošā duļķainuma, jūs neapstrādājat ūdeni -, jūs vienkārši izlaižat to caur betona kasti. Tieši to uzrādīja lauka dati par vienu no trim tvertņu veidiem, kas pārbaudīti Hengyang Railway ūdens apgādes stacijās Xiangjiang upē. Tas pats neapstrādāts ūdens, tas pats koagulants, tas pats paraugu ņemšanas protokols - un a7,7× atšķirībasedimentācijas efektivitātē starp labāko un sliktāko sniegumu. Lūk, ko skaitļi atklāj un ko tie nozīmē ikvienam, kas nosaka, veic vai uzlabo sedimentācijas procesu.

TRĪS TEHNOLOĢIJAS

Horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertne

Vecākais dizains grupā. Ūdens ieplūst vienā galā, plūst horizontāli ar ātrumu aptuveni 15 mm/s pa garu taisnstūrveida baseinu un iziet tālākajā galā. Brauciena laikā daļiņas nosēžas gravitācijas ietekmē. Vienkāršs, izturīgs un paredzams -, bet arī kosmosa-izsalkums un lēns. Hengyang vienība ieņēma222.4 m²lai ārstētu tikai75 m³/h.

Hidrauliskais cirkulācijas dzidrinātājs

Vertikāls -plūsmas dizains, kurā neapstrādāts ūdens nonāk centrālajā reakcijas zonā, flokulējas cirkulējošā dūņu segā un dzidrs ūdens paceļas uz perifērajām savākšanas tvertnēm. Kompaktāks par horizontālo plūsmu - ar Hengyang ierīci240 m³/htikai47.2 m². Dūņu sega darbojas kā kontaktfiltrs, uzlabojot daļiņu uztveršanu.

Slīpu cauruļu nostādītājs (lamellas dzidrinātājs)

Jaunākā tehnoloģija salīdzinājumā. Ūdens plūst uz augšu pa slīpu cauruļu kaudzēm (parasti 60 grādu leņķī), kur daļiņas nosēžas uz cauruļu virsmām un slīd uz leju dūņu tvertnē. Slīpā ģeometrija ievērojami palielina efektīvo nosēšanās laukumu uz vienu nospieduma vienību. Hengshan vienība ārstēta160 m³/hizmantojot tikai27.2 m²- mazāk nekā viena-astotā daļa no horizontālās plūsmas tvertnes nospieduma, vienlaikus apstrādājot vairāk nekā divas reizes lielāku plūsmu.

APPLES TO APPLES: IEKĀRTAS PARAMETRI

Visas trīs tvertnes apstrādāja vienu un to pašu Xiangjiang upes neapstrādātu ūdeni ar to pašu koagulantu - rafinētu alumīnija sulfātu, kura deva bija 3,5 mg/l sausajā sezonā un 32 mg/l mitrajā sezonā. Neviens nebija pārslogots. Tālāk esošajā tabulā ir parādīts, kā katra instalācija izskatījās pirms veiktspējas.

No šīs tabulas uzreiz nokrīt daži skaitļi. Slīpais cauruļu nosēdinātājs sasniedzalielākā hidrauliskā slodze (9,2 m³/m²·h)vienlaikus aizņemot mazāko nospiedumu. Turpretim ir nepieciešama horizontāla plūsmas tvertne90 minūšu aiztures laiks- gandrīz 4 reizes no slīpās caurules nostādinātāja -, tomēr apstrādāja mazāk nekā pusi plūsmas. Cirkulējošais dzidrinātājs lielākajā daļā rādītāju atradās vidū, bet bija apjoma līderis absolūtās attīrīšanas jaudas ziņā ar 240 m³/h.

IZPILDES RĀDĪJUMS: SEDIMENTĀCIJAS EFEKTIVITĀTE

Galvenais jautājums: kura tvertne patiesībā noņem visvairāk duļķainības? Paraugu ņemšana tika veikta vienlaikus visās trīs tvertnēs, vienu reizi sausajā sezonā un vienu reizi mitrā sezonā, katru reizi trīs dienas pēc kārtas, paralēlus paraugus vācot divas reizes dienā. Rezultāti bijastatistiski nepārprotami(χ²=21.17, P < 0,005).

Izceļas trīs atklājumi:

1. Izšķiroši uzvarēja slīpais cauruļu nosēdinātājs.Slapjā sezonā -, kad duļķainības slodzes ir vislielākās -, tas tika sasniegts86% noņemšana, salīdzinot ar 64,2% cirkulācijas dzidrinātājam un 57,8% horizontālās plūsmas tvertnei. Sausajā sezonā starpība bija vēl lielāka: 32,4% pret 24,6% pret 11,1%. Chi-kvadrāta tests (χ²=21.17, P < 0,005) apstiprina, ka tās nav nejaušas svārstības -, atšķirība ir reāla un atkārtojama.

2. Slapjā-sezonas sniegums samazina sauso-sezonu visās jomās.Katra tvertne darbojās labāk, ja ūdens bija siltāks un duļķainums bija lielāks. Horizontālās plūsmas tvertne palielinājās no 11,1% līdz 57,8% - 5 reizes uzlabojums - tikai tāpēc, ka augstāks neapstrādāta-ūdens duļķainums dod koagulantam vairāk daļiņu, ar kurām strādāt, veidojot lielākas, ātrāk{7}}nogulsnējošas flokas.

3. Temperatūrai, vēja ātrumam un pH nebija nozīmes.Monitorētajos diapazonos (gaisa temperatūra 9,5–34 grādi, vēja ātrums 0,1–3,2 m/s, pH 6,3–7,8) neviens no šiem vides mainīgajiem lielumiem neuzrādīja statistiski nozīmīgu ietekmi uz sedimentācijas efektivitāti. Veiktspēju veicināja tvertnes ģeometrija un hidraulika - nevis laikapstākļi.

ĀRPUS DUGULĪBAS: KRĀSA, BAKTĒRIJAS UN Mīkla "APgrieztā vērtība"

Duļķainības noņemšana ir galvenā metrika, taču ūdens attīrīšanas iekārtām ir svarīgas vēl trīs lietas: krāsa, baktērijas un koliformas. Šeit dati kļuva interesanti.

Krāsu samazināšana rūpīgi sekoja duļķainumam.Korelācija bija spēcīga un pozitīva: r=0.9086. Regresijas vienādojums - y=0.225x + 0.3495 - nozīmē, ka par katriem 10 procentu punktiem sedimentācijas efektivitātes uzlabojumiem jūs iegūstat aptuveni 2,6 procentu punktu krāsas noņemšanas. Tam ir fiziska jēga: tās pašas suspendētās daļiņas, kas izkliedē gaismu (duļķainība), satur arī izšķīdušu organisko vielu, kas piešķir krāsu. Noņemiet daļiņas, un krāsa iet kopā ar tām.

Baktērijas un koliformas stāstīja citu stāstu.Atšķirībā no duļķainības un krāsas, tika novērota kopējā baktēriju skaita un kopējās koliformu grupas samazināšanāsnav konsekventu attiecībuar sedimentācijas efektivitāti. Vēl pārsteidzošāk: bija gadījumi, kad baktēriju skaits pēc sedimentācijas faktiski bijaaugstāksnekā iepriekš - tā sauktā -apgrieztās vērtības parādība. Pētnieki to atzīmēja bez galīga skaidrojuma, taču ikviens, kurš ir izmantojis nostādināšanas tvertnes, atpazīs iespējamos vainīgos: mirušajās zonās uzkrātās dūņas, kas atkārtoti suspendē baktērijas dzidrinātajā plūsmā, vai bioplēve, kas izplūst no tvertnes sienām hidraulisko traucējumu laikā. Jebkurā gadījumā praktiskā informācija ir skaidra:jūs nevarat paļauties tikai uz sedimentāciju, lai nodrošinātu mikrobu barjeras veiktspēju. Filtrēšana un dezinfekcija lejup pa straumi nav obligāta -, tās ir īstas mikrobu kontroles darbības.

SLĒPTĀ EKONOMIKA: NOTEIKUMI, KApacitāte UN IZMAKSAS

Veiktspējas skaitļiem ir nozīme, taču arī biznesa situācijai ir nozīme. Pārtulkosim trīs tvertnes inženierekonomikā.

Slīpais cauruļu nosēdinātājs piegādā17 reizes kosmosa efektivitātehorizontālās plūsmas tvertnes ar par 49% labāku sedimentācijas veiktspēju -, bet ar nedaudz augstākām kapitāla izmaksām uz vienu jaudas vienību nekā cirkulējošajam dzidrinātājam. Cirkulējošais dzidrinātājs ir izdevīgākais-par-naudas vērtību sākotnējās izmaksās, lai gan tā veiktspējas griesti ir zemāki. Zaļā lauka augiem, kur zeme ir lēta un budžeti ir ierobežoti, joprojām pastāv arguments par horizontālo plūsmu. Jebkurai vietnei, kur ir nozīme - modernizācijai, pilsētas iekārtām, paplašināšana esošajās robežās - slīpā caurule ir skaidra inženierijas izvēle.

APAKŠĒJĀ LĪNIJA INŽENIERIEM

Tas nebija laboratorijas pētījums. Tās bija trīs pilna mēroga darbības tvertnes, kas apstrādāja vienu un to pašu upes ūdeni ar vienu un to pašu koagulantu, un vienlaikus tika ņemti paraugi sezonās. Secinājumiem ir patiess svars:

1.Ja sedimentācijas efektivitāte ir jūsu primārā metrika, slīpais caurules nostādītājs ir nepārprotami ieguvējs - 86% mitrās-sezonas duļķainības likvidēšanā, salīdzinot ar 64,2% un 57,8% alternatīvām. Atšķirība ir statistiski nozīmīga (P < 0,005).

2.Ja modernizējat esošu iekārtu ar ierobežotu vietu, slīpi cauruļu nostādītāji nodrošina attīrīšanas jaudu 5,88 m³/h uz kvadrātmetru nospieduma - par lielumu labāk nekā horizontālā plūsma (0,34 m³/h/m²). Modernizācijas korpuss būtībā ir slēgts.

3.Negaidiet, ka sedimentācija izturēs jūsu mikrobu slodzi. Dati liecina, ka baktēriju un koliformu samazināšanās ir neuzticama un dažreiz negatīva. Filtrēšana un dezinfekcija joprojām ir -neapšaubāmi šķēršļi lejup pa straumi. Tas nav kāda konkrēta tvertnes tipa vājums -, tas ir būtisks gravitācijas nosēšanās ierobežojums.

4.Ja kapitāla izmaksas ir galvenais ierobežojums un jums ir brīvas vietas, hidrauliskais cirkulācijas dzidrinātājs piedāvā vislabāko izmaksu-uz-jaudas attiecību (0,038 pret 0,075 slīpai caurulei) ar pieņemamu veiktspēju (64,2% mitrā sezonā). Tas ir pragmatisks vidusceļš.

5.Horizontālās plūsmas sedimentācijas tvertnes joprojām pastāv kāda iemesla dēļ -, ja tās ir piemērotas kravas izmēram, tās ir vienkāršas, piedodošas un efektīvas. Taču ar 11,1% sausās sezonas efektivitāti šajā datu kopā mazizmēra vai slikti darbināta iekārta gandrīz neveic savu darbu. Ja izmantojat tādu, kurā-ir ierobežota vieta, jūs jau zināt, kam ir jānotiek.