Slīpu cauruļu nostādītājs: pilnīga tehniskā atsauce par principu, dizaina parametriem un pielietojumiem

Parasta sedimentācijas tvertne noņem 40–70% suspendēto vielu un aizņem simtiem kvadrātmetru lielu nospiedumu. Slīpa caurules nostādītājs ar tādu pašu nospiedumu noņem vairāk nekā 90% - un apstrādā divreiz lielāku plūsmu. Atšķirība nav labākas ķīmiskās vielas vai precīzāka kontrole. Tā ir ģeometrija. Nostādināšanas zonā uzstādot slīpas paralēlas caurules, tvertne reizina savu efektīvo sedimentācijas laukumu ar desmit vai vairāk koeficientu, vienlaikus stabilizējot plūsmu laminārā režīmā, kas ļauj daļiņām nosēsties, nevis palikt suspendētām. Šis raksts ir pilnīga tehniskā atsauce: kā darbojas slīpie cauruļu nostādītāji, kā tie ir strukturēti, kādi dizaina parametri nosaka to veiktspēju un kur tie tiek izmantoti.

I. DARBA PRINCIPS - KĀPĒC SHALLOWER IR ĀTRĀK

Slīpais cauruļu nostādītājs ir veidots, pamatojoties uz vienu no vecākajiem un elegantākajiem principiem sedimentācijas inženierijā:jo seklāka tvertne, jo īsāks nostādināšanas laiks. Ideālā sedimentācijas formula nosaka:

u₀=Q/A un t=H / u₀

Kur u₀ ir pārplūdes ātrums (virsmas slodze), Q ir plūsmas ātrums, A ir sedimentācijas laukums, t ir nosēšanās laiks un H ir ūdens dziļums. No šīm divām attiecībām rodas divas dizaina sviras:

Svira 1 - Palielināt laukumu, samazināt pārplūdes ātrumu.Dotajai plūsmai Q, palielinot A, samazinās u₀. Mazāks pārplūdes ātrums nozīmē, ka daļiņas ar noteiktu nosēšanās ātrumu, visticamāk, sasniegs dūņu zonu, pirms ūdens izplūst no tvertnes. Vairāk apgabala=labāka noņemšana.

Svira 2 - Samaziniet dziļumu, samaziniet laiku.Dotam u₀, padarot H mazāku, t proporcionāli samazina. Ja sadalāt tvertni ar dziļumu H n horizontālos slāņos ar dziļumu H/n, katrs slānis var apstrādāt vienu un to pašu ūdens tilpumu ar tādu pašu noņemšanas efektivitāti -, bet 1/n no laika un līdz ar to 1/n no tvertnes tilpuma.

Šis ir sekla{0}}dziļuma princips. Parasta sedimentācijas tvertne ir viens dziļš slānis. Slīpa caurule nostādinātājs aizstāj šo vienu dziļo slāni ardesmitiem seklu paralēlu slāņu, katrs darbojas kā neatkarīga nosēšanās zona. Efektīvā sedimentācijas zona palielinās, nepalielinot tvertnes nospiedumu.

Slīpās caurules dara vairāk, nekā tikai sadala tvertni. Tā kā katrai caurulei ir liels samitrināts perimetrs attiecībā pret tās šķērsgriezuma laukumu,hidrauliskais rādiuss strauji samazinās. Pie tāda paša horizontālā plūsmas ātruma V Reinoldsa skaitlis Re tiek novirzīts daudz zem laminārās -plūsmas sliekšņa 500 -, parasti nostājoties ap 50 vai zemāku -, kamēr Frūda skaitlis Fr palielinās. Cauruļu iekšpusē plūsma kļūst stabila un lamināra. Turbulence, kas notur daļiņas suspensijā, tiek nomākta. Daļiņas nosēžas uz katras caurules apakšējās virsmas, uzkrājas kā plāns dūņu slānis un gravitācijas ietekmē slīd uz leju dūņu tvertnē ar 60 grādu slīpumu. Dzidrinātais ūdens paceļas un izplūst caur savākšanas teknēm.

II. STRUKTŪRA - TRĪS PLŪSMAS KONFIGURĀCIJAS, VIENA dominējošā IZVĒLE

Slīpa cauruļu nostādinātājs ir sadalīts funkcionālajās zonās:ieplūdes sadales zona,ūdens sadales zonazem caurulēm,cauruļu nostādināšanas zona,skaidra ūdens zonavirs caurulēm, abuferzona, undūņu zonaapakšā. Pašas caurules parasti tiek uzstādītas slīpuma leņķī -60 grādi-, kas nodrošina pietiekamu slīpumu, lai dūņas gravitācijas ietekmē slīdētu lejup, vienlaikus maksimāli palielinot paredzēto nosēšanās laukumu.

Atkarībā no ūdens plūsmas un dūņu kustības relatīvā virziena slīpās cauruļu nostādinātājus var iedalīt trīs konfigurācijās:

Skaitītāja-strāva ir dominējošā konfigurācijaūdens un notekūdeņu attīrīšanā. Pretējie plūsmas virzieni - ūdens celšanās, dūņu krišana - rada dabisku atdalīšanu, kas maksimāli palielina kontaktu starp daļiņām un nosēduma virsmu, vienlaikus saglabājot īsu un tiešu dzidrināto notekūdeņu ceļu.

III. KONSTRUKCIJAS PARAMETRI - SKAITĻI, KAS NOTEIK DARBĪBU

Tālāk norādītie parametri veido pamata konstrukcijas specifikāciju jebkuram slīpa cauruļu nostādinātājam. Vērtības, kas atrodas ārpus šiem diapazoniem, parasti norāda vai nu pār-projektu (iztērēts pēdas nospiedums un kapitāls) vai zem-projekta (duļķainu notekūdeņu un cauruļu aizsērēšanas risks).

Divas galvenās formulasregulē izmēru aprēķinus:

Virsmas laukums:

A = Q_maks / (0.91 · n · q) (m²)

kur Q_maksir maksimālā projektētā plūsma, n ir tvertņu skaits un q ir projektētā virsmas slodzes ātrums. Koeficients 0,91 atspoguļo efektīvās platības samazināšanos caurules sieniņu biezuma un konstrukcijas elementu dēļ.

Uzglabāšanas laiks:

t=(h₂ + h₃) × 60/q (min)

kur h₂ ir ūdens dziļums virs slīpās caurules zonas, h3 ir ūdens dziļums slīpās caurules zonā (cauruļu vertikālais augstums), un q ir virsmas slodze. Dūņu tvertnes aprēķinos tiek izmantota tāda pati metodika kā parastajām sedimentācijas tvertnēm.

Darbības piezīme:Lai novērstu{0}}īssavienojumu, slīpajām caurulēm jābūt noliektām pret ieplūdes galu. Dūņu izvadīšana notiek ar gravitācijas palīdzību, parasti vienu vai divas reizes dienā, nodrošinot tīrīšanas iekārtas periodiskai cauruļu virsmu skalošanai.

IV. PIECAS PRIEKŠROCĪBAS SĀKOTĀJĀS PAR PARASTĀM SEDIMENTĀCIJAS Tvertnēm

1. Laminārā plūsma nodrošina lielāku slodzi.Zemais Reinoldsa skaitlis caurulēs (Re < 500, parasti ~ 50) nomāc turbulenci. Daļiņas nosēžas virpuļu netraucētas. Tas ir hidrauliskais pamats nosēdinātāja spējai izturēt aptuveni divreiz lielāku virsmas slodzi nekā parastā tvertne.

2. Saīsināts nosēšanās attālums samazina laiku.Parastā tvertnē daļiņai ir jāizkrīt visā ūdens dziļumā -, parasti 3–5 metri. Slīpajā caurulē maksimālais nosēšanās attālums ir caurules diametrs - 50 līdz 80 mm. Daļiņa ātrāk sasniedz nosēšanās virsmu par lielumu kārtām.

3. Palielināta nosēšanās platība palielina jaudu.Tvertnei, kuras fiziskais laukums ir 100 m², efektīvā nosēšanās laukums var būt 1000 m² vai vairāk atkarībā no caurules ģeometrijas, slīpuma un garuma. Šī laukuma pavairošana ir galvenais iemesls, kāpēc slīps cauruļu nosēdinātājs pārspēj tāda paša izmēra atvērtu tvertni.

4. Augsts noņemšanas ātrums ar zemu aiztures laiku.Laminārās plūsmas, īsa nostādināšanas attāluma un liela efektīvā laukuma kombinācija nozīmē, ka nostādītājs sasniedz 90%+ suspendēto cieto vielu noņemšanu, ja aiztures laiks ir 30 minūtes vai mazāks -, salīdzinot ar 1,5–2,5 stundām parastai horizontālai -plūsmas tvertnei.

5. Mazs nospiedums.Visas iepriekš minētās priekšrocības saplūst ar vienu praktisku rezultātu: tvertne aizņem ievērojami mazāk zemes. Iekārtām, ko ierobežo teritorijas robežas - komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, rūpnieciskām iekārtām ar ierobežotu nekustamo īpašumu - tas bieži ir noteicošais faktors.

V. PIELIETOJUMS - TĀLU TĀLĀK AR DZERAM ŪDENI

Slīpu cauruļu nostādītāji ir vienas no visplašāk izmantotajām ūdens attīrīšanas ierīcēm komunālajā un rūpnieciskajā inženierijā. To pielietojuma diapazonā ietilpst:

Slīpi cauruļu nostādītāji ir piemēroti abiemjaunas iekārtas un esošo parasto sedimentācijas tvertņu modernizēšana. Cauruļu moduļu pievienošana esošai taisnstūrveida vai apļveida tvertnei ir viens no visrentablākajiem pieejamajiem ietilpības uzlabojumiem -, tvertnes struktūra saglabājas, bet efektīvā nosēšanās zona palielinās, bieži divkāršojot hidraulisko caurlaidspēju, nepalielinot nospiedumu.

VI. GAIDĀM

Slīpa caurule ir nobriedusi tehnoloģija -, taču tā nav statiska. Sasniegumi skaitļošanas šķidruma dinamikā ļauj precīzāk optimizēt caurules ģeometriju konkrētiem neapstrādāta ūdens parametriem. Jaunie materiāli - PVC, PP un nerūsējošais tērauds - piedāvā kompromisus- starp izmaksām, ķīmisko izturību, konstrukcijas izturību un kalpošanas laiku, kas nebija pieejami, kad tika uzstādītas pirmās papīra un alumīnija šūnveida šūnas. Slīpu cauruļu moduļu integrācija ar tādiem progresīviem procesiem kā MBBR, augstas -efektivitātes sedimentācija un balasta flokulācija turpina paplašināt lietojumu klāstu, kur cauruļu nostādītāji nodrošina izšķirošu veiktspējas priekšrocību.

Pamatprincipi - sekls dziļums, laminārā plūsma, laukuma reizināšana - nav mainījušies kopš to pirmās formulēšanas. Mainījies ir to pielietošanas precizitāte un notekūdeņu problēmu klāsts, kas tiem var tikt lūgts risināt.