Įprastas sedimentacijos rezervuaras pašalina 40–70 % skendinčių kietųjų dalelių ir užima šimtais kvadratinių metrų plotą. Nuožulnus vamzdžių nusodintuvas, turintis tokį patį pėdsaką, pašalina daugiau nei 90% ir sulaiko dvigubai didesnį srautą. Skirtumas yra ne geresnės cheminės medžiagos ar smulkesnė kontrolė. Tai geometrija. Įrengus pasvirusius lygiagrečius vamzdžius nusėdimo zonoje, bakas savo efektyvų sedimentacijos plotą padaugina iš dešimties ar daugiau kartų, tuo pačiu stabilizuodamas srautą į laminarinį režimą, leidžiantį dalelėms nusėsti, o ne likti pakibusioms. Šis straipsnis yra visapusiška techninė nuoroda: kaip veikia pasvirę vamzdžių nusodintuvai, kokia jų struktūra, kokie projektavimo parametrai lemia jų veikimą ir kur jie naudojami.
I. DARBO PRINCIPAS – KODĖL SHOWER GREIČIAU
Nuožulnus vamzdžių nusodintuvas sukurtas remiantis vienu seniausių ir elegantiškiausių nuosėdų inžinerijos principų:kuo seklesnis bakas, tuo trumpesnis nusistovėjimo laikas. Ideali sedimentacijos formulė nurodo:
u₀=Q / A ir t=H / u₀
Kur u₀ yra perpildymo greitis (paviršiaus apkrova), Q yra srautas, A yra sedimentacijos plotas, t yra nusėdimo laikas ir H yra vandens gylis. Iš šių dviejų santykių atsiranda du dizaino svertai:
Svirtis 1 - Padidinkite plotą, sumažinkite perpildymo greitį.Esant tam tikram srautui Q, padidinus A, sumažėja u₀. Mažesnis perpildymo greitis reiškia, kad dalelės, turinčios nurodytą nusėdimo greitį, labiau pasieks dumblo zoną prieš vandeniui išeinant iš rezervuaro. Daugiau srities=geresnis pašalinimas.
Svirtis 2 - Sumažinkite gylį, sumažinkite laiką.Esant tam tikram u₀, sumažinus H, proporcingai sumažėja t. Jei padalysite H gylio rezervuarą į n horizontalių sluoksnių, kurių gylis H/n, kiekvienas sluoksnis gali apdoroti tą patį vandens tūrį tokiu pat efektyvumu – bet per 1/n laiko, taigi ir 1/n rezervuaro tūrio.
Tai yra mažo gylio principas. Paprastas sedimentacijos rezervuaras yra vienas gilus sluoksnis. Pasviręs vamzdžių nusodintuvas pakeičia tą vienintelį gilų sluoksnįdešimtys seklių lygiagrečių sluoksnių, kiekvienas elgiasi kaip nepriklausoma nusėdimo zona. Veiksminga sedimentacijos sritis padidėja nepadidinant rezervuaro ploto.
Pasvirę vamzdžiai ne tik padalija baką. Kadangi kiekvienas vamzdis turi didelį sudrėkintą perimetrą, palyginti su jo skerspjūvio plotu,hidraulinis spindulys smarkiai sumažėja. Esant tokiam pačiam horizontaliam srauto greičiui V, Reinoldso skaičius Re nuleidžiamas daug žemiau laminarinio srauto slenksčio 500 -, paprastai nusistovi apie 50 ar mažiau, o Froude skaičius Fr didėja. Srautas vamzdžių viduje tampa stabilus ir laminuotas. Turbulencija, kuri išlaiko daleles suspensijoje, yra slopinama. Dalelės nusėda ant kiekvieno vamzdžio apatinio paviršiaus, kaupiasi kaip plonas dumblo sluoksnis ir gravitacijos dėka 60 laipsnių pasvirimu nuslysta į dumblo bunkerį. Skaidrus vanduo pakyla ir išeina per surinkimo lovelius.
II. STRUKTŪRA – TRYS SRAUTŲ KONFIGŪRACIJOS, VIENAS dominuojantis PASIRINKIMAS
Nuožulnus vamzdinis nusodintuvas yra padalintas į funkcines zonas:įleidimo paskirstymo zona,vandens paskirstymo zonapo vamzdeliais,vamzdžių nusėdimo zona,skaidraus vandens zonavirš vamzdžių, abuferinė zona, irdumblo zonaapačioje. Patys vamzdžiai montuojami pasvirimo kampu – paprastai60 laipsnių- kuris užtikrina pakankamą nuolydį, kad dumblas slystų žemyn dėl gravitacijos ir maksimaliai padidintų numatomą nusėdimo plotą.
Priklausomai nuo santykinės vandens srauto ir dumblo judėjimo krypties, pasvirusi vamzdžių nusodintuvai skirstomi į tris konfigūracijas:
| Konfigūracija | Srauto ir dumblo kryptis | Kaip tai veikia | Bendras naudojimas |
| Priešinė srovė (hetero srovė) | Vanduo teka aukštyn; dumblas slenka žemyn – priešingomis kryptimis | Vanduo patenka po vamzdeliais, pro juos pakyla. Dalelės nusėda ant apatinio vamzdžio paviršiaus, nuslysta į dumblo zoną. | Plačiausiai naudojamas. Vandens valymas, bendroji sedimentacija. |
| Bendra srovė | Vanduo ir dumblas teka ta pačia kryptimi | Vanduo patenka iš viršaus, su nusėdusiu dumblu teka žemyn. Rečiau dėl hidraulinio sudėtingumo. | Naftos ir vandens atskyrimas, specifiniai pramoniniai pritaikymai. |
| Kryžminė srovė | Vanduo teka horizontaliai; dumblas slysta žemyn kampu | Vanduo juda per vamzdžio ašį, o dalelės nusėda statmenai ant apatinio vamzdžio paviršiaus. | Nišinės programos; mažiau efektyvus nei priešpriešinė daugumai pareigų. |
Priešpriešinė srovė yra dominuojanti konfigūracijavandens ir nuotekų valyme. Priešingos srauto kryptys – vandens kilimas, dumblo kritimas – sukuria natūralų atskyrimą, kuris maksimaliai padidina dalelių ir nusėdimo paviršiaus kontaktą, o nuskaidrintas nuotekų kelias yra trumpas ir tiesus.
III. DIZAINO PARAMETRAI – SKAIČIAI, NUSTATANTYS NAŠUMĄ
Šie parametrai sudaro pagrindinę bet kurio pasvirusio vamzdžio nusodintuvo konstrukcijos specifikaciją. Vertės, esančios už šių intervalų ribų, paprastai rodo per didelį projektavimą (iššvaistomas plotas ir kapitalas) arba nepakankamą projektavimą (drumstelėjusių nuotekų ir vamzdžių užsikimšimo rizika).
| Parametras | Rekomenduojamas diapazonas | Pastabos |
| Paviršiaus apkrova (perpildymo greitis) | ~2× paprastas sedimentacijos rezervuaras | Apibrėžiamas pranašumas. Nuožulnus vamzdžių nusodintuvas atlaiko maždaug dvigubai didesnę hidraulinę apkrovą nei įprastas bakas, turintis tą patį plotą. |
| Vamzdžio skersmuo (įrašytas apskritimas) | 50–80 mm | Mažesnis skersmuo=geresnis laminarinis srautas ir didesnis efektyvumas, bet didesnė užsikimšimo rizika. 50 mm yra standartinis vandens valymui; 80 mm nuotekoms, kuriose yra daugiau kietųjų dalelių. |
| Atstumas tarp plokštelių (lėkščių nusodintuvams) | 80–120 mm | Platesnis nei vamzdžio skersmuo. Naudojamas didesnio kietumo reikmėms, kai vamzdžių užsikimšimas galėtų sukelti problemų. |
| Vamzdžio/lėkštės ilgis | 1.0–1.2 m | Ilgesni vamzdžiai padidina buvimo laiką ir pagerina pašalinimą, tačiau padidina sąnaudas ir konstrukcinę apkrovą. 1.0 m yra labiausiai paplitęs standartas. |
| Pasvirimo kampas | 60 laipsnių | Pramonės standartas. Pakankamai status, kad dumblas slystų gravitacijos būdu; pakankamai sekli, kad maksimaliai padidintų numatomą horizontalią nusėdimo sritį. |
| Buferinės zonos aukštis | 0.5–1.0 m | Tarpas tarp paskirstymo zonos ir vamzdžių apačios. Dėl nepakankamo aukščio srautas vamzdžiuose pasiskirsto netolygiai. |
| Skaidraus vandens zonos gylis | 0.5–1.0 m | Vandens gylis virš vamzdžių viršaus. Suteikia tūrį tolygiai surinkti ir apsaugo nuo trumpojo jungimo prie nuotekų lovelių. |
| Laikymo laikas – pirminis nusėdimas | Mažiau nei arba lygus 30 min | Pirminiam sedimentacijos darbui. Žymiai trumpesnis nei įprastiniai bakai (paprastai 1,5–2,5 valandos). |
| Laikymo laikas – antrinis nusėdimas | Mažiau nei arba lygus 60 min | Antrinei (biologinei) sedimentacijai. Pastaba: pasvirusių vamzdžių nusodintuvai paprastai nerekomenduojami biologiniam dumblui dėl užsikimšimo rizikos. |
Dvi pagrindinės formulėsreguliuoti dydžio skaičiavimus:
Paviršiaus plotas:
A = Qmaks / (0.91 · n · q) (m²)
kur Qmaksyra didžiausias projektinis srautas, n yra rezervuarų skaičius ir q yra projektinė paviršiaus apkrova. Koeficientas 0,91 atspindi efektyvaus ploto sumažėjimą dėl vamzdžio sienelės storio ir konstrukcinių elementų.
Laikymo laikas:
t=(h₂ + h₃) × 60 / q (min.)
kur h₂ yra vandens gylis virš pasvirusio vamzdžio zonos, h3 yra vandens gylis pasvirusio vamzdžio zonoje (vertikalusis vamzdžių aukštis), o q yra paviršiaus apkrova. Dumblo bunkerio skaičiavimai atliekami pagal tą pačią metodiką, kaip ir įprastose sedimentacijos talpyklose.
Operatyvinė pastaba:Kad išvengtumėte trumpojo jungimo, pasvirusius vamzdžius reikia pakreipti į įėjimo galą. Dumblas išleidžiamas gravitacijos būdu, paprastai vieną ar du kartus per dieną, su valymo įrenginiais, kad būtų galima periodiškai nuplauti vamzdžių paviršius.
IV. PENKI PRIVALUMAI PRIEŠ ĮPRASTINIUS NUODOS TALPUS
1. Laminarinis srautas įgalina didesnę apkrovą.Mažas Reinoldso skaičius vamzdeliuose (Re < 500, paprastai ~ 50) slopina turbulenciją. Dalelės nusėda netrukdomos sūkurių. Tai yra hidraulinis pagrindas nusodintuvo gebėjimui atlaikyti maždaug dvigubai didesnę paviršiaus apkrovą nei įprastinis bakas.
2. Sutrumpintas nusėdimo atstumas sumažina laiką.Įprastame rezervuare dalelė turi nukristi per visą vandens gylį – paprastai 3–5 metrus. Pasvirusiame vamzdyje didžiausias nusistovėjimo atstumas yra vamzdžio skersmuo nuo - 50 iki 80 mm. Dalelė greičiau pasiekia nusėdimo paviršių.
3. Padaugintas gyvenvietės plotas padidina pajėgumus.Rezervuaro, kurio fizinis plotas yra 100 m², efektyvusis nusistovėjimo plotas gali būti 1000 m² ar daugiau, priklausomai nuo vamzdžio geometrijos, nuolydžio ir ilgio. Šis ploto padauginimas yra pagrindinė priežastis, dėl kurios pasviręs vamzdinis nusodintuvas pranoksta tokio paties dydžio atvirą baką.
4. Didelis pašalinimo greitis ir mažas sulaikymo laikas.Laminarinio srauto, trumpo nusėdimo atstumo ir didelio efektyvaus ploto derinys reiškia, kad nusodintuvas pasiekia 90%+ suspenduotų kietųjų dalelių pašalinimo laiką, kai sulaikymo laikas yra 30 minučių arba trumpesnis, palyginti su 1,5–2,5 valandos įprastu horizontalaus srauto baku.
5. Mažas pėdsakas.Visi aukščiau išvardinti pranašumai susilieja su vienu praktiniu rezultatu: bakas užima žymiai mažiau žemės. Įrenginiams, kuriuos apriboja teritorijos ribos – miesto nuotekų valymo įrenginiai, pramoniniai objektai su ribotu nekilnojamuoju turtu – tai dažnai yra lemiamas veiksnys.
V. TAIKYMAS – TOLIAI NE GERIAMOJO VANDENS
Nuožulnūs vamzdžių nusodintuvai yra vieni plačiausiai naudojamų vandens valymo įrenginių komunalinėje ir pramonės inžinerijoje. Jų taikymo sritis apima:
| Kategorija | Konkrečios programos |
| Vandens tiekimo valymas | Smėlio šalinimas vandens paėmimo angose, bendras pramoninis ir buitinio vandens tiekimo nusodinimas, paruošiamasis valymo įrenginių apdorojimas |
| Komunalinės nuotekos | Pirminis nusodinimas, antrinis nuskaidrinimas (atsargiai naudojant biologinį dumblą), kombinuotas kanalizacijos perpildymo valymas |
| Pramoninės nuotekos | Spalvotųjų metalų apdirbimas, elektrinių pelenų tvarkymas, anglies degalinių plovimo vanduo, biocheminis nuotekų paruošimas, naftos ir vandens atskyrimas (naftos, chemijos, riebalų, mašinos) |
| Dumblo tvarkymas | Dumblo tirštėjimas, atliekų koncentracija |
| Požeminis / paviršinis vanduo | Išankstinis sedimentavimas didelio drumstumo paviršiniam vandeniui, požeminio vandens geležies/mangano pašalinimo išankstinis apdorojimas |
| Bioplėvelės procesai | Tiesūs vamzdeliai, naudojami kaip mikrobų nešikliai didelės apkrovos biofiltruose, bokštiniuose biofiltruose, panardinamuose biofiltruose (kontaktinė oksidacija) ir besisukančiuose biologiniuose kontaktoriuose |
Pasvirę vamzdžių nusodintuvai tinka abiemnauji įrenginiai ir esamų įprastinių nuosėdų rezervuarų modernizavimas. Vamzdžių modulių pridėjimas prie esamo stačiakampio ar apskrito rezervuaro yra vienas iš ekonomiškiausių talpos patobulinimų – rezervuaro konstrukcija išlieka, tačiau efektyvi nusėdimo sritis daugėja, dažnai padvigubinant hidraulinį pralaidumą, neišplečiant ploto.
VI. LAUKIAME
Nuožulnus vamzdžių nusodintuvas yra brandi technologija, tačiau ji nėra statiška. Skaičiavimo skysčių dinamikos pažanga leidžia tiksliau optimizuoti vamzdžių geometriją, atsižvelgiant į konkrečias žaliavinio vandens charakteristikas. Naujos medžiagos – PVC, PP ir nerūdijantis plienas – siūlo kompromisus tarp kainos, cheminio atsparumo, konstrukcijos stiprumo ir eksploatavimo trukmės, kurių nebuvo įrengiant pirmuosius popieriaus ir aliuminio korius. O pasvirusių vamzdžių modulių integravimas su pažangiais procesais, tokiais kaip MBBR, didelio efektyvumo sedimentacija ir balastinis flokuliavimas, toliau plečia pritaikymo spektrą, kai vamzdžių nusodintuvai suteikia lemiamą pranašumą.
Pagrindiniai principai – mažas gylis, laminarinis srautas, ploto dauginimas – nepasikeitė nuo tada, kai jie buvo suformuluoti pirmą kartą. Pasikeitė jų taikymo tikslumas ir daugybė nuotekų problemų, su kuriomis jie gali susidoroti.
Nurodote pasvirusią vamzdžių nusodinimo terpę savo projektui?
„Juntai“ tiekia PVC ir PP pasvirusių vamzdžių nusodintuvų terpę standartinėmis ir nestandartinėmis konfigūracijų - 50 mm ir 80 mm vamzdžių skersmenimis, 1,0 m ir 1,2 m ilgio, 60 laipsnių nuolydžio – su visa hidraulinės konstrukcijos palaikymu, įskaitant paviršiaus apkrovos skaičiavimus, rezervuaro dydį ir vamzdžių modulių išdėstymą. Nesvarbu, ar projektuojate naują nusodintuvą, modifikuojate esamą rezervuarą, ar vertinate medžiagų galimybes, galime padėti nustatyti tinkamą produktą, atitinkantį jūsų srauto ir vandens kokybės reikalavimus.
| Vamzdžių nusodintuvo gaminio specifikacijos | Paprašykite dizaino palaikymo | Visas produktų asortimentas |