Kuidas horisontaalse voolusektsioon vähendas settinud vee hägusust 6,15-lt 1,3 NTU-le – täieliku-skaala torude settija moderniseerimise juhtumiuuring

Jun 09, 2026

Jäta sõnum

Maakonna veevärk ehitatud 1989. Toorvesi 0–5 kraadiga viis kuud aastas. Ravirong, mis ei suutnud murda 3 NTU.Tehase insenerid tegid oma kaldtorusettides ühe konstruktsioonimuudatuse -, lisades horisontaalse voolu rektifikatsioonisektsiooni, mis hõlmas vaid 1/3 paagi pikkusest -, ja jälgisid settinud vee hägususe vähenemist 6,15 NTU-lt väärtuseni.alla 2 NTU 72 tunni jooksul pärast käivitamist. Kolm aastat hiljem toimis süsteem endiselt1,3 NTU keskminepaagi kesta nullmodifikatsiooniga. Kui kasutate kaldus torusettijat, mis ei tööta külmas vees või võitleb põrutuskoormustega, näitab see juhtumiuuring täpselt, kuidas parandus töötab - ja miks see on lihtsam, kui arvate.

Väljakutse: uued standardid, vana tehas, külm vesi

Kui seadus on väiksem või võrdne 1 NTU ja teie tehas ehitati vähem kui 3 NTU eest

Maakonna veevärk asub Shaanxi põhjaosas, piirkonnas, kus talvine veetemperatuur langeb regulaarselt0-5 kraadija toorvee hägusus kõigub olenevalt aastaajast vahemikus 15–77 NTU. Tehas võeti kasutusele 1989. aastal tavapärase protsessiga: volditud-plaadi flokulatsioon, kaldtoru settimine ja gravitatsiooniklappideta filtrid. Kaks paralleelset rongi, kumbki arvestusega 6000 m³/d, koguvõimsusega 12 000 m³/d. Kahe aastakümne jooksul oli see piisav. Valmis vesi oli umbes 3 NTU -, mis on vana standardi kohaselt vastuvõetav.

Siis reeglid muutusid. Uued joogivee sanitaarstandardid tõstsid lati väärtuselt Alla või 3 NTU tasemeleVähem kui 1 NTU või sellega võrdne. Olemasolev protsess ei suutnud seda lõhet täita. Veevärk seisis silmitsi otsusega, millega iga vananev taim lõpuks silmitsi seisab:lammutada ja ümber ehitada või olemasoleva jalajälje piires moderniseerida. Viimane oli ainus realistlik variant. Töötlemiskonstruktsioonid paigutati siseruumidesse soojusisolatsiooni tagamiseks -, mis on vajalik Põhja-Shaanxi kliimas, kus välispaagid külmusid. Seinte lõhkumine laienemiseks ei olnud laual. Nad pidid seda, mis neil oli, paremaks muutma.

Eesmärk: suurendada ühe{0}}rongi läbilaskevõimet 6000 m³/päevas kuni10,000 m³/d(tehase koguvõimsus: 16 000 m³/d), settinud vee hägusus on püsivalt alla 3 NTU, et anda filtritele võimalus võidelda veevajadusega Vähem kui 1 NTU{4}}.

Ajakohastamise strateegia: kolm uuendust, üks põhimõte

Insenerimeeskond ei puudutanud tanki kesta. Nad muutsid selle sees olevat protsessi, muutes vana "volditud-plaadi flokulatsiooni + kaldtoru settimise + gravitatsiooniklappideta filtri""kontaktflokulatsioon + täiustatud kaldtoru settimisseade + gravitatsiooniklappideta filter". Kolm uuendust viisid ümberkujundamiseni:

1. Mitme-toru segisti asendab torukujulise staatilise segisti

Algne torukujuline staatiline segisti tegi ühte asja: segas. Asendusega mitme toruga-mikser teeb korraga kolme asja:voolu lõikamine ja jagamine, tagasivoolu tagasivool ja kiire segamine. Kui vesi läbib mitme-toru geomeetria, tekivad toruseina piirdekihis kõrgsageduslikud-pöörisvoolud. Need pöörised loovad intensiivse nihkega mikro-tsoonid, mis jaotavad koagulandi sekunditega ühtlaselt kogu voolu{5}}ristlõikes. Mõõdetud segamise efektiivsus ületab94%ja peakadu on väiksem kui algsel staatilisel mikseril - ebatavaline kombinatsioon, mis tähendab paremat segamist väiksema energiaga.

Praktiline kasu:20–30% kemikaalide kokkuhoidvõrreldes algse segistiga on parem kohanemisvõime voolukiiruse ja veekvaliteedi kõikumisega. Taime puhul, mis näeb toorvee hägusus hooajaliselt 15-lt 77 NTU-le, on see kohanemisvõime oluline.

2. Võre flokulatsioon tähe-kujuliste labadega asendab volditud-plaadi flokulatsiooni

Volditud-plaadi flokulatsioon toimib, surudes vett läbi paralleelsete plaatide vahelise serpentiintee. See tekitab turbulentsi, kuid mitte õiget tüüpi. Täiustatud disain kasutabtähekujulised-labadpaigaldatud risti voolusuunaga ruudustiku sektsioonidesse. Need labad tekitavad kõrgsageduslikke-mikro-keeriseid - turbulentsi skaalal, mis soodustab osakeste kokkupõrget, ilma juba tekkinud helbeid lahti lõikamata.

Flokulatsioonipaak on jagatud11 sektsiooniläbi kahe reaktsioonietapi. 1. etapp: 8 sektsiooni, igaüks 1,5 m × 1,5 m, 8,95-minutiline peetus. 2. etapp: 3 sektsiooni, igaüks 1,5 m × 2,0 m, 4,48-minutiline peetus. Hüdraulilise retentsiooni koguaeg:13,43 minutitGT väärtusel 1,7 × 10⁴. Kahe-etapiline konstruktsioon loob tihedamad, nihkekindlamad-helbed kui üheetapiline-helbestumine -, mis on kriitiline eelis, kui need helbed sisenevad hiljem torusettija jaotustsooni, kus liigne turbulents need laiali lõhub.

3. Peamine uuendus: horisontaalse voolu korrigeerimise sektsioon torusetisti ees

See on koht, kus moderniseerimine erineb tavapraktikast ja saavutati suurim jõudluse kasv. Traditsiooniline kaldtorusettide saab vett otse flokulatsioonipaagi väljalaskeavast. Üleminek on järsk: vesi läheb turbulentsest segavoolurežiimist laminaarsesse settimisrežiimi ilma vahepealse konditsioneerita. Tulemuseks onebaühtlane voolujaotusüle torukimbu. Mõned kanalid näevad suurt kiirust ja loputavad flokke otse läbi. Teised näevad väikest kiirust ja koguvad muda. Mõlemad tingimused halvendavad heitvee kvaliteeti.

Uuendusega lisati kaks elementi, mis selle lahendavad:

Sukeldatud pais flokulatsioonipaagi väljalaskeava juures.Selle asemel, et vesi otse jaotustsooni kallata, voolab see esmalt üle sukeldatud paisu, mis toimib voolualaldina, - tasandades kiiruse gradiente ja hajutades suure-skaala turbulentsi enne, kui vesi settisse siseneb.

Horisontaalne vooluosa, mis võtab enda alla 1/3 paagi kogupikkusest (24 m²).See on uuendus. Pärast paisu läbimist siseneb vesi horisontaalsesse-voolutsooni, enne kui tõuseb läbi kaldtorude. Juhtseinad nii horisontaalses sektsioonis kui ka kaldtoruosas juhivad vooluteed. Horisontaalne tsoon täidab korraga kolme funktsiooni: see vähendab horisontaalset voolukiirust kuni12,73 mm/s(10–18 mm/s aknas, mis uuringute kohaselt on stabiilse settimise jaoks kriitilise tähtsusega), annab see suuremate flokkide jaoks täiendava settimisaega ja toimib hüdraulilise puhvrina, mis neelab voolukõikumised enne, kui need jõuavad torukimbuni.

Jaotussein üleminekusektsiooni lõpus kasutabülaosas laiema ja all kitsama vahega perforatsioonid. Selline vastu-intuitiivne paigutus on tahtlik: see kompenseerib vee loomulikku kalduvust lühisesse-jaotustsooni ülaosa suunas, sundides ühtlasemat vertikaalset voolujaotust torukimbu täiskõrguses.

Figure 1: Process flow diagram showing the transition from flocculation tank through submerged weir, horizontal flow rectification section, and into the inclined tube settler zone

Figure 2: Plan and elevation views of the improved inclined tube settler showing horizontal flow section dimensions, guide wall positions, distribution perforation layout, and inclined tube zone geometry

Miks horisontaalse voolu sektsioon töötab: tehniline põhjendus

Traditsiooniliste kaldtorude settijate probleem ei ole torud ise. See juhtubenne kui vesi nendeni jõuab. Uuringud on tuvastanud neli parameetrit, mis reguleerivad voolujaotuse ühtlust torude settides: paagi pikkuse - ja -laiuse suhe (L/B), pinnakoormuse kiirus (q), toru läbimõõt (D) ja torude all oleva jaotusala kõrgus.

nendestL/B suhe ja pinnakoormus (q) omavad suurimat mõju. Kui L/B suhe suureneb, muutub voolujaotus ebaühtlasemaks- ja kriitiline settimiskiirus - minimaalne kiirus, millega teatud suurusega osake settib -, tõuseb. Pinnakoormus (q) on ligikaudu võrdeline kriitilise settimiskiirusega: suruge sama ala läbi rohkem voolu ja samade osakeste püüdmiseks on vaja suuremat settimiskiirust. Mõlemad mõjud kahjustavad heitvee kvaliteeti.

Traditsioonilistel toruasutajatel on ka perforeeritud{0}}seinaprobleem. Ühtlase jaotuse saavutamiseks vajab perforeeritud sein sisselaske juures väiksemaid avasid kui horisontaalne-voolu settepaak -, mis tähendabsuuremad avade kiirused. Nende avade kaudu liikuvad suure kiirusega joad purustavad flokulatsioonipaagis äsja 13 minutit. Mis veelgi hullem, võivad joad üles ajada jaotustsooni põhja ladestunud surnud muda, suspendeerides uuesti juba settinud tahked ained.

Horisontaalne vooluosa lahendab selle probleemide ahela selle juurtes. Lisades 1/3 paagi pikkusest horisontaalseks-voolutsooniks enne kaldtorusid, saavutatakse disainiga neli asja:

# Mida see teeb Kuidas see töötab
1 Reguleerib horisontaalset voolukiirust Horisontaalne sektsioon vähendab algset horisontaalset kiirust 12,73 mm/s - 10–18 mm/s aknas, kus heitvee kvaliteet jääb stabiilseks, olenemata pinnakoormusest ja muda sügavuse kõikumisest. Alla 10 mm/s raiskate paagi mahtu. Üle 18 mm/s muutub floki purunemine oluliseks.
2 Neelab löökkoormusi 24 m² horisontaalne tsoon toimib hüdrokondensaatorina. Kui toorvee hägusus tõuseb üleujutushooajal, puhverdab horisontaalne sektsioon vooluhulka, andes helvestele enne kaldtorudeni jõudmist täiendavat settimisaega. Traditsioonilistel torusetititel sellist puhvrit pole - vooluhulk tabab otse torukimpu.
3 Vähendab torudes ülespoole suunatud kiirust Suuremate flokide eelsetitamisel horisontaalsesse tsooni on kaldtorudesse sisenevate hõljuvate ainete kontsentratsioon väiksem, võimaldades väiksemat ülesvoolu kiirust (selles konstruktsioonis 2,79 mm/s). Madalam kiirus tähendab vähem turbulentsi, mis tähendab paremat floki püüdmist. Toru -sisemine kiirus on 3,5 mm/s ja viibeaeg 4,76-minutit – läbivalt laminaarne.
4 Blokeerib madala{0}}tihedusega flokide torudesse sisenemise Mõlemas sektsioonis olevad juhtseinad loovad voolutee, kus torutsooni sisenevad ainult tihedamad, hästi{0}}kujunenud helbed. Madala-tihedusega helbed - sellised, mis laguneksid laiali ja kanduksid hägususe korral - läbi torude, jäävad horisontaalsesse sektsiooni ja settivad seal. See on eriti tõhus madala-temperatuuri, madala-hägususega ja suure-vetikate vee korral, kus flokud on oma olemuselt nõrgad.

Disainiparameetrid: moderniseerimise taga olevad numbrid

Kaldtoru osa kasutabloendur-voolu- vesi tõuseb torude kaudu ülespoole, samal ajal kui tahked ained libisevad mööda 60-kraadist kallet allapoole. Torud on etüleen-propüleenkopolümeer (EPC) kärgstruktuuriga kuusnurkse-ristlõikega, läbimõõt 30 mm, pikkus 1 m. EPC valiti standardse PVC või PP asemel selle suurepärase jõudluse tõttu külmas vees: see säilitab paindlikkuse ja löögikindluse temperatuuridel, kus jäik PVC muutub rabedaks.

Parameeter Väärtus
Pinnakoormusaste (q) 3.36 m³/(m²·h)
Horisontaalne vooluala 24 m²
Kaldtoru pindala 48 m²
Toru materjal Etüleen-propüleeni kopolümeer (EPC), kärgstruktuuriga kuusnurkne, φ30 mm
Toru pikkus 1.0 m
Paigaldamise kalle 60 kraadi (vastuvoolu-vool)
Horisontaalne voolukiirus (jaotusala) 12,73 mm/s
Ülespoole suunatud voolu kiirus (kaldtoru tsoon) 2,79 mm/s
Toru-sisevoolu kiirus 3,5 mm/s
Torude sees viibimise aeg 4,76 min
Jaotusvööndi kõrgus 1.53 m
Kaldtoru tsooni kõrgus 0.87 m
Kogumistsooni kõrgus 1.0 m
Settepaagi kogukõrgus 4.8 m

Muda kogumisel kasutatakse suuri gravitatsioonipunkreid, mille liugnurk on järsem kui tavalised väikesed punkrid, tagades põhjaliku muda eemaldamise minimaalse lokaalse vooluhäirega. Muda väljalaskeventiilid onkäsitsi-elektriline kiiravamine-- praktiline valik, mis seab täieliku automatiseerimise asemel esikohale töökindluse ja hoolduse lihtsuse. Vähem seadmeid, väiksem tõrgete määr, madalam hind.

Tulemused: 4 NTU madalam 3 päevaga, 1,3 NTU pärast 3 aastat

72-tunnine proovisõit: vahetu jõudluse vahe

Ajavahemikus 15.–17. oktoober 2011 viidi läbi kolm-päevast pidevat katset, mille sissevoolu voolu kontrolliti kl.750 m³/h. Tehas võttis kogu katse ajal samaaegselt proovi toorveest, muutmata traditsioonilise torusetiti (paralleelrongi) heitveest ja täiustatud torusettetist.

Tulemused olid ühemõttelised. Paranenud asuniku heitvee hägusus olirohkem kui 4 NTU madalamkui traditsiooniline disain kõigis proovivõtupunktides. Vahe oli ühtlane ja vahetu - ei katkenud-perioodi, häälestamist polnud vaja. Heitvee kvaliteet vastas disaini ootustele esimesest päevast peale, vähendades oluliselt filtri koormust allavoolu.

Figure 2: Plan and elevation views of the improved inclined tube settler showing horizontal flow section dimensions, guide wall positions, distribution perforation layout, and inclined tube zone geometry

TOC eemaldamine: 6,08% parem kui traditsioonilise disainiga

Hägusus ja orgaaniline aine on pinnavees tihedalt seotud - samad osakesed, mis hajutavad valgust, kannavad ka adsorbeeritud looduslikku orgaanilist ainet (NOM). Katse ajal mõõtis tehas mõlema settimisprotsessi heitvees TOC. Toorvee TOC oli stabiilne2,5–3,0 mg/l.

Mõõdik Traditsiooniline toruasutaja Täiustatud toruasendaja
Keskmine heitvee TOC 2,03 mg/l 1,85 mg/l
Keskmine TOC eemaldamise määr 33.59% 39.67%
Parandus võrreldes traditsioonilise - +6.08%

TOC eemaldamise 6% paranemine võib tunduda tagasihoidlik, kuid joogivee töötlemisel vähendab orgaanilise aine eemaldamine settimisetapis otseselt desinfitseerimise võimalikku -produkti (DBP) moodustumist allavoolu. Iga enne kloorimist eemaldatud TOC milligramm on milligramm, mis ei moodusta jaotussüsteemis trihalometaane (THM) ega haloäädikhappeid (HAA).

Figure 4: TOC removal comparison chart between traditional and improved inclined tube settlers - showing raw water TOC baseline and effluent TOC from both processes

Kolme-aastane kinnitus: numbrid püsivad

Moderniseerimine võeti kasutusele 15. aprillil 2012. Kolme pideva tööaasta jooksul võttis tehas regulaarselt proovid settinud vee hägususest nii ümberehitatud rongist kui ka muutmata paralleelrongist. Andmed räägivad selge loo püsivast toimimisest:

Pikaajalised{0}}kasutusandmed (2012–2015) Traditsiooniline toruasutaja Täiustatud toruasendaja
3 aasta keskmine heitvee hägusus 2.3 NTU 1.3 NTU
Heitvee stabiilsus Hooajaline kõikumine, vahemik 2–5 NTU Stabiilne, püsivalt alla 2 NTU
Filtri koormuse vähendamine Lähtejoon Märkimisväärne - 1.0 NTU madalam settinud vee hägusus

Kõige olulisem on settinud vee keskmine 1,3 NTU. Tarnides filtritesse vett 2,3 NTU asemel 1,3 NTU, vähendas täiustatud setti filtri tahkete ainete koormust ligikaudu43%. See tähendab pikemat filtri tööperioodi vastupesukordade vahel, väiksemat tagasipesuvee tarbimist ja - kriitiliselt - viimistletud vett, mis vastab usaldusväärselt standardile Vähem kui 1 NTU või sellega võrdne. Filtril, mis võtab vastu 2,3 ​​NTU settinud vett, on 1 NTU valmis vee saamiseks väga väike varu. Filtril, mis võtab vastu 1,3 NTU settinud vett, on ruumi töötada.

Mida see teie taime jaoks tähendab

See juhtumiuuring näitab, et halvasti toimivat kaldtoru settijat ei ole vaja asendada. Probleemiks on harva torud ise - see juhtub jaotusvööndis enne, kui vesi nendeni jõuab. Ajakohastamise põhimõtted on ülekantavad:

1. Kui settinud vee hägusus on ebaühtlane, kontrollige esmalt voolujaotust.Ebaühtlane vool läbi torukimbu on kõige levinum kaldega torusettide jõudluse varieeruvuse põhjus. Sukeldatud pais flokulatsiooni väljalaskeava juures ja perforeeritud jaotussein gradueeritud avade vahedega on odavad{1}}parandused, mis lahendavad selle allika juures.

2. Kui ravite külma vett (<5°C), add a horizontal flow section.Külm vesi tekitab nõrku flokke, mis ei suuda taluda traditsioonilise torusettija sisselaskeava turbulentsi. Horisontaalne vooluosa pakub madala-energiaga üleminekutsooni, kus need haprad helbed võivad settida, ilma et need laiali eralduks.

3. Kui teie toorvee kvaliteet muutub hooajaliselt, suurendage jaotusvööndi puhvrit.Horisontaalse sektsiooni võime löögikoormust neelata ei ole hea--omada -, see on erinevus stabiilse heitvee ja hooajaliste veekvaliteedi kaebuste vahel. Selles projektis kasutatud 1/3 mahuti pikkuse jaotus on hea lähtepunkt projekteerimisel.

4. Toru materjal on külmas kliimas oluline.Selle projekti jaoks valitud EPC torud säilitavad paindlikkuse temperatuuridel, kus jäik PVC muutub rabedaks. Kui toorvee temperatuur langeb pikemaks ajaks alla 5 kraadi, arutage torumaterjali valikut oma tarnijaga. Tavalisel PVC-l ja PP-l on erinevad madalal-temperatuuril toimimise ümbrikud.

5. TOC eemaldamise 6% paranemine on rohkem väärt, kui välja paistab.Joogivee töötlemisel on enne desinfitseerimist eemaldatud orgaaniline aine elimineeritud DBP moodustumise potentsiaal. TOC 6,08% paranemine settimisetapis tähendab mõõdetavalt väiksemat THM-i ja HAA moodustumist allavoolu -, mis on eeskirjade järgimise eelis, mis lisandub taime eluea jooksul.

Siin kirjeldatud moderniseerimine suurendas puhastusvõimsust 33% võrra (12 000-lt 16 000 m³/d) sama mahuti jalajälje piires, parandades samal ajal heitvee kvaliteeti. See kombinatsioon -rohkem vett, parem vesi, sama hoone- on see, mis muudab horisontaalse voolu rektifikatsiooni kontseptsiooni hindamist väärivaks iga vananeva veepuhastusjaama puhul, mille suhtes kehtivad rangemad standardid.

Kas hindate torusettija moderniseerimist? Saatke meile oma basseini mõõtmed ja veekvaliteedi andmed.

Olenemata sellest, kas uuendate olemasolevat kaldtoru settijat või kavandate uut paigaldust, pakub Juntai torusettide terviklikke lahendusi - PP, PVC ja spetsiaalsed polümeermaterjalid φ25/35/50/80 mm kanali läbimõõduga, tugiraamide ja tehniliste suurustega. Tasuta süsteemisoovitus 24 tunni jooksul{7}} installimist 40+ riigis.

Saatke oma andmed meiliga WhatsApp: +86 13600513715 Interneti-päringuvorm