Torusettleri veejaotuse ja muda ärajuhtimise projekteerimine: praktiline juhend settepaakide jaoks

Kui projekteerite uut torude settimismahutit või otsite tõrkeotsingut halvasti toimiva paagiga, määravad teie tulemused rohkem kui ükski teine ​​faktor:veejaotus sisselaskeava juuresjamuda väljaheide põhjast. Kui teete kumbagi valesti, tagajärjeks on kohene - lühis-, ebaühtlane settimine, muda kogunemine ja heitvee kvaliteet, mis ei vasta tühjendusstandarditele, olenemata sellest, kui kõrge -kvaliteediga teie toru kandja on. Selles juhendis kirjeldatakse mõlema süsteemi peamisi projekteerimispõhimõtteid ja arvutusmeetodeid, kasutades arvude elluviimiseks tõelist insenerinäidet.

Miks toruasutajad pakuvad erakordset tõhusust

Torusetterid pakuvad ühte kõige kuluefektiivsemat{0}}meetodit olemasoleva settebasseini puhastusvõimsuse suurendamiseks. Põhiprintsiip on elegantselt lihtne: efektiivne settimisala on täiesti sõltumatu paagi põrandapinnast - see sõltub hoopiskaldtoru moodulite horisontaalselt projekteeritud kogupindala. See tähendab, et saate märkimisväärselt suurendada settimisvõimsust ilma paagi jalajälge suurendamata.

Kui torud on paigaldatud 60-kraadise nurga all, annab toru iga kuupmeeter ligikaudu11-15 m²tõhusast asustuspiirkonnast. See tähendab kuni8-10 korda suurem põrandapindpaagist. Settumiskaugus igas torukanalis on vaid mõni sentimeeter - võrreldes mitme meetriga tavalises selgitajas -, mis tähendab, et osakesed jõuavad kogumispinnale palju kiiremini.

Sama oluline on hüdrauliline režiim torude sees. Laminaarse voolu tingimused, kus Reynoldsi arv jääb tavaliselt alla 500, võimaldavad hüdraulilist koormust efektiivse settimisala ühiku kohtaoluliselt kõrgem kui tavaline settimine. Kuid see teoreetiline eelis väljendub reaalses -jõudluses ainult siis, kui hüdraulika on korralikult konstrueeritud -, kui vool jaotub ühtlaselt kogu torusetteti ristlõikes- ning muda eemaldatakse täielikult ja õigeaegselt.

Veejaotuse disain - Õige vooluhulk

Sisselaskeava disaini eesmärgid

Torusettimispaagi sisselaskesüsteem täidab kahte kriitilist funktsiooni, mis määravad otseselt üldise jõudluse. Esiteks peabhajutada kineetilist energiatsissetulevast voolust -, kui turbulents tungib settimistsooni, häirib see settinud muda tekki,-resuspendeerib osakesed ja õõnestab kõike, mille saavutamiseks torud on loodud. Teiseks peab see jaotama voolu võimalikult ühtlaselt torumoodulite kogu ristlõikepinnale. Ebaühtlane jaotus loob lokaliseeritud suure kiirusega{5}}alad, mis kannavad tahkeid aineid läbi torude enne, kui need settivad.

Tavalised praktikas kasutatavad sisselaskekonfiguratsioonid on järgmised:perforeeritud deflektori seinadkorrapäraste vahedega avadega (kõige laialdasemalt kasutatav ja töökindlam variant ristkülikukujuliste paakide jaoks), mitme jaotuspordiga sukeldatud sisselasketorud, alumised-sisendjaotusküljed ülespoole suunatud-portidega ja sisselaskekanalid V-sälguga paisudega. Valik sõltub paagi geomeetriast, voolukiirusest ja ruumipiirangutest, kuid perforeeritud deflektori sein on enamiku omavalitsuste projektide vaikimisi lähtepunkt.

Peamised disainiparameetrid

Kõige olulisem hüdrauliline mõõdik torude settimisavade jaoks onlähenemiskiirus- ülespoole suunatud voolukiirus, kui vesi siseneb torumoodulite alumisse külge. Enamiku munitsipaalrakenduste puhul, mis puhastavad pinnavett või sekundaarset heitvett, lähenemiskiirused5 kuni 15 mm/spakkuda optimaalset jõudlust. Kiirused alla 5 mm/s võivad lubada mudal settida jaotuspiirkonnas endas, tekitades surnud tsoone, mis vähendavad efektiivset mahtu. Kiirused üle 20 mm/s võivad mudakatte häirida ja flokiosakesed torukanalitesse viia enne, kui need välja settivad.

Deflektori disain energia hajutamiseks

Paigaldatud üks vahesein0,8 kuni 1,5 msisselaske seinast, ühtlaselt jaotunud aukudega (tavaliselt50 kuni 100 mm läbimõõdugajuures200 kuni 400 mm vahekaugus), tagab enamiku ristkülikukujuliste paakide tõhusa sisselaskeenergia hajumise. Projekteeritud augu kiirus peaks olema suunatud0,15 kuni 0,25 m/skeskmise ööpäevase voolu korral - piisavalt kiire, et vältida aukudesse settimist, piisavalt aeglane, et vältida pihustamist. Kõigi kombineeritud aukude avatud kogupindala peaks olema15 kuni 25%deflektori seina piirkonnast. Oluline detail, mis sageli tähelepanuta jäetakse: esitage a200-300 mm vahedeflektori põhjas, et muda läbi saaks. Ilma selle tühimikuta koguneb muda deflektori taha, vähendades aktiivset mahtu ja luues lõpuks anaeroobsed tingimused.

Jaotuse ühtsuse nõuded

Hästi-konstrueeritud sisselaskesüsteem peaks saavutama voolujaotuse ühtsuse vähemalt85 kuni 90%, mis tähendab, et voolukiirus pindalaühiku kohta erineb vähem kui 10–15% paagi ristlõike keskmisest{2}}. Kõige levinumad halva jaotuse põhjused on järgmised: sisselaskeava on torumoodulitele liiga lähedal (vähem kui 0,5 m kliirens), ebapiisav deflektori avatud ala (alla 10% seina pindalast) ja paagi asümmeetriline geomeetria, mida ei võeta arvesse üksikute pordi suuruste puhul. Ühepoolse sisselaskeavaga ristkülikukujulised paagid on viimase suhtes eriti haavatavad - sisselaskeavale kõige lähemal olevad pordid saavad ebaproportsionaalselt rohkem voolu, kui need pole individuaalse suurusega.

Muda ärajuhtimise disain - Ärge laske tahketel ainetel koguneda

Miks mudaheide on oluline?

Tõhus muda eemaldamine torusettimispaagist on sama oluline kui sisselaskeava õige jaotus - ja vaieldamatult jäetakse see neist kahest sagedamini tähelepanuta. Kui muda koguneb kontrollimatult, põhjustab see probleemide kaskaadi: efektiivne settimismaht kahaneb, tekivad anaeroobsed tsoonid ja tekitavad gaase, mis võivadmuda flotatsioon(setinenud tahkete ainete tõstmine tagasi suspensiooni) ja kui mudakate tõuseb piisavalt kõrgele, võib see torumoodulite alumised avad füüsiliselt ummistada. Kui see juhtub, on ainus lahendus paagi tühjendamine ja käsitsi puhastamine -, mis on kulukas ja häiriv protsess. Hästi-konstrueeritud muda kogumis- ja väljalaskesüsteem peaks eemaldama settinud tahked ained kas pidevalt või sagedaste lühikeste ajavahemike järel.

Mudapunkri geomeetria

Enamik torude settimispaake kasutab ühte kahest muda kogumise konfiguratsioonist. Esimesed kasutusedmitmed koonilised või püramiidsed punkrid, tavaliselt 1,0–1,5 m sügav ja külgmised kalded on vähemalt 60 kraadi - see nurk on kriitiline tagamaks, et muda libiseb usaldusväärselt punkri põhja, mitte ei kleepu seinte külge. Teine konfiguratsioon kasutab atasane või kergelt kaldu põhi mehaanilise mudakaabitsagaja keskne kogumisküna. Punkri-põhjapaakide puhul peab muda horisontaalse vahemaaga mööda põrandat, et jõuda punkrini, minimeerida - ideaalis vähem kui3 kuni 4 meetrit. Pikemad käiguvahemaad võimaldavad tahketel ainetel tiheneda ja põrandale kinnituda, kaotades punkri konstruktsiooni eesmärgi.

Konfiguratsiooni valik sõltub paagi kujust: ringikujulistes mahutites kasutatakse tavaliselt pöörlevat kaabitsat koos perifeerse muda kogumisega, ristkülikukujulistes mahutites kasutatakse kas mitut piki piki vahedega paigutatud punkrit või liikuvat sillakaabitsat. Mitme punkri kasutamine on tavalisem väiksemate ristkülikukujuliste paakide puhul, kuna sellel pole liikuvaid osi ja see nõuab vähem hooldust.

Muda väljalaskeklapid ja torustik

Muda väljalasketorustiku minimaalne läbimõõt peab olema150 mmummistumisele vastu seista. Toru kalle peaks olema vähemalt2% tühjenduspunkti suunas. Klapi tüüp on kriitilise tähtsusega: kasutage alatitäis-ava klapidnagu paisu-, korgi- või pigistusventiilid. Ärge kunagi kasutage mudahoolduses kera- või liblikventiile - need loovad sisemised voolupiirangud, mis hoiavad kinni tahked ained ja ummistuvad kergesti. Automaatventiilid (pneumaatilised või elektrilised) koos taimeriga-juhitava vahelduva tühjenemisega on tungivalt soovitatavad manuaalsete ventiilide asemel. Muda käsitsi eemaldamine sõltub operaatori hoolsusest, mis on vahetuseti erinev, ning ebajärjekindel tühjendamine on muda kogunemisprobleemide üks peamisi põhjuseid.

Kasutusjuhised järjepidevate tulemuste saavutamiseks

Muda väljaheide põhineb atavaline taimeri ajakavakäsitsi otsustamise asemel annab järjekindlalt parimaid tulemusi. Alustage näiteks lühikeste, sagedaste tühjendusintervallidega -,15–30 sekundit iga 15–30 minuti järel- ja reguleerige mõõdetud muda kontsentratsiooni alusel. Eesmärgiks seada muda kontsentratsioon1 kuni 3% tahket ainetväljalaskevoolus; kontsentratsioonid alla 1% viitavad sellele, et raiskate liiga palju vett (avate klappe liiga sageli või liiga kaua), samas kui kontsentratsioonid üle 3% viitavad ebapiisavale tühjendussagedusele.

Jälgige iga päev mudavaiba taset, kasutades kaasaskantavat mudateki detektorit. Sihtkatte tase peaks olema0,3 kuni 0,5 m torumoodulite põhja all. Kui tekk tõuseb lähemale kui 0,3 m, suurendage tühjendamise sagedust või kestust. Kui see langeb alla 0,5 m ja väljalaskekontsentratsioon on madal, raiskate töödeldud vett tõenäoliselt asjatult.

Töötatud näide - 10 000 m³/d Toru settimispaak

Projekteerimispõhimõtete praktikas rakendamiseks on siin täielik näide ristkülikukujulise toru settimispaagi töötlemiseks10,000 m³/dolmereoveest.

Disaini sisendandmed

Sisselaskeava konstruktsiooni arvutused

Lähenemiskiirus arvutatakse voolukiiruse jagamisel torusettija plaani pindalaga: 417 m³/h jagatud (10 mx 5 m) võrdub8,34 m/h ehk ligikaudu 2,3 ​​mm/s. See jääb mugavalt soovitatud vahemikku 5–15 mm/s, ehkki veidi alumises otsas -, mis tähendab, et tulevikus on vajaduse korral ruumi voolu suurendada.

Deflektorseina jaoks: seina pindala on 6 m lai ja 4,5 m sügav =27 m². 20% avatud ala suhte korral on vajalik avatud ala5.4 m². Kasutades 75 mm läbimõõduga auke (iga augu pindala=0.0044 m²) on vajalik aukude arv 5,4 jagatud 0,0044-ga, mis võrdub ligikaudu1220 auku. Jaotatud 6 mx 4,5 m suurusele alale, annab see ligikaudu150 mm x 150 mm vahekaugusaukude vahel.

Ava kiirus keskmise voolu juures on 0,116 m³/s jagatud 5,4 m²-ga =0,021 m/s (ligikaudu 0,02 m/s). See on oluliselt alla soovitatava 0,15 m/s eesmärgi, mis tähendab, et augud on voolukiiruse jaoks liiga suured. Selle parandamiseks kaaluge aukude arvu vähendamist (umbes 170 auguni, mis annaks kiiruse lähemale 0,15 m/s) või augu läbimõõdu vähendamist, et suurendada kiirust, säilitades samal ajal ühtlase jaotumise.

Mudapunkri disain

Pakkudaneli punkrit kogu paagi pikkuses- üks iga 3 meetri järel - iga1,2 m sügavus 60-kraadiste külgkaldegaet tagada muda usaldusväärne libisemine. Iga punker peaks olema varustatud a150 mm pneumaatiliselt juhitav korkventiiltaimeri juhtseadmel. Soovitatav tööjärjekord on katkendlik tühjendamine20 sekundit iga 20 minuti järel, pöörleb järjestikku läbi punkrite, nii et igal ajahetkel tühjeneb ainult üks punker. See hoiab ära süsteemi hüdraulilise šoki, säilitades samal ajal järjekindla muda eemaldamise.

Järeldus

Vee jaotus ja muda väljajuhtimine on torusetiti konstruktsiooni kaks enim tähelepanuta jäetud aspekti - ning need on ka ühed levinumad alatalitluse põhjused selles valdkonnas. Peamised konstruktsioonipõhimõtted on lihtsad ja hästi väljakujunenud: jaotage vool ühtlaselt kogu torusetteti ristlõikele, seadke lähenemiskiirus vahemikku 5–15 mm/s, tagage 15–25% deflektori avatud ala energia hajutamiseks, eemaldage muda usaldusväärse taimeri graafiku alusel, kasutades täielikku- torude kaldeid, üle 2%. Kontrollige toimivust rutiinse mudakatte taseme jälgimise abil -, ideaaljuhul hoides tekki torumooduli sisselaskeavadest 0,3–0,5 m allpool. Tehased, mis investeerivad nende põhialuste õigeks muutmiseks tehnilisi jõupingutusi, saavad oma torude settidesse tehtud investeeringust täit kasu: suurem puhastusvõimsus ilma suurema jalajäljeta, parem heitvee kvaliteet, mis vastab karmistuvatele väljalaskestandarditele, ja oluliselt vähem tööga seotud peavalusid.