Horizontalni tok v primerjavi s krožečim čistilnikom v primerjavi z nagnjenim cevnim usedalnikom: resnični podatki o sedimentaciji iz 3 rezervoarjev s polno-razsežnostjo — kateri dejansko deluje?|Juntai

Če vaš usedalnik odstranjuje samo 11 % vhodne motnosti, vode ne čistite -, ampak jo le spuščate skozi betonsko škatlo. Točno to so pokazali terenski podatki za enega od treh tipov rezervoarjev, testiranih na železniških vodovodnih postajah Hengyang na reki Xiangjiang. Ista surova voda, isti koagulant, isti protokol vzorčenja - in7,7× razlikaučinkovitosti sedimentacije med najboljšim in najslabšim. Tukaj je tisto, kar razkrivajo številke in kaj pomenijo za vse, ki določajo, izvajajo ali nadgrajujejo proces sedimentacije.

TRI TEHNOLOGIJE

Sedimentacijski rezervoar z vodoravnim tokom

Najstarejši dizajn v skupini. Voda vstopa na enem koncu, teče vodoravno s približno 15 mm/s čez dolgo pravokotno kotanjo in izstopa na skrajnem koncu. Delci se med potovanjem usedejo zaradi gravitacije. Preprost, robusten in predvidljiv -, a tudi prostora-lačen in počasen. Enota Hengyang je zasedena222.4 m²zdraviti samo75 m³/h.

Hidravlični obtočni čistilec

Zasnova navpičnega-toka, kjer surova voda vstopi v osrednjo reakcijsko cono, flokulira v krožečem blatu, prečiščena voda pa se dvigne v periferna zbiralna korita. Kompaktnejši od vodoravnega toka - je upravljala enota Hengyang240 m³/hv samo47.2 m². Odeja blata deluje kot kontaktni filter in izboljša zajem delcev.

Nagnjeni cevni usedalnik (lamelni čistilec)

Najnovejša tehnologija v primerjavi. Voda teče navzgor skozi nize nagnjenih cevi (običajno pod kotom 60 stopinj), kjer se delci usedejo na površine cevi in ​​zdrsnejo navzdol v lijak za blato. Nagnjena geometrija dramatično poveča učinkovito usedalno površino na enoto odtisa. Enota Hengshan zdravljena160 m³/hsamo z uporabo27.2 m²- manj kot ena-osmina odtisa posode z vodoravnim pretokom, medtem ko upravlja več kot dvojni pretok.

JABOLKA DO JABOLK: PARAMETRI OBJEKTA

Vsi trije rezervoarji so obdelali isto surovo vodo reke Xiangjiang z istim koagulantom - rafiniranim aluminijevim sulfatom, doziranim pri 3,5 mg/L v sušnem obdobju in 32 mg/L v mokrem obdobju. Nobeden ni bil preobremenjen. Spodnja tabela prikazuje, kako je izgledala posamezna namestitev, preden smo prešli na zmogljivost.

Nekaj ​​številk takoj skoči s te tabele. Nagnjeni cevni usedalnik je dosegelnajvečja hidravlična obremenitev (9,2 m³/m²·h)medtem ko zasedajo najmanjši odtis. Nasprotno pa je potreben vodoravni rezervoar90 minut zadrževalnega časa- skoraj 4× nagnjeni cevni usedalnik -, vendar je obdelal manj kot polovico pretoka. Krožni čistilnik je bil v sredini na večini meritev, vendar je bil vodilni po prostornini pri absolutni zmogljivosti čiščenja pri 240 m³/h.

PRIKAZ ZMOGLJIVOSTI: UČINKOVITOST SEDIMENTACIJE

Glavno vprašanje: kateri rezervoar dejansko odstrani največ motnosti? Vzorčenje je potekalo sočasno v vseh treh rezervoarjih, enkrat v sušnem obdobju in enkrat v mokrem obdobju, vsakič tri zaporedne dni, z vzporednimi vzorci, zbranimi dvakrat na dan. Rezultati so bilistatistično nedvoumno(χ²=21.17, P < 0,005).

Izstopajo tri ugotovitve:

1. Nagnjeni cevni usedalnik je odločilno zmagal.V mokri sezoni -, ko so obremenitve z motnostjo največje - je dosežena86 % odstranitve, v primerjavi s 64,2 % za obtočni čistilnik in 57,8 % za vodoravni rezervoar. Vrzel je bila še večja v sušnem obdobju: 32,4 % proti 24,6 % proti 11,1 %. Preizkus hi-kvadrat (χ²=21.17, P < 0,005) potrjuje, da to niso naključna nihanja - razlika je resnična in ponovljiva.

2. Učinkovitost-v mokri sezoni premaga suho-sezono na vseh področjih.Vsak rezervoar je deloval bolje, ko je bila voda toplejša in je bila motnost večja. Rezervoar za vodoravni pretok je poskočil z 11,1 % na 57,8 % - 5-kratno izboljšanje - preprosto zato, ker večja motnost surove-vode daje koagulantu več delcev, s katerimi lahko deluje, kar tvori večje, hitreje-usedljive kosmiče.

3. Temperatura, hitrost vetra in pH niso bili pomembni.V opazovanih razponih (temperatura zraka 9,5–34 stopinj, hitrost vetra 0,1–3,2 m/s, pH 6,3–7,8) nobena od teh okoljskih spremenljivk ni pokazala statistično pomembnega vpliva na učinkovitost sedimentacije. Tisto, kar je vodilo zmogljivost, je bila geometrija rezervoarja in hidravlika - in ne vreme.

ONKRAJ KATNOSTI: BARVE, BAKTERIJE IN UGANKA "INVERZNA VREDNOST"

Odstranjevanje motnosti je glavno merilo, vendar čistilne naprave skrbijo še za tri stvari: barvo, bakterije in koliforme. Tukaj so podatki postali zanimivi.

Zmanjšanje barve je natančno spremljalo motnost.Korelacija je bila močna in pozitivna: r=0.9086. Regresijska enačba - y=0.225x + 0.3495 - pomeni, da za vsakih 10 odstotnih točk izboljšanja učinkovitosti sedimentacije pridobite približno 2,6 odstotne točke odstranitve barve. To je fizično smiselno: isti suspendirani delci, ki razpršijo svetlobo (motnost), nosijo tudi raztopljeno organsko snov, ki daje barvo. Odstranite delce in barva gre z njimi.

Bakterije in koliformi so povedali drugačno zgodbo.Za razliko od motnosti in barve se je pokazalo zmanjšanje skupnega števila bakterij in skupne skupine koliformovbrez doslednega odnosaz učinkovitostjo sedimentacije. Še bolj presenetljivo: bili so primeri, ko je bilo število bakterij po sedimentaciji dejanskovišjekot pred - tako-pojavom »inverzne vrednosti«. Raziskovalci so to označili brez dokončne razlage, a vsakdo, ki je upravljal usedalnike, bo prepoznal verjetne krivce: nakopičeno blato v mrtvih območjih ponovno-suspendira bakterije v očiščen tok ali biofilm, ki se lušči s sten rezervoarja med hidravličnimi motnjami. Kakor koli že, praktični zaključek je jasen:ne morete se zanesti samo na sedimentacijo za delovanje mikrobne pregrade. Filtracija in dezinfekcija na koncu nista izbirna - sta prava koraka za nadzor mikrobov.

SKRITA EKONOMIJA: ODTIS, ZMOGLJIVOST IN STROŠKI

Številke uspešnosti so pomembne, a tudi poslovni primer. Prevedimo tri tanke v inženirsko ekonomijo.

Nagnjeni cevni usedalnik zagotavlja17× prostorska učinkovitostrezervoarja za vodoravni pretok, s 49 % boljšo zmogljivostjo sedimentacije -, vendar z nekoliko višjimi kapitalskimi stroški na enoto zmogljivosti kot krožni čistilnik. Krožeči čistilec je prvak-cene-pri začetnih stroških, čeprav je njegova zgornja meja učinkovitosti nižja. Za nove obrate, kjer je zemljišče poceni in so proračuni omejeni, še vedno obstaja argument za vodoravni tok. Za vsako lokacijo, kjer je odtis pomemben - naknadne vgradnje, mestne rastline, širitev znotraj obstoječih meja - nagnjena cev je jasna inženirska izbira.

BITNO ZA INŽENIRJE

To ni bila laboratorijska študija. Šlo je za tri-delujoče rezervoarje v polnem obsegu, ki so obdelali isto rečno vodo z istim koagulantom, vzorčeno istočasno v različnih sezonah. Sklepi imajo resnično težo:

1.Če je učinkovitost sedimentacije vaše primarno merilo, je nagnjeni cevni usedalnik nedvoumni zmagovalec - 86% mokre-sezonske odstranitve motnosti v primerjavi s 64,2 % in 57,8 % pri alternativah. Razlika je statistično značilna (P < 0,005).

2.Če naknadno opremljate obstoječo napravo z omejenim prostorom, vam nagnjeni cevni usedalniki zagotavljajo 5,88 m³/h zmogljivosti obdelave na kvadratni meter odtisa -, kar je za red velikosti več kot horizontalni pretok (0,34 m³/h/m²). Ohišje za naknadno vgradnjo je v bistvu zaprto.

3.Ne pričakujte, da bo sedimentacija obvladala vašo mikrobno obremenitev. Podatki kažejo, da je zmanjšanje števila bakterij in koliformov nezanesljivo in včasih negativno. Filtracija in dezinfekcija ostajata nedoločljivi-oviri. To ni slabost katere koli posebne vrste rezervoarja -, temveč temeljna omejitev gravitacijskega usedanja.

4.Če so kapitalski stroški prevladujoča omejitev in imate dovolj prostora, ponuja hidravlični obtočni čistilec najboljše razmerje med-ceno-kapaciteto (0,038 v primerjavi z 0,075 za nagnjeno cev) s sprejemljivo zmogljivostjo (64,2 % mokra sezona). To je pragmatična srednja pot.

5.Sedimentacijski rezervoarji z vodoravnim tokom še vedno obstajajo z razlogom - so preprosti, prizanesljivi in ​​učinkoviti, če so pravilno dimenzionirani za obremenitev. Toda pri 11,1-odstotni učinkovitosti sušne-sezone v tem naboru podatkov premajhna ali slabo upravljana enota komajda opravlja svoje delo. Če uporabljate enega, ki je-omejen s prostorom, že veste, kaj se mora zgoditi.