Проучване на наклонен тръбен утаител с радиален поток: 30-минутна HRT, умерена скорост на скрепера и срязване с ниско хидравлично натоварване SS 41,8%

Повечето оператори на отпадъчни води приемат, че подобряването на утаяването означава изграждане на по-дълбоки, по-големи резервоари. Теорията за плиткия резервоар обръща това предположение: това, което има значение, е повърхността, а не дълбочината. Наклонен тръбен утаител с радиален поток в това изследване разрязва суспендираните твърди вещества41.8%- от 212,4 mg/L надолу до 123,6 mg/L - при 30-минутно хидравлично време на задържане, в отпечатък, много по-малък от конвенционален пречиствател.

Принципът на плиткия резервоар

Наклонените тръбни утаители работят на фундаменталната "теория за плиткия резервоар". За идеален резервоар за утаяване критичната скорост на утаяване се дава от μ₀= Q/A, където Q е дебитът, а A е повърхностната площ. Ако Q остане постоянно, увеличаването на повърхността намалява μ₀, което позволява улавянето и утаяването на по-малки, по-бавно утаяващи се частици.

Когато зоната на утаяване е разделена на множество тънки слоеве с помощта на наклонени тръби или успоредни плочи, ефективната височина на утаяване се намалява до 1/n от първоначалната. За същата ефективност на третиране, времето на задържане се съкращава драматично и капацитетът на третиране се умножава по n. Обратно, ако обемът на обработка се поддържа постоянен, ефективността на утаяване се подобрява драстично.

Това изследване използва наклонен тръбен утаител с радиален поток с aконфигурация на низходящ поток: отпадъчната вода навлиза от горната част на наклонените плочи и тече надолу, докато суспендираните частици се отделят, като утайката и избистрената течност се отделят от дъното. Дизайнът на низходящия поток насърчава плъзгането на утайки, намалява натрупването върху повърхностите на тръбите и позволява по-малки ъгли на наклон (30 градуса –40 градуса) с по-големи ефективни площи - което води до по-висока ефективност на утаяване.

Експериментална настройка и качество на суровата вода

Експерименталната система се състои от наклонен тръбен утаител с радиален поток, захранваща помпа, система за дозиране на коагулант и свързано оборудване за мониторинг. Битовите отпадъчни води се дозират с полиалуминиев хлорид (PAC) като коагулант и внимателно се смесват преди да влязат в утаителя. Характеристиките на суровата вода след филтриране са показани по-долу.

Необработените битови отпадъчни води носят концентрация на SS от 212,4 mg/L и COD от 303,79 mg/L - умерено натоварен фураж, представителен за общинския приток след предварителен скрининг, и достатъчно взискателен, за да разкрие ясни разлики между работните условия. SS и COD бяха измерени съответно чрез гравиметрична филтрация и COD стандартно калибриране.

Ефект на хидравличното време на задържане

Първата тествана променлива беше хидравличното време на задържане (HRT). С входящия клапан, фиксиран на 75 градуса и скорост на скрепера на настройка 1, пробите бяха изтеглени на 10, 20, 30, 40 и 50 минути работа.

Отстраняването както на SS, така и на COD се подобри, когато ХЗТ се увеличи до 30 минути, след което намаля. Оптимумът беше 30 минути, осигурявайки най-ниската концентрация на SS (123,6 mg/L, намаление с 41,8%.от сурова вода) и най-ниската COD (239,49 mg/L, намаление с 21,2%.). След 30 минути вероятно ще започне повторно суспендиране на утаени частици, намалявайки ефективността - ясно напомняне, че по-дългото не винаги е по-добро.

Ефект на скоростта на скрепера

При HRT, фиксиран на 10 минути, скоростта на скрепера беше варирана между пет настройки (0 до 4), за да се идентифицира оптималната скорост на изстъргване.

Настройка 2 осигури най-добра производителност: SS падна до123,2 мг/ли COD до251,18 мг/л. При по-ниски скорости (Настройки 0 и 1), утайката се натрупва върху наклонените повърхности на тръбите, свивайки ефективната площ на утаяване. При по-високи скорости (Настройки 3 и 4), прекомерната турбуленция повторно суспендира утаените частици. Настройка 2 постигна баланса между навременно отстраняване на утайката и минимално смущение на потока.

Ефект на хидравличното натоварване

Хидравличното натоварване се променя чрез ъгъла на входящия клапан (30 градуса, 45 градуса, 60 градуса и 75 градуса) със скорост на скрепера при Настройка 2 и 10-минутно време на работа.

По-ниското хидравлично натоварване постоянно води до по-добра производителност. При 30 градуса (минимален поток), SS е най-нисък при140,4 мг/ли COD при295,02 мг/л. С увеличаване на натоварването скоростта на възходящия поток в утаителя се повиши, намалявайки ефективното време за утаяване на суспендираните частици. И SS, и COD имаха тенденция нагоре с по-високо натоварване, потвърждавайки, че утаителят работи най-добре при ниски нива на преливане на повърхността - и подчертавайки стойността на щедрата повърхност в дизайна.

Оптимални работни параметри и дизайн за вкъщи

• Оптимална ХЗТ: 30 минути.По-кратките времена дават недостатъчно утаяване; по-дългите времена причиняват повторно суспендиране на утаени частици.

• Оптимална скорост на скрепера: умерена (Настройка 2).Твърде бавно позволява натрупването на утайки върху повърхностите на тръбите; прекалено бързото създава турбуленция, която ресуспендира частиците. Умерената скорост на изстъргване дава най-добра обща производителност.

• Хидравлично натоварване: по-ниското е по-добро.Ефективността на обработката постоянно се подобрява при по-ниско натоварване, така че дизайнерите трябва да дадат приоритет на адекватната повърхностна площ, за да поддържат нивата на преливане на повърхността ниски.

• Теорията за плиткия резервоар е валидирана.Разделянето на зоната на утаяване на множество тънки слоеве драматично подобрява ефективността на утаяване, без да увеличава отпечатъка.

• Конфигурацията с низходящ поток е изгодна.Той насърчава самопочистването на наклонените тръби и позволява по-малки ъгли на наклон (30 градуса –40 градуса), увеличавайки ефективната площ на утаяване и цялостната ефективност на системата.

Нашите решения за наклонени тръбни утаители

Това проучване демонстрира, че правилният дизайн и избор на параметри са решаващи за високоефективно разделяне на твърдо вещество и течност с наклонени тръбни утаители. Ние предлагаме пълна гама от продукти и технически услуги за наклонени тръбни утаители:

• Специално проектирани утаители с радиален поток и правоъгълни наклонени тръби за общински и индустриални приложения;

• Висококачествена PP/PVC наклонена тръбна среда с различни спецификации (25 mm до 80 mm диаметър на тръбата);

• Цялостни скрепери и системи за събиране на утайки за надеждна работа;

• Техническа поддръжка за проектиране на системата, оптимизиране на параметрите и отстраняване на проблеми.

Справка: Qin B. Експериментално проучване за пречистване на битови отпадъчни води с утаителен резервоар с наклонена тръба с радиален поток [J]. Наука и управление на околната среда, 2012, 37 (4): 82-85, 116.