Väčšina prevádzkovateľov odpadových vôd predpokladá, že zlepšenie sedimentácie znamená vybudovanie hlbších a väčších nádrží. Teória plytkých nádrží prevracia tento predpoklad: dôležitý je povrch, nie hĺbka. Radiálny prietokový naklonený rúrkový usadzovač v tejto štúdii redukoval suspendované pevné látky41.8%- od 212,4 mg/l nadol na 123,6 mg/l - pri 30-minútovom hydraulickom retenčnom čase, v stope oveľa menšej ako konvenčný čistič.
Princíp plytkého tanku
Naklonené rúrkové osadníky fungujú na základnej "teórii plytkých nádrží". Pre ideálnu sedimentačnú nádrž je kritická rýchlosť usadzovania daná μ0= Q/A, kde Q je prietok a A je plocha povrchu. Ak Q zostane konštantné, zväčšenie plochy povrchu zníži μ0, čo umožňuje zachytenie a usadenie menších, pomalšie sa usadzujúcich častíc.
Keď je usadzovacia zóna rozdelená na viacero tenkých vrstiev pomocou naklonených rúrok alebo paralelných dosiek, efektívna výška usadzovania sa zníži na 1/n originálu. Pre rovnakú účinnosť úpravy sa dramaticky skráti retenčný čas a kapacita úpravy sa vynásobí n. Naopak, ak sa objem spracovania udržiava konštantný, účinnosť usadzovania sa dramaticky zlepšuje.
Táto štúdia použila radiálny prietokový naklonený rúrkový usadzovač s akonfigurácia down-flow: Odpadová voda vstupuje z hornej časti naklonených dosiek a steká nadol, zatiaľ čo sa suspendované častice oddeľujú, pričom kal aj vyčistená kvapalina sa vypúšťajú zospodu. Dizajn prúdenia smerom nadol podporuje kĺzanie kalu, znižuje hromadenie na povrchu rúr a umožňuje menšie uhly sklonu (30 stupňov – 40 stupňov) s väčšími účinnými plochami, čo vedie k vyššej účinnosti sedimentácie.
Experimentálne nastavenie a kvalita surovej vody
Experimentálny systém obsahoval radiálny prietokový naklonený rúrkový usadzovač, napájacie čerpadlo, systém dávkovania koagulantu a súvisiace monitorovacie zariadenie. Domáca odpadová voda bola dávkovaná s polyalumíniumchloridom (PAC) ako koagulant a jemne premiešaná pred vstupom do usadzovača. Charakteristiky surovej vody po filtrácii sú uvedené nižšie.
| Parameter | Hodnota |
| Filtračný papier + navažovačka pred (g) | 24.6411 |
| Filtračný papier + navažovačka po (g) | 24.6942 |
| rozdiel SS (g) | 0.0531 |
| Koncentrácia SS (mg/l) | 212.4 |
| Absorbancia | 0.217 |
| CHSK (mg/l) | 303.79 |
Surová odpadová voda z domácností mala koncentráciu SS 212,4 mg/l a CHSK 303,79 mg/l – stredne zaťažené krmivo reprezentujúce komunálny prítok po predbežnom skríningu a dostatočne náročné na to, aby odhalilo jasné rozdiely medzi prevádzkovými podmienkami. SS a CHSK sa merali gravimetrickou filtráciou a štandardnou kalibráciou CHSK.
Vplyv doby zadržania hydrauliky
Prvou testovanou premennou bol hydraulický retenčný čas (HRT). So vstupným ventilom nastaveným na 75 stupňov a rýchlosťou škrabky na nastavení 1 sa vzorky odoberali po 10, 20, 30, 40 a 50 minútach prevádzky.
| Parameter | 10 min | 20 min | 30 min | 40 min | 50 min |
| SS (mg/l) | 214.8 | 158.8 | 123.6 | 136.4 | 151.2 |
| CHSK (mg/l) | 255.57 | 268.72 | 239.49 | 259.95 | 276.03 |
Odstránenie SS aj CHSK sa zlepšilo, keď sa HRT zvýšila až na 30 minút, potom klesla. Optimum bolo 30 minút s najnižšou koncentráciou SS (123,6 mg/l, zníženie o 41,8 %.zo surovej vody) a najnižšia CHSK (239,49 mg/l, zníženie o 21,2 %.). Po 30 minútach pravdepodobne nastane resuspendovanie usadených častíc, čím sa zníži účinnosť - jasná pripomienka, že dlhšie nie je vždy lepšie.
Vplyv rýchlosti škrabky
S HRT nastavenou na 10 minút sa rýchlosť škrabky menila v piatich nastaveniach (0 až 4), aby sa určila optimálna rýchlosť zoškrabovania.
| Parameter | Nastavenie 0 | Nastavenie 1 | Nastavenie 2 | Nastavenie 3 | Nastavenie 4 |
| SS (mg/l) | 206.8 | 167.2 | 123.2 | 136.4 | 150.0 |
| CHSK (mg/l) | 311.28 | 289.18 | 251.18 | 262.87 | 274.56 |
Nastavenie 2 podalo najlepší výkon: SS klesla na123,2 mg/la COD do251,18 mg/l. Pri nižších rýchlostiach (Nastavenia 0 a 1) sa na naklonených povrchoch rúrok nahromadil kal, čím sa zmenšila efektívna plocha usadzovania. Pri vyšších rýchlostiach (Nastavenia 3 a 4) nadmerná turbulencia resuspendovala usadené častice. Nastavenie 2 vytvorilo rovnováhu medzi včasným odstránením kalu a minimálnym narušením prietoku.
Vplyv hydraulického zaťaženia
Hydraulické zaťaženie sa menilo cez uhol vstupného ventilu (30 stupňov, 45 stupňov, 60 stupňov a 75 stupňov) s rýchlosťou stierača pri nastavení 2 a 10-minútovou dobou chodu.
| Parameter | 30 stupňov | 45 stupňov | 60 stupňov | 75 stupňov |
| SS (mg/l) | 140.4 | 158.8 | 163.2 | 154.8 |
| CHSK (mg/l) | 295.02 | 324.25 | 347.63 | 312.56 |
Nižšie hydraulické zaťaženie trvalo poskytuje lepší výkon. Pri 30 stupňoch (minimálny prietok) bol SS najnižší pri140,4 mg/la COD at295,02 mg/l. So zvyšujúcim sa zaťažením stúpala rýchlosť prúdenia v usadzovači, čím sa skrátil efektívny čas usadzovania pre suspendované častice. SS aj CHSK mali stúpajúci trend s vyšším zaťažením, čo potvrdzuje, že usadzovač funguje najlepšie pri nízkych rýchlostiach pretečenia povrchu - a podčiarkujú hodnotu veľkorysého povrchu v dizajne.
Optimálne prevádzkové parametre a možnosti dizajnu
| Parameter | Optimálne nastavenie | Najlepší výkon |
| Hydraulický retenčný čas | 30 minút | SS 123,6 mg/l (-41,8 %), CHSK 239,49 mg/l (-21,2 %) |
| Rýchlosť škrabky | Nastavenie 2 (stredné) | SS 123,2 mg/l, CHSK 251,18 mg/l |
| Hydraulické zaťaženie | Najnižšia (30 stupňový ventil) | SS 140,4 mg/l, CHSK 295,02 mg/l |
| Uhol sklonu | 30 stupňov – 40 stupňov (dolný prúd) | Maximálna efektívna plocha na usadzovanie |
• Optimálna HRT: 30 minút.Kratšie časy spôsobujú nedostatočné usadzovanie; dlhší čas spôsobuje resuspendovanie usadených častíc.
• Optimálna rýchlosť škrabky: stredná (Nastavenie 2).Príliš pomalé umožňuje usadzovaniu kalu na povrchoch rúrok; príliš rýchlo vytvára turbulencie, ktoré resuspendujú častice. Mierna rýchlosť škrabania poskytuje najlepší celkový výkon.
• Hydraulické zaťaženie: nižšie je lepšie.Účinnosť úpravy sa neustále zlepšuje pri nižšom zaťažení, takže dizajnéri by mali uprednostniť primeranú plochu povrchu, aby udržali nízke rýchlosti pretečenia povrchu.
• Overená teória plytkých nádrží.Rozdelenie usadzovacej zóny do viacerých tenkých vrstiev dramaticky zlepšuje účinnosť sedimentácie bez zvýšenia stopy.
• Výhodná je konfigurácia so spodným tokom.Podporuje samočistenie naklonených rúrok a umožňuje menšie uhly sklonu (30 stupňov – 40 stupňov), čím sa zvyšuje efektívna usadzovacia plocha a celková účinnosť systému.
Naše riešenia na usadzovanie rúrok
Táto štúdia demonštruje, že správny dizajn a výber parametrov sú rozhodujúce pre vysoko výkonnú separáciu tuhá látka-kvapalina so šikmými usadzovačmi rúrok. Ponúkame kompletný sortiment produktov na usadzovanie šikmých rúr a technické služby:
• Na mieru navrhnuté usadzovače s radiálnym tokom a pravouhlé naklonené rúrkové usadzovače pre komunálne a priemyselné aplikácie;
• Vysokokvalitné médium PP/PVC so šikmými rúrkami s rôznymi špecifikáciami (priemer rúry 25 mm až 80 mm);
• Kompletné systémy škrabiek a zberu kalu pre spoľahlivú prevádzku;
• Technická podpora pre návrh systému, optimalizáciu parametrov a riešenie problémov.
Odkaz: Qin B. Experimentálna štúdia o čistení domových odpadových vôd pomocou usadzovacej nádrže so sklonenou rúrkou s radiálnym prietokom [J]. Environmental Science and Management, 2012, 37 (4): 82-85, 116.
Rez SS 41,8% s radiálnym prietokovým usadzovačom rúrok
Usadzovač s naklonenou rúrkou v smere toku znížil SS 41,8 % a CHSK 21,2 % pri 30-minútovej HRT. Trubkové usadzovače Juntai poskytujú kompaktné a vysoko účinné čírenie.