Vaakavirtaus vs. kiertävä selkeytin vs. kalteva putken laskeutuslaite: Todelliset sedimentaatiotiedot 3:sta täysimittaisesta säiliöstä – kumpi itse asiassa toimii?|Juntai

Jos sedimentointisäiliösi poistaa vain 11 % sisään tulevasta sameudesta, et käsittele vettä, vaan johdat sen betonilaatikon läpi. Juuri tätä kenttätiedot osoittivat yhdestä kolmesta säiliötyypistä, jotka testattiin Hengyang Railwayn vesihuoltoasemilla Xiangjiang-joella. Sama raakavesi, sama koagulantti, sama näytteenottoprotokolla - ja a7,7× erosedimentaatiotehokkuudessa parhaan ja huonoimman suorituskyvyn välillä. Tässä on mitä luvut paljastavat ja mitä ne tarkoittavat kenelle tahansa, joka määrittää, käyttää tai päivittää sedimentaatioprosessia.

KOLME TEKNOLOGIAA

Vaakavirtauksen sedimentaatiosäiliö

Ryhmän vanhin malli. Vesi tulee sisään toisesta päästä, virtaa vaakasuunnassa noin 15 mm/s pitkän suorakaiteen muotoisen altaan poikki ja poistuu toisesta päästä. Hiukkaset laskeutuvat painovoiman vaikutuksesta matkan aikana. Yksinkertainen, vankka ja ennustettava – mutta myös tilaa nälkäinen ja hidas. Hengyangin yksikkö miehitti222.4 m²hoitaa vain75 m³/h.

Hydraulinen kiertokirkastin

Pystyvirtausmalli, jossa raakavesi tulee keskeiselle reaktioalueelle, höytälöityy kiertävässä lietepeitossa ja kirkastettu vesi nousee reunakeräysastioihin. Kompaktimpi kuin vaakasuora virtaus - Hengyang-yksikkö käsitelty240 m³/hjuuri47.2 m². Lietepeite toimii kosketussuodattimena ja parantaa hiukkasten talteenottoa.

Kalteva putken laskeutuslaite (lamellan selkeytin)

Vertailun uusin tekniikka. Vesi virtaa ylöspäin kaltevien putkipinojen läpi (tyypillisesti 60 astetta), missä hiukkaset laskeutuvat putken pinnoille ja liukuvat alas lietesuppiloon. Kalteva geometria lisää dramaattisesti tehollista laskeutumisaluetta yksikköjalanjäljessä. Hengshanin yksikkö hoidettiin160 m³/hkäyttämällä vain27.2 m²- alle kahdeksasosa vaakasuuntaisen virtaussäiliön jalanjäljestä käsitellessään yli kaksinkertaista virtausta.

OMENASTA OMENAAN: TILAN PARAMETRIT

Kaikki kolme säiliötä käsittelivät samaa Xiangjiang-joen raakavettä samalla saostusaineella - puhdistetulla alumiinisulfaatilla, annosteltuna 3,5 mg/l kuivalla kaudella ja 32 mg/l märkäkaudella. Kumpikaan ei ollut ylikuormitettu. Alla oleva taulukko näyttää, miltä kukin asennus näytti ennen suorituskyvyn aloittamista.

Muutama numero hyppää heti pois tästä taulukosta. Kalteva putkisettleri saavuttisuurin hydraulinen kuormitus (9,2 m³/m²·h)samalla kun se vie pienimmän jalanjäljen. Vaakavirtaussäiliö sitä vastoin tarvitaan90 minuutin säilytysaika- lähes 4 kertaa kalteva putken laskeutusaine - kuitenkin käsitelty alle puolet virtauksesta. Kiertävä selkeytin oli useimmissa mittareissa keskellä, mutta oli absoluuttisen käsittelykapasiteetin volyymijohtaja 240 m³/h.

SUORITUSKYKYN ESITTELY: SEDIMENTAATIOTEHOKKUUS

Ydinkysymys: mikä säiliö todella poistaa eniten sameutta? Näytteenotto suoritettiin samanaikaisesti kaikista kolmesta säiliöstä, kerran kuivakaudella ja kerran sateella kaudella, kolmena peräkkäisenä päivänä joka kerta, ja rinnakkaiset näytteet kerättiin kahdesti päivässä. Tulokset olivattilastollisesti yksiselitteinen(χ²=21.17, P < 0,005).

Kolme löytöä erottuu:

1. Kalteva putken asettaja voitti ratkaisevasti.Kostealla kaudella - jolloin sameuskuormat ovat suurimmat - se saavutettiin86 % poistoverrattuna 64,2 %:iin kiertoselkäimessä ja 57,8 %:iin vaakavirtaussäiliössä. Kuivakaudella ero oli vielä suurempi: 32,4 % vs 24,6 % vs 11,1 %. Khin-neliötesti (χ²=21.17, P < 0,005) vahvistaa, että nämä eivät ole satunnaisia ​​vaihteluita - ero on todellinen ja toistettavissa.

2. Märkäkauden suorituskyky heikentää kuivaa kausia kautta linjan.Jokainen säiliö toimi paremmin, kun vesi oli lämpimämpää ja sameus oli korkeampi. Vaakavirtaussäiliö hyppäsi 11,1 %:sta 57,8 %:iin – 5-kertainen parannus – yksinkertaisesti siksi, että korkeampi raakaveden sameus antaa koagulantille enemmän hiukkasia työstettäväksi, jolloin muodostuu suurempia, nopeammin laskeutuvia flokkeja.

3. Lämpötilalla, tuulen nopeudella ja pH:lla ei ollut väliä.Tarkastetuilla alueilla (ilman lämpötila 9,5–34 astetta, tuulen nopeus 0,1–3,2 m/s, pH 6,3–7,8) mikään näistä ympäristömuuttujista ei osoittanut tilastollisesti merkittävää vaikutusta sedimentaatiotehokkuuteen. Suorituskykyä ohjasivat säiliön geometria ja hydrauliikka - ei sää.

SAMEUSUUDEN PÄÄLLÄ: VÄRI, BAKTEERIA JA "KÄÄNTEISARVO"-PULMA

Sameuden poistaminen on otsikkomittari, mutta vedenkäsittelylaitokset välittävät kolmesta muusta asiasta: väristä, bakteereista ja kolibakteerista. Tässä datasta tuli mielenkiintoista.

Värin vähentäminen seurasi sameutta tarkasti.Korrelaatio oli vahva ja positiivinen: r=0.9086. Regressioyhtälö - y=0.225x + 0.3495 - tarkoittaa, että jokaista sedimentaatiotehokkuuden 10 prosenttiyksikön parannusta kohden saat noin 2,6 prosenttiyksikköä värin poistoa. Tämä on fyysistä järkeä: samat suspendoituneet hiukkaset, jotka sirottavat valoa (sameus), kuljettavat myös liuennutta orgaanista ainetta, joka antaa väriä. Poista hiukkaset, ja väri kulkee niiden mukana.

Bakteerit ja kolibakteerit kertoivat toisenlaisen tarinan.Toisin kuin sameus ja väri, bakteerien kokonaismäärän ja koliformisten ryhmien kokonaismäärä väheniei johdonmukaista suhdettasedimentaatioteholla. Yllättävämpää: oli tapauksia, joissa bakteerimäärät sedimentaation jälkeen olivat todellakinkorkeampikuin ennen - niin sanottu "käänteisarvo" -ilmiö. Tutkijat ilmoittivat tämän ilman lopullista selitystä, mutta jokainen, joka on käyttänyt laskeutussäiliöitä, tunnistaa todennäköiset syylliset: kuolleille vyöhykkeille kertynyt liete, joka suspendoi bakteereja uudelleen kirkastettuun virtaan, tai biofilmi, joka irtoaa säiliön seinistä hydraulisten häiriöiden aikana. Joka tapauksessa käytännön johtopäätös on selvä:et voi luottaa pelkkään sedimentaatioon mikrobiesteen toiminnassa. Suodatus ja desinfiointi alavirtaan eivät ole valinnaisia ​​- ne ovat todellisia mikrobien torjuntavaiheita.

PIILOTETTU TALOUS: JALANJÄLKI, KAPASITEETTI JA KUSTANNUKSET

Suorituskykyluvuilla on merkitystä, mutta niin on myös liiketoiminnalla. Käännetään kolme säiliötä tekniikan taloustiedoksi.

Kalteva putken laskeutuslaite toimittaa17-kertainen tilatehokkuusvaakavirtaussäiliöstä, 49 % paremmalla sedimentaatiosuorituskyvyllä - mutta hieman korkeammilla pääomakustannuksilla kapasiteettiyksikköä kohti kuin kiertoselkärin. Kiertokirkastin on hinta-laatusuhteeltaan mestari ennakkokustannuksissa, vaikka sen tehokatto on alhaisempi. Viherkenttäkasveille, joissa maa on halpaa ja budjetit tiukat, on edelleen argumentti vaakasuuntaisen virtauksen puolesta. Kaikille kohteille, joissa jalanjäljellä on merkitystä - jälkiasennukset, kaupunkilaitokset, laajennus olemassa olevien rajojen sisällä - kalteva putki on selkeä suunnitteluvalinta.

BOTOM LINE SUUNNIJOILLE

Tämä ei ollut laboratoriotutkimus. Se oli kolme täysimittaista toimivaa säiliötä, jotka käsittelivät samaa jokivettä samalla saostusaineella ja joista otettiin näytteet samanaikaisesti eri vuodenaikoina. Päätelmillä on todellinen painoarvo:

1.Jos sedimentaatiotehokkuus on ensisijainen mittarisi, kalteva putken laskeutusaine on yksiselitteinen voittaja - 86 % märkäkauden sameudenpoistosta verrattuna vaihtoehtojen 64,2 % ja 57,8 %. Ero on tilastollisesti merkitsevä (P < 0,005).

2.Jos olet jälkiasentamassa olemassa olevaa laitosta, jossa on rajoitetusti tilaa, kaltevat putkenlaskettimet antavat sinulle 5,88 m³/h käsittelykapasiteetin neliömetriä kohden – mikä on suuruusluokkaa parempi kuin vaakavirtaus (0,34 m³/h/m²). Jälkiasennuskotelo on käytännössä suljettu.

3.Älä odota, että sedimentaatio käsittelee mikrobikuormaasi. Tiedot osoittavat, että bakteeri- ja koliformivähennykset ovat epäluotettavia ja joskus negatiivisia. Suodatuksesta ja desinfioinnista ei voida neuvotella alavirran esteinä. Tämä ei ole minkään tietyn säiliötyypin heikkous - se on perustavanlaatuinen painovoiman asettumisen rajoitus.

4.Jos pääomakustannukset ovat ylivoimainen rajoitus ja sinulla on ylimääräistä tilaa, hydraulinen kiertoselkärin tarjoaa parhaan kapasiteetti-/kapasiteettisuhteen (0,038 vs. 0,075 kaltevassa putkessa) hyväksyttävällä suorituskyvyllä (64,2 % märkä kausi). Se on pragmaattinen keskitie.

5.Vaakavirtaussedimentointisäiliöt ovat edelleen olemassa syystä - ne ovat yksinkertaisia, anteeksiantavia ja tehokkaita, kun ne on mitoitettu oikein kuormalle. Mutta 11,1 %:n kuivakauden tehokkuudella tässä tietojoukossa alimitoitettu tai huonosti käytetty yksikkö tekee tuskin työtään. Jos käytät sellaista, jossa tilaa on rajoitetusti, tiedät jo, mitä pitää tapahtua.