Putken laskeutuslaitteen vedenjakelu- ja lietteenpoistosuunnittelu: Käytännön suunnitteluopas sedimentaatiosäiliöille

Jos suunnittelet uutta putkenlaskutussäiliötä tai etsit huonosti toimivaa säiliötä, kaksi tekijää määräävät tulokset enemmän kuin muut:vedenjako tuloaukossajalietteen poisto pohjasta. Jos jompikumpi on väärässä, seuraukset ovat välittömiä - oikosulku, epätasainen laskeutuminen, lietteen kerääntyminen ja jäteveden laatu, joka ei täytä poistostandardeja riippumatta siitä, kuinka korkealaatuisia putkimateriaalisi ovat. Tässä oppaassa käydään läpi molempien järjestelmien tärkeimmät suunnitteluperiaatteet ja laskentamenetelmät käyttämällä todellista suunnitteluesimerkkiä lukujen toteuttamiseksi.

Miksi putkisettlerit tarjoavat poikkeuksellista tehokkuutta

Putken selkeyttimet tarjoavat yhden kustannustehokkaimmista menetelmistä olemassa olevan sedimentaatioaltaan käsittelykapasiteetin lisäämiseen. Perusperiaate on tyylikkään yksinkertainen: tehokas laskeutusalue on täysin riippumaton säiliön lattiapinta-alasta - se riippuu sen sijaanvinojen putkimoduulien vaakasuoraan projisoitu kokonaispinta-ala. Tämä tarkoittaa, että voit lisätä laskeutuskapasiteettia dramaattisesti lisäämättä säiliön jalanjälkeäsi.

Kun putket asennetaan 60 asteen kulmaan, jokainen putken kuutiometri antaa noin11-15 m²tehokkaan asettumisalueen. Tämä tarkoittaa jopa8-10 kertaa lattiapinta-alasäiliöstä. Laskeutumisetäisyys kussakin putkikanavassa on vain muutama senttimetri - verrattuna useisiin metreihin perinteisessä selkeyttimessä - mikä tarkoittaa, että hiukkaset saavuttavat keräyspinnan paljon nopeammin.

Yhtä tärkeää on putkien sisäinen hydraulijärjestelmä. Laminaarivirtausolosuhteet, joissa Reynolds-luvut ovat tyypillisesti alle 500, mahdollistavat hydraulisen kuormituksen tehollisen laskeutumisalueen yksikköä kohden.huomattavasti korkeampi kuin tavanomainen sedimentaatio. Mutta tämä teoreettinen etu näkyy todellisena suorituskyvynä vain, kun hydrauliikka on oikein suunniteltu - erityisesti kun virtaus jakautuu tasaisesti koko putken laskeutuslaitteen poikkileikkaukselle ja liete poistetaan kokonaan ja ajallaan.

Vedenjakelun suunnittelu – oikea virtaus

Sisääntulon suunnittelun tavoitteet

Putken laskeutussäiliön tulojärjestelmä palvelee kahta kriittistä toimintoa, jotka määrittävät suoraan yleisen suorituskyvyn. Ensinnäkin sen täytyyhaihduttaa kineettistä energiaasisääntulevasta virtauksesta - jos turbulenssi tunkeutuu laskeutumisvyöhykkeelle, se häiritsee laskeutunutta lietehuopaa, suspendoi hiukkaset uudelleen ja heikentää kaikkea, mitä putket on suunniteltu saavuttamaan. Toiseksi sen on jaettava virtaus mahdollisimman tasaisesti putkimoduulien koko poikkileikkausalalle. Epätasainen jakautuminen luo paikallisia suurnopeusvyöhykkeitä, jotka kuljettavat kiinteät aineet putkien läpi ennen kuin ne voivat laskeutua.

Yleisiä käytännössä käytettyjä sisääntulokokoonpanoja ovat:rei'itetyt välilevyseinätsäännöllisin väliajoin sijoitetuilla suuttimilla (yleisimmin käytetty ja luotettavin vaihtoehto suorakaiteen muotoisille säiliöille), upotetuilla tuloputkilla, joissa on useita jakeluaukkoja, pohjaan menevillä jakelusivuilla, joissa on ylöspäin suuntautuvat aukot, ja tulokanavissa V-loveilla patoilla. Valinta riippuu säiliön geometriasta, virtausnopeudesta ja tilan rajoituksista, mutta rei'itetty välilevyseinä on oletuslähtökohta useimmille kunnallisille malleille.

Tärkeimmät suunnitteluparametrit

Putken laskeutusaukkojen tärkein yksittäinen hydraulinen mittari onlähestymisnopeus- ylöspäin suuntautuva virtausnopeus, kun vesi tulee putkimoduulien pohjapintaan. Useimmissa kunnallisissa sovelluksissa, joissa käsitellään pintavettä tai sekundaarista jätevettä, lähestymisnopeudet5-15 mm/stuottaa optimaalisen suorituskyvyn. Alle 5 mm/s nopeudet saattavat antaa lietteen laskeutua itse jakeluvyöhykkeelle, jolloin syntyy kuolleita vyöhykkeitä, jotka vähentävät tehollista tilavuutta. Yli 20 mm/s nopeudet voivat häiritä lietehuopaa ja kuljettaa flokkihiukkasia putkikanaviin ennen kuin ne ehtivät laskeutua.

Ohjainrakenne energian hajauttamiseen

Yksi välilevy asetettu0,8-1,5 mtuloseinästä tasaisesti jakautuneilla rei'illä (tyypillisesti50-100 mm halkaisijaklo200-400 mm etäisyys), tarjoaa tehokkaan tuloenergian hajauttamisen useimmille suorakaiteen muotoisille säiliöille. Suunnittelureiän nopeuden tulisi olla tavoite0,15 - 0,25 m/skeskimääräisellä päivittäisellä virtauksella - riittävän nopea estääkseen laskeutumisen reikien sisällä, riittävän hidas välttääkseen suihkun. Kaikkien reikien yhteenlasketun avoimen alueen tulee olla15-25 %välilevyn seinän alueelta. Tärkeä yksityiskohta, joka jää usein huomiotta: anna a200-300 mm väliohjauslevyn pohjassa, jotta liete pääsee kulkemaan läpi. Ilman tätä rakoa liete kerääntyy ohjauslevyn taakse vähentäen aktiivista tilavuutta ja luoden lopulta anaerobisia olosuhteita.

Jakelun yhtenäisyyttä koskevat vaatimukset

Hyvin suunnitellun tulojärjestelmän tulisi saavuttaa virtauksen jakautumisen tasaisuus vähintään85-90 %, mikä tarkoittaa, että virtausnopeus pinta-alayksikköä kohti vaihtelee alle 10-15 % säiliön poikkileikkauksen keskiarvosta. Yleisimpiä syitä huonoon jakeluun ovat: tuloaukon sijoittaminen liian lähelle putkimoduuleja (alle 0,5 m välys), riittämätön välilevyn avoin alue (alle 10 % seinäpinta-alasta) ja säiliön epäsymmetrinen geometria, jota ei huomioida yksittäisten porttien mitoituksessa. Suorakulmaiset säiliöt, joissa on yksipuolinen tuloaukko, ovat erityisen herkkiä jälkimmäiselle - lähimpänä tuloaukkoa olevat portit saavat suhteettoman enemmän virtausta, ellei niitä ole mitoitettu erikseen.

Lietteenpoistosuunnittelu - Älä anna kiintoaineiden kerääntyä

Miksi lietteen purkaminen on tärkeää

Tehokas lietteen poisto putken laskeutussäiliöstä on yhtä tärkeää kuin oikea tulon jakautuminen – ja se on luultavasti yleisemmin huomiotta jätetty näistä kahdesta. Kun liete kerääntyy hallitsemattomasti, se aiheuttaa sarjan ongelmia: tehokas laskeutustilavuus kutistuu, kehittyy anaerobisia vyöhykkeitä ja syntyy kaasuja, jotka voivat aiheuttaalietteen vaahdotus(nostaa laskeutuneita kiintoaineita takaisin suspensioon), ja jos lietepeite nousee riittävän korkealle, se voi fyysisesti tukkia putkimoduulien alemmat aukot. Kun näin tapahtuu, ainoa ratkaisu on säiliön tyhjennys ja manuaalinen puhdistus - kallis ja häiritsevä prosessi. Hyvin suunnitellun lietteen keräys- ja poistojärjestelmän tulee poistaa laskeutuneita kiintoaineita joko jatkuvasti tai usein, lyhyin väliajoin.

Lietesäiliön geometria

Useimmat putken laskeutussäiliöt käyttävät yhtä kahdesta lietteenkeräyskokoonpanosta. Ensimmäiset käyttökerratuseita kartiomaisia ​​tai pyramidisuppiloita, tyypillisesti 1,0 - 1,5 m syvä ja sivukaltevuus vähintään 60 astetta - tämä kulma on kriittinen, jotta liete liukuu luotettavasti suppilon pohjalle sen sijaan, että se tarttuisi seiniin. Toinen kokoonpano käyttää atasainen tai loivasti kalteva pohja mekaanisella lietteen kaapimellaja keskuskeräysastia. Suppilon pohjalla varustetuissa säiliöissä vaakasuoran etäisyyden lietteen on kuljettava lattiaa pitkin päästäkseen suppiloon on minimoitava - mieluiten vähemmän kuin3-4 metriä. Pidemmät kulkumatkat mahdollistavat kiinteiden aineiden tiivistymisen ja kiinnittymisen lattiaan, mikä tekee tyhjäksi suppilon suunnittelun tarkoituksen.

Kokoonpanon valinta riippuu säiliön muodosta: pyöreissä säiliöissä käytetään tyypillisesti pyörivää kaavinta, jossa on lietteen keruu, suorakaiteen muotoisissa säiliöissä joko useita pituudeltaan erillään olevia suppiloja tai liikkuvaa siltakaavinta. Monisuppiloinen lähestymistapa on yleisempi pienissä suorakaiteen muotoisissa säiliöissä, koska siinä ei ole liikkuvia osia ja se vaatii vähemmän huoltoa.

Lietteenpoistoventtiilit ja -putket

Lietteenpoistoputkien halkaisijan tulee olla vähintään150 mmtukkeutumisen estämiseksi. Putken kaltevuuden tulee olla vähintään2 % purkupaikkaa kohti. Venttiilin tyyppi on ratkaisevan tärkeä: käytä ainatäysreikäiset venttiilitkuten luisti-, tulppa- tai puristusventtiilit. Älä koskaan käytä pallo- tai läppäventtiilejä lietehuollossa - ne luovat sisäisiä virtausrajoituksia, jotka sitovat kiinteät aineet ja tukkeutuvat helposti. Automaattiset venttiilit (pneumaattiset tai sähköiset), joissa on ajastinohjattu jaksottainen purkaus, ovat erittäin suositeltavia manuaalisten venttiilien sijaan. Manuaalinen lietteen poisto riippuu kuljettajan ahkeruudesta, joka vaihtelee vuorosta toiseen, ja epäjohdonmukainen poisto on yksi johtavista lietteen kertymisongelmien syistä.

Toimintaohjeet johdonmukaisten tulosten saavuttamiseksi

Lietteen poisto perustuu asäännöllinen ajastinaikataulumanuaalisen arvioinnin sijaan tuottaa jatkuvasti parhaat tulokset. Aloita lyhyillä, toistuvilla purkuväleillä - esim.15-30 sekuntia 15-30 minuutin välein- ja säädä mitatun lietepitoisuuden perusteella. Tavoite lietteen pitoisuus1-3 % kiintoainettapoistovirtauksessa; alle 1 %:n pitoisuudet viittaavat siihen, että hukkaat liikaa vettä (avaat venttiilejä liian usein tai liian pitkään), kun taas yli 3 %:n pitoisuudet viittaavat riittämättömään poistotiheyteen.

Tarkkaile lietehuovan tasoa päivittäin kannettavan lietehuovan ilmaisimen avulla. Tavoitehuovan tason tulee olla0,3-0,5 m putkimoduulien pohjan alapuolelle. Jos peitto kohoaa lähemmäs kuin 0,3 m, lisää purkaustiheyttä tai kestoa. Jos se putoaa paljon alle 0,5 m ja poistopitoisuus on alhainen, tuhlaat käsiteltyä vettä todennäköisesti tarpeettomasti.

Toiminut esimerkki - 10 000 m³/d Putken laskeutussäiliö

Suunnitteluperiaatteiden toteuttamiseksi käytännössä, tässä on täydellinen työstetty esimerkki suorakulmaisen putken laskeutussäiliön käsittelystä10,000 m³/dkunnallisista jätevesistä.

Suunnittelun syöttötiedot

Sisääntulon suunnittelun laskelmat

Lähestymisnopeus lasketaan virtausnopeudella jaettuna putken selkeyttimen pinta-alalla: 417 m³/h jaettuna (10 mx 5 m) on yhtä suuri8,34 m/h eli noin 2,3 mm/s. Tämä sijoittuu mukavasti suositellulle alueelle 5-15 mm/s, vaikkakin hieman alapäässä - mikä tarkoittaa, että virtausta voidaan lisätä tulevaisuudessa tarvittaessa.

Väliseinälle: seinän pinta-ala on 6 m leveä x 4,5 m syvä =27 m². Kun avoin pinta-ala on 20 %, vaadittu avoin pinta-ala on5.4 m². Käyttämällä halkaisijaltaan 75 mm:n reikiä (kukin reiän pinta-ala=0.0044 m²) vaadittu reikien määrä on 5,4 jaettuna luvulla 0,0044, mikä on suunnilleen1220 reikää. Jaettuna 6 mx 4,5 m alueelle, tämä antaa karkeasti150 mm x 150 mm etäisyysreikien välissä.

Reiän nopeus keskimääräisellä virtauksella on 0,116 m³/s jaettuna 5,4 m²:llä =0,021 m/s (noin 0,02 m/s). Tämä on huomattavasti alle suositellun 0,15 m/s tavoitteen, mikä tarkoittaa, että reiät ovat ylimitoitettuja virtausnopeudelle. Tämän korjaamiseksi harkitse reikien lukumäärän vähentämistä (noin 170 reikään, mikä antaisi nopeuden lähemmäksi 0,15 m/s) tai reiän halkaisijan pienentämistä nopeuden lisäämiseksi ja tasaisen jakautumisen säilyttämiseksi.

Lietesäiliön suunnittelu

Tarjoaneljä suppiloa säiliön pituudella- yksi 3 metrin välein - jokainen1,2 m syvä, 60 asteen sivurinteetlietteen luotettavan liukumisen varmistamiseksi. Jokainen suppilo on varustettava a150 mm pneumaattisesti toimiva tulppaventtiiliajastinohjaimella. Suositeltu toimintajakso on jaksollinen purkaminen20 sekuntia 20 minuutin väleinpyörivät suppilojen läpi peräkkäin siten, että vain yksi suppilo tyhjenee kerrallaan. Tämä estää järjestelmään kohdistuvan hydraulisen iskun ja ylläpitää tasaisen lietteen poiston.

Johtopäätös

Vedenjakelu ja lietteen poisto ovat kaksi eniten huomiotta jätettyä näkökohtaa putken laskeutuslaitteen suunnittelussa - ja ne ovat myös yleisimpiä syitä alitoimiseen alalla. Tärkeimmät suunnitteluperiaatteet ovat selkeitä ja vakiintuneita: jakaa virtaus tasaisesti koko putken selkeyttimen poikkileikkaukselle, tavoittele lähestymisnopeus välillä 5–15 mm/s, tarjoa 15–25 % välilevyn avointa aluetta energian haihduttamiseksi, poista lietteen luotettavassa ajastusaikataulussa käyttämällä täysreikäisiä venttiilejä ja pidä putken kaltevuus yli 2 %. Tarkista suorituskyky rutiininomaisella lietehuovan tason valvonnalla - ihanteellisesti pitämällä peitto 0,3–0,5 m putkimoduulin tuloaukkojen alapuolella. Tehtaat, jotka investoivat insinöörityön saadakseen nämä perusasiat oikein, näkevät täyden hyödyn putkenlaskutusinvestoinneistaan: suuremman käsittelykapasiteetin laajentamatta jalanjälkeä, paremman jäteveden laadun, joka täyttää tiukentuvia poistostandardeja, ja huomattavasti vähemmän toiminnallisia päänsärkyä.