튜브 침전 장치가 부유 물질을 제거한다는 것을 알고 계십니까? 그러나 실제로 -을(를) 제거하는 크기와 탱크가 얼마나 잘 설계되었는지에 관계없이 어떤 크기가 빠져 나가는지 알고 계십니까? 연구자들은 안후이성의 실제 1,000m³/d 역류 경사관 침전지의 CFD 시뮬레이션을 사용하여 다음과 같은 입자의 거동을 모델링했습니다.30~120μm실제 작동 조건에서. 결과는 명확한 임계값입니다. 80μm 미만에서는 입자 크기가 제거에 거의 문제가 되지 않습니다. 80μm 이상에서는 효율성이 향상됩니다. 응고제가 해당 임계값 이상으로 응집물을 생성하지 않는다면 기울어진 튜브는 귀하가 지불한 만큼의 성능을 발휘하지 못하는 것입니다.
CFD -가 필요한 이유와 이 탱크가 필요한 이유
경사형 튜브 침전지에 대한 대부분의 연구는 탱크 크기 최적화, 데드존 감소, 속도 분포 평활화 등의 흐름 패턴-에 중점을 두고 있습니다. 배출수 품질에 가장 중요한 질문을 한 사람은 거의 없습니다.특정 입자 크기 분포가 주어지면 실제로 무엇이 제거됩니까?서로 다른 직경의 입자는 침전 속도가 다르기 때문에 유입되는 부유 물질의 입자 크기 분포는 탱크가 달성할 수 있는 침전 효율을 직접적으로 제어합니다.
이에 답하기 위해 연구자들은 다음을 사용했습니다.표준 k-ε 난류 모델(유동장에 대해)혼합물 다상 모델(고체-액체 2상-상 거동의 경우) - 작동 중인 튜브 침강기 내부의 난류, 입자가 포함된 흐름-을 시뮬레이션하는 데 매우 적합한 조합입니다.-
테스트 사례는 다음과 같은 설계 및 운영 매개변수를 사용하는 안후이성 상수도의 실제 역류 경사관 침전 장치였습니다.
| 매개변수 | 값 | 메모 |
| 처리능력 | 1,000 m³/d | 단일 탱크 |
| 탱크 치수(L × W × H) | 2.8 m × 2.8 m × 4.17 m | 4개 구역: 슬러지, 분배, 튜브, 맑은 물 |
| 튜브 성향 | 60도 | 표준 각도 |
| 튜브 유압 직경 | 40mm | 육각형 또는 정사각형 셀 |
| 유입 속도 | 0.1 m/s | 천공된 분배벽에서 |
| 유입수 SS 농도 | 295mg/L | 공장 운영 데이터에서 |
| 입자 밀도 | 1,050kg/m³ | 응집된 고체에 일반적임 |
| 동적 점도 | 0.02001Pa·s | ~20도의 물 |
결과 1: 입자가 집중되는 위치 - 및 이것이 중요한 이유
5개의 입자 직경이 시뮬레이션되었습니다.30, 50, 80, 100, 120μm. 각각에 대해, 서로 다른 높이의 단면에 대한 평균 부피 분율을 표시하여 부유 물질의 수직 분포를 조사했습니다(그림 2).
농도 프로파일에서 세 가지 패턴이 나타납니다.
1. 모든 입자 크기는 동일한 일반적인 추세를 따릅니다.농도-대-높이 곡선의 전체적인 모양은 직경에 관계없이 유사합니다. 탱크의 물리학 - 4개- 구역 구조, 흐름 경로, 난류 패턴 -은 공통 농도 프로파일을 부과합니다.
2. 튜브 입구(~1.5m 높이)에서 입자가 클수록 농도가 급격히 높아집니다.이는 흐름이 경사진 튜브로 들어가는 전이 영역입니다. 난류와 혼합은 입자 접촉과 응집을 촉진하는 고농도 영역을 생성합니다. - 이는 고액 분리에 긍정적인 효과를 줍니다. 이 영역에 들어가는 입자가 클수록 농도 스파이크가 더 뚜렷해집니다.
3. 탱크 바닥과 유출수 단면-에서 입자 크기가 결과를 좌우합니다.슬러지 구역 근처에서 평균 부피 분율은 입자 크기에 따라 증가합니다. - 더 많은 큰 입자가 침전되어 있어야 할 곳에 축적됩니다. 유출수 단면-에서 평균 부피 분율감소하다입자 크기가 증가함에 따라 - 더 적은 수의 큰 입자가 빠져나갑니다. 상관 관계는 명확합니다.더 큰 입자 → 더 많이 침전됨 → 더 깨끗한 유출물.
결과 2: 80μm 임계값
제거 효율 θ는 다음과 같이 정의됩니다.
여기서 C입구는 유입수 SS 농도(kg/m3)이고 C는콘센트유출 SS 농도(kg/m3)입니다.
그림 3은 주어진 유입수 조건(295 mg/L SS, 1,050 kg/m3 밀도, 0.02001 Pa·s 점도)에서 제거 효율과 입자 직경 사이의 관계를 보여줍니다. 곡선은 선형이 아닙니다. - 뚜렷한 무릎이 있습니다.
데이터는 두 가지 체제를 보여줍니다.
| 입자 크기 범위 | 행동 | 공학적 의미 |
| 30–80 μm | 제거 효율은 입자 크기에 따라 점진적으로만 증가합니다. 경사가 얕습니다. | 이 범위 내에서 응고제를 최적화하면 수익이 감소합니다. 플록 크기의 증가는 배출수 품질에 거의 영향을 미치지 않습니다. |
| >80 μm | 제거 효율이 급격히 상승합니다. 직경이 10~20μm씩 추가될 때마다 상당한 개선이 이루어집니다. | 응고제 투여량, 혼합 강도 및 응집 시간은 플록이 80μm를 넘도록 조정되어야 합니다. 이 임계값 아래에서는 튜브 침전 장치의 활용도가 낮습니다. |
그 이유는 수력학적 이유입니다. 80μm 미만의 입자는 탱크가 얼마나 잘 설계되었는지에 관계없이 튜브의 상향 흐름이 입자를 수행할 수 있을 만큼 충분히 낮은 침전 속도를 갖습니다. 80μm 이상에서는 침전 속도가 상향 속도보다 넓어지며 제거가 효과적입니다. 80μm 임계값은 이 탱크의 형상 및 작동 조건(40mm 튜브 직경, 60도 경사, 0.1m/s 입구 속도)에 따라 다르지만 - 원칙은 광범위하게 적용됩니다.모든 튜브 침전지는 제거가 불량한 임계 입자 크기를 갖고 있으며, 그 크기는 튜브의 상향 속도에 의해 결정됩니다..
이것이 귀하의 공장에 미치는 영향
1. 응고제 주입량은 목표치가 있으며 80μm입니다.전하를 중화시키고 입자를 연결하는 것(-) 이상의 응고 및 응집(-)의 목적은 튜브 침강기가 포집할 수 있는 임계 크기를 넘어 플록을 성장시키는 것입니다. 병 테스트를 통해 형성된 플록이 특정 탱크 형상에 대한 임계 직경을 초과하는지 확인해야 합니다.
2. 유출수가 탁하고 플록 크기가 임계값 미만인 경우 튜브는 문제가 되지 않습니다. - 응집 단계는 문제가 되지 않습니다.더 많은 튜브를 추가하거나 상승 속도를 줄이면 약간의 도움이 됩니다. 그러나 실제 해결 방법은 업스트림입니다. 응집력이 향상되어 기존 튜브가 포집할 수 있는 더 크고 밀도가 높은 입자를 생성하는 것입니다.
3. 임계 크기는 탱크-마다 다릅니다.이 시뮬레이션에서는 0.1m/s 입구 속도로 60도에서 40mm 튜브에 대해 80μm를 발견했습니다. 튜브 직경이 더 작거나 각도가 더 편평하거나 상향 속도가 더 낮을수록 임계값이 아래로 이동하므로 - 더 작은 입자가 제거 가능해집니다. 이것이 바로 튜브 형상과 유압 하중이 단순한 설계 매개변수가 아닌 이유입니다. 정착민이 처리할 수 있는 최소 입자 크기를 직접 설정합니다.
4. CFD 시뮬레이션은 학문적 연습이 아닌 실용적인 설계 도구입니다.여기에 사용된 k-ε + 혼합물 모델 조합은 모든 탱크 형상 및 작동 조건에 대해 입자 크기 제거 효율 곡선을 예측할 수 있습니다. 구축 또는 개조 전에 시뮬레이션은 경험적 설계 규칙으로는 할 수 없는 질문에 답할 수 있습니다.이 탱크가 원수에 있는 입자를 제거합니까?
입자 분포에 적합한 크기의 튜브 침전 매체가 필요합니까?
Juntai는 튜브 직경 선택, 경사각 최적화, 원수 입자 특성 및 배출수 목표에 맞는 표면 부하 계산을 포함하여 완전한 유압 설계 지원 -을 갖춘 PVC 및 PP 경사 튜브 침전지 매체를 공급합니다. 새로운 침전지를 설계하거나 성능이 낮은 침전지의 문제를 해결하는 경우 제거해야 하는 입자를 포착하는 튜브 형상을 지정하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
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