튜브 침전지 물 분배 및 슬러지 배출 설계: 침전조에 대한 실제 엔지니어링 가이드

새로운 튜브 침전 침전조를 설계하거나 성능이 낮은 탱크의 문제를 해결하는 경우 두 가지 요소가 다른 요소보다 결과를 결정하게 됩니다.입구에서의 물 분배그리고바닥에서 슬러지 배출. 둘 중 하나라도 잘못되면 튜브 매체의 품질에 관계없이 즉각적인 - 단락-순환, 불균일한 침전, 슬러지 축적 및 배출 기준을 충족하지 못하는 배출수 품질이 발생합니다.- 이 가이드는 실제 엔지니어링 사례를 사용하여 두 시스템의 주요 설계 원칙과 계산 방법을 안내합니다.

튜브 정착기가 뛰어난 효율성을 제공하는 이유

튜브 침전지는 기존 침전지의 처리 용량을 늘리기 위한 가장 비용 효율적인 방법 중 하나를 제공합니다.{0}} 핵심 원리는 매우 간단합니다. 효과적인 침전 영역은 탱크 바닥 면적과 완전히 독립적입니다. - 대신에 탱크 바닥 면적에 따라 다릅니다.경사형 튜브 모듈의 총 수평 투영 면적. 이는 탱크 설치 공간을 확장하지 않고도 침전 용량을 극적으로 늘릴 수 있음을 의미합니다.

튜브가 60도 각도로 설치되면 튜브 부피 1입방미터당 대략적인11~15m²효과적인 정착 지역의. 이는 최대로 해석됩니다.바닥면적의 8~10배탱크의. 각 튜브 채널 내의 침전 거리는 기존 정화기의 수 미터에 비해 불과 몇 센티미터입니다-. 이는 입자가 수집 표면에 훨씬 더 빨리 도달함을 의미합니다.

마찬가지로 중요한 것은 튜브 내부의 수력 체제입니다. 레이놀즈 수가 일반적으로 500 미만으로 유지되는 층류 조건은 유효 침전 영역 단위당 수력학적 부하율을 다음과 같이 허용합니다.기존 침전물보다 훨씬 높은. 그러나 이러한 이론적 이점은-유압 장치가 적절하게 설계되었을 때, 특히 흐름이 전체 튜브 침전지 단면에 고르게 분포되고-슬러지가 적시에 완전히 제거되었을 때 실제 성능으로 해석됩니다.

물 분배 설계 - 올바른 흐름 얻기

입구 설계 목표

튜브 침전지 탱크의 입구 시스템은 전반적인 성능을 직접적으로 결정하는 두 가지 중요한 기능을 수행합니다. 첫째, 반드시운동에너지를 소산하다유입 흐름의 - 난류가 침전 영역을 관통하는 경우 침전된 슬러지 담요를 교란시키고 입자를 다시 부유시키며 튜브가 달성하도록 설계된 모든 것을 약화시킵니다. 둘째, 튜브 모듈의 전체 단면적에 걸쳐 가능한 한 균일하게 흐름을 분배해야 합니다.{3}} 고르지 못한 분포는 고형물이 정착되기 전에 튜브를 통해 고형물을 운반하는 국부적인 고속 영역을 생성합니다.

실제로 사용되는 일반적인 입구 구성은 다음과 같습니다.천공된 배플 벽일정한 간격의 오리피스(직사각형 탱크에 가장 널리 사용되며 신뢰할 수 있는 옵션), 여러 분배 포트가 있는 수중 유입 파이프, 위쪽을 향한- 포트가 있는 하단-유입 분배 측면, V-노치 웨어가 있는 유입 채널이 있습니다. 선택은 탱크 형상, 유량 및 공간 제약에 따라 다르지만 천공된 배플 벽은 대부분의 도시 설계의 기본 시작점입니다.

주요 설계 매개변수

튜브 침전지 입구에 대한 가장 중요한 단일 유압 측정법은 다음과 같습니다.접근 속도- 물이 튜브 모듈의 바닥면으로 들어갈 때의 상향 유속입니다. 지표수 또는 2차 유출수를 처리하는 대부분의 도시 응용 분야의 경우 접근 속도는5~15mm/초최적의 성능을 제공합니다. 5mm/s 미만의 속도에서는 슬러지가 분배 구역 자체 내에 침전되어 유효 부피를 감소시키는 데드 존이 생성될 위험이 있습니다. 20 mm/s 이상의 속도는 슬러지 블랭킷을 교란시키고 침전되기 전에 응집 입자를 튜브 채널로 운반할 위험이 있습니다.

에너지 소산을 위한 배플 설계

단일 배플 벽 배치0.8~1.5m균일하게 분포된 구멍이 있는 입구 벽에서(일반적으로직경 50~100mm~에200~400mm 간격)은 대부분의 직사각형 탱크에 효과적인 입구 에너지 소산을 제공합니다. 설계 구멍 속도는 목표로 삼아야 합니다.0.15~0.25m/s평균 일일 흐름 -에서는 구멍 내부에 침전되는 것을 방지할 수 있을 만큼 빠르며 분사를 방지할 수 있을 만큼 느립니다. 결합된 모든 구멍의 총 개방 면적은 다음과 같아야 합니다.15~25%배플 벽 영역의 모습입니다. 종종 간과되는 중요한 세부 사항:200~300mm 간격슬러지가 통과할 수 있도록 배플 바닥에 위치합니다. 이러한 간격이 없으면 배플 뒤에 슬러지가 축적되어 활성 부피가 감소하고 결국 혐기성 조건이 생성됩니다.

배포 균일성 요구 사항

잘 설계된-유입 시스템은 최소한 유량 분포 균일성을 달성해야 합니다.85~90%, 이는 단위 면적당 유속이 탱크 단면-의 평균보다 10~15% 미만만큼 다양하다는 것을 의미합니다. 분배 불량의 가장 일반적인 원인으로는 입구가 튜브 모듈에 너무 가깝게 배치됨(간격 0.5m 미만), 배플 개방 면적이 충분하지 않음(벽면적의 10% 미만), 개별 포트 크기에서 고려되지 않은 비대칭 탱크 형상 등이 있습니다. 단일 측면 흡입구가 있는 직사각형 탱크는 특히 후자에 취약합니다. - 개별 크기를 지정하지 않는 한 흡입구에 가장 가까운 포트는 불균형적으로 더 많은 유량을 받습니다.

슬러지 배출 설계 - 고형물 축적 방지

슬러지 배출이 중요한 이유

튜브 침전지 탱크에서 효과적인 슬러지 제거는 적절한 유입구 분포 -만큼 중요하며 두 가지 중 더 일반적으로 간과되는 부분입니다. 슬러지가 확인되지 않은 채 축적되면 일련의 문제가 발생합니다. 유효 침전량이 줄어들고 혐기성 구역이 발달하여 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있는 가스가 생성됩니다.슬러지 부양(침전된 고형물을 다시 현탁액으로 들어올림), 슬러지 블랭킷이 충분히 높이 올라가면 튜브 모듈의 하단 개구부가 물리적으로 막힐 수 있습니다. 그런 일이 발생하면 유일한 해결 방법은 탱크를 비우고 수동으로 청소하는 것입니다. - 비용이 많이 들고 파괴적인 프로세스입니다. 잘 설계된-슬러지 수집 및 배출 시스템은 침전된 고형물을 지속적으로 또는 빈번하고 짧은 간격으로 제거해야 합니다.

슬러지 호퍼 기하학

대부분의 튜브 침전조는 두 가지 슬러지 수집 구성 중 하나를 사용합니다. 첫 번째 용도여러 개의 원뿔형 또는 피라미드형 호퍼, 일반적으로 깊이가 1.0~1.5m이고 측면 경사가 최소 60도입니다. - 이 각도는 슬러지가 벽에 달라붙지 않고 호퍼 바닥에 안정적으로 미끄러지도록 하는 데 중요합니다. 두 번째 구성은기계식 슬러지 스크레이퍼를 사용하여 바닥이 평평하거나 완만하게 경사진 경우그리고 중앙 수집 여물통. 호퍼-바닥 탱크의 경우, 슬러지가 호퍼에 도달하기 위해 바닥을 따라 이동해야 하는 수평 거리는 최소화되어야 합니다. -이상적으로는 다음보다 작아야 합니다.3~4미터. 이동 거리가 길어지면 고형물이 압축되어 바닥에 달라붙어 호퍼 설계의 목적이 무산됩니다.

구성 선택은 탱크 모양에 따라 다릅니다. 원형 탱크는 일반적으로 주변 슬러지 수집 기능이 있는 회전 스크레이퍼를 사용하고, 직사각형 탱크는 길이를 따라 간격을 두고 배치된 여러 호퍼 또는 이동식 브리지 스크레이퍼를 사용합니다. 다중-호퍼 접근 방식은 움직이는 부품이 없고 유지 관리가 덜 필요하기 때문에 작은 직사각형 탱크에 더 일반적입니다.

슬러지 배출 밸브 및 배관

슬러지 배출 배관의 최소 직경은150mm막힘에 저항합니다. 파이프 경사는 최소한배출 지점을 향해 2%. 밸브 유형은 매우 중요합니다. 항상 사용하십시오.완전{0}}내경 밸브게이트, 플러그 또는 핀치 밸브와 같은 것입니다. 슬러지 서비스에 글로브 또는 버터플라이 밸브를 사용하지 마십시오. - 고형물이 갇히고 쉽게 막히는 내부 흐름 제한이 발생합니다. 수동 밸브보다는 타이머로 제어되는 간헐적 방전을 갖춘 자동 밸브(공압식 또는 전기식)를{3}}권장합니다. 수동 슬러지 회수는 교대조마다 달라지는 작업자의 근면함에 따라 달라지며, 일관되지 않은 배출은 슬러지 축적 문제의 주요 원인 중 하나입니다.

일관된 결과를 위한 운영 지침

에 따른 슬러지 배출일반 타이머 일정수동적인 판단보다는 일관되게 최상의 결과를 낳습니다. 짧고 빈번한 방전 간격으로 시작하십시오. - 예:15~30분마다 15~30초- 측정된 슬러지 농도에 따라 조정합니다. 슬러지 농도 목표1~3% 고형물방전 스트림에서; 1% 미만의 농도는 너무 많은 물을 낭비하고 있음을 의미하며(밸브를 너무 자주 열거나 너무 오랫동안 열림), 3%를 초과하는 농도는 배출 빈도가 충분하지 않음을 나타냅니다.

휴대용 슬러지 블랭킷 감지기를 사용하여 매일 슬러지 블랭킷 수준을 모니터링합니다. 목표 담요 수준은 다음과 같아야 합니다.튜브 모듈 바닥 아래 0.3~0.5m. 담요가 0.3m보다 가까이 올라가면 방전 빈도나 지속 시간을 늘리십시오. 수심이 0.5m 이하로 크게 떨어지고, 방류농도가 낮을 ​​경우 처리수를 불필요하게 낭비하게 될 가능성이 높습니다.

작업 사례 - 10,000 m³/d 튜브 침전조

설계 원칙을 실제로 적용하기 위해 직사각형 튜브 침전조 처리에 대한 완전한 작업 예가 있습니다.10,000 m³/d도시 폐수.

설계 입력 데이터

입구 설계 계산

접근 속도는 유속을 튜브 침전지 계획 면적으로 나누어 계산합니다. 417m³/h를 (10mx 5m)로 나눈 값은 다음과 같습니다.8.34m/h 또는 약 2.3mm/s. 이는 권장 범위인 5~15mm/s 내에 속하지만 약간 낮은 수준입니다-. 이는 필요한 경우 향후 유량을 늘릴 수 있는 여지가 있음을 의미합니다.

배플 벽의 경우: 벽 면적은 너비 6m x 깊이 4.5m입니다. =27 m². 개방 면적 비율이 20%일 때 필요한 개방 면적은 다음과 같습니다.5.4 m². 75mm 직경의 구멍(각 구멍 면적=0.0044m²)을 사용하면 필요한 구멍 수는 5.4를 0.0044로 나눈 값입니다. 이는 대략 다음과 같습니다.1,220홀. 6mx 4.5m 면적에 분산되어 있으며 이는 대략적인 결과를 제공합니다.150mm x 150mm 간격구멍 사이.

평균 흐름에서의 구멍 속도는 0.116m³/s를 5.4m²로 나눈 값입니다. =0.021m/s(약 0.02m/s). 이는 권장되는 0.15m/s 목표보다 훨씬 낮습니다. 이는 구멍이 유량에 비해 너무 크다는 것을 의미합니다. 이를 수정하려면 구멍 수를 줄이거나(0.15m/s에 가까운 속도를 제공하는 약 170개 구멍으로) 균일한 분포를 유지하면서 속도를 높이기 위해 구멍 직경을 줄이는 것이 좋습니다.

슬러지 호퍼 설계

제공하다탱크 길이를 따라 4개의 호퍼- 3미터마다 하나 - 각각60도 측면 경사로 깊이 1.2m안정적인 슬러지 슬라이딩을 보장합니다. 각 호퍼에는 다음이 장착되어야 합니다.150mm 공압 작동식 플러그 밸브타이머 컨트롤에. 권장되는 작동 순서는 간헐적인 방전입니다.20분마다 20초씩, 주어진 시간에 하나의 호퍼만 배출되도록 호퍼를 순차적으로 회전합니다. 이는 일관된 슬러지 제거를 유지하면서 시스템에 대한 유압 충격을 방지합니다.

결론

물 분배 및 슬러지 배출은 튜브 침전지 설계 -에서 가장 간과되는 두 가지 측면이며 현장에서 성능 저하의 가장 일반적인 원인 중 하나이기도 합니다. 핵심 설계 원칙은 간단하고 잘 정립되어 있습니다. 전체 튜브 침강기 단면에 걸쳐 균일하게 흐름을 분배하고, 5~15mm/s의 접근 속도를 목표로 하고, 에너지 소산을 위해 15~25%의 배플 개방 공간을 제공하고, 완전 보어 밸브를 사용하여 신뢰할 수 있는 타이머 일정에 따라 슬러지를 제거하고,{8}}파이프 경사를 2% 이상 유지합니다. 일상적인 슬러지 블랭킷 수준 모니터링을 통해 성능을 확인합니다. - 이상적으로는 블랭킷을 튜브 모듈 입구 아래 0.3~0.5m 아래에 유지합니다. 이러한 기본 사항을 올바르게 설정하기 위해 엔지니어링 노력을 투자하는 공장은 설치 공간을 확장하지 않고도 더 높은 처리 용량, 엄격한 배출 기준을 충족하는 더 나은 배출수 품질, 운영상 문제가 크게 줄어드는 등 튜브 침전지 투자의 모든 이점을 누릴 수 있습니다.