Quais são os princípios de trabalho, características, estrutura e considerações de design de um clarificador de lamela?
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Princípio e características de um clarificador de lamela
De acordo com o princípio do tanque raso, sob a condição de um volume efetivo fixo, quanto maior a área da superfície do clarificador, maior a eficiência da sedimentação, que não está relacionada ao tempo de detenção. O mais raso do clarificador, quanto menor o tempo de detenção. Em um clarificador de lamela com colonos de tubo (ou placa) inclinados, a zona de sedimentação é dividida em múltiplas camadas finas por uma série de placas ou tubos inclinados paralelos, incorporando assim o princípio do tanque raso.
Quais são as principais características de um clarificador de lamela?
1️⃣ Utiliza o princípio do fluxo laminar.
O fluxo entre as placas ou tubos inclinados possui um raio hidráulico muito pequeno, resultando em um número baixo de Reynolds, geralmente em torno de ± 200. Isso mantém o fluxo em um estado laminar, o que é altamente favorável à sedimentação. O número de Froude dentro dos tubos inclinados é de cerca de 1 × 10⁻³ a 1 × 10⁻⁴, indicando condições de fluxo estável.
2️⃣ Aumenta a área de decantação efetiva, melhorando assim a eficiência da sedimentação.
No entanto, devido a fatores como o arranjo específico das placas inclinadas, a influência dos fluxos de entrada e saída e as condições de fluxo dentro dos tubos ou placas, a capacidade real de tratamento não pode atingir o máximo teórico. A razão entre a eficiência real da sedimentação e a eficiência teórica é chamada de coeficiente efetivo.
3️⃣ Isso diminui a distância de sedimentação das partículas, reduzindo bastante o tempo de sedimentação.
4️⃣ As partículas de floc podem colidir e re - agregar dentro do colono do tubo inclinado,Promoção de crescimento adicional das partículas e melhorando a eficiência da sedimentação.
Em que consiste a estrutura de um clarificador de lamela?
A estrutura de um clarificador de lamela é semelhante à de um clarificador convencional. Consiste em quatro partes principais: uma entrada, uma zona de sedimentação, uma saída e uma zona de coleta de lodo. A diferença é que a zona de decantação está equipada com vários colonos de tubos inclinados. A Figura 1 mostra uma estrutura típica de um clarificador de lamela.
Em um clarificador de lamela, de acordo com a direção em que a água flui através das placas inclinadas, existem três tipos de fluxo: fluxo ascendente, fluxo descendente e fluxo horizontal, como mostra a Figura 2. Quando a água flui para cima através do fluxo de tubo inclinado e o fluxo (também de lodo (o lodo {também é o fluxo de um fluxo para cima. Em clarificadores de fluxo descendente, a água flui para baixo através dos tubos ou placas inclinadas juntamente com as partículas de decantação.
Quando a direção do fluxo da água e das partículas é a mesma, ela é chamada de fluxo para baixo (também conhecido como co - fluxo de corrente). Quando a água flui horizontalmente através do clarificador, é chamado de fluxo horizontal (também conhecido como fluxo cruzado -), que é aplicável apenas a placas inclinadas.
Quais são as considerações de design para um clarificador de lamela?
1. Zona de entrada
A água entra no clarificador horizontalmente. A zona de entrada normalmente inclui paredes perfuradas, paredes com fendas ou tubos inclinados para fluxo descendente, que ajudam a distribuir o fluxo uniformemente pela largura do tanque - semelhante aos requisitos de design para um clarificador de fluxo horizontal convencional.
Para garantir a distribuição uniforme do fluxo através dos colonos de tubo inclinados de fluxo ascendente, é necessário manter uma certa altura para a zona de distribuição de fluxo abaixo dos tubos. A velocidade de fluxo de entrada na seção Cross - não deve exceder0.02–0.05 m/s.
2. Ângulo de inclinação de colonos de tubos inclinados
O ângulo entre os tubos inclinados (ou placas) e o plano horizontal é chamado de ângulo de inclinação ( ). Um ângulo de inclinação menor resulta em uma velocidade de liquidação de partículas mais baixa (u₀) e, portanto, melhor resolver desempenho.
No entanto, para garantir que o lodo possa deslizar para baixo automaticamente e ser descarregado sem problemas, não deve ser muito pequeno. Para clarificadores de fluxo ascendente, o ângulo de inclinação é geralmenteNão menos que 55 graus a 60 graus.
Para clarificadores de fluxo descendente, uma vez que a descarga de lodo é mais fácil, o ângulo é geralmenteNão menos que 30 graus –40 graus.
3. Forma e material de colonos de tubos inclinados
Para fazer pleno uso do volume limitado do clarificador, os colonos de tubo inclinados são projetados com formas seccionais cruzadas compactas -}, como formas quadradas, retangulares, hexagonais ou corrugadas.
Para uma instalação mais fácil, várias ou mesmo centenas de tubos são agrupadas em um módulo, e vários módulos são instalados na zona de decantação.
Os materiais devem ser leves, fortes, não - tóxicos e econômicos. Os materiais comuns incluem papel favo de mel e folhas finas de plástico. Os tubos de favo de mel são frequentemente feitos de papel impregnado curado com resina fenólica, geralmente formada em hexágonos regulares com um diâmetro de círculo inscrito de cerca de25 mm. Folhas de plástico são normalmentePVC rígido de 0,4 mm de espessura, formado pela pressão de calor.
4. Comprimento e espaçamento de colonos de tubos inclinados
Quanto mais tempo os tubos, maior a eficiência de sedimentação. No entanto, os tubos excessivamente longos são difíceis de fabricar e instalar, e estendendo o comprimento além de um determinado ponto que rendem retornos diminuindo.
Se os tubos forem muito curtos, a proporção da zona de transição (onde o fluxo muda de turbulento para laminar) aumenta, reduzindo o comprimento efetivo de assentamento. O comprimento da zona de transição é geralmente100–200 mm.
Com base na experiência:
O comprimento das placas inclinadas para o fluxo ascendente é geralmente0.8–1.0 m, e não deve ser menor que0.5 m.
Para o fluxo descendente, o comprimento é sobre2.5 m.
Em uma cruz constante - velocidade seccional, espaçamento menor ou diâmetro do tubo aumenta a velocidade de fluxo interno e a taxa de carregamento da superfície, permitindo um volume menor de clarificador. No entanto, espaçamento ou diâmetros muito pequenos aumentam a dificuldade de fabricação e o risco de entupimento.
Na prática de tratamento de água:
O espaçamento ou diâmetro do tubo para esclarecedores de fluxo ascendente é sobre50–150 mm.
Para esclarecedores de fluxo descendente, o espaçamento das placas é sobre35 mm.
5 Zona de saída
Para garantir o fluxo mesmo de efluente dos colonos de tubos inclinados, o arranjo do sistema de coleta de efluentes é fundamental. O sistema de coleta consiste em coletores laterais e canais principais.
Os colecionadores laterais podem ser calhas perfuradas, v - caras de caras, açudes finos ou tubos perfurados.
A altura da saída do tubo inclinado para os orifícios da coleção (ou seja, a altura da zona de água limpa) refere -se ao espaçamento dos colecionadores laterais e deve atender ao seguinte:
h maior ou igual a √3/2 × l, onde:
h= altura da zona de água limpa (m)
L= espaçamento entre colecionadores laterais (M)
Tipicamente,Lé1.2–1.8 m, entãohdeveria estar sobre1.0–1.5 m.
6. Velocidade de sedimentação (u₀) de partículas
A velocidade da água dentro dos tubos inclinados é geralmente semelhante à velocidade de fluxo horizontal dos esclarecedores convencionais, sobre10–20 mm/s.
Quando a coagulação é usada, a velocidade de liquidação de partículasu₀é sobre0,3-0,6 mm/s.
Quais são as considerações de design para um clarificador de lamela?
Alguns dados do contador - atual e co - colonos de tubo/placa inclinados atuais
| Parâmetro |
|
CO - Current (fluxo descendente) |
|---|---|---|
| Ângulo de inclinação de placas/tubos | 55 graus - 60 graus | 30 graus - 40 graus |
| Comprimento da placa | 0.8 – 1.0 m | Cerca de 2,5 m |
| Espaçamento em placa/tubo | 50 - 150 mm | Cerca de 35 mm |
| Velocidade de fluxo de entrada | Menor ou igual a 0,02 - 0,05 m/s | Semelhante ou um pouco mais alto |
| Comprimento de transição (entrada do tubo) | 100 - 200 mm | Semelhante |
| Reynolds Número de fluxo | Cerca de 200 (fluxo laminar) | Possivelmente um pouco mais alto |
| Velocidade de sedimentação de partículas (U₀) |
|
Semelhante ou um pouco mais alto |
Considerações de design para contador - Current (fluxo ascendente) Lamella Clarifier:
A turbidez da água bruta deve ser mantida abaixo de 1000 NTU (unidades de turbidez nefelométrica) a longo prazo.
A taxa de carregamento da superfície na zona de sedimentação de tubos inclinados pode ser definida entre9,0 a 11,0 m³/(h · m²).
O diâmetro do tubo deve ser25 a 35 mm, com um comprimento de tubo de1 m.
O ângulo de inclinação dos tubos deve ser60 graus.
A zona de proteção à água clara acima dos tubos inclinados não deve ser menos que1.5 m
Considerações de design para co - Current (fluxo descendente) Lamella Clarifier:
Adequado para água bruta com turbidez consistentemente abaixo200 NTU.
A taxa de carregamento da superfície na zona de sedimentação de placas inclinadas deve ser determinada com base nas condições da água bruta e na experiência operacional ou nos dados de teste de estações de tratamento de água semelhantes; Geralmente, varia de30 a 40 m³/(h · m²).
O espaçamento das placas deve ser35 mm.
O comprimento da placa na zona de decantação deve ser2,0 a 2,5 m, com o comprimento da placa na zona de descarga de lodo não menos que0.5 m.
Ângulo de inclinação de placas na zona de decantação é40 grause na zona de descarga de lodo é60 graus.
Quais são os fatores de influência e problemas comuns?
O clarificador de lamela é atualmente um processo de tratamento físico -químico amplamente utilizado para as águas residuais. Nossa equipe técnica da Henaneco analisou questões práticas encontradas no campo -, como distribuição de fluxo desigual na entrada do clarificador, entupimento da tremonha de lodo e flotação de flocs - que levam à deterioração da qualidade efluente. Com base nessas análises, desenvolvemos soluções correspondentes para resolver esses problemas.
1, fatores que afetam o desempenho de um clarificador de lamela:
A seção central do colono de tubo inclinado mantém o fluxo laminar, enquanto as seções de entrada e saída são afetadas pela entrada e saída, causando alguns distúrbios do fluxo.
O fluxo de água dentro do colono de tubo inclinado é relativamente estável, o que ajuda a melhorar a eficiência da sedimentação.
Como a distância de assentamento e o tempo de acomodação são muito curtos, a coagulação e a floculação adequadas devem ocorrer antes que a água entre no clarificador.
O fluxo estratificado de água turva tem o menor impacto nos esclarecedores de fluxo ascendente; Assim, os projetos de fluxo ascendente são adequados para água de alta turbidez, enquanto os projetos de fluxo descendente são melhores para água de turbidez muito baixa.
2, turbidez excessiva de efluente
Análise de causa:
A distribuição desigual de fluxo na entrada do clarificador causa turbulência grave ou alta velocidade de entrada perto da entrada. Isso resulta em velocidades de fluxo localmente altas, que podem ressuspensar o lodo previamente estabelecido nos tubos inclinados.
Localizado curto - circuito ("fluxo curto") interrompe a estabilidade do floc, fazendo com que os flocos formados anteriormente se separem em partículas menores.
Para obter distribuição uniforme de fluxo, as aberturas perfuradas de defletor (parede da flor) no clarificador de lamela são relativamente pequenas. Isso geralmente leva a maiores velocidades de fluxo através das aberturas em comparação com os clarificadores horizontais convencionais, causando quebra secundária de flocos formados e ressuspensão do lodo estabelecido no fundo dos orifícios de distribuição, aumentando assim a turbidez no efluente.
Soluções:
Instale as placas inclinadas em um ângulo de 60 graus na horizontal e adicione uma linha de placas de asa abaixo de cada placa inclinada, também em um ângulo de 60 graus. As placas de asa adicionadas reduzem significativamente o número de Reynolds do fluxo, aumentando as forças viscosas durante o movimento da água, o que favorece a sedimentação.
Além disso, o caminho de decantação das partículas é reduzido, beneficiando a deposição de partículas mais densas.
Garanta a distribuição uniforme de fluxo usando defletores perfurados para distribuição de água. A velocidade de fluxo horizontal na entrada da zona de distribuição deve ser controlada entre0,010 e 0,018 m/s.
Adicione uma seção de retificação de fluxo horizontal antes da zona de sedimentação, para que a água não flua diretamente da geladeira para o colono de tubo inclinado. Esta seção de fluxo horizontal (cerca de um - terço do comprimento total do clarificador) melhora a resistência ao impacto, reduz a velocidade de fluxo horizontal e serve como um alisador de fluxo. Também diminui a velocidade de fluxo ascendente dentro dos tubos inclinados, melhorando a eficiência da sedimentação e aumentando a tolerância a cargas de choque. Além disso, instale o Guia de fluxo confuso entre as seções horizontais e inclinadas do tubo para aumentar a velocidade ascendente dentro dos tubos inclinados e melhorar ainda mais a eficiência da liquidação.
3, tremendo de tremonha de lodo e baixa descarga de lodo no clarificador
Análise de causa:
A remoção mecânica de lodo no clarificador de lamela pode facilmente criar zonas mortas nas bordas e nas extremidades do clarificador, onde o lodo se acumula, levando a acúmulo excessivo de lodo nessas áreas.
O design dos tubos de descarga de lodo é frequentemente inadequado ou impróprio, o que contribui ainda mais para a má remoção de lodo.
Soluções:
Modifique o design do tanque para reduzir as zonas mortas do raspador de lodo. Use uma tremonha de lodo grande com drenagem de gravidade em vez de raspagem mecânica. Isso reduz os distúrbios do fluxo local e é menos propenso a entupimento. A inclinação maior da tremonha melhora o deslizamento do lodo, garantindo uma descarga de lodo mais completa.
Use um mecanismo de raspador para remoção de lodo e aumente o número de canais de descarga de lodo no fundo do tanque para melhorar a eficiência da remoção de lodo.
Sobre a equipe técnica de Henaneco
A equipe técnica de tratamento de água da Henaneco é especializada no setor de tratamento de águas residuais. Fornecemos serviços abrangentes, incluindo design de processos, fabricação de equipamentos, vendas e soluções de atualização/modernização para projetos de tratamento de água.
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