Quels sont le principe de travail, les caractéristiques, la structure et les considérations de conception d'un clarificateur de lamelle?
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Principe et caractéristiques d'un clarificateur de lamelle
Selon le principe du réservoir peu profond, à l'état d'un volume effectif fixe, plus la surface du clarificateur est grande, plus l'efficacité de sédimentation est élevée, ce qui n'est pas lié au temps de détention. Plus le clarificateur est profond, plus le temps de détention est court. Dans un clarificateur de lamelle avec des colons à tube incliné (ou plaque), la zone de sédimentation est divisée en plusieurs couches minces par une série de plaques ou de tubes inclinés parallèles, incarnant ainsi le principe du réservoir peu profond.
Quelles sont les principales caractéristiques d'un clarificateur de lamelle?
1️⃣ Il utilise le principe du flux laminaire.
L'écoulement entre les plaques ou les tubes inclinés a un très petit rayon hydraulique, résultant en un faible nombre de Reynolds, généralement autour de Re ≈ 200. Cela maintient l'écoulement à l'état laminaire, qui est très favorable à la sédimentation. Le nombre de Froude à l'intérieur des tubes inclinés est d'environ 1 × 10⁻³ à 1 × 10⁻⁴, indiquant des conditions d'écoulement stables.
2️⃣ Il augmente la zone de décantation efficace, améliorant ainsi l'efficacité de la sédimentation.
Cependant, en raison de facteurs tels que la disposition spécifique des plaques inclinées, l'influence des flux d'entrée et de sortie et les conditions d'écoulement dans les tubes ou les plaques, la capacité de traitement réelle ne peut pas atteindre le maximum théorique. Le rapport de l'efficacité de la sédimentation réelle à l'efficacité théorique est appelé le coefficient effectif.
3️⃣ Il raccourcit la distance de décantation des particules, réduisant considérablement le temps de décantation.
4️⃣ Les particules de floc peuvent colliter et re - agrégat à l'intérieur du colon de tube incliné,Promouvoir une croissance supplémentaire des particules et améliorer l'efficacité de la sédimentation.
En quoi consiste la structure d'un clarificateur de lamelle?
La structure d'un clarificateur de lamelle est similaire à celle d'un clarificateur conventionnel. Il se compose de quatre parties principales: une entrée, une zone de décantation, une sortie et une zone de collecte de boues. La différence est que la zone de décantation est équipée de plusieurs colons de tube inclinés. La figure 1 montre une structure typique d'un clarificateur de lamelle.
Dans un clarificateur de lamelle, selon la direction dans laquelle l'eau traverse les plaques inclinées, il existe trois types d'écoulement: l'écoulement vers le haut, l'écoulement vers le bas et l'écoulement horizontal, comme le montre la figure 2. Lorsque l'eau s'écoule vers le haut à travers l'écoulement du tube incliné et le compteur -} Current). Dans les clarificateurs de l'écoulement vers le bas, l'eau coule vers le bas à travers les tubes ou plaques inclinés avec les particules de décantation.
Lorsque la direction d'écoulement de l'eau et des particules est la même, elle est appelée débit vers le bas (également connu sous le nom de CO - flux de courant). Lorsque l'eau s'écoule horizontalement à travers le clarificateur, elle est appelée débit horizontal (également connu sous le nom de flux croisé -), qui ne s'applique qu'aux plaques inclinées.
Quelles sont les considérations de conception pour un clarificateur de lamelle?
1. Zone d'entrée
L'eau pénètre dans le clarificateur horizontalement. La zone d'entrée comprend généralement des murs perforés, des murs fendus ou des tubes inclinés à débit vers le bas, qui aident à distribuer uniformément l'écoulement sur la largeur du réservoir - similaire aux exigences de conception pour un clarificateur d'écoulement horizontal conventionnel.
Pour assurer une distribution de débit uniforme à travers les colons de tube à débit ascendant, il est nécessaire de maintenir une certaine hauteur pour la zone de distribution d'écoulement sous les tubes. La vitesse d'écoulement d'entrée à la section Cross - ne doit pas dépasser0.02–0.05 m/s.
2. Angle d'inclinaison des colons de tubes inclinés
L'angle entre les tubes (ou plaques) inclinés et le plan horizontal est appelé l'angle d'inclinaison ( ). Un angle d'inclinaison plus petit entraîne une vitesse de décantation de particules plus faible (u₀) et donc une meilleure performance de réglage.
Cependant, pour garantir que les boues peuvent glisser automatiquement et être déchargée en douceur, ne devrait pas être trop petit. Pour les clarificateurs d'écoulement vers le haut, l'angle d'inclinaison est généralementpas moins de 55 degrés –60 degrés.
Pour les clarificateurs à l'écoulement vers le bas, comme la décharge des boues est plus facile, l'angle est généralementpas moins de 30 degrés –40 degrés.
3. Forme et matériau des colons de tube inclinés
Pour utiliser pleinement le volume limité du clarificateur, les colonistes de tubes inclinés sont conçus avec des formes de section Cross - compactes, telles que des formes carrées, rectangulaires, hexagonales ou ondulées.
Pour une installation plus facile, plusieurs ou même des centaines de tubes sont regroupés en un seul module et plusieurs modules sont installés dans la zone de décantation.
Les matériaux doivent être légers, forts, non - toxiques et économiques. Les matériaux communs comprennent du papier en nid d'abeille et des feuilles en plastique minces. Les tubes en nid d'abeille sont souvent fabriqués à partir de papier imprégné guéri de résine phénolique, généralement formé en hexagones réguliers avec un diamètre de cercle inscrit d'environ25 mm. Les feuilles en plastique sont généralementPVC rigide de 0,4 mm d'épaisseur, formé de pressage de chaleur.
4. Longueur et espacement des colons de tube inclinés
Plus les tubes sont longs, plus l'efficacité de décantation est élevée. Cependant, les tubes excessivement longs sont difficiles à fabriquer et à installer, et l'extension de la longueur au-delà d'un certain point donne des rendements diminués.
Si les tubes sont trop courts, la proportion de la zone de transition (où l'écoulement passe du turbulent au laminaire) augmente, réduisant la longueur de décantation effective. La longueur de la zone de transition est généralement100–200 mm.
Basé sur l'expérience:
La longueur des plaques inclinées à débit ascendante est généralement0.8–1.0 m, et ne devrait pas être inférieur0.5 m.
Pour un flux vers le bas, la longueur est à propos2.5 m.
À une vitesse de section croix constante -, un diamètre d'espacement ou de tube plus petit augmente la vitesse d'écoulement interne et la vitesse de chargement de surface, permettant un plus petit volume de clarificateur. Cependant, de très petits espaces ou diamètres augmentent la difficulté de fabrication et le risque de colmatage.
Dans la pratique du traitement de l'eau:
Le diamètre d'espacement ou de tube pour les clarificateurs d'écoulement vers le haut est à propos50–150 mm.
Pour les clarificateurs de débit vers le bas, l'espacement des plaques est à propos35 mm.
5. Zone de sortie
Pour garantir même le flux d'effluents des colons de tube inclinés, la disposition du système de collecte des effluents est essentielle. Le système de collecte se compose de collectionneurs latéraux et de canaux principaux.
Les collectionneurs latéraux peuvent être des creux perforés, V - Notch Weirs, Mink Weirs ou Perfored Pipes.
La hauteur de la sortie de tube inclinée aux trous de collecte (c'est-à-dire la hauteur de la zone d'eau claire) concerne l'espacement des collectionneurs latéraux et devrait répondre à ce qui suit:
h supérieur ou égal à √3 / 2 × L, où:
h= Hauteur de zone d'eau claire (m)
L= Espacement entre les collectionneurs latéraux (M)
Typiquement,Lest1.2–1.8 m, donchdevrait être sur1.0–1.5 m.
6. Déplacement de la vitesse (u₀) de particules
La vitesse de l'eau à l'intérieur des tubes inclinés est généralement similaire à la vitesse d'écoulement horizontale des clarificateurs conventionnels, sur10–20 mm / s.
Lorsque la coagulation est utilisée, la vitesse de décantation des particulesu₀est à propos de0,3–0,6 mm / s.
Quelles sont les considérations de conception pour un clarificateur de lamelle?
Quelques données de compteur - Current et Co - Current Incliné Tube / Plate Settlers
| Paramètre |
|
CO - courant (flux vers le bas) |
|---|---|---|
| Angle d'inclinaison des plaques / tubes | 55 degrés - 60 degrés | 30 degrés - 40 degrés |
| Longueur de plaque | 0.8 – 1.0 m | Environ 2,5 m |
| Espacement de la plaque / tube | 50 - 150 mm | Environ 35 mm |
| Vitesse d'écoulement d'entrée | Inférieur ou égal à 0,02 à 0,05 m / s | Similaire ou légèrement plus élevé |
| Longueur de transition (entrée du tube) | 100 - 200 mm | Similaire |
| Reynolds Nombre de flux | Environ 200 (flux laminaire) | Peut-être légèrement plus élevé |
| Vitesse de décantation des particules (U₀) |
|
Similaire ou légèrement plus élevé |
Considérations de conception pour compteur - courant (flux ascendant) Clarifier lamelle:
La turbidité de l'eau brute doit être maintenue en dessous de 1000 NTU (unités de turbidité néphélométrique) à long terme.
Le taux de chargement de surface dans la zone de décantation de tube incliné peut être réglé entre9.0 à 11,0 m³ / (h · m²).
Le diamètre du tube doit être25 à 35 mm, avec une longueur de tube de1 m.
L'angle d'inclinaison des tubes doit être60 degrés.
La zone de protection de l'eau claire au-dessus des tubes inclinés ne doit pas être inférieur1.5 m
Considérations de conception pour CO - courant (flux vers le bas) Clarifier lamelle:
Adapté à l'eau brute avec turbidité constamment en dessous200 NTU.
Le taux de chargement de surface dans la zone de décantation de la plaque inclinée doit être déterminé sur la base des conditions d'eau brute et de l'expérience opérationnelle ou des données de test de centrales de traitement de l'eau similaires; Généralement, il va de30 à 40 m³ / (h · m²).
L'espacement des plaques doit être35 mm.
La longueur de la plaque dans la zone de décantation doit être2,0 à 2,5 m, avec la longueur de la plaque dans la zone de décharge des boues pas moins que0.5 m.
L'angle d'inclinaison des plaques dans la zone de décantation est40 degrés, et dans la zone de décharge des boues est60 degrés.
Quels sont les facteurs d'influence et les problèmes communs?
Le clarificateur de lamelle est actuellement un processus de traitement physicochimique largement utilisé pour les eaux usées. Notre équipe technique HenanECO a analysé les problèmes pratiques rencontrés sur le terrain -, comme la distribution de débit inégale à l'entrée du clarificateur, le colmatage de la trémie de boues et la flottation des flocs - qui conduisent à la détérioration de la qualité des effluents. Sur la base de ces analyses, nous avons développé des solutions correspondantes pour résoudre ces problèmes.
1, Facteurs affectant les performances d'un clarificateur de lamelle:
La section centrale du colon de tube incliné maintient l'écoulement laminaire, tandis que les sections d'entrée et de sortie sont affectées par les entrées et les sorties, provoquant des troubles du débit.
Le débit d'eau à l'intérieur du colon de tube incliné est relativement stable, ce qui aide à améliorer l'efficacité de la sédimentation.
Étant donné que la distance de décantation et le temps de décantation sont très courtes, une coagulation et une floculation adéquates doivent se produire avant que l'eau entre dans le clarificateur.
L'écoulement stratifié de l'eau trouble a le moins d'impact sur les clarificateurs d'écoulement vers le haut; Ainsi, les conceptions d'écoulement vers le haut conviennent à une eau de turbidité élevée, tandis que les conceptions d'écoulement vers le bas sont meilleures pour une très faible eau de turbidité.
2, turbidité des effluents excessives
Analyse des causes:
La distribution de débit inégale à l'entrée du clarificateur provoque une turbulence sévère ou une vitesse d'entrée élevée près de l'entrée. Il en résulte des vitesses d'écoulement localement élevées, qui peuvent remettre en suspension des boues précédemment réglées sur les tubes inclinés.
Circuiting court localisé - ("flux court") perturbe la stabilité des flocs, provoquant la rupture des flocs précédemment formés en particules plus petites.
Pour obtenir une distribution d'écoulement uniforme, les ouvertures perforées de chicane (paroi fleurie) dans le clarificateur de lamelle sont relativement petites. Cela conduit souvent à des vitesses d'écoulement plus élevées à travers les ouvertures par rapport aux clarificateurs horizontaux conventionnels, provoquant une rupture secondaire des flocs formés et une remise en suspension des boues réglées au fond des trous de distribution, augmentant ainsi la turbidité de l'effluent.
Solutions:
Installez les plaques inclinées à un angle de 60 degrés par rapport à l'horizontale et ajoutez une rangée de plaques d'aile sous chaque plaque inclinée, également à un angle de 60 degrés. Les plaques d'aile ajoutées réduisent considérablement le nombre de Reynolds de l'écoulement, améliorant les forces visqueuses pendant le mouvement de l'eau, ce qui favorise la sédimentation.
De plus, le chemin de décantation des particules est raccourci, bénéficiant du dépôt de particules plus denses.
Assurer une distribution de débit uniforme en utilisant des chicanes perforées pour la distribution de l'eau. La vitesse d'écoulement horizontale à l'entrée de la zone de distribution doit être contrôlée entre0,010 et 0,018 m / s.
Ajoutez une section de rectification d'écoulement horizontal avant la zone de décantation, de sorte que l'eau ne s'écoule pas directement de la sortie du déversoir dans le colon de tube incliné. Cette section d'écoulement horizontale (environ un - de la longueur totale du clarificateur) améliore la résistance à l'impact, réduit la vitesse d'écoulement horizontale et sert de lisseur d'écoulement. Il diminue également la vitesse d'écoulement ascendante dans les tubes inclinés, améliorant l'efficacité de la sédimentation et augmentant la tolérance aux charges de choc. De plus, l'installation du guide d'écoulement déroute entre les sections de tubes horizontales et inclinées pour augmenter la vitesse ascendante à l'intérieur des tubes inclinés et améliorer davantage l'efficacité du stage.
3, bouffée de boues et pauvre décharge de boues dans le clarificateur
Analyse des causes:
L'élimination mécanique des boues dans le clarificateur de lamelle peut facilement créer des zones mortes sur les bords et les extrémités du clarificateur où les boues s'accumulent, conduisant à une accumulation excessive de boues dans ces zones.
La conception des tuyaux de décharge de boues est souvent inadéquate ou inappropriée, ce qui contribue en outre à une mauvaise élimination des boues.
Solutions:
Modifiez la conception du réservoir pour réduire les zones mortes du grattoir à boues. Utilisez une grande trémie à boues avec un drainage de gravité au lieu du grattage mécanique. Cela réduit les perturbations de l'écoulement local et est moins sujette à obstruer. La plus grande pente de la trémie améliore le glissement des boues, assurant une décharge de boues plus complète.
Utilisez un mécanisme de grattoir pour l'élimination des boues et augmentez le nombre de canaux de décharge de boues sur le fond du réservoir pour améliorer l'efficacité d'élimination des boues.
À propos de l'équipe technique Henaneco
L'équipe technique du traitement de l'eau Henaneco est spécialisée dans l'industrie du traitement des eaux usées. Nous fournissons des services complets, notamment la conception des processus, la fabrication d'équipements, les ventes et les solutions de mise à niveau / modernisation pour les projets de traitement de l'eau.
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