Vandamál við landnámsrör: Vökvafræðileg greining á vandreifingu flæðis, endurfjöðrun seyru og hvernig á að laga það

Setskilnaður, sem einingaaðgerð, hefur lengi verið notuð við vatnsmeðferðarstýringu og er tiltölulega hagnýt vatnsmeðferðartækni. Til að bæta botnfallsaðskilnaðaráhrifin eru hallandi plötur eða hallandi rör oft settar upp á setsvæðinu meðan á notkun stendur, þannig að hægt sé að beita grunnlagsreglunni með því að nýta stórt svæði og mikla skilvirkni. Vandamálin sem koma upp við beitingu hafa hins vegar sjaldan vakið athygli. Í þessari grein er lögð áhersla á greiningu á helstu vandamálum sem birtast við umsókn og leggur til samsvarandi lausnir til viðmiðunar.

1. VANDAMÁL SEM KOMA Á VIÐ NOTKUN halla rörseturs

Ef vatnsdreifingin við inntak hallandi slöngunnar er ekki jöfn, mun alvarleg ókyrrð verða í vökvahreyfingunni nálægt inntakinu. Þetta veldur mjög miklum staðbundnum rennslishraða við inntakið, sem gerir það að verkum að eðjan sem áður hefur verið sett á hallandi rörin hækkar aftur.

Innri staða hallandi slöngusetts við venjulega notkun er sýnd á mynd 1.

Af mynd 1 má sjá að vatnsrennsli og seyrurennsli hafa hvor sína leið. Ef eðlileg starfsemi heldur áfram í langan tíma er hreyfing seyruflæðisins í grundvallaratriðum nálægt kraftmiklu jafnvægi:

á þessum tíma er skilvirkni SS-fjarlægingar frárennslis góð.

Hins vegar, ef flæðisdreifingin við inntakið er ekki nógu jöfn, verður flæðihraðinn við sum inntak röranna of hár, sem veldur miklum ókyrrð og versnandi gæðum frárennslis.

2. VÖTAVÉLAGREINING Á VANDANUM

Meðan á öllu óhagstæða ferlinu stendur mun vökvinn sýna ástandið sem sýnt er á mynd 2.

Ástæðurnar fyrir ofangreindu fyrirbæri eru greindar út frá eftirfarandi þáttum.

2.1 Vökvafræðileg greining á óhagstæðum aðstæðum

Reyndar má líta á flæði vatns og seyru upp og niður í hallandi rörunum sem áætluð vökvavæðingarfyrirbæri. Gerum ráð fyrir að v sé yfirborðshraði vatns í gegnum rörin, u₁ sé raunverulegur hraði vatns í gegnum seyruagnirnar og ε sé tómahlutinn (af laginu af seyruagninu). Síðan u₁=v/ε, eins og sýnt er á mynd 3.

Ef tómahluti svifefna er lítill er raunverulegur hraði vatns í gegnum agnalagið tiltölulega hár. Ef setningahraði agna er þekktur sem fast gildi u_sett, samkvæmt kenningunni um ýmis stig vökvamyndunar, þegar raunverulegur hraði vatns í gegnum agnalagið u₁=u_sett, vökvaástandið er á föstu rúmstigi með stöðugu tómabroti ε. Þegar u₁ > u_sett, er upprunalega tómabrotið ε brotið, sem veldur aukningu á tómabroti. Fyrir hneigða hólkinn þýðir þetta að agnir rísa upp, sem dregur úr skilvirkni skilvirkni.

2.2 Greining á mismunandi sethraða endursvifraða seyruagna í ýmsum ríkjum

Endurblönduðu seyruagnirnar eru til í formi ① einstakra agna og ② agnaþyrpinga af mismunandi stærð (með tómahluta ε'). Samkvæmt formúlu fyrir sethraða fyrir einstakar agnir á Stokes lagasvæðinu:

Fyrir sethraða agnaþyrpinga, samkvæmt reynslusambandi Steinours:

hvar:

v_{t, hópur}- sethraði agnaþyrpinga, m/s;

t - uppgjörstími, s;

g - þyngdarhröðun, m/s²;

ρ_s, ρ_L- þéttleiki agna og vökva, kg/m³;

D_p- agnaþvermál, m;

μ - kraftmikill seigjustuðull, kg/(m·s);

ε - ógilt brot.

Þar sem 0 < ε² < 1 og 0 < 10^-1.82(1-ε)< 1, fylgir því að ε²·10^-1.82(1-ε)< 1, þess vegna v_{t, hópur}< v_t.

Samkvæmt botnfallskenningunni og ofangreindri sönnun er ólíklegra að agnþyrpingar setjist eftir að hafa verið endurleyst, þ.e. að þeir berast auðveldara með vatnsrennsli, sem dregur úr setmyndunarvirkni.

2.3 Rennsliseiginleikar í óhagstæðu ástandi

Þegar óhagstæðar aðstæður sem sýndar eru á mynd 2 eiga sér stað, þegar horft er niður á vatnsyfirborð landnámsmannsins, virðist rennslisdreifingin eins og á mynd 4.

Eins og sýnt er á mynd 4, birtast þrjú svæði á vatnsyfirborðinu: ① tiltölulega rólegt svæði, ② breytingasvæði og ③ alvarlegt ókyrrðarsvæði. Á alvarlegu ókyrrðarsvæðinu, í alvarlegum tilfellum, getur vatnsyfirborðið jafnvel bunað upp í litla bogaboga. SS styrkur hér er afar hár, næstum sá sami og áhrifavaldurinn.

2.4 Á-prófunarniðurstöður eftir leiðréttingu byggðar á ofangreindri greiningu

Í ákveðnu skólphreinsiverkefni, vegna ofangreinds vandamáls, var frárennslið frekar gruggugt. Eftir vökvagreiningu og verkfræðilega leiðréttingu til að gera vatnsdreifinguna einsleita, birtist ekki lengur fyrirbæri að rísa flokkar í frárennsli. Niðurstöður prófsins eru sýndar í töflu 1.

Tafla 1 CODcr prófunarniðurstöður afrennslisvatns frá ákveðinni verksmiðju

Af töflu 1 má sjá að eftir leiðréttingu og samræmda vatnsdreifingu náði CODcr flutningshraði hlutfallslega hátt.

3. NOKKRIR ATRIÐI AÐ ATHUGIÐ FYRIR hallandi SLÖNGASETTUR

3.1 Greining á mismunandi ögnum

Fyrir mismunandi agnir, svo sem sandset, flókasetlag prentunar og litunar frárennslisvatns, og kolsurry set, vegna mismunandi agnaþéttleika, lögunar og tómahlutfalls, er munur á botnfalli. Sandagnir hafa tiltölulega mikinn þéttleika og litla stærð, þannig að þær setjast fljótt. Flokkar frá prentun og litun frárennslisvatns hafa tiltölulega lágan eðlismassa, nálægt vatni, stór lögun og hátt tómahlutfall, þannig að þeir setjast hægt. Kolagullur fellur þar á milli. Því fyrir sandset eru áhrif flæðissveiflna tiltölulega lítil, en fyrir prentun og litun skólps eru áhrif flæðissveiflna tiltölulega mikil. Þannig hafa mismunandi agnir mismunandi kröfur um flæðidreifingu. Fyrir prentun og litun frárennslisvatns verður flæðisdreifingin við inntakið að vera tiltölulega jöfn.

3.2 Hneigðir hólkar þurfa jafnari vatnsdreifingu

Vegna þess að hallandi rör (venjulega 35 mm, 50 mm í þvermál) eru sett í botninn, þegar vökvadreifingin undir rörunum er ekki jöfn, vegna ν=Q/A, verður flæðishraðinn of mikill í sumum rörum, sem veldur því að flokkar hækka, sem leiðir til þess að frárennslisgæði eru enn verri en án röra. Þess vegna ætti vatnsdreifingin í hallandi túpuseturum að vera jafnari en í venjulegum botnfallsgeymum.

3.3 Uppsetningarstefna hallandi röra ætti að vera gagnstæð innstreymistefnunni

Ferlið þar sem vatn kemst inn í setlið frá inntaksrörinu felur í sér skyndilega stækkun á þversniði rennslis-. Þess vegna tekur flæðið stutta breytingu. Til að forðast þessa breytingu ætti uppsetningarstefna hallandi röranna að vera gagnstæð innstreymistefnunni. Þetta getur dregið úr áhrifum skyndilegrar breytinga á rennsli á setmyndunarhagkvæmni flokka.