यदि आप एक नया ट्यूब सेटलर अवसादन टैंक डिजाइन कर रहे हैं या खराब प्रदर्शन वाले टैंक का निवारण कर रहे हैं, तो दो कारक किसी भी अन्य की तुलना में आपके परिणाम निर्धारित करेंगे:इनलेट पर जल वितरणऔरनीचे से कीचड़ का निकलना. इनमें से कोई भी एक गलत हो जाए और परिणाम तत्काल होंगे - शॉर्ट {{2}सर्किटिंग, असमान जमाव, कीचड़ संचय, और अपशिष्ट गुणवत्ता जो निर्वहन मानकों को पूरा करने में विफल रहती है, भले ही आपका ट्यूब मीडिया कितना भी उच्च गुणवत्ता वाला क्यों न हो। यह मार्गदर्शिका संख्याओं को व्यवहार में लाने के लिए वास्तविक इंजीनियरिंग उदाहरण का उपयोग करते हुए, दोनों प्रणालियों के लिए प्रमुख डिज़ाइन सिद्धांतों और गणना विधियों से गुजरती है।
ट्यूब सेटलर्स असाधारण दक्षता क्यों प्रदान करते हैं?
ट्यूब सेटलर्स मौजूदा अवसादन बेसिन की उपचार क्षमता बढ़ाने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीकों में से एक की पेशकश करते हैं। मूल सिद्धांत अत्यंत सरल है: प्रभावी निपटान क्षेत्र टैंक फर्श क्षेत्र - से पूरी तरह से स्वतंत्र है, यह इसके बजाय पर निर्भर करता हैझुके हुए ट्यूब मॉड्यूल का कुल क्षैतिज रूप से प्रक्षेपित क्षेत्र. इसका मतलब है कि आप अपने टैंक पदचिह्न का विस्तार किए बिना निपटान क्षमता में नाटकीय रूप से वृद्धि कर सकते हैं।
जब ट्यूबों को 60-डिग्री के कोण पर स्थापित किया जाता है, तो ट्यूब का प्रत्येक घन मीटर आयतन लगभग प्रदान करता है11 से 15 वर्ग मीटरप्रभावी बसावट क्षेत्र का. इसका अनुवाद तक होता हैफर्श क्षेत्रफल से 8 से 10 गुनाटैंक का. प्रत्येक ट्यूब चैनल के भीतर बसने की दूरी एक पारंपरिक क्लीरिफायर - में कई मीटर की तुलना में केवल कुछ सेंटीमीटर - है, जिसका अर्थ है कि कण संग्रह सतह तक बहुत तेजी से पहुंचते हैं।
ट्यूबों के अंदर हाइड्रोलिक व्यवस्था भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। लैमिनर प्रवाह की स्थिति, रेनॉल्ड्स संख्या आमतौर पर 500 से नीचे रहने के कारण, प्रभावी निपटान क्षेत्र की प्रति इकाई हाइड्रोलिक लोडिंग दर की अनुमति देती हैपारंपरिक अवसादन से काफी अधिक. लेकिन यह सैद्धांतिक लाभ वास्तविक विश्व प्रदर्शन में तभी तब्दील होता है जब हाइड्रोलिक्स को विशेष रूप से ठीक से इंजीनियर किया जाता है, जब प्रवाह पूरे ट्यूब सेटलर क्रॉस सेक्शन में समान रूप से वितरित किया जाता है और कीचड़ को पूरी तरह से और समय पर हटा दिया जाता है।
जल वितरण डिज़ाइन - प्रवाह को सही बनाना
इनलेट डिज़ाइन उद्देश्य
ट्यूब सेटलर टैंक के लिए इनलेट सिस्टम दो महत्वपूर्ण कार्य करता है जो सीधे समग्र प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। सबसे पहले, यह होना चाहिएगतिज ऊर्जा को नष्ट करेंआने वाले प्रवाह की - यदि अशांति निपटान क्षेत्र में प्रवेश करती है, तो यह बसे हुए कीचड़ कंबल को परेशान करती है, कणों को फिर से निलंबित कर देती है, और ट्यूबों को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन की गई हर चीज को कमजोर कर देती है। दूसरा, इसे ट्यूब मॉड्यूल के पूर्ण क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र में यथासंभव समान रूप से प्रवाह वितरित करना चाहिए। असमान वितरण स्थानीयकृत उच्च वेग क्षेत्र बनाता है जो ठोस पदार्थों को व्यवस्थित होने से पहले ट्यूबों के माध्यम से ले जाते हैं।
व्यवहार में उपयोग किए जाने वाले सामान्य इनलेट कॉन्फ़िगरेशन में शामिल हैं:छिद्रित बाधक दीवारेंनियमित रूप से दूरी वाले छिद्रों के साथ (आयताकार टैंकों के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और विश्वसनीय विकल्प), कई वितरण बंदरगाहों के साथ जलमग्न इनलेट पाइप, ऊपर की ओर वाले बंदरगाहों के साथ निचले {{0}प्रवेश वितरण पार्श्व, और वी{{2}नॉच वियर के साथ इनलेट चैनल। चुनाव टैंक ज्यामिति, प्रवाह दर और स्थान की कमी पर निर्भर करता है, लेकिन छिद्रित बाफ़ल दीवार अधिकांश नगरपालिका डिज़ाइनों के लिए डिफ़ॉल्ट प्रारंभिक बिंदु है।
मुख्य डिज़ाइन पैरामीटर
ट्यूब सेटलर इनलेट्स के लिए सबसे महत्वपूर्ण हाइड्रोलिक मीट्रिक हैदृष्टिकोण वेग- जैसे ही पानी ट्यूब मॉड्यूल के निचले हिस्से में प्रवेश करता है, ऊपर की ओर प्रवाह वेग होता है। सतही जल या द्वितीयक प्रवाह का उपचार करने वाले अधिकांश नगरपालिका अनुप्रयोगों के लिए, वेग का दृष्टिकोण अपनाएँ5 से 15 मिमी/सेकेंडइष्टतम प्रदर्शन प्रदान करें। 5 मिमी/सेकंड से नीचे के वेग से कीचड़ को वितरण क्षेत्र के भीतर ही जमने का जोखिम होता है, जिससे मृत क्षेत्र बनते हैं जो प्रभावी मात्रा को कम कर देते हैं। 20 मिमी/सेकेंड से ऊपर के वेग से कीचड़ कंबल को परेशान करने और फ्लोक कणों को बाहर निकलने से पहले ट्यूब चैनलों में ले जाने का जोखिम होता है।
ऊर्जा अपव्यय के लिए बाफ़ल डिज़ाइन
एक एकल बाफ़ल दीवार रखी गई0.8 से 1.5 मीइनलेट दीवार से, समान रूप से वितरित छेद के साथ (आमतौर पर)।50 से 100 मिमी व्यासपर200 से 400 मिमी की दूरी), अधिकांश आयताकार टैंकों के लिए प्रभावी इनलेट ऊर्जा अपव्यय प्रदान करता है। डिज़ाइन छेद वेग को लक्षित करना चाहिए0.15 से 0.25 मी/सेऔसत दैनिक प्रवाह पर - इतना तेज़ कि छिद्रों के अंदर जमने से रोका जा सके, इतना धीमा कि जेट गिरने से बचा जा सके। सभी छिद्रों का संयुक्त कुल खुला क्षेत्र होना चाहिए15 से 25%बाफ़ल दीवार क्षेत्र का. एक महत्वपूर्ण विवरण जिसे अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है: a प्रदान करें200 से 300 मिमी का अंतरकीचड़ के गुजरने के लिए बाफ़ल के नीचे। इस अंतराल के बिना, कीचड़ बाफ़ल के पीछे जमा हो जाता है, जिससे सक्रिय मात्रा कम हो जाती है और अंततः अवायवीय स्थितियाँ पैदा होती हैं।
वितरण एकरूपता आवश्यकताएँ
एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई इनलेट प्रणाली को कम से कम प्रवाह वितरण एकरूपता प्राप्त करनी चाहिए85 से 90%, जिसका अर्थ है कि प्रति इकाई क्षेत्र में प्रवाह दर टैंक क्रॉस - अनुभाग में औसत से 10 से 15% से कम भिन्न होती है। खराब वितरण के सबसे आम कारणों में शामिल हैं: इनलेट को ट्यूब मॉड्यूल के बहुत करीब रखा जाना (0.5 मीटर से कम निकासी), अपर्याप्त बाफ़ल खुला क्षेत्र (दीवार क्षेत्र के 10% से कम), और असममित टैंक ज्यामिति जिसे व्यक्तिगत पोर्ट आकार में ध्यान में नहीं रखा जाता है। सिंगल साइड इनलेट वाले आयताकार टैंक विशेष रूप से बाद वाले - के लिए असुरक्षित होते हैं, इनलेट के निकटतम बंदरगाहों को असंगत रूप से अधिक प्रवाह प्राप्त होता है जब तक कि व्यक्तिगत आकार न हो।
| पैरामीटर | अनुशंसित मूल्य | टिप्पणियाँ |
| दृष्टिकोण वेग | 5-15 मिमी/सेकेंड | हल्के फ़्लॉक्स के लिए निचला; घने रासायनिक फ़्लॉक्स के लिए उच्चतर |
| बाफ़ल छेद वेग | 0.15-0.25 m/s | औसत दैनिक प्रवाह पर |
| बफ़ल खुले क्षेत्र का अनुपात | 15-25% | कुल बाफ़ल दीवार क्षेत्र का |
| इनलेट से ट्यूबों तक की दूरी | न्यूनतम 0.8 मी | बड़े टैंकों के लिए 1.2-1.5 मीटर को प्राथमिकता दी जाती है |
| प्रवाह वितरण एकरूपता | न्यूनतम 85% | नए डिज़ाइन के लिए 90% से ऊपर का लक्ष्य |
कीचड़ निर्वहन डिज़ाइन - ठोस पदार्थों को जमा न होने दें
कीचड़ निर्वहन क्यों मायने रखता है
ट्यूब सेटलर टैंक से प्रभावी कीचड़ हटाना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि उचित इनलेट वितरण - और यह संभवतः दोनों में से सबसे अधिक नजरअंदाज किया जाता है। जब कीचड़ अनियंत्रित रूप से जमा हो जाता है, तो यह समस्याओं का एक समूह पैदा करता है: प्रभावी निपटान मात्रा सिकुड़ जाती है, अवायवीय क्षेत्र विकसित होते हैं और गैसें उत्पन्न होती हैं जो पैदा कर सकती हैंकीचड़ का प्लवन(स्थिर ठोस पदार्थों को निलंबन में वापस उठाना), और यदि कीचड़ कंबल काफी ऊपर उठ जाता है, तो यह ट्यूब मॉड्यूल के निचले उद्घाटन को भौतिक रूप से अवरुद्ध कर सकता है। एक बार जब ऐसा हो जाता है, तो एकमात्र समाधान टैंक को खाली करना और मैन्युअल सफाई करना है जो एक महंगी और विघटनकारी प्रक्रिया है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई कीचड़ संग्रह और निर्वहन प्रणाली को या तो लगातार या लगातार, छोटे अंतराल पर जमे हुए ठोस पदार्थों को हटाना चाहिए।
कीचड़ हॉपर ज्यामिति
अधिकांश ट्यूब सेटलर टैंक दो कीचड़ संग्रह कॉन्फ़िगरेशन में से एक का उपयोग करते हैं। पहला प्रयोगएकाधिक शंक्वाकार या पिरामिडनुमा हॉपर, आम तौर पर 1.0 से 1.5 मीटर गहराई और कम से कम 60 डिग्री - के साइड ढलान के साथ यह कोण यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि कीचड़ दीवारों से चिपकने के बजाय हॉपर के तल पर विश्वसनीय रूप से फिसले। दूसरा कॉन्फ़िगरेशन a का उपयोग करता हैएक यांत्रिक कीचड़ खुरचनी के साथ सपाट या धीरे से ढलान वाला तलऔर एक केंद्रीय संग्रह गर्त। हॉपर के लिए {{1}नीचे के टैंकों के लिए, हॉपर तक पहुंचने के लिए फर्श के साथ-साथ क्षैतिज दूरी की कीचड़ को कम से कम - करना चाहिए, आदर्श रूप से इससे कम3 से 4 मीटर. लंबी यात्रा दूरी ठोस पदार्थों को संकुचित होने और फर्श पर चिपकने की अनुमति देती है, जिससे हॉपर डिज़ाइन का उद्देश्य विफल हो जाता है।
कॉन्फ़िगरेशन का विकल्प टैंक के आकार पर निर्भर करता है: गोलाकार टैंक आम तौर पर परिधीय कीचड़ संग्रह के साथ एक घूर्णन खुरचनी का उपयोग करते हैं, आयताकार टैंक या तो लंबाई के साथ दूरी वाले कई हॉपर या एक यात्रा पुल खुरचनी का उपयोग करते हैं। छोटे आयताकार टैंकों के लिए मल्टी-हॉपर दृष्टिकोण अधिक सामान्य है क्योंकि इसमें कोई हिलने वाला भाग नहीं होता है और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
कीचड़ निर्वहन वाल्व और पाइपिंग
स्लज डिस्चार्ज पाइपिंग का व्यास न्यूनतम होना चाहिए150 मिमीक्लॉगिंग का विरोध करने के लिए. पाइप का ढलान कम से कम होना चाहिएडिस्चार्ज बिंदु की ओर 2%. वाल्व का प्रकार अत्यंत महत्वपूर्ण है: हमेशा उपयोग करेंपूर्ण-बोर वाल्वजैसे गेट, प्लग, या पिंच वाल्व। कीचड़ सेवा में कभी भी ग्लोब या बटरफ्लाई वाल्व का उपयोग न करें - वे आंतरिक प्रवाह प्रतिबंध बनाते हैं जो ठोस पदार्थों को फँसाते हैं और आसानी से अवरुद्ध हो जाते हैं। मैन्युअल वाल्वों की तुलना में टाइमर नियंत्रित आंतरायिक डिस्चार्ज के साथ स्वचालित वाल्व (वायवीय या इलेक्ट्रिक) की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। मैन्युअल कीचड़ निकासी ऑपरेटर के परिश्रम पर निर्भर करती है, जो शिफ्ट से शिफ्ट में भिन्न होती है, और असंगत निर्वहन कीचड़ संचय समस्याओं के प्रमुख कारणों में से एक है।
लगातार परिणामों के लिए परिचालन दिशानिर्देश
कीचड़ निर्वहन एक पर आधारित हैनियमित टाइमर शेड्यूलमैन्युअल निर्णय के बजाय लगातार सर्वोत्तम परिणाम उत्पन्न करता है। उदाहरण के लिए, छोटे, बारंबार डिस्चार्ज अंतराल - से प्रारंभ करें,हर 15 से 30 मिनट में 15 से 30 सेकंड- और मापी गई कीचड़ सांद्रता के आधार पर समायोजित करें। की कीचड़ सांद्रता को लक्षित करें1 से 3% ठोसडिस्चार्ज स्ट्रीम में; 1% से नीचे की सांद्रता दर्शाती है कि आप बहुत अधिक पानी बर्बाद कर रहे हैं (वाल्व को बहुत बार या बहुत लंबे समय तक खोलना), जबकि 3% से ऊपर की सांद्रता अपर्याप्त निर्वहन आवृत्ति को दर्शाती है।
पोर्टेबल कीचड़ कंबल डिटेक्टर का उपयोग करके प्रतिदिन कीचड़ कंबल स्तर की निगरानी करें। लक्ष्य कंबल स्तर होना चाहिएट्यूब मॉड्यूल के तल से 0.3 से 0.5 मीटर नीचे. यदि कंबल 0.3 मीटर से अधिक करीब उठता है, तो निर्वहन आवृत्ति या अवधि बढ़ाएँ। यदि यह 0.5 मीटर से काफी नीचे चला जाता है और डिस्चार्ज सांद्रता कम है, तो आप संभवतः उपचारित पानी को अनावश्यक रूप से बर्बाद कर रहे हैं।
कार्यान्वित उदाहरण - 10,000 m³/d ट्यूब सेटलर टैंक
डिज़ाइन सिद्धांतों को व्यवहार में लाने के लिए, यहां एक आयताकार ट्यूब सेटलर टैंक उपचार के लिए एक पूर्ण उदाहरण दिया गया है10,000 m³/dनगरपालिका अपशिष्ट जल का.
डिज़ाइन इनपुट डेटा
| पैरामीटर | कीमत |
| डिज़ाइन प्रवाह | 10,000 m³/d = 417 m³/h |
| टैंक आयाम (L x W x D) | 12 मीटर लंबा x 6 मीटर चौड़ा x 4.5 मीटर पानी की गहराई |
| ट्यूब मॉड्यूल स्थापना | 60 डिग्री का कोण, ऊपरी 2.5 मीटर गहराई घेरता है |
| ट्यूब सेटलर योजना क्षेत्र | 10 एमएक्स 5 मीटर=50 वर्ग मीटर (प्रत्येक छोर पर 1 मीटर की निकासी) |
इनलेट डिज़ाइन गणना
दृष्टिकोण वेग की गणना ट्यूब सेटलर योजना क्षेत्र द्वारा विभाजित प्रवाह दर के रूप में की जाती है: 417 m³/h को (10 mx 5 m) से विभाजित करने पर बराबर होता है8.34 मी/घंटा, या लगभग 2.3 मिमी/सेकेंड. यह 5 से 15 मिमी/सेकंड की अनुशंसित सीमा के भीतर आराम से गिरता है, हालांकि थोड़ा निचले सिरे पर - जिसका अर्थ है कि जरूरत पड़ने पर भविष्य में प्रवाह बढ़ाने की गुंजाइश है।
बफ़ल दीवार के लिए: दीवार का क्षेत्रफल 6 मीटर चौड़ा x 4.5 मीटर गहरा=है27 m². 20% खुले क्षेत्र के अनुपात पर, आवश्यक खुला क्षेत्र है5.4 m². 75 मिमी व्यास वाले छेदों (प्रत्येक छेद का क्षेत्रफल {{2%) वर्ग मीटर) का उपयोग करते हुए, छेदों की आवश्यक संख्या 5.4 को 0.0044 से विभाजित किया जाता है, जो लगभग बराबर होती है1,220 छेद. 6 एमएक्स 4.5 मीटर क्षेत्र में वितरित, यह मोटे तौर पर देता है150 मिमी x 150 मिमी अंतरछिद्रों के बीच.
औसत प्रवाह पर छेद का वेग 0.116 m³/s है जो 5.4 m²=से विभाजित है0.021 मी/से (लगभग 0.02 मी/से). यह अनुशंसित 0.15 मीटर/सेकेंड लक्ष्य से काफी कम है, जिसका अर्थ है कि प्रवाह दर के लिए छेद बड़े आकार के हैं। इसे ठीक करने के लिए, छिद्रों की संख्या को कम करने (लगभग 170 छिद्रों तक, जो 0.15 मीटर/सेकेंड के करीब वेग देगा) या समान वितरण बनाए रखते हुए वेग बढ़ाने के लिए छेद के व्यास को कम करने पर विचार करें।
कीचड़ हॉपर डिजाइन
उपलब्ध करवानाटैंक की लंबाई के साथ चार हॉपरप्रत्येक 3 मीटर पर - एक - प्रत्येक60-डिग्री पार्श्व ढलान के साथ 1.2 मीटर गहराविश्वसनीय कीचड़ फिसलन सुनिश्चित करने के लिए। प्रत्येक हॉपर को एक से सुसज्जित किया जाना चाहिए150 मिमी वायवीय रूप से सक्रिय प्लग वाल्वटाइमर नियंत्रण पर. अनुशंसित परिचालन क्रम का आंतरायिक निर्वहन हैहर 20 मिनट में 20 सेकंड, हॉपर के माध्यम से क्रमिक रूप से घूमना ताकि किसी भी समय केवल एक हॉपर डिस्चार्ज हो। यह लगातार कीचड़ हटाने को बनाए रखते हुए सिस्टम को हाइड्रोलिक झटके से बचाता है।
| डिज़ाइन तत्व | परिकलित मूल्य | स्थिति |
| दृष्टिकोण वेग | 2.3 मिमी/सेकेंड | 5-15 मिमी/सेकेंड की सीमा के भीतर |
| बफ़ल दीवार क्षेत्र | 27 m² | डिज़ाइन का आधार |
| खुला क्षेत्र (20% अनुपात) | 5.4 m² | 15-25% लक्ष्य के अंदर |
| छिद्र संख्या (75 मिमी व्यास) | 1,220 छेद | ~150 मिमी अंतर |
| छिद्र वेग | 0.021 m/s | 0.15 मीटर/सेकेंड लक्ष्य से नीचे; छेद संख्या समायोजित करें |
| कीचड़ हॉपर | 4 इकाइयाँ, 1.2 मीटर गहरी | 60 डिग्री पार्श्व ढलान |
निष्कर्ष
जल वितरण और कीचड़ निर्वहन ट्यूब सेटलर डिज़ाइन के दो सबसे अधिक नजरअंदाज किए गए पहलू हैं - और वे क्षेत्र में खराब प्रदर्शन के सबसे आम कारणों में से एक हैं। मुख्य डिज़ाइन सिद्धांत सीधे और अच्छी तरह से स्थापित हैं: पूर्ण ट्यूब सेटलर क्रॉस खंड में समान रूप से प्रवाह वितरित करें, 5 और 15 मिमी/सेकेंड के बीच एक दृष्टिकोण वेग का लक्ष्य रखें, ऊर्जा अपव्यय के लिए 15 से 25% खुला क्षेत्र प्रदान करें, पूर्ण बोर वाल्व का उपयोग करके एक विश्वसनीय टाइमर शेड्यूल पर कीचड़ को हटा दें, और पाइप ढलान को 2% से ऊपर बनाए रखें। नियमित कीचड़ कंबल स्तर की निगरानी के माध्यम से प्रदर्शन को सत्यापित करें - आदर्श रूप से कंबल को ट्यूब मॉड्यूल इनलेट से 0.3 से 0.5 मीटर नीचे रखें। जो संयंत्र इन बुनियादी सिद्धांतों को सही करने के लिए इंजीनियरिंग प्रयास में निवेश करते हैं, उन्हें अपने ट्यूब सेटलर निवेश का पूरा लाभ मिलेगा: पदचिह्न का विस्तार किए बिना उच्च उपचार क्षमता, बेहतर प्रवाह गुणवत्ता जो कड़े निर्वहन मानकों को पूरा करती है, और काफी कम परिचालन सिरदर्द।
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