1. Tube Settler의 원리와 특성
얕은 탱크 이론에 따르면, 침전조의 유효 부피가 고정된 조건에서 침전 시간에 관계없이 탱크의 표면적이 클수록 침전 효율이 높아집니다. 탱크가 얕을수록 침전 시간이 짧아집니다. 튜브 침전지에서 침전 구역은 일련의 평행한 경사판 또는 튜브에 의해 얇은 층으로 나누어져 얕은 탱크 원리를 구현합니다. 경사판이나 튜브가 있는 튜브 정착기의 특성은 다음과 같습니다.
1.층류 흐름 원리 활용: 플레이트 사이나 튜브 내부에 물이 흐르기 때문에 수력반경이 작아서 레이놀즈수가 낮아집니다. 일반적으로 레이놀즈수(Re)는 200 내외로 층류를 나타내며 퇴적에 매우 유리한 층류를 나타낸다. 튜브 내 흐름의 Froude 수는 약 1×10⁻³ ~ 1×10⁻⁴로 안정적인 흐름 상태를 나타냅니다.
2.표면적 증가: 침전면적이 증가하여 침전조의 효율이 향상됩니다. 그러나 경사판의 특수한 배열, 물의 입출구 조건, 내부 흐름 패턴으로 인해 실제 처리 용량은 이론적인 배수에 도달할 수 없습니다. 실제 침강 효율과 이론 침강 효율의 비율을 유효계수라고 합니다.
3.입자 정착 거리 단축: 입자의 침전거리가 줄어들어 침전시간이 획기적으로 단축됩니다.
4.입자의 재응집: 응집입자는 경사진 판이나 튜브 내에서 재응집하여 입자성장을 촉진하고 침전효율을 더욱 향상시킵니다.
2. 튜브세틀러의 구조
경사관 또는 판형 침전조의 구조는 입구, 침전 구역, 출구 및 슬러지 수집 구역으로 구성된 기존 침전조의 구조와 유사합니다. 그러나 퇴적대에는 경사진 관이나 판이 많이 설치되어 있다. 그림 1은 튜브 정착기의 일반적인 구조를 보여줍니다.
경사판 및 튜브 침전지에서 경사판에 대한 물의 흐름 방향은 세 가지 유형으로 분류될 수 있습니다.상향 흐름, 하향 흐름, 그리고수평 흐름, 그림 2와 3에 표시된 것처럼.
1.상향 흐름(역류): 물은 기울어진 판이나 관을 통해 위쪽으로 흐르고 퇴적물은 아래쪽으로 가라앉습니다. 흐름 방향은 반대입니다. 이러한 구성을 상향 흐름 또는 역류 흐름이라고 합니다.
2.하향 흐름(동시 흐름): 물이 경사판이나 관을 통해 퇴적물과 같은 방향으로 아래로 흐르는 것을 하향류 또는 병류라고 합니다.
3.수평 흐름(교차 흐름): 물은 판을 통해 수평으로 흐릅니다. 이는 수평 흐름 또는 교차 흐름으로 알려져 있으며 경사 판에만 적용됩니다.
현재 발전소와 같은 대부분의 수처리 플랜트는 상향 흐름을 사용하며 일반적으로 튜브 정착기의 구성 요소로 경사 튜브를 사용합니다.
3. 입구 구역
물은 수평으로 침전조에 들어갑니다. 유입구 구역에는 탱크 폭 전체에 균일한 물 분포를 보장하기 위해 천공된 벽, 홈이 있는 벽 또는 하향 흐름 경사형 튜브 유입구가 있는 경우가 많습니다. 설계 및 요구 사항은 수평 침전조와 유사합니다. 상향 흐름 시스템의 경사 튜브에서 균일한 유출을 달성하려면 튜브 아래 물 분배 영역의 충분한 높이가 필요하며 입구 속도가 0.02 ~ 0.05m/ 사이로 유지되도록 해야 합니다. 에스.
4. 플레이트와 튜브의 경사각
경사판과 수평면 사이의 각도를경사각 ( ). 더 작을수록 임계 침강 속도(u₀)가 낮아져 침전 효과가 향상됩니다. 그러나 자동 슬러지 슬라이딩과 방해 없는 슬러지 배출을 보장하려면 너무 작아서는 안 됩니다. 상향 흐름 시스템의 경우 일반적으로 55도에서 60도 사이입니다. 슬러지 배출이 더 쉬운 하향 흐름 시스템에서는 일반적으로 30도에서 40도 이상입니다.
5. 플레이트 및 튜브의 형상 및 재질
사용 가능한 탱크 용량을 가장 효율적으로 사용하기 위해 경사판과 튜브는 정사각형, 직사각형, 육각형 및 주름진 형태와 같은 컴팩트한 기하학적 형태로 설계되었습니다. 설치가 쉽도록 여러 개 또는 수백 개의 경사 튜브를 단일 장치로 그룹화하여 침전 구역에 설치합니다. 경사판과 튜브에 사용되는 재료는 가볍고, 내구성이 있고, 무독성이며, 가격이 저렴해야 합니다. 일반적인 재료로는 벌집 모양 종이와 얇은 플라스틱 시트가 있습니다. 허니콤 튜브는 함침된 종이로 만들고 페놀 수지로 경화할 수 있으며 일반적으로 내부 원 직경이 25mm인 육각형을 형성합니다. 0.4mm 두께의 경질 PVC와 같은 플라스틱 시트는 종종 열 성형됩니다.
6. 플레이트와 튜브의 길이와 간격
기울어진 판이나 튜브가 길수록 침전 효율이 높아집니다. 그러나 지나치게 긴 플레이트나 튜브는 제조 및 설치가 어렵고, 길이가 길어지면 수율이 증가하여 효율성이 감소합니다. 플레이트 또는 튜브가 너무 짧으면 입구 전이 영역(난류에서 층류로의 전이 영역)의 비율이 증가하여 효과적인 침전 영역이 감소합니다. 기울어진 튜브의 전이 영역은 약 {{0}} mm입니다. 경험에 따르면 상향 흐름 플레이트는 길이가 0.8-1.0m이고 최소 0.5m여야 하며 하향 흐름 플레이트의 길이는 약 2.5m입니다. 단면 흐름 속도가 일정할 때 플레이트 또는 튜브 직경 사이의 간격이 작아지면 유속과 표면 부하가 증가하여 탱크 크기가 줄어듭니다. 그러나 지나치게 작은 간격이나 튜브 직경은 제조상의 어려움과 막힘을 초래할 수 있습니다. 수처리에서 상향 흐름 침전지는 일반적으로 50-150mm의 간격 또는 튜브 직경을 갖는 반면 하향 흐름 플레이트는 약 35mm의 간격을 갖습니다.
7. 아울렛존
경사판이나 튜브에서 균일한 유출을 보장하려면 물 수집 장치의 배열이 중요합니다. 이 장치는 물 수집 지점과 주 채널로 구성됩니다. 수집 가지에는 천공된 골짜기, 삼각형 위어, 얇은 위어 및 천공된 파이프가 포함될 수 있습니다. 경사관 출구에서 수집 구멍까지의 높이(즉, 청수대 높이)는 수집 가지 사이의 간격과 관련되며 다음 공식을 충족해야 합니다.
h √3/2L 이상
어디:
h는 청수대의 높이(m)이고,
L컬렉션 가지 사이의 간격(m)입니다.
일반적으로 L은 1.2m에서 1.8m 사이이므로 h는 1.0에서 1.5m 사이입니다.
8. 입자의 정착 속도(u₀)
경사판 사이의 유수 속도는 수평 침전조의 수평 속도와 유사하며 일반적으로 10 ~ 20 mm/s 범위입니다. 응고처리를 사용하는 경우 침강속도(u₀)는 약 0.3~0.6mm/s이다.