Wprowadzenie
Okrągłe osadniki wstępne są wykorzystywane do separacji zawiesin od cieczy; znajdują szerokie zastosowanie w branży oczyszczania ścieków i uzdatniania wody, a także w sektorze górniczym, odwróconej osmozy oraz w przemyśle papierniczym i celulozowym (to tylko niektóre z branż).
Osadniki są częścią procesu znanego jako sedymantacja. Sedymantacja to proces separacji zawiesin od cieczy. Jeśli sedymantacja zachodzi wyłącznie pod wpływem siły grawitacji, stosuje się baseny sedymentacyjne lub zbiorniki osadowe. Osadniki są definiowane jako urządzenia, które realizują proces sedymantacji za pomocą środków mechanicznych.
Przekrój Zbiornika Osadowego
Aby osiągnąć separację, osadniki zmniejszają prędkość dopływu (przepływu wchodzącego) i pozwalają mu osiadać pod wpływem siły grawitacji. Cięższe zawiesiny opadają na dno osadnika i gromadzą się, tworząc osad. Lżejsze zawiesiny unoszą się na powierzchni osadnika i gromadzą się, tworząc kożuch. Cięższe zawiesiny nazywane są oddzielnymi ciałami stałymi, podczas gdy lżejsze nazywane są unoszącymi się ciałami stałymi.
Projekty osadników wstępnych są albo okrągłe, prostokątne lub stromościenne. Typowe osadniki mają czas zatrzymania/retencji (całkowity czas w osadniku) wynoszący około 1-2 godziny i mogą oddzielać do 95% osadów osiadających z przepływu procesowego.
Okrągłe osadniki wstępne znalazły szerokie zastosowanie w wielu branżach ze względu na swoją stosunkowo prostą konstrukcję, wysoką skuteczność oraz niskie koszty operacyjne.
Jak Działają Osadniki Wstępne
Poniższy film jest fragmentem naszego Kursu Online Wyjaśniającego Mechanikę i Inżynierię Elektryczną.
Dopływ wchodzi do osadnika przez rurę dopływową i przechodzi do wlotu rozpraszającego energię (EDI). Celem EDI jest zmniejszenie prędkości dopływu, co zwiększa szybkość, z jaką zawiesiny oddzielają się od cieczy.
Osadnik jest podzielony na trzy główne strefy: dopływu, osadzania i odpływu. Po opuszczeniu EDI, dopływ wchodzi do strefy osadzania.
Cięższe osadzające się ciała stałe opadają na dno osadnika, gromadzą się jako osad i są usuwane za pomocą grabi/pługów. Każda grabia ma związane z nią skrobaki, które stopniowo przesuwają osad z dna osadnika do dołu osadowego. Osad jest następnie pompowany z dołu osadowego do obszaru utylizacji odpadów lub do dalszej obróbki.
Lżejsze unoszące się ciała stałe unoszą się na powierzchni osadnika, gromadzą się jako kożuch i są usuwane za pomocą skimmera kożucha. Skimmer odprowadza kożuch do rynny kożucha, gdzie spływa do odległej lokalizacji.
Po oddzieleniu osadzających się i unoszących się ciał stałych od dopływu, dopływ przechodzi przez przelew (zwykle przelew z nacięciami V). Celem przelewu jest umożliwienie przepływu cienkiej warstwy wody przez przelew, ale bardzo niewielu zawiesin. Przelew jest zwykle poprzedzony przegrodą kożucha, która zapobiega dotarciu kożucha do przelewu.
Po przepłynięciu przez przelew, ciecz wchodzi do rynny odpływowej. Odpływ z rynny jest wydobywany i dalej przetwarzany lub bezpośrednio odprowadzany z zakładu.
Osadniki wtórne czasami stanowią drugą część procesu sedymantacji. Osadnik wtórny jest podobny do osadnika wstępnego, chociaż nie jest tak głęboki, ma większą powierzchnię przekroju poprzecznego i dłuższy czas retencji; te czynniki zwiększają ilość zawiesin, które można oddzielić. Bardzo drobne zawiesiny, które nie mogą być usunięte w etapie wstępnym, są usuwane w etapie wtórnym przez osadnik wtórny.
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasze Kursy Wideo Inżynierii! Każdy kurs zawiera quiz, podręcznik, a po ukończeniu kursu otrzymasz certyfikat. Miłej nauki!
Krótkie Obwody
Krótkie obwody występują z powodu temperatury lub nieregularności przepływu w osadniku. Nieregularności przepływu prowadzą do różnych prędkości w osadniku. Różne prędkości pozwalają na separację w obszarach o niskim przepływie, ale zmniejszają separację w obszarach o wysokim przepływie. Krótkie obwody powinny być unikanie, ponieważ nie można zagwarantować jednolitej separacji zawiesin w całym osadniku, co zmniejsza ogólną wydajność osadnika.
Uwagi dotyczące wydajności
Największym czynnikiem wpływającym na wydajność okrągłego osadnika wstępnego jest przepływ i prędkość dopływu przez osadnik. Opracowano kilka wskaźników do pomiaru wydajności osadnika. Wskaźnik przepełnienia powierzchniowego (SOR) porównuje całkowity przepływ dopływu do powierzchni zbiornika. Wskaźnik przepełnienia przelewu (WOR) mierzy przepływ przez przelew w porównaniu do długości przelewu. Oba te wskaźniki (SOR i WOR) są użyteczne w określaniu wydajności osadnika.
Poniższy animowany film 3D pokazuje, jak działa typowy okrągły osadnik wstępny i jego główne komponenty.
Komponenty Systemu
Ten model 3D pokazuje wszystkie główne komponenty związane z osadnikiem wstępnym, w tym:
- Wlot Dopływu
- Odpływ
- Odpływ Osadu
- Grabie/Pług
- Ostrza Skrobaka
- Skimmer
- Wlot Rozpraszający Energię (EDI)
- Rynna Kożucha
- Rynna Odpływowa
Dodatkowe Zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Clarifier