Klarare
Klarare är sedimenteringstankar byggda med mekaniska medel för kontinuerligt avlägsnande av fasta ämnen som avsatts genom sedimentering . Ett klarare används vanligtvis för att avlägsna fasta partiklar eller suspenderade fasta partiklar från vätska för klarning och/eller förtjockning. Inuti klararen kommer fasta föroreningar att lägga sig till botten av tanken där de samlas upp av en skraparmekanism. Koncentrerade föroreningar, som släpps ut från botten av tanken, kallas slam , medan partiklarna som flyter till ytan av vätskan kallas avskum.
Ansökningar
Förbehandling
Innan vattnet kommer in i klarningsmedlet kan koagulerings- och flockningsreagenser , såsom polyelektrolyter och järnsulfat , tillsättas. Dessa reagenser gör att fint suspenderade partiklar klumpar ihop sig och bildar större och tätare partiklar, kallade flockar, som sedimenterar snabbare och stabilare. Detta gör att separationen av fasta ämnen i klarningsapparaten kan ske mer effektivt och enklare, vilket hjälper till att spara energi. Att först isolera partikelkomponenterna med dessa processer kan minska volymen av nedströms vattenbehandlingsprocesser som filtrering.
Dricksvattenbehandling
Dricksvatten , vatten som renas för mänsklig konsumtion, behandlas med flockningsreagens och skickas sedan till klarningsanläggningen där borttagning av det flockade koagulatet sker för att producera klarat vatten. Klararen fungerar genom att tillåta de tyngre och större partiklarna att sedimentera till botten av klararen. Partiklarna bildar sedan ett bottenskikt av slam som kräver regelbundet avlägsnande och bortskaffande. Klarat vatten fortsätter sedan genom ytterligare flera steg innan det skickas för lagring och användning.
Avloppsrening
Sedimentationstankar har använts för att behandla avloppsvatten i årtusenden.
Den primära reningen av avloppsvatten är avlägsnande av flytande och sedimenterande fasta ämnen genom sedimentering. Primära klarningsmedel minskar halten av suspenderade fasta ämnen och föroreningar som är inbäddade i dessa suspenderade fasta ämnen. På grund av den stora mängd reagens som krävs för att behandla hushållsavloppsvatten, används i allmänhet inte preliminär kemisk koagulering och flockning, eftersom kvarvarande suspenderade fasta ämnen reduceras genom följande steg i systemet. Koagulering och flockning kan dock användas för att bygga ett kompakt reningsverk (även kallat "paketreningsverk"), eller för ytterligare polering av det behandlade vattnet.
Sedimentationstankar som kallas "sekundära klarare" tar bort flockar av biologisk tillväxt som skapats i vissa metoder för sekundär rening, inklusive aktivt slam , rinnande filter och roterande biologiska kontaktorer .
Brytning
Metoder som används för att behandla suspenderade ämnen i gruvavloppsvatten inkluderar sedimentering och klarning och filtrering av flockfiltar. Sedimentering används av Rio Tinto Minerals för att förädla rå malm till raffinerade borater. Efter upplösning av malmen pumpas den mättade boratlösningen in i en stor sedimenteringstank. Borater flyter ovanpå spriten medan sten och lera lägger sig till botten.
Teknologi
Även om sedimentering kan förekomma i tankar av annan form, är borttagning av ackumulerade fasta partiklar enklast med transportband i rektangulära tankar eller med skrapor som roterar runt cirkulära tankars centrala axel. Mekaniska anordningar för borttagning av fasta partiklar rör sig så långsamt som möjligt för att minimera återsuspension av sedimenterade fasta partiklar. Tankar är dimensionerade för att ge vattnet en optimal uppehållstid i tanken. Ekonomin gynnar att använda små tankar; men om flödeshastigheten genom tanken är för hög, kommer de flesta partiklar inte att ha tillräckligt med tid på sig att sedimentera och kommer att transporteras med det behandlade vattnet. Stor uppmärksamhet ägnas åt att minska vatteninlopps- och utloppshastigheterna för att minimera turbulens och främja effektiv sedimentering i hela den tillgängliga tankvolymen. Bafflar används för att förhindra vätskehastigheter vid tankingången från att sträcka sig in i tanken; och bräddavlopp används för att jämnt fördela flödet från vätska som lämnar tanken över ett brett område av ytan för att minimera återsuspension av sedimenterande partiklar.
Rör nybyggare
Rör- eller plattavskiljare används vanligtvis i rektangulära klarningsapparater för att öka sedimenteringskapaciteten genom att minska det vertikala avståndet som en suspenderad partikel måste färdas. Rörbosättare finns i många olika utföranden såsom parallella plattor, chevronformade, diamant-, oktagon- eller triangelformar och cirkulär form. Högeffektiva röravskiljare använder en stapel av parallella rör, rektanglar eller platta korrugerade plattor åtskilda med några tum (flera centimeter) och lutande uppåt i flödesriktningen. Denna struktur skapar ett stort antal smala parallella flödesvägar som uppmuntrar enhetligt laminärt flöde som modellerats av Stokes lag . Dessa strukturer fungerar på två sätt:
- De ger en mycket stor yta på vilken partiklar kan falla och stabiliseras.
- Eftersom flödet temporärt accelereras mellan plattorna och sedan omedelbart saktar ner, hjälper detta till att aggregera mycket fina partiklar som kan sedimentera när flödet lämnar plattorna.
Strukturer som lutar mellan 45° och 60° kan tillåta gravitationsdränering av ackumulerade fasta partiklar, men grundare lutningsvinklar kräver vanligtvis periodisk dränering och rengöring. Röravskiljare kan tillåta användningen av ett mindre klarare och kan göra det möjligt för finare partiklar att separeras med uppehållstider mindre än 10 minuter. Typiskt används sådana strukturer för svårbehandlade vatten, speciellt de som innehåller kolloidala material.
Rörsedimenterar fångar upp de fina partiklarna så att de större partiklarna kan färdas till botten av klarnaren på ett mer enhetligt sätt. De fina partiklarna byggs sedan upp till en större massa som sedan glider ner i rörkanalerna. Minskningen av fasta partiklar som finns i utflödet tillåter en minskning av klarningsmedlets fotavtryck vid design. Rör gjorda av PVC -plast är en mindre kostnad för förbättringar av konstruktionen av klarnare och kan leda till en ökning av drifthastigheten med 2 till 4 gånger.
Drift
För att bibehålla och främja en korrekt bearbetning av ett klarningsmedel är det viktigt att först ta bort alla frätande, reaktiva och polymeriserbara komponenter, eller alla material som kan smutsa ner utloppsströmmen av vatten för att undvika oönskade sidoreaktioner, förändringar i produkten eller skada på någon av vattenreningsutrustningen. Detta görs genom rutininspektioner för att fastställa omfattningen av sedimentuppbyggnad, samt frekvent rengöring av de vilande zonerna, inlopps- och utloppsområdena på renaren för att avlägsna skurning, skräp, ogräs eller skräp som kan ha samlats över tid.
Vatten som införs i klararen bör kontrolleras för att minska hastigheten på inloppsflödet. En minskning av hastigheten maximerar den hydrauliska retentionstiden inuti klararen för sedimentering och hjälper till att undvika överdriven turbulens och blandning; därigenom främjar den effektiva sedimenteringen av de suspenderade partiklarna. För att ytterligare motverka den öppna blandningen i klararen och öka retentionstiden för partiklarna att sedimentera, bör inloppsflödet också fördelas jämnt över hela tvärsnittet av sedimenteringszonen inuti klararen, där volymen hålls vid 37,7 procent kapacitet.
Det slammet som bildas av de sedimenterade partiklarna i botten av varje klarare kan, om det lämnas under en längre tid, bli limigt och trögflytande, vilket orsakar svårigheter att avlägsna det. Denna slambildning främjar anaeroba förhållanden och en hälsosam miljö för tillväxt av bakterier. Detta kan orsaka återsuspension av partiklar av gaser och frigöring av lösta näringsämnen i vattenvätskan, vilket minskar klarningsmedlets effektivitet. vattenreningssystemets spår, eller så kan hälsan hos fisken som hittas nedströms klarnaren hindras.
Ny utveckling
Förbättringar och modifieringar har gjorts för att förbättra klarningsmedlets prestanda beroende på egenskaperna hos det ämne som genomgår separationen.
Tillsats av flockningsmedel är vanligt för att underlätta separationen i klarningsapparater, men densitetsskillnad för flockningsmedelskoncentrat kan orsaka att behandlat vatten har en för hög flockningsmedelskoncentration. Enhetlig koncentration av flockningsmedel kan förbättras och doseringen av flockningsmedel minskas genom installation av en mellanliggande diffuserad vägg vinkelrätt mot flödet i klarnaren.
De två dominerande krafterna som verkar på de fasta partiklarna i klarare är gravitation och partikelinteraktioner. Oproportionerligt flöde kan leda till turbulent och hydraulisk instabilitet och potentiell flödeskortslutning. Installation av perforerade baffelväggar i moderna klarare främjar ett jämnt flöde över bassängen. Rektangulära klarare används vanligtvis för hög effektivitet och låga driftskostnader. Förbättringar av dessa klarare gjordes för att stabilisera flödet genom förlängning och förträngning av tanken.
Se även
- API olje-vattenavskiljare
- Upplöst luftflotation
- Lista över avloppsvattenreningstekniker
- Totalt suspenderat material
Bibliografi
- Weber, Walter J., Jr. Fysikalisk-kemiska processer för kontroll av vattenkvalitet. John Wiley & Sons (1972). ISBN 0-471-92435-0
