ट्यूब सेटलर्स के सिद्धांत और विशेषताएं

1. ट्यूब सेटलर्स के सिद्धांत और विशेषताएं

उथले टैंक सिद्धांत के अनुसार, अवसादन टैंक की एक निश्चित प्रभावी मात्रा की स्थिति के तहत, टैंक का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, अवसादन समय से स्वतंत्र, अवसादन दक्षता उतनी ही अधिक होगी। टैंक जितना उथला होगा, अवसादन का समय उतना ही कम होगा। एक ट्यूब सेटलर में, अवसादन क्षेत्र को उथले टैंक सिद्धांत को मूर्त रूप देते हुए, समानांतर झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों की एक श्रृंखला द्वारा पतली परतों में विभाजित किया जाता है। झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों वाले ट्यूब सेटलर की विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1.लैमिनार प्रवाह सिद्धांत का उपयोग: पानी प्लेटों के बीच या ट्यूबों के भीतर बहता है, जहां हाइड्रोलिक त्रिज्या छोटी होती है, जिसके परिणामस्वरूप रेनॉल्ड्स संख्या कम होती है। आम तौर पर, रेनॉल्ड्स संख्या (रे) 200 के आसपास होती है, जो लेमिनर प्रवाह को दर्शाती है, जो अवसादन के लिए अत्यधिक अनुकूल है। ट्यूबों के भीतर प्रवाह की फ्राउड संख्या लगभग 1×10⁻³ से 1×10⁻⁴ है, जो एक स्थिर प्रवाह स्थिति का संकेत देती है।

2.बढ़ा हुआ सतही क्षेत्रफल: अवसादन क्षेत्र बढ़ जाता है, जिससे अवसादन टैंक की दक्षता में सुधार होता है। हालाँकि, झुकी हुई प्लेटों की विशिष्ट व्यवस्था, पानी के इनलेट/आउटलेट की स्थिति और आंतरिक प्रवाह पैटर्न के कारण, वास्तविक उपचार क्षमता सैद्धांतिक गुणक तक नहीं पहुंच सकती है। वास्तविक अवसादन दक्षता और सैद्धांतिक अवसादन दक्षता के अनुपात को प्रभावी गुणांक के रूप में जाना जाता है।

3.लघु कण निपटान दूरी: कणों के जमने की दूरी कम हो जाती है, जिससे अवसादन का समय काफी कम हो जाता है।

4.कणों का पुनः प्रवाह: फ़्लोकुलेंट कण झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों के भीतर फिर से प्रवाहित होते हैं, जिससे कण विकास को बढ़ावा मिलता है और अवसादन दक्षता में और सुधार होता है।

2. ट्यूब सेटलर्स की संरचना

झुके हुए ट्यूब या प्लेट सेटलर की संरचना पारंपरिक अवसादन टैंक के समान होती है, जिसमें एक इनलेट, अवसादन क्षेत्र, आउटलेट और कीचड़ संग्रह क्षेत्र शामिल होता है। हालाँकि, अवसादन क्षेत्र में, कई झुकी हुई नलिकाएँ या प्लेटें स्थापित की जाती हैं। चित्र 1 एक ट्यूब सेटलर की विशिष्ट संरचना को दर्शाता है।

झुकी हुई प्लेट और ट्यूब सेटलर में, झुकी हुई प्लेटों के सापेक्ष पानी के प्रवाह की दिशा को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:ऊपर की ओर प्रवाह, नीचे की ओर प्रवाह, औरक्षैतिज प्रवाह, जैसा कि चित्र 2 और 3 में दिखाया गया है।

1.उर्ध्व प्रवाह (प्रतिधारा प्रवाह): पानी झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों के माध्यम से ऊपर की ओर बहता है जबकि तलछट नीचे की ओर बैठ जाती है। उनके प्रवाह की दिशाएं विपरीत हैं, एक विन्यास जिसे उर्ध्व प्रवाह या प्रतिधारा प्रवाह कहा जाता है।

2.अधोमुखी प्रवाह (समवर्ती प्रवाह): पानी झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों के माध्यम से तलछट के समान दिशा में नीचे की ओर बहता है, जिसे नीचे की ओर प्रवाह या समवर्ती प्रवाह कहा जाता है।

3.क्षैतिज प्रवाह (क्रॉस फ़्लो): पानी प्लेटों के माध्यम से क्षैतिज रूप से बहता है, जिसे क्षैतिज प्रवाह या क्रॉस प्रवाह के रूप में जाना जाता है, जो केवल झुकी हुई प्लेटों पर लागू होता है।

वर्तमान में, अधिकांश जल उपचार संयंत्र, जैसे कि बिजली स्टेशनों में, ऊपर की ओर प्रवाह का उपयोग करते हैं और आमतौर पर ट्यूब सेटलर्स के लिए घटकों के रूप में झुकी हुई ट्यूबों का उपयोग करते हैं।

3. इनलेट जोन

पानी क्षैतिज रूप से अवसादन टैंक में प्रवेश करता है। टैंक की चौड़ाई में समान जल वितरण सुनिश्चित करने के लिए इनलेट ज़ोन में अक्सर छिद्रित दीवारें, स्लॉट वाली दीवारें या नीचे की ओर झुके हुए ट्यूब इनलेट होते हैं। डिज़ाइन और आवश्यकताएँ क्षैतिज अवसादन टैंक के समान हैं। ऊपर की ओर प्रवाह प्रणालियों में झुकी हुई नलियों से समान बहिर्वाह प्राप्त करने के लिए, नलियों के नीचे जल वितरण क्षेत्र की पर्याप्त ऊंचाई आवश्यक है, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्रवेश वेग 0 के बीच रखा जाए। एस।

4. प्लेटों और ट्यूबों का झुकाव कोण

झुकी हुई प्लेटों और क्षैतिज तल के बीच के कोण को कहा जाता हैझुकाव कोण ( ). छोटे से क्रिटिकल निपटान वेग (u₀) कम होता है, जिससे अवसादन प्रभाव में सुधार होता है। हालाँकि, स्वचालित कीचड़ फिसलन और अबाधित कीचड़ निर्वहन सुनिश्चित करने के लिए, बहुत छोटा नहीं होना चाहिए। उर्ध्व प्रवाह प्रणालियों के लिए, आमतौर पर 55 डिग्री से 60 डिग्री से कम नहीं होता है। नीचे की ओर प्रवाह प्रणालियों में, जहां कीचड़ का निर्वहन आसान होता है, आमतौर पर 30 डिग्री से 40 डिग्री से कम नहीं होता है।

5. प्लेट्स और ट्यूबों का आकार और सामग्री

उपलब्ध टैंक वॉल्यूम का सबसे कुशल उपयोग करने के लिए, झुकी हुई प्लेटों और ट्यूबों को कॉम्पैक्ट ज्यामितीय आकृतियों, जैसे वर्गाकार, आयताकार, हेक्सागोनल और नालीदार रूपों में डिज़ाइन किया गया है। स्थापना में आसानी के लिए, कई या सैकड़ों झुकी हुई ट्यूबों को एक इकाई में समूहीकृत किया जाता है, जिसे अवसादन क्षेत्र में स्थापित किया जाता है। झुकी हुई प्लेटों और ट्यूबों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री हल्की, टिकाऊ, गैर विषैली और सस्ती होनी चाहिए। सामान्य सामग्रियों में हनीकॉम्ब पेपर और पतली प्लास्टिक शीट शामिल हैं। हनीकॉम्ब ट्यूबों को संसेचित कागज से बनाया जा सकता है और फेनोलिक राल के साथ ठीक किया जा सकता है, जो आमतौर पर 25 मिमी के आंतरिक सर्कल व्यास के साथ हेक्सागोन बनाते हैं। प्लास्टिक शीट, जैसे कि 0.4 मिमी मोटी कठोर पीवीसी, अक्सर थर्मल रूप से ढाली जाती हैं।

6. प्लेट्स और ट्यूबों की लंबाई और दूरी

झुकी हुई प्लेटें या ट्यूब जितनी लंबी होंगी, अवसादन दक्षता उतनी ही अधिक होगी। हालाँकि, अत्यधिक लंबी प्लेटों या ट्यूबों का निर्माण और स्थापना करना चुनौतीपूर्ण होता है, और अधिक लंबाई बढ़ने से दक्षता में कम रिटर्न मिलता है। यदि प्लेटें या ट्यूब बहुत छोटी हैं, तो इनलेट संक्रमण क्षेत्र (अशांत से लेमिनर प्रवाह संक्रमण क्षेत्र) का अनुपात बढ़ जाता है, जिससे प्रभावी अवसादन क्षेत्र कम हो जाता है। झुकी हुई नलियों में संक्रमण क्षेत्र लगभग {{0}} मिमी है। अनुभव से पता चलता है कि ऊपर की ओर प्रवाहित होने वाली प्लेटें कम से कम 0.5 मीटर के साथ 0.8-1.0 मीटर लंबी होनी चाहिए, जबकि नीचे की ओर प्रवाहित होने वाली प्लेटें लगभग 2.5 मीटर लंबी होनी चाहिए। निरंतर क्रॉस-सेक्शनल प्रवाह गति के साथ, प्लेटों या ट्यूब व्यास के बीच छोटी दूरी प्रवाह वेग और सतह भार को बढ़ाती है, जिससे टैंक का आकार कम हो जाता है। हालाँकि, अत्यधिक छोटी दूरी या ट्यूब व्यास विनिर्माण कठिनाइयों और रुकावटों का कारण बन सकते हैं। जल उपचार में, ऊपर की ओर प्रवाहित होने वाली प्लेटों में आम तौर पर 50-150 मिमी की दूरी या ट्यूब व्यास होता है, जबकि नीचे की ओर प्रवाहित होने वाली प्लेटों में लगभग 35 मिमी की दूरी होती है।

7. आउटलेट ज़ोन

झुकी हुई प्लेटों या ट्यूबों से समान बहिर्वाह सुनिश्चित करने के लिए, जल संग्रह उपकरणों की व्यवस्था महत्वपूर्ण है। इन उपकरणों में जल संग्रहण शाखाएँ और मुख्य चैनल शामिल हैं। संग्रह शाखाओं में छिद्रित गर्त, त्रिकोणीय मेड़, पतले मेड़ और छिद्रित पाइप शामिल हो सकते हैं। झुके हुए ट्यूब आउटलेट से संग्रह छेद तक की ऊंचाई (यानी, साफ पानी क्षेत्र की ऊंचाई) संग्रह शाखाओं के बीच की दूरी से संबंधित है और निम्नलिखित सूत्र को पूरा करना चाहिए:

h √3/2L से अधिक या उसके बराबर

कहाँ:

hसाफ़ जल क्षेत्र की ऊंचाई (एम) है,

Lसंग्रह शाखाओं के बीच की दूरी (एम) है।

आमतौर पर, L 1.2 और 1.8 मीटर के बीच है, इसलिए h 1.0 और 1.5 मीटर के बीच है।

8. कणों का स्थिरीकरण वेग (u₀)।

झुकी हुई प्लेटों के बीच जल प्रवाह वेग क्षैतिज अवसादन टैंकों में क्षैतिज वेग के समान होता है, जो आमतौर पर 1 0 से 2 0 मिमी/सेकेंड तक होता है। जब जमावट उपचार का उपयोग किया जाता है, तो जमने का वेग (u₀) लगभग 0.3 से 0.6 मिमी/सेकेंड होता है।