Mae gwahanu gwaddodiad, fel gweithrediad uned, wedi'i ddefnyddio ers amser maith mewn rheoli trin dŵr ac mae'n dechnoleg trin dŵr gymharol ymarferol. Er mwyn gwella'r effaith gwahanu gwaddodiad, mae platiau ar oleddf neu diwbiau ar oleddf yn aml yn cael eu gosod yn y parth setlo yn ystod y defnydd, fel y gellir cymhwyso'r egwyddor haen fas, gan fanteisio ar arwynebedd mawr ac effeithlonrwydd gwahanu uchel. Fodd bynnag, anaml y mae'r problemau sy'n codi yn ystod y cais wedi denu sylw. Mae'r papur hwn yn canolbwyntio ar ddadansoddi problemau allweddol sy'n ymddangos yn ystod y cais ac yn cynnig atebion cyfatebol i gyfeirio atynt.
1. PROBLEMAU SY'N DIGWYDD YN YSTOD CAIS I GOSODWYR TIWB YNG NGHYMRU
Os nad yw'r dosbarthiad dŵr yng nghilfach y setlwr tiwb ar oleddf yn unffurf, bydd cynnwrf difrifol yn digwydd yn y symudiad hylif ger y fewnfa. Mae hyn yn achosi cyflymder llif lleol hynod o uchel yn y fewnfa, gan wneud i'r llaid a ddyddodwyd yn flaenorol ar y tiwbiau ar oleddf godi eto.
Dangosir sefyllfa fewnol setlwr tiwb ar oleddf yn ystod gweithrediad arferol yn Ffigur 1.
O Ffigur 1, gellir gweld bod gan lif y dŵr a'r llif llaid eu llwybrau eu hunain. Os bydd gweithrediad arferol yn parhau am amser hir, mae symudiad y llif llaid yn y bôn yn agos at gydbwysedd deinamig:
ar yr adeg hon mae effeithlonrwydd tynnu SS y dŵr gwastraff yn dda.
Fodd bynnag, os nad yw'r dosbarthiad llif yn y fewnfa yn ddigon unffurf, mae'r cyflymder llif mewn rhai cilfachau tiwb yn mynd yn rhy uchel, gan achosi cynnwrf difrifol a dirywiad yn ansawdd yr elifiant.
2. MECANEG HYLIF DADANSODDIAD O'R BROBLEM
Yn ystod y broses anffafriol gyfan, bydd yr hylif yn arddangos y sefyllfa a ddangosir yn Ffigur 2.
Mae'r rhesymau dros y ffenomen uchod yn cael eu dadansoddi o'r agweddau canlynol.
2.1 Dadansoddiad hydrolig o'r sefyllfa anffafriol
Mewn gwirionedd, gellir ystyried y llif dŵr a llaid i fyny ac i lawr yn y tiwbiau ar oleddf fel ffenomen hylifoli fras. Tybiwch mai v yw cyflymder arwynebol dŵr drwy'r tiwbiau, u₁ yw cyflymder gwirioneddol y dŵr drwy'r gronynnau llaid, a ε yw'r ffracsiwn gwag (o'r haen gronynnau llaid). Yna u₁=v/ε, fel y dangosir yn Ffigur 3.
Os yw'r ffracsiwn gwag o'r solidau crog yn fach, mae cyflymder gwirioneddol y dŵr trwy'r haen gronynnau yn gymharol uchel. Os gelwir cyflymder setlo'r gronyn yn werth sefydlog uset, yn ôl y ddamcaniaeth o wahanol gamau hylifoli, pan fydd cyflymder gwirioneddol dŵr trwy'r haen gronynnau u₁=uset, mae'r cyflwr hylifedig mewn cyfnod gwely sefydlog gyda ffracsiwn gwagle sefydlog ε. Pan fyddwch chi > uset, mae'r ffracsiwn gwag gwreiddiol ε yn cael ei dorri, gan achosi cynnydd yn y ffracsiwn gwag. Ar gyfer setlwr tiwb ar oleddf, mae hyn yn golygu bod gronynnau'n codi, gan leihau'r effeithlonrwydd gwahanu.
2.2 Dadansoddiad o wahanol gyflymder setlo gronynnau llaid wedi'u hailddarparu mewn gwahanol gyflyrau
Mae'r gronynnau llaid wedi'u hailddarlledu yn bodoli ar ffurf ① gronynnau unigol a ② clystyrau gronynnau o wahanol feintiau (gyda ffracsiwn gwag ε'). Yn ôl y fformiwla cyflymder setlo ar gyfer gronynnau unigol yn rhanbarth cyfraith Stokes:
Ar gyfer cyflymder setlo clystyrau gronynnau, yn ôl perthynas empirig Steinour:
lle:
vt, grŵp- cyflymder setlo clystyrau gronynnau, m/s;
t - setlo amser, s;
g - cyflymiad disgyrchiant, m/s²;
ρs, ρL- dwysedd gronynnau a hylif, kg/m³;
Dp- diamedr gronynnau, m;
μ - cyfernod gludedd deinamig, kg/(m·s);
ε - ffracsiwn gwag.
Ers 0 < ε² < 1 a 0 < 10-1.82(1-ε)< 1, mae'n dilyn bod ε²·10-1.82(1-ε)< 1, gan hyny vt, grŵp< vt.
Yn ôl theori gwaddodiad a'r prawf uchod, ar ôl cael eu hailddarlledu, mae clystyrau gronynnau yn llai tebygol o setlo, hy, maent yn cael eu cludo'n haws gan y llif dŵr, gan leihau effeithlonrwydd gwaddodiad.
2.3 Nodweddion llif yn y cyflwr anffafriol
Pan fydd y sefyllfa anffafriol a ddangosir yn Ffigur 2 yn digwydd, gan edrych i lawr ar wyneb dŵr y setlwr, mae'r dosbarthiad llif yn ymddangos fel yn Ffigur 4.
Fel y dangosir yn Ffigur 4, mae tri pharth yn ymddangos ar wyneb y dŵr: ① parth cymharol dawel, ② parth trawsnewid, a ③ parth cynnwrf difrifol. Yn y parth cynnwrf difrifol, mewn achosion difrifol, gall wyneb y dŵr hyd yn oed ymchwyddo i arcau crwm bach. Mae'r crynodiad SS yma yn hynod o uchel, bron yr un fath â'r dylanwadwr.
2.4 Canlyniadau profion ar y safle ar ôl eu cywiro yn seiliedig ar y dadansoddiad uchod
Mewn prosiect trin dŵr gwastraff penodol, oherwydd y broblem uchod, roedd yr elifiant braidd yn gymylog. Ar ôl dadansoddiad hydrolig a chywiro peirianneg i wneud y dosbarthiad dŵr yn unffurf, nid oedd y ffenomen o flocs yn codi bellach yn ymddangos yn yr elifiant. Dangosir canlyniadau profion yn Nhabl 1.
Tabl 1 Canlyniadau prawf CODcr dŵr gwastraff o waith penodol
| Swp sampl dŵr | CODcr/(mg·L⁻¹) dylanwadol | CODcr elifiant/(mg·L⁻¹) | Cyfradd dileu/% |
| 1 | 1272 | 261 | 79.5 |
| 2 | 1153 | 245 | 78.7 |
O Dabl 1, gellir gweld, ar ôl cywiro a dosbarthiad dŵr unffurf, bod cyfradd tynnu CODcr wedi cyrraedd lefel gymharol uchel.
3. SAWL PWYNTIAU I'W SYLW AR GYFER CYNYDDWYR TIWBIAU AR OLAF
3.1 Dadansoddiad o wahanol ronynnau
Ar gyfer gwahanol ronynnau, megis gwaddodiad tywod, gwaddodiad ffloc o argraffu a lliwio dŵr gwastraff, a gwaddodiad slyri glo, oherwydd gwahaniaethau mewn dwysedd gronynnau, siâp, a ffracsiwn gwagle, mae gwahaniaethau mewn gwaddodiad. Mae gan ronynnau tywod ddwysedd cymharol uchel a maint bach, felly maent yn setlo'n gyflym. Mae gan fflociau o argraffu a lliwio dŵr gwastraff ddwysedd cymharol isel, yn agos at ddŵr, siâp mawr, a ffracsiwn gwag uchel, felly maent yn setlo'n araf. Mae slyri glo yn disgyn rhwng y ddau. Felly, ar gyfer gwaddodiad tywod, mae dylanwad amrywiadau llif yn gymharol fach, tra ar gyfer argraffu a lliwio dŵr gwastraff, mae dylanwad amrywiadau llif yn gymharol fawr. Felly, mae gan wahanol ronynnau ofynion gwahanol ar gyfer dosbarthu llif. Ar gyfer argraffu a lliwio dŵr gwastraff, rhaid i'r dosbarthiad llif yn y fewnfa fod yn gymharol unffurf.
3.2 Mae angen dosbarthiad dŵr mwy unffurf ar setlwyr tiwb ar oleddf
Oherwydd bod tiwbiau ar oleddf (fel arfer 35 mm, 50 mm mewn diamedr) yn cael eu gosod yn y setlwr, pan nad yw'r dosbarthiad hydrolig o dan y tiwbiau'n unffurf, oherwydd ν=Q/A, mae'r cyflymder llif yn mynd yn rhy uchel mewn rhai tiwbiau, gan achosi i fflocs godi, gan arwain at ansawdd elifiant hyd yn oed yn waeth na hynny heb diwbiau. Felly, dylai'r dosbarthiad dŵr mewn setlwyr tiwb ar oleddf fod yn fwy unffurf nag mewn tanciau gwaddodiad cyffredin.
3.3 Dylai cyfeiriad gosod tiwbiau ar oleddf fod gyferbyn â chyfeiriad y mewnlif
Mae'r broses o ddŵr sy'n mynd i mewn i'r setlwr o'r bibell fewnfa yn golygu ehangu'r trawstoriad llif yn sydyn. Felly, mae'r llif yn mynd trwy newid byr. Er mwyn osgoi'r newid hwn, dylai cyfeiriad gosod y tiwbiau ar oleddf fod gyferbyn â'r cyfeiriad mewnlif. Gall hyn liniaru effaith y newid sydyn mewn llif ar effeithlonrwydd gwaddodiad fflocs.