بررسی کارایی ته‌نشین کننده لوله‌ای شیب‌دار چند مرحله‌ای در کاهش کدورت آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 - دانشجوی دکترا، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران و عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی آب، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور، تهران

2 استادیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران و دانشگاه آزاد اسلامی اهر

3 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

4 استادیار دانشکده مهندسی آب، دانشگاه صنعت آب و برق (شهید عباسپور)، تهران

5 استادیار گروه محیط زیست، دانشکده مهندسی، دانشگاه تربیت معلم، تهران

چکیده

کاهش قطر لوله‌ها در ته‌نشین‌کننده‌های لوله‌ای باعث بهبود کارایی آنها می‌شود. اما به‌دلیل احتمال گرفتگی، کاهش قطر آنها محدودیت دارد. در این تحقیق امکان بهبود کارایی ته‌نشین‌کننده‌های لوله‌ای به‌وسیله کاهش قطر لوله‌ها بررسی شد. مطالعات نظری نشان داد که اگر در حجم ثابت، ته‌نشین کننده‌های لوله‌ای به‌صورت چندمرحله‌ای مورد استفاده قرار گیرند و قطر لوله‌ها در مرحله آخر کاهش داده شود، کارایی بهبود می‌یابد. همچنین شرایط هیدرولیکی برای ته‌نشینی در واحدهای چندمرحله‌ای، از واحد یک مرحله‌ای مناسب‌تر است. نتایج مطالعات پایلوتی صورت گرفته، نظریه بالا را تأیید نمود. واحد ته‌نشینی لوله‌ای یک و دو مرحله‌ای در حجم یکسان، برای حذف کدورت ناشی از خاک رس از آب، در مرحله اول بدون انجام فرایند انعقاد و لخته‌بندی و در مرحله دوم با انجام فرایند انعقاد و لخته‌بندی، مورد استفاده قرار گرفتند. قطر لوله‌ها در ته‌نشین کننده یک مرحله‌ای 5 سانتی‌متر و در مرحله اول و دومِ ته‌نشین‌کننده دو مرحله‌ای به‌ترتیب 5 و 1/2 سانتی‌متر بود. نتایج حاصل نشان داد که کارایی واحد ته‌نشینی دو مرحله‌ای نسبت به واحد یک مرحله‌ای در حذف کدورت آب در هر دو مرحله آزمایش‌ها بیشتر است. همچنین در طول آزمایش‌ها، گرفتگی ناشی از تجمع رسوبات در لوله‌های ته‌نشین‌کننده دومرحله‌ای مشاهده نگردید.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Multi-stage Inclined Tube Settlers for Water Turbidity Removal

نویسندگان [English]

  • Abbas Shevidi 1
  • Ali Akbar Azimi 2
  • Gholamreza Nabi Bidhendi 3
  • Mojtaba Fazeli 4
  • Gholamreza Asadollahfardi 5
1 Ph.D. Student, Dept. of Environmenal Eng., University of Tehran, and Faculty Member of Water Eng., Power and Water University of Technology, Tehran
2 Assist. Prof., Dept. of Environmental Eng., Azad University, Branch of Ahar
3 Assoc. Prof., Dept. of Environmental Eng., University of Tehran, Tehran
4 Assist. Prof., Dept. of Water Eng., Power and Water University of Technology, Tehran
5 Assist. Prof. of Environmental Eng., Dept. of Eng., Tarbiat Moallem University, Tehran
چکیده [English]

The efficiency of particle settling in tube settlers can be improved by reducing tube diameter; however, this has limits due to the clogging at low diameters. In this study, effect of reduced tube diameters on enhanced efficiency of tube settlers was investigated. This improvement was achieved by staging of the operation and reducing tube diameter in the last stage of the multi-stage tube settlers. Theoretical analysis indicated that the efficiency of tube settlers would improve if tube settlers were used in different stages in series and that if their diameter was reduced in the last stage. The predictions from the theoretical analysis were tested in a pilot study. One- and two-stage tube settler pilot plants were used to remove water turbidity caused by clay in the first and second phases of tests with and without adding coagulant, respectively. The tube diameter in the one-stage tube settler were 5.0 cm, and those in those the first and second stages of the two-stage tube settler was 5.0 and 1.2 cm, respectively. The results of both phases showed that the two-stage tube settler was more efficient than the one-stage for turbidity removal with no clogging observed because the majority of the particles had been removed in the first stage.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Treatment
  • Sedimentation
  • Multi-stage Tube Settler
  • Coagulation
  • Turbidity
1- Fadel, A. A., and Baumann, E. R. (1990). “Tube settler modeling.” J. of Environmental Engineering, 116(1), 107-123.

2- AWWA. (1990). Water quality and treatment, A Handbook of Community Water Supplies, 4th Ed., McGraw-Hill Inc., USA.

3- Hansen, S. P., and Culp, G. L. (1967). “Applying shallow depth sedimentation theory.” J. of AWWA, 59, 1134-1148.

4- Culp, G.L., Hansen, S., and Richardson, G. (1968). “High-rate sedimentation in water treatment works.” J. of AWWA, 60, 681-698.

5- Huisman, L. (1986). Sedimentation and flotation, IHE,Delft, the Netherland.

6- Sarkar, S., Kamilya, D., and Mal, B.C. (2007). “Effect of geometric and process variables on the performance of inclined plate settlers in treating aquacultural waste.” Water Research, 41, 993-1000.

7- Fujisaki, K., and Terashi, M. (2007). “Tube settlers for the enhancement of settling tank capacity.” Filtration, 7, 168-172.

8- Yao, K.M. (1973). “Design of high-rate settlers.” J. of the Environmental Engineering Division, 99, 621-637.

9- Willis, R. M. (1978). “Tubular settlers - A technical review.” J. of AWWA, 70, 331-335.

10- Ziolo, J. (1996). “Influence of the system geometry on the sedimentation effectiveness of lamella settlers.” Chemical Engineering Science, 51(1), 149-153.

11- Torabian, A., and Hodaei, M. (1998). “Effectiveness of high rate settling tanks on the treatment of Zayandehrood river water.” J. of Water and Wastewater, 26, 16-23. (In Persian)

12- Hodaei, M. (1996). “High rate settling.” M.Sc. Thesis, Azad University, Sciences and Research Branch, Tehran, Iran. (In Persian)

13- Rajabizadeh Darzini, A. (1996). “Assessment of the effectiveness of high rate settling tank for reduction of suspended materials from karoon rever water.” M.Sc. Thesis, Faculty of Environmental, Tehran, Iran. (In Persian)

14- Tajbakhsh Tabar, J. (1993). “Assesment of the effectiveness of high rate settlers.” M.Sc. Thesis, Faculty of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Iran. (In Persian)

15- MWH. (2005). Water treatment principle and design, 2nd Ed., John Wiley and Sons Inc., NY.

16- Nabizadeh, R., Nadafi, K., Vaezi, F., Khazaei, M., and Safdari, M. (2008). “Efficiency of horizontal roughing filter (HRF) in coliform removal from aerated lagoon effluent.” J. of Water and Wastewater,
66, 2-9. (In Persian)

17- Tchobanoglous, G., and Burton, F. (2002). Wastewater engineering: Treatment and reuse, 4th Ed., McGraw-Hill, Metcalf and Eddy Inc., New York.

18- Eckenfelder, W.W., Ford, D. L., and Englande, A.J. (2008). Industrial water quality, 4th Ed., WEF Press, theUS.

19- ASTM. (1995). ASTM test method for particle-size analysis of soils, Annual Book of ASTM Standards, Soil and Rock (I), American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 04.08 (D 422-63).

20- Memarian, H. (2009). Engineering geology and geotechnics, University of Tehran Pub., Tehran, Iran. (In Persian)

21- Rahimi, Y., and Ghavipanjeh, Z. (2004). “Feasibility maintaining of the Orumieh water treatment plant in the case of flooding.” J. of Water and Wastewater, 52, 71-75. (In Persian)

22- Qasim, S.R., Motley, E.M., and Zhu, G. (2000). Water works engineering,Prentice-Hall,India.

23- APHA, AWWA, WEF. (1992). Standard methods for the examination of water and wastewater, 18th Ed., American Public Health ,WashingtonDC.