ΚΑΘΙΖΗΣΗ. Η καθίζηση είναι μία φυσική διεργασία κατά την οποία επιτυγχάνεται διαχωρισμός των αιωρουμένων στερεών με βαρύτητα.

Transcript

1 ΚΑΘΙΖΗΣΗ Η καθίζηση είναι μία φυσική διεργασία κατά την οποία επιτυγχάνεται διαχωρισμός των αιωρουμένων στερεών με βαρύτητα. Χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις καθαρισμού νερού για: αφαίρεση συσσωματωμένης θολότητας (μετά από στάδια κροκίδωσης-συσσωμάτωσης) κατακράτηση αιωρούμενου υλικού από το νερό πλύσης των φίλτρων (διυλιστηρίων) πάχυνση της λάσπης πριν το βήμα της αφυδάτωσης αφαίρεση καθιζανόντων υλικών π.χ. εδαφικό υλικό και άμμος από θολό ποταμίσιο νερό 1

2 Ο σχεδιασμός των δεξαμενών καθίζησης εξαρτάται από : τον τύπο τη συγκέντρωση την συμπεριφορά Των αιωρουμένων στερεών που πρόκειται να ιαχωρισθούν Διακρίνονται τέσσερις διαφορετικοί τύποι καθίζησης Ι. Καθίζηση τύπου Ι ή καθίζηση διακεκριμένων σωματιδίων, πρόκειται για μικρές συγκεντρώσεις σωματιδίων τα οποία καθιζάνουν χωρίς να σχηματίζουν συσσωματώματα με άλλα σωματίδια Παραδείγματα: προκαθίζηση εδαφικού υλικού ή άμμου από θολό ποταμίσιο νερό άμμου πλύσης διυλιστηρίων, κρυστάλλων ανθρακικού ασβεστίου κατά την αποσκλήρηνση του νερού. 2

3 ΙΙ. Καθίζηση τύπου ΙΙ που αντιστοιχεί σε καθίζηση μικρών συνήθως συγκεντρώσεων αιωρουμένου υλικού το οποίο συσσωματώνεται καθώς καθιζάνει Παραδείγματα: καθίζηση επιφανειακών νερών μετά από κροκίδωση και συσσωμάτωση της θολότητας τους ΙΙΙ. Καθίζηση τύπου ΙΙΙ Είναι η παρεμποδιζόμενη καθίζηση ή καθίζηση σε ζώνες Παρατηρείται σε υψηλές συγκεντρώσεις αιωρουμένων στερεών τα οποία καθιζάνοντας σχηματίζουν ζώνες που εκτείνονται σε όλοτοκατερχόμενομέτωποκαθίζησης 3

4 ΙV. Καθίζηση τύπου ΙV Είναι γνωστή σαν συμπύκνωση και εμφανίζεται σε πολύ μεγάλες συγκεντρώσεις στερεών τα οποία βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους. 4

5 Συσχετισμός μεταξύ τύπων καθίζησης, συγκέντρωσης των αιωρουμένων στερεών και των χαρακτηριστικών συσσωμάτωσης των αιωρουμένων στερεών 5

6 ΚΑΘΙΖΗΣΗ ΤΥΠΟΥ Ι Έστω ότι ένα διακεκριμένο σφαιρικό σωματίδιο καθιζάνει σε μια ήρεμη δεξαμενή νερού. Στο σωματίδιο αυτό ασκούνται τρεις διαφορετικές κατακόρυφες δυνάμεις που είναι το βάρος του, η άνωση και η οπισθέλκουσα. Σχήμα 1: Σφαιρικό σωματίδιο σε ήρεμο νερό κάτω από την επίδραση της οπισθέλκουσας δύναμης, της άνωσης και του βάρους του. 6

7 Το βάρος του σωματιδίου είναι: Β = Vp x ρ p x g (1) οπού: V ο όγκος του σωματιδίου, m3 ρ η πυκνότητα του σωματιδίου (kg/m 3 ) g η επιτάχυνση της βαρύτητας (m/s 2 ) Η ανωστική δύναμη είναι: A = Vp x ρ w x g (2) όπου V ο όγκος του σωματιδίου, m 3 ρ w η πυκνότητα του νερού kg/m 3 ) g ηεπιτάχυνσητηςβαρύτητας(m/s 2 ) 7

8 Η οπισθέλκουσα δύναμη είναι: F = CD x Ap x ρw x Vs 2 /2 (3) όπου: C D ο συντελεστής οπισθέλκουσας Α η προβολή της σφαιρικής επιφάνειας (= π.d p 2 /4) ρ w η πυκνότητα του νερού (kg/m 3 ) Vs η ταχύτητα καθίζησης (m/s) 8

9 Ότανηοπισθέλκουσαδύναμηγίνειίσημετησυνισταμένη των δυνάμεων που αντιστοιχούν στο βάρος και στην άνωση του σωματιδίου τότε θα μηδενισθεί η επιτάχυνση και η πτώση θα γίνεται με την οριακή του ταχύτητα. Ηοριακήαυτήταχύτηταμπορείναυπολογισθείαπότις σχέσεις 1, 2, 3 και τη σχέση 4 εάν αντικατασταθεί ο όγκος του σφαιρικού σωματιδίου με π.d p3 /6 (όπου d p η διάμετρος του σωματιδίου). m p x dvs/dt (4) όπου: mp η μάζα του σωματιδίου, kg dvs/dt ηεπιτάχυνσητουσωματιδίου(m/s 2 ) 9

10 Η οριακή ταχύτητα πτώσης ενός σφαιρικού σωματιδίου σε νερό που βρίσκεται κάτω από συνθήκες ηρεμίας δίνεται από την σχέση 5: (5) v s = 4 g(ρ p ρ w ) d 3 C ρ D w Αν διαιρέσουμε τον αριθμητή και τον παρονομαστή της σχέσης 5 με ρ w, προκύπτει η σχέση 5α. ρ p g( 1) d p 4 ρ w vs = 3 CD ρ p /ρ w = πυκνότητα σωματιδίου/πυκνότητα νερού, p ονομάζεται και ειδική βαρύτητα ή σχετικό ειδικό βάρος του σωματιδίου, 10

11 Οσυντελεστήςοπισθέλκουσας, όταν πρόκειται για σφαιρικά σωματίδια, υπολογίζεται από τη σχέση: (6) και ο αριθμός Reynolds ορίζεται από τη σχέση 7: (7) C D = Re = 24 Re + 3 Re v S d p ρ w μ 0,34 όπου: μ το δυναμικό ιξώδες του νερού (kg/m.s) + 11

12 Όταν ο αριθμός Re είναι μικρότερος από 0,3 τότε στην εξίσωση 6 σημαντικός είναι μόνο ο πρώτος όρος και μπορεί να θεωρηθεί ότι C D =24/Re. Κάτω απ' αυτές τις συνθήκες η σχέση 5 (που εκφράζει τον νόμο του Newton) παίρνει τη μορφή 8 που αντιστοιχεί στο νόμο του Stokes. 2 ρ p (8) g. d p ( 1) ρ w vs = 18μ Όπου: ν = το κινηματικό ιξώδες του νερού (m 2 /s) ρ p /ρ w = το σχετικό ειδικό βάρος του σωματιδίου 12

13 Για μεγάλες τιμές του αριθμού Re (π.χ. για Re >2000) ο συντελεστής C D τείνει προς την τιμή 0,4. Έτσι για μεγάλες τιμές του αριθμού Re ησχέση5α γίνεται: (5β) ρ p v S = 3,3g ( 1) d ρ w p 13

14 Eξάρτηση της οριακής ταχύτητας πτώσης σωματιδίων άμμου τυρβώδης ροή συνθήκες τυρβώδους ροής 14

15 ΚΑΘΙΖΗΣΗ ΔΙΑΚΕΚΡΙΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΙΔΑΝΙΚΗ ΔΕΞΑΜΕΝΗ Σε μια ορθογωνική δεξαμενή οριζόντιας ροής τα αιωρούμενα σωματίδια που αφαιρούνται φτάνουν στον πυθμένα της δεξαμενής απ όπου και απομακρύνονται στη συνέχεια. Η κλασσική θεωρία βασίζεται στην παραδοχή μιας ιδανικής ζώνης καθίζησης που είναι ελεύθερη από διαταραχές λόγω συνθηκών εισόδου και εξόδου. Στηζώνηαυτήγίνεταιελεύθερη καθίζηση διακεκριμένων σωματιδίων με την οριακή τους ταχύτητα, κάτω από συνθήκες ηρεμίας. 15

16 Ηροήθεωρείται σταθερή και η οριζόντια ταχύτητα του υγρού θεωρείται ότι είναι η ίδια παντού μέσα στη ζώνη καθίζησης. Επίσης θεωρείται ότι τα σωματίδια καθώς εισέρχονται στη δεξαμενή είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα καθ όλο το πλάτος και βάθος του μετώπου εισόδου και ότι τα σωματίδια που φτάνουν στη ζώνη ιλύος δεν επαναιωρούνται. 16

17 Σε μια δεξαμενή καθίζησης διακρίνουμε τη ζώνη εισόδου, τη ζώνη εξόδου και τη ζώνη ιλύος. Στηζώνηεισόδουγίνεταιομοιομορφοποίηση της ροής κατά την έννοια του πλάτους και του βάθους της δεξα-μενής. Η ροή του υγρού καθώςαφήνειτηζώνηεισόδουείναιοριζόντια και κατευθύνεται προς την έξοδο της δεξαμενής. 17

18 Στη ζώνη ιλύος γίνεται απόθεση των αιωρούμενων στερεών και εφ όσον αιωρούμενα στερεά φτάσουν στη ζώνη ιλύος παραμένουν εκεί (χωρίς να επαναιωρούνται). Από τη ζώνη εξόδου γίνεται ομοιόμορφη υπερχείλιση του καθιζημένου νερού καθ όλοτοπλάτοςτης δεξαμενής. 18

19 Η κίνηση κάθε σωματιδίου στη ζώνη καθίζησης ακολουθεί τη διεύθυνση της συνισταμένης ταχύτητας Αυτή προκύπτει από τη διανυσματική άθροιση της οριζόντιας ταχύτητας Vορ (με την οποία ταξιδεύει το σωματίδιο μαζί με το νερό κατά την οριζόντια κατεύθυνση και η οποία θεωρείται σταθερή για όλες τις θέσεις της ζώνης καθίζησης) και της κατακόρυφης ταχύτητας Vκ που αντιστοιχείται με την οριακή ταχύτητα πτώσης του σωματιδίου κάτω από ήρεμες συνθήκες. 19

20 Ενα σωματίδιο που εισέρχεται στην περιοχή καθίζησης στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού (σημείο Ο) αφαιρείται (φτάνειστηζώνηιλύοςέστωκαιστοπιο απομεμακρυσμένο σημείο Α) κατά το χρόνο που ταξιδεύει από την είσοδο προς την έξοδο της δεξαμενής (υδραυλικός χρόνος παραμονής = όγκος δεξαμενής/τρο-φοδοτούμενη παροχή) μόνο εάν η κατακόρυφη ταχύτητα του είναι αρκούντως μεγάλη σχετικά με την οριζόντια ταχύτητα (Vορ = παροχή/εμβαδόν μετώπου ροής). 20

21 Ενα κατάσωματίδιο το χρόνο που ταξιδεύει εισέρχεται από στην περιοχή είσοδο προς καθίζησης την έξοδο στηντης ελεύθερη δεξαμενήςεπιφάνεια του υγρού (σημείο Ο) (υδρ. Χρόν. παραμονής = όγκος δεξαμενής/τροφοδ. παροχή) αφαιρείται (φτάνει στη ζώνη ιλύος έστω και στο πιο απομεμακρυσμένο σημείο Α) μόνο εάν η κατακόρυφη ταχύτητα του είναι αρκούντως μεγάλη σχετικά με την οριζόντια ταχύτητα (Vορ = παροχή/εμβαδόν μετώπου ροής). 21

22 Vορ = η οριζόντια ταχύτητα δια μέσου της δεξαμενής = Q/BH (m/s) 22

23 Vκρ = Vορ x H/L = Q/HB x H/L = Q/BL = Επιφανειακή Ταχύτητα Υπερχείλισης (ΕΤΥ) επιφανειακή φόρτιση (ΕΦ) = παροχή η οποία εξέρχεται από τη δεξαμενή καθίζησης (μέσω των υπερχειλιστών) ανά μονάδα επιφάνειας δεξαμενής καθίζησης. 23

24 24

25 Γιαναεπιτυγχάνεταιπτώσητουσωματιδίου(που εισέρχεται στο σημείο Ο) στο ακραίο σημείο της ζώνης ιλύος (σημείο Α) θα πρέπει να ισχύει η σχέση: Vκ = Vκρ = Vορ(ΑΓ/ΟΓ) = Vορ(Η/L) όπου: Vκ = η οριακή κατακόρυφη ταχύτητα πτώσης κάτω από ήρεμες συνθήκες Vκρ = η ταχύτητα του κρίσιμου σωματιδίου (m/s) Vορ = η οριζόντια ταχύτητα δια μέσου της δεξαμενής = Q/BH (m/s) [όπου Q ητροφοδοτούμενηπαροχήστηδεξαμενήκαθίζησης (m3/s)] L= τομήκοςτηςζώνηςκαθίζησης(m) Β τοπλάτοςτηςζώνηςκαθίζησης(m) Η τοβάθοςτης ζώνης καθίζησης (m) 25

26 Κρίσιμο σωματίδιο ονομάζεται το σωματίδιο εκείνο που έχει τη μικρότερη κατακόρυφη ταχύτητα και ταυτόχρονα αφαιρείται κατά 100% από τη δεξαμενή καθίζησης. Είναι φανερό ότι σωματίδια με ταχύτητα μεγαλύτερη από εκείνη τουκρίσιμουσωματιδίου(vκ1 > Vκρ) θα αφαιρούνται πάλι κατά 100%. Μερικά ακόμη από τα σωματίδια που έχουν ταχύτητα καθίζησης μικρότερη από την ταχύτητα του κρίσιμου σωματιδίου (Vκ2 < Vκρ) αφαιρούνται εφ' όσον εισέλθουν από την περιοχή εισόδου χαμηλότερα από την ελεύθερη επιφάνεια της δεξαμενής Διότι όσο χαμηλότερα εισέρχεται ένα σωματίδιο στη δεξαμενή τόσο μικρότερη κατακόρυφη διαδρομή έχει να διανύσει μέχρι τη ζώνη ιλύος και επομένως μπορεί να αφαιρεθεί και όταν έχει αντίστοιχα χαμηλότερη κατακόρυφη ταχύτητα. 26

27 Ένα σωματίδιο που έχει κατακόρυφη ταχύτητα (Vκ2 < Vκρ) και εισέρχεται στη ζώνη καθίζησης στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού δε φτάνει στη ζώνη ιλύος αλλά παρασύρεται στη ζώνη εξόδου, όπου το σωματίδιο ακολουθεί τη διαδρομή OB). Σωματίδια που έχουν ταχύτητα (Vκ2 < Vκρ) φτάνουν στη ζώνη ιλύος εφ όσον εισέλθουν στη δεξαμενή καθίζησης χαμηλότερα από το σημείο Π. Το σημείο Π προκύπτει με παράλληλη μετάθεση του τμήματος ΟΒ μέχρι το σημείο Β να συμπέσει με το σημείο Α. Όλα τα σωματίδια τα οποία έχουν ταχύτητα καθίζησης Vκ2 και βρίσκονται κάτω από το σημείο Π αφαιρούνται, 27

28 Επειδή όμως τα σωματίδια κάθε μεγέθους κατανέμονται ομοιόμορφα καθ' όλο το ύψος και πλάτος του μετώπου εισόδου είναι φανερό ότι το κλάσμα των αφαιρούμενων σωματιδίων που έχουν ταχύτητα Vκ2 είναι ίσο με τον λόγο ΠΡ/ΟΡ. Από τα όμοια τρίγωνα αβγ και ΟΑΒ έχουμε: Vκρ/Vορ = ΑΓ/L =OP/L (10) Από τα όμοια τρίγωνα φχψ και ΠΡΑ έχουμε: Vκ2/Vορ = ΠΡ/L (11) Από τις σχέσεις 10 και 11 προκύπτει: Vκ2/Vορ = ΠΡ/ΟΡ (12) 28

29 Από τη σχέση 12 (Vκ2/Vορ = ΠΡ/ΟΡ ) προκύπτειότισωματίδιαμε ταχύτητα καθίζησης Vκ2 < Vκρ αφαιρούνται κατά ποσοστό Vκ2 / Vκρ Με βάση τη σχέση 9 μπορούμε να γράψουμε: Vκρ = Vορ x H/L = Q/HB x H/L = Q/BL (13) = Επιφανειακή Ταχύτητα Υπερχείλισης (ΕΤΥ) 29

30 επιφανειακή φόρτιση (ΕΦ) και αντιστοιχεί στην παροχή η οποία εξέρχεται από τη δεξαμενή καθίζησης (μέσω των υπερχειλιστών) ανά μονάδα επιφάνειας δεξαμενής καθίζησης. Όπως φαίνεται από τη σχέση 13 η ιδανική δεξαμενή καθίζήσης αφαιρεί κατά 100% τασωματίδιαταοποίαέχουνοριακή ταχύτητα καθίζησης ίση ή μεγαλύτερη από την επιφανειακή ταχύτητα υπερχείλισης. 30

31 Ενα σωματίδιο που εισέρχεται στην περιοχή καθίζησης στην ελεύθερη επιφάνεια του υγρού (σημείο Ο) αφαιρείται (φτάνειστηζώνηιλύοςέστωκαιστοπιοαπομεμακρυσμένο σημείο Α) κατά το χρόνο που ταξιδεύει από την είσοδο προς την έξοδο της δεξαμενής (υδραυλικός χρόνος παραμονής = όγκος δεξαμενής/τρο-φοδοτούμενη παροχή) μόνο εάν η κατακόρυφη ταχύτητα του είναι αρκούντως μεγάλη σχετικά με την οριζόντια ταχύτητα (Vορ = παροχή/εμβαδόν μετώπου ροής). 31

32 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Ο σχεδιασμός μιας δεξαμενής βασίζεται στον αναμενόμενο τύπο της καθίζησης κατά την λειτουργία της. Στην πράξη η ανάλυση και η αξιοποίηση πειραματικών στοιχείων για το σχεδιασμό δεξαμενών καθίζησης καταλήγει στην ανάπτυξη τιμών σχεδιασμού. Τα ποιο συχνά χρησιμοποιούμενα κριτήρια σχεδιασμού είναι: Ταχύτητα υπερχείλισης Χρόνος παραμονής Ρυθμός υπερχείλισης Ελάχιστος αριθμός δεξαμενών Φόρτιση στερεών 32

33 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Ταχύτητα υπερχείλισης (ή επιφανειακή ταχύτητα υπερχείλισης), m3/m2_d Υπολογίζεται μετά από διαίρεση της παροχής του νερού που τροφο δοτείται (m3/d) με το επιφανειακό εμβαδόν της δεξαμενής (m2) Χρόνος παραμονής, h Υπολογίζεται μετά από διαίρεση του όγκου της δεξαμενής (V3) με την τροφοδοτούμενη παροχή νερού (m3/h) 33

34 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Ρυθμός υπερχείλισης (ή γραμμική ταχύτητα υπερχείλισης), m3/m_d Υπολογίζεται μετά από διαίρεση της παροχής του νερού που τροφοδοτείται (m3/d) με το μήκος από το οποίο υπερχειλίζει η εκροή του επεξεργασμένου νερού (m) Ελάχιστος αριθμός δεξαμενών Ο αριθμός των δεξαμενών καθίζησης που είναι απαραίτητες για να μην αντιμετωπίζονται προβλήματα κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης επεξεργασίας (από διακοπές, επισκευές, συντήρηση κ.λπ.). Σε μικρές εγκαταστάσεις ο ελάχιστος αριθμός δεξαμενών είναι συνήθως 2. 34

35 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Φόρτιση στερεών (ή επιφανειακή φόρτιση στερεών), kg/m2_d Υπολογίζεται μετά από διαίρεση της παροχής των στερεών που τρο φοδοτούνται (kg/d) με το επιφανειακό εμβαδόν της δεξαμενής (m2). 35

36 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Οι δεξαμενές καθίζησης σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού είναι δυνατόν να είναι ορθογωνικές ή τετραγωνικές ήκυκλικές 36

37 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Οι δεξαμενές καθίζησης σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού είναι δυνατόν να είναι ορθογωνικές ή τετραγωνικές ήκυκλικές 37

38 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Οι ορθογωνικές δεξαμενές είναι συνήθως μακρόστενες με λόγο μήκος/πλάτος 2:1 έως 3:1. Όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος μήκος/πλάτος τόσο πιο αποτελεσματικά αποφεύγεται το βραχυκύκλωμα (τιμές 6:1 έως 7:1 επιτυγχάνουν καλό έλεγχο του βραχυκυκλώματος). 38

39 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Στη ζώνη εισόδου γίνεται κατά το δυνατόν ομοιόμορφη διανομή της παροχής και η έξοδος γίνεται από υπερχειλιστές που είναι τοποθετημένοι στην περιοχή της πλευράς εξόδου (κατά προτίμηση στο τελευταίο 1/3 του μήκους της δεξαμενής). Η ιλύς που καθιζάνει στη ζώνη ιλύος προωθείται με κατάλληλες διατάξεις προς το φρεάτιο ιλύος το οποίο βρίσκεται στην πλευρά εισόδου της δεξαμενής. Η ιλύς αφαιρείται από το φρεάτιο ιλύος με κατάλληλη διάταξη άντλησης. 39

40 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Οι κυκλικές δεξαμενές καθίζησης ενδέχεται να τροφοδοτούνται απότοκέντρομετη βοήθεια κεντρικού φρεατίου διανομής ή από περιμετρικό κανάλι τροφοδότησης. Τροφοδοσία από το περιμετρικό κανάλι. τροφοδότησης. Ητροφοδοτούμενηπαροχήδιανέμεται ομοιόμορφα κατά την έννοια της περιμέτρου της δεξαμενής και στη συνέχεια οδεύει προς την κεντρική περιοχή για να υπερχειλίσει από κυκλικό κανάλι υπερχείλισης το οποίο βρίσκεται εσω-τερικά του περιμετρικού καναλιού40 τροφοδότησης.

41 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Στις κυκλικές δεξαμενές κεντρικής τροφοδότησης η τροφοδότηση γίνεται από κεντρικό φρεάτιο και η πορεία του νερού είναι ακτινική προς το περιμετρικό κανάλι υπερχείλισης. 41

42 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Σε μερικές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται και τετραγωνικές δεξαμενές. Οι τετραγωνικές δεξαμενές συνδυάζουν μερικά από τα πλεονεκτήματα των ορθογωνικών και των κυκλικών δεξαμενών. Έτσι οι τετραγωνικές δεξαμενές είναι δυνατόν να ακολουθούν δεξαμενές θρόμβωσης από τις οποίες διαχωρίζονται με κατάλληλο διάτρητο τοίχωμα επικοινωνίας. Επίσης στις τετραγωνικές δεξαμενές η παραλαβή της ιλύος είναι δυνατόν να γίνεται από κεντρικό φρεάτιο. Η ιλύς οδηγείται στο φρεάτιο ιλύος με τη βοήθεια περιστρεφόμενου βραχίονα σάρωσης του πυθμένα. 42

43 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Ο πυθμένας των δεξαμενών καθίζησης θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να έχει κατάλληλη κλίση προς το φρεάτιο ιλύος. Η κλίση εξαρτάται τόσο από τον τύπο της δεξαμενής όσο και από τον τρόπο που γίνεται η αφαίρεση της ιλύος. Συνήθεις τιμές για τις χρησιμοποιούμενες κλίσεις του πυθμένα είναι 1% για ορθογωνικές δεξαμενές και 8% για δεξαμενές με κυκλικό ή τετραγωνικό πυθμένα. 43

44 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές ανοδικής ροής Στις δεξαμενές ανοδικής ροής η τροφοδοτούμενη παροχή εισέρχεται από μία στάθμη η οποία βρίσκεται αρκετά κάτω από την ελεύθερη επιφάνεια. 44

45 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές ανοδικής ροής Έτσι στις κυκλικές π.χ. δεξαμενές ανοδικής ακτινικής ροής η τροφοδότηση γίνεται περίπουστομέσοτου βάθους της στήλης υγρού και στις δεξαμενές ανοδικής ροής δια μέσου στρώματος στερεών η τροφοδοτούμενη παροχή διέρχεται από την περιοχή της ζώνης ιλύος. 45

46 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές ανοδικής ροής Σημειώνεται ότι και στις ορθογωνικές δεξαμενές οριζόντιας ροής συμβαίνει κάποια ανοδική κίνηση του νερού στην περιοχή εξόδου (αλλά αυτό γίνεται αναγκαστικά για να υπερχειλίσει προς την έξοδο 46

47 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές ανοδικής ροής Στις δεξαμενές ανοδικής ροής διακρίνουμε την κίνηση των αιωρούμενων σωματιδίων προς τον πυθμένα (καθίζηση των σωματιδίων) και την κίνηση του τροφοδοτούμενου νερού προς την επιφανειακή περιοχή της δεξαμενής (υπερχειλιστές). Εάν η ταχύτητα καθίζησης ενός αιωρούμενου σωματιδίου είναι μεγαλύτερη από την ανοδική ταχύτητα του νερού τότε το σωματίδιο αυτό κατέρχεται στην περιοχή της ζώνης ιλύος και αφαιρείται. 47

48 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές ανοδικής ροής Εάν η ταχύτητα καθίζησης ενός αιωρούμενου σωματιδίου είναι μικρότερη από την ανοδική ταχύτητα του νερού τότε το σωματίδιο αυτό συμπαρασύρεται στη εκροή από τη δεξαμενή. Όταν η τροφοδότηση στη δεξαμενή ανοδικής ροής γίνεται πάνω από ένα ύψος της στήλης υγρού, τότε στη δεξαμενή αυτή διαμορφώνονται δύο περιοχές. Στην ανώτερη περιοχή παρατηρείται ανοδική ροή του τροφοδοτούμενου νερού ενώ στην κατώτερη περιοχή δεν παρατηρείται. 48

49 Σχεδιασμός Δεξαμενών Καθίζησης Τύποι δεξαμενών καθίζησης Δεξαμενές επαφής στερεών 49

50 50

51 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 57