HRT калкулатор - Хидравлично време на задържане за третиращи системи
Изчислете хидравличното време на задържане (HRT) незабавно за отпадъчни води, водно третиране и индустриални системи. Въведете обем на резервоара и дебит за точно HRT в часове.
Калкулатор за хидравличен престой (HRT)
Изчислете хидравличния престой, като въведете обема на резервоара и дебита. Хидравличният престой е средното време, през което водата престоява в резервоар или пречиствателна система.
Формула за изчисление
HRT = Обем ÷ Дебит
Визуализация на резервоара
Документация
Какво е хидравличното време на задържане?
Хидравличното време на задържане (HRT) е средното време, през което дадена течност остава в резервоар, басейн или реактор, преди да изтече. Инженерите го използват за оразмеряване и проверка на пречиствателни системи, като утаители за отпадъчни води, аерационни басейни и резервоари за утаяване на питейна вода. HRT се нарича също време на престой или време на задържане.
Резервоар с кратко HRT се изпразва бързо. Резервоар с дълго HRT задържа водата за дълго време. Повечето пречиствателни процеси, като утаяване, дезинфекция или биологично разграждане на отпадъци, се нуждаят от минимално време, за да протекат. HRT показва на инженера дали резервоарът осигурява достатъчно време за процеса.
Формула за хидравличното време на задържане
HRT е равно на обема на резервоара, разделен на дебита през него.
- HRT е хидравличното време на задържане, обикновено в часове.
- V е обемът на резервоара или реактора, обикновено в кубични метри (m³).
- Q е дебитът през резервоара, обикновено в кубични метри на час (m³/h).
Формулата приема постоянен дебит и фиксиран обем на резервоара. Тя дава теоретична средна стойност. Не отчита неравномерното движение на водата в резервоара, което е разгледано по-долу.
Единици
Този калкулатор използва кубични метри (m³) за обем, кубични метри на час (m³/h) за дебит и часове за резултата. На практика се използват и други единици:
| Преобразуване | Преобразуване |
|---|---|
| m³ в американски галони | × 264,17 |
| m³/h в американски галони за минута | × 4,403 |
| часове в дни | ÷ 24 |
| часове в минути | × 60 |
Как се изчислява хидравличното време на задържане
- Определете обема на резервоара в кубични метри. Използвайте обема, който действително съдържа вода между входа и изхода, а не обема до ръба.
- Определете дебита през резервоара в кубични метри на час. Използвайте средния или проектния дебит.
- Разделете обема на дебита. Резултатът е хидравличното време на задържане в часове.
И двете числа трябва да са по-големи от нула. Резервоар без обем или система без дебит няма смислено време на задържане.
Пример с решение
Резервоар съдържа 100 м³ вода. През него протича вода с дебит 10 м³ на час.
Водата остава в резервоара средно 10 часа, преди да изтече.
Втори пример: първичен утаител съдържа 200 м³ и получава дебит 100 м³/h.
Два часа попадат в диапазона от 1,5 до 2,5 часа, посочван в проектантските ръководства за първичен утаител.
Типични диапазони на HRT в пречиствателните системи
Проектантските ръководства посочват приблизителни диапазони за обичайните процеси. Действителните стойности зависят от конкретните отпадъчни води или водоизточника, местните правила и оборудването.
| Процес | Типично HRT |
|---|---|
| Първичен утаител | 1,5–2,5 часа |
| Басейн с активна утайка | 4–8 часа |
| Удължена аерация | 18–36 часа |
| Анаеробен метантанк | 15–30 дни |
| Контактна камера за дезинфекция | 30–60 минути |
| Басейн за флокулиране | 20–30 минути |
| Басейн за утаяване на питейна вода | 2–4 часа |
| Изкуствено изградено влажно местообитание | 3–7 дни |
Краткото HRT може да остави процеса незавършен, например когато твърдите частици не са се утаили или бактериите не са разградили отпадъците. Дългото HRT не винаги е по-добро. То изисква по-голям и по-скъп резервоар, а при някои биологични процеси може да лиши микроорганизмите от постоянния приток на отпадъци, с които се хранят.
Защо действителното време на задържане се различава от изчислената стойност
Формулата HRT = V/Q дава теоретична средна стойност, като приема, че водата се движи равномерно през резервоара. Действителните резервоари рядко работят така. Обикновено два ефекта отклоняват действителното време на задържане от изчислената стойност.
Късото протичане възниква, когато част от водата намери пряк път от входа до изхода и изтече много по-бързо от средното. Обичайната причина е неправилното разполагане на входа и изхода.
Мъртвите зони са ъгли или области с малък дебит, където водата се задържа и почти не се движи. Тази вода се включва в обема на резервоара, но почти не извършва полезна работа.
Заедно тези ефекти означават, че действителното средно време на задържане в лошо проектиран резервоар може да е значително по-малко от изчисленото HRT. Инженерите коригират това с прегради, които принуждават водата да следва по-дълъг път, или измерват действителното време на задържане чрез трасерно изследване: на входа се добавя трасер под формата на багрило или сол, а концентрацията му на изхода се измерва във времето, за да се определи колко дълго действително остава водата.
Често задавани въпроси
Какво е хидравличното време на задържане с прости думи? Това е средното време, през което водата или отпадъчните води остават в резервоара, преди да изтекат, изчислено като обема на резервоара, разделен на дебита.
Каква е разликата между HRT и SRT? HRT измерва колко дълго течността остава в резервоара. Времето на задържане на твърдите вещества (SRT), наричано също възраст на утайката, измерва колко дълго твърдите частици или микроорганизмите остават в системата. В инсталация с активна утайка двете стойности могат да се различават значително, тъй като твърдите вещества често се връщат обратно в резервоара, докато течността продължава да преминава през него.
Какво се случва, ако HRT е твърде кратко? Процесът в резервоара може да не завърши. В утаител твърдите частици може да не се утаят, преди водата да изтече. В биологичен резервоар микроорганизмите може да нямат достатъчно време да разградят отпадъците, а бавнорастящите бактерии може да бъдат отнесени по-бързо, отколкото се размножават.
Може ли хидравличното време на задържане да е твърде дълго? Да. Резервоар, който е много по-голям от необходимото, струва повече за изграждане, а при аерирани системи изисква и повече енергия за експлоатация. При някои биологични процеси много дългото HRT може също да намали ефективността, след като организмите изчерпят храната си.
Променя ли температурата хидравличното време на задържане? Температурата не променя изчисленото HRT, тъй като то зависи само от обема и дебита. Тя променя резултата, постигнат за дадено време на задържане, защото биологичните и химичните реакции обикновено се забавят в по-студена вода.
Как се измерва действителното време на задържане в съществуващ резервоар? Инженерите провеждат изследване с индикатор. На входа се добавя известно количество индикатор, например багрило или сол, а концентрацията му на изхода се проследява във времето. Получената крива показва разпределението на действителното време на задържане за преминаващата вода и може да разкрие късо протичане или мъртви зони, които простата формула не отчита.
Източници
- Metcalf & Eddy, Inc. Пречистване на отпадъчни води: третиране и оползотворяване на ресурсите, 5-о изд. McGraw-Hill Education, 2014.
- Агенция за опазване на околната среда на САЩ. Въведение в системите за пречистване на битови отпадъчни води, EPA 832-R-04-001, 2004.
- Crittenden, J. C. и др. Пречистване на води по MWH: принципи и проектиране, 3-то изд. John Wiley & Sons, 2012.