Kinnipidamisaja kalkulaator - Veepuhastuse ja HRT tööriist

Viibeaja kalkulaator leiab, kui kaua vedelik, tavaliselt vesi või reovesi, viibib mahutis, basseinis või muus hoidekonstruktsioonis. See jagab konstruktsiooni mahu seda läbiva vooluhulgaga. Tulemust nimetatakse viibeajaks ehk hüdrauliliseks viibeajaks (HRT) ning seda kasutatakse veetöötluses, reoveepuhastuses ja sademevee käitlemisel.

Mis on viibeaeg?

Viibeaeg on keskmine aeg, mille veeosake veedab mahutis või basseinis enne väljumist. Insenerid nimetavad seda ka retentsiooniajaks või viibeajaks. See võrdub basseini mahu jagatisega seda läbiva vee vooluhulgaga.

Valem eeldab ideaalset olukorda. Vesi liigub kas järjest läbi nagu autod ühe sõidurajaga tunnelis (seda nimetatakse kolvvooleks) või seguneb uus vesi ühtlaselt kogu mahutis juba oleva veega (seda nimetatakse täielikult segunenud vooluks). Tegelikud mahutid vastavad kummalegi olukorrale harva täpselt. Vesi võib võtta sissevoolu ja väljavoolu vahel otsetee; seda probleemi nimetatakse lühisvooluks. Mõnes mahuti nurgas liigub vesi vaevu; neid alasid nimetatakse surnud tsoonideks. Seetõttu on vee tegelik mahutis viibimise aeg sageli arvutatud viibeajast lühem.

Viibeaja valem

Põhivalem on järgmine:

Viibeaeg (t) = maht (V) ÷ vooluhulk (Q)

• t = viibeaeg, tavaliselt tundides
• V = mahuti või basseini maht
• Q = mahutit või basseini läbiv vooluhulk

Maht ja vooluhulk peavad enne jagamist olema väljendatud ühildatavates ühikutes. See kalkulaator teeb teisenduse automaatselt. Toetatud ühikud on järgmised:

Maht: kuupmeetrid (m³), liitrid (L), USA vedeliku gallonid (gal)

• 1 m³ = 1 000 L
• 1 gal = täpselt 3,785411784 L, seega 1 m³ ≈ 264,17 gal

Vooluhulk: kuupmeetrid tunnis (m³/h), liitrid minutis (L/min), USA vedeliku gallonid minutis (gal/min)

• 1 m³/h ≈ 16,67 L/min
• 1 m³/h ≈ 4,40 gal/min

Aeg: tunnid, minutid, sekundid

• 1 tund = 60 minutit = 3 600 sekundit

Kuidas viibeaega arvutada

1. Sisestage mahuti või basseini maht ja valige selle ühik.
2. Sisestage mahutit läbiv vooluhulk ja valige selle ühik.
3. Valige tulemuse ühik: tunnid, minutid või sekundid.
4. Kalkulaator teisendab mahu kuupmeetriteks ja vooluhulga kuupmeetriteks tunnis ning jagab mahu vooluhulgaga, et leida viibeaeg.

Näidisarvutus

Näide 1: kloori kontaktbassein

Veetöötlusjaamas on kloori kontaktbassein mahuga 500 m³. Vesi voolab sellest läbi kiirusega 100 m³/h.

Viibeaeg = 500 m³ ÷ 100 m³/h = 5 tundi

Näide 2: erinevad ühikud

Mahutisse mahub 5 000 liitrit ja vesi voolab sinna kiirusega 250 liitrit minutis.

Esmalt teisendage väärtused kuupmeetriteks ja kuupmeetriteks tunnis:

• 5 000 L = 5 m³
• 250 L/min × 0,06 = 15 m³/h

Viibeaeg = 5 m³ ÷ 15 m³/h = 0,33 tundi ehk 20 minutit

Näide 3: gallonid

Basseini filtreerimissüsteemi mahub 50 000 gallonit (190 000 L) ja selle vooluhulk on 100 gallonit (380 L) minutis.

Teisendage väärtused kuupmeetriteks ja kuupmeetriteks tunnis:

• 50 000 gal × 0,003785411784 ≈ 189,27 m³
• 100 gal/min × 0,22712470704 ≈ 22,71 m³/h

Viibeaeg = 189,27 m³ ÷ 22,71 m³/h ≈ 8,33 tundi

Kus viibeaega kasutatakse

Veetöötlus. Viibeaeg määrab, kui kaua puutub vesi kokku desinfektsioonivahendiga, näiteks klooriga. USA Keskkonnakaitseamet ja teised reguleerivad asutused kehtestavad minimaalsed kontaktajad, et haigustekitajad inaktiveeritaks enne töödeldud vee jõudmist tarbijateni. Settebasseinides kasutatakse pikemat viibeaega, sageli mitu tundi, et heljum saaks välja settida.

Reoveepuhastus. Bioloogilised puhastusprotsessid, näiteks aktiivmudaprotsessid, vajavad piisavat viibeaega, et mikroorganismid saaksid orgaanilist ainet lagundada. See hüdrauliline viibeaeg erineb muda viibeajast (SRT), mis mõõdab, kui kaua mikroorganismid ise süsteemis viibivad. SRT on tavaliselt palju pikem kui vee enda süsteemis viibimise aeg.

Sademevee käitlemine. Viivitusbasseinid hoiavad tormijärgset äravooluvett kinni, et sete ja saasteained saaksid enne vee vabastamist settida. Pikem viibeaeg eemaldab üldiselt rohkem peenosakesi, kuid nõuab ka suuremat basseini.

Muud süsteemid. Viibeaega kasutatakse ka keemilistes reaktorites, õli- ja veeseparaatorites ning tehismärgaladel, samuti igas süsteemis, kus kindla mahuga töödeldakse pidevat voolu.

Levinud vead

• Keskmise vooluhulga kasutamine tippvooluhulga asemel. Bassein peab tagama piisava viibeaja maksimaalse vooluhulga korral, mitte ainult tavalistes tingimustes.
• Lühisvoolu eiramine. Tegelikud basseinid tagavad sageli arvutatud väärtusest lühema efektiivse viibeaja, sest vool ei jaotu mahutis ühtlaselt.
• Ajaühikute segiajamine. Minutite ja tundide segiajamine muudab tulemust teguriga 60.
• Brutomahtude kasutamine netomahtude asemel. Seadmed, vaheseinad ja kogunenud sete vähendavad vee jaoks tegelikult kasutatavat ruumi.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on viibeaeg veetöötluses? Viibeaeg on keskmine aeg, mille vesi veedab mahutis või basseinis; selle leidmiseks jagatakse maht vooluhulgaga. See näitab, kas sellisel protsessil nagu desinfitseerimine või settimine on toimimiseks piisavalt aega.

Kas viibeaeg on sama mis viibeaeg? Neid termineid kasutatakse sageli sünonüümidena. Mõned insenerid kasutavad terminit „viibeaeg” arvutatud teoreetilise väärtuse kohta ja terminit „residentsiaeg” selle kohta, kui kaua vesi tegelikult viibib, kui lühisvoolu ja surnud tsoone arvesse võtta.

Miks on viibeaeg tähtis? Paljud puhastusprotsessid vajavad toimimiseks minimaalset aega. Kloor vajab haigustekitajate inaktiveerimiseks kontaktiaega. Osakesed vajavad settimiseks aega. Mikroorganismid vajavad orgaanilise aine tarbimiseks aega. Reguleerivad asutused kehtestavad mitmele sellisele protsessile minimaalse viibeaja.

Kas viibeaeg võib olla liiga pikk? Jah. Liiga pikk viibeaeg võib soodustada vetikate kasvu avatud basseinides, kulutada energiat tarbetule õhustamisele ja suurendada ehituskulusid ülemõõduliste mahutite tõttu.

Mis muudab tegeliku viibeaja mahutis arvutatud väärtusest erinevaks? Lühisvool, surnud tsoonid, avatud basseinidele mõjuv tuul ja temperatuuri kihistumine võivad kõik muuta efektiivse viibeaja arvutatud väärtusest lühemaks.

Millist gallonit kalkulaator kasutab? USA vedeliku gallonit, milles on täpselt 3,785411784 liitrit. Ühendkuningriigis kasutatav imperiaalne gallon on suurem, 4,54609 liitrit, ega kuulu valikute hulka.

Millist ajaühikut peaksin kasutama? Kiireid protsesse, näiteks kiirsegamist, mõõdetakse tavaliselt sekundites või minutites. Settimist ja bioloogilist puhastust mõõdetakse tavaliselt tundides. Aeglasi protsesse, näiteks anaeroobset kääritamist, mõõdetakse päevades.