Калкулатор времена задржавања - Алат за третман воде и ХРТ

Калкулатор времена задржавања израчунава колико дуго течност, обично вода или отпадна вода, остаје унутар резервоара, базена или друге конструкције за задржавање. Израчунава се дељењем запремине конструкције протоком који кроз њу пролази. Резултат се назива време задржавања или хидрауличко време задржавања (HRT) и користи се у пречишћавању воде, пречишћавању отпадних вода и управљању атмосферским водама.

Шта је време задржавања?

Време задржавања је просечно време које честица воде проведе у резервоару или базену пре него што га напусти. Инжењери га називају и време ретенције или време боравка. Једнако је запремини базена подељеној протоком воде која кроз њега пролази.

Формула претпоставља идеалан случај. Вода или пролази редом, попут аутомобила у тунелу са једном саобраћајном траком, што се назива клипно струјање, или се нова вода равномерно меша са свим што се већ налази унутра, што се назива режим потпуног мешања. Стварни резервоари се ретко потпуно поклапају са било којим од ова два случаја. Вода може пречицом прећи пут од улаза до излаза, што представља појаву кратког споја. Неки углови резервоара готово да се уопште не покрећу; они се називају мртве зоне. Због тога је време које вода стварно проведе у резервоару често краће од израчунатог времена задржавања.

Формула за време задржавања

Основна формула је:

Време задржавања (t) = Запремина (V) ÷ Проток (Q)

• t = време задржавања, обично у сатима
• V = запремина резервоара или базена
• Q = проток кроз резервоар или базен

Запремина и проток морају имати усаглашене јединице пре дељења. Овај калкулатор аутоматски обавља конверзију. Подржане су следеће јединице:

Запремина: кубни метри (m³), литри (L), амерички течни галони (gal)

• 1 m³ = 1.000 L
• 1 галон = тачно 3,785411784 L, па је 1 m³ ≈ 264,17 галона

Проток: кубни метри на сат (m³/h), литри у минути (L/min), амерички течни галони у минути (gal/min)

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

Време: сати, минути, секунде

• 1 сат = 60 минута = 3.600 секунди

Како израчунати време задржавања

1. Унесите запремину резервоара или базена и изаберите њену јединицу.
2. Унесите проток кроз резервоар и изаберите његову јединицу.
3. Изаберите јединицу за резултат: сати, минути или секунде.
4. Калкулатор претвара запремину у кубне метре, а проток у кубне метре на сат, затим дели запремину протоком да би добио време задржавања.

Решени пример

Пример 1: базен за контакт са хлором

Постројење за пречишћавање воде има базен за контакт са хлором запремине 500 m³. Вода протиче кроз њега протоком од 100 m³/h.

Време задржавања = 500 m³ ÷ 100 m³/h = 5 сати

Пример 2: различите јединице

У резервоар стаје 5.000 литара, а вода у њега дотиче протоком од 250 литара у минути.

Најпре извршите конверзију у кубне метре и кубне метре на сат:

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

Време задржавања = 5 m³ ÷ 15 m³/h = 0,33 сата, односно 20 минута

Пример 3: галони

Систем за филтрацију базена садржи 50.000 галона (190.000 L), а проток износи 100 галона (380 L) у минути.

Претворите у кубне метре и кубне метре на сат:

• 50.000 галона × 0,003785411784 ≈ 189,27 m³
• 100 галона/min × 0,22712470704 ≈ 22,71 m³/h

Време задржавања = 189,27 m³ ÷ 22,71 m³/h ≈ 8,33 сати

Где се користи време задржавања

Пречишћавање воде. Време задржавања одређује колико дуго вода долази у контакт са дезинфекционим средством, као што је хлор. Регулаторна тела, попут Агенције за заштиту животне средине САД, одређују минимално време контакта како би се патогени инактивирали пре него што пречишћена вода стигне до потрошача. У таложним базенима користе се дужа времена задржавања, често од неколико сати, како би се суспендоване честице исталожиле.

Пречишћавање отпадних вода. Биолошким процесима пречишћавања, као што су системи са активним муљем, потребно је довољно дуго време задржавања да би микроорганизми разложили органску материју. Хидрауличко време задржавања разликује се од времена задржавања чврстих материја (SRT), које мери колико дуго сами микроорганизми остају у систему. Време задржавања чврстих материја (SRT) обично је много дуже од времена које сама вода проведе у њему.

Управљање атмосферским водама. Ретенциони базени задржавају отицај после олуја, како би се седимент и загађивачи исталожили пре испуштања воде. Дуже време задржавања углавном уклања више ситних честица, али захтева и већи базен.

Други системи. Време задржавања релевантно је и за хемијске реакторе, сепараторе уља и воде и вештачке мочваре, као и за сваки систем у коме фиксна запремина обрађује непрекидан проток.

Уобичајене грешке

• Коришћење просечног уместо вршног протока. Базен мора да обезбеди довољно дуго време задржавања при максималном протоку, а не само у уобичајеним условима.
• Занемаривање кратког спајања токова. Стварни базени често обезбеђују краће ефективно време задржавања од израчунате вредности, јер се ток не распоређује равномерно кроз резервоар.
• Мешање временских јединица. Замена минута сатима мења резултат за фактор 60.
• Коришћење укупне уместо нето запремине. Опрема, преграде и нагомилани седимент смањују простор који је стварно доступан води.

Најчешће постављана питања

Шта је време задржавања у пречишћавању воде? Време задржавања је просечно време које вода проведе у резервоару или базену, а добија се дељењем запремине протоком. Оно показује да ли процес, као што су дезинфекција или таложење, има довољно времена за деловање.

Да ли је време задржавања исто што и време боравка? Ови изрази се често користе као синоними. Неки инжењери користе „време задржавања“ за израчунату, теоријску вредност, а „време боравка“ за време током којег вода стварно остаје у систему, када се узму у обзир кратко спајање токова и мртве зоне.

Зашто је време задржавања важно? Многим процесима пречишћавања потребно је минимално време за деловање. Хлору је потребно време контакта да би инактивирао патогене. Честицама је потребно време да се исталоже. Микроорганизмима је потребно време да утроше органску материју. Регулаторна тела одређују минимална времена задржавања за неколико ових процеса.

Може ли време задржавања бити предуго? Да. Прекомерно дуго време задржавања може омогућити раст алги у отвореним базенима, узроковати непотребну потрошњу енергије на аерацију и повећати трошкове изградње због предимензионисаних резервоара.

Зашто се стварно време задржавања у резервоару разликује од израчунате вредности? Кратко спајање токова, мртве зоне, дејство ветра на отворене базене и температурно раслојавање могу скратити ефективно време задржавања у односу на израчунату вредност.

Који галон користи калкулатор? Амерички течни галон, који износи тачно 3,785411784 литара. Империјални галон који се користи у Уједињеном Краљевству већи је и износи 4,54609 литара, па није међу понуђеним опцијама.

Коју временску јединицу треба користити? Брзи процеси, као што је процес брзог мешања, обично се мере у секундама или минутима. Таложење и биолошко пречишћавање обично се мере у сатима. Спори процеси, као што је анаеробна дигестија, мере се у данима.