Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ,
    СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
  • Влияние конструкции тонкослойного модуля на эффективность осаждения
  • УДК 628.2
    doi: 10.33622/0869-7019.2026.01.56-62
    Шуайсянь ЮЙ, аспирант, yshuaixian@mail.ru
    Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ), 190005 Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4
    Aннотация. Предлагается конструкция тонкослойного модуля, состоящего из двух каналов: одного для пропуска сточных вод, другого - для улавливания и отведения образовавшегося осадка. Эти каналы отделены друг от друга перфорированной пластиной, отверстия которой обеспечивают гидравлическую связь и пропуск оседающих частиц осадка. Важной характеристикой работы этой конструкции является отношение площади, занимаемой отверстиями к площади разделяющей каналы пластины. Цель данного исследования - анализ влияния соотношения площадей отверстий, скорости потока воды, диаметра и плотности частиц на эффективность осаждения. Для исследования этих взаимосвязей была проведена серия модельных и лабораторных экспериментов. По результатам анализа поверхности отклика показано, что уменьшение соотношения площадей улучшает эффективность осаждения. Полученный результат может способствовать разработке эффективных конструкций тонкослойного модуля в инженерной практике.
    Ключевые слова: очистка воды, тонкослойный модуль, эффективность осаждения, моделирование, анализ поверхности отклика
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Chintokoma G., Machunda R., Njau K. Optimization of sedimentation tank coupled with inclined plate settlers as a pre-treatment for high turbidi-ty water [Оптимизация осадительной емкости с наклонными пластинами как предварительная очистка для воды с высокой мутностью]. Journal of Environment and Earth Science, 2015, vol. 5, no. 17, pp. 11-23.
    2. Kapoor B., Acrivos A. Sedimentation and sediment flow in settling tanks with inclined walls [Осаждение и осадочный поток в осадительных емкостях с наклонными стенками]. Journal of Fluid Mechanics, 1995, vol. 290, pp. 39-66. doi: 10.1017/S0022112095002412
    3. Tarpagkou R., Pantokratoras A. The influence of lamellar settler in sedimentation tanks for potable water treatment - a computational fluid dynamic study [Влияние ламеллярного осадителя в осадительных емкостях для очистки питьевой воды - исследование методом вычислительной гидродинамики]. Powder Technology, 2014, vol. 268, pp. 139-149. doi: 10.1016/j.powtec.2014.08.030
    4. AbdNasier M., Abdulrazzaq K. A. Conventional water treatment plant, principles, and important factors influence on the efficiency [Конвенциональная станция водоочистки, принципы и важнейшие факторы, влияющие на эффективность]. Design Engineering, 2021, iss. 8, pp. 16009-16027.
    5. Wang F., Yang Y. Discussion on the operation problems of slant plate sedimentation tank for coating wastewater [Обсуждение операционных проблем осадительного танка с наклонными пластинами для сточных вод с покрытиями]. China High-Tech Enterprises, 2013, no. 13, pp. 92-93. doi: 10.3969/j.issn.1009-2374.2013.13.049
    6. Hirom K., Devi T. T. Examining the effects of longitudinal inclined plates and perforated inlet baffle on the settling efficiency of a rectangular sedimentation tank: a computational fluid dynamics study [Исследование влияния продольных наклонных пластин и перфорированного входного экрана на эффективность осаждения в прямоугольном осадительном танке: исследование методом вычислительной гидродинамики]. Water Air Soil Pollut, 2024, vol. 235(73). doi: 10.1007/s11270-024-06891-2
    7. Takata K., Kurose R. Influence of density flow on treated water turbidity in a sedimentation basin with inclined plate settler [Влияние плотностного потока на мутность очищенной воды в осадительной емкости с наклонными пластинами]. Water Science and Technology: Water Supply, 2017, vol. 17, iss. 4, pp. 1140-1148. doi: 10.2166/ws.2017.012
    8. Hirom K., Devi T. T. Determining the optimum position and size of lamella packet in an industrial wastewater sedimentation tank: a computational fluid dynamics study [Определение оптимального положения и размера ламеллярного пакета в осадительном танке для промышленного стока воды: исследование методом вычислительной гидродинамики]. Water Air Soil Pollut, 2022, vol. 233(261). doi: 10.1007/s11270-022-05742-2
    9. Abeyratne W. M. L. K., Weerakoon S. B., Neluwala N. G. P. B. Clarification efficiency of plate settlers analyzed by CFD modeling [Эффективность осветления с помощью пластинчатых осадителей, проанализированная с использованием моделирования CFD]. Lecture Notes in Civil Engineering, 2022, vol. 174, pp. 543-551. doi: 10.1007/978-981-16-4412-2_42
    10. Abeyratne W. M. L. K., Weerakoon S. B., Neluwala P., Ratnaweera H. Suspended solid removal efficiency of plate settlers and tube settlers analysed by CFD modeling [Эффективность удаления взвешенных твердых частиц с помощью пластинчатых и трубчатых осадителей, проанализированная с помощью CFD-моделирования]. Water Science & Technology, 2023, vol. 87, iss. 9, pp. 2116-2127. doi: 10.2166/wst.2023.107
    11. Stabel H. H. Settling velocity and residence time of particles in lake Constance [Скорость осаждения и время пребывания частиц в озере Констанц]. Swiss Journal of Hydrology, 1987, vol. 49, pp. 284-293. doi: 10.1007/BF02538289
    12. Юй Ш., Федоров С. В., Феофанов Ю. А., Черников Н. А. Оценка эффективности осаждения в тонкослойном модуле // Известия вузов. Строительство. 2025. № 4(796). С. 109-119. doi: 10.32683/0536-1052-2025-796-4-109-119
    13. Guo H., Ki S. J., Oh S. et al. Numerical simulation of separation process for enhancing fine particle removal in tertiary sedimentation tank mounting adjustable baffle [Численное моделирование процесса сепарации для улучшения удаления мелких частиц в третьем осадительном танке с регулируемым экраном]. Chemical Engineering Science, 2017, vol. 158, pp. 21-29. doi: 10.1016/j.ces.2016.09.022
    14. Tarpagkou R., Pantokratoras A. CFD methodology for sedimenta-tion tanks: The effect of secondary phase on fluid phase using DPM cou-pled calculations [Методология CFD для осадительных танков: влияние вторичной фазы на жидкостную фазу при расчете с использованием метода DPM]. Applied Mathematical Modelling, 2013, vol. 37, iss. 5, pp. 3478-3494. doi: 10.1016/j.ces.2016.09.022
    15. Zhao Jing. Three-dimensional numerical simulation of inclined tube sedimentation tank with countercurrent flow [Трехмерное численное моделирование осадительного танка с наклонными трубками с противоточным потоком]. Engineering and Construction, 2015, vol. 29, no. 2, pp. 158-160.
    16. Nagano Y., Tagawa M. An Improved k-е Model for Boundary Layer Flows [Улучшенная модель k-е для пограничных слоев потока]. Journal of Fluids Engineering, 1990, vol. 112, iss. 1, pp. 33-39.
    17. Williams P. T., Baker A. J. Incompressible computational fluid dynamics and the continuity constraint method for the three-dimensional Navier-Stokes equations. [Непрерывная вычислительная гидродинамика и метод ограничения непрерывности для уравнений Навье-Стокса в трех измерениях]. Numerical Heat Transfer, 1996, vol. 29, iss. 2, pp. 137-273. doi: 10.1080/10407799608914980
    18. Raeesh M., Devi T. T., Hirom K. Recent developments on application of different turbulence and multiphase models in sedimentation tank modeling - a review [Недавние разработки применения различных моделей турбулентности и многофазных моделей в моделировании осадительных танков - обзор]. Water, Air, & Soil Pollution, 2023, vol. 234(5). doi: 10.1007/s11270-022-06007-8
    19. Sun Z., Yan X., Wang L. et al. Numerical prediction of particle slip velocity in turbulence by CFD-DEM simulation [Численное прогнозирование скорости скольжения частиц в турбулентности с помощью моделирования CFD-DEM]. Particuology, 2023, vol. 80, pp.170-179. doi: 10.1016/j.partic.2022.11.021
    20. Kirpa Hirom M. R., Devi T. T. CFD study on finding optimum number of inclined plates and settling efficiency in a novel sedimentation tank (lamella clarifiers) of wastewater treatment unit [Исследование методом CFD оптимального числа наклонных пластин и эффективности осаждения в новом осадительном танке (ламеллярные осветлители) для установки очистки сточных вод]. Fluid Mechanics and Fluid Power, 2023, vol. 1, pp.111-116. doi: 10.1007/978-981-19-7055-9_19
  • Для цитирования: Юй Ш. Влияние конструкции тонкослойного модуля на эффективность осаждения // Промышленное и гражданское строительство. 2026. № 1. С. 56-62. doi: 10.33622/0869-7019.2026.01.56-62

НАЗАД