1. Принципи и карактеристике цевних таложника
Према теорији плитког резервоара, под условом фиксне ефективне запремине резервоара за таложење, што је већа површина резервоара, већа је ефикасност седиментације, независно од времена таложења. Што је резервоар плићи, то је краће време таложења. У цевном таложнику, зона седиментације је подељена на танке слојеве низом паралелно нагнутих плоча или цеви, које отелотворују принцип плитког резервоара. Карактеристике цевних таложника са косим плочама или цевима су следеће:
1.Коришћење принципа ламинарног тока: Вода тече између плоча или унутар цеви, где је хидраулички радијус мали, што резултира малим Рејнолдсовим бројем. Генерално, Рејнолдсов број (Ре) је око 200, што указује на ламинарни ток, који је веома повољан за седиментацију. Фроудеов број протока унутар цеви је приближно 1×10⁻³ до 1×10⁻⁴, што указује на стабилно стање протока.
2.Повећана површина: Површина седиментације се повећава, побољшавајући ефикасност таложника. Међутим, због специфичног распореда косих плоча, услова на улазу/излазу воде и унутрашњих образаца протока, стварни капацитет третмана не може достићи теоретски вишекратник. Однос стварне ефикасности седиментације према теоријској ефикасности седиментације познат је као ефективни коефицијент.
3.Скраћено растојање честица: Раздаљина таложења честица је смањена, значајно скраћујући време таложења.
4.Рефлокулација честица: Флокулантне честице се поново флокулирају унутар нагнутих плоча или цеви, промовишући раст честица и даље побољшавајући ефикасност седиментације.
2. Структура цевних таложника
Структура косих цевних или плочастих таложника је слична оној код конвенционалних таложника, обухватајући улаз, зону седиментације, излаз и зону сакупљања муља. Међутим, у зони седиментације постављено је много косих цеви или плоча. Слика 1 приказује типичну структуру цевног таложника.
У косим плочама и цевима за таложење, смер протока воде у односу на нагнуте плоче може се категорисати у три типа:узлазни ток, силазног тока, ихоризонтални ток, као што је приказано на сликама 2 и 3.
1.Узлазни ток (противструјни ток): Вода тече нагоре кроз нагнуте плоче или цеви док се седимент таложи надоле. Њихови правци струјања су супротни, конфигурација која се назива узлазни ток или противструјни ток.
2.Силазни ток (истовремени ток): Вода тече наниже кроз нагнуте плоче или цеви у истом смеру као и седимент, што се назива силазним током или истовременим током.
3.Хоризонтални ток (попречни ток): Вода тече хоризонтално кроз плоче, познат као хоризонтални ток или попречни ток, применљив само на нагнуте плоче.
Тренутно, већина постројења за пречишћавање воде, као што су она у електранама, користе узлазни ток и обично користе нагнуте цеви као компоненте за цевне таложе.
3. Улазна зона
Вода улази у таложник хоризонтално. Уводна зона често има перфориране зидове, зидове са прорезима или цевне улазе са нагнутим протоком наниже како би се обезбедила уједначена дистрибуција воде по ширини резервоара. Дизајн и захтеви су слични онима код хоризонталних таложника. Да би се постигао равномеран одлив из косих цеви у системима узлазног тока, неопходна је довољна висина зоне дистрибуције воде испод цеви, обезбеђујући да се брзина на улазу одржава између 0.02 и 0,05 м/ с.
4. Угао нагиба плоча и цеви
Угао између косих плоча и хоризонталне равни се називаугао нагиба ( ). Мање резултира нижом критичном брзином таложења (у₀), побољшавајући ефекат седиментације. Међутим, да би се обезбедило аутоматско клизање муља и несметано испуштање муља, не би требало да буде премало. За системе узлазног тока, обично није мањи од 55 степени до 60 степени. У системима са силазним током, где је испуштање муља лакше, обично није мањи од 30 до 40 степени.
5. Облик и материјал плоча и цеви
Да би се најефикасније искористила расположива запремина резервоара, нагнуте плоче и цеви су дизајниране у компактним геометријским облицима, као што су квадратни, правоугаони, хексагонални и валовити облици. Ради лакше монтаже, више или чак стотине косих цеви су груписане у једну целину, која је уграђена у зони седиментације. Материјали који се користе за нагнуте плоче и цеви треба да буду лагани, издржљиви, нетоксични и јефтини. Уобичајени материјали укључују папир у облику саћа и танке пластичне листове. Цеви са саћем се могу направити од импрегнираног папира и очврснути фенолном смолом, типично формирајући шестоуглове са унутрашњим пречником круга од 25 мм. Пластични лимови, као што је 0.4 мм дебљине крутог ПВЦ-а, често се термички калупују.
6. Дужина и размак плоча и цеви
Што су дуже нагнуте плоче или цеви, то је већа ефикасност седиментације. Међутим, предуге плоче или цеви су изазовне за производњу и уградњу, а даља дужина повећава принос и смањује принос у ефикасности. Ако су плоче или цеви прекратке, пропорција улазне прелазне зоне (прелазна зона турбулентног у ламинарни ток) се повећава, смањујући ефективну зону седиментације. Прелазна зона у косим цевима је око {{0}} мм. Искуство сугерише да плоче са протоком нагоре треба да буду дугачке 0.8-1.0 м, са минимумом од 0,5 м, док су плоче за проток надоле дугачке око 2,5 м. Са константном брзином протока попречног пресека, мањи размак између плоча или пречника цеви повећава брзину протока и површинско оптерећење, чиме се смањује величина резервоара. Међутим, сувише мали размаци или пречници цеви могу довести до потешкоћа у производњи и зачепљења. У третману воде, таложници узлазног тока обично имају размак или пречник цеви од 50-150 мм, док плоче за проток наниже имају размак од око 35 мм.
7. Излазна зона
Да би се обезбедио равномеран одлив из косих плоча или цеви, од пресудног је значаја распоред уређаја за сакупљање воде. Ови уређаји се састоје од грана за прикупљање воде и главних канала. Огранци за сакупљање могу укључивати перфорирана корита, троугласте бране, танке бране и перфориране цеви. Висина од косог излаза цеви до рупе за сакупљање (тј. висина зоне чисте воде) повезана је са размаком између грана за сакупљање и треба да испуњава следећу формулу:
х Веће или једнако √3/2Л
где:
hје висина зоне чисте воде (м),
Lје размак између сабирних грана (м).
Обично је Л између 1,2 и 1,8 м, тако да је х између 1.0 и 1,5 м.
8. Брзина таложења (у₀) честица
Брзина протока воде између косих плоча је слична хоризонталној брзини у хоризонталним таложницима, обично се креће од 10 до 20 мм/с. Када се користи третман коагулације, брзина таложења (у₀) је око 0,3 до 0,6 мм/с.