1. Vamzdžių kolonistų principai ir charakteristikos
Remiantis sekliųjų rezervuarų teorija, esant fiksuotam efektyviam sedimentacijos rezervuaro tūriui, kuo didesnis rezervuaro paviršiaus plotas, tuo didesnis sedimentacijos efektyvumas, nepriklausomai nuo sedimentacijos laiko. Kuo seklesnis rezervuaras, tuo trumpesnis sedimentacijos laikas. Vamzdžių nusodintuve sedimentacijos zona yra padalinta į plonus sluoksnius lygiagrečiai pasvirusiomis plokštelėmis arba vamzdeliais, įkūnijančiais seklios talpyklos principą. Vamzdžių nusodintuvų su pasvirusiomis plokštėmis arba vamzdeliais charakteristikos yra šios:
1.Laminarinio srauto principo panaudojimas: Vanduo teka tarp plokščių arba vamzdeliuose, kur hidraulinis spindulys yra mažas, todėl Reinoldso skaičius yra mažas. Paprastai Reinoldso skaičius (Re) yra apie 200, o tai rodo laminarinį srautą, kuris yra labai palankus sedimentacijai. Srauto Froude skaičius vamzdeliuose yra maždaug nuo 1 × 10–3 iki 1 × 10–4, o tai rodo stabilią srauto būseną.
2.Padidėjęs paviršiaus plotas: Padidėja sedimentacijos plotas, todėl pagerėja sedimentacijos rezervuaro efektyvumas. Tačiau dėl specifinio pasvirusių plokščių išdėstymo, vandens įleidimo/išleidimo angos sąlygų ir vidinio srauto modelių faktinis apdorojimo pajėgumas negali pasiekti teorinio kartotinio. Faktinio sedimentacijos efektyvumo ir teorinio sedimentacijos efektyvumo santykis yra žinomas kaip efektyvusis koeficientas.
3.Sutrumpintas dalelių nusėdimo atstumas: Sumažėja dalelių nusėdimo atstumas, todėl žymiai sutrumpėja nusėdimo laikas.
4.Dalelių pakartotinis flokuliavimas: Flokuliuojančios dalelės vėl flokuliuoja nuožulniose plokštelėse ar vamzdeliuose, skatindamos dalelių augimą ir toliau gerindamos nusėdimo efektyvumą.
2. Vamzdžių naujakurių struktūra
Pasvirusių vamzdžių arba plokštelių nusodintuvų struktūra yra panaši į įprastų sedimentacijos rezervuarų struktūrą, kurią sudaro įvadas, sedimentacijos zona, išėjimas ir dumblo surinkimo zona. Tačiau sedimentacijos zonoje įrengiama daug pasvirusių vamzdžių ar plokščių. 1 paveiksle parodyta tipinė vamzdžio nusodintuvo struktūra.
Pasvirusių plokščių ir vamzdžių nusodintuvuose vandens srauto kryptis pasvirusių plokščių atžvilgiu gali būti suskirstyta į tris tipus:srautas aukštyn, srautas žemyn, irhorizontalus srautas, kaip parodyta 2 ir 3 paveiksluose.
1.Srautas aukštyn (priešsrovės srautas): Vanduo teka aukštyn per pasvirusias plokštes arba vamzdelius, o nuosėdos nusėda žemyn. Jų srauto kryptys yra priešingos, konfigūracija vadinama srautu aukštyn arba priešpriešinės srovės srautu.
2.Srautas žemyn (kartu vykstantis srautas): Vanduo teka žemyn per pasvirusias plokštes arba vamzdžius ta pačia kryptimi kaip ir nuosėdos, vadinamas srautu žemyn arba vienu metu.
3.Horizontalus srautas (kryžminis srautas): Vanduo teka horizontaliai per plokštes, žinomas kaip horizontalus srautas arba skersinis srautas, taikomas tik pasvirusioms plokštėms.
Šiuo metu dauguma vandens valymo įrenginių, pavyzdžiui, elektrinių, naudoja srautą aukštyn ir paprastai naudoja pasvirusius vamzdžius kaip vamzdžių nusodintuvų komponentus.
3. Įleidimo zona
Vanduo į nuosėdų rezervuarą patenka horizontaliai. Įleidimo zonoje dažnai yra perforuotos sienelės, plyšinės sienelės arba į apačią nukreiptos vamzdžio įvados, kad būtų užtikrintas vienodas vandens paskirstymas per visą bako plotį. Konstrukcija ir reikalavimai yra panašūs į horizontalių nuosėdų rezervuarų. Norint pasiekti vienodą nutekėjimą iš pasvirusių vamzdžių aukštyn srauto sistemose, būtinas pakankamas vandens paskirstymo zonos aukštis žemiau vamzdžių, užtikrinant, kad įleidimo greitis būtų tarp 0.02 ir 0,05 m/ s.
4. Plokščių ir vamzdžių pasvirimo kampas
Kampas tarp pasvirusių plokščių ir horizontalios plokštumos vadinamaspasvirimo kampas ( ). Mažesnis lemia mažesnį kritinį nusėdimo greitį (u₀), o tai pagerina sedimentacijos efektą. Tačiau norint užtikrinti automatinį dumblo slydimą ir netrukdomą dumblo išleidimą, jis neturėtų būti per mažas. Aukštyn nukreiptose srauto sistemose paprastai yra ne mažesnis kaip 55–60 laipsnių. Žemyn nukreiptose srauto sistemose, kur dumblo išleidimas yra lengvesnis, paprastai jis yra ne mažesnis kaip 30–40 laipsnių.
5. Plokštelių ir vamzdelių forma ir medžiaga
Siekiant efektyviausiai išnaudoti turimą rezervuaro tūrį, nuožulnios plokštės ir vamzdžiai suprojektuoti kompaktiškų geometrinių formų, tokių kaip kvadratas, stačiakampis, šešiakampis ir gofruotas. Kad būtų lengviau montuoti, keli ar net šimtai pasvirusių vamzdžių sugrupuojami į vieną vienetą, kuris įrengiamas sedimentacijos zonoje. Nuožulnioms plokštėms ir vamzdeliams naudojamos medžiagos turi būti lengvos, patvarios, netoksiškos ir nebrangios. Įprastos medžiagos yra korio popierius ir ploni plastikiniai lakštai. Koriniai vamzdeliai gali būti pagaminti iš impregnuoto popieriaus ir kietinti fenolio derva, paprastai suformuojant šešiakampius, kurių vidinis apskritimo skersmuo yra 25 mm. Plastikiniai lakštai, tokie kaip 0,4 mm storio standusis PVC, dažnai liejami termiškai.
6. Plokštelių ir vamzdžių ilgis ir atstumas
Kuo ilgesnės pasvirusios plokštės ar vamzdeliai, tuo didesnis nusėdimo efektyvumas. Tačiau pernelyg ilgas plokštes ar vamzdžius sunku gaminti ir sumontuoti, o ilgesnis ilgis padidina derlių ir mažina efektyvumą. Jei plokštės ar vamzdeliai yra per trumpi, įėjimo pereinamosios zonos (turbulentinės į laminarinį srautą pereinamosios zonos) dalis padidėja ir sumažėja efektyvi sedimentacijos zona. Perėjimo zona pasvirusiuose vamzdžiuose yra apie {{0}} mm. Patirtis rodo, kad srauto aukštyn plokštės turėtų būti 0.8-1.0 m ilgio, mažiausiai 0,5 m, o žemyn nukreiptos srauto plokštės yra maždaug 2,5 m ilgio. Esant pastoviam skerspjūvio srauto greičiui, mažesnis atstumas tarp plokščių arba vamzdžių skersmenų padidina srauto greitį ir paviršiaus apkrovą, todėl sumažėja bako dydis. Tačiau per mažas atstumas arba vamzdžių skersmuo gali sukelti gamybos sunkumų ir užsikimšimo. Valant vandenį, aukštyn nukreiptų nusodintuvų atstumas arba vamzdžio skersmuo paprastai yra 50-150 mm, o žemyn nukreiptų srauto plokščių atstumas yra maždaug 35 mm.
7. Išleidimo zona
Norint užtikrinti vienodą nutekėjimą iš pasvirusių plokščių ar vamzdžių, labai svarbu įrengti vandens surinkimo įrenginius. Šiuos įrenginius sudaro vandens surinkimo atšakos ir pagrindiniai kanalai. Surinkimo šakose gali būti perforuotų lovių, trikampių užtvankų, plonų užtvankų ir perforuotų vamzdžių. Aukštis nuo pasvirusio vamzdžio išleidimo angos iki surinkimo angos (ty švaraus vandens zonos aukštis) yra susijęs su tarpu tarp surinkimo šakų ir turi atitikti šią formulę:
h Didesnis arba lygus √3/2L
Kur:
hyra skaidraus vandens zonos aukštis (m),
Lyra atstumas tarp surinkimo šakų (m).
Paprastai L yra nuo 1,2 iki 1,8 m, taigi h yra nuo 1.0 iki 1,5 m.
8. Dalelių nusėdimo greitis (u₀).
Vandens srauto greitis tarp pasvirusių plokščių yra panašus į horizontalųjį greitį horizontaliose sedimentacijos talpyklose, paprastai svyruoja nuo 10 iki 20 mm/s. Kai naudojamas koaguliacijos gydymas, nusėdimo greitis (u₀) yra apie 0,3–0,6 mm/s.