1. チューブセトラーの原理と特徴
浅槽理論によれば、沈殿槽の有効容積が一定の条件下では、沈殿時間に関係なく、槽の表面積が大きいほど沈降効率が高くなります。タンクが浅ければ浅いほど、沈降時間は短くなります。チューブセトラーでは、沈降ゾーンは一連の平行な傾斜プレートまたはチューブによって薄い層に分割され、浅いタンクの原理が具体化されています。傾斜プレートまたはチューブを備えたチューブセトラーの特徴は次のとおりです。
1.層流原理の利用: 水はプレート間またはチューブ内を流れ、水力半径が小さいため、レイノルズ数が低くなります。一般に、レイノルズ数 (Re) は約 200 であり、層流を示しており、沈降に非常に有利です。チューブ内の流れのフルード数は約1×10-3〜1×10-4であり、安定した流れ状態であることがわかります。
2.表面積の増加：沈殿面積が増加し、沈殿槽の効率が向上します。ただし、傾斜板の特殊な配置、水の入口/出口条件、内部の流れのパターンにより、実際の処理能力は理論上の倍数に達することができません。理論上の沈降効率に対する実際の沈降効率の比は、有効係数として知られています。
3.粒子の沈降距離の短縮：粒子の沈降距離が短くなり、沈降時間が大幅に短縮されます。
4.粒子の再凝集: 凝集粒子は傾斜したプレートまたはチューブ内で再凝集し、粒子の成長を促進し、沈降効率をさらに向上させます。
2. チューブセトラーの構造
傾斜管または板状沈降装置の構造は、入口、沈降ゾーン、出口、および汚泥収集ゾーンを含む従来の沈降タンクの構造と類似しています。しかし、沈降ゾーンには傾斜した管や板が多数設置されています。図 1 にチューブセトラーの典型的な構造を示します。
傾斜プレートアンドチューブセトラーでは、傾斜プレートに対する水の流れ方向は 3 つのタイプに分類できます。上昇流, 下降流、 そして水平方向の流れ、図 2 および 3 に示すように。
1.上昇流（向流）: 水は傾斜したプレートまたはチューブを通って上に流れ、堆積物は下に沈みます。それらの流れの方向は反対であり、この構成は上向きの流れまたは向流と呼ばれます。
2.下降流（同時流）: 水は傾斜した板または管の中を堆積物と同じ方向に下向きに流れます。これを下降流または並流といいます。
3.水平方向の流れ（クロスフロー）: 水はプレートを通って水平に流れます。これは水平流または横流として知られ、傾斜したプレートにのみ適用されます。
現在、発電所などの水処理プラントのほとんどは上昇流を使用しており、通常はチューブセトラーのコンポーネントとして傾斜したチューブを使用しています。
3. インレットゾーン
水は沈殿槽に水平に入ります。入口ゾーンには多くの場合、タンクの幅全体に均一な水の分布を確保するために、穴の開いた壁、スロット付きの壁、または下向きの流れに傾斜した管の入口が付いています。設計と要件は横型沈殿槽と同様です。上向きの流れシステムで傾斜したチューブからの均一な流出を達成するには、チューブの下の配水ゾーンに十分な高さを確保し、入口速度が 0.02 ～ 0.05 m/ の間に維持されるようにする必要があります。 s.
4. プレートとチューブの傾斜角度
傾斜したプレートと水平面との間の角度は、傾斜角 ( )。小さくすると臨界沈降速度 (u₀) が低くなり、沈降効果が向上します。ただし、スラッジの自動スライドと障害物のないスラッジ排出を確保するには、小さすぎてはなりません。上向きの流れシステムの場合、通常は 55 度から 60 度以上になります。下降流方式では汚泥の排出が容易となるため、一般的には30度～40度以上となります。
5. プレートおよびチューブの形状と材質
利用可能なタンク容積を最も効率的に利用するために、傾斜プレートと傾斜チューブは正方形、長方形、六角形、波形などのコンパクトな幾何学的形状に設計されています。設置を容易にするために、複数または数百の傾斜管が 1 つのユニットにグループ化され、沈降ゾーンに設置されます。傾斜プレートおよび傾斜チューブに使用される材料は、軽量で耐久性があり、毒性がなく、安価である必要があります。一般的な材料には、ハニカム紙や薄いプラスチック シートなどがあります。ハニカムチューブは含浸紙から作られ、フェノール樹脂で硬化され、通常は内円直径 25 mm の六角形を形成します。 0.4 mm 厚の硬質 PVC などのプラスチック シートは、多くの場合熱成形されます。
6. プレートとチューブの長さと間隔
傾斜したプレートまたはチューブが長いほど、沈降効率が高くなります。ただし、長すぎるプレートやチューブは製造や設置が難しく、さらに長くなるにつれて歩留まりが増加し、効率の利益が減少します。プレートまたはチューブが短すぎると、入口移行ゾーン (乱流から層流への移行ゾーン) の割合が増加し、有効な沈降ゾーンが減少します。傾斜管内の移行ゾーンは約 {{0}} mm です。経験によれば、上昇流プレートの長さは 0.8-1.0 m、最低 0.5 m である必要があり、下降流プレートの長さは約 2.5 m である必要があります。断面流速が一定の場合、プレート間の間隔またはチューブの直径が小さくなると、流速と表面負荷が増加し、タンクのサイズが小さくなります。ただし、間隔やチューブの直径が小さすぎると、製造上の困難や閉塞が発生する可能性があります。水処理では、上向流沈降装置の間隔またはチューブ直径は通常 50-150 mm ですが、下降流プレートの間隔は約 35 mm です。
7. アウトレットゾーン
傾斜したプレートまたはチューブからの均一な流出を確保するには、水収集装置の配置が重要です。これらの装置は、水収集分岐と主要なチャネルで構成されます。収集分岐には、穴あきトラフ、三角形の堰、薄い堰、穴あきパイプなどが含まれます。傾斜したチューブの出口から収集穴までの高さ (つまり、清水ゾーンの高さ) は、収集分岐間の間隔に関係しており、次の式を満たす必要があります。
h √3/2L以上
どこ：
hは透明な水域の高さ (m)、
Lコレクションのブランチ間の間隔 (m) です。
通常、L は 1.2 ～ 1.8 m であるため、h は 1.0 ～ 1.5 m になります。
8. 粒子の沈降速度 (u₀)
傾斜板間の水流速度は、水平沈殿槽内の水平速度と同様で、通常は 10 から 20 mm/s の範囲です。凝固処理を行った場合の沈降速度（u₀）は0.3～0.6mm/s程度です。