NOVATECH'2004 1 Experimental investigation into solids re- entrainment in hydrodynamic vortex separators L’investigation expérimentale du ré-entraînement des solides dans des séparateurs hydrodynamiques vortex Dr D A Phipps 1 , Dr R M Alkhaddar 1 , Mr James Dodd 1 , Dr M G Faram 2 , Professor R Y G Andoh 3 and Miss Cathryn Roberts 1 1 Liverpool John Moores University, Byrom Street, Liverpool L3 3AF, UK, e- mail: d.a.phipps@livjm.ac.uk, r.m.alkhadar@livjm.ac.uk 2 Hydro International, Shearwater House, Victoria Road, Clevedon BS21 7RD, UK, e-mail: mike.faram@hydro-international.co.uk 3 Hydro International, 94 Hutchins Drive, Portland, ME 04102, USA, e-mail: bandoh@hil-tech.com RÉSUMÉ Séparateurs Hydrodynamiques Vortex (HDVS) sont utilisés pour la séparation de solides dans l’eau de pluie avant leur décharge dans les cours d’eau et pour le contrôle aux déversoirs d’orage et le traitement des eaux usées. Leur géométrie interne produit des modèles d’écoulement qui entraînent une séparation des solides et la capture des dépôts de sédiments dans un distributeur situé à la base du séparateur. Cette étude contrôle le ré-entraînement des solides capturés. Différents débits concernant quatre conceptions différentes de séparateur ont été considérées. Pour une conception, les expériences de traçage à l’eau colorée ont prouvées que le distributeur est une zone à mélange lent. Le taux de mélange et d’échange avec le corps principal dépendant du débit. Des essais de traçage réalisés avec la partie du distributeur remplie ont démontrés qu’un mélange minimal retenait de l’eau par force interstitielle, sachant que l’entraînement des solides a lieu uniquement à la surface supérieure. Le ré-entraînement se produisant quand le distributeur était plein de sédiments fût trouvé dépendant de la conception : une augmentation générale dans son potentiel avec les débits augmentant. L’étude souligne l’importance de fournir des zones isolées pour stocker les sédiments ainsi qu’une protection suffisante de ces sédiments. ABSTRACT Hydrodynamic Vortex Separators (HDVS) are used for removing solids from stormwater before discharge into watercourses and for Combined Sewer Overflow (CSO) and wastewater treatment. Their internal geometry generates flow patterns which promote solids separation and deposition in a hopper at the base. This study examines re-entrainment of captured solids at a range of flow rates, for four separator configurations. Dye-tracer experiments for one configuration have shown that the hopper region is a slow mixing zone (SMZ), with the rate of mixing and interchange with the main body of flow depending on overall flow rate. With the hopper part filled, dye tests showed minimal mixing of interstitially held water; supporting the view that removal of solids will occur only from the top of the bed. The onset and extent of re- entrainment occurring when the hopper was full of sediment was found to depend on the configuration, with a general increase in its occurrence with increasing flows. The study highlights the importance of providing isolated zones for sediment collection and adequate shielding of the collected sediment. KEYWORDS: hydrodynamic vortex separator; re-entrainment; sediment retention