一、斜管沉淀池的原理及特色

 

    依據(jù)淺池原理，在沉淀池有用容積必定的條件下。沉淀池面積越大，沉淀池的沉積功率就越高，與沉積時(shí)刻沒有聯(lián)系；沉淀池越淺，沉積時(shí)刻就越短。式沉淀池的沉積區(qū)是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層，體現(xiàn)了淺池原理。

 

    斜板斜管沉淀池的特色是:

 

    (1)使用了層流原理，水流在板間或管內(nèi)活動(dòng)，水力半徑很小，所以雷諾數(shù)較低，一般情況下，雷諾數(shù)Re在200左右，水流出現(xiàn)層流狀況，對(duì)沉積極為有利，斜管內(nèi)水流的弗勞德數(shù)約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩(wěn)定狀況。

 

    (2)添加了沉淀池的面積，使沉積功率進(jìn)步。當(dāng)然，因?yàn)樾卑宓脑敿?xì)安置、進(jìn)出水的影響及板或管內(nèi)流態(tài)的影響等，處理才能不可能抵達(dá)理論倍數(shù)。實(shí)踐進(jìn)步的沉積功率與理論沉積功率比稱為有用系數(shù)。

 

    (3)縮短了顆粒沉積間隔，使沉積時(shí)刻大大縮短。

 

    (4)斜板或內(nèi)絮狀顆粒的再凝聚，促進(jìn)了顆粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，進(jìn)步了沉積功率。

 

    二、沉淀池的結(jié)構(gòu)

 

    斜管斜板式沉淀池的結(jié)構(gòu)與一般沉淀池相同，是由進(jìn)口、沉積區(qū)、出口與集泥區(qū)四個(gè)部分組成，只是在沉積區(qū)設(shè)置有許多斜管或斜板。

 

    在斜板斜管沉淀池中，依照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流平和向流三種。水流由下向上經(jīng)過斜管或斜板，沉積物由上向下，它們的方向正好相反，這種方法稱作上向流(也稱異向流)。水流向下經(jīng)過斜管或斜板與沉積

 

    物的流向相同，這種方法稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向活動(dòng)的方法，稱為平向流(也稱橫向流，僅適用于斜板)?，F(xiàn)在，電廠的水處理中多選用上向流，多以斜管作為組件組成斜管沉淀池。

 

    1.進(jìn)水區(qū)

 

    水流從水平方向進(jìn)入沉淀池，進(jìn)水區(qū)主要有穿孔墻，縫隙墻和下向流斜管進(jìn)水等方法，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和規(guī)劃安置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水，需要在斜管以下堅(jiān)持必定的配水區(qū)高度，并使進(jìn)口斷面處的水流速度不大于0.02-0.05m/s。

 

    2.斜板斜管的傾斜角

 

    斜板與水平方向的夾角稱為傾斜角，傾斜角a越小，截留速度u0越小，沉降作用越好，但為使污泥能主動(dòng)滑下排泥曉暢，a值不能太小，對(duì)上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。對(duì)下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比較容易，一般不小于30°-40°。

 

    3.斜板斜管的形狀與原料

 

    為了充分使用沉淀池的有限容積，斜板、斜管都規(guī)劃成截面為密集形的幾許圖形，其中有正方形、長(zhǎng)方形、正六邊形和波紋形等。為了便于設(shè)備，一般將幾個(gè)或幾百個(gè)斜管組成一個(gè)全體，作為一個(gè)設(shè)備組件，然后在沉積區(qū)安放幾個(gè)或幾十個(gè)這樣的組件。

 

    斜板斜管的材料要求輕質(zhì)、堅(jiān)牢、無、價(jià)廉?，F(xiàn)在運(yùn)用較多的有紙質(zhì)蜂窩、薄塑料板等。能夠用浸漬紙制成，并用酚醛樹脂固化定形，一般做成正六邊形，內(nèi)切圓直徑為25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。

 

    4.斜板的長(zhǎng)度與距離

 

    斜板斜管的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，沉降功率越高。但斜板斜管過長(zhǎng)，制作和設(shè)備都比較困難，并且長(zhǎng)度添加到必定程度后，再添加長(zhǎng)度對(duì)沉降功率的進(jìn)步卻是有限的。如果長(zhǎng)度過短，進(jìn)口過渡段(進(jìn)口過渡段指水流由斜管進(jìn)口端的紊流過渡到層流的區(qū)段)長(zhǎng)度所占的份額添加，有用沉降區(qū)的長(zhǎng)度相應(yīng)削減，斜管過渡段的長(zhǎng)度大約為100-200mm。

 

    依據(jù)經(jīng)歷，上向流斜板長(zhǎng)度一般為0.8-1.0m，不宜小于0.5m，下向流為2.5m左右。在截面速度不變的情況下，斜板距離或管徑越小，管內(nèi)流速越大，外表負(fù)荷也就越高，因而池體體積能夠相應(yīng)削減，但斜板距離或管徑過小，加工困難，并且易于阻塞?，F(xiàn)在在給水處理中選用的上向流沉淀池，斜板距離或管徑大致為50-150mm，下向流斜板沉淀池的斜板距離為35mm。

 

    5.出水區(qū)

 

    為了確保斜板斜管出水均勻，出水這中集水設(shè)備的安置也很重要。集水設(shè)備由集水支管和集水總渠組成。集水支槽有帶孔眼的集水槽、三角鋸齒堰、薄型堰和穿孔管等方法。

 

    斜管出口到集水孔的高度(即清水區(qū)高度)與集水支管之間的距離有關(guān)，應(yīng)滿意下式：h≥√3/2L

 

    式中：h為清水區(qū)高度，m；L為集水支管之間的距離，M。一般L的值為1.2-1.8m，所以h為1.0-1.5m。

 

    6.顆粒的沉降速度u0

 

    斜板間內(nèi)的水流速度與平流式沉淀池的水平流速根本適當(dāng)，一般為10-20mm/s。當(dāng)選用混凝處理時(shí)u0=0.3-0.6mm/s。

 

    三、上向流斜管沉淀池的沉降剖析

 

    以上向流斜管沉淀池為例，剖析沉積區(qū)斜管尺度問題，下向流斜管斜板沉淀池原理與此相同，不多敘說。

 

    為了剖析便利，取上向流斜管為矩形，斜管的縱剖面如

 

    設(shè)斜管的傾斜角為a，斜管的長(zhǎng)度為A，斷面高度為d，寬為w，斜管內(nèi)水流平均流速為v，顆粒的沉降速度為u0。

 

    設(shè)固體顆粒從斜管的A點(diǎn)進(jìn)入抵達(dá)B點(diǎn)沉于管底，該顆粒的沉降速度既為它的截留速度。

 

    以u(píng)0及v為兩頭所構(gòu)成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)為兩頭的三角形是類似的，所以得下列份額聯(lián)系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa

 

    由上式能夠推導(dǎo)出沉積單元長(zhǎng)度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa

 

    沉積單元的斷面面積為dw，則單元所經(jīng)過的流量q應(yīng)為:q=vdw

 

    由上式解出v代入式，得出q和u0的下列聯(lián)系：q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina)

 

    上式中Lw實(shí)踐是沉積單元頂邊的面積，Lwcosa是這個(gè)面積在水平方向的投影，能夠用Af來表明。Af能夠看作是為整個(gè)沉積單元外壁的面積在水平方向的投影(設(shè)壁厚為零，所以兩側(cè)壁的水平投影面積為零)。dw是沉積單元的斷面面積，dw/sina表明這個(gè)面積在水平方向的投影，可用A代表，A相同解釋為斷面的投影面積。這樣上式可改寫成簡(jiǎn)略方法:q=u0(Af+A)

 

    這個(gè)斜管單元的外表負(fù)荷應(yīng)表明為:

 

    外表負(fù)荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A

 

    上式是對(duì)斜管沉淀池優(yōu)于平流沉淀池的詳細(xì)闡明:在平流沉淀池中，外表負(fù)荷僅為u0，斜管沉積的外表負(fù)荷為它的(Af+A)/A倍。適當(dāng)于斜管把沉積區(qū)的面積A變成(Af+A)來使用。因而，當(dāng)傾角越小，即(Af+A)越大，斜管的功率越高，但為了沉泥的下滑，傾角不能太小。

 

    四、斜管沉淀池的經(jīng)歷數(shù)據(jù)