用浅池理论分析斜板沉淀池的设计原理

作者:澳门永利真人国际 | 2020-04-06 00:14

  用浅池理论分析斜板沉淀池的设计原理_机械/仪表_工程科技_专业资料。S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R 西 南 给 排 水 高 凤 ,胡 晓 ( 长安大 学环境科 学与工程

  S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R 西 南 给 排 水 高 凤 ,胡 晓 ( 长安大 学环境科 学与工程 学 院,陕西 西安 7 1 0 0 5 4) 摘 要 沉 淀池是 水 处理 工程 中 ,进 行 沉降分 离的主要 装 置 。随着A , . 4 f l 对 出水 水质 的严格要 求, 对沉 淀池 的要 求也越 来越 高 。本 文 用浅池 理论 分析 了斜板 沉 淀池 的设 计原 理 并介 绍 了各种斜 板沉淀池。得 出双向流斜板沉淀池能很好的解决排泥问题 ,沉淀效率高等优点,在 污水处理 中的 应 用将 日益 广泛 。 关 键 词 沉 淀池 浅池理 论 斜板 沉 淀池 0 引言 平流速 V流出,按沉降速度下沉 ; ( 3)颗 粒 已经沉 淀 ,即认 为被 去除 ; : 目前 ,国内外 的给水 处 理工艺 大 多采用 澄 清 、 过滤和消毒形式 , 其中沉淀部分对原水 中悬浮物的 去 除显得 尤为 重要 。 沉 淀池 作为去 除水 中悬 浮 物 的 主要设 施 之一 , 在水 行业 得到 了广泛 的应 用 。 纵 观 ( 1) Q / A 式 中 :E 一 沉 速为 的颗粒 的去 除率 ; 一 沉 淀构 筑 物 的发展 可 以发 现 ,在2 O 世纪 6 0 年代 以 前 主要 采 用平 流 式 、竖 流式 和 辐 流式 沉淀 池 。6 0 小于 截 留沉速 的颗 粒沉 速 ( m / s ) ; Q/ A 一 沉 淀 池 的表 面 负 荷 ( m / ( n f? h))。 年代起各种澄清池盛行一时 , 7 0 年代后 , 主要是斜 管 、斜板及复合型沉淀池 。沉淀构筑物形式的改 进 提 高 了沉淀分 离 的效率 。 沉淀池 的设 计和 开发 都 是 围绕 增 加沉 淀 面 积 和改 变水 流 流 态这 两 方 面进 行 的。 沉 淀池 的设计 是 以提 高沉淀 池 的沉降 效率 为 目的 。 1 平流 沉淀 池 平 流 式 沉 淀 池是 以理 想沉 淀 理 论 的 基础 建 立 的 ,是 我 国大 中型 给水 厂 目前 使用 最 广泛 的池 型 。 具 有结 构 简单 、 管 理方 便 、 对 水质 、 水 量 变化 耐受 能 力强 等优 点 。 平 流式 沉 淀池 为矩形 , 上部 为沉 淀 区 ,下部 为 污泥 区 ,池前 部有 进水 区 , 池后 部有 出 水区。 经 混凝 后 的原水 流人 沉 淀池后 , 沿进 水 区整 理 想 沉 淀池 的概 其 假设 条件 是 :  ̄Ha z e n ̄ l C a m p 提 出, 个 截 面均匀 分配 , 进人 沉淀 区 , 然 后缓 慢 流 向出水 区。 水中的颗粒沉于池底, 沉积的污泥定期排出池 外川 。 ( 1)同一 水 平 断 面 上 各 点 按 水 平 流 速 流 动; 单纯 就处 理效 果来 说 ,平 流沉 淀池最 大 的缺点 ( 2 )在 整个 过水 断 面上颗 粒分 布均 匀 ,按水 ? 25 是 实际 的水 流流态 和理 想沉 淀池 相偏 离 。因此 。 提 S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R 西 南 给 排 水 V o 1 . 3 6 N o . 3 2 0 1 4 高平流式 沉淀池 的沉淀效果 的实质是消除实际水 流流态 与 理想 沉淀 池水 流流 态 的差距 。 2 浅 池理 论 小 ,雷 诺数 Re 很 低 ,水 流形 态属 于层 流 ;弗 劳 德 数 很 高 ,满 足 了水流稳 定 性 和层 流 的要 求 。因 此 斜 管 沉 淀池 具 有 占地 面积 小 ,处 理 效 率 高 等优 浅池 理论 由H a z e n 于1 9 0 4年提 出,具体 表述 为: 悬浮颗粒在理想沉淀池 中的去除率只与沉 点。 为了进一步提高沉淀效率 , 许多改 良型的斜板 ( 管) 沉淀 池应 运而 生 。 3 . 1 同向流 斜板 沉 淀池 淀池的表面负荷有关 , 而与其他 因素如水深 、 池长 、 水平流速 和沉淀时间等均无关口 。 设斜 管 沉淀池 池 长为 ,池 中水 平流 速 为v, 颗 粒沉 速 为 1 . g 。 ,在理 想 状态 下 / A=V/ 。 ,可 同向流斜 板沉 淀 池与 絮体 沉 降方 向相垂 直 , 水 流流动方 向和絮体下滑方向一致 , 这样一旦水流过 大就会 影 响絮 体下 沉 。因此 , 同 向流 斜板 沉淀 池 的 表面 负荷 可 以设 计 得很 大 。但 由于存 在板 间积 泥 、 集配 水不 均匀 、 不能 很好 地解 决 泥水分 离 问题 , 清 水不 能有 效收 集 ,清水 集水 管 常常 被堵 塞等 问题 , 同 向流斜 板沉 淀池 在实 际 工程 中采 用较 少 。 3 . 2 . 见 与V 值不变时 , 池身越浅 , 可被去除的悬浮物 颗 粒越 小 。若 用水 平 隔板 ,将 H 分成3 层 ,每 层 层 深 为H/ 3 ,在 L 与v 不 变的条 件下 ,只需 1 3 3 ,就可 以 将 的颗 粒去 除 。 也 即总容 积可 减少 到原 来 的 1 / 3 。 如果 池 长不 变 ,由于池深 为 H / 3 ,则水 平 流速可 正 加 的3 v ,仍 能 将沉 速 为 u 的颗 粒 除 去 ,也 即处 理 能 力提 高 3 倍。 同时 将沉 淀池 分成 n 层就 可 以把处 理 能 力提 高 n 倍口 。这 就是 2 O 世 纪初 ,哈真 ( Ha z e n) 提 出的浅 池理论 。 侧 向流 斜板 沉 淀池 侧 向流斜 板 沉淀 池进 、 出水 方 向一致 , 水 流顺 直 ,水 头损失 小 。且水 流 方 向 影 响絮体 沉 降 ,因此水 平 流速 可 以设计 的 比较 大 。 此 外 ,侧 向流 斜板 沉 淀 池 还适 于 平 流 沉淀 池 的改 造。 由式 ( 1 )可知 ,在沉淀 池有 效 容积 一定 的条 件下 , 增加沉淀面积 , 可使颗粒去除率提高。 根据 这 一理 论 , 过 去 曾经把 普通 平 流式沉 淀池 改建 成 多 层 多格 的池子 , 是沉 淀面 积增 加 。 但 由于排泥 理论 当沉淀池池深较大时, 为使斜板单体不至于过 高 而难 以制 作和 安装 , 往 往 在沉淀 池 内沿竖 直 方 向 设 置多 层斜 板 , 这样 , 在 斜板 与斜 板 的交 界处 的水 流 就很 不稳 定 。而且 , 上 层 斜板 上沉 淀下 来 的絮体 在 下滑 到 下层斜 板 的过程 中再次 处于 悬浮 状态 , 有 可 能被 水 流搅起 而 被带 出沉 淀池 。 这 种 现象越 往 下 越 明显 , 往往 到 了沉淀 池底 部会 出现 严 重 的泥水 混 没 有得 到 解决 ,因此无 法推 广 。为解 决排 泥 问题 , 依 据 浅池 理论 ,斜 板 ( 管 )沉淀 池发 展起 来 。 3 斜板 ( 管 )沉淀 池 斜板 ( 管) 沉淀 池是 把 与水 平 面成 一定 角度 ( 一 般为6 0 。) 的很多斜板( 管) 组件置于沉淀池中。 水流 可从 下 向上 或从 上 向下流 动 , 颗 粒则 沉于 底部 , 而 后 自动 滑下 。斜管 、 斜板 沉淀 池 的 出现 大大 提高 了 沉 淀池 的去 除效 率 。 斜管 、 斜 板 的特征 尺度 远小 于 平 流 沉 淀池 的特 征 尺度 ,由于沉 淀 池 水 力半 径 减 杂现象 ,对 出水和 排泥 都产 生不 利影 响。 3 . 3 双 向 流 斜 板 沉 淀 池 为解 决侧 向流斜板 沉淀 池 的排 泥 问题 , 又有 人 提 出一 种 新 的 侧 向流 斜板 沉 淀池 形 式 一 一 双 向 流斜 板沉 淀池 。 ? 26 ? S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R 西 南 给 排 水 泥 管 图1 双 向流 斜板 沉 淀池构 造 图 如图所 示 , 在沉 淀池 内设 置双 向流 斜板 沉淀装 置, 该装 置 为多层 折叠 式斜板 单 元 , 两 端紧 密连 接 两个沉 泥槽 。 错 层折 叠式 斜板 单元 为单 片折叠 式 斜 板 在垂 直 方 向上 按 照相 同 中心 轴 、 相 同间距组 合 而 成。 4 结语 斜管 ( 板) 沉淀 技术 由于 其处 理效 率高 、占地 面 积少 等 优点 ,经 常用 于水 处理 工 程 的固液 分离 中 。双 向流斜板 沉 淀池是 改 良之后 的斜 板沉 淀 池 , 它弥补 了很多传统沉淀池缺点 , 在给水处理 中的应 用将 越 来越 广泛 。 参 考文 献 1秦丽 华. 沉淀 工 艺的研 究进 展 . 山西 建筑 ,第 3 6卷第 1 4 期 水流从斜板 中间水平流过 , 水中的絮体颗粒沉 积 到斜 板 上 , 当絮体 沉积 到一 定程度 后 会沿斜 板 下 滑到沉 泥槽 , 经 由沉 泥槽 自由下沉 到沉 淀池底 部 的 泥斗 。 本沉 淀池 通过 多层 折叠 式斜板 单 元模块 和 沉 泥槽 的设 置 ,将 出水 和沉 泥分成 两个 独立 的区域 , 水 流方 向和沉泥 方 向不 同 ,出水 和沉 泥互 不 干扰 , 而絮体 一旦 沉 到泥 斗就处 于一个 十分 稳定 的环 境 。 双 向流斜板 沉 淀池很 好地解 决 了排 泥 问题 , 并 且 具有 沉 淀效率 高 、 沉 泥环 境好 、 水 头损 失小 、适 2 严洵世 . 给 水工程 『 M】 . 北 京 : 中国建 筑工业 出版 社 ,1 9 9 5 . 3 张翔 ,双 向流斜 板 沉淀池 理论 分析 及数 值模 型T U9 9 1 2 .哈 尔滨 工 业大 学硕 士论 文 4 丰桂珍 .童祯 恭 。唐朝 春 . 斜管 ( 板 ) 沉淀技 术优 化研 究进 展 - 华 东交 通大 学学报 ,第 2 8卷 第 0 6 期 于平 流沉 淀池 的改造 等优 点 , 对原水 浊 度变 化有 很 广 的适 应范 围 ,具 有很 强 的实用 性 。 △ 作者 通 讯处: 7 1 0 0 5 4陕 西省 西安市 雁 塔区 育才 路长 安大 学雁 塔校 区 二 号公寓 楼 ? 27 ?


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