浅池理论分析斜板沉淀池的沉淀原理

作者:ag8真人 | 2020-04-09 00:17

  内容提示:浅池理论分析斜板沉淀池的沉淀原理 摘 要: 斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的, 是一种在沉淀池内装置许多间距较小的平行的倾斜薄板的沉淀池, 效果一般均较普通平流式沉淀池提高 3-5 倍, 因而它在生产 实践中取得了较好效果。 特别是对散性颗粒的去除效果更为显著。 关键词: 浅池理论; 斜板沉淀池 中图分类号: TU991. 23 文献标识码: A 给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下, 悬浮固体从水中分离的过程, 原水经过投药、 混合与反应过程, 水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体, 要在沉淀池中分离出来, 以完成澄清的作用, 混凝沉淀后出水浊度一般在 10...

  浅池理论分析斜板沉淀池的沉淀原理 摘 要: 斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的, 是一种在沉淀池内装置许多间距较小的平行的倾斜薄板的沉淀池, 效果一般均较普通平流式沉淀池提高 3-5 倍, 因而它在生产 实践中取得了较好效果。 特别是对散性颗粒的去除效果更为显著。 关键词: 浅池理论; 斜板沉淀池 中图分类号: TU991. 23 文献标识码: A 给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下, 悬浮固体从水中分离的过程, 原水经过投药、 混合与反应过程, 水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体, 要在沉淀池中分离出来, 以完成澄清的作用, 混凝沉淀后出水浊度一般在 10 度以下。 斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的, 是一种在沉淀池内装置许多间距较小的平行的倾斜薄板的沉淀池。 特点是沉淀效率高、 池子容积小和占地面积小。 斜板沉淀池沉淀时间短, 故在运行中遇到水质、 水量的变化时, 应注意加强管理, 以保证达到要求的水质[1]。 从改善沉淀池水力条件的角度分析, 由于斜板的放入, 沉淀池水力半径大大减小, 从而使雷诺数大为降低, 而弗劳德数则大大提高, 因此, 斜板沉淀池也满足水流的稳定性和层流的要求。 从而提高沉淀效果。 一、 浅池理论原理 设斜管沉淀池池长为 L, 池中水平流速为 V, 颗粒沉速为 u0, 在理想 状态下, L/H=V/ u。 可见 L 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 u。 与 v不变的条件下, 只需 L/3, 就可以将 u。 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 3V,仍能将沉速为 u。 的颗粒除去, 也即处理能力提高倍。 同时将沉淀池分成n 层就可以把处理能力提高 n 倍。 这就是 20 世纪初, 哈真(Hazen) 提出的浅池理论。 而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, 使沉淀面积增加。 但由于排泥问题没有得到解决, 因此无法推广。 为解决排泥问题, 斜板沉淀池发展起来, 浅池理论才得到实际应用[2]。 二、 斜板沉淀池的设计理论 (一) 斜板沉淀池的设计要点 斜板沉淀池水流方向主要有上向流、 侧向流及下向流三种。 见图 2-1所示。 图 3-1 斜板沉淀池水流方向示意 颗粒沉降速度 : 应根据水中颗粒情况通过实际试验测得; 在无试验资料时可以参考已建类似沉淀设备的运转资料确定; 一般混凝反应后的 大致为 0. 30. 6 mm/s. 有效系数 : 为斜板沉淀池在实际生产运转中因受进水条件、 斜板结构等影响而使沉淀效率降低的系数, 根据资料介绍最小为 0. 2, 一般在0. 7-0. 8 之间。 倾斜角 : 根据斜板材料和颗粒情况而异, 一般为了 排泥方便常用倾斜角 50 --60 。 板距 P: 即两块斜板间的间距, 侧向流斜板 P 一般采用 50-150mm, 常用 100mm, 下向流斜板 P 常用 35mm。 板内流速 V: 上向流根据表面负荷计算; 侧向流可参考相当于平流沉淀池的水平流速, 一般为 10-20mm; 下向流时, 可根据下向表面负荷计算。 (二) 斜板沉淀池的设计原理 按照水流方向与颗粒沉淀方向之间的相对关系, 斜板沉淀池可分为: 侧向流斜板沉淀池, 水流方向与颗粒沉淀方向互相垂直; 同向流斜板沉淀池, 水流方向与颗粒沉淀方向相同; 逆向流斜板沉淀池, 水流方向与颗粒沉淀方向相反; 其逆向流水力计算如下: 沉淀池水表面积: A= 式中 A水表面积, m2 n池数, 个 q表面负荷 Q最大设计流量 0. 91斜板面积利用系数 沉淀池平面尺寸 式中 D圆形池直径, m 池内停留时间 t= 式中 t池内停留时间, min h2斜板区上部的清水层高度, m, 一般用 0. 71. 0m h3斜板的自身垂直高度, m, 一般为 0. 8661. 0m 斜板下缓冲层高 为了 布水均匀并不会扰动下沉的污泥, h4 一般采用 1. 0m 沉淀池的总高度 H= 式中 H总高度, m h5污泥斗高度, m 斜板沉淀池的优缺点和沉淀特点 (一) 斜板沉淀池的沉淀特点 根据平流式沉淀池去除分散性颗粒的沉淀原理, 一个池子在一定的流量 Q 和一定的颗粒沉降速度 o 的条件下, 其沉淀效率 E 与池子的平面面积 A 成正比: E= o/(Q/A) = o*A/Q。 为此, 如在同一个池子中, 按高度分成 N 个间隔, 是水平面积增加为 N 倍, 在理论上可以提高沉淀能力 N 倍(实际上由于各种其他因素的影响不不可能达到)。 图 3-1 (a) 所示:将一个池子分成 4 个间隔后, 使其有 4 倍的水池平面面积, 则理论上池长可缩短至 1/4 或水平流速可增至 4 倍。 图 3-1 斜板沉淀示意 池子分成许多水平浅格后, 虽可以提高沉淀效率, 但增加排泥困难,为此将水平板改为斜板, 见图 3-1 (b) 所示, 一方面是水平投影面积增加,一方面积泥可以自动落入池底, 便于排除。 增加许多平行斜板后, 加大水池过水断面的湿周, 同时减小水力半径,为此在同样的水平速度 V 时, 可以大大降低雷诺数 Re, 从而减少水的紊动,促进沉淀。 加设斜板, 是颗粒沉淀距离缩短, 减少了沉淀时间。 在沉清池的分离区中加设斜板, 以提高出水效率, 也取得了一定的效果。 (二) 斜板沉淀池的优缺点 斜板沉淀池, 是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行斜板的沉淀池, 具有去除效率高, 停留时间短, 占地面积小等优点, 故常用于已有的污水处理厂挖潜或扩大处理能力时采用; 当受到污水处理厂占地面积的限制时, 作为初次沉淀池用。 斜板沉淀池不宜于作为二次沉淀池, 因为活性污泥的粘度较大, 容易 粘附在斜板上, 影响沉淀效果甚至可能堵塞斜板。 同时, 在厌氧的情况下,经厌氧消化产生的气体上升时会干扰污泥的沉淀, 并把板上脱落下来的污泥带至水面结成污泥层[3] 。 斜板沉淀池因沉淀时间短, 故在运转中遇到水量、 水质变化时, 应加强注意管理。 采用此类沉淀池时, 还应注意絮凝的完善和排泥布置的合理等。 四、 结语 在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后, 效果一般均较普通平流式沉淀池提高 3-5 倍, 因而它在生产实践中取得了较好效果, 特别是对分散性颗粒的去除效果更为显著。 并且根据浅层沉降原理设计的斜板浓密或沉降设备, 在国内外已成功应用和推广。 参考文献: [1] 上海市政工程设计院主编. 给水排水设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2004 年 4 月第二版, 524, 15-16 [2] 严煦世, 范瑾初. 给水工程[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1999年 12 月第四版, 304, 21-24 [3] 张自杰. 排水工程[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2000 年 6 月第四版, 93, 28-33


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