浅池理论剖析斜管沉淀池的沉淀原理doc

作者:ag8真人 | 2020-04-10 13:46

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  浅池理论分析斜管沉淀池的沉淀原理 .引言 近几年来城市给水事业蓬勃发展,由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用。我国在1965年开始进行澄清池分离区加斜板的实验,1968年又在福州水厂做了斜管除沙的试验,1972年第一座生产性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。随着理论研究的不断深入和生产实践的不断总结积累,斜管沉淀技术正在不断发展。 1. 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/ u0。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u0与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u0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u0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。 2. 斜管沉淀池设计原理 为了创造理想的层流条件,提高去除率,需要控制雷偌数Re=,斜管由于湿周p长,故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又从佛劳德数Fr=可知,由于P长,W小,Fr数可达10-3-10-4。 异向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种: 2.1分离粒径法: 可分离颗粒的粒径dp可表示为: 若用可分离颗粒沉速us来表示,则: 式中:Q—沉淀池流量 A—斜管区水面面积 Af—斜管总投影面积 K—颗粒粒径与沉速的变换系数 V—斜管中的水流速度 L—颗粒沉降需要的长度 d—斜管的垂直高度 θ—斜管倾角 2.2 特性系数法 按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为:usc=us,s为一常数。S值被称为斜管的特性参数,虽断面形状而定。 2.3加速沉淀法 考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素,假设颗粒的沉速以等加速改变,并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部,则斜管长度为: -d*tgθ 式中a为颗粒沉速变化的加速度,即a=du/dt 上诉三种方法,各有不足之处,在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前,认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。 3. 斜管沉淀池的流态设计 对斜管沉淀池进行设计需要以下参数: 3.1截留速度 斜管沉淀池在布置方面的差别,将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池,由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。目前在异向流斜管沉淀池设计中,截留速度一般为0.15-0.40mm/s。 3.2管径与管距 目前国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行,一般用内切直径作为管径。目前用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25-35mm. 3.3斜管长度 斜管长度一般不宜小于50cm,斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。 3.4倾角 异向流倾角需要保持45-600 3.5上升流速或表面符合率 异向流流速8.3-14mm/s. 3.6雷偌数(Re) 一般平流式沉淀池中的雷偌数(Re)常在104上,而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加,水力半径降低,而雷偌数(Re)明显减少,以致完全有条件控制在层流条件下(Re数小于500)。 3.7佛劳德数 在平流式沉淀池中,Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高,Fr数一般在10-3-10-4 的范围内,因而水流稳定性明显增加。 4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。特别湿对散性颗粒的去除效果更为显著。


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