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    益達濾材斜管/斜板填料在沉淀池特色應用

    一、斜管沉淀池的原理及特色

        依據淺池原理,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,與沉積時刻沒有聯系;沉淀池越淺,沉積時刻就越短。斜管填料式沉淀池的沉積區是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層,體現了淺池原理。

    斜板斜管沉淀池的特色是:

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

        (2)添加了沉淀池的面積,使沉積功率進步。當然,因為斜板的詳細安置、進出水的影響及板或管內流態的影響等,處理才能不可能抵達理論倍數。實踐進步的沉積功率與理論沉積功率比稱為有用系數。

        (3)縮短了顆粒沉積間隔,使沉積時刻大大縮短。

        (4)斜板或斜管填料內絮狀顆粒的再凝聚,促進了顆粒進一步長大,進步了沉積功率。


    二、斜管填料沉淀池的結構


        斜管斜板式沉淀池的結構與一般沉淀池相同,是由進口、沉積區、出口與集泥區四個部分組成,只是在沉積區設置有許多斜管或斜板。圖3-16為斜管式沉淀池的典型結構。

        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,如圖3-17和圖3-18所示。水流由下向上經過斜管或斜板,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的方法,稱為平向流(也稱橫向流,僅適用于斜板),F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.進水區

        水流從水平方向進入沉淀池,進水區主要有穿孔墻,縫隙墻和下向流斜管進水等方法,使水流在池寬方向上布水均勻,其要求和規劃安置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水,需要在斜管以下堅持必定的配水區高度,并使進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,但為使污泥能主動滑下排泥曉暢,a值不能太小,對上向流斜板、斜管沉淀池,a一般不小于55°-60°。對下向流斜板、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、斜管都規劃成截面為密集形的幾許圖形,其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于設備,一般將幾個或幾百個斜管組成一個全體,作為一個設備組件,然后在沉積區安放幾個或幾十個這樣的組件。

        斜板斜管的材料要求輕質、堅牢、無、價廉,F在運用較多的有紙質蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管能夠用浸漬紙制成,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.斜板的長度與距離

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

        依據經歷,上向流斜板長度一般為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,管內流速越大,外表負荷也就越高,因而池體體積能夠相應削減,但斜板距離或管徑過小,加工困難,并且易于阻塞,F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

        為了確保斜板斜管出水均勻,出水這中集水設備的安置也很重要。集水設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(即清水區高度)與集水支管之間的距離有關,應滿意下式:h≥√3/2L

        式中:h為清水區高度,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

        斜板間內的水流速度與平流式沉淀池的水平流速根本適當,一般為10-20mm/s。當選用混凝處理時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

        圖3-19所示,設斜管的傾斜角為a,斜管的長度為A,斷面高度為d,寬為w,斜管內水流平均流速為v,顆粒的沉降速度為u0。

        設固體顆粒從斜管的A點進入抵達B點沉于管底,該顆粒的沉降速度既為它的截留速度。

        按圖3-19中所畫的幾許聯系,以u0及v為兩頭所構成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)為兩頭的三角形是類似的,所以得下列份額聯系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa

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

        沉積單元的斷面面積為dw,則單元所經過的流量q應為:q=vdw

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

        上式中Lw實踐是沉積單元頂邊的面積,Lwcosa是這個面積在水平方向的投影,能夠用Af來表明。Af能夠看作是為整個沉積單元外壁的面積在水平方向的投影(設壁厚為零,所以兩側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略方法:q=u0(Af+A)

        上式所代表的物理意義可結合圖3-20來了解,圖中畫出一個斜管單元的總投影面積(Af+A)。這個斜管單元的外表負荷應表明為:

    外表負荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A

        上式是對斜管沉淀池優于平流沉淀池的詳細闡明:在平流沉淀池中,外表負荷僅為u0,斜管沉積的外表負荷為它的(Af+A)/A倍。適當于斜管把沉積區的面積A變成(Af+A)來使用。因而,當傾角越小,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、斜管沉淀池的經歷數據

        當選用現成斜管組件產品時,因為沉積單元的長度L、內徑d和傾角a已斷定。因而,規劃時可依據表3-2的斜板斜管經歷數據和沉積物的下滑速度選用。

    上向流和下向流斜板斜管經驗數據 表3-2
    項目斜板斜管流速 v(mm/s)沉降速度 u0(mm/s)斜板斜管傾斜角 a(°)斜板斜管長度 (m)斜板斜管斷面高度 d(m)
    上向流斜管2-40.3-0.655-601.0-1.225-35
    上向流斜板3-40.3-0.655-601.0-1.235-50
    下向流斜板20-250.3-0.630-402.0-2.535-50

    沉淀物的下滑速度可參考表3-3。

    絮狀物的下滑速度 表3-3
    氫氧化鋁絮凝物的大小下滑速度(mm/s)氫氧化鋁絮凝物的大小下滑速度(mm/s)
    大絮凝物4.4重新沉淀的分散絮凝物1.4
    中等大小絮凝物3.0


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