蜂窩斜管沉淀池設計技術參數

蜂窩斜管沉淀池設計技術參數

近幾年來城市給水事業蓬勃發展，由淺池理論原理發展形成的斜管沉淀池也獲得較為廣泛的應用。我國在1965年開始進行澄清池分離區加斜板的實驗，1968年又在福州水廠做了斜管除沙的試驗，1972年第一座生產性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。隨著理論研究的不斷深入和生產實踐的不斷總結積累，斜管沉淀技術正在不斷發展。                    
一、淺池理論原理；                                                              
設斜管沉淀池池長為L，池中水平流速為V，顆粒沉速為u0，在理想狀態下，L/H＝V/ u0。可見L與V值不變時，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板，將H分成3層，每層層深為H/3，在u0與v不變的條件下，只需L/3，就可以將u0的顆粒去除。也即總容積可減少到原來的1/3。如果池長不變，由于池深為H/3，則水平流速可正加的3v，仍能將沉速為u0的顆粒除去，也即處理能力提高倍。同時將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高n倍。這就是20世紀初，哈真（Hazen）提出的淺池理論。                      
二. 斜管沉淀池設計原理；                                                        
為了創造理想的層流條件，提高去除率，需要控制雷偌數Re=,斜管由于濕周p長，故Re可控制在200以下。遠小于層流界限500。又從佛勞德數Fr=可知，由于P長，W小，Fr數可達10-3-10-4。                                                            
異向流斜管沉淀池的水力計算可歸納為如下三種：                                 
2.1分離粒徑法；                                                                
可分離顆粒的粒徑dp可表示為：                                                   
若用可分離顆粒沉速us來表示，則：                                                
式中:Q-沉淀池流量                                                         
A-斜管區水面面積                                                         
Af-斜管總投影面積                                                        
 K-顆粒粒徑與沉速的變換系數                                                
V-斜管中的水流速度                                                       
 L-顆粒沉降需要的長度                                                       
d-斜管的垂直高度                                                             
θ-斜管傾角                                                                
2.2 特性系數法；                                                                   
按照沉淀最不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關系為：usc＝us，s為一常數。
S值被稱為斜管的特性參數，雖斷面形狀而定。                                        
2.3加速沉淀法；                                                               
考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素，假設顆粒的沉速以等加速改變，并設起始沉速為零。結合考慮管內的流速分部，則斜管長度為：                                       
-d*tgθ式中a為顆粒沉速變化的加速度，即a=du/dt                                 
上訴三種方法，各有不足之處，在目前還沒有更完善的斜管沉淀池計算方法之前，認為分離粒徑可作為斜管沉淀計算的出發點。                                              
三. 斜管沉淀池的流態設計；                                                           
對斜管沉淀池進行設計需要以下參數：                                                   
3.1截留速度；                                                                                
 斜管沉淀池在布置方面的差別，將影響設計截留速度值的取用。一般規模較大的斜管沉淀池，由于其進水分配和出水收集不容易保證均勻。而設計時宜選用指標低于規模較小的斜管沉淀池。目前在異向流斜管沉淀池設計中，截留速度一般為0.15-0.40mm/s。                                           
 3.2管徑與管距；                                                               
目前國內異向流斜管沉淀池的斷面幾乎采用正六角行，一般用內切直徑作為管徑。目前用于給水處理的異向流斜管沉淀池的管徑為25-35mm.                                  
3.3斜管長度；                                                                   
斜管長度一般不宜小于50cm，斜管的長度取決于斜管的加工和沉淀池的池深。                           
 3.4傾角；                                                                             
異向流傾角需要保持45-600                                                            
3.5上升流速或表面符合率；                                                                  
異向流流速8.3-14mm/s.                                                                      
3.6雷偌數（Re）；                                                                          
一般平流式沉淀池中的雷偌數（Re）常在104上，而水流屬于紊流。斜管沉淀池則由于濕周增加，水力半徑降低，而雷偌數（Re）明顯減少，以致完全有條件控制在層流條件下（Re數小于500）。                                                                
3.7佛勞德數；                                                                             
在平流式沉淀池中，Fr值大致為10-5的數量級。斜管沉淀池由于水力半徑減少和水流速度提高的提高，Fr數一般在10-3-10-4 的范圍內，因而水流穩定性明顯增加。                                          
四、結語；                                                                                  
在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后，效果一般均較普通平流式沉淀池提高3-5倍，因而它在生產實踐中取得了較好效果。特別濕對散性顆粒的去除效果更為顯著。

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