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斜管沉淀池的原理及特点

时间:2022-03-03 点击:133 次 来源:本站
 

斜管沉淀池是根据浅池沉淀原理设计出的一种**组合式沉淀池,也统称为浅池沉淀池。在沉降区域设置许多密集的斜管或斜板,使水中杂质在斜板或斜管中沉淀,水沿斜管或斜板上升流动分离出的泥渣在重力作用下沿着斜管(板)向下滑至池底,再集中排出。这种池子可以提高沉降效率50-60%,在同一面积上能提高处理能力3-5倍。斜管沉淀池适用于电镀、煤矿、印染、制革、食品、化工等工业污水的处理。


根据浅池原理,在沉淀池有效容积一定的条件下, 沉淀池面积越大,沉淀池的沉淀效率就越高,与沉淀时间没有关系;沉淀池越浅,沉淀时间就越短。斜管填料式沉淀池的沉淀区是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄层,体现了浅池原理


斜板斜管沉淀池的特点


①利用了层流原理,水流在板间或管内流动,水力半径很小,所以雷诺数较低,一般情况下,雷诺数Re在200左右,水流呈现层流状态,对沉淀极为有利,斜管内水流的弗劳德数约在1*10^-3~1*10^-4之间,水流呈稳定状态。    


②增加了沉淀池的面积,使沉淀效率提高。当然,由于斜板的具体布置、进出水的影响及板或管内流态的影响等,处理能力不可能达到理论倍数。实际提高的沉淀效率与理论沉淀效率比称为有效系数。    


③缩短了颗粒沉淀距离,使沉淀时间大大缩短。    


④斜板或斜管填料内絮状颗粒的再凝聚,促进了颗粒进一步长大,提高了沉淀效率。


斜管填料沉淀池的结构


斜管斜板式沉淀池的结构与一般沉淀池相同,是由进口、沉淀区、出口与集泥区四个部分组成,只是在沉淀区设置有许多斜管或斜板。图1为斜管式沉淀池的典型结构。


在斜板斜管沉淀池中,按照水流流过斜板的方向,可分为上向流、下向流和平向流三种,如图2所示。水流由下向上通过斜管或斜板,沉淀物由上向下,它们的方向正好相反,这种形式称作上向流(也称异向流)。水流向下通过斜管或斜板与沉淀。


沉淀物的流向相同,这种形式称作下向流(也称同向流)。水流以水平方向流动的方式,称为平向流(也称横向流,仅适用于斜板)。


①进水区


水流从水平方向进入沉淀池,进水区主要有穿孔墙,缝隙墙和下向流斜管进水等形式,使水流在池宽方向上布水均匀,其要求和设计布置与平流式沉淀池相同。为了使上向流斜管均匀出水,需要在斜管以下保持一定的配水区高度,并使进口断面处的水流速度不大于0.02-0.05m/s。


②斜板斜管的倾斜角


斜板与水平方向的夹角称为倾斜角,倾斜角a越小,截留速度u0越小,沉降效果越好,但为使污泥能自动滑下排泥通畅,a值不能太小,对上向流斜板、斜管沉淀池,a一般不小于55°-60°。对下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比较容易,一般不小于30°-40°。


③斜板斜管的形状与材质


为了充分利用沉淀池的有限容积,斜板、斜管都设计成截面为密集形的几何图形,其中有正方形、长方形、正六边形和波纹形等。为了便于安装,一般将几个或几百个斜管组成一个整体,作为一个安装组件,然后在沉淀区安放几个或几十个这样的组件。斜板斜管的材料要求轻质、坚牢、**、价廉。目前使用较多的有纸质蜂窝、薄塑料板等。蜂窝斜管可以用浸渍纸制成,并用酚醛树脂固化定形,一般做成正六边形,内切圆直径为25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板热压成形。


④斜板的长度与间距


斜板斜管的长度越长,沉降效率越高。但斜板斜管过长,制作和安装都比较困难,而且长度增加到一定程度后,再增加长度对沉降效率的提高却是有限的。如果长度过短,进口过渡段(进口过渡段指水流由斜管进口端的紊流过渡到层流的区段)长度所占的比例增加,有效沉降区的长度相应减少,斜管过渡段的长度大约为100-200mm。


根据经验,上向流斜板长度一般为0.8-1.0m,不宜小于0.5m,下向流为2.5m左右。在截面速度不变的情况下,斜板间距或管径越小,管内流速越大,表面负荷也就越高,因此池体体积可以相应减少,但斜板间距或管径过小,加工困难,而且易于堵塞。目前在给水处理中采用的上向流沉淀池,斜板间距或管径大致为50-150mm,下向流斜板沉淀池的斜板间距为35mm。


⑤出水区


为了保证斜板斜管出水均匀,出水这中集水装置的布置也很重要。集水装置由集水支管和集水总渠组成。集水支槽有带孔眼的集水槽、三角锯齿堰、薄型堰和穿孔管等形式。斜管出口到集水孔的高度(即清水区高度)与集水支管之间的间距有关,应满足下式:h≥√3/2L式中:h为清水区高度,m;L为集水支管之间的间距,M。一般L的值为1.2-1.8m,所以h为1.0-1.5m。


⑥颗粒的沉降速度u0


斜板间内的水流速度与平流式沉淀池的水平流速基本相当,一般为10-20mm/s。当采用混凝处理时u0=0.3-0.6mm/s。


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