蜂窩斜管沉淀池設(shè)計技術(shù)參數(shù)

蜂窩斜管沉淀池設(shè)計技術(shù)參數(shù)

近幾年來城市給水事業(yè)蓬勃發(fā)展，由淺池理論原理發(fā)展形成的斜管沉淀池也獲得較為廣泛的應(yīng)用。我國在1965年開始進(jìn)行澄清池分離區(qū)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(chǎn)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(chǎn)實踐的不斷總結(jié)積累，斜管沉淀技術(shù)正在不斷發(fā)展。                    
一、淺池理論原理；                                                              
設(shè)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(tài)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?cè)莘e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(jì)初，哈真（Hazen）提出的淺池理論。                      
二. 斜管沉淀池設(shè)計原理；                                                        
為了創(chuàng)造理想的層流條件，提高去除率，需要控制雷偌數(shù)Re=,斜管由于濕周p長，故Re可控制在200以下。遠(yuǎn)小于層流界限500。又從佛勞德數(shù)Fr=可知，由于P長，W小，F(xiàn)r數(shù)可達(dá)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(qū)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(shù)                                                
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(shù)法；                                                                   
按照沉淀最不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關(guān)系為：usc＝us，s為一常數(shù)。
S值被稱為斜管的特性參數(shù)，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(shè)顆粒的沉速以等加速改變，并設(shè)起始沉速為零。結(jié)合考慮管內(nèi)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(rèn)為分離粒徑可作為斜管沉淀計算的出發(fā)點。                                              
三. 斜管沉淀池的流態(tài)設(shè)計；                                                           
對斜管沉淀池進(jìn)行設(shè)計需要以下參數(shù)：                                                   
3.1截留速度；                                                                                
 斜管沉淀池在布置方面的差別，將影響設(shè)計截留速度值的取用。一般規(guī)模較大的斜管沉淀池，由于其進(jìn)水分配和出水收集不容易保證均勻。而設(shè)計時宜選用指標(biāo)低于規(guī)模較小的斜管沉淀池。目前在異向流斜管沉淀池設(shè)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(nèi)異向流斜管沉淀池的斷面幾乎采用正六角行，一般用內(nèi)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(shù)（Re）；                                                                          
一般平流式沉淀池中的雷偌數(shù)（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(shù)（Re）明顯減少，以致完全有條件控制在層流條件下（Re數(shù)小于500）。                                                                
3.7佛勞德數(shù)；                                                                             
在平流式沉淀池中，F(xiàn)r值大致為10-5的數(shù)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，F(xiàn)r數(shù)一般在10-3-10-4 的范圍內(nèi)，因而水流穩(wěn)定性明顯增加。                                          
四、結(jié)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(chǎn)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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