断面高度为 d

作者:快彩平台网站 | 2020-05-25 13:05

  斜管斜板填料沉淀池的结构及特点_化学_自然科学_专业资料。斜管/斜板填料沉淀池的结构及特点 一、 斜管沉淀池的原理及特点 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

  斜管/斜板填料沉淀池的结构及特点 一、 斜管沉淀池的原理及特点 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是: (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。 二、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 3-16 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 3-17 和图 3-18 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。 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)。目前,电厂的水处理中多采用上向流,多以 斜管作为组件组成斜管沉淀池。 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、无毒、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。 三、上向流斜管沉淀池的沉降分析 以上向流斜管沉淀池为例,分析沉淀区斜管尺寸问题,下向流斜管斜板沉淀池原理与此 相同,不多叙述。 为了分析方便,取上向流斜管为矩形,斜管的纵剖面如 图 3-19 所示,设斜管的倾斜角为 a,斜管的长度为 A,断面高度为 d,宽为 w,斜管内 水流平均流速为 v,颗粒的沉降速度为 u0。 设固体颗粒从斜管的 A 点进入到达 B 点沉于管底,该颗粒的沉降速度既为它的截留速 度。 按图 3-19 中所画的几何关系,以 u0 及 v 为两边所构成的三角形和以 d/cosa 及 (L+d/sinacosa)为两边的三角形是相似的,所以得下列比例关系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa 由上式可以推导出沉淀单元长度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa 沉淀单元的断面面积为 dw,则单元所通过的流量 q 应为:q=vdw 由上式解出 v 代入式,得出 q 和 u0 的下列关系: q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina) 上式中 Lw 实际是沉淀单元顶边的面积,Lwcosa 是这个面积在水平方向的投影,可以 用 Af 来表示。Af 可以看作是为整个沉淀单元外壁的面积在水平方向的投影(设壁厚为 零,所以两侧壁的水平投影面积为零)。dw 是沉淀单元的断面面积,dw/sina 表示这个 面积在水平方向的投影,可用 A 代表,A 同样解释为断面的投影面积。这样上式可改 写成简单形式:q=u0(Af+A) 上式所代表的物理意义可结合图 3-20 来理解,图中画出一个斜管单元的总投影面积 (Af+A)。这个斜管单元的表面负荷应表示为: 表面负荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A 上式是对斜管沉淀池优于平流沉淀池的具体说明:在平流沉淀池中,表面负荷仅为 u0, 斜管沉淀的表面负荷为它的(Af+A)/A 倍。相当于斜管把沉淀区的面积 A 变成(Af+A)来 利用。因此,当倾角越小,即(Af+A)越大,斜管的效率越高,但为了沉泥的下滑,倾角 不能太小。 四、斜管沉淀池的经验数据 当选用现成斜管组件产品时,由于沉淀单元的长度 L、内径 d 和倾角 a 已确定。因此, 设计时可根据表 3-2 的斜板斜管经验数据和沉淀物的下滑速度选用。 上向流和下向流斜板斜管经验数据 表 3-2 斜板斜管流速 沉降速度 斜板斜管倾斜 斜板斜管长度 斜板斜管断面 v(mm/s) u0(mm/s) 角 a(°) (m) 高度 d(m) 25-35 35-50 35-50 项目 上向流 2-4 0.3-0.6 55-60 1.0-1.2 斜管 上向流 3-4 0.3-0.6 55-60 1.0-1.2 斜板 下向流 20-25 0.3-0.6 30-40 2.0-2.5 斜板 沉淀物的下滑速度可参考表 3-3。 絮状物的下滑速度 表 3-3 氢氧化铝絮凝物的大 下滑速度 氢氧化铝絮凝物的大 小 (mm/s) 小 重新沉淀的分散絮凝 大絮凝物 4.4 物 中等大小絮凝物 3.0 下滑速度 (mm/s) 1.4 正天净水专业生产纤维球滤料、蜂窝斜管填料、纤维束、组合填料、软性办软性填料等 净水材料的专业厂家


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