斜管沉淀池原理
1. 淺池理論原理
設池長為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??梢奓與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。
2. 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。
3. 流態設計
斜管沉淀池設計參數:
3.1截留速度
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,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。目前在異向流設計中,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。則由于濕周增加,水力半徑降低,而雷偌數(Re)明顯減少,以致*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。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。
4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。