益達濾材斜管/斜板填料在沉淀池特色應(yīng)用

一、斜管沉淀池的原理及特色

    依據(jù)淺池原理，在沉淀池有用容積必定的條件下。沉淀池面積越大，沉淀池的沉積功率就越高，與沉積時刻沒有聯(lián)系；沉淀池越淺，沉積時刻就越短。斜管填料式沉淀池的沉積區(qū)是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層，體現(xiàn)了淺池原理。

斜板斜管沉淀池的特色是:

    (1)使用了層流原理，水流在板間或管內(nèi)活動，水力半徑很小，所以雷諾數(shù)較低，一般情況下，雷諾數(shù)Re在200左右，水流出現(xiàn)層流狀況，對沉積極為有利，斜管內(nèi)水流的弗勞德數(shù)約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩(wěn)定狀況。

    (2)添加了沉淀池的面積，使沉積功率進步。當然，因為斜板的詳細安置、進出水的影響及板或管內(nèi)流態(tài)的影響等，處理才能不可能抵達理論倍數(shù)。實踐進步的沉積功率與理論沉積功率比稱為有用系數(shù)。

    (3)縮短了顆粒沉積間隔，使沉積時刻大大縮短。

    (4)斜板或斜管填料內(nèi)絮狀顆粒的再凝聚，促進了顆粒進一步長大，進步了沉積功率。

二、斜管填料沉淀池的結(jié)構(gòu)

    斜管斜板式沉淀池的結(jié)構(gòu)與一般沉淀池相同，是由進口、沉積區(qū)、出口與集泥區(qū)四個部分組成，只是在沉積區(qū)設(shè)置有許多斜管或斜板。圖3-16為斜管式沉淀池的典型結(jié)構(gòu)。

    在斜板斜管沉淀池中，依照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流平和向流三種，如圖3-17和圖3-18所示。水流由下向上經(jīng)過斜管或斜板，沉積物由上向下，它們的方向正好相反，這種方法稱作上向流(也稱異向流)。水流向下經(jīng)過斜管或斜板與沉積

    物的流向相同，這種方法稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向活動的方法，稱為平向流(也稱橫向流，僅適用于斜板)�，F(xiàn)在，電廠的水處理中多選用上向流，多以斜管作為組件組成斜管沉淀池。

1.進水區(qū)

    水流從水平方向進入沉淀池，進水區(qū)主要有穿孔墻，縫隙墻和下向流斜管進水等方法，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和規(guī)劃安置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水，需要在斜管以下堅持必定的配水區(qū)高度，并使進口斷面處的水流速度不大于0.02-0.05m/s。

2.斜板斜管的傾斜角

    斜板與水平方向的夾角稱為傾斜角，傾斜角a越小，截留速度u0越小，沉降作用越好，但為使污泥能主動滑下排泥曉暢，a值不能太小，對上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。對下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比較容易，一般不小于30°-40°。

3.斜板斜管的形狀與原料

    為了充分使用沉淀池的有限容積，斜板、斜管都規(guī)劃成截面為密集形的幾許圖形，其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于設(shè)備，一般將幾個或幾百個斜管組成一個全體，作為一個設(shè)備組件，然后在沉積區(qū)安放幾個或幾十個這樣的組件。

    斜板斜管的材料要求輕質(zhì)、堅牢、無、價廉�，F(xiàn)在運用較多的有紙質(zhì)蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管能夠用浸漬紙制成，并用酚醛樹脂固化定形，一般做成正六邊形，內(nèi)切圓直徑為25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。

4.斜板的長度與距離

    斜板斜管的長度越長，沉降功率越高。但斜板斜管過長，制作和設(shè)備都比較困難，并且長度添加到必定程度后，再添加長度對沉降功率的進步卻是有限的。如果長度過短，進口過渡段(進口過渡段指水流由斜管進口端的紊流過渡到層流的區(qū)段)長度所占的份額添加，有用沉降區(qū)的長度相應(yīng)削減，斜管過渡段的長度大約為100-200mm。

    依據(jù)經(jīng)歷，上向流斜板長度一般為0.8-1.0m，不宜小于0.5m，下向流為2.5m左右。在截面速度不變的情況下，斜板距離或管徑越小，管內(nèi)流速越大，外表負荷也就越高，因而池體體積能夠相應(yīng)削減，但斜板距離或管徑過小，加工困難，并且易于阻塞�，F(xiàn)在在給水處理中選用的上向流沉淀池，斜板距離或管徑大致為50-150mm，下向流斜板沉淀池的斜板距離為35mm。

5.出水區(qū)

    為了確保斜板斜管出水均勻，出水這中集水設(shè)備的安置也很重要。集水設(shè)備由集水支管和集水總渠組成。集水支槽有帶孔眼的集水槽、三角鋸齒堰、薄型堰和穿孔管等方法。

    斜管出口到集水孔的高度(即清水區(qū)高度)與集水支管之間的距離有關(guān)，應(yīng)滿意下式：h≥√3/2L

    式中：h為清水區(qū)高度，m；L為集水支管之間的距離，M。一般L的值為1.2-1.8m，所以h為1.0-1.5m。

6.顆粒的沉降速度u0

    斜板間內(nèi)的水流速度與平流式沉淀池的水平流速根本適當，一般為10-20mm/s。當選用混凝處理時u0=0.3-0.6mm/s。

三、上向流斜管沉淀池的沉降剖析

    以上向流斜管沉淀池為例，剖析沉積區(qū)斜管尺度問題，下向流斜管斜板沉淀池原理與此相同，不多敘說。

    為了剖析便利，取上向流斜管為矩形，斜管的縱剖面如

    圖3-19所示，設(shè)斜管的傾斜角為a，斜管的長度為A，斷面高度為d，寬為w，斜管內(nèi)水流平均流速為v，顆粒的沉降速度為u0。

    設(shè)固體顆粒從斜管的A點進入抵達B點沉于管底，該顆粒的沉降速度既為它的截留速度。

    按圖3-19中所畫的幾許聯(lián)系，以u0及v為兩頭所構(gòu)成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)為兩頭的三角形是類似的，所以得下列份額聯(lián)系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa

    由上式能夠推導(dǎo)出沉積單元長度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa

    沉積單元的斷面面積為dw，則單元所經(jīng)過的流量q應(yīng)為:q=vdw

    由上式解出v代入式，得出q和u0的下列聯(lián)系：q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina)

    上式中Lw實踐是沉積單元頂邊的面積，Lwcosa是這個面積在水平方向的投影，能夠用Af來表明。Af能夠看作是為整個沉積單元外壁的面積在水平方向的投影(設(shè)壁厚為零，所以兩側(cè)壁的水平投影面積為零)。dw是沉積單元的斷面面積，dw/sina表明這個面積在水平方向的投影，可用A代表，A相同解釋為斷面的投影面積。這樣上式可改寫成簡略方法:q=u0(Af+A)

    上式所代表的物理意義可結(jié)合圖3-20來了解，圖中畫出一個斜管單元的總投影面積(Af+A)。這個斜管單元的外表負荷應(yīng)表明為:

外表負荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A

    上式是對斜管沉淀池優(yōu)于平流沉淀池的詳細闡明:在平流沉淀池中，外表負荷僅為u0，斜管沉積的外表負荷為它的(Af+A)/A倍。適當于斜管把沉積區(qū)的面積A變成(Af+A)來使用。因而，當傾角越小，即(Af+A)越大，斜管的功率越高，但為了沉泥的下滑，傾角不能太小。

四、斜管沉淀池的經(jīng)歷數(shù)據(jù)

    當選用現(xiàn)成斜管組件產(chǎn)品時，因為沉積單元的長度L、內(nèi)徑d和傾角a已斷定。因而，規(guī)劃時可依據(jù)表3-2的斜板斜管經(jīng)歷數(shù)據(jù)和沉積物的下滑速度選用。

沉淀物的下滑速度可參考表3-3。