1樓:
近幾年來城市給水事業蓬勃發展,由淺池理論原理髮展形成的斜管沉澱池也獲得較為廣泛的應用。我國在2023年開始進行澄清池分離區加斜板的實驗,2023年又在福州水廠做了斜管除沙的試驗,2023年第一座生產性的上向流斜管沉澱池正式投入使用。隨著理論研究的不斷深入和生產實踐的不斷總結積累,斜管沉澱技術正在不斷髮展。
1. 淺池理論原理
設斜管沉澱池池長為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。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。
也即總容積可減少到原來的1/3。如果池長不變,由於池深為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。同時將沉澱池分成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. 斜管沉澱池設計原理
為了創造理想的層流條件,提高去除率,需要控制雷偌數re=,斜管由於溼周p長,故re可控制在200以下。遠小於層流界限500。又從佛勞德數fr=可知,由於p長,w小,fr數可達10-3-10-4。
異向流斜管沉澱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—沉澱池流量
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 特性係數法
按照沉澱最不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關係為:usc=us,s為一常數。s值被稱為斜管的特性引數,雖斷面形狀而定。
2.3加速沉澱法
考慮到顆粒沉澱過程中的絮凝因素,假設顆粒的沉速以等加速改變,並設起始沉速為零。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斜管沉澱池計算方法之前,認為分離粒徑可作為斜管沉澱計算的出發點。
3. 斜管沉澱池的流態設計
對斜管沉澱池進行設計需要以下引數:
3.1截留速度
斜管沉澱池在佈置方面的差別,將影響設計截留速度值的取用。一般規模較大的斜管沉澱池,由於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於規模較小的斜管沉澱池。
目前在異向流斜管沉澱池設計中,截留速度一般為0.15-0.40mm/s。
3.2管徑與管距
目前國內異向流斜管沉澱池的斷面幾乎採用正六角行,一般用內切直徑作為管徑。目前用於給水處理的異向流斜管沉澱池的管徑為25-35mm.
3.3斜管長度
斜管長度一般不宜小於50cm,斜管的長度取決於斜管的加工和沉澱池的池深。
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)
一般平流式沉澱池中的雷偌數(re)常在104上,而水流屬於紊流。斜管沉澱池則由於溼周增加,水力半徑降低,而雷偌數(re)明顯減少,以致完全有條件控制在層流條件下(re數小於500)。
3.7佛勞德數
在平流式沉澱池中,fr值大致為10-5的數量級。斜管沉澱池由於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 的範圍內,因而水流穩定性明顯增加。
4結語在平流式沉澱池中或在原有平流式沉澱池中加斜板後,效果一般均較普通平流式沉澱池提高3-5倍,因而它在生產實踐中取得了較好效果。特別溼對散性顆粒的去除效果更為顯著。
2樓:匿名使用者
淺池理論原理
設斜管沉澱池池長為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。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。
也即總容積可減少到原來的1/3。如果池長不變,由於池深為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。同時將沉澱池分成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。
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