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浅池理论分析斜板沉淀池的设计原理

时间:2018-11-24      阅读:3188

摘 要:斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的,是一种在沉淀池内装置许多间距较小的平行的倾斜薄板的沉淀池,效果一般均较普通平流式沉淀池提高3-5倍,因而它在生产 实践中取得了较好效果。特别是对散性颗粒的去除效果更为显著。

给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下,悬浮固体从水中分离的过程,原水经过投药、混合与反应过程,水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来,以完成澄清的作用,混凝沉淀后出水浊度一般在10 度以下。 

斜板沉淀池是根据浅池理论发展而来的,是一种在沉淀池内装置许多间距较小的平行的倾斜薄板的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占地面积小。斜板沉淀池沉淀时间短,故在运行中遇到水质、水量的变化时,应注意加强管理, 以保证达到要求的水质[1]。从改善沉淀池水力条件的角度分析,由于斜板的放入,沉淀池水力半径大大减小,从而使雷诺数大为降低,而弗劳德数则大大提高,因此,斜板沉淀池也满足水流的稳定性和层流的要求。从而提高沉淀效果。

1.浅池理论原理

设斜管沉淀池池长为L,池中水平流速为V,颗粒沉速为u0,在理想状态下,L/H=V/ u。可见L与V值不变时,池身越浅,可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板,将H分成3层,每层层深为H/3,在u。与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u。的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变,由于池深为H/3,则水平流速可正加的3V,仍能将沉速为u。的颗粒除去,也即处理能力提高倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。这就是20世纪初,哈真(Hazen)提出的浅池理论。 

而在沉淀池有效容积一定的条件下,增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高。根据这一理论,过去曾经把普通平流式沉淀池改建成多层多格的池子,使沉淀面积增加。但由于排泥问题没有得到解决,因此无法推广。为解决排泥问题,斜板沉淀池发展起来,浅池理论才得到实际应用。 

2.斜板沉淀池的设计原理

按照水流方向与颗粒沉淀方向之间的相对关系,斜板沉淀池可分为: 

同向流斜板沉淀池,水流方向与颗粒沉淀方向相同;

异向流斜板沉淀池,水流方向与颗粒沉淀方向互相垂直; 

双向流斜板沉淀池,水流方向与颗粒沉淀方向相反;

3.斜板沉淀池的沉淀特点

根据平流式沉淀池去除分散性颗粒的沉淀原理,一个池子在一定的流量Q和一定的颗粒沉降速度μo的条件下,其沉淀效率E与池子的平面面积A成正比: E=μo/(Q/A)= μo*A/Q。为此,如在同一个池子中,按高度分成N个间隔,是水平面积增加为N倍,在理论上可以提高沉淀能力N倍(实际上由于各种其他因素的影响不不可能达到)。图3-1 (a)所示:将一个池子分成4个间隔后,使其有4倍的水池平面面积,则理论上池长可缩短至1/4或水平流速可增至4倍。  

4.斜板沉淀池的优缺点

斜板沉淀池,是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行斜板的沉淀池,具有去除效率高,停留时间短,占地面积小等优点,故常用于已有的污水处理厂挖潜或扩大处理能力时采用;当受到污水处理厂占地面积的限制时,作为初次沉淀池用。 

斜板沉淀池不宜于作为二次沉淀池,因为活性污泥的粘度较大,容易粘附在斜板上,影响沉淀效果甚至可能堵塞斜板。同时,在厌氧的情况下,经厌氧消化产生的气体上升时会干扰污泥的沉淀,并把板上脱落下来的污泥带至水面结成污泥层。斜板沉淀池因沉淀时间短,故在运转中遇到水量、水质变化时,应加强注意管理。采用此类沉淀池时,还应注意絮凝的完善和排泥布置的合理等。 

5.结语

在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后,效果一般均较普通平流式沉淀池提高3-5倍,因而它在生产实践中取得了较好效果,特别是对分散性颗粒的去除效果更为显著。并且根据浅层沉降原理设计的斜板浓密或沉降设备,在国内外已成功应用和推广。 

 

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