斜管沉淀池的內部構造及應用原理恒泰環保
一、斜管沉淀池的原理及特點
根據淺池原理,在沉淀池有效容積一定的條件下。沉淀池面積越大,沉淀池的沉淀效率就越高,與沉淀時間沒有關系;沉淀池越淺,沉淀時間就越短。斜管填料式沉淀池的沉淀區是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層,體現了淺池原理。
二、斜板斜管沉淀池的特點是:
(1)利用了層流原理,水流在板間或管內流動,水力半徑很小,所以雷諾數較低,一般情況下,雷諾數Re在200左右,水流呈現層流狀態,對沉淀極為有利,斜管內水流的弗勞德數約在1*10^-3~1*10^-4之間,水流呈穩定狀態。
(2)增加了沉淀池的面積,使沉淀效率提高。當然,由于斜板的具體布置、進出水的影響及板或管內流態的影響等,處理能力不可能達到理論倍數。實際提高的沉淀效率與理論沉淀效率比稱為有效系數。
斜管沉淀池的結構
(3)縮短了顆粒沉淀距離,使沉淀時間大大縮短。
(4)斜板或斜管填料內絮狀顆粒的再凝聚,促進了顆粒進一步長大,提高了沉淀效率。
三、斜管填料沉淀池的結構斜管沉淀池的內部構造及應用原理恒泰環保
1.進水區
水流從水平方向進入沉淀池,進水區主要有穿孔墻,縫隙墻和下向流斜管進水等形式,使水流在池寬方向上布水均勻,其要求和設計布置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水,需要在斜管以下保持一定的配水區高度,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
斜管沉淀池的結構
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,沉降效果越好,但為使污泥能自動滑下排泥通暢,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°。斜管沉淀池的結構
3.斜板斜管的形狀與材質
為了充分利用沉淀池的有限容積,斜板、斜管都設計成截面為密集形的幾何圖形,其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于安裝,一般將幾個或幾百個斜管組成一個整體,作為一個安裝組件,然后在沉淀區安放幾個或幾十個這樣的組件。
斜板斜管的材料要求輕質、堅牢、無毒、價廉。目前使用較多的有紙質蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管可以用浸漬紙制成,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.斜板的長度與間距
斜板斜管的長度越長,沉降效率越高。但斜板斜管過長,制作和安裝都比較困難,而且長度增加到一定程度后,再增加長度對沉降效率的提高卻是有限的。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段)長度所占的比例增加,有效沉降區的長度相應減少,斜管過渡段的長度大約為100-200mm。
斜管沉淀池的結構
根據經驗,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,斜板間距或管徑越小,管內流速越大,表面負荷也就越高,因此池體體積可以相應減少,但斜板間距或管徑過小,加工困難,而且易于堵塞。目前在給水處理中采用的上向流沉淀池,斜板間距或管徑大致為50-150mm,下向流斜板沉淀池的斜板間距為35mm。
5.出水區
為了保證斜板斜管出水均勻,出水這中集水裝置的布置也很重要。集水裝置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、薄型堰和穿孔管等形式。
輻流式沉淀池,池體平面圓形為多,也有方形的。直徑(或邊長)6-60m,可達100m,池周水深1.5-3.0m,池底坡度不宜小于0.05.廢水自池中心進水管進入池,沿半徑方向向池周緩緩流動。懸浮物在流動中沉降,并沿池底坡度進入污泥斗,澄清水從池周溢流出水渠。輻流式沉淀池多采用回轉式刮泥機收集污泥,刮泥機刮板將沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗,再借重力或污泥泵排走。為了刮泥機的排泥要求,輻流式沉淀池的池底坡度平緩。
輻流式沉淀池可用作初次沉淀池或一級沉淀池。工藝構造見圖3-21,是中心進水,周邊出水,中心傳動排泥的輻流式沉淀池。為了使布水均勻,進水管設穿孔擋板,穿孔率為10%-20%。出水堰可采用鋸齒堰,堰前設擋板,攔截浮渣。
刮泥機由桁架及傳動裝置組成。當池徑小于20m時,用中心傳動;當池徑大于20m時,用周邊傳動,周邊線速小3m/min,將污泥推入污泥斗,用靜水壓力或污泥泵排除。
當沉淀的活性污泥含水率高達99%以上,不能被刮板刮除時可采用圖3-22所示的靜水壓力法排泥。
排泥槽內泥面與沉淀池水面有h的落差,約30cm。對稱的兩排泥槽之間的聯接管通過密封裝置將泥從排泥總管排出;沿底緩慢轉動的排泥管對稱兩邊各4條,每條負擔底部一個環區的排泥,依靠h靜水壓力,將底泥排入排泥槽。
中心進水周邊出水輻流式沉淀池,因中心導流筒內的流速較大,可達到100mm/s,當作為二次沉淀池用時,活性污泥在中心導流筒內難以絮凝,并且水流向下流動時的動能較大,易沖擊池底沉泥,池的容積利用系數約48%。
輻流沉淀池的特點
普通輻流沉淀池的優點是便于安裝旋轉的刮泥設備,沉淀池沉淀排泥效果也較好,適用于處理高濁度原水。
北海市輻流式沉淀池
與平流式沉淀池相比,普通輻流沉淀池的穩定性要差一些,原因有以下兩點:
①普通輻流沉淀池與平流式沉淀池都處在流量相同而又不大的條件下,由于輻流沉淀池的沉淀區較短(因停留時間相等,池子容積也必然相等,輻流池的半徑必然比平流池短得多),停留時間也較短,偏離理想模型過大;
②由于輻流沉淀池的斷面為水深乘以圓周,在流量和停留時間都一樣的條件下,水力半徑R必然比平流沉淀池大得多,故弗勞德數Fr也較小,穩定性較差