斜管,斜板填料,蜂窩斜管,蜂窩斜管填料,斜管沉淀池的結構及特點

斜管,斜板填料,蜂窩斜管,蜂窩斜管填料,斜管沉淀池的結構及特點

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(qū)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。

完成組裝后斜管和斜板產品圖片

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(tài)，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(wěn)定狀態(tài)。

斜管沉淀池結構圖

           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(tài)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。
           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。
二、斜管填料及沉淀池的結構：

         斜管斜板式沉淀池的結構與一般沉淀池相同，是由進口、沉淀區(qū)、出口與集泥區(qū)四個部分組成，只是在沉淀區(qū)設置有許多斜管或斜板。圖3-16為斜管式沉淀池的典型結構。
在斜板斜管沉淀池中，按照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流和平向流三種，如圖3-17和圖3-18所示。水流由下向上通過斜管或斜板，沉淀物由上向下，它們的方向正好相反，這種形式稱作上向流(也稱異向流)。水流向下通過斜管或斜板與沉淀
物的流向相同，這種形式稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向流動的方式，稱為平向流(也稱橫向流，僅適用于斜板)。目前，電廠的水處理中多采用上向流，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(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；
           斜管（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°。
           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(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、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、斜管斜板的長度與間距；
           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(qū)段)長度所占的比例增加，有效沉降區(qū)的長度相應減少，斜管過渡段的長度大約為100-200mm。
             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、斜管安裝施工圖：

            6、出水區(qū)：
            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。
斜管出口到集水孔的高度(即清水區(qū)高度)與集水支管之間的間距有關，應滿足下式：h≥√3/2L式中：h為清水區(qū)高度，m；L為集水支管之間的間距，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斜板間內的水流速度與平流式沉淀池的水平流速基本相當，一般為10-20mm/s。當采用混凝處理時u0=0.3-0.6mm/s。
三、上向流斜管沉淀池的沉降分析：
            以上向流斜管沉淀池為例，分析沉淀區(qū)斜管尺寸問題，下向流斜管斜板沉淀池原理與此相同，不多敘述。為了分析方便，取上向流斜管為矩形，斜管的縱剖面如圖3-19所示;

         設斜管的傾斜角為a，斜管的長度為A，斷面高度為d，寬為w，斜管內水流平均流速為v，顆粒的沉降速度為u0。設固體顆粒從斜管的A點進入到達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中所畫的幾何關系，以u0及v為兩邊所構成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)為兩邊的三角形是相似的，所以得下列比例關系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa由上式可以推導出沉淀單元長度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa沉淀單元的斷面面積為dw，則單元所通過的流量q應為:q=vdw由上式解出v代入式，得出q和u0的下列關系：q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina)上式中Lw實際是沉淀單元頂邊的面積，Lwcosa是這個面積在水平方向的投影，可以用Af來表示。Af可以看作是為整個沉淀單元外壁的面積在水平方向的投影(設壁厚為零，所以兩側壁的水平投影面積為零)。dw是沉淀單元的斷面面積，dw/sina表示這個面積在水平方向的投影，可用A代表，A同樣解釋為斷面的投影面積。這樣上式可改寫成簡單形式:q=u0(Af+A)上式所代表的物理意義可結合圖3-20來理解，圖中畫出一個斜管單元的總投影面積(Af+A)。這個斜管單元的表面負荷應表示為:表面負荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A上式是對斜管沉淀池優(yōu)于平流沉淀池的具體說明:在平流沉淀池中，表面負荷僅為u0，斜管沉淀的表面負荷為它的(Af+A)/A倍。相當于斜管把沉淀區(qū)的面積A變成(Af+A)來利用。因此，當傾角越小，即(Af+A)越大，斜管的效率越高，但為了沉泥的下滑，傾角不能太小。
四、斜管沉淀池的經驗數據：
            當選用現成斜管組件產品時，由于沉淀單元的長度L、內徑d和傾角a已確定。因此，設計時可根據表3-2的斜板斜管經驗數據和沉淀物的下滑速度選用。

上向流和下向流斜管(斜板)經驗數據 表3-2：

沉淀物的下滑速度可參考表3-3；

絮狀物的下滑速度 表3-3: