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，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。

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、出口與集泥區四個部分組成，只是在沉淀區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
            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（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。
             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：
            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: