简单使用浅池理论分析斜板沉淀池的沉淀原理.doc

浅池理论分析斜板沉淀池的原理 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。关键词：浅池理论;斜板沉淀池 前言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。 一、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。 二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； ??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； 　　1）分离粒径法： 　　可分离颗粒的粒径dp可表示为： 　　 　　若用可分离颗粒沉速us来表示，则： 　　 　　式中:Q—沉淀池流量 　　A—斜管区水面面积 　　Af—斜管总投影面积 　　K—颗粒粒径与沉速的变换系数 　　V—斜管中的水流速度 　　L—颗粒沉降需要的长度 　　d—斜管的垂直高度 　　θ—斜管倾角 　　2） 特性系数法 　　按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为：usc＝us，s为一常数。S值被称为斜管的特性参数，虽断面形状而定。 　　3）加速沉淀法 　　考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素，假设颗粒的沉速以等加速改变，并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部，则斜管长度为： 　　　　式中a为颗粒沉速变化的加速度，即a=du/dt 　　上诉三种方法，各有不足之处，在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。 三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。 四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。 五、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