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斜管沉淀池與斜板沉淀池的沉淀原理相通。在實(shí)際應用中,斜管沉淀池更為常見(jiàn),因此本文將重點(diǎn)介紹斜管沉淀池的設計方法,該方法同樣適用于斜板沉淀池的設計。
斜管沉淀池的構造如圖7-11所示,包含清水區、斜管區、配水區和積泥區。在設計過(guò)程中,需注意以下關(guān)鍵點(diǎn):
確保底部配水區的高度不低于2.0米,這樣有助于降低配水區內的流速,從而實(shí)現均勻配水。進(jìn)水口可采用穿孔墻、縫隙柵或下向流斜管進(jìn)行布水。同時(shí),進(jìn)水孔的過(guò)孔過(guò)柵流速應控制在0.15米/秒以?xún)?,這速與絮凝池出口流速相當。配水區的高度對出水均勻性至關(guān)重要。
①配水區流速較小,這有利于斜管區落下的污泥能夠順暢下沉,從而減少對沉淀效果的干擾。
②配水區的高度越大,其起端的流速就會(huì )越小,進(jìn)而導致配水區末端的恢復水頭減小。當配水區末端的水壓與起端相近時(shí),上升的水流將更加均勻,從而確保出水質(zhì)量的均勻性。
③配水區的高度還會(huì )直接影響配水的均勻性。
在斜管的設計中,斜管的傾角是一個(gè)關(guān)鍵參數。傾角越小,沉淀面積會(huì )相應增大,截留速度則會(huì )減小,從而提高沉淀效率。然而,過(guò)小的傾角可能導致排泥不暢。根據實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗,斜管的水平傾角θ通常設定為60°。
斜管通常采用0.40.5mm厚的無(wú)毒聚氯乙烯或聚丙烯薄片,經(jīng)過(guò)熱壓成型為波紋板,再進(jìn)一步粘結成多邊形斜管。這種設計不僅有助于防止堵塞,還能確保斜管內切圓直徑控制在3040mm的合理范圍內。此外,斜管的長(cháng)度與沉淀面積密切相關(guān),但過(guò)長(cháng)的斜管會(huì )增加沉淀池的深度,而對沉淀效果的提升貢獻有限。因此,在實(shí)際應用中,一般推薦選用長(cháng)度為1000mm的斜管,配合高度為860mm的斜管區,這樣既能滿(mǎn)足使用要求,又能確保理論沉淀效果達到佳狀態(tài)。同時(shí),斜管的直徑d也會(huì )影響截流沉速和理論沉淀效果,直徑越小,截流沉速越小,理論沉淀效果越好。
其中,有效水深是指清水區、斜管區和配水區三個(gè)區域的深度之和。而池深則包括超高、清水區、斜管區、配水區和積泥區五個(gè)部分。在斜管沉淀池中,清水區的高度至關(guān)重要,它不僅保證了出水的均勻性,還能防止斜管頂部青苔的生長(cháng)。通常,清水區的高度應不低于1200mm。此外,清水集水槽的設計也至關(guān)重要,其間距應確保斜管出口至兩集水槽的夾角小于60°,一般可取集水槽間距等于1~1.2倍的清水區高度。需注意的是,清水區本身并不具備沉淀作用。
斜管沉淀池的表面負荷,也被稱(chēng)為液面負荷,是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)參數。它表示的是整個(gè)沉淀池液面的處理能力。表面負荷的計算公式為:q=Q/A,其中q是液面負荷,單位為m3/(m2·h);Q是斜管沉淀池的處理水量,單位為m3/h;A是斜管沉淀池清水區的面積,單位為m2。在實(shí)際應用中,上向流斜管沉淀池的液面負荷一般控制在5.09.0 m3/(m2·h)之間,對應的水流上升流速為1.42.5mm/s。對于低溫低濁度水,液面負荷可適當調整為3.6~7.2 m3/(m2·h)。此外,斜管沉淀池的排泥方式也至關(guān)重要,小型沉淀池多采用斗式及穿孔管排泥,而大型沉淀池則常用桁架虹吸機械排泥。