配水形式对蜂窝斜管沉淀池沉淀效果的影响
异向流蜂窝斜管沉淀池由于应用了浅池沉淀的理论.缩短了沉降距离和改善水力条件,
从而大大提高了沉淀效率,缩短沉淀时间,其有净化效果好、占地面积小、运行管理方便等优点而得到了较为广泛的应用。
影响斜管沉淀效率的因素很多,研究*多的有以下五个方面:斜管倾斜角度.斜管
长度.管径d(或正多边形内切圆直径)及断面形状.进水方向,斜管中上升流速的影响,此五项主要针对斜管沉淀池主要组成部分—斜管本身及其有关的斜管参数。而在实际生产运行当中,絮凝效果的好坏、絮凝池与沉淀池的衔接方式、配水和集水是否均匀、排泥是否及时等也都会形响斜管沉淀池的沉淀效果.
恰当的配水渠道,即絮凝池与沉淀池合理衔接
絮凝池与蜂窝斜管沉淀池的衔接是否恰当首先影响了进入斜管沉淀池下部配水区配水的均匀性。因斜管沉淀池不同于平流式沉淀池,它对絮凝效果的弥补性差,水在斜管内停留时间非常短,这势必要求絮凝能尽量充分,这样进入斜管时就有较密实的絮凝体.促使斜管内更好地沉淀。这要求在配水渠道内的水流不能产生对絮凝后结绒体形成冲击而打碎絮凝体.配水渠起终端水位尽量平衡.达到进入沉淀池的配水均匀。
某厂在生产运行过程中,经常观察到此类现象,配水梁内水位前低后高,一般在设计能力时水位高差在3cm左右。处于超负荷15%时为7cm左右,从面进入沉淀池内沉淀水前端清末端浑.且末端斜管顶部积泥情况严重。分析其原因主要由于配水集终端水流有回转现象而产生剧烈紊动剪碎了絮凝颗粒,这样的水进入沉淀池因停留时间短无力重新发生絮凝,被剪碎的絮凝体就被带出斜管进入清水区,小部份颗粒在清水区上升过程中沉淀下来堆积在斜管顶部。
在配水渠内加设几道挡板如格栅或方形闸板,增加水流阻力降低势能促使整个配水集内水位平衡.格栅、闸板的设置以3-4道为宜,布局基本均匀.并制成可调节式以
适应不同的负荷.格姗间隙调整可在清洗沉淀池时来完成,而闸板开启度随时可改变。
配水方式选择要得当
为使水能均匀地进人斜管下方的配水区.必须对絮凝池出口水流进行整流,目前蜂窝斜管沉淀池常用的整流配水装置有穿孔花墙、缝隙进水墙以及下向流蜂窝斜管等几种形式。穿孔花墙、缝隙进水坡的作用与平流式沉淀池一样,是为了达到池宽方向上进水流量的均匀,其要求也与平流式沉淀池相同,其差别只是开孔高度应在斜管区的下部、积泥区的上部,也就是说开孔的范围要比平流式沉淀池小,穿孔花墙的孔眼流速仍
需控制在不致造成絮凝粒破碎的流速或速度梯度值之下.因此开孔比相对较大。
下向流蜂窝斜管配水常用于斜管沉淀池中.它利用了下向流斜管沉淀原理.使水在经过下向流斜管的过程中会再发生絮凝现象.促进颗拉的进一步凝聚.从而提高斜管沉淀效果。但它们也有不同的特点.沉淀区设置的斜管主要是解决城颗粒沉降的问题.而下向流蜂窝斜管整流装置主要是起整流作用使进入配水区的水达到均匀。下向流斜管配水随其倾角的不同而使配水水流状态不同.从下向流斜管进入配水区的水流为不对称的曲线运动轨迹.而且时时刻侧处于动态变化之中.距配水墙近处曲线水平里程短.远离配水墙水流曲线水平里程长.
水流流态前半部分为类似于向下的抛物线运动.此时配水区进口流速都沿水流方向递减.后半部分水流运动轨迹为水流在配水区表层以很短的时间突然旋转120°进人蜂窝斜管。由于配水区的进口流速为六角蜂窝斜管管内流速的数倍.水流方向又急骤改变形成一定强度的速度梯度.此时颗粒抗剪切能力低.在较强速度梯度下容易剪碎.进入六角蜂窝斜管后带出水面。整个水流曲线运动轨迹受倾角的影响很大.尤其是前半部分水流运动。
如某厂设计时就采用斜管作为配水整流装置,倾角为60°,运行几年后由于配水蜂窝斜管内积泥严重,引起受压变形,无法维待正常生产。后来改用塑料斜板,但倾角不同所反映出来的是沉淀出水水质不同,倾角偏大,进水端水清.末端水浑:倾角偏小.进水端水浑。末端水清.分析其原因:
1.倾角处于小角度时
当倾角设置较小,刚进人配水区的水流速度大,水流运行曲线比较平坦,在蜂窝斜管初始段配水层表面距斜管底部距离较小,在水平方向流速大的情况下进入斜管时间又很短,由此产生很高的速度梯度剪碎了絮凝颗粒,被剪碎后的颗粒进入斜管不再具备重新絮凝的调节,就被带出水面造成池面出现浑水现象。而沿着水流方向,水流速度不断降低,与斜管交界面形成的速度梯度也降低,于是絮凝颗粒被剪碎的机会大大减小,一部分颗粒在配水层沉淀下来,另一部分颗粒进入斜管后沉淀,水质变清,这就是斜管末端区水清的缘由。
与斜管沉淀一祥.配水蜂窝斜管也存在积泥问题. 倾角小时易积泥.时间一长斜管内的有效过水断面积减小.相应流速增大,到一定程度后带动了原已堆积的泥层,这部分积泥有的是活性污泥与水中的颗粒继续发生絮凝作用结成更大的絮凝体。有的为死泥.一起进入配水层后带出斜管进入清水区,此类情况也造成沉淀后水出浑水。
2,倾角处于大角度时
当倾角采用50-60°时.配水斜管内积泥现象不严重.但水流运动轨迹大大改交了,运行曲线更陡内下.配水层表面水与斜管交界面形成的速度梯度降低.剪碎絮凝颗粒的概率降低.但如存在排泥不及时或排泥不畅时,斜向下运动的水流与沉淀区下沉的絮凝体成同向流.会把积泥区的积泥带起近入斜管内.这部分污泥有活性絮凝也有死泥.于是发生末端区出现浑水现象。
斜板倾角的大小应通过实际使用比较,利用沉淀池清洗或大修时调整倾角运行至今,结果表明,倾角在30°左右时情况较好,但超负荷严重时仍然出现翻池现象。
其它方面对沉淀效果的影响
斜管沉淀池效果一定程度上受表面负荷影响.还有与所使用药剂也有关系。众所皆知,使用固体硫酸作为混凝剂时.因其水解所需要的时间较长,在反应不尽完美的情况下.如是平流式沉淀池因其沉淀时间长对反应不够充分可以有所弥补,如是斜管沉淀池因其沉淀时间非常短,它不可能完善反应阶段的不足。如使用PAC作为混凝剂.因其水解所需要的时何短.斜管沉淀池沉淀效果好。
总之.整流配水装置选择与反应池类型相匹配的衔接方式,蜂窝斜管整流配水倾角更好制成可调节式,可根据实际运行情况针对某些需要合理选择更佳的倾角。还有,合理化管理如合理加药、及时排泥,都是保证沉淀效果的必要措施。
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