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一、斜管沉淀池的原理及特點(diǎn)

根據(jù)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(shí)間沒(méi)有關(guān)系；沉淀池越淺，沉淀時(shí)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(xiàn)了淺池原理。

斜板斜管沉淀池的特點(diǎn)是:

(1)利用了層流原理，水流在板間或管內(nèi)流動(dòng)，水力半徑很小，所以雷諾數(shù)較低，一般情況下，雷諾數(shù)Re在200左右，水流呈現(xiàn)層流狀態(tài)，對(duì)沉淀極為有利，斜管內(nèi)水流的弗勞德數(shù)約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)增加了沉淀池的面積，使沉淀效率提高。當(dāng)然，由于斜板的具體布置、進(jìn)出水的影響及板或管內(nèi)流態(tài)的影響等，處理能力不可能達(dá)到理論倍數(shù)。實(shí)際提高的沉淀效率與理論沉淀效率比稱(chēng)為有效系數(shù)。

(3)縮短了顆粒沉淀距離，使沉淀時(shí)間大大縮短。

(4)斜板或斜管填料內(nèi)絮狀顆粒的再凝聚，促進(jìn)了顆粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，提高了沉淀效率。

二、斜管填料沉淀池的結(jié)構(gòu)

斜管斜板式沉淀池的結(jié)構(gòu)與一般沉淀池相同，是由進(jìn)口、沉淀區(qū)、出口與集泥區(qū)四個(gè)部分組成，只是在沉淀區(qū)設(shè)置有許多斜管或斜板。圖1為斜管式沉淀池的典型結(jié)構(gòu)。

圖1 斜管沉淀池結(jié)構(gòu)

在斜板斜管沉淀池中，按照水流流過(guò)斜板的方向，可分為上向流、下向流和平向流三種，如圖2和圖3所示。水流由下向上通過(guò)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(chēng)作上向流(也稱(chēng)異向流)。水流向下通過(guò)斜管或斜板與沉淀。

圖2 斜管沉淀池水流方向

物的流向相同，這種形式稱(chēng)作下向流(也稱(chēng)同向流)。水流以水平方向流動(dòng)的方式，稱(chēng)為平向流(也稱(chēng)橫向流，僅適用于斜板)。目前，電廠(chǎng)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。

圖3 斜板沉淀池示意圖

1.進(jìn)水區(qū)

水流從水平方向進(jìn)入沉淀池，進(jìn)水區(qū)主要有穿孔墻，縫隙墻和下向流斜管進(jìn)水等形式，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和設(shè)計(jì)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(jìn)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

斜板與水平方向的夾角稱(chēng)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(dòng)滑下排泥通暢，a值不能太小，對(duì)上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。對(duì)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(zhì)

為了充分利用沉淀池的有限容積，斜板、斜管都設(shè)計(jì)成截面為密集形的幾何圖形，其中有正方形、長(zhǎng)方形、正六邊形和波紋形等。為了便于安裝，一般將幾個(gè)或幾百個(gè)斜管組成一個(gè)整體，作為一個(gè)安裝組件，然后在沉淀區(qū)安放幾個(gè)或幾十個(gè)這樣的組件。斜板斜管的材料要求輕質(zhì)、堅(jiān)牢、無(wú)毒、價(jià)廉。目前使用較多的有紙質(zhì)蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管可以用浸漬紙制成，并用酚醛樹(shù)脂固化定形，一般做成正六邊形，內(nèi)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.斜板的長(zhǎng)度與間距

斜板斜管的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，沉降效率越高。但斜板斜管過(guò)長(zhǎng)，制作和安裝都比較困難，而且長(zhǎng)度增加到一定程度后，再增加長(zhǎng)度對(duì)沉降效率的提高卻是有限的。如果長(zhǎng)度過(guò)短，進(jìn)口過(guò)渡段(進(jìn)口過(guò)渡段指水流由斜管進(jìn)口端的紊流過(guò)渡到層流的區(qū)段)長(zhǎng)度所占的比例增加，有效沉降區(qū)的長(zhǎng)度相應(yīng)減少，斜管過(guò)渡段的長(zhǎng)度大約為100-200mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，上向流斜板長(zhǎng)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(nèi)流速越大，表面負(fù)荷也就越高，因此池體體積可以相應(yīng)減少，但斜板間距或管徑過(guò)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.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(guān)，應(yīng)滿(mǎn)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(nèi)的水流速度與平流式沉淀池的水平流速基本相當(dāng)，一般為10-20mm/s。當(dāng)采用混凝處理時(shí)u0=0.3-0.6mm/s。