水质工程学43斜管沉淀池

4.3 斜 板 、 斜 管 沉 淀 池 4.3.1 斜 板 、 斜 管 沉 淀 池 原 理 浅 池 理 论 ： 多 层 沉 淀 池 与 平 流 沉 淀 池 相 比 ， 由 于 大 大 缩 短了 沉 淀 时 间 及 沉 淀 池 容 积 ， 使 建 筑 费 用 大 大 降 低 ，但 由 于 保 持 了 相 同 的 截 留 沉 速 u0， 所 以 仍 具 有 与平 流 沉 淀 池 相 同 的 沉 淀 效 率 。 2 构 造 根 据 水 流 和 泥 流 的 相 对 方 向 ,可 将 斜 板 斜 管 沉 淀池 分 为 异 向 流 (上 向 流 )、 同 流 和 测 向 流 （ 平 向 流 ）三 种 类 型 ， 其 中 异 向 流 应 用 的 最 广 。斜 管 沉 淀 池 分 类 ： u0 AlO v l l.cosBh s如 图 所 示 为 平 向 流 斜 板 沉 淀 池 ， 当 颗 粒 沉 至 斜 板 表 面 时 便 被 沉淀 下 来 。 若 斜 板 的 间 隙 宽 为 s， 斜 板 倾 斜 角 为 ， 则 颗 粒 在 斜 板间 的 沉 降 距 离 为 : cossh 所 以 ， 水 在 斜 板 间 隙 的 沉 淀 过 程 相 似 于 在 一 个 深 度 为 h的 平 流 沉淀 池 中 沉 淀 。 按 照 理 想 沉 淀 池 理 论 ， 可 计 算 斜 板 的 水 平 长 度 ：0vl hu 水 在 斜 板 中 的 沉 淀 时 间 为 ： 0h lt u v 一 般 斜 板 间 距 很 小 ， 水 在 斜 板 间 的 沉 淀 时 间 为 几 分 钟 斜 板 间 的 每 一 个 间 隙 都 是 一 个 单 元 沉 淀 池 ， 其 沉 淀 面 积 应 为斜 板 在 平 面 上 的 投 影 面 积 ：0 .cosA l l sin/ sinB BN s s 一 个 单 元 斜 板 沉 淀 池 所 占 宽 度 为 s/sin ,忽 略 斜 板 厚 度 ， 若池 内 设 置 斜 板 的 总 宽 度 为 B， 则 池 内 斜 板 总 数 为 ： 0 sin cosBllA NA s 池 内 斜 板 的 总 沉 淀 面 积 为 ： 设 池 内 水 量 为 Q， 斜 板 沉 淀 面 积 上 的 表 面 负 荷 为 ：0 0 1sin cos lQ Q sq u qA Bl l N Qq Bl 池 平 面 面 积 上 的 表 面 负 荷 ：sin cos cos / sinl l lN s s lcos 为 斜 板 的 投 影 长 度 ， s/sin 为 单 元 池 所 占 宽 度取 l=1500mm,s=50mm, =60， 则 Nl=13。 除 了 平 向 流 斜 板 沉 淀 池 外 ， 还 有 上 向 流 和 下 向 流 斜 板 沉 淀 池 l 0l l vh u sin sin cosh sl 上 向 流 又 因 为 ： cossh 0 1sin cosv sl u 0 cosA l l B 一 个 单 元 斜 板 沉 淀 池 的 沉 淀 面 积 等 于 其 平 面 上 的 投影 面 积式 中 B为 斜 板 的 宽 度 。 如 池 长 为 L， 可 设 置 的 斜 板 数 为 ： / sinLN s 池 中 斜 板 的 总 沉 淀 面 积 为 ：0 ( )sin cosl lA NA LB s ( )sin cos l l lN s 0lq N q 斜 板 沉 淀 面 积 上 的 表 面 负 荷 为 ：0 0 1( )sin cos lQ Q sq u qA LB l l N 与 平 向 流 斜 板 沉 淀池 一 样 ， 上 向 流 斜板 沉 淀 池 也 是 一 种高 效 沉 淀 池 。 下 向 流 斜 板 沉 淀 池 原 理 与 上 向 流 类 似 。如 前 所 述 ， 斜 板 沉 淀 池 的 沉 淀 效 率 与 斜 板 间 距（ 斜 管 大 小 ） 有 关 ， 一 般 ， 平 向 流 斜 板 间 距 为50100mm， 斜 板 长 度 12m。 上 向 流 斜 板 间 距 为2535mm， 长 度 多 为 1m。出 于 加 工 等 多 方 面 考 虑 ， 工 程 上 常 采 用 斜 板 代 替斜 管 ， 常 用 的 斜 管 为 正 六 边 形 （ 蜂 窝 ） 斜 管 。 断 面 形 状 ： 圆 形 、 矩 形 、 方 形 、 多 边 形 除 圆 形 以 外 ， 其 余 断 面 均 可 同 相 邻 断 面 共 用一 条 边 。 水 力 半 径 Rd/3-斜 板 R d/3-斜 管 斜 管 比 斜 板 的 水 力 条 件 更 好 。轻 质 ， 无 毒 ； 纸 质 蜂 窝 、 薄 塑 料 板 （ 硬 聚氯 乙 烯 、 聚 丙 烯 ） 4.3.2 影 响 斜 板 、 斜 管 效 率 的 因 素斜 板 沉 淀 池 与 平 流 沉 淀 池 比 较 ， 其 雷 诺 数 较 低 ， 一 般 为 层流 ， 斜 管 沉 淀 池 雷 诺 数 更 小 ， 杂 质 颗 粒 在 层 流 中 沉 淀 ， 有利 于 提 高 效 率 。 事 实 上 ， 层 流 只 发 生 在 斜 板 （ 管 ） 中 部 。斜 板 （ 管 ） 沉 淀 池 的 Fr较 大 ， 所 以 ， 斜 板 沉 淀 池 水 流 稳 定性 好 ， 有 利 于 提 高 沉 淀 效 率 。对 于 混 凝 沉 淀 ， 要 求 水 在 进 入 斜 板 前 充 分 絮 凝 。浑 水 异 重 流 对 平 向 流 、 下 向 流 斜 板 沉 淀 池 影 响 较 大 ， 所 以这 两 种 适 合 于 浊 度 较 低 的 水 。 而 对 上 向 流 斜 板 沉 淀 池 影 响小 。 这 是 由 于 其 自 身 的 水 力 特 点 决 定 的 。 4.3.3 斜 板 、 斜 管 沉 淀 池上 向 流 斜 板 沉 淀 池 清 水 区 高 度 一 般 为 1m左 右 ， 作 为 出 水 集 水 用 、 一 般 采 用 穿孔 集 水 槽 或 穿 孔 集 水 管 集 水 。 其 中 距 一 般 为 11.5m上 向 流 斜 板 沉 淀 池 ， 由 于 负 荷 高 ， 所 以 沉 泥 量 大 ， 一 般 常用 机 械 吸 泥 或 刮 泥 等 方 法 自 动 排 出 。总 水 深 一 般 为 4m左 右 ， 水 在 池 中 的 总 停 留 时 间 为 20min左右 。上 向 流 斜 板 沉 淀 池 的 表 面 负 荷 一 般 为 9m 3/m2/h。 大 约 为 平流 沉 淀 池 的 四 倍 。