浅池理论研究斜板沉淀池沉淀原理

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1、浅池理论研究斜板沉淀池沉淀原理　　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;斜板沉淀池中图分类号：TU991.23文献标识码：A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

2、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。7一、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

3、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

4、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[2]。二、斜板沉淀池的设计理论（一）斜板沉淀池的设计要点斜板沉淀池水流方向主要有上向流、侧向流及下向流三种。见图2-1所示。图3-1斜板沉淀池水流方向示意7颗粒沉降速度μ:应根据水中颗粒情况通过实际试验测得；在无试验资料时可以参考已建类似沉淀设备的运转资料确定；一般混凝反应后的μ大致为0.3—0.6mm/s.有效系数η：为斜板沉淀池在实际生产运转中因受进水条件、斜板结构等影响而使沉淀效率降低的系数，根据资料介绍最小为0.2，一般在0.7-0.8之间。倾斜角θ:根据斜板材料

5、和颗粒情况而异，一般为了排泥方便常用倾斜角50º--60º。板距P：即两块斜板间的间距，侧向流斜板P一般采用50-150mm，常用100mm，下向流斜板P常用35mm。板内流速V：上向流根据表面负荷计算；侧向流可参考相当于平流沉淀池的水平流速，一般为10-20mm；下向流时，可根据下向表面负荷计算。（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：侧向流斜板沉淀池，水流方向与颗粒沉淀方向互相垂直；同向流斜板沉淀池，水流方向与颗粒沉淀方向相同；逆向流斜板沉淀池，水流方向与颗粒沉淀方

6、向相反；其逆向流水力计算如下：沉淀池水表面积：A=7式中A——水表面积，m2n——池数，个q——表面负荷Q——最大设计流量0.91——斜板面积利用系数沉淀池平面尺寸式中D——圆形池直径，m池内停留时间t=式中t——池内停留时间，minh2——斜板区上部的清水层高度，m，一般用0.7—1.0mh3——斜板的自身垂直高度，m，一般为0.866—1.0m斜板下缓冲层高为了布水均匀并不会扰动下沉的污泥，h4一般采用1.0m沉淀池的总高度H=式中H——总高度，mh5——污泥斗高度，m斜板沉淀池的优缺点和沉淀特点（一）斜板沉淀池的沉淀特点7根据平

7、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。图3-1斜板沉淀示意池子分成许多水平浅格后，虽可以提高沉淀效率，但增加排泥困难，为此将水平板改为斜板，见图3-1(

8、b)所示，一方面是水平投影面积增加，一方面积泥可以自动落入池底，便于排除。增加许多平行斜板后，加大水池过水断面的湿周，同时减小水力半径，为此在同样的水平速度V时，可以大大降低雷诺数Re，从而减少水的紊动，促进沉淀。加设斜