浅池理论分析斜管沉淀池的沉淀原理 .引言 近几年来城市给水事业蓬勃发展,由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用。我 国在1965年开始进行澄清池分离区加斜板的实验,1968年又在福州水厂做了斜管除沙的试验,1972年第 座生产性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。随着理论研究的不断深入和生产实践的不断总结积累,斜 管沉淀技术正在不断发展 1.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υ,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H3, u0与v不变的条件下,只需L/3,就可以将u0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H3,则水平流速可正加的3v,仍能将沉速为u0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 2.斜管沉淀池设计原理 为了创造理想的层流条件,提高去除率,需要控制雷偌数Re=P,斜管由于湿周p长,故Re可控制 在200以下。远小于层流界限500。又从佛劳德数Fr=Wg可知,由于P长,W小,Fr数可达103-104 向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种 21分离粒径法 可分离颗粒的粒径φp可表示为 Af+A 若用可分离颗粒沉速us来表示,则:
浅池理论分析斜管沉淀池的沉淀原理 .引言 近几年来城市给水事业蓬勃发展，由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用。我 国在 1965 年开始进行澄清池分离区加斜板的实验，1968 年又在福州水厂做了斜管除沙的试验，1972 年第 一座生产性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。随着理论研究的不断深入和生产实践的不断总结积累，斜 管沉淀技术正在不断发展。 1. 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/ u0。可见 L 与 V 值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将 H 分成 3 层，每层层深为 H/3， 在 u0 与 v 不变的条件下，只需 L/3，就可以将 u0 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 u0 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。 2. 斜管沉淀池设计原理 为了创造理想的层流条件，提高去除率，需要控制雷偌数 Re= ,斜管由于湿周 p 长，故 Re 可控制 在 200 以下。远小于层流界限 500。又从佛劳德数 Fr= 可知，由于 P 长，W 小，Fr 数可达 10-3 -10-4。 异向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种： 2.1 分离粒径法： 可分离颗粒的粒径 dp 可表示为： 若用可分离颗粒沉速 us 来表示，则：
cos3+sin日 d 式中Q—沉淀池流量 A一斜管区水面面积 Af斜管总投影面积 K—颗粒粒径与沉速的变换系数 V—斜管中的水流速度 L—颗粒沉降需要的长度 d斜管的垂直高度 θ—斜管倾角 22特性系数法 按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为:usc=us,s为一常数。S值被称为斜管 的特性参数,虽断面形状而定 23加速沉淀法 考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素,假设颗粒的沉速以等加速改变,并设起始沉速为零。结合考虑管 内的流速分部,则斜管长度为 L 15 acose-d*tg0 式中a为颗粒沉速变化的加速度,即a=dudt
式中:Q—沉淀池流量 A—斜管区水面面积 Af—斜管总投影面积 K—颗粒粒径与沉速的变换系数 V—斜管中的水流速度 L—颗粒沉降需要的长度 d—斜管的垂直高度 θ—斜管倾角 2.2 特性系数法 按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速 usc 与 us 关系为：usc＝us，s 为一常数。S 值被称为斜管 的特性参数，虽断面形状而定。 2.3 加速沉淀法 考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素，假设颗粒的沉速以等加速改变，并设起始沉速为零。结合考虑管 内的流速分部，则斜管长度为： -d*tgθ 式中 a 为颗粒沉速变化的加速度，即 a=du/dt
上诉三种方法,各有不足之处,在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前,认为分离粒径可作 为斜管沉淀计算的出发点 3.斜管沉淀池的流态设计 对斜管沉淀池进行设计需要以下参数 3.1截留速度 管沉淀池在布置方面的差别,将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池,由于其 进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。目前在异向流斜 管沉淀池设计中,截留速度一般为0.15-0.40mm/s 32管径与管距 目前国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行,一般用内切直径作为管径。目前用于给水处理 的异向流斜管沉淀池的管径为25-35mm 33斜管长度 斜管长度一般不宜小于50cm,斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。 34倾角 异向流倾角需要保持45-60° 3.5上升流速或表面符合率 异向流流速83-14mms. 36雷偌数(Re) 一般平流式沉淀池中的雷偌数(Re)常在104上,而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加,水 力半径降低,而雷偌数(Re)明显减少,以致完全有条件控制在层流条件下(Re数小于500)。 37佛劳德数
上诉三种方法，各有不足之处，在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作 为斜管沉淀计算的出发点。 3. 斜管沉淀池的流态设计 对斜管沉淀池进行设计需要以下参数： 3.1 截留速度 斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池，由于其 进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。目前在异向流斜 管沉淀池设计中，截留速度一般为 0.15-0.40mm/s。 3.2 管径与管距 目前国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行，一般用内切直径作为管径。目前用于给水处理 的异向流斜管沉淀池的管径为 25-35mm. 3.3 斜管长度 斜管长度一般不宜小于 50cm，斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。 3.4 倾角 异向流倾角需要保持 45-600 3.5 上升流速或表面符合率 异向流流速 8.3-14mm/s. 3.6 雷偌数（Re） 一般平流式沉淀池中的雷偌数（Re）常在 104 上，而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加，水 力半径降低，而雷偌数（Re）明显减少，以致完全有条件控制在层流条件下（Re 数小于 500）。 3.7 佛劳德数
在平流式沉淀池中,Fr值大致为105的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高, Fr数一般在103-104的范围内,因而水流稳定性明显增加 结语 在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后,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。特别湿对散性颗粒的去除效果更为显著
在平流式沉淀池中，Fr 值大致为 10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高， Fr 数一般在 10-3 -10-4 的范围内，因而水流稳定性明显增加。 4 结语 在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后，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。特别湿对散性颗粒的去除效果更为显著
