斜管沉淀池的知識點及常見問題解決

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斜管沉淀池的原理及特點

根據淺池原理，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，與沉淀時間沒有關系；沉淀池越淺，沉淀時間就越短。斜管填料式沉淀池的沉淀區是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層，體現了淺池原理。

斜板斜管沉淀池的特點是:    

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

(2)增加了沉淀池的面積，使沉淀效率提高。當然，由于斜板的具體布置、進出水的影響及板或管內流態的影響等，處理能力不可能達到理論倍數。實際提高的沉淀效率與理論沉淀效率比稱為有效系數。    

(3)縮短了顆粒沉淀距離，使沉淀時間大大縮短。    

(4)斜板或斜管填料內絮狀顆粒的再凝聚，促進了顆粒進一步長大，提高了沉淀效率。

斜管填料沉淀池的結構

斜管斜板式沉淀池的結構與一般沉淀池相同，是由進口、沉淀區、出口與集泥區四個部分組成，只是在沉淀區設置有許多斜管或斜板。圖1為斜管式沉淀池的典型結構。

在斜板斜管沉淀池中，按照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流和平向流三種，如圖2所示。水流由下向上通過斜管或斜板，沉淀物由上向下，它們的方向正好相反，這種形式稱作上向流(也稱異向流)。水流向下通過斜管或斜板與沉淀。

物的流向相同，這種形式稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向流動的方式，稱為平向流(也稱橫向流，僅適用于斜板)。

1.進水區

水流從水平方向進入沉淀池，進水區主要有穿孔墻，縫隙墻和下向流斜管進水等形式，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和設計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高度，并使進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，但為使污泥能自動滑下排泥通暢，a值不能太小，對上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。對下向流斜板、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

為了充分利用沉淀池的有限容積，斜板、斜管都設計成截面為密集形的幾何圖形，其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于安裝，一般將幾個或幾百個斜管組成一個整體，作為一個安裝組件，然后在沉淀區安放幾個或幾十個這樣的組件。斜板斜管的材料要求輕質、堅牢、無毒、價廉。目前使用較多的有紙質蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管可以用浸漬紙制成，并用酚醛樹脂固化定形，一般做成正六邊形，內切圓直徑為25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。

4.斜板的長度與間距

斜板斜管的長度越長，沉降效率越高。但斜板斜管過長，制作和安裝都比較困難，而且長度增加到一定程度后，再增加長度對沉降效率的提高卻是有限的。如果長度過短，進口過渡段(進口過渡段指水流由斜管進口端的紊流過渡到層流的區段)長度所占的比例增加，有效沉降區的長度相應減少，斜管過渡段的長度大約為100-200mm。

根據經驗，上向流斜板長度一般為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，管內流速越大，表面負荷也就越高，因此池體體積可以相應減少，但斜板間距或管徑過小，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

為了保證斜板斜管出水均勻，出水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(即清水區高度)與集水支管之間的間距有關，應滿足下式：h≥√3/2L式中：h為清水區高度，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

斜板間內的水流速度與平流式沉淀池的水平流速基本相當，一般為10-20mm/s。當采用混凝處理時u0=0.3-0.6mm/s。

斜管、斜板沉淀池設計要點

異向流斜管沉淀池設計要點：要求原水濁度長期低于1000度；斜管沉淀區液面負荷可采用9.0~11.0m3/(h·m2)；管徑為25~35mm，管長為1m；水平傾角采用60°；斜管上部清水區保護高度不宜小于1.5m。

同向流斜板沉淀池設計要點：同向流斜板沉淀池適用于渾濁度長期低于200度的原水；斜板沉淀區的表面負荷，應根據原水情況及相似條件水廠的運行經驗或試驗資料確定，一般可采用30~40m3/(h·m2)；斜板間距為35mm；斜板長度為2.0~2.5m，排泥區斜板長度不小于0.5m；沉淀區斜板傾角為40°，排泥區斜板傾角為60°。

影響因素及常見問題

斜管沉淀池是目前廣泛使用的污水物化處理工藝。本文針對實際應用所遇到的問題，如沉淀池進口布水不均勻，污泥斗被堵死，礬花上浮等致使出水水質下降，通過分析原因，提出了相應的解決方案。

1.影響斜板、斜管沉淀效果的因素：

1.斜板、斜管中部為層流，進口段和出口段受進出、水影響，存在干擾；

2.斜板、斜管中水流穩定性較好，有利于提高沉淀效果；

3.由于沉淀距離和沉淀時間都很短，要求進入沉淀池前有充分的絮凝；

4.渾水異重流對上向流的影響最小，上向流適用于高濁度水、下向流適用于很低濁度水

2.出水濁度超標

分析原因

1.斜管沉淀池進口處布水不均勻，在進水口附近，液體的運動會出現嚴重的湍流或進水速度快，致使進口處局部液體流動速度極大，使原來在斜管上沉積下的污泥再度泛起；

2.局部出現“短流”現象，使絮體的穩定性受到影響，導致前期已經形成的絮體容易重新破碎成細小絮體。

3.為了布水均勻，斜管沉淀池花墻開孔范圍較小，往往造成過孔流速比平流沉淀池大，造成前期形成的礬花二次破碎，并且容易沖起配水孔底部沉積的死泥，造成出水濁度升高。

解決方法：

1.斜板與水平面成60°傾斜角放置，在每塊斜板的下方引出一排翼片，與水平面仍成60°傾斜角。加入的翼片可以顯著降低水流流動的雷諾數，明顯增強了水流流動過程中的粘性力，有利于沉淀。且顆粒物沉降路徑縮短，密度大的顆粒有利于沉淀。

2.保證配水均勻，采用穿孔花墻配水，配水區起端水平流速宜控制在0.010～0.018m/s之間。

3.沉淀池前加一段平流式整流段，使出水堰出水沒有立即進入斜管沉淀池，而是先通過平流式整流段(占沉淀池總長的1/3)，增加的平流段增強了沉淀池的抗沖擊能力，進一步降低了水平流速，既能起到整流作用，又能降低斜管池內的上升流速，沉淀效果好，耐沖擊負荷強。同時在平流段和斜管段增加導流隔墻，提高了斜管上升流速，增強了沉淀效率。

3.泥斗被堵死，沉淀池排泥不暢。

分析原因

1.斜管沉淀池采用機械排泥，容易在沉淀池邊緣和端部形成刮泥死角，引起該部積泥區內積泥較多；

2.排泥管設計不合理。

解決方法

1.改造池型，減少刮泥死角，排泥采用大泥斗重力排泥，局部水流擾動少且不容易堵塞，滑泥角度大于小泥斗，滑泥徹底。

2.采用刮泥機排泥，增加池底排泥溝數目，以改善排泥效果。

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