導流墻的設置對氧化溝內水體流速的影響論文

時間：2024-08-12 12:50:31 論文范文我要投稿

　　摘要：通過筆者的研究和工程實踐，總結出導流墻對氧化溝內水體流速的影響，對改善氧化溝彎道池底積泥所起的作用。當氧化溝導流墻半徑小于溝寬的一半時，導流墻偏心設置,導流墻偏心距一般在0.5m左右；導流墻半徑等于或大于溝寬的一半時，導流墻可以不偏心設置。另外，還就目前氧化溝的設計和建造中出現的問題提出了相關的建議。

導流墻的設置對氧化溝內水體流速的影響論文

　　論文關鍵詞：氧化溝,導流墻,偏心設置,偏心距,積泥,流速分布

　　由荷蘭中央應用研究院衛生工程研究所帕斯維爾(A· Pasveer)博士設計開發的第一家氧化溝處理廠于1954年在該國的沃紹本(v0or—shopen)建成投產以來．這一獨特的處理技術很快為世界所公認。至1975年，各國已建成558座氧化溝污水處理廠；到1976年，加拿大已擁有90座氧化溝處理廠；進入80年代以來．我國建成投產的氧化溝污水處理廠已逾百家。

　　氧化溝工藝具有下列獨特的優點：

　　①兼有推流型反應池和完全混臺型反應池的特點，有利于克服溝內污水的短流現象，提高緩沖能力；

　　②具有明顯的溶解氧濃度梯度．比較適臺于硝化一反硝化生物處理工藝；

　　③在整個氧化溝流程中，功率密度的不均勻分布有利于氧的傳質。液體的混合和污泥絮凝；

　　④整體體積功率密度較低，可以節約能源、降低能耗；

　　⑤污水的循環量是進水的十倍甚至數十倍，具有較強的抗沖擊負荷能力；

　　⑥管理維護比較方便。

　　當然，氧化溝工藝也有不足之處，幾乎普遍存在著彎道處池底積泥及局部水頭損失過大現象。在氧化溝彎道處,存在局部水頭損失,一般彎道處的局部水頭損失比沿程水頭損失要大得多,設法降低彎道處的水頭損失對減少氧化溝的總水頭損失有重要作用。同時,水流經過彎道后,溝內側的流速將減小,導致斷面流速分布的不均衡,使得下游溝道的內側易發生懸浮物沉淀,對氧化溝的運行效果有一定的影響。為了減小彎道處的水頭損失,氧化溝在每個轉彎處可設置導流墻,可以防止或推遲混合液與壁面的分離,減小旋渦區和二次流的產生,降低彎道阻力,同時改善下游溝道的斷面流速分布,減少下游溝道的懸浮物沉淀[1]。目前,一般認為導流墻應偏心設置,即導流墻的圓心與彎道的圓弧不同心,改變下游斷面流速分布不均的作用效果更好[2]。但導流墻偏心距的大小目前主要依據經驗確定,筆者從工程實踐上就氧化溝導流墻的設置問題進行了分析。

　　1.氧化溝流速分布的現狀

　　氧化溝是一種延時曝氣系統。為了獲得其獨特的混合和處理效果，混臺液必須以一定的流速在溝內循環流動。一般認為，最低流速應為0．15 m／s，不發生沉積的平均流速應達到0．3～0．5 s。

　　氧化溝的曝氣設備一般為曝氣轉刷和曝氣轉盤，轉劇的浸沒深度為250～300 mm，轉盤的浸沒深度為480～530 mm。與氧化溝水深(3．0～3．6m)相比，轉刷只占了水深的1／10～1／12，轉盤也只占了1／6～1/7，因此造成氧化溝上部流速較大(約為0.8～1.2 m，甚至更大)，而底部流速很小(特別是在水深的2／3或3/4以下，混合液幾乎沒有流速)，致使溝底大量積泥(有時積泥厚度≥ 1．0 m)，大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質。

　　2.改善氧化溝流速分布措施的研究

　　為改善氧化溝液流的流速分布，防止或減少溝內的污泥沉積，不少人做過多種研究和改進，例如：改轉刷和轉盤曝氣機為射流曝氣、導管式曝氣，在氧化溝內加裝推進器，研制新型曝氣機等。筆者經過多年的研究和現場改裝檢測，認為加裝前后導流墻的方法比較簡單有效。目前部分轉刷或轉盤式氧化溝中也安裝了導流墻，但導流墻尺寸和安裝位置都不到位，對水力性能的改善和流速的分布都沒有達到所要求的狀態，而且國內一般只加裝后導流墻。根據國外文獻資料介紹以及筆者近幾年的室內和半生產性試驗，認為在曝氣轉刷或曝氣轉盤上游和下游分別加裝前、后導流墻，對改善轉刷或轉盤式氧化溝的水流速度和流速分布具有非常明顯的效果，轉刷或轉盤的充氧能力和理論動力效率也有明顯的提高。

　　3.導流墻偏心距的設置建議

　　如果導流墻的半徑等于溝寬的一半,在不考慮彎道阻力特點的情況下,導流墻應不偏心設置,即偏心距為0;在距離隔墻不到一半溝寬的斷面內,斷面平均流速是小于整個溝寬上的斷面平均流速的,如果導流墻的半徑小于溝寬的一半,導流墻若不偏心設置,顯然下游導流墻內側的流速小于外側的流速,此時導流墻應向上游溝道偏心;在距離隔墻超過一半溝寬的斷面內,斷面平均流速是大于整個溝寬上的斷面平均流速的,如果導流墻的半徑大于溝寬的一半,導流墻若不偏心設置,下游導流墻內側的流速大于外側的流速,此時導流墻應向下游溝道偏心,考慮到氧化溝彎道的阻力特點,即彎道內側由于流線彎曲程度比較大,阻力比較大,彎道外側則阻力較小,一般不考慮導流墻向下游溝道偏心。

　　實際工程中的氧化溝,在設置兩道導流墻時, R= 1/3b , R2= 2/3b;在設置一道導流墻時,一般R= 1/2b。大多數場合下,氧化溝只設置一道導流墻。此外,導流墻在下游引伸L長度,一般L= R [3]。導流墻有偏心設置和不偏心設置兩種,在偏心設置的情況下,偏心距一般在0. 5m 左右,最多不超過1m。當導流墻的半徑等于一半溝寬時,一般不偏心設置。從工程運行情況來看,基本上達到設計要求。

　　4．結束語

　　①氧化溝加裝上、下游導流板是改善氧化溝流速分布、提高充氧能力的最佳方法和最方便的措施。

　　②導流板與其他改善措施相比，不僅不會增加動力消耗和運轉成本，而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動力效率。

　　③氧化淘的溝深以3.0～3．5 m比較適中，最好在3.0 m 左右。氧化淘過深(如4.0 m 甚至到6.0 m)則弊病較大：a上、下層流速相差較大，混合液濃度不均勻，處理效果較差；b．底部流速小，很容易積泥。

　　④氧化溝的導流墻半徑大于或等于溝寬的一半時,可不偏心設置;導流墻半徑小于溝寬的一半時,一般偏心設置,偏心距可考慮在0.5m左右。

　　⑤對于同一半徑的導流墻,溝寬越大,偏心距越大;溝寬越小,偏心距越小。

　　參考文獻：

　　[1]李偉民,鄧榮森,王濤,等.水下推動器對氧化溝混合液的循環作用[J].中國給水排水, 2003, 19 (9): 45- 47.

　　[２]趙星明,徐志偉.氧化溝的水頭損失計算與導流板偏置的作用[J].中國給水排水, 2000, 16 (7): 35- 37.

　　[３]汪大翠,雷樂成.水處理新技術及工程設計[M].第1版.北京:化學工業出版社, 2001.

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