考虑采取整流措施。可采用缝隙栅条配水,缝隙前狭后宽;也可用穿孔墙。整流配水孔的流 速一般小于0.15m/s。 ③倾斜角0倾斜角越小沉淀面积越大效果越好据理论分析(=45时,效整最好 在实际运用时,为使排泥通畅,倾斜角应取60°。 ④斜管长度l斜管长度分为两段,进口处段为过渡段,过渡段以上为分离段。过渡段长 度为 l1=0.058 式中l1—斜管过渡段长度,mm; 水流速度 d一斜管直径,mm; g-水的运动黏度,mm2/s。 通常l1=200mm。分离段长度为 l2= Suo-uosint oCOs×d 式中l2斜管分离段长度,mm a-最小颗粒沉降速度,mm/s; S—水力特征参数。 斜管长度l=l1+l2,通常取1.0m 斜板间距、斜管管径及断面形状从沉淀效率上考虑,斜板间距越小越好。但从施工 安装和排泥方面考虑,斜板间距不宜小于50mm和大于150mm。斜管管径(多边形内切圆直 径)一般大于50mm。 斜管断面形状对水流影响不大。生产上多采用正六角形、圆管形、波形石棉瓦(玻璃 钢)拼成椭圆形等。 (2)异向流斜板计算 设斜板长度为l,倾斜角为6(见图1-45)。当颗粒以v的速度上 升(+l1)的距离所需时间和以o的速度沉降的距离所需时间相同, 这时颗粒从a点运动到b点,有 l2 l+l1 设有n块斜板,则每块斜板的水平间距为L/n,L为起端斜板到 人。终端斜板的水平距离。 L 0 L+=sec6 图1-45颗粒在异向流 (1-63) 斜板间沉降轨迹 斜板中的过水流量为与水流垂直的过水断面面积乘流速 Q=v·W=vB· (1-64) 则 Q 代入式(1-63)移项得
[+=seco LBsing nB! os9+LB 品a1653) 不用识 尊重 式中nBl·cos0-全部斜板得水平断面投影; LB—沉淀池的水表面积。即异向流斜板沉淀池中,处理水量与斜板总面积的 水平投影及液面面积之和成正比 Q=u0(A每+A原) 在实际应用中,由于进出口构造、水温、沉积物等影响,不可能全部利用斜板的有效容 积,设计沉淀池时应乘以斜板效率η(一般取0.6~0.8)。 Q世=(A新十4) 1-67) (3)应用举例 某废水处理站最大设计流量为30m3/h,采用斜板沉淀池。由沉淀试验曲线可知,要求悬 浮物去除率为70%时,颗粒截留速度为0=1.7m/h=047mm/s。斜板内水流的上升速度采 用v=4mm/s,斜板倾角=60°。试设计斜板沉淀池 解:①沉淀池的长度与宽度 由Q=mLB·sin0 式中7——斜板效率,取0.6,代人上式得 0.6×0.004LB·sin60° LB=40(m2) 取沉淀池长度L=8m,宽度B=5m ②斜板净间距与块数 斜板长度l取1m,将L=2代入式(162)得 1×0.47 l2 sin4-0.47=0.137(m) in60 每块斜板的水平间距x为 2_0.137 tgg tg60≈0.08(m) 为便于安装,取x=0.10m 斜板块数n为 nr￥101+1=81(块) ③沉淀时间,即水流流经斜板所需的时间 _1000 t=4-250(s)=4.17(min) 沉淀池前端进水部分长度取0.5m,后端死水区长度取 IXcoSi=1×cos60°=0.5m,如果 不计斜板厚度,则沉淀池总长度为L=0.5+8+0.5=9m。斜板下部配水区及缓冲层高度之 和取0.7m,斜板上部清水区高度取05m,超高取0.18m,沉淀池采用两个贮泥斗,底坡为
45°,采用四条出水槽,槽距为2m。计算草图 见图 ④斜板沉淀池水力条件复核 断面水力半径R R=过水断面面积(沉淀单元) 500 1-46斜板沉淀池计算草图 4.8(cm) b.雷诺数Re 由于v=4mm/s=0.4cm/s,20℃时,水的运动黏度r=0.0101cm2/s Re=vR 0.4X4.8 0.0107190<200 c弗罗德数Fr Fr=Rg48×9870.34×10-4 斜板沉淀池的弗罗德数一般在103~10-之间,可以满足水流的稳定性和层流的条件。 1.3气浮装置 1.3.1气浮技术的基本原理 气浮技术的基本原理是向水中通入空气,使水中产生大量的做细气泡,并促使其粘附于 杂质颗粒上,形成比重小于水的浮体,在浮力作用下,上浮至水面,实现固-液或液液分离。 关于微细气泡和颗粒之间的接触吸附机理通常有两种情况。一是絮凝体内裹带微细气泡, 絮凝体越大,这一倾向越强烈,越能阻留气泡。例如,稳定的乳化液中油珠带负电较强, 般需投加混凝剂,压缩油珠双电层,使油珠脱稳,容易与气泡吸附在一起。其次是气泡与颗 粒的吸附,这种吸附力是由两相之间的界面张力引起的。根据作用于气-固-液三相之间的界面 张力,可以推测这种吸附力的大小。图1-47为气固-液三相体系,在三相的接触点上,由 气液界面与固-液界面构成的角称接触角(以对着水的角为准),0>90者为疏水性物质,0 <90者为亲水性物质,这可从图1-48中颗粒与水接触面积的大小看出。若以os代表固液界 面张力,ot为气液界面张力(即表面张力),os为气固界面张力,根据三相接触点处力的平 固体 气体)6液体 气泡 水 固体 0G5 液体 被水润漫的面积 图1-47气固液体系的平衡关系 图1-48亲水性和硫水性物质的接触角
衡关系,有: 当8=0°时,固体表面完全被润湿,气泡不能吸附在固体表面;当0°<6<90°,固体与气 泡的吸附不够牢固,容易在水流的作用下脱附;当θ>90°,则容易发生吸附。对于亲水性物 质,一般需加浮选剂,改变其接触角,使其易与气泡吸附。浮选剂的种类很多,如松香油、煤 油产品、脂肪酸及其盐类等。为降低水的表面张力,有时还加人一定数量的表面活性剂作为 起泡剂,使水中气泡形成稳定的微细气泡,因为水中的气泡越细小。其总表面积越大,吸附 水中悬浮物的机会越多有利于提高气浮效但水中表面活性荆过多会严重地使乳化,使 气浮效果明显降低。 1.3.2电解气浮 13.21电解气浮装置 电解气浮是在直流电的作用下,采用不溶性的阳极和阴极直接电解废水,正负两极产生 氢和氧的微细气泡,将废水中颗粒状污染物带至水面进行分离的一种技术。此外,电解气浮 还具有降低BOD、氧化、脱色和杀菌作用,对废水负荷变化适应性强,生成污泥量少,占地 少,无噪声。常用处理水量一般为10~20m3/h。由于电耗及操作运行管理,电极结垢等问题, 较难适应处理水量大的场合 电解气浮装置可分为竖流式和平流式两种,如图1-49和图1-50所示 出水 排泥 进水 图1-49竖流式电解气浮池 图1-50双室平流式电解气浮池 1一人流室;2一整流椰;3-一电极组;4—出流孔; 1人流室;2整流撕;3一电极组 5—分离室;6一集水孔;7一出水管;8一排沉泥管; 4一出口水位调节器;5-刮渣机;6—浮渣室; 9一刮渣机;10—水位调节器 7一排渣阀;8-污泥排出口 1.3.2.2平流式电解气淳装置的工艺设计 电解气浮池的设计包括确定装置总容积、电极室容积、气浮分离室容积、结构尺寸及电 气参数。以双室平流式电解气浮池为例,介绍其工艺设计与计算。 (1)对不同处理能力的装置,池宽与刮渣板宽度可按表1-15选用。 衰1-15沉淀池宽度与刮渣板宽度 处理废水量 宽度/mm /m3/h) 池 刮渣板 90~120 2500
(2)电极板块数n按下式计算: B-2+e 重 (1-68) 式中B—-电解池的宽度,mm; l—极板面与池壁的距离,mm,取100mm; 极板净距,mm,e=15~20mm; 8——极板厚度,mm,=6~10mm (3)电极作用表面积S按下式计算: S 式中S—电极作用表面积,m2 Q—废水设计流量,m2/h E—比电流,A·h/m i——电极电流密度,A/m2 通常,E、i值应通过试验确定,也可按表1-16取值。 表1-16不同废水的E、i值 E/(A·h/m3) i/(A/m2) 铬鞣剂 皮革水 混合凝剂 300~600 皮毛废水 100~300 50~王00 肉类加工废水 100~270 100~200 人造革废水 15~20 40~80 (4)极板面积A用下式计算: A (1-70) 式中A-极板面积,m2。 极板高度b可取气浮分离室澄清层高度h1,极板长度L1=A/b(m)。 (5)电极室长度L为: L=L1+24(m) (1-71) 电极室的总高度H为: H=hith+h (1-72) 式中H电极室的总高度,m; h1澄清层高度,m,取1.0~1.5m; h2浮渣层高度,m,取0.4~0.5m h3—超高,m,取0.3~0.5m (6)气浮分离时间t由试验确定,一般为0.3~0.75h。 电极室容积为 V,=BHL(m) 分离室容积为V2=Qt(m3)。 电解气浮池容积为v=V1+v2(m23)