導流墻的設置對氧化溝內水體流速的影響論文

　　摘要：通過(guò)筆者的研究和工程實(shí)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(shí)，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(shí)，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(wèn)題提出了相關(guān)的建議。

　　論文關(guān)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(kāi)發(fā)的第一家氧化溝處理廠(chǎng)于1954年在該國的沃紹本(v0or—shopen)建成投產(chǎn)以來(lái)．這一獨特的處理技術(shù)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(chǎng)；到1976年，加拿大已擁有90座氧化溝處理廠(chǎng)；進(jìn)入80年代以來(lái)．我國建成投產(chǎn)的氧化溝污水處理廠(chǎng)已逾百家。

　　氧化溝工藝具有下列獨特的優(yōu)點(diǎn)：

　�、偌嬗型屏餍头磻�池和完全混臺型反應池的特點(diǎn)，有利于克服溝內污水的短流現象，提高緩沖能力；

　�、诰哂忻黠@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；

　�、墼谡麄�(gè)氧化溝流程中，功率密度的不均勻分布有利于氧的傳質(zhì)。液體的混合和污泥絮凝；

　�、苷�體體積功率密度較低，可以節約能源、降低能耗；

　�、菸鬯�的循環(huán)量是進(jìn)水的十倍甚至數十倍，具有較強的抗沖擊負荷能力；

　�、薰芾砭S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(zhù)彎道處池底積泥及局部水頭損失過(guò)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(shí),水流經(jīng)過(guò)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(fā)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(gè)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(chǎn)生,降低彎道阻力,同時(shí)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(jīng)驗確定,筆者從工程實(shí)踐上就氧化溝導流墻的設置問(wèn)題進(jìn)行了分析。

　　1.氧化溝流速分布的現狀

　　氧化溝是一種延時(shí)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(huán)流動(dòng)。一般認為，最低流速應為0．15 m／s，不發(fā)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(pán)，轉劇的浸沒(méi)深度為250～300 mm，轉盤(pán)的浸沒(méi)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(pán)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(méi)有流速)，致使溝底大量積泥(有時(shí)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(zhì)。

　　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(guò)多種研究和改進(jìn)，例如：改轉刷和轉盤(pán)曝氣機為射流曝氣、導管式曝氣，在氧化溝內加裝推進(jìn)器，研制新型曝氣機等。筆者經(jīng)過(guò)多年的研究和現場(chǎng)改裝檢測，認為加裝前后導流墻的方法比較簡(jiǎn)單有效。目前部分轉刷或轉盤(pán)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(méi)有達到所要求的狀態(tài)，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(chǎn)性試驗，認為在曝氣轉刷或曝氣轉盤(pán)上游和下游分別加裝前、后導流墻，對改善轉刷或轉盤(pán)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(pán)的充氧能力和理論動(dòng)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(diǎn)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(gè)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(shí)導流墻應向上游溝道偏心;在距離隔墻超過(guò)一半溝寬的斷面內,斷面平均流速是大于整個(gè)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(shí)導流墻應向下游溝道偏心,考慮到氧化溝彎道的阻力特點(diǎn),即彎道內側由于流線(xiàn)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(shí)際工程中的氧化溝,在設置兩道導流墻時(shí), R= 1/3b , R2= 2/3b;在設置一道導流墻時(shí),一般R= 1/2b。大多數場(chǎng)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(cháng)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(guò)1m。當導流墻的半徑等于一半溝寬時(shí),一般不偏心設置。從工程運行情況來(lái)看,基本上達到設計要求。

　　4．結束語(yǔ)

　�、傺趸瘻霞友b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。

　�、趯Я靼迮c其他改善措施相比，不僅不會(huì )增加動(dòng)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(dòng)力效率。

　�、垩趸�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(guò)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。

　�、苎趸瘻系膶Я鲏Π霃酱笥诨虻扔跍蠈挼囊话霑r(shí),可不偏心設置;導流墻半徑小于溝寬的一半時(shí),一般偏心設置,偏心距可考慮在0.5m左右。

　�、輰τ谕�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(dòng)器對氧化溝混合液的循環(huán)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(lè )成.水處理新技術(shù)及工程設計[M].第1版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2001.

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