导流墙的设置对氧化沟内水体流速的影响论文

导流墙的设置对氧化沟内水体流速的影响论文

　　摘要：通过笔者的研究和工程实践，总结出导流墙对氧化沟内水体流速的影响，对改善氧化沟弯道池底积泥所起的作用。当氧化沟导流墙半径小于沟宽的一半时，导流墙偏心设置,导流墙偏心距一般在0.5m左右；导流墙半径等于或大于沟宽的一半时，导流墙可以不偏心设置。另外，还就目前氧化沟的设计和建造中出现的问题提出了相关的建议。

　　论文关键词：氧化沟,导流墙,偏心设置,偏心距,积泥,流速分布

　　由荷兰中央应用研究院卫生工程研究所帕斯维尔(A· Pasveer)博士设计开发的第一家氧化沟处理厂于1954年在该国的沃绍本(v0or—shopen)建成投产以来．这一独特的处理技术很快为世界所公认。至1975年，各国已建成558座氧化沟污水处理厂；到1976年，加拿大已拥有90座氧化沟处理厂；进入80年代以来．我国建成投产的氧化沟污水处理厂已逾百家。

　　氧化沟工艺具有下列独特的优点：

　　①兼有推流型反应池和完全混台型反应池的特点，有利于克服沟内污水的短流现象，提高缓冲能力；

　　②具有明显的溶解氧浓度梯度．比较适台于硝化一反硝化生物处理工艺；

　　③在整个氧化沟流程中，功率密度的不均匀分布有利于氧的传质。液体的'混合和污泥絮凝；

　　④整体体积功率密度较低，可以节约能源、降低能耗；

　　⑤污水的循环量是进水的十倍甚至数十倍，具有较强的抗冲击负荷能力；

　　⑥管理维护比较方便。

　　当然，氧化沟工艺也有不足之处，几乎普遍存在着弯道处池底积泥及局部水头损失过大现象。在氧化沟弯道处,存在局部水头损失,一般弯道处的局部水头损失比沿程水头损失要大得多,设法降低弯道处的水头损失对减少氧化沟的总水头损失有重要作用。同时,水流经过弯道后,沟内侧的流速将减小,导致断面流速分布的不均衡,使得下游沟道的内侧易发生悬浮物沉淀,对氧化沟的运行效果有一定的影响。为了减小弯道处的水头损失,氧化沟在每个转弯处可设置导流墙,可以防止或推迟混合液与壁面的分离,减小旋涡区和二次流的产生,降低弯道阻力,同时改善下游沟道的断面流速分布,减少下游沟道的悬浮物沉淀[1]。目前,一般认为导流墙应偏心设置,即导流墙的圆心与弯道的圆弧不同心,改变下游断面流速分布不均的作用效果更好[2]。但导流墙偏心距的大小目前主要依据经验确定,笔者从工程实践上就氧化沟导流墙的设置问题进行了分析。

　　1.氧化沟流速分布的现状

　　氧化沟是一种延时曝气系统。为了获得其独特的混合和处理效果，混台液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0．15 m／s，不发生沉积的平均流速应达到0．3～0．5 s。

　　氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转剧的浸没深度为250～300 mm，转盘的浸没深度为480～530 mm。与氧化沟水深(3．0～3．6m)相比，转刷只占了水深的1／10～1／12，转盘也只占了1／6～1/7，因此造成氧化沟上部流速较大(约为0.8～1.2 m，甚至更大)，而底部流速很小(特别是在水深的2／3或3/4以下，混合液几乎没有流速)，致使沟底大量积泥(有时积泥厚度≥ 1．0 m)，大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。

　　2.改善氧化沟流速分布措施的研究

　　为改善氧化沟液流的流速分布，防止或减少沟内的污泥沉积，不少人做过多种研究和改进，例如：改转刷和转盘曝气机为射流曝气、导管式曝气，在氧化沟内加装推进器，研制新型曝气机等。笔者经过多年的研究和现场改装检测，认为加装前后导流墙的方法比较简单有效。目前部分转刷或转盘式氧化沟中也安装了导流墙，但导流墙尺寸和安装位置都不到位，对水力性能的改善和流速的分布都没有达到所要求的状态，而且国内一般只加装后导流墙。根据国外文献资料介绍以及笔者近几年的室内和半生产性试验，认为在曝气转刷或曝气转盘上游和下游分别加装前、后导流墙，对改善转刷或转盘式氧化沟的水流速度和流速分布具有非常明显的效果，转刷或转盘的充氧能力和理论动力效率也有明显的提高。

　　3.导流墙偏心距的设置建议

　　如果导流墙的半径等于沟宽的一半,在不考虑弯道阻力特点的情况下,导流墙应不偏心设置,即偏心距为0;在距离隔墙不到一半沟宽的断面内,断面平均流速是小于整个沟宽上的断面平均流速的,如果导流墙的半径小于沟宽的一半,导流墙若不偏心设置,显然下游导流墙内侧的流速小于外侧的流速,此时导流墙应向上游沟道偏心;在距离隔墙超过一半沟宽的断面内,断面平均流速是大于整个沟宽上的断面平均流速的,如果导流墙的半径大于沟宽的一半,导流墙若不偏心设置,下游导流墙内侧的流速大于外侧的流速,此时导流墙应向下游沟道偏心,考虑到氧化沟弯道的阻力特点,即弯道内侧由于流线弯曲程度比较大,阻力比较大,弯道外侧则阻力较小,一般不考虑导流墙向下游沟道偏心。

　　实际工程中的氧化沟,在设置两道导流墙时, R= 1/3b , R2= 2/3b;在设置一道导流墙时,一般R= 1/2b。大多数场合下,氧化沟只设置一道导流墙。此外,导流墙在下游引伸L长度,一般L= R [3]。导流墙有偏心设置和不偏心设置两种,在偏心设置的情况下,偏心距一般在0. 5m 左右,最多不超过1m。当导流墙的半径等于一半沟宽时,一般不偏心设置。从工程运行情况来看,基本上达到设计要求。

　　4．结束语

　　①氧化沟加装上、下游导流板是改善氧化沟流速分布、提高充氧能力的最佳方法和最方便的措施。

　　②导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率。

　　③氧化淘的沟深以3.0～3．5 m比较适中，最好在3.0 m 左右。氧化淘过深(如4.0 m 甚至到6.0 m)则弊病较大：a上、下层流速相差较大，混合液浓度不均匀，处理效果较差；b．底部流速小，很容易积泥。

　　④氧化沟的导流墙半径大于或等于沟宽的一半时,可不偏心设置;导流墙半径小于沟宽的一半时,一般偏心设置,偏心距可考虑在0.5m左右。

　　⑤对于同一半径的导流墙,沟宽越大,偏心距越大;沟宽越小,偏心距越小。

　　参考文献：

　　[1]李伟民,邓荣森,王涛,等.水下推动器对氧化沟混合液的循环作用[J].中国给水排水, 2003, 19 (9): 45- 47.

　　[２]赵星明,徐志伟.氧化沟的水头损失计算与导流板偏置的作用[J].中国给水排水, 2000, 16 (7): 35- 37.

　　[３]汪大翠,雷乐成.水处理新技术及工程设计[M].第1版.北京:化学工业出版社, 2001.