斜板、斜管沉淀
沉淀過程的分析
設(shè)有水平沉淀池取其端面ABCD（見圖2-3），做如下分析。
在A點，大于或等于沉速u0的顆粒愈水平流速v的合成速度的方向AD重合時，則這些顆粒都能被除掉；在E點若有顆粒沉速為U。u與v的合成速度的方向與ED線相重合，說明E點以下沉速為u的顆粒均能除掉，由于顆粒在斷面上是均勻分布的，故顆粒去除率可用EC/AC來表示。
圖2-3中池深A(yù)C以H表示，池長CD以L表示，若將池深分為四層，則顆粒沉淀深度減少至H/4，則池長可減少至L/4，即池體減少了3/4。若池長L不變，則水平流速可增加愛4倍�？梢娫黾�4倍水平方向的沉淀面積，水處理能力也增加4倍。在實際應(yīng)用中，通常用傾斜放置的板或管構(gòu)成沉淀單元，稱為斜板、斜管沉淀。它可增加水平沉淀面積10倍甚至20倍以上，但由于進出口水流的影響，管內(nèi)流態(tài)干擾以及沉泥干擾等原因，實際沉淀效率增高2~4倍。
斜板、斜管能增大沉淀能力的原因可歸納為以下幾點：
① 沉淀距離減小，沉淀時間縮短，或者說是增加了沉淀面積。顆粒的去除率為顆粒的沉速與表面負荷率之比。采用斜板后沉淀面積的增加率為
α=L/D * cosθsinθ
式中，d為斜板間距，參見圖2-5.當d=25mm,L=700mm,θ=30°時，α≈12，由于沉淀面積增大，表面負荷降低。
② 由于斜板斜管內(nèi)的再凝聚作用，使絮狀物變大，易于沉淀。增加斜板、斜管后形成上下流動的混合流，增大了上壁處的速度梯度，使GT值增大，有利于二次凝聚作用。斜板、斜管增加了水流通道中的潤周，有利于水的攪拌。下降的絮狀物依次同多邊形寬水流通道中的上升流接觸，原水中的濁度再次被下層絮狀物吸附。
③ 斜板、斜管創(chuàng)造了層流沉淀條件。雷諾數(shù)（Re）500以下為層流區(qū)，雷諾數(shù)大于2000為紊流，上向流斜管沉淀雷諾數(shù)一般小于50，斜板沉淀池雷諾數(shù)一般也能小于500.
在工程應(yīng)用中，把這種能增加沉淀效率的管或板斜放（稱為斜板、斜管）以便于流動的排泥，一般取60°，稱為斜板或斜管。所謂斜管，實際不是圓形管，而是正方形、正六邊形（它們的水力半徑是d/4，其中d為對邊間距）。此外還可以包括長邊比短邊不大于2倍的長方形，而其他長方形則視為斜板。
斜板的雷諾數(shù)可用下式計算。
Re=Rv0/v=(d/4 * v0)/0.01=25v0d
式中，R為水力半徑，cm；v為水運動粘滯系數(shù)，cm2/s，當水溫為20℃時為0.01cm2/s；d為直徑，cm；v0為流速，cm/s。
若取d=2.5~5cm,v0=4~8cm/s，Re均在100以下；其中d=2.5cm，v0=8.5mm/s，Re=50,可見水呈層流狀態(tài)，由于斜管的效果比斜板好，而且便于安裝，故工業(yè)水處理中多采用斜管，而且應(yīng)用立方體的較多。這種立方體可用硬聚氯乙烯片制作，厚度為0.4~0.5mm，相對密度1.3~1.45。先把硬片壓成多槽裝的板，然后用粘合劑粘在一起，成為圖2-4所示的形狀。也可采用環(huán)氧玻璃鋼材料或永酚醛樹脂處理過的牛皮紙做成蜂窩體。
