SBR潷水器的設(shè)計及應(yīng)用

時間：2007-07-03 來源： 作者：王鵬，焦兆明，張宏偉

　　1  旋轉(zhuǎn)式潷水器結(jié)構(gòu)及工作原理

　　旋轉(zhuǎn)式潷水器由撇水堰槽、下降管、水平管、軸承座、電動執(zhí)行器、傳動桿組成(見圖1)。

　　撇水堰槽在SBR反應(yīng)池水面上，水平管在反應(yīng)池下部。撇水堰槽靠下降管支撐，并與下部水平管連成一體。水平管兩端適當(dāng)位置各固定一個環(huán)形的不銹鋼軸套，并安裝了兩只滑動軸承，水平管靠軸承座固定在池底的基礎(chǔ)上，它是整個潷水器的轉(zhuǎn)軸。在水平管中央位置有一旋轉(zhuǎn)曲柄和傳動桿、電動執(zhí)行器相聯(lián)。執(zhí)行器驅(qū)動傳動桿上下移動，傳動桿推動曲柄使水平管在兩只滑動軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動。撇水堰槽隨水平管轉(zhuǎn)動而升降，其移動軌跡是繞水平管中心線的柱形弧面，上下移動的垂直距離以每周期的排水量而定。
　　撇水堰槽起收水作用，堰槽前壁是保持上沿水平的薄壁堰，將活性污泥沉淀后的上清水從水面表層撇入堰槽。清水經(jīng)過多根下降管向下匯入水平管，最后從排水管流出。
　　水平管與排水管之間用一個可轉(zhuǎn)動密封接頭和一個可撓曲柔性橡膠接頭相連接，這樣便解決了可旋轉(zhuǎn)的水平管與固定不轉(zhuǎn)的出水管的連接，也解決了可轉(zhuǎn)動接頭與水平管保持軸線同心度的問題。
　　潷水器設(shè)計要求撇水堰上沿必須與水平管軸線平行，水平管安裝要求兩端的水平誤差＜3.0 mm，這樣排水時才能保證堰上各處水量均勻，水流平穩(wěn)，不會擾動污泥層，保證出水質(zhì)量。

　　2  潷水器撇水堰槽設(shè)計

　　潷水器撇水堰槽呈長條形，前緣低、后緣高，單面進水。圖2是撇水堰槽的三種特殊位置或狀態(tài)。

　　圖2a所示為下降管直立時的位置，水槽底板的水平方向與下降管垂直；后壁擋水板是一塊夾角為120°的折板，上段直立，下段與底板成150°角；前壁堰板略微向后傾斜20°，與底板成70°角。圖2b為下降管與水平成70°角，是在反應(yīng)池最高水位開始排水狀態(tài)。堰板處于直立是最佳撇水機位。圖2c為下降管與水平成30°角，是排水至最低水位，堰板已傾斜至與水平成50°角，tan θ≤1.2，堰流量影響系數(shù)K＞0.95(可忽略不計)，后壁下段成直立狀。設(shè)撇水堰板高為300 mm，擋水板上段180 mm，下段300 mm，底板寬250～300 mm，在潷水器直立時，后壁上沿高程比前壁上沿高50 mm。撇水槽采用δ＝5 mm不銹鋼板制作。
　　擋渣板是蓋在整個撇水槽上的活動蓋板。擋渣板后邊緣與撇水槽的后壁上邊沿用鉸鏈聯(lián)接。擋渣板前邊下方固定了泡沫塑料條狀浮子。當(dāng)撇水堰槽前緣浸入水中時，擋渣板被浮子托起。水面表層的澄清水，繞過浮子的下沿，經(jīng)撇水堰板流入撇水槽。水面漂浮的雜物被攔截在擋渣板及條狀浮子以外。設(shè)計要求浮子的浮力作用于擋渣板的力矩要大于擋渣板重力所形成的力矩。擋渣板選用δ=2 mm的不銹鋼板制作。鉸鏈為不銹鋼柱形的鉸鏈。
　　端板的作用：①封堵撇水槽兩端。②遮擋漂浮物，防止雜質(zhì)從擋渣板兩端流入撇水槽，所以兩個端板面積較大，擋渣板始終在兩端板之間浮動。③防止水面有集中水流繞過擋渣板兩端邊沿進入潷水器，以保持潷水器均勻、平穩(wěn)地撇水。
　　撇水堰流量計算：撇水堰的流量與其浸入水面下的深淺H有關(guān)，與下降管的排水能力有關(guān)，反應(yīng)池內(nèi)水位高低也影響撇水堰的流量。設(shè)計潷水器時不可能精確地計算各種條件下的撇水堰流量，但是必須準(zhǔn)確地核算其撇水能力的變化范圍，以確定潷水器排水量的性能參數(shù)，為此筆者設(shè)定撇水時某些特定條件，計算其最大撇水量與最小撇水量的可能(撇水堰的流量按標(biāo)準(zhǔn)堰計算公式核標(biāo))。
　　在最大流量時(如圖2b)，撇水堰并非自由出流，下游為淹沒出流，按淹沒堰流量公式計算。設(shè)定：①撇水堰板高300 mm；②在最高水位開始排水時，撇水堰頂浸入水面H＝100 mm。③開始排水時為潷水器的最大撇水量，堰下游為淹沒出流，Z/H=0.8，則 Q1max=0.42×2g×0.13/2×3 600=211.7 m3/h。
　　設(shè)定潷水器的動作為步進式，即當(dāng)潷水器向下旋轉(zhuǎn)至堰頂水深H為100 mm時，即停止動作并保持一個時間t。當(dāng)水位下降至堰頂水深H′為50 mm時，潷水器又作下旋動作。重復(fù)上述過程，每一個步進行程為50 mm。
　　潷水器最小設(shè)計流量按H′=50 mm計算。隨著水位下降，堰上流量逐漸減小，下降管流速降低，水力損失減小，撇水槽內(nèi)水位也隨之降低。當(dāng)H′=50 mm時，堰后水位已低于堰頂高度，堰流量按非淹沒堰計算：
　　Q1min=m(2g)1/2H3/2＝ 0.416×(2g)1/2×0.053/2×3600=74.1 m3/h
　　潷水器在每一個步進周期中的水量變化如下：
　　①  潷水器靜止時，堰流量由Q1max→Q1min；
　�、�  潷水器下降一個步進行程，堰流量由Q1min→Q1max。
　　撇水器單寬流量Q1在74.1～211.7 m3/h之間變化。設(shè)計流量Q1取上述變化范圍的中間值：100～200 m3/h。
　　潷水器排水能力：
　　Q=B×Q1
　　式中  B——潷水器的總寬

　　3  下降管的設(shè)置

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