環保水處理
斜管沉澱池的原理及特點
根據淺池原理，在沉澱池有效容積一定的條件下。沉澱池面積越大，沉澱池的沉澱效率就越高，與沉澱時間沒有關係；沉澱池越淺，沉澱時間就越短。斜管填料式沉澱池的沉澱區是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層，體現了淺池原理。
斜板斜管沉澱池的特點是:
1。利用了層流原理，水流在板間或管內流動，水力半徑很小，所以雷諾數較低，一般情況下，雷諾數Re在200左右，水流呈現層流狀態，對沉澱極為有利，斜管內水流的弗勞德數約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩定狀態。
2。增加了沉澱池的面積，使沉澱效率提高。當然，由於斜板的具體佈置、進出水的影響及板或管內流態的影響等，處理能力不可能達到理論倍數。實際提高的沉澱效率與理論沉澱效率比稱為有效係數。
3。縮短了顆粒沉澱距離，使沉澱時間大大縮短。
4。斜板或斜管填料內絮狀顆粒的再凝聚，促進了顆粒進一步長大，提高了沉澱效率。
斜管填料沉澱池的結構
斜管斜板式沉澱池的結構與一般沉澱池相同，是由進口、沉澱區、出口與集泥區四個部分組成，只是在沉澱區設定有許多斜管或斜板。圖1為斜管式沉澱池的典型結構。
圖1 斜管沉澱池結構
在斜板斜管沉澱池中，按照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流和平向流三種，如圖2所示。水流由下向上透過斜管或斜板，沉澱物由上向下，它們的方向正好相反，這種形式稱作上向流（也稱異向流）。水流向下透過斜管或斜板與沉澱。
圖2 斜管沉澱池水流方向
物的流向相同，這種形式稱作下向流（也稱同向流）。水流以水平方向流動的方式，稱為平向流（也稱橫向流，僅適用於斜板）。
1.進水區
水流從水平方向進入沉澱池，進水區主要有穿孔牆，縫隙牆和下向流斜管進水等形式，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和設計佈置與平流式沉澱池相同。為了使上向流斜管均勻出水，需要在斜管以下保持一定的配水區高度，並使進口斷面處的水流速度不大於0。02-0。05m/s。
2.斜板斜管的傾斜角
斜板與水平方向的夾角稱為傾斜角，傾斜角a越小，截留速度u0越小，沉降效果越好，但為使汙泥能自動滑下排泥通暢，a值不能太小，對上向流斜板、斜管沉澱池，a一般不小於55°-60°。對下向流斜板、斜管沉澱池因排泥比較容易，一般不小於30°-40°。
3.斜板斜管的形狀與材質
為了充分利用沉澱池的有限容積，斜板、斜管都設計成截面為密集形的幾何圖形，其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便於安裝，一般將幾個或幾百個斜管組成一個整體，作為一個安裝元件，然後在沉澱區安放幾個或幾十個這樣的元件。斜板斜管的材料要求輕質、堅牢、無毒、價廉。目前使用較多的有紙質蜂窩、薄塑膠板等。蜂窩斜管可以用浸漬紙製成，並用酚醛樹脂固化定形，一般做成正六邊形，內切圓直徑為25mm。塑膠板一般用厚0。4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。
4.斜板的長度與間距
斜板斜管的長度越長，沉降效率越高。但斜板斜管過長，製作和安裝都比較困難，而且長度增加到一定程度後，再增加長度對沉降效率的提高卻是有限的。如果長度過短，進口過渡段（進口過渡段指水流由斜管進口端的紊流過渡到層流的區段）長度所佔的比例增加，有效沉降區的長度相應減少，斜管過渡段的長度大約為100-200mm。
根據經驗，上向流斜板長度一般為0。8-1。0m，不宜小於0。5m，下向流為2。5m左右。在截面速度不變的情況下，斜板間距或管徑越小，管內流速越大，表面負荷也就越高，因此池體體積可以相應減少，但斜板間距或管徑過小，加工困難，而且易於堵塞。目前在給水處理中採用的上向流沉澱池，斜板間距或管徑大致為50-150mm，下向流斜板沉澱池的斜板間距為35mm。
5.出水區
為了保證斜板斜管出水均勻，出水這中集水裝置的佈置也很重要。集水裝置由集水支管和集水總渠組成。集水支槽有帶孔眼的集水槽、三角鋸齒堰、薄型堰和穿孔管等形式。斜管出口到集水孔的高度（即清水區高度）與集水支管之間的間距有關，應滿足下式：h≥√3/2L式中：h為清水區高度，m；L為集水支管之間的間距，M。一般L的值為1。2-1。8m，所以h為1。0-1。5m。
6.顆粒的沉降速度u0
斜板間內的水流速度與平流式沉澱池的水平流速基本相當，一般為10-20mm/s。當採用混凝處理時u0=0。3-0。6mm/s。
斜管、斜板沉澱池設計要點
異向流、同向流斜管斜板的某些資料
異向流斜管沉澱池設計要點：
要求原水濁度長期低於1000度；斜管沉澱區液麵負荷可採用9。0~11。0m3/（h·m2）；管徑為25~35mm，管長為1m；水平傾角採用60°；斜管上部清水區保護高度不宜小於1。5m。
同向流斜板沉澱池設計要點：
同向流斜板沉澱池適用於渾濁度長期低於200度的原水；斜板沉澱區遊人面負荷，應根據原水情況及相似條件水廠的執行經驗或試驗資料確定，一般可採用30~40m3/（h·m2）；斜板間距為35mm；斜板長度為2。0~2。5m，排泥區斜板長度不小於0。5m；沉澱區斜板傾角為40°，排泥區斜板傾角為60°。
影響因素及常見問題
斜管沉澱池是目前廣泛使用的汙水物化處理工藝。本文針對實際應用所遇到的問題，如沉澱池進口布水不均勻，汙泥鬥被堵死，礬花上浮等致使出水水質下降，透過分析原因，提出了相應的解決方案。
1.影響斜板、斜管沉澱效果的因素：
1。斜板、斜管中部為層流，進口段和出口段受進出、水影響，存在干擾；
2。斜板、斜管中水流穩定性較好，有利於提高沉澱效果；
3。由於沉澱距離和沉澱時間都很短，要求進入沉澱池前有充分的絮凝；
4。渾水異重流對上向流的影響最小，上向流適用於高濁度水、下向流適用於很低濁度水
2.出水濁度超標
分析原因
1。斜管沉澱池進口處布水不均勻，在進水口附近，液體的運動會出現嚴重的湍流或進水速度快，致使進口處區域性液體流動速度極大，使原來在斜管上沉積下的汙泥再度泛起；
2。區域性出現“短流”現象，使絮體的穩定性受到影響，導致前期已經形成的絮體容易重新破碎成細小絮體。
3。為了布水均勻，斜管沉澱池花牆開孔範圍較小，往往造成過孔流速比平流沉澱池大，造成前期形成的礬花二次破碎，並且容易衝起配水孔底部沉積的死泥，造成出水濁度升高。
解決方法
1。斜板與水平面成60°傾斜角放置，在每塊斜板的下方引出一排翼片，與水平面仍成60°傾斜角。加入的翼片可以顯著降低水流流動的雷諾數，明顯增強了水流流動過程中的粘性力，有利於沉澱。且顆粒物沉降路徑縮短，密度大的顆粒有利於沉澱。
2。保證配水均勻，採用穿孔花牆配水，配水區起端水平流速宜控制在0。010～0。018m/s之間。
3。沉澱池前加一段平流式整流段，使出水堰出水沒有立即進入斜管沉澱池，而是先透過平流式整流段（佔沉澱池總長的1/3），增加的平流段增強了沉澱池的抗衝擊能力，進一步降低了水平流速，既能起到整流作用，又能降低斜管池內的上升流速，沉澱效果好，耐衝擊負荷強。同時在平流段和斜管段增加導流隔牆，提高了斜管上升流速，增強了沉澱效率。
3.泥鬥被堵死，沉澱池排泥不暢
分析原因
1。斜管沉澱池採用機械排泥，容易在沉澱池邊緣和端部形成刮泥死角，引起該部積泥區內積泥較多；
2。排泥管設計不合理。
解決方法
1。改造池型，減少刮泥死角，排泥採用大泥鬥重力排泥，區域性水流擾動少且不容易堵塞，滑泥角度大於小泥鬥，滑泥徹底。
2。採用刮泥機排泥，增加池底排泥溝數目，以改善排泥效果。