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水量调节池及水质调节池的介绍

【摘要】:为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。调节水量和水质的构筑物称为调节池。进水为重力流,出水用泵抽升,池中最高水位不高于进水管的设计水位,有效水深一般为2~3 m。最低水位为死水位。图2-8水量调节池调节池的容积可用图解法计算。曲线下在T小时内所围的面积,等于废水总量WT。

从工业企业和居民区排出的废水,其水量和水质都是随时间而变化的,工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。调节水量和水质的构筑物称为调节池。

1.水量调节池

常用的水量调节池,如图2-8所示。进水为重力流,出水用泵抽升,池中最高水位不高于进水管的设计水位,有效水深一般为2~3 m。最低水位为死水位。

图2-8 水量调节池

调节池的容积可用图解法计算。例如某工厂的废水在生产周期(T)内的废水流量变化曲线,如图2-9所示。曲线下在T小时内所围的面积,等于废水总量WT(m3)。

图2-9 某厂废水流量曲线

式中:——在‘时段内废水的平均流量,m3/h;

——时段,h。

在周期T内废水平均流量Q,m3/h为:

根据废水量变化曲线,可绘制如图2-10所示的废水流量累积曲线。流量累积曲线与周期T(本例为24h)的交点A读数为WT(1464m3),联接OA直线,其斜率为Q(61m3/h)。假设一台水泵工作,该线即为泵抽水量的累积水量。

图2-10 某厂废水流量累积曲线

对废水量累积曲线,作平行于OA的两条切线ab、cd,切点为B和C,通过B和C,作平行于纵坐标的直线BD和CE,此二直线与出水累积曲线分别相交于D和E点。从纵坐标可得到BD和CE的水量分别为220m3和90m3时,两者相加即为所需调节池的容积为310m3。图中虚线为调节池内水量变化曲线。

2.水质调节池

(1)普通水质调节池。

对调节池可写出物料平衡方程:

式中:Q——取样间隔时间内的平均流量;

C1——取样间隔时间内进入调节池污物的浓度;

T——取样间隔时间;

C0——取样间隔开始时调节池内污物的浓度;

V——调节池容积;

C2—取样间隔时间终了时调节池出水污物的浓度。

假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变,将上式变化后,每一个取样间隔后的出水浓度为

当调节池容积已知时,利用上式可求出各间隔时间的出水污物浓度。

【例题2-1】

某工厂生产周期为8h,废水水量和BOD浓度变化如表2-1所示。取样间隔时间为1h。求调节池停留时间为8h和4h出水BOD的浓度。

表2-1 流量和进出水BOD浓度

解:

从表2-1查得平均流量为4.63m3/min,停留时间为8h,调节池的容积为

第一时间间隔后的出水浓度为其他时间间隔后的出水浓度列于表2-1中。调节池进水最大浓度与最小浓度比P为

调节池出水最大浓度与平均浓度比P为

同样,可算出停留时间为4h,调节池的容积、各时间间隔后的出水浓度及出水的P值。调节池出水的P值应小1.2。实际调节池采用4h。

(2)穿孔导流槽式水质调节池。

调节池如图2-11所示。同时进入调节池的废水,由于流程长短不同,使前后进入调节池的废水相混合,以此来均和水质。

图2-11 穿孔导流槽式调节池

1—进水;2—集水;3—出水;4—纵向隔墙5—斜向隔墙;6—配水槽

这种调节池的容积可按下式计算:

考虑到废水在池内流动可能出现短路等因素,一般引入的容积加大系数。则上式应为:

水质调节池的型式除上述矩形的调节池外还有方形和圆形的调节池。圆形调节池如图2-12所示。

图2-12 同心圆型调节池

【例题2-2】

已知某化工厂的酸性废水的平均日流量为1000m3/d,废水流量及盐酸浓度列于表2-2中,求6h的平均浓度和调节池的容积。

解:

(1)将表2-2中的数据绘制成水质和水量变化曲线图,见图2-13。

图2-2 某化工厂酸性废水浓度与流量的变化

(2)从图2-13可以看出,废水流量和浓度较高的时段为12~18h。此6h废水的平均浓度为:

(3)调节池容积选用矩形平面对角线出水调节池,其容积为:

图2-13 某化工厂酸性废水浓度和流量变化曲线

(4)调节池尺寸有效水深取1.5m,池面积为137m3,池宽取6m,池长为23m。纵向隔板间距采用1.5m,将池宽分为4格。沿调节池长度方向设3个污泥斗,沿宽度方向设2个污泥斗,污泥斗坡取50°,如图2-14所示。

图2-14 矩形平面对角线出水调节池

3.分流贮水池

对于某些工业,如有偶然泄漏或周期性冲击负荷发生时,宜设分流贮水池。当废水浓度超过某一设定值时,将废水放进分流贮水池,如图2-15所示。

图2-15 分流贮水池

4.调节池的搅拌

为使废水充分混合和避免悬浮物沉淀,调节池需安装搅拌设备进行搅拌。

(1)水泵强制循环搅拌

如图2-16所示。这种方式,在调节池底设穿孔管,穿孔管与水泵压水管相连,用压力水进行搅拌。优点是简单易行,但动力消耗较多。

图2-16 水泵强制循环搅拌

(2)空气搅拌

在池底多设穿孔管,穿孔管与鼓风机空气管相连,用压缩空气进行搅拌。空气用量,采用穿孔管曝气时可取2~3m3/(h·m(管长))或5~6m3/(h·m2(池面积))。此方式,搅拌效果好,还可起预曝气的作用,但运行费用也较高。

(3)机械搅拌

在池内安装机械揽拌设备。机械搅拌设备有多种形式,如桨式、推进式、涡流式等。此方法搅拌效果好,但设备常年浸于水中,易受腐蚀,运行费用也较高。