sbr滗水器的设计及应用(1)

SBRSBR 滗水器的设计及应用滗水器的设计及应用(1)(1) 摘要：SBR 滗水器主要有三种形式：虹吸式、旋转式、 套筒式，本文重点介绍旋转式滗水器的设计及应用。滗水 器由撇水堰槽、下降管、水平管、水下轴承组成一体，以 水平管为转轴上下旋转，撇水堰槽随之上下移动，将水面 表层澄清水撇入，再经下降管汇入水平管，最后从出水管 排出。滗水器设计包括确定撇水堰槽的形状、结构及撇水 量，水平管轴与滑动轴承的配合特性，电动执行器的机械 结构。 关键词：SBR 旋转式滗水器 SBR 反应池内水位是变化的，进水时水位由最低升至最 高，出水时水位由最高降至最低，故 SBR 反应池出水管位 置必须设在最低水位以下。间歇式出水要求集中大流量排 放，能在较短的时间内完成出水任务，如果出水管形状与 方向不当，出水时会带走大量活性污泥。因而，滗水器是 SBR 工艺排水的最好选择，它只撇出活性污泥沉淀后的上清 水，在水位下降过程中保持水面平稳，不扰动下面的污泥 层。 1 旋转式滗水器结构及工作原理 旋转式滗水器由撇水堰槽、下降管、水平管、轴承座、 电动执行器、传动杆组成。 撇水堰槽在 SBR 反应池水面上，水平管在反应池下部。 撇水堰槽靠下降管支撑，并与下部水平管连成一体。水平 管两端适当位置各固定一个环形的不锈钢轴套，并安装了 两只滑动轴承，水平管靠轴承座固定在池底的基础上，它 是整个滗水器的转轴。在水平管中央位置有一旋转曲柄和 传动杆、电动执行器相联。执行器驱动传动杆上下移动， 传动杆推动曲柄使水平管在两只滑动轴承内转动。撇水堰 槽随水平管转动而升降，其移动轨迹是绕水平管中心线的 柱形弧面，上下移动的垂直距离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，将活性污泥沉淀后的上清水从水面表层撇入堰槽。 清水经过多根下降管向下汇入水平管，最后从排水管流出。 水平管与排水管之间用一个可转动密封接头和一个可 挠曲柔性橡胶接头相连接，这样便解决了可旋转的水平管 与固定不转的出水管的连接，也解决了可转动接头与水平 管保持轴线同心度的问题。 滗水器设计要求撇水堰上沿必须与水平管轴线平行， 水平管安装要求两端的水平误差mm，这样排水时才能保 证堰上各处水量均匀，水流平稳，不会扰动污泥层，保证 出水质量。 2 滗水器撇水堰槽设计 滗水器撇水堰槽呈长条形，前缘低、后缘高，单面进 水。图 2 是撇水堰槽的三种特殊位置或状态。 图 2a 所示为下降管直立时的位置，水槽底板的水 平方向与下降管垂直；后壁挡水板是一块夹角为 120的折 板，上段直立，下段与底板成 150角；前壁堰板略微向后 倾斜 20，与底板成 70角。图 2b 为下降管与水平成 70角，是在反应池最高水位开始排水状态。堰板处于直 立是最佳撇水机位。图 2c 为下降管与水平成 30角，是排 水至最低水位，堰板已倾斜至与水平成 50角，tan， 堰流量影响系数 K，后壁下段成直立状。设撇水堰板高为 300mm，挡水板上段 180mm，下段 300mm，底板宽 250300mm，在滗水器直立时，后壁上沿高程比前壁上沿 高 50mm。撇水槽采用 5mm 不锈钢板制作。 挡渣板是盖在整个撇水槽上的活动盖板。挡渣板后边 缘与撇水槽的后壁上边沿用铰链联接。挡渣板前边下方固 定了泡沫塑料条状浮子。当撇水堰槽前缘浸入水中时，挡 渣板被浮子托起。水面表层的澄清水，绕过浮子的下沿， 经撇水堰板流入撇水槽。水面漂浮的杂物被拦截在挡渣板 及条状浮子以外。设计要求浮子的浮力作用于挡渣板的力 矩要大于挡渣板重力所形成的力矩。挡渣板选用 =2mm 的 不锈钢板制作。铰链为不锈钢柱形的铰链。 端板的作用：封堵撇水槽两端。遮挡漂浮物，防 止杂质从挡渣板两端流入撇水槽，所以两个端板面积较大， 挡渣板始终在两端板之间浮动。防止水面有集中水流绕 过挡渣板两端边沿进入滗水器，以保持滗水器均匀、平稳 地撇水。 撇水堰流量计算：撇水堰的流量与其浸入水面下的深 浅 H 有关，与下降管的排水能力有关，反应池内水位高低 也影响撇水堰的流量。设计滗水器时不可能精确地计算各 种条件下的撇水堰流量，但是必须准确地核算其撇水能力 的变化范围，以确定滗水器排水量的性能参数，为此笔者 设定撇水时某些特定条件，计算其最大撇水量与最小撇水 量的可能。 在最大流量时，撇水堰并非自由出流，下游为淹没出 流，按淹没堰流量公式计算。设定：撇水堰板高 300mm；在最高水位开始排水时，撇水堰顶浸入水面 H100mm。开始排水时为滗水器的最大撇水量，堰下游 为淹没出流，Z/H=，则 Q1max=2g3/23600=m3/h。 设定滗水器的动作为步进式，即当滗水器向下旋转至 堰顶水深 H 为 100mm 时，即停止动作并保持一个时间 t。当 水位下降至堰顶水深 H为 50mm 时，滗水器又作下旋动作。 重复上述过程，每一个步进行程为 50mm。 滗水器最小设计流量按 H=50mm 计算。随着水位下降， 堰上流量逐渐减小，下降管流速降低，水力损失减小，撇 水槽内水位也随之降低。当 H=50mm 时，堰后水位已低于 堰顶高度，堰流量按非淹没堰计算： Q1min=m1/2H3/21/23/23600=m3/h 滗水器在每一个步进周期中的水量变化如下： 滗水器静止时，堰流量由 Q1maxQ1min； 滗水器下降一个步进行程，堰流量由 Q1minQ1max。 撇水器单宽流量 Q1 在m3/h 之间变化。设计流量 Q1 取上述变化范围的中间值：100200m3/h。 滗水器排水能力： Q=BQ