量水槽是指在明槽內(nèi)設(shè)置一縮窄段(喉道),使之發(fā)生臨界流,并于上游或上下游特定位置測(cè)水深,據(jù)以求得流量的量水設(shè)施,又稱駐波槽或臨界流槽。量水槽測(cè)流的特點(diǎn)是:淤積較小,雜物不易堵塞,水頭損失較小,量精度較高,適用范圍較大。量水槽主要分為長(zhǎng)喉道槽及短喉道槽。
通過對(duì)油田污水處理系統(tǒng)各級(jí)污水處理設(shè)備的分析,發(fā)現(xiàn)了撇油罐是影響外排水質(zhì)量的主要因素,進(jìn)而對(duì)撇油罐結(jié)構(gòu)、原理及工藝過程進(jìn)行了分析,找出了影響撇油罐除油效率的主要原因,將淺池理論與聚結(jié)技術(shù)相結(jié)合,并考慮流體變化因素,將撇油罐進(jìn)料整流板改造為側(cè)向波紋板聚結(jié)分離器,同時(shí)將清水槽固定堰板改造為可調(diào)活動(dòng)堰板,改造后效果良好,配合其它污水處理設(shè)施,將外排生產(chǎn)水OIW(水中含油量)降至20mg·L-1以下,達(dá)到了海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值(GB4914-2008)中的海域排放標(biāo)準(zhǔn),環(huán)保效益與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
不銹鋼集水槽具有表面光潔、不銹蝕、強(qiáng)度高、堰齒(水孔)均勻、槽體平整、可任意調(diào)節(jié)、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn);不僅能安裝時(shí)的水平,即使在池體因自然沉降影響平衡時(shí),通過簡(jiǎn)便的調(diào)整仍能保持水平,有利于出水的水質(zhì)水量,解決了傳統(tǒng)集水槽存在的弊病,免除了除銹防腐的成本和定期清洗的繁雜勞動(dòng),簡(jiǎn)化了管理,美化了廠容廠貌。
特點(diǎn): 集水槽采用不銹鋼板經(jīng)大型數(shù)控設(shè)備剪切、冷沖、液壓、焊接而成。具有高強(qiáng)度 外型美觀、使用壽命長(zhǎng)、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)發(fā)展,對(duì)電力的需求不斷加大。國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠百萬機(jī)組新建工程陸續(xù)增多,超大型自然通風(fēng)冷卻塔逐漸受到火力發(fā)電相關(guān)人士的重視。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的要求,具有明顯節(jié)能、降噪優(yōu)勢(shì)的高位水收水冷卻塔具有廣闊的應(yīng)用前景,尤其是隨著高位收水冷卻塔逐步國(guó)產(chǎn)化后,其優(yōu)勢(shì)更加明顯。高位收水冷卻塔不同于常規(guī)濕冷塔之處主要在于取消了常規(guī)濕冷卻塔底部的集水池和雨區(qū),而在填料層底部直接采用高位收水裝置。
在上述荷載及工礦組合下,采用ANSYS 有限元軟件進(jìn)行靜力計(jì)算,通過后處理后便能對(duì)集水槽各部分構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。集水槽內(nèi)力分析可以分為集水槽壁板和暗框架( 包括暗框架柱、暗框架頂梁、拉梁及承臺(tái)梁)。集水槽整體位移變形可以看出,集水槽暗框架在⑥軸線變形大,集水槽壁板在①、②與⑤、⑥軸線之間變形大。集水槽的大變形約為14 mm。集水槽壁板內(nèi)力分析取①、②軸線跨中(X=10.4 m)、⑤、⑥軸線跨中(X=43.2 m) 及沿集水槽高度方向(Z=5.0 m) 處進(jìn)行內(nèi)力分析。
通過有限元三維仿真計(jì)算分析可知,集水槽壁板豎向及水平向同時(shí)承受彎矩和拉力,應(yīng)按拉彎構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);能準(zhǔn)確計(jì)算出暗框架各構(gòu)件所受的彎矩、拉力或壓力,對(duì)暗框架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),減少集水槽混凝土工程量,節(jié)省工程造價(jià)。
對(duì)于集水槽樁基而言,三維有限元仿真計(jì)算,能準(zhǔn)確計(jì)算出每根樁的樁頂豎向力及水平力,進(jìn)行樁基優(yōu)化布置和選型設(shè)計(jì)。
二沉池集水槽是污水沉淀過程中泥水、固液分離的后一道環(huán)節(jié)和工序,在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,常見有3種布置形式: 內(nèi)置雙側(cè)堰式、內(nèi)置單側(cè)堰式、外置單側(cè)堰式 。內(nèi)置單側(cè)堰式、外置單側(cè)堰式均為單側(cè)堰進(jìn)水,設(shè)計(jì)堰上負(fù)荷基本一致,從構(gòu)造和水力條件來看,兩者沒有明顯的優(yōu)劣之分。內(nèi)置雙側(cè)堰式的集水槽因堰上負(fù)荷小、出水水質(zhì)好而應(yīng)用較多。 但在近的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)堰進(jìn)水集水槽主要存在2個(gè)現(xiàn)象:
一般的二沉池和集水槽較多地采用玻璃鋼或不銹鋼材料 ,為減少浮力對(duì)這類集水槽產(chǎn)生的影響 ,集水槽應(yīng)設(shè)平衡孔。 泉州寶洲污水處理廠一期規(guī)模為5.0萬 m3 /d, K總 = 1. 3,現(xiàn)有 2座圓形輻流二沉池即采用了不銹鋼材料做集水槽和三角堰板 ,集水槽采用雙側(cè)集水環(huán)行集水槽 ,環(huán)行槽每 4. 5°開一個(gè)平衡孔 ,孔徑為 40 mm,共 80孔。 實(shí)際運(yùn)行過程中沉淀后出水很大比例均從平衡孔中冒出 ,三角溢流堰出水較少?gòu)亩绊懗鏊|(zhì)。 為解決平衡孔開設(shè)影響三角堰均勻溢流出水的問題 ,結(jié)合泉州寶洲污水處理廠二沉池平衡孔的開設(shè)方式 ,平衡孔的水量可按薄壁小孔口淹沒出流公式進(jìn)行計(jì)算 ,平衡孔對(duì)三角堰進(jìn)水的影響按 5% 以內(nèi)考慮 ,則計(jì)算平衡孔孔徑經(jīng)推導(dǎo)計(jì)算表達(dá)式可寫為nd2 = 0. 023 2K總 Q / h1 /2 ( 2) 式中 , n 為平衡孔數(shù); d 為平衡孔孔徑 ( m ); K總為污水總變化系數(shù); Q 為單座二沉池設(shè)計(jì)污水量 ( m3 /s)。按給水澄清池環(huán)行集水槽計(jì)算公式計(jì)算得出堰上水頭為 0. 03 m ,跌水頭為 0. 07 m , h 值按經(jīng)驗(yàn)取值為 0. 1 m。 結(jié)合寶洲污水處理廠二沉池工程實(shí)例,經(jīng)計(jì)算孔徑值為 19 mm。 而該項(xiàng)工程開孔為 40 mm ,可以看出與計(jì)算值的明顯差異 ,成為導(dǎo)致沉淀后的出水大部分直接從底部平衡孔流出 ,設(shè)計(jì)均勻分布的三角堰作用降低的根本原因。為解決三角堰不能均勻集水的現(xiàn)象 ,主要的措施只能是減少平衡孔數(shù)。 按式 ( 2)計(jì)算 ,平衡孔數(shù)只有17個(gè)。為此本項(xiàng)工程在實(shí)際的運(yùn)行中的平衡孔現(xiàn)已減少了 60個(gè) ,其配水的均勻性及出水水質(zhì)均得到了較大的改善。