水解酸化之鐘罩式脈沖布水器計算（六）

水解酸化之鐘罩式脈沖布水器計算（六）鐘罩式就像水箱里放一個倒扣著的大帽子，帽子里再豎根管，管頂距帽頂有一定的距離，和倒U型式脈沖布水器相比，帽子就是倒U型筒體，管子就是布水管。1.原理以上圖為例進行介紹：1）進水管進水流至罐底，罐內水位開始上升，水經內筒下部環(huán)形空間向上流，填充內筒與布水管之間的環(huán)形區(qū)域，該區(qū)域的水位與罐體內水位基本保持一致。2）隨著水位的上升，一部分空氣可經排氣管排出，也可壓入下方酸化池水中內一部分，當水位升至布水管頂的位置時，系統(tǒng)仍存在的氣體分為兩部分：布水管管頂至內筒頂部之間積存的空氣，布水管管頂至罐體下方管內水面之間積存的空氣。3）當水位越過布水管管頂，較大流量的水經重力作用下落入下方池體中（仍按淹沒出流考慮），隨出水的抽吸作用，原有系統(tǒng)內的空氣被裹挾帶出，整個管內形成負壓環(huán)境。4）由于負壓導致出水量大于進水量，罐體內水位開始下降，當下降至虹吸破壞管下端位置時，空氣便經虹吸破壞管上升至布水管頂端，破壞虹吸，布水管停止出水。此時內筒與布水管之間環(huán)形區(qū)域的存水回落至罐體底部，至此一個脈沖周期結束，和倒U型管式很像，主要都是基于抽吸作用形成負壓環(huán)境。2.計算這里同樣也存在三個時間，進水時間t1、排氣時間t2、虹吸排水時間t3。仍以50m3/h進水量，T總為4min脈沖周期為例進行計算。其中，罐體直徑D1為1.8m，內筒直徑D2為0.3m，布水管直徑D3為0.15m。1）罐體高度：罐體直徑D1為1.8m，則1h脈沖次數15次，每次進水量V為0.33m3（4min脈沖周期內），可以得出一次進水水位高度H進水為：內筒下緣距罐底高度為0.1m，虹吸破壞管管底距罐底高度H7為0.15m，略高于內筒下緣。布水管管頂距虹吸破壞管底部距離H3為0.8m，則H4為0.95m。一個脈沖周期結束，下一個周期初始階段內筒水位H初為：可以得到罐體內最大水深H2=H初+H進水=1.5m，考慮超高0.3m，那么罐體高度H1為1.8m。布水管管頂距離內筒頂0.2m，則H5為1.15m。罐底距離下方池體水面高度H6為1m。綜上H1=1.8m，H2=1.5m，H3=0.8m，H4=0.95m，H5=1.15m，H6=1.0m，H7=0.15m。2）進水時間：水位由池底（暫按最不利考慮）升至布水管管頂H4所經歷的這段時間可理解為進水時間t1。3）排氣時間：當水位到布水管頂部高度H4時，出水管道系統(tǒng)內的氣體含量為：暫按1體積氣體排放需要1體積水來替換，即V氣=V布排=0.05m3，這么多水量通過布水管排出所需要的時間為t2，這里t2的計算不再參考上一節(jié)的方法，原因是這個排氣量很小，相當于2.95m管長布水管滿水量排出所需時間，暫且按進水流量大小來考慮所需的排出時間，則由下式計算可得t2為3s，布水管內對應流速約為0.79m/s，實際可能比這個流速大，也就意味著排氣時間可能更短。4）虹吸時間：當氣體排放完畢后，系統(tǒng)完全處于虹吸排水狀態(tài)，由于虹吸排水量大于進水量，則虹吸過程一直持續(xù)到水位降至虹吸破壞管底部時為止（假定期間由最大水深1.5m下降至0.15m）。該虹吸排水時間t3段內布水管虹吸排出的水體積為：由于布水管淹沒出流至下方水池內，則根據前述淹沒出流能量方程表達式有：h’為t3時段內某時刻罐體內的水位高度，則有下列公式，經計算t3為65s，相應的管內流速約3.7m/s。3.對比1）為了讓計算的總時間數據和假定的4min匹配上，費了很長時間來調各種參數，同樣的流量，鐘罩式的體積小于虹吸式，從網上的相關產品信息里也可以看出，如鐘罩式D=1.8m，H=1.8m，而虹吸式D=1.8m，H=2.5m，主要原因在于時間，前者脈沖周期相對較短，一般4min，后者6min，時間越長對應的容積越大，在底面積不變情況下，池體高度就會增加。2）從池底水力攪拌污泥的頻次來看，個人覺得還是頻次高的話會好些，有利于泥水的充分接觸；從流量角度來說，如果進水流量變小，脈沖周期時間就會拉長，否則將會降低；從時間占比來看，進水時間都占據首位，對于鐘罩式而言，排氣時間很短，因為系統(tǒng)殘留氣體體