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旋流限流閥在汙水截流井中的利用

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:318时间:2019-11-12

汙水截流井作為一種特殊構築物,首要是用來截流旱流汙水和初期雨水,以避免它們汙染水體,同時保證在雨季時截流水量盡可能恒定,以避免增大汙水處理廠的水量負荷,並保證雨水通暢排泄。對於合流製排水係統,汙水截流井最大溢流量的確定是其設計計算的關鍵,目前相關設計規程推薦計算公式的利用條件,一般要求汙水截流井溢流管底出口高程宜在水體洪水位以上。但實際工程難以滿足該條件,且很難精確控製截流量。

目前,可采用的改造措施首要有: ①減小截流管管徑,降低過水斷麵麵積; ②在截流井內設置組合式調節閘板,旱季時較小閘板全開,雨季時調節較大閘板的開啟度實現截流量的控製[] 。這兩種措施固然可以在一定程度上控製進進截流幹管的雨水量,但都存在流量控製不精確、可操縱性較差的特點 。

 設有旋流限流閥的汙水截流井係統

目前在廣州、深圳等地推廣采用的“限量截流係統”,可以較好地解決截流量很難精確控製的題目。該係統包括截流井、設置在截流井內的溢流堰、與截流井相連的溢流井及座設有旋流限流閥的限流井。限量截流井係統剖麵圖如圖所示。

該係統的核心部分為旋流限流閥,它可以根據每座截流井要求的最大截流量和井內水位變化值等具體設計基礎資料,確定每個限流閥的最大通過流量。由於其獨特的水力學及空氣力學道理,可以實現在達到最大截流量的情況下,井內水位的升高對截流量的增加無明顯影響,實現精確限流的目的。圖2是普通截流井和加裝旋流限流閥截流井中水位和汙水截流量的Q - H對比曲線。

由圖2可知,加裝限流閥後截流井對汙水的截流量隨水位的升高其增加趨勢明顯變緩,起到了限流的感化 。但需重視,不同安裝角度的旋流閥其水位與截流量的關係曲線稍有差異。

2 旋流限流閥的感化道理和安裝方式

旋流限流閥閥腔不含任何活動部件,水流通過切向進水口進進閥腔,當流量較小時,水流在閥腔內以重力流方式通過,旋流限流閥不存在任何阻力;隨著流量的增大,空氣通過旋流限流閥的氣孔進進閥腔,阻隔水流使水流形成一種軸對稱式的旋流,並在閥腔內形成高速的切向速度,同時在閥腔中部形成一個空氣柱,減小出口的過水截麵麵積,阻隔大部分的出水,實現控製截流量的目的。其工作道理如圖3所示。

 閥體通過流量的大小首要由閥腔的幾何結構決定,包括公稱直徑、安裝角度、閥腔容積、出口內徑等。旋流限流閥可采用幹式和濕式兩種安裝方式,將旋流限流閥單獨安裝在與截流井相連的限流井內,稱為幹式安裝;假如場地條件限製,可取消限流井,將旋流限流閥直接設於截流井內,限流閥的出水管接進截流幹管,該種方式為濕式安裝(見圖4) 。

在南方一些老城區大多采用雨、汙合流排水係統,由於建設年代久遠,街道非常狹窄,最窄處不到4. 0 m。在這些路段設置汙水截流井時,為避免對臨街建築物地基的影響,截流井結構必須緊湊,旋流閥通常選擇濕式安裝,在不增加井體平麵尺寸的條件下實現截流汙水的精確計量。為防止旋流閥堵塞後引發的排水不暢等題目,通常在旋流閥圓形閥蓋(靠上部)上用鋼絲繩與截流井井蓋連接,在旱季正常排汙情況下,假如井內水位高出閥體很多,表明有堵塞現象,應通過提拉鋼絲繩將閥蓋拉開,放空井內汙水,進行人工清理。一般情況下,合流汙水管道中大顆粒雜物較多,對旋流閥的正常運行影響較大,除設置必要的攔汙設施(如格柵、格網等)外,還應增加人工巡查的頻率,平常情況下2 ~3 個月檢查一次,雨季應半個月檢查一次,暴雨過後則必須檢查。

在管網的中途提升泵站或汙水處理廠的進水泵站前等場合,由於對排水可靠性的要求比較高,不可能中斷排水,同時要保證工作職員有一個良好的衛生環境,旋流閥通常采用幹式安裝(配套安裝檢驗用閘閥) 。旋流限流閥安裝在單獨的井內,正常運行時井內地麵沒有汙水不會影響維修職員的正常作業;旋流閥出現故障後,封閉旋流閥前閘閥,開啟旁通閥門,可以在井下進行檢驗,閥門采用加長閥杆以方便地麵操縱。

3 工程利用實例

為了進步深圳地表河道的水體質量,徹底切斷汙水無窮製排進,深圳市對汙染嚴重的大沙河、福田河、平山河、龍華河等多條河道實施了截汙改造工程。在進進中途汙水提升泵站和汙水處理廠前的合流製截流井中均采用了德國UFT公司生產的旋流限流閥(限流閥安裝於單獨的限流井內,采用幹式安裝) ,根據設計的最大截流量和截流井內可能的水位變化值,由設備供給商選定成品規格,並負責調試安裝。截流管道作為汙水泵站的進水幹管,溢流排出管道接進改造後的景觀河道,較好地實現了進進泵站的汙水最大流量的主動控製(根據資料,旋流閥截流汙水量的精度可達0.L / s) ,保證水泵在公道 、高效的狀況下運行。經過一段時間的運行,限流閥的使用情況良好。

4 結論

旋流限流閥的流量曲線呈“S”形,依托水流本身起到限流的感化,不存在磨損和老化的題目,具有操縱安全性高、限流精確、安裝快速方便 、抗腐蝕(材質為304 /306不鏽鋼)等特點,在歐洲和北美地區得到廣泛利用。目前該種旋流限流閥開始在我國南方地區得到推廣使用,並取得了良好效果。

由於合流製汙水排放係統在我國利用非常廣泛,如何控製雨季時通過截流井進進汙水截流幹管的雨水量,和保證汙水泵站和汙水處理廠的正常運行顯得尤其必要,旋流式限流閥的推廣利用,可為解決這一技術題目提供一種新的途徑。

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