水解酸化之鐘罩式脈沖布水器計(jì)算（六）

水解酸化之鐘罩式脈沖布水器計(jì)算（六）鐘罩式就像水箱里放一個(gè)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(jìn)行介紹：1）進(jìn)水管進(jìn)水流至罐底，罐內(nèi)水位開始上升，水經(jīng)內(nèi)筒下部環(huán)形空間向上流，填充內(nèi)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(nèi)水位基本保持一致。2）隨著水位的上升，一部分空氣可經(jīng)排氣管排出，也可壓入下方酸化池水中內(nèi)一部分，當(dāng)水位升至布水管頂?shù)奈恢脮r(shí)，系統(tǒng)仍存在的氣體分為兩部分：布水管管頂至內(nèi)筒頂部之間積存的空氣，布水管管頂至罐體下方管內(nèi)水面之間積存的空氣。3）當(dāng)水位越過布水管管頂，較大流量的水經(jīng)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(nèi)的空氣被裹挾帶出，整個(gè)管內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境。4）由于負(fù)壓導(dǎo)致出水量大于進(jìn)水量，罐體內(nèi)水位開始下降，當(dāng)下降至虹吸破壞管下端位置時(shí)，空氣便經(jīng)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(shí)內(nèi)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(gè)脈沖周期結(jié)束，和倒U型管式很像，主要都是基于抽吸作用形成負(fù)壓環(huán)境。2.計(jì)算這里同樣也存在三個(gè)時(shí)間，進(jìn)水時(shí)間t1、排氣時(shí)間t2、虹吸排水時(shí)間t3。仍以50m3/h進(jìn)水量，T總為4min脈沖周期為例進(jìn)行計(jì)算。其中，罐體直徑D1為1.8m，內(nèi)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(shù)15次，每次進(jìn)水量V為0.33m3（4min脈沖周期內(nèi)），可以得出一次進(jìn)水水位高度H進(jìn)水為：內(nèi)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(nèi)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(gè)脈沖周期結(jié)束，下一個(gè)周期初始階段內(nèi)筒水位H初為：可以得到罐體內(nèi)最大水深H2=H初+H進(jìn)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(nèi)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(jìn)水時(shí)間：水位由池底（暫按最不利考慮）升至布水管管頂H4所經(jīng)歷的這段時(shí)間可理解為進(jìn)水時(shí)間t1。3）排氣時(shí)間：當(dāng)水位到布水管頂部高度H4時(shí)，出水管道系統(tǒng)內(nèi)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(shí)間為t2，這里t2的計(jì)算不再參考上一節(jié)的方法，原因是這個(gè)排氣量很小，相當(dāng)于2.95m管長(zhǎng)布水管滿水量排出所需時(shí)間，暫且按進(jìn)水流量大小來考慮所需的排出時(shí)間，則由下式計(jì)算可得t2為3s，布水管內(nèi)對(duì)應(yīng)流速約為0.79m/s，實(shí)際可能比這個(gè)流速大，也就意味著排氣時(shí)間可能更短。4）虹吸時(shí)間：當(dāng)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(jìn)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(shí)為止（假定期間由最大水深1.5m下降至0.15m）。該虹吸排水時(shí)間t3段內(nèi)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(nèi)，則根據(jù)前述淹沒出流能量方程表達(dá)式有：h’為t3時(shí)段內(nèi)某時(shí)刻罐體內(nèi)的水位高度，則有下列公式，經(jīng)計(jì)算t3為65s，相應(yīng)的管內(nèi)流速約3.7m/s。3.對(duì)比1）為了讓計(jì)算的總時(shí)間數(shù)據(jù)和假定的4min匹配上，費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間來調(diào)各種參數(shù)，同樣的流量，鐘罩式的體積小于虹吸式，從網(wǎng)上的相關(guān)產(chǎn)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(shí)間，前者脈沖周期相對(duì)較短，一般4min，后者6min，時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的容積越大，在底面積不變情況下，池體高度就會(huì)增加。2）從池底水力攪拌污泥的頻次來看，個(gè)人覺得還是頻次高的話會(huì)好些，有利于泥水的充分接觸；從流量角度來說，如果進(jìn)水流量變小，脈沖周期時(shí)間就會(huì)拉長(zhǎng)，否則將會(huì)降低；從時(shí)間占比來看，進(jìn)水時(shí)間都占據(jù)首位，對(duì)于鐘罩式而言，排氣時(shí)間很短，因?yàn)橄到y(tǒng)殘留氣體體