虹吸式脉冲布水器的设计与应用
中国给水排水
设计经验
虹吸式脉冲布水器的设计与应用
蒋克彬
东莞市绿轩环保公司 广东东莞
摘 要 介绍了虹吸式脉冲布水器的设计参数以及其在废水处理应用中需注意的问题∀该
布水器操作简便且具有水力搅拌和均匀布水的功能∀
关键词 虹吸脉冲布水器 设计 废水处理
中图分类号 文献标识码 文章编号
工作原理
利用虹吸管中快速流动的水将主管道中的空气
带走 使主管道内形成一定的真空度 在管道内外大气压差的作用下容器中的水进入主管道后排入池到脉冲的效果∀
布水能在短时间内完成 达中∀由于水流速度很快
虹吸式脉冲布水器工艺示意图如图 所示∀
网
W 龙
图 虹吸式脉冲布水器示意图
W W
工艺示意图及其优点
. Z
虹吸式脉冲布水器具有以下优点
维护方便且不需阀门设备 结构简单
除提升来水外无需其他的动力 兼有配水和水力搅拌功能
价格低廉且布水器使用寿命长∀
主要结构
水箱
η 为虹吸管在水箱内的高度 η 为虹吸管吸气口到虹吸管进水口下端的高度 η 为布水主管在水箱内的垂直高度 η 为水箱高度 η 为水箱底与池中最高水位的距离
一般由 厚的钢板卷制而成 直径和高度则根据脉冲周期和设计流量确定∀
布水主管
筑
H U
∀
L O
∗ ∀
虹吸管
与布水管在进水端一定高度处相连接 管径一般为 ∗ ∀当水箱中的水位超过虹吸管时能在管道内形成快速的流体 同时将主管内一定量的气体带走∀
虹吸辅助管
起着与虹吸管的一定高度处相连接 见图
流通气体的作用 管径一般为 ∀
虹吸破坏管管径一般为 吸气端与水箱底距离为
N G
设计参数
根据具体的设计流量来确定管径大小 一般为
虹吸式脉冲布水器设计计算图见图
∀
. C
图 虹吸式脉冲布水器计算数据图
O M
一般根据设计流量Θ和脉冲布水周期Τ两个计算出τ 虹吸管管径为 实际时间为
∗ ∀
脉冲布水时间τ
参数来确定布水器各部分的尺寸∀
脉冲布水周期Τ由进水阶段τ 虹吸阶段τ 脉冲布水阶段τ 组成∀τ 阶段是从水进入水箱开始到虹吸管刚要进水时结束 τ 阶段是从虹吸管进水开始到吸气结束 τ 阶段是从脉冲开始到水箱中的水被吸完为止∀
在理想的条件下以流量为 Π 和脉冲周期为 为例来设计虹吸脉冲布水器各部分尺寸∀
水箱的尺寸
设布水主管内 τ时刻的流量为 Θ 则
Θ ϖ σ τ
式中 ϖ τ时刻的管内水流速度
ϖ γη
Π
σ 布水主管横截面积 σ Π ΡΠ
在水箱内
Θ σ η
故脉冲的次数为 次Π每次进水的时间为 水箱高度η 为 量为 左右 包括保护高度 ∀
η 高度
断 取水高为 计算得τ 实际运行时一
进水阶段η 高度
实际安装中为了保证虹吸管中水流的速度 一般确定η 的高度为 ∗ ∀
布水主管管径
一为了达到较好的脉冲效果和缩短脉冲时间 般将布水主管管径Ρ设计为 ∀
吸气时间τ
. Z
按照 体积的气体需要 体积的水来带走进行计算∀当水达到虹吸管口下端口时主管中气体体积
W W
W
为ς 所需水量则为ς 其值可用下式计算∀
网
ΡΠ η η η ς Π Θ σ ϖ τ
用下式可计算出理想条件下将气体带走的时间τ ∀
龙
式中 σ 虹吸管横截面积 设虹吸管管径
则σ Π为ρ ρ Π
筑
ϖ τ时刻虹吸管中的水流速度
一般只考虑进水因素的影响 则
ϖ γη η ΘτΠσ
Π
式中 η τ 时间内进水高度式中 Θ 设计进水量
σ 水箱横截面积 σ Π ∆Π
对式 积分可得ϖ 与τ的关系式∀考虑到根据式 和η 与η 相差不大故将η 用η 代替
前面所列出的高度可粗略计算出ς ∀取
H U
用∀
L O
气之处∀
为 故可根据Θ 时进水阶段的时间约为
与水箱面积计算出η 为 左右∀如果还想缩短脉冲周期可适当增加η 的高度∀
的同时要流走 因此需要在池内另外设置水箱将其引到池底∀
且长度不能 池长与池宽的比一般为 Β
超过 否则布水将会不均匀∀
以上以防脉冲过程中污泥 池高应在 流失过多∀
虹吸式脉冲布水器已在流量为 ∗
的漂洗废水和印染废水处理工程上得到具体应 Π
用∀它布水较均匀 同时具有搅拌污泥的功能 能提高处理效率 值得在类似的污水处理工程中推广应
N G
般在 左右 ∀
当整个脉冲周期确定已知τ τ
应注意的问题
不得有漏 应保持整个虹吸布水系统密封
在运行时虹吸管中有一部分水在带走气体
. C
考虑到主管在进水的过程中进水不间 γη τ
Π
O M
水箱直径∆一般设计为 ∀由于每次脉冲
式中 η 水箱内 τ时刻下降的水位高度
在理想条件下根据物料平衡得Θσ η Θσ