量水槽是指在明槽內(nèi)設置一縮窄段(喉道),使之發(fā)生臨界流,并于上游或上下游特定位置測水深,據(jù)以求得流量的量水設施,又稱駐波槽或臨界流槽。量水槽測流的特點是: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。量水槽主要分為長喉道槽及短喉道槽。
集水槽的材質(zhì)、制作和安裝工藝跟水質(zhì)、水量、池容貌有著直接關系。因此選用合適的材料,采用的設備和制造工藝,使其達到水平且美觀大方已越來越被水界所重視。傳統(tǒng)集水槽一般采用普通鋼板焊制,或以混凝土為槽體、塑料板材作堰板,但這些材料和制作工藝均存在著不同弊病:普通鋼板易銹蝕而影響出水水質(zhì);塑料堰板強度低、易老化變形,使其不能隨意調(diào)整水平精度,導致在運行過程中不能均衡集水;混凝土槽體表面粗糙、占池體積大、易滋生青苔;玻璃鋼復合集水槽難以達到衛(wèi)生要求。針對傳統(tǒng)集水槽的上述弊病,為提供給排水好、美觀的集水槽,好的不銹鋼為選擇材質(zhì)。
不銹鋼集水槽具有表面光潔、不銹蝕、強度高、堰齒(水孔)均勻、槽體平整、可任意調(diào)節(jié)、安裝簡便等優(yōu)點;不僅能安裝時的水平,即使在池體因自然沉降影響平衡時,通過簡便的調(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,簡化了管理,美化了廠容廠貌。
冷卻后的循環(huán)水經(jīng)高位收水裝置“U”型槽匯入集水槽至循環(huán)水泵房進水間,再經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后送回主廠房循環(huán)冷卻使用。集水槽為地面式鋼筋混凝土結構,百萬機組的集水槽高度約在14 ~23 m 之間,沿冷卻塔徑向布置,與中央豎井相連。在正常運行情況下,其內(nèi)全部盛滿循環(huán)冷卻水,其結構設計采用傳統(tǒng)的平面假定計算不能滿足集水槽結構設計安全經(jīng)濟的要求。
對于暗框架而言,采用傳統(tǒng)平面假定計算,暗框架布置間距范圍的內(nèi)水壓力全部由暗框架承受。由此計算計算出的暗框架結構尺寸偏大,忽略了集水槽側(cè)壁共同受力的作用,計算方法偏保守。不能達到優(yōu)化設計,節(jié)省工程造價的目的。
一般的二沉池和集水槽較多地采用玻璃鋼或不銹鋼材料 ,為減少浮力對這類集水槽產(chǎn)生的影響 ,集水槽應設平衡孔。 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°開一個平衡孔 ,孔徑為 40 mm,共 80孔。 實際運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從而影響出水水質(zhì)。 為解決平衡孔開設影響三角堰均勻溢流出水的問題 ,結合泉州寶洲污水處理廠二沉池平衡孔的開設方式 ,平衡孔的水量可按薄壁小孔口淹沒出流公式進行計算 ,平衡孔對三角堰進水的影響按 5% 以內(nèi)考慮 ,則計算平衡孔孔徑經(jīng)推導計算表達式可寫為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 為單座二沉池設計污水量 ( m3 /s)。按給水澄清池環(huán)行集水槽計算公式計算得出堰上水頭為 0. 03 m ,跌水頭為 0. 07 m , h 值按經(jīng)驗取值為 0. 1 m。 結合寶洲污水處理廠二沉池工程實例,經(jīng)計算孔徑值為 19 mm。 而該項工程開孔為 40 mm ,可以看出與計算值的明顯差異 ,成為導致沉淀后的出水大部分直接從底部平衡孔流出 ,設計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)計算 ,平衡孔數(shù)只有17個。為此本項工程在實際的運行中的平衡孔現(xiàn)已減少了 60個 ,其配水的均勻性及出水水質(zhì)均得到了較大的改善。