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。
通過對油田污水處理系統(tǒng)各級污水處理設備的分析,發(fā)現(xiàn)了撇油罐是影響外排水質量的主要因素,進而對撇油罐結構、原理及工藝過程進行了分析,找出了影響撇油罐除油效率的主要原因,將淺池理論與聚結技術相結合,并考慮流體變化因素,將撇油罐進料整流板改造為側向波紋板聚結分離器,同時將清水槽固定堰板改造為可調(diào)活動堰板,改造后效果良好,配合其它污水處理設施,將外排生產(chǎn)水OIW(水中含油量)降至20mg·L-1以下,達到了海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值(GB4914-2008)中的海域排放標準,環(huán)保效益與社會經(jīng)濟效益顯著。
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。
集水槽為地面式鋼筋混凝土結構，百萬機組集水槽的高度在14 ～23 m，根據(jù)高位收水冷卻塔淋水構架的柱網(wǎng)間距，沿集水槽縱向布置暗框架，暗框架頂梁上擱置單層配水槽，暗框架沿高度方向從上至下一定間距設置拉梁。暗框架與集水槽形成一個整體，共同受力。
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。
在上述荷載及工礦組合下，采用ANSYS 有限元軟件進行靜力計算，通過后處理后便能對集水槽各部分構件進行內(nèi)力分析及結構設計。集水槽內(nèi)力分析可以分為集水槽壁板和暗框架( 包括暗框架柱、暗框架頂梁、拉梁及承臺梁)。集水槽整體位移變形可以看出，集水槽暗框架在⑥軸線變形大，集水槽壁板在①、②與⑤、⑥軸線之間變形大。集水槽的大變形約為14 mm。集水槽壁板內(nèi)力分析取①、②軸線跨中(X=10.4 m)、⑤、⑥軸線跨中(X=43.2 m) 及沿集水槽高度方向(Z=5.0 m) 處進行內(nèi)力分析。
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。 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均得到了較大的改善。
出水堰槽的設置方式及位置在現(xiàn)行設計水力負荷和停留時間下是影響出水水質的一個主要因素 , 上述試驗數(shù)據(jù)雖然進一步驗證了由污水處理廠運行維護與管理等相關文章提出的圓形中心進水二沉池出水水質位置不在靠近池壁處這一現(xiàn)象 ,但理論上還沒有較全面的解釋和分析 ,仍然有深入研究的必要。 在工程應用中 ,為確保沉淀效果和出水水質 ,設計除依照規(guī)范盡可能減少堰上負荷外 ,還避免堰的設置位置不當對出水帶來的影響 ,應避免采用外置單側堰方式出水; 二沉池出水設計為內(nèi)置雙側堰出水時 ,也宜設計離池壁 2～ 3 m處。 另外二沉池出水堰槽設計平衡孔時 ,也應在設計中選擇適當?shù)挠嬎惴椒ù_定 ,使二沉池出水槽和溢流堰處在合理的運行狀態(tài)。
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