CN110899288A

CN110899288A - 一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置

Info

Publication number: CN110899288A
Application number: CN201910966056.5A
Authority: CN
Inventors: 薛颖; 陈汝超; 许敬逸; 邱凤翔; 金则陈; 冯露
Original assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-12
Filing date: 2019-10-12
Publication date: 2020-03-24

Abstract

本发明公开了一种用于污水处理厂污水处理池内臭气收集处理的圆孔排风管装置，包括圆风管和渐缩管，所述圆风管包括圆风管第一管体、第二管体、第三管体。所述圆风管第一管体的管径，第二管体的管径，第N管体的管径视实际工程需要。上述圆孔排风管装置内的风速和压力分布均匀，在不同工况下，所述圆孔排风管装置均能将池体内臭气均匀排出，避免了因排风管道过长，导致排风不均匀、无法保持池内负压、臭气外溢的情况。本发明降低了圆孔排风管的施工难度，节省了施工时间，提高了池体内臭气收集的均匀性和有效性，提升了污水处理厂的运行环境、减少了对污水厂周边环境的污染。

Description

一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置。

背景技术

在臭气处理技术相对较为成熟的前提下，污水处理厂的臭气源密闭系统和臭气收集系统对控制臭气的扩散和污水厂的环境控制更为重要。为满足社会对环境的要求，敞开式污水处理厂对产生臭气的污水处理池进行了加盖密闭处理，并对池内臭气进行收集。由于污水处理池内曝气量不同，池内产生臭气的量不同，在不同工况下，污水处理池中的臭气如不能被及时有效的收集和处理，气体便会从水池向大气中扩散，不仅危害工人的健康，同时会对污水处理厂周围环境造成严重污染。目前尚未出现很好的排风装置，既能够将不同工况下的臭气及时均匀有效的排出，又能降低臭气收集系统的施工难度和时间成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置，该装置结构简单，制造方便，风管均匀性好。

为了实现上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置，包括多个不同管径的管体，其特征在于：所述多个不同管径的管体按管径从大到小的顺序依次排列，且两个相邻管体之间通过渐缩管相连，管径最大的管体端部通过总排风管连接除臭装置，所述多个不同管径的管体侧面均设置一排圆孔排风口，多个管体的圆孔排风口的孔间距保持相等，且单个管体上的圆孔排风口孔径相同。

进一步地，所述圆孔排风口的孔间距保持相等为75～85mm，所述圆孔排风口的个数为每一管体的长度除孔间距。

进一步地，所述圆孔排风管装置包括第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体的管径为280～320mm，第二管体的管径为 230～270mm，第三管体的管径为180～220mm，管体的管径越大，管内风量越大，通过改变管体的管径控制管内风速和压力分布。

进一步地，所述第一管体和第二管体的圆孔排风口孔径较小，为 16～20mm，通过控制所述圆孔排风口的孔径控制该段风管的进风量。

进一步地，所述第三管体圆孔排风口的孔径大，为32～36mm，通过增大所述圆孔排风口的孔径增大该段风管的进风量。

本发明的有益效果是：

本发明所述的圆孔排风管装置，结构简单，安装方便，施工难度低，花费时间少。所述圆孔排风管装置内风速和压力分布均匀，圆孔排风口的排风量均匀，风管均匀性提高，能满足污水处理池内不同的排风量要求，排风效果好，并保持污水处理池的内部的压力均匀。在不同工况下，所述圆孔排风管装置均能将池体内臭气均匀排出，避免了因排风管道过长，导致排风不均匀、无法保持池内负压、臭气外溢的情况。本发明降低了圆孔排风管的施工难度，节省了施工时间，提高了池体内臭气收集的均匀性和有效性，提升了污水处理厂的运行环境、减少了对污水厂周边环境的污染。

附图说明

图1是本发明圆孔排风管装置的平面图；

图2是本发明圆孔排风管装置的剖面图；

图3是送回风时管道内的压力示意图；

图4是管道内风量计算示意图；

图5为优化前的开孔示意图；

图6是优化前每个孔的开孔风量图；

图7是第一次优化后每个孔的开孔风量图；

图8是优化前速度分布图；

图9是优化后速度分布图；

图10是优化前压力分布图；

图11是优化后压力分布图。

附图标记列表：

图中：1、第一管体，2、第一圆孔排风口，3、第一渐缩管，4、第二管体，5、第二圆孔排风口，6、第二渐缩管，7、第三管体，8、第三圆孔排风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“左”、“中”和“右”指的是附图中的方向。

如图1和图2所示，本发明的圆孔排风管装置由圆风管第一管体 1、第二管体4、第三管体7、渐缩管3和渐缩管6组成，其中圆风管第一管体1、第二管体4、第三管体7上设置一排圆孔排风口2、圆孔排风口5、圆孔排风口8。

圆风管包括最左侧的第一管体1、中间的第二管体4和最右侧的第三管体7。第一管体1的左侧为风管的出风口，右侧通过渐缩管3 与第二管体4相连，第二管体4通过渐缩管6与第三管体7的左侧相连，第三管体7右侧为封闭底面。第一管体1的侧面设有一排圆孔排风口2，第二管体4的侧面设有一排圆孔排风口5，第三管体7的侧面设有一排圆孔排风口8，臭气通过圆孔排风口2、圆孔排风口5、圆孔排风口8进入圆风管内，然后通过设于第一管体1端部的排风管排走。第一管体1的管径最大为300mm，长4.9m，第二管体4的管径次之为250mm，长6m，第三管体7的管径最小为200mm，长6m。通过设计第一管体1、第二管体4和第三管体7的管径来改变管内风速和压力分布，从而提高风管均匀性，保证3段圆风管管体均能承担合理的排风量。第一管体1、第二管体4和第三管体7上的圆孔排风口2、圆孔排风口5、圆孔排风口8的孔间距相等为80mm，第一管体1上圆孔的个数为61个，第二管体4上圆孔排风口的个数为75个，第三管体7上圆孔排风口的个数为75个。第三管体7上的圆孔排风口8孔径最大为34mm，通过增大孔口面积，增加第三管体7内的排风量。第一管体1和第二管体4上的圆孔排风口2和圆孔排风口5孔径相等为18mm，比第三管体7上的圆孔排风口8孔径小，通过控制第一管体1和第二管体4上的圆孔排风口的孔径，控制第一管体1和第二管体4的排风量。圆孔排风管装置结构简单，施工难度低，时间成本低，安装方便且风管均匀性好。

计算理论基础

1.以污水处理厂设计图纸作为研究对象，设计全新排风模式。

2.进行单管均匀性计算时，选取池内的单根风管作为研究对象，单根风管的最大排风量为11500(总管风量)/8＝1437.5m³/h。

3.根据工业通风，对于管径断面不变的送排风管，采用均匀风口送排风时，风口上的速度分布如图4所示，在送风管上，从始端到末端，管内的流量不断减小，动压相应下降，静压增大，使出口的流速不断增大。在排风管上则是相反，管内静压的负压值不断下降，管内外压差增大，空气从风口流入的流速不断增大。如图3所示。

1)主要理论计算模型

图4是管道内风量计算示意图，假设管道上每隔0.8m为一段，一共有21段，且每段开孔面积都不相同。

管道上1-1断面到2-2断面的能量方程式为：

式中——P_j与P_d分别为断面处的静压与动压，Pa；R为沿程阻力系数，Pa/m；l为每段长度，m；ξ为空气流过侧孔直通部分的局部阻力系数，其取值如下表所示。

表1局部阻力取值

假设每个排风口的风速相同，则有P_j1＝P_j2，对能量方程进行化简，则有

代入数据可以算得每个风口的风量。检验均匀性，若不满足，假设初速度进行重新试算。

2)开孔模型

优化前回风管上每隔50mm设置直径30mm的穿孔，第一次优化后回风管分为21段，如图5所示，从总管到末端分别进行编号从1 到21，对每个管段进行优化，每个管段的开孔数量如下表所示：

表2不同管段开孔数量

管段号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											开孔数	2	2	2	3	3	3	3	4	4	5
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
											5	5	6	6	7	8	8	9	9	10	10

每个管段的开孔距离是相同的，各段之间的开孔距离(从第1段到第 21段)分别为:690mm、690mm、610mm、610mm、610mm、610mm、530mm、530mm、450mm、450mm、450mm、370mm、370mm、290mm、 210mm、210mm、130mm、130mm、0、0。

优化前和第一次优化后的开孔风量如图6和图7所示，明显看到，经过优化后，开孔的风量维持在平均风量上下，每段排风管排风风量相对优化前较为均匀。

3)工况及主要边界条件设置

单管长16900mm，管内流量为1437.5m³/h，分别模拟优化前和优化后的压力与速度分布。

表3主要边界条件设置

4)模拟结果

观察图9，可以看出相对优化前的图8，优化后管道内的风速更加均匀，且对比图10与图11，优化后管内的压力分布更加均匀。越靠近总管，负压值越大，优化前出口压头ΔP＝-47.16Pa，优化后出口压头ΔP＝-59.13Pa。

5)小结

优化开孔数量和开孔距离后，可使得每段风管内的回风量尽量相近。但是由于甲方考虑到不同的开孔距离会使得开孔时间和制作成本提升，故在“限制风管仅可进行三次变径，且每段风管的开孔大小与开孔距离相同”的条件下，对其进行二次优化，以实现每段风管的风量尽量相等的目标。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种污水处理池内圆孔排风管臭气收集装置，包括多个不同管径的管体，其特征在于：所述多个不同管径的管体按管径从大到小的顺序依次排列，且两个相邻管体之间通过渐缩管相连，管径最大的管体端部通过总排风管连接除臭装置，所述多个不同管径的管体侧面均设置一排圆孔排风口，多个管体的圆孔排风口的孔间距保持相等，且单个管体上的圆孔排风口孔径相同。

2.如权利要求1所述的圆孔排风管臭气收集装置，其特征在于，所述圆孔排风管装置包括第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体的管径为280~320mm，第二管体的管径为230~270mm，第三管体的管径为180~220mm。

3.如权利要求1所述的圆孔排风管臭气收集装置，其特征在于，所述圆孔排风口的孔间距保持相等为75~85mm，所述圆孔排风口的个数为每一管体的长度除孔间距。

4.如权利要求1所述的圆孔排风管臭气收集装置，其特征在于，所述第一管体和第二管体的圆孔排风口孔径较小，为16~20mm, 所述第三管体圆孔排风口的孔径较大，为32~36mm。