浅谈污水处理厂巴氏计量槽设计 4页

第30卷第4期中国给水排水V01．3ONo．42014年2月CHINAWATER&WASTEWATERFeb．2014浅谈污水处理厂巴氏计量槽设计陈金荣，王洪云(1．中国市政工程华北设计研究总院，天津300074；2．天津市市政_r-程设计研究院，天津300051)摘要：一些污水厂的巴氏计量槽，由于设计上的不合理，导致流量计量误差较大，有的甚至不能发挥流量计量作用而被弃用。结合具体工程实例介绍了巴氏计量槽的设计过程，并总结了巴氏计量槽的设计要点，以供设计人员参考和借鉴。关键词：巴氏计量槽；喉宽；自由流；潜没流；流量公式中图分类号：X703文献标识码：C文章编号：1000—4602(2014)04—0035—04IntroductiontoDesignofParshallFlumeinSewageTreatmentPlantCHENJin—rong．WANGHong—yun(1．NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300074，China；2．TianjinMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300051，China)Abstract：Parshallflumesinsomesewagetreatmentplantshadalargeflowmeasurementerrorduetotheirunreasonabledesign．somecouldnotevenplayaroleinflowmeasurementandwereoutofser、卜ice．Combinedwithaspecificengineeringexample，thedesignprocessofParshallflumewasintroduced，anditskeydesignpointsweresummarizedtoprovideareferencefordesigners．Keywords：Parshallflume；throatwidth；freeflow；subsurfaceflow；flowformula巴氏计量槽也叫巴歇尔量水槽，属于咽喉式计介绍巴氏计量槽的设计过程，并总结其设计要点，以量槽中的一种。由于其测量精度受水中杂质影响较供设计人员参考和借鉴。小，因此被广泛应用于污水处理厂的进、出水以及回1设计要求及设计条件流污泥等的流量计量。特别是近几年，一些环保部某城市污水处理厂设计规模为8×10m／d，日门的特殊要求使得巴氏计量槽的应用更加广泛。变化系数为1．35。原在进水泵房与细格栅问之间目前，国内有关巴氏计量槽设计的参考资料不的一根DN1200连接管道上安装有一台电磁流量多，设计人员通常依据《给水排水设计手册》(第5计，用于计量污水厂总进水流量。由于来水含砂量册城市排水)(以下简称“手册”)和《城市排水流量较大，造成该电磁流量计无法正常计量，故管理单位堰槽测量标准》(CJ／T3008．3—1993)(以下简称要求改为明渠计量槽方式计量污水厂总进水流量。“标准”)进行巴氏计量槽的设计。由于“手册”和进水泵房出水渠道底标高为12．35m，进水泵“标准”中仅笼统给出了巴氏计量槽的一般技术要房出水渠道顶标高为14．60m，细格栅问进水渠道求和不同流量测量范围或喉宽所对应的各部分构造底标高为11．55m，细格栅问进水渠道顶标高为尺寸，没有工程设计实例，使得设计人员不能准确把l3．35m，细格栅前最大设计水位标高为12．75m。握巴氏计量槽的设计要点，这给巴氏计量槽设计带2计量槽设计来较大隐患。一些污水厂的巴氏计量槽，由于设计本次设计改用巴氏计量槽计量该污水厂总进水上的不合理，导致流量计量误差较大，有的甚至不能流量，将进水泵房与细格栅间之间的连接管道改为发挥流量计量作用而被弃用。笔者结合某工程实例渠道，计量槽设在该连接渠道的直线段上。本次计·35·\n第30卷第4期中国给水排水量槽设计主要依据“手册”。设计要求。计量槽最大设计流量Q=80000m。／dX计量槽按淹没(无跌水)自由流设计。1．35=1．250m／s，最小设计流量Q=20000m／上游渠道直线段长度取4．5121(满足不小于渠d=0．231m／s。宽的2～3倍的要求)，则下游渠道直线段长度为15根据计量槽设计流量范围(0．231～1．250nl。／—4．5—3．075=7．425m(满足不小于渠宽的4～5S)，查“手册”，选取测量范围为0．170～1．300m／倍的要求)。S，由此得出计量槽喉宽W=0．75m，计量槽其他各由于细格栅是根据栅前水位信号自动控制排部分尺寸分别为B=1．575m，A=1．606m，2／3A=渣，故在任何设计流量情况下细格栅的栅前最大设1．071m，C=1．05m，D=1．38m。计水位标高均相同，为12．7511q。计量槽总长度为B+0．6+0．9=1．575+0．6+下游渠道末端水深取0．60m，则下游渠道最大0．9=3．075Ill。流量时的末端流速为1．250／(1．50X0．60)=1．38计量槽上游连接渠道(以下简称上游渠道)和m／s，最小流量时的末端流速为0．231／(1．50X下游连接渠道(以下简称下游渠道)的宽度均取1．50．60)=0．26m／s。mo下游渠道的渠底标高为12．75—0．6=12．15计量槽各部分尺寸详见图1。13"1。已知下游渠道长为7．425m，宽为1．5m，最大和最小流量时的末端水深为0．6m，最大流量时的末端流速为1．38m／s，最小流量时的末端流速为0．26m／s。将上述已知条件分别代入矩形渠道水力计算公式，得出下游渠道最大流量时的水头损失为0．01787m，取0．02Ill；最小流量时的水头损失为0．00011m，取0．01m。下游渠道最大流量时的起端水位标高为l2．75+0．02=12．77m，最小流量时的起端水位标高为12．75+0．01=12．76m。将最大设计流量1．250m／s和最小设计流量0．231m／s分别代入上述流量公式，得出计量槽最大设计流量时的上游水深H=0．80m，最小设计流量时的上游水深H⋯=0．27m。图1巴氏计量槽构造Fig．1SizesofParshalflume为满足计量槽自由流条件，在最大设计流量时，计量槽应按自由流设计。本次设计的计量槽计量槽的下游水深≤0．80X0．7=0．56m，则喉宽=0．75m，当Hz／H≤0．70时为自由流，其在上游水位标高应≥12．77+(0．8—0．56)=13．01自由流条件下的流量公式为：m，上游槽底标高应≥13．01—0．80=12．21m；在最Q=1．777HI小设计流量时，计量槽的下游水深H2川≤0．27X式中p——设计流量，m／s0．7=0．19m，则上游水位标高应≥12．76+(0．27———计量槽上游水深，m0．19)=12．84m，上游槽底标高应≥12．84—0．27=——计量槽下游水深，ml2．57m。计量槽的设计应同时满足上述两种工况以下分别按渠道直线段长度满足和不满足计量的自由流条件，故计量槽上游槽底标高应≥l2．57槽设计要求的情况进行设计。m，取l2．60in。2．1渠道直线段长度为15m，满足设计要求取上游渠道渠底标高同计量槽上游槽底标高，渠道直线段长度是渠道宽度的15／1．5=10倍，则上游渠道末端水深同计量槽上游水深，上游渠道满足渠道直线段长度不小于渠道宽度的8～10倍的最大流量时的末端流速为1．250／(1．50X0．80)=·36·\n陈金荣，等：浅谈污水处理厂巴氏计量槽设计第30卷第4期1．04rrds。上游渠道顶标高为l3．81+0．4=14．21m，取l4．20已知上游渠道长为4．5In，宽为1．5m，最大流m；下游渠道顶标高取14．20m，同上游渠道顶标高。量时的末端水深为0．8m，最大流量时的末端流速计量槽具体设计见图3。为1．04m／s。将上述已知条件代人矩形渠道水力进水泵房出水渠道计算公式，得出上游渠道最大流量时的水头损失为0．00452m，取0．01m，则上游渠道最大流量时的起端水位标高为12．60+0．8+0．01=13．41m。上游渠道超高取0．40Ill，则上游渠道顶标高为13．4l+0．4=13．81m，取l3．80HI；下游渠道顶标高取13．35m，同细格栅问进水渠道顶标高。计量槽具体设计见图2。有跌水情况下的巴氏计量槽设计图DesignofParshallflumetlldropwater①黼设计人员可以参照“手册”或“标准”进行巴氏计量槽设计，虽然“手册”和“标准”中给出的计量槽自由流条件(淹没系数)、流量公式、构造尺寸图2无跌水情况下的巴氏计量槽设计图等略有不同，但按其设计的计量槽的测量精度都应Fig．2DesignofParshallflumewithoutdropwater在规定范围之内。2．2渠道直线段长度为10ITI，不满足设计要求②由于“手册”和“标准”中只给出(或采用)渠道直线段长度是渠道宽度的10／1．5=6．7了自由流条件下的流量公式，没有给出潜没流条件倍，不满足渠道直线段长度不小于渠道宽度的8～下的流量公式，因此设计计量槽无论参照“手册”还l0倍的设计要求。是“标准”均应按自由流进行设计。计量槽按完全(有跌水)自由流设计。③巴氏计量槽有两种自由流形式。当H2／HL里上游渠道直线段长度取4．5m(满足不小于渠≤0．70且／42i>0时，为淹没自由流；当／t2<0时，为宽的2～3倍的要求)，则下游渠道直线段长度为10完全自由流。淹没自由流，即计量槽下游无跌水情—4．5—3．075=2．425m(不满足不小于渠宽的4～况，计量槽上游水位会受下游回水的影响，因此对下5倍的要求)。游渠道直线段长度有严格要求，应不小于渠道宽度参照第2．1节中的计算过程，得出下游渠道最的4～5倍。完全自由流，即计量槽下游有跌水情大流量时的起端水位标高为12．75+0．01=12．76况，计量槽上游水位不会受下游回水的影响，因此对m。下游渠道的直线段长度没有严格的要求。计量槽下游按有跌水设计，即在任何流量情况④设计巴氏计量槽时，首先要判断安放计量下计量槽下游水位标高均应低于计量槽上游槽底标槽的渠道的直线段长度是否满足计量槽设计要求，高。按计量槽在最大流量情况下跌水0．24m设计，然后由此决定采用何种自由流形式进行设计。在满则计量槽上游槽底标高为12．76+0．24=13．00m，足要求的情况下，计量槽可按淹没自由流设计，也可计量槽上游水位标高为13．00+0．8=13．80m。按完全自由流设计；在不满足要求的情况下，计量槽参照第2．1节中的计算过程，得出上游渠道最只能按完全自由流设计。大流量时的起端水位标高为l3．80+0．01=13．81m；⑤当按淹没自由流设计时，计量槽应按最大(下转第40页)·37·\n第3O卷第4期5运行效果参考文献：该园区污水处理厂于2012年建成，正常运行期[1]王白杨，胡兆吉，万金保，等．南昌大学前湖校区中水问进、出水COD、NH一N、TP浓度见表5。回用工程设计[J]．中国给水排水，2007，23(6)：38—表5实际进、出水水质40．Tab．5Actualinfluentandefluentqualitymg·L项目C0DNH一NTP进水450l714UASB}【J水22020l3曝气池出水786．5l2絮凝沉淀池出水715．40．8BAF出水281．40．7运行中发现，进水COD、NH一N浓度偏低，出水均能达标，而进水TP较高，经生化处理后无法达标。在絮凝池中投加PAC后，经沉淀去除TP，可使}}I水TP稳定达标，但处理费用较高。作者简介：王白杨(1965一)，男，汀永新人，6结论硕士，教授，研究方向为废水处理理论与采用UASB型水解酸化+A／O+混凝+BAF+技术。紫外消毒工艺处理某医药化工园区工业废水，出水E—mail：1040185390@qq．eOllyoume~’@sina．COIIl达到一级B排放标准。对难降解、可生化性差、水通讯作者：欧阳zIJJ质复杂的工业园区污水处理工程具有借鉴意义。收稿日期：2013—08—15(上接第37页)流量和最小流量两种工况进行设计，以保证两种工参考文献：况均满足自由流条件；当按完全自由流设计时，计量[I]北京市市政工程设汁研究总院．给水排水设计手册：槽按最大流量设计，无需考虑最小流量情况。城市排水(第5册)[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004．⑥根据工程具体情况正确确定下游渠道最大[2]CJ／T3008。3—1993，城市排水流量堰槽测量标准巴流揎和最小流量时的末端水位标高是正确设计巴氏歇尔量水槽[S]．北京：中国标准出版社，1993．汁量槽的关键。⑦由于计量槽按自由流进行设计，只需测量上游水深H．，因此不需要设置下游水位观测井(静水外)。当水流平稳且测量仪器不影响水流时，也可不设上游水位观测井(静水井)，在计量槽上直接测量上游水深，(超声波液位计应设在计量槽中心线上2／3A处)；否则必须设上游水位观测井(静水井)，在上游水位观测井(静水井)中测量水深．。j二游水位观测井可以参照“手册”或“标准”进行设计。⑧为保证计量槽构造尺寸的精度满足设计的作者简介：陈金荣(1963一)，女，天沣人，本要求，建议采购成品计量槽，将成品计量槽现浇到混科，高一1：．从事给水排水j：氍没计丁作。凝土渠道当中，计量槽有不锈钢、玻璃钢等材质可供E—mail：c,hel1ji1uong86@cenli．toni．【l1选择收稿日期：2013一】0—19·40·