悬锥鳃片在静态浑水中加速泥沙沉降的试验研究 Experimental research on accelerating sediment settlement by suspension cone-gill flakes in static turbid water.pdfVIP

泥沙研究 2010年6月 JournalofSedimentResearch 第3期 悬锥鳃片在静态浑水中加速泥沙沉降的试验研究 蒋岑1”，邱秀云1”，王长新1 (1．新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052； 2．广东惠州粤华电力公司，技术中心，广东惠州516023； 3．新疆农业大学农业节水与水资源研究中心，新疆乌鲁木齐830052) 摘要：对“加鳃”与“未加鳃”两装置中在静水中细颗粒泥沙沉降进行了试验，试验表明。悬锥鳃片在静态浑水 中能起到加速泥沙沉降的作用。从试验现象及分析来看，“加鳃”装置在泥沙沉降过程中出现了四个不同斜 率的曲线段，加速沉降的阶段可分为开始缓慢的前期加速沉降段和后期较快的全面加速沉降段。文章就此现 象分析认为细颗粒泥沙在沉降过程中加快出现的絮凝作用是关键因素，其次泥沙的结构特性、水体的水质和 形成了异重流等因素也有一定的影响。 关键词：悬锥鳃片；静态浑水；加速沉降；絮凝；异重流 中图分类号：TVl42 文献标识码：A 文章编号：0468-155Xf2010)03-0061-06 1 引言 随着我国人类生态对水资源的需求加剧以及水资源污染程度的恶化，将已经被污染的水进行合理 的处理是当前义不容辞的责任。而当前特别是我国西北地区的河流泥沙对水的污染严重，自来水厂处 理泥沙的方法通常是先将水抽到沉淀池静水沉淀粗颗粒泥沙，然后加入化学剂进行絮凝，沉淀细小颗粒 泥沙，这种传统的处理泥沙方法速度慢，成本高，且加入的化学药剂对人类健康构成威胁。因而研制新 型的环保型处理泥沙的装置成了当前水利科研工作者的迫切任务。这一工作前人也取得了一定的成 绩，如“漏斗式全沙排沙技术”…对处理来流动水中粗颗粒沙有显著的成效，“浑水水力分离清水装 置”旧。对处理动水中细颗粒泥沙有很好的效果，这些都是在动水中处理泥沙，针对静水中在不添加化学 药剂的情况下如何使水沙很快分离的问题，新疆农业大学水利与土木工程学院的邱秀云教授等提出一 种“垂向异重流式混合流体分离鳃”的装置能起到加速泥沙沉降的效果，本文的装置就是在此成果的基 础上研制而成。装置在不添加任何化学试剂的前提下快速分离出无污染的清水。对当前高含沙水体如 黄河水的净化具有启发性和一定的应用价值。 2试验装置及材料的介绍 2．1装置简介 该装置(如图1(a))上部为圆柱体，下部为圆锥体。在圆柱体内等间距的装有数片锥形鳃片，此鳃 片边壁不与圆柱体接触，故暂命名为悬锥鳃片；在悬锥鳃片与边壁之间留有一条狭窄的清水上升缝，以 收稿日期：2008-04旬1 基金项目：国家自然科学基金；高等学校垭学科点专项科研基金资助(20070758003) 作者简介：蒋岑(1978一)，男。湖北永州人，硕士研究生。研究方向为水力学及河流动力学。 通讯作者：邱秀云。E-mail：wlmqqxy@sina．corn 61 万方数据 利于被澄清出来的清水及时上升到上层；在每个悬锥鳃片的出口有一个利于泥沙下沉的底孔，底孔的大 小不一，从上到下口径依次扩大，是为了防止上层悬锥鳃片沉淀下来的泥沙不至于在下沉过程中因为扩 散作用而落入下层悬锥鳃片内部而是直接下沉到底部圆锥体内(下简称“加鳃”装置”)。另外，为了便 于更好的观察试验中悬锥鳃片在静态浑水中加速泥沙下沉的作用，又做了一尺寸大小一样未加悬锥鳃 片的对比装置(下简称“未加鳃”装置”)(如图1(b))。为便于直接读取数据，在两装置的圆柱筒上贴 上标尺。 (a)加鳃装置0，)来加鳃装置 图1 试验对比装置正视图 of withandwithout flakes