[發明專利]一種污水廠自含硝酸鹽尾水的底泥修復方法及尾水投放裝置

在審

• 申請號: 202111326137.2
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114014510A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 范波;孫永利;黃鵬;田騰飛
• 申請（專利權）人: 中國市政工程華北設計研究總院有限公司
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種污水廠自含硝酸鹽尾水的底泥修復方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、根據污水廠尾水輸水設施及回用裝置取水方式，通過現場調查實測，確定尾水取水點與水面的高度差h，輸水管道的豎向初始流速Vc；確定輸水管道的長度L1和直徑d，單位m；通過選定裝置的材質，確定輸水管道及加速區的沿程摩阻系數及管道彎頭局部水頭損失系數；通過箱體排水端側壁的斷面變化形式，確定輸水管道和箱體內減速腔連接處、減速腔和配水板斷面連接處、箱體內各級減速腔之間的局部水頭損失系數；通過減速擋板的角度及形態，確定各級減速擋板的局部水頭損失系數；通過底泥情況及水深，確定允許的不沖流速Vs＝0.1～0.3，單位m/s；

步驟二、根據步驟一確定的尾水取水點與水面的高度差h和輸水管道的豎向初始流速V_c，通過以下公式計算裝置初始水頭H₀及裝置理論初始流速v₀；

V₀＝(2g×H₀)^1/2＝(2g×(V_c²/2g+h))^1/2＝V_c+(2gh)^1/2

H₀，裝置初始水頭，m；

V_c，尾水輸水管道豎向初始速度，可通過現場實測得，m/s；

h，尾水取水點與水面的高度差，即輸水管道進入水體水面前的垂直高度，m；

步驟三、根據步驟二計算的V₀和輸水管道長度L₁，直徑d，通過達西－魏斯巴赫公式計算輸水管道沿程水頭損失Hf₁及剩余流速V₁；

Hf₁＝λL₁/d×V₀²/2g

V₁＝(2g×H_w1)^1/2＝(2g×(H₀-Hf₁))^1/2＝(2g×(H₀-λL₁/d×V₀²/2g))^1/2

H_w1，剩余水頭，m；

H_f1，輸水管道沿程水頭損失，m；

λ，輸水管道沿程摩阻系數，鋼筋混凝土制的輸水管道λ＝0.014；

步驟四、根據步驟三計算的V₁和輸水管道彎頭局部水頭損失系數ζ₁和進入箱體內減速腔的局部水頭損失系數ζ₂，通過以下公式計算剩余流速V₂；

V₂＝(2g×H_w2)^1/2＝(2g×(H_w1-H_j1-H_j2))^1/2＝(2g×(H_w1-ζ₁×V₁²/2g-ζ₂×V₂²/2g))^1/2

H_w2，剩余水頭，m；

H_j1，輸水管道彎頭處局部水頭損失，m；

H_j2，輸水管道與箱體內減速腔連接處的局部水頭損失，m；

ζ₁，輸水管道彎頭處局部水頭損失系數；

ζ₂，輸水管道與箱體內減速腔連接處的局部水頭損失系數；

步驟五、根據步驟四計算的V₂，以及箱體內減速腔沿程水頭損失系數λ、減速擋板局部水頭損失系數ζ₃和各級斷面處的局部水頭損失系數ζ₄，通過以下公式計算剩余流速V₃；

V₂＝(2g×H_w3)^1/2＝(2g×(H_w2-H_f2-H_j3-H_j4))^1/2＝(2g×(H_w2-λL₂/d2×V₂²/2g-ζ₃×V₂²/2g-ζ₄×V₃²/2g))^1/2

H_w3，剩余水頭，m；

H_f2，單級箱體內減速腔，沿程水頭損失，m；

H_j3，箱體內減速腔減速擋板的局部水頭損失，m；

H_j4，箱體內減速腔各級斷面處的局部水頭損失，m；

ζ₃，箱體內減速腔減速擋板的局部水頭損失系數；

ζ₄，箱體內減速腔各級斷面處的局部水頭損失系數；

步驟六、根據步驟五的公式和計算方法，以及箱體內減速腔出口處局部水頭損失系數，逐級計算箱體內減速腔的各級水頭損失和剩余流速V_d，并通過剩余流速，計算裝置最終出水流速V_S；

V_S＝(2g×H_ws)^1/2＝(2g×(H_ws’-H_js))^1/2＝2g×(H_ws’-ζ_s×V_d²/2g))^1/2

H_ws裝置出水處的最終剩余水頭，m；

H_ws’，箱體內減速腔末端，配水口前端的剩余水頭，m；

H_js，箱體內減速腔與配水口連接處的局部水頭損失，m；

ζ_s，箱體內減速腔與配水口連接處的局部水頭損失系數；

V_d，，箱體內減速腔末端，配水口前端的剩余流速，m/s；

步驟七、根據步驟六中的計算數據，當V_s＝0.1～0.3m/s時，計算結束，按照選定的箱體內減速腔級數設計裝置，若當V_s＞0.3m/s，則增加減速腔級數，并重復步驟五和步驟六直至V_s＝0.1～0.3m/s，此時可根據計算的次數，確定箱體內減速腔級數設計方案。