王趙琴
（山西鋁廠，山西 河津 043300）

　　摘要：提出了一種氣浮裝置中水量與水位調節方法及調節機構，并利用水力學原理進行了驗證計算，驗證計算表明，該方法可方便地調節氣浮池的水位。
　　關鍵詞：廢水處理；氣??；水力計算
　　中圖分類號：X703.3
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2002)04-0055-02

前言

　　氣浮技術由于其效率高、裝置體積小、容易操作、管理簡單而被廣泛應用。但是氣浮技術也還有不完善待改進的地方，如釋放器堵塞問題。盡管現有的釋放器設計了許多防堵措施，但仍不理想，還不時會出現堵塞。又如刮渣機的設計還不能很好地解決浮渣上升堆積的問題。本文主要就氣浮池水位與排水量之間的調節進行一些探討。

1 水位與排水量調節方法

　　筆者在設計氣浮裝置時，也遇到了氣浮池水位與出水量調整的問題，經過反復比較，最后確定如圖1所示的調節機構。該機構的原理是：由浮筒鉸點2處調節浮筒連桿的高度來確定調節閥桿4和調節閥5的高度，調節閥直接作用到橡膠管8上，改變橡膠管的過水面積，控制氣浮池的排水量。當池內水位升高時，浮筒上升，杠桿上移，帶動連桿4和調節閥5上移，放大橡膠管通水面積，增加排水量；排水量增大后，氣浮池水位必然要下降。反之，若氣浮池水位下降，浮筒就下降，帶動連桿4和調節閥5下移，調節閥5下移必然縮小橡膠管過水斷面，減少排水量，排水量減水后，氣浮池水位隨之而上升。這樣自動調節平衡，只要根據撤除浮渣的要求，確定了水位高度，則水位與排水量之間自動平衡，省人省力。這種裝置結構簡單，巧妙實用，是小型氣浮裝置中適宜的機構。

2 水力學計算

　　孔口出流計算公式：
　　　　Q=μω(2gH)^1/2 （1）
　　式中：Q-孔口出水量，m³/s；
　　　　　μ-流速系數；
　　　　　ω-孔口面積，m³，ω=πd²/4 （d為排水管徑）；
　　　　　H-水位，m。
　　根據（1）孔口出流計算方法^[1]，將上述調節機構簡化為如圖2所示：

　　若水位往上調高為△H，要保證排水量Q不變，必然要縮小排水管面積，設縮小面積為△ω，孔口變形后，μ值不變，則有如下公式成立。
　　　　ω(2gH)^1/2=(ω-Δω)[2g(H+ΔH)]^1/2 （2）
　　變換等式：
　　　[ω/(ω-Δω]²=(H+ΔH)/H
　　設變換后的孔口面積為ω₁則為：
　　　　[(ω1+Δω)/ω₁]²=(H+ΔH)/H　　　　　　(3)
　　　　1+2(Δω/ω₁)+(Δω/ω₁)²=1+ΔH/H　　　(4)
　　合并同類項：(Δω/ω₁]²值太小，忽略不計，則有
　　　　2(Δω/ω₁)=ΔH/H　　　　　　(5)
　　上式可以寫成：
　　　　ΔH/H=2(ω/ω₁-1)　　　　　　(6)
　　從（6）式中可以看出，H、ω為定值，ΔH的變化只與ω₁有關，此公式推導可為調節方法的可行性從理論上作進一步證明。

3 計算舉例

　　某一氣浮裝置參數如下：處理水量Q=20m³/h，水位高H=1.6m，排水管d=40mm，欲提高水位0.04m，求排水管面積改變多少？
　　將參數代入公式（6）中，有
　　　　0.04/1.6=2(ω/ω₁-1)
　　得：
　　　　ω/ω₁=1.0125
　　則：
　　　　ω₁/ω=1/1.0125≈98.8%
　　結果是排水管面積變化為原來的98.8％，這么小的改變量用橡膠管來做變形部分的排水管，是完全能夠滿足水位調節要求的。

參考文獻：
[1]周善全．水力學[M]．北京：北京人民教育出版社，1980．

作者簡介：
王趙琴（1968～），女，山西聞喜人，工程師，1990年畢業于太原理工大學，現從事給水排水工程施工，電話13503597083，(0359)5043324。