排海工程中使用鴨嘴閥的利與弊:
1.1 優(yōu)點 (1)維持較高的射流速度。傳統(tǒng)排海工程中噴口為固定口徑,則噴口射流流速隨流量的增加而呈線性增加,當(dāng)排放口排放量較小時,噴口射流流速較低;鴨嘴閥的出口面積隨排放量的增加而增大。因而,在排放量較小時,其射流流速增加很快,當(dāng)流量增大到一定值時,射流速度的增加與流量的增加趨向于線性關(guān)系。為同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的射流速度隨排放量增加而變化的比較圖,裝設(shè)鴨嘴閥后的射流速度明顯高于固定噴口的射流速度,在排放量較低的情況下,裝設(shè)鴨嘴閥的排放口仍能有較高的射流速度。 (2)防止海水和泥沙入侵是鴨嘴閥的主要性能之一。海水與排放的污水存在一定的密度差,當(dāng)污水排放量較小時,傳統(tǒng)排放口擴散器由于噴口射流速度減小,此密度差將會引起海水入侵擴散器,并將海底環(huán)境泥沙帶入擴散器。而鴨嘴閥出口隨出流量的變化而變化,排放量為零時閉合,而且在排放量較低的情況下能維持較高的射流速度,因此防止了海水和環(huán)境泥沙的入侵。 (3)有利于排放管沖洗。在排放口初次運行或停止使用一段時間后使用時,擴散器內(nèi)充滿了海水,對傳統(tǒng)排放管來講,當(dāng)污水沖洗流量逐漸增加時,污水一般是先從近岸很好根上升管排出,遠岸上升管則會發(fā)生海水倒灌而形成擴散器內(nèi)的海水循環(huán)現(xiàn)象;只有當(dāng)污水排放量達到一定的值時,上升管才逐漸開始全部排放污水,并清除擴散器管內(nèi)海水[4]。當(dāng)排放管上裝設(shè)鴨嘴閥時,同樣條件下排放量很小時,污水便能從所有上升管排出,隨排放量的逐漸增加,管底的海水逐漸被卷吸排出。 (4)在一定的條件下,可獲得更高的稀釋度。對相同環(huán)境條件單噴口擴散器進行模型試驗發(fā)現(xiàn),在同向水流中水平射流情況下,裝設(shè)鴨嘴閥比裝設(shè)固定噴口能獲得更高的污水稀釋度。 (5)不腐蝕。對于不常使用的排放口(如緊急排放口)來說,在噴口上裝設(shè)活動拍門或其它防止回流設(shè)施是必要的。但是,金屬構(gòu)件長期淹沒在海水中,易產(chǎn)生銹蝕和海洋生物繁殖現(xiàn)象,使排放口不能正常運行,給維護帶來不便。鴨嘴閥是由橡膠特殊處理加工而成,避免了銹蝕的威脅。
1.2 缺點 (1)增加工程造價。因為鴨嘴閥加工工藝復(fù)雜,目前世界上只有少數(shù)廠家能夠生產(chǎn)合乎使用要求的產(chǎn)品,并根據(jù)具體工程而定制,因此售價昂貴。 (2)增加擴散器水頭損失。同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的水頭損失。裝設(shè)鴨嘴閥后的水頭損失基本上是裝設(shè)固定噴口的2倍,這樣增大了排放口的能耗,增加了常年運行費用。
綜上所述,本工程按原設(shè)計方案使用鴨嘴閥弊大于利,可考慮采用多噴口噴頭取而代之。即使使用鴨嘴閥,也應(yīng)進一步調(diào)整原設(shè)計中的鴨嘴閥方案,如增加鴨嘴閥的數(shù)量及將鴨嘴閥出流方向改為水平等,以充分利用鴨嘴閥的優(yōu)點。
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