用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器，包括主管，所述主管上均布有多個上升管，所述上升管的間隔為8～10m；所述上升管與所述主管連通，所述上升管上至少設有2個噴射管，所述噴射管的一端與所述上升管連通，所述噴射管的另一端為出流噴口，其特征在于，所述主管由多段不同管徑的管段連接而成；所述出流噴口的射流角為15～25°。本實用新型專利技術擴散器既能保證污水與海水的充分混合，也能避免污水的過快升頂積聚，是港口或沿海地區(qū)實施污水深海排放的重要技術保障。同時具有較佳的污水出流的水力效果，從而保證污水排海工程的高效運行，減小污水對海洋環(huán)境的影響，降低相關的環(huán)保措施費用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器
本技術涉及一種用于污水深海排放工程的終端設施，尤其涉及一種用于污水 深海排放的多噴口大射流角度擴散器。
技術介紹
污水深海排放是在嚴格控制排污混合區(qū)的位置和范圍，符合排放水域的水質(zhì)目標 要求，不影響周圍水域使用功能和生態(tài)平衡的前提下，選定合適的排污口位置，選取設計合 理、運行可靠的污水排放方式，采取科學的工程系統(tǒng)措施，合理利用海域的凈化能力，處置 污水的一種工程技術措施。即污水經(jīng)過規(guī)定要求的預處理后，通過鋪設于海底很長的放流 管，離岸輸送到一定的水下深度，再利用有相當長度、具備特殊構造的多孔擴散器，使污水 與周圍水體迅速混合，在盡可能小的范圍內(nèi)高度稀釋，達到要求的標準，無嚴格控制要求和 自由亂排及無完整水下工程的岸邊排放，都不是科學的污水海洋處置，不利于海洋資源的 合理開發(fā)利用。而多孔擴散器作為整體污水排海工程的終端設施，是現(xiàn)代沿海城市污水排海工程 中的重要組成部分，是有別于早期污水排海工程的主要特征，也是實現(xiàn)海洋環(huán)境保護的重 要設施。在污水排海工程中，多孔擴散器的主要作用是通過它可以將污水均勻分散地排放 到海洋環(huán)境水體中去，因此擴散器可提供給污水極大的初始稀釋，能夠?qū)Ｑ笊鷳B(tài)及水質(zhì) 起到明顯的保護作用。從目前已投入運行的污水排海工程來看，良好的多孔擴散器水力及 結構設計，已成為污水排海工程成功的關鍵因素。對于整體污水海洋處置而言，終端擴散器是影響污水稀釋擴散效果、保護海洋環(huán) 境的重要環(huán)節(jié)，直接體現(xiàn)污水深海排放工程的價值。擴散器的主要結構由主管、上升管以及 出流噴口組成，其中主管主要用于承擔污水的正常流動，上升管一般接于主管之上，用于疏 導污水的出流位置，終端噴口則用于污水的出流。目前對于擴散器的設計研究主要集中于 其主管的結構型式，例如美國加利福尼亞的奧諾腓排海工程擴散器采用的為上升管單噴口 結構；澳大利亞的North Head排海工程采用I型結構擴散器；Malabar污水海洋處置工程 采用L型結構。此外我國的研究人員也對擴散器的結構型式進行了大量研究，如嚴忠民等 人結合我國河道排放的發(fā)展方向，研究了多孔擴散器在有限水深且有限寬度水域水平潛沒 排放的近區(qū)摻混稀釋特性，得到近區(qū)稀釋度變化的影響規(guī)律，為排放工作研究和設計提供 了可靠的依據(jù)；王超等從航運、施工、管理及水生生物回游等角度出發(fā)，提出采用多孔T型 擴散器排放污水，根據(jù)多孔射流發(fā)展規(guī)律，分析了 T型擴散器排放近區(qū)流態(tài)特性，并通過數(shù) 學模型計算，預報型擴散器排放近區(qū)軸線流速，濃度及稀釋度的沿程變化規(guī)律，得出了相對 動量和擴散器長度是影響污染物橫向擴散的主要因素。可以看出，目前大多污水終端擴散 器的結構型式還是以主管的變化為主，對噴口射流角度的設計研究較少。所謂射流角，即污 水出流傾角與海水水平角的夾角，射流角度是影響污水近區(qū)稀釋的重要因素之一，但目前 還沒有一個完整的計算模式。現(xiàn)有的擴散器主要以射流角度O度為主，也就是污水出流角 度與海平面保持平行，這種角度設計雖然能夠避免污水過早升頂，但是根據(jù)工程實例可知，射流角度越大，射流射出后，由于水力繞流阻力的作用，射流慢慢彎曲，同時與橫流慢慢交 混，其寬度越來越大，污水混合效果越好。但過大的射流角度也會使污水過快升頂，使得污 水云團來不及擴散，與周圍環(huán)境水體接觸較小，得不到充分的稀釋擴散，反而使稀釋擴散較差。
技術實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術，本技術提供一種用于污水深海排放的多噴口大射流角度 擴散器。不但具有良好的污水出流的稀釋擴散效果，其污水出流的水力效果也較佳，從而保 證污水排海工程的高效運行，減小污水對海洋環(huán)境的影響，降低相關的環(huán)保措施費用。為了解決上述技術問題，本技術用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散 器予以實現(xiàn)的技術方案是包括主管，所述主管上均布有多個上升管，所述上升管與所述主 管連通，所述上升管上至少設有2個噴射管，所述噴射管的一端與所述上升管連通，所述噴 射管的另一端為出流噴口，所述主管由多段不同管徑的管段連接而成；所述出流噴口的射 流角為15 25°。進一步講，本技術用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器，其中，所述 出流噴口的射流角為20° ;所述上升管的間隔為8 IOm ;每個上升管上的噴射管為2 4 個。與現(xiàn)有技術相比，本技術的有益效果是由于本技術針對擴散器的噴口射流角度進行改良，將射流角度設計為15 25度，既能保證污水與海水的充分混合，也能避免污水的過快升頂積聚，是港口或沿海地區(qū) 實施污水深海排放的重要技術保障。同時具有較佳的污水出流的水力效果，從而保證污水 排海工程的高效運行，減小污水對海洋環(huán)境的影響，降低相關的環(huán)保措施費用。附圖說明圖1是本技術用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器的結構示意圖；圖2是圖1主管A-A位置剖視圖；圖3是本技術擴散器工作狀態(tài)示意圖。圖中1-主管，2-上升管，3-噴射管，4-出流噴口。具體實施方式下面結合具體實施方式對本技術作進一步詳細地描述。如圖1和圖2所示，本技術用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器，包 括主管1、上升管2、噴射管3和出流噴口 4，其中主管I主要用于承擔污水的正常流動，上 升管2 —般接于主管I之上，用于疏導污水的出流位置，出流噴口 4則用于污水的出流。所 述主管I由多段不同管徑的管段連接而成，實際應用中，所述主管I的一端與污水排放設施 的放流管連接，所述主管I可以由三段不同管徑的管段連接而成，所述主管I自放流管連接 端至另一端三段管段之間長度比為6 8:1 2. 5:1 ;三段管段之間的管徑之比為2. 4 2. 7 :1. 4 1. 6 :1 ;所述主管I上均布有多個上升管2，按照主管I長度的不同，所述上升 管的間隔為8 10m，所述上升管2與所述主管I連通，所述上升管2上至少設有2個噴射管3，每個上升管上的噴射管優(yōu)選為2 4個，所述噴射管3的一端與所述上升管2連通， 所述噴射管3的另一端為出流噴口 4，所述出流噴口的射流角為15 25°，該射流角優(yōu)選 為20° ;所述出流噴口的水平方位角(與環(huán)境水流方向之間的夾角)為O 90°，該水平 方位角優(yōu)選為90°即污水出流的水平角度與環(huán)境水流方向垂直。本技術擴散器實施例的結構如圖1和圖2所示，其結構尺寸如表I所示。表I擴散器主管長度154m上升管間距8. Om上升管數(shù)量20支噴射管的數(shù)量2個水平方位角90。射流角度15 25。主管各管段長度11 段=92. 5m，12 段=47m，13 段=12. 5m主管各管段管徑Rl=780mm, R2=500mm, R3=300mm射流角度是影響污水近區(qū)稀釋的重要因素之一。縱向擴散形狀與射流角度有關， 射流與垂線角度越大，射流射出后，由于水力繞流阻力的作用，射流慢慢彎曲，在此同時，射 流與橫流慢慢交混，其寬度越來越大。試驗表明，當射流角度為10°時，由于水平方位角為10°，一些污水云團由于受 到水流夾帶，漂移距離過長，影響其稀釋擴散。當射流角度為30°時，雖然污水稀釋擴散效果滿足要求，但是在試驗過程中發(fā)現(xiàn)， 污水上升到水面的時間較短，容易在水面形成污水場，影響其稀釋擴散。因此30°的射流角 度已經(jīng)過大，會對污水的稀釋擴散產(chǎn)生本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器，包括主管，所述主管上均布有多個上升管，所述上升管與所述主管連通，所述上升管上至少設有2個噴射管，所述噴射管的一端與所述上升管連通，所述噴射管的另一端為出流噴口，其特征在于，所述主管由多段不同管徑的管段連接而成；所述出流噴口的射流角為15~25°。

【技術特征摘要】
1.一種用于污水深海排放的多噴口大射流角度擴散器，包括主管，所述主管上均布有多個上升管，所述上升管與所述主管連通，所述上升管上至少設有2個噴射管，所述噴射管的一端與所述上升管連通，所述噴射管的另一端為出流噴口，其特征在于，所述主管由多段不同管徑的管段連接而成；所述出流噴口的射流角為15 25°。2.根據(jù)權利...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：白景峰，于航，王心海，趙宏鑫，陳瑤泓伶，井亮，何澤慧，張春意，
申請(專利權)人：交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津水運工程勘察設計院，
類型：實用新型
國別省市：