排海工程中使用鴨嘴閥的利與弊
1 優點
(1)維持較高的射流速度。裝設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。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境泥沙的入侵。
(3)有利于排放管沖洗。當排放管上裝設鴨嘴閥時,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。
(5)不腐蝕。對于不常使用的排放口(如緊急排放口)來說,鴨嘴閥是由橡膠特殊處理加工而成,避免了銹蝕的威脅。
2 缺點
(1)增加工程造價。因為鴨嘴閥加工工藝復雜,目前世界上只有少數廠家能夠生產合乎使用要求的產品,并根據具體工程而定制,因此售價昂貴。
(2)增加擴散器水頭損失。裝設鴨嘴閥后的水頭損失基本上是裝設固定噴口的2倍,這樣增大了排放口的能耗,增加了常年運行費用。
3 鴨嘴閥在排海工程中的適用條件 對排海工程中應用鴨嘴閥,應根據具體工程特點,通過分析確定。綜合國內外研究及同濟大學多年的模型試驗成果,認為海水、環境泥沙入侵及沖洗困難常出現在下述條件下:
(1) 海水與排放污水的密度差較大;
(2) 上升管高度較大;
(3) 出流密度弗勞德數較小。對于污水與海水的密度差較小、上升管高度較低的排海工程,只要設計合理并能長期正常運行,一般不會發生海水及環境泥沙入侵現象,沖洗也不存在問題。
綜合上述分析,考慮工程造價和長期運行費用因素,排海工程中鴨嘴閥的適用條件為:
(1)污水與海水的密度差較大的深水排放口,且上升管高度較高;
(2)不經常運行的排放口,如緊急排放口。