反應絮凝池及斜管沉淀池計算

1、反應絮凝池及斜管沉淀池計算 1、柵條絮凝池設計計算 1.1 、柵條絮凝池設計 通過前面的論述確定采用柵條絮凝池。柵條絮凝池是應用紊流理論的絮凝 池，網(wǎng)格絮凝池的平面布置由多格豎井串聯(lián)而成。 絮凝池分成許多面積相等的方 格，進水水流順序從一格流向下一格，上下接錯流動，直至出口，在全池三分之 二的分格內(nèi)，水平放置柵條，通過柵條的孔隙時，水流收縮，過孔后水流擴大， 形成良好的絮凝條件。 1.1.1 網(wǎng)格絮凝池設計要求： （ 1）絮凝時間一般為 10-15min 。 （2）絮凝池分格大小，按豎向流速確定。 （ 3）絮凝池分格數(shù)按絮凝時間計算， 多數(shù)分成 8-18 格，可大致按分格數(shù)均勻成 3段，其中前

2、段3-5min，中段3-5min，未段4-5min。 （4） 柵條數(shù)前段較多，中段較少，未段可不放。但前段總數(shù)宜在16層以上，中 段在8層以上，上下兩層間距為60-70 cm。 （5）每格的豎向流速，前段和中段 0.12-0.14m/s ，未段 0.22-0.25m/s 。 （6）柵條的外框尺寸加安裝間隙等于每格池的凈尺寸。前段柵條縫隙為50伽, 中段為80伽。 （ 7）各格之間的過水孔洞應上下交錯布置，孔洞計算流速：前段0.3-0.2 m/s， 中段0.2-0.15 m/s,末段0.14-0.1 m/s,各過水孔面積從前段向末段逐步增大。 所有過水孔須經(jīng)常處于淹沒狀態(tài)。 8）柵孔流速,前段

3、0.25-0.3 m/s ,中段 0.22-0.25 m/s （9） 一般排泥可用長度小于5m直徑150-200mm勺穿孔排泥管或單斗底排泥, 采用快開排泥閥。 1.1.2網(wǎng)格絮凝池計算公式 （1） 池體積 QT3、 (3.1) V (m ) 60 式中: V 池體積（m3）； Q 流量（m/h）； T絮凝時間（min） （2） 池面積 A V / 2、 () (3.2) H1 式中: A池面積（川）; H1有效水深（m） （3） 池高 H H, 0.3 m (3.3 ) （4）分格面積 f Q V0 (3.4 ) 式中：f分格面積； v0豎井流速（m/s） （5）分格數(shù) (3.5) 式中：n

4、分格格數(shù); （6）豎井之間孔洞尺寸 A2 V2( m2) （3.6） 式中: A 豎井之間孔洞尺寸（卅 ）； V2 -一各段過網(wǎng)格水頭損失（ m/s) (7) 總水頭損失 hh1 h2 （m （3.7） d 2 V1 12g (m （3.8） h2 2 V2 22g （3.9） 式中：h總水頭損失（m ； hi每層網(wǎng)格水頭損失（m h2每個孔洞水頭損失（m Vi各段過網(wǎng)流速（m/s） V2各段孔洞流速（m/s） 1 網(wǎng)格阻力系數(shù)，前段取1.0，中段取0.9 2 孔洞阻力系數(shù)，可取3.0 1.1.3網(wǎng)格絮凝池設計計算 因為設計流量0.182m3 /s，流量比較小，只需采用一個反應池，設絮凝時 間

5、10min,得絮凝池的有效容積為： V =0.182 X 10X 60=109.2 m3 設平均水深為3.0m，得池的面積為: 豎井流速取為0.12 m/s , 設每格為方形，邊長采用 A 109236.4 m3 3.0 得單格面積: 遊 1.5m2 0.12 1.23m,因此每格面積1.5卅，由此得分格數(shù)為: n 空 24.3 1.5 為配合沉淀尺寸采用25格 實際絮凝時間為: 1.23 1.23 3.0 25 0.182 623s 10.4min 池的平均有效水深為3.0m，取超過0.45m,泥斗深度0.65m,得池的總高度 為： H 3.0 0.45 0.65 4.10m 過水洞流速按進

6、口 0.3 m/s遞減到出口 0.1 m/s計算，得各過水孔洞的尺寸見表: 表1.1過水孔洞的尺寸 分格編號 1 2 3 4 5 6 7 孔洞 0.49 0.49 X1 0.55 X1 0.60 X1 0.65 X1 0.70 X1 0.74 X1 咼 X 寬 X 1.2 .23 .23 .23 .23 .23 .23 (m 3 分格編號 8 9 10 11 12 13 14 孔洞 0.74 0.74 X1 0.80 X1 0.85 X1 0.90 X1 0.95 X1 0.95 X1 咼 X 寬 X 1.2 .23 .23 .23 .23 .23 .23 (m 3 分格編號 15 16 17

7、 18 19 20 21 孔洞 1.00 1.15 X1 1.21 X1 1.28 X1 1.39 X1 1.47 X1 0.74 X1 咼 X 寬 X 1.2 .23 .23 .23 .23 .23 .23 (m 3 分格 22 孔洞咼x 寬(m 0.37 X 1.2 3 圖1.1網(wǎng)格絮凝池布置圖 絮凝池布置中，圖中已表示從進口到出口各格的水流方向，“上”、“下” 表示隔墻上的開孔位置，上孔上緣在最高水位以下，下孔下緣與排泥槽口齊平。 編號1-7格中每格安裝3層網(wǎng)格，8-15格中每格安裝1層網(wǎng)格，后階段不需要 安裝網(wǎng)格，上下間距為 60cm網(wǎng)格絮凝池水頭損失由水流通過兩豎井間孔洞損 失和每層

8、網(wǎng)格水頭損失組成，即 hih2 式中hi水流通過網(wǎng)格水頭損失，m h2 水流通過豎井間孔洞水頭損失，m 水流通過豎井間孔洞水頭損失表1.2 網(wǎng)格編號 1 2 3 4 5 6 7 8 ( m 0.014 0.014 0.011 0.009 0.007 0.006 0.006 0.006 0 0 0 0 9 8 1 1 網(wǎng)格編號 9 10 11 12 13 14 15 16 ( m 0.006 0.005 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 0.002 1 2 6 1 7 7 4 5 網(wǎng)格編號 17 18 19 20 21 22 ( m 0.002 0.002 0.001

9、0.001 0.001 0.001 3 1 7 5 5 5 h2 =0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m hl =0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051 m hl =0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m 1-7網(wǎng)格為前段，網(wǎng)柵空隙實際面積為 0.65卅，前段柵條縫隙為50伽， 空隙寬為水過網(wǎng)孔流速為0.28m/s ;8-15網(wǎng)格為中段，網(wǎng)柵空隙實際面積為0.76 卅，水過

10、網(wǎng)孔流速為0.24m/s，前段網(wǎng)格孔水頭損失： 1亦卷 0.004m 中段網(wǎng)格孔水頭損失: h2 前段水頭損失: hi 停留時間: 水溫20 C : Gi hi t1 中段水頭損失: h2 h1 停留時間: G2 后段水頭損失: 停留時間: G3 2 V1 2g h2 t1 h2 t2 0.9 0.0688 T 25 9.8 0.0026m 0.004 21 174.72s 1000 0.1528 .1.029 10 4 174.72 0.03051 0.0026 8 25 T 199.68s 0.1528m 92s 1 0.05131m h2 :t2 hs t3 1000 0.05131 .

11、1.029 10 4 199.68 50s 1 h2 0.0176m T t1 t2 249.6s 1000 0.01 1.029 10 4 249.6 22s 1 網(wǎng)格絮凝池主要設計參數(shù)規(guī)定前段速度梯度 70-100 s1，中段速度梯度 40-50 s 1，末段速度梯度10-20 s 1。通過上述的計算，每階段速度梯度符合設計 的要求。 排泥管的直徑一般為150-200mm則排泥管直徑采用150mnt勺排泥管 圖1.2 網(wǎng)格絮凝 池的平面 圖與剖面 圖 2、(上向)斜管沉淀池的設計與計算 斜管沉淀池，是一種在沉淀池內(nèi)裝置許多間隔較小的平行直徑較小的平行傾 斜管的沉淀池。 特點是沉淀效率高、

12、池子容積小和占底面積少。 從平流式沉淀池 內(nèi)顆粒沉降過程分析和理想沉淀原理可知， 懸浮顆粒的沉淀去除率僅于沉淀面積 有關，而與池深無關。在沉淀池容積一定的條件下，池深越淺，沉淀面積越大， 懸浮顆粒去除率越高。 2.1 斜管沉淀池設計要點 (1) 斜管斷面一般采用蜂窩六角形或山形，其內(nèi)徑或邊距d 一般采用 25-35mm。 (2) 斜管長度一般為800-1000mm左右，可根據(jù)水力計算結合斜管材料決定。 ( 3)斜管的水平傾角 常采用 60。 (4) 斜管上部的清水區(qū)高度，不宜小于1.0m，較高的清水區(qū)有助于出水均勻和 減少日照影響及藻類繁殖。 (5) 斜管下布水區(qū)高度不宜小于1.5m。為使布水

13、均勻，在沉淀池進口處應設穿 孔墻或格柵等整流措施。 ( 6)積泥區(qū)高度應根據(jù)沉泥量、沉泥濃縮程度和排泥方式等確定，排泥設備同 平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或機械排泥等。 ( 7)斜管沉淀池采用側面進水時，斜管傾斜以反向進水為宜。 ( 8)斜管沉淀池的出水系統(tǒng)應使池子的出水均勻，其布置與一般澄清池相同， 可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。 2.2 斜管沉淀池設計計算 ( 1 )設計數(shù)據(jù)選用 表面負荷取q=10n3 /（川.h），清水區(qū)上升流速即為v =o.oo278m/s,斜管材 料選用厚0.4mm塑料板熱壓成正六邊形管，內(nèi)切圓直徑d=30mm長1000mm水平 傾角60。 （2）計算與設計

14、清水區(qū)面積 . Q 656.25 心 cc 2八 A =65.63 m2（4.1） q 10 取斜管沉淀池平面尺寸5.5 X 12=66 m,進水區(qū)布置在12m長邊一側，在5.5m 短邊中扣除1000X cos60 =500 mm無效長度，并考慮斜管結構系數(shù) 1.03，則凈 出口面積為： “5.5 120.5 12 A - 1.03 58.25m3 斜管出口水流實際上升流速為: 3 0.1823m /s (4.2) 2 58.25m 0.00313m/ s 3.13mm/ s 斜管內(nèi)軸向流速為: 3.13 sin 600 3.61mm/ s (4.3) 取清水區(qū)高度1.20m，超高0.30m。

15、 斜管區(qū)高 1000X sin60 =866mm=0.87m 取配水區(qū)高1.50m，下部穿孔排泥管處斜槽高0.80m。 斜管沉淀池高度：H=0.30+1.20+0.87+1.50+0.80=4.67m。 (4.4 (3) 復核 雷諾數(shù)Re值: 水力半徑: 307.5mm 0.75cm (4.5) 2 當水溫t=20。時，水的運動黏度v O.OSm /s則 Re Rvo v 0.75 0.361 0.01 27.08 (4.6) 弗勞德數(shù)Fr值 Fr 2 V。 Rg 0.361 0.75 981 (4.7) 1.77 10 斜管沉淀時間 277s4.62 min 3.61 (4.8) (4) 進

16、水區(qū) 從網(wǎng)格絮凝池到沉淀池, 盡量減小紊流區(qū)域, 不使絮凝體破碎，進水區(qū)的布 置是沉淀池設計的重要環(huán)節(jié) 進水區(qū)通常采用穿孔墻的形式，將水流分布于沉淀 池整個斷面，進水區(qū)設計首先考慮絮凝體的破碎影響， 按絮凝池末端流速作為過 孔流速設計穿孔墻過水面積，且池底積泥面上0.3至池底范圍內(nèi)不設進水孔?？?慮到施工方便，進水孔可設計成(50-150) mM( 50-150) mm方孔。設計流速 為0.1m/s，以絮凝池末端流速為設計流速。則穿孔墻的總面積: 0.1823 0.1 =1.823m3 (4.9) 單個穿孔墻尺寸: 100mrK 100mm 共設計 n 1.823 =182.3 180 0.01 斜管進水區(qū)域的高度為1.5m,貝快十五行，每行開12個孔 (5)出水區(qū) 采用穿孔集水管，間距1.0m，共12支管， 每支管的流量： q 集水管的直徑采用 每個孔流量： q 0.62 集水槽開孔個數(shù)： 上% 34個 4.4 10 4 按孔口間距=160m設計，集水管至池口的距離