斜管沉淀池計(jì)算例題

1、3.3 沉淀 介紹給水處理的沉淀工藝是指在重力作用下，懸浮固體從水中分離的過(guò)程，原水經(jīng)過(guò)投藥，混合與反應(yīng)過(guò)程，水中懸浮物存在形式變?yōu)檩^大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來(lái)，以完成澄清的作用，混凝沉淀后出水濁度一般在10 度以下。（1）沉淀池類型的選擇本設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是根據(jù)淺池理論發(fā)展而來(lái)的，是一種在沉淀池內(nèi)裝置許多直徑較小的平行的傾斜管的沉淀池。斜管沉淀池的特點(diǎn)：沉淀效率高，池子容積小和占地面積??；斜管沉淀池沉淀時(shí)間短，故在運(yùn)行中遇到水質(zhì)、水量的變化時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)管理， 以保證達(dá)到要求的水質(zhì)。從改善沉淀池水力條件的角度分析，由于斜管的放入，沉淀池水力半徑大大減小，從而使雷諾數(shù)大為降

2、低，而弗勞德數(shù)則大大提高，因此，斜管沉淀池也滿足水流的穩(wěn)定性和層流的要求。從而提高沉淀效果。（2）斜管沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用兩組沉淀池，水流用上向流。異向流斜管沉淀池宜用于渾濁度長(zhǎng)期低于1000 度的原水。斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷，應(yīng)按相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定，一般可采用9.011.0。斜管設(shè)計(jì)一般可采用下列數(shù)據(jù)：管徑為2535 毫米；斜長(zhǎng)為1.0 米；傾角為60°。斜管沉淀池的清水區(qū)保護(hù)高度一般不宜小于1.0 米；底部配水區(qū)高度不宜小于1.5 米。 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)處理水量Q0.425 m/s，斜管沉淀池與反應(yīng)池合建，池有效寬度B8.8m，混凝處理后顆粒沉降速度u0.4mm/s

3、，清水區(qū)上升速度v3.0mm/s，采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管，管厚0.4mm，邊距d30mm，水平傾角60度。采用后傾式，以利于均勻配水。斜管長(zhǎng)1m，管徑一般為2535mm（即管的內(nèi)切圓直徑），取為30mm。（2）清水面積AQ/v0.425/0.003142m其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按照5計(jì)算，人孔所占面積為1 m，則：實(shí)際清水區(qū)所需面積為：A142×1.051149.75m，進(jìn)水方式：進(jìn)水區(qū)沿8.8m長(zhǎng)的一邊布置。為了配水均勻設(shè)計(jì)尺寸：B×L8.8m×14.3m（3）斜管長(zhǎng)度L斜管內(nèi)水流速度vv/sin60°3.0/0.8663.5mm/s，L（1.33&

4、#215;v-0.35×sin60°）d/（u×cos60°） （1.33×3.5-0.35×0.866）×30/（0.35×0.5） 746mm考慮到管端紊流，積泥等因素，過(guò)渡區(qū)采用200mm，斜管總長(zhǎng)為以上兩者之和，取946mm，按照1000mm計(jì)。（4）沉淀池高度清水區(qū)高1.2m，布水區(qū)高1.5m，斜管高1000×sin60°0.87m，穿孔排泥斗槽高0.8m，超高0.3m，池子總高H 0.3+1.2+1.5+0.87+0.84.7m。斜管安裝長(zhǎng)度=L×cos60°1&

5、#215;0.50.5m（5）沉淀池進(jìn)口穿孔花墻穿孔墻上的孔洞流速v采用v0.15 m/s，洞口的總面積：AQ/ v0.425/0.152.8 m，每個(gè)洞口尺寸定為15cm×8cm，則洞口數(shù)為：2.8/（0.15×0.08）240孔。穿孔墻布于布水區(qū)1.5m的范圍內(nèi)，孔共分為4層，每層60個(gè)。（6）集水系統(tǒng)采用兩側(cè)淹沒(méi)孔口集水槽集水。中間設(shè)1條集水渠，沿池長(zhǎng)方向兩邊各布置10條穿孔集水槽，為施工方便槽底平坡，集水槽中心距：LL/n14.3/101.43m，每條集水槽長(zhǎng)（8.8-0.6）/24.1m，每槽集水量q0.425/（10×2）0.02125 m/s，考慮池

6、子的超載系數(shù)為20，故槽中流量q1.2q1.2×0.021250.0255 m/s集水槽雙側(cè)開(kāi)孔，孔徑d25mm，又quf，則：孔數(shù)nQ/q45.55，取n46個(gè)，每邊23個(gè)孔眼?？拙啵?.18m，孔眼從中心向兩邊排列。集水槽寬b0.9Q0.9×（0.0255）0.207m，為便于施工取為0.2m起點(diǎn)槽中水深H0.75b0.75×0.20.15m終點(diǎn)槽中水深H=1.25b1.25×0.20.25m淹沒(méi)深度取12cm，跌落高度取5cm，超高0.15m槽的高度HH0.120.050.150.57m（7）集水渠集水渠：集水渠的流量為0.425m/s，假定集水渠

7、起端的水流截面為正方形，則渠寬度為：b0.9×（0.425）0.64m。起端水深0.66m，考慮到集水槽的水流進(jìn)入集水渠時(shí)應(yīng)自由跌水，跌落高度取0.08m，即集水槽底應(yīng)高于集水渠起端水面0.08m，同時(shí)考慮到集水槽頂與集水渠相平，則集水渠的總高度為：H0.66+0.08+0.541.28m出水管流速v1.2m/s，則直徑為：D（0.425×4/1.2）672mm，取D700mm。（8）沉淀池的排泥采用穿孔排泥管，穿孔排泥管橫向布置，沿與水流垂直方向共設(shè)10根，單側(cè)排泥至集泥渠，集泥渠尺寸L×B×H25.7m ×1.0m×2.5m，孔眼

8、采用等距布置，穿孔管長(zhǎng)11m，首末端集泥比為0.5，查得K0.72，取孔徑d25mm，孔口面積f4.9×10-4，取孔距s0.4m，孔眼數(shù)目：mL/s-111/0.4-127個(gè)?？籽劭偯娣e：w27×4.9×10-40.01323m，穿孔管斷面面積為：ww/0.01323/0.720.0184 m，穿孔管直徑為：D(4×0.0184/) =0.153m。取直徑為200mm，孔眼向下與中垂線成45度角，并排排列，采用啟動(dòng)快開(kāi)式排泥閥。（9）復(fù)算管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時(shí)間Re=R v /式中:R水力半徑,Rd/4=30/47.5mm0.75cmv管內(nèi)流速vv/sin

9、60°3.0/0.8663.5mm/s，運(yùn)動(dòng)粘度0.01cm2/s(t20)Re(0.75×0.35)/0.0126.25100所以水流在沉淀池內(nèi)是層流狀態(tài)沉淀時(shí)間：T=L/ v 1000/3.5285s4.75min符合沉淀時(shí)間一般為25min 之間的要求。第四節(jié) 平流沉淀池的設(shè)計(jì)：1.計(jì)算水量Q=300000m3/d=12500m3/h=3.472 m3/s，沉淀時(shí)間t=2h，面積負(fù)荷u0=40m3/（m2.d），沉淀池個(gè)數(shù) n=6個(gè)。2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池容積WW=Qt=125002=25000m3（2）單池容積WW1=m3（3）單池池面積FF=m2（4）池深Hm（5）

10、池長(zhǎng)L水平流速取v=10mm/s，則池長(zhǎng)L=3.6vt=3.6102=72m（6）池寬BB1=m采用17.8m。沉淀池的池壁厚采用300mm，則沉淀池寬度為18.4m,與絮凝池吻合。（7）校核長(zhǎng)寬比（8）校核長(zhǎng)深比（9）進(jìn)水穿孔花墻設(shè)計(jì)沉淀池進(jìn)口處用磚砌穿孔墻布水，墻長(zhǎng)17.8m，超高取0.3m，積泥高度取0.1m，則墻高3.73m.穿孔花墻孔洞總面積A孔洞處流速采用v0=0.24m/s，則A=m2孔洞個(gè)數(shù)N孔洞采用矩形，尺寸為15cm18cm，則N=個(gè)。 則孔洞實(shí)際流速為：m/s孔洞布置1.孔孔布置成6排，每排孔洞數(shù)為906=15個(gè)2.水平方向孔洞間凈距取1m,即4塊磚的長(zhǎng)度，則所占的寬度為

11、：0.1815+115=17.7m，剩余寬度17.8-17.6=0.2m，均分在各灰縫中。3.垂直方向孔洞凈距取0.378m，即6塊磚厚。最上一排孔洞的淹沒(méi)水深為162mm，則孔洞的分布高度為：H=60.15+60.378+162=3.33mm（10）出水渠采用矩形薄壁堰出水堰上溢流負(fù)荷q0=300/d.m則溢流長(zhǎng)度 l=150m出水支渠采用20條，則Q1=m/s則渠寬為B1=0.9=0.235m每條出水渠長(zhǎng)度l0=m每條出水渠寬度B0=m出水總渠寬為B2 =0.9=1.48m出水渠起端水深為：m保護(hù)高取0.3m，渠道高度為0.5m。（11）排泥設(shè)施采用機(jī)械排泥。排泥設(shè)施采用SXH型多口虹吸式吸泥機(jī)。排泥水位差3.3m.軌距l(xiāng)=18400mm.管間距采用1.5m，虹吸管管徑取d=75mm。扁口吸泥口采用2