反應(yīng)絮凝池及斜管沉淀池計(jì)算

1、反應(yīng)絮凝池及斜管沉淀池計(jì)算1、柵條絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算1.1、柵條絮凝池設(shè)計(jì)通過(guò)前面的論述確定采用柵條絮凝池。柵條絮凝池是應(yīng)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(jìn)水水流順序從一格流向下一格，上下接錯(cuò)流動(dòng)，直至出口，在全池三分之二的分格內(nèi)，水平放置柵條，通過(guò)柵條的孔隙時(shí)，水流收縮，過(guò)孔后水流擴(kuò)大，形成良好的絮凝條件。1.1.1網(wǎng)格絮凝池設(shè)計(jì)要求：（1）絮凝時(shí)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(shí)間計(jì)算，多數(shù)分成8-18格，可大致按分格數(shù)均勻成3段，其中前段3-5min，中段3-5min，未段4-5

2、min。（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。（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，中段為80。（7）各格之間的過(guò)水孔洞應(yīng)上下交錯(cuò)布置，孔洞計(jì)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(guò)水孔面積從前段向末段逐步增大。所有過(guò)水孔須經(jīng)常處于淹沒(méi)狀態(tài)。（8）柵孔流速，前段0.25-0.3 m/s ，中段0.22-0.25 m/s。（9）一般排泥可用長(zhǎng)度小

3、于5m，直徑150-200mm的穿孔排泥管或單斗底排泥，采用快開(kāi)排泥閥。1.1.2網(wǎng)格絮凝池計(jì)算公式（1）池體積 ( m3) (3.1) 式中：池體積( m3)； Q流量（m3/h）；T絮凝時(shí)間(min)（2）池面積 （） (3.2)式中：A池面積（）； 有效水深(m) （3）池高 (3.3)（4）分格面積 (3.4) 式中：分格面積；豎井流速（m/s）（5）分格數(shù) (3.5)式中：分格格數(shù)；（6）豎井之間孔洞尺寸 （） (3.6)式中：豎井之間孔洞尺寸（）；各段過(guò)網(wǎng)格水頭損失（m/s）（7）總水頭損失（m） (3.7) （m） (3.8) （m） (3.9)式中：總水頭損失（m）； 每層網(wǎng)格

4、水頭損失（m）每個(gè)孔洞水頭損失（m）各段過(guò)網(wǎng)流速（m/s）各段孔洞流速（m/s）網(wǎng)格阻力系數(shù)，前段取1.0，中段取0.9孔洞阻力系數(shù)，可取3.01.1.3網(wǎng)格絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樵O(shè)計(jì)流量0.182m/s，流量比較小，只需采用一個(gè)反應(yīng)池，設(shè)絮凝時(shí)間10min,得絮凝池的有效容積為：=0.1821060=109.2 m 設(shè)平均水深為3.0m，得池的面積為： 豎井流速取為0.12 m/s，得單格面積： 設(shè)每格為方形，邊長(zhǎng)采用1.23m，因此每格面積1.5，由此得分格數(shù)為：為配合沉淀尺寸采用25格 實(shí)際絮凝時(shí)間為： 池的平均有效水深為3.0m，取超過(guò)0.45m，泥斗深度0.65m，得池的總高度為：過(guò)水

5、洞流速按進(jìn)口0.3 m/s遞減到出口0.1 m/s計(jì)算，得各過(guò)水孔洞的尺寸見(jiàn)表： 表1.1 過(guò)水孔洞的尺寸 分格編號(hào)1234567孔洞高寬（m）0.491.230.491.230.551.230.601.230.651.230.701.230.741.23分格編號(hào)891011121314孔洞高寬（m）0.741.230.741.230.801.230.851.230.901.230.951.230.951.23分格編號(hào)15161718192021孔洞高寬（m）1.001.231.151.231.211.231.281.231.391.231.471.230.741.23分格22孔洞高寬（m）0

6、.371.23 原水出水1下10 上11 下12 上22 下 出水22 上13 下9 下14上上2上 上 15 下20 上 上3 下8 上21 下 出水19 下22上16 上 上7 下4 上出水22 下 下17 下 下18 上5 下6 上 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(jìn)口到出口各格的水流方向，“上”、“下”表示隔墻上的開(kāi)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(hào)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(guò)兩豎井間孔洞損失和每層網(wǎng)格水頭損失組成，即式中水流通過(guò)網(wǎng)格水頭損失

7、，m，水流通過(guò)豎井間孔洞水頭損失，m水流通過(guò)豎井間孔洞水頭損失 表1.2網(wǎng)格編號(hào)12345678（m）0.01400.01400.01100.00900.00790.00680.00610.0061網(wǎng)格編號(hào)910111213141516（m）0.00610.00520.00460.00410.00370.00370.00340.0025網(wǎng)格編號(hào)171819202122（m）0.00230.00210.00170.00150.00150.0015=0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m=0.0061+0.0061+0.00

8、52+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051m=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(shí)際面積為0.65，前段柵條縫隙為50，空隙寬為水過(guò)網(wǎng)孔流速為0.28m/s；8-15網(wǎng)格為中段，網(wǎng)柵空隙實(shí)際面積為0.76，水過(guò)網(wǎng)孔流速為0.24m/s，前段網(wǎng)格孔水頭損失： 中段網(wǎng)格孔水頭損失：前段水頭損失：停留時(shí)間：水溫20：中段水頭損失：停留時(shí)間：后段水頭損失：停留時(shí)間： 網(wǎng)格絮凝池主要設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)定前段速度梯度70-100，中段速度梯度40-50，末段速度梯度10-20

9、。通過(guò)上述的計(jì)算，每階段速度梯度符合設(shè)計(jì)的要求。排泥管的直徑一般為150-200mm。則排泥管直徑采用150mm的排泥管。 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(shè)計(jì)與計(jì)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(diǎn)是沉淀效率高、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(guò)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(guān)，而與池深無(wú)關(guān)。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(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）斜管斷面一般采用蜂窩六角形或山形，其內(nèi)徑或邊距一般采用25-35mm。（2）斜

10、管長(zhǎng)度一般為800-1000mm左右，可根據(jù)水力計(jì)算結(jié)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。為使布水均勻，在沉淀池進(jìn)口處應(yīng)設(shè)穿孔墻或格柵等整流措施。（6）積泥區(qū)高度應(yīng)根據(jù)沉泥量、沉泥濃縮程度和排泥方式等確定，排泥設(shè)備同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或機(jī)械排泥等。（7）斜管沉淀池采用側(cè)面進(jìn)水時(shí)，斜管傾斜以反向進(jìn)水為宜。（8）斜管沉淀池的出水系統(tǒng)應(yīng)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(shè)計(jì)計(jì)算（1）

11、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)選用 表面負(fù)荷取=10m/(h)，清水區(qū)上升流速即為=0.00278m/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(zhǎng)1000mm，水平傾角60。（2）計(jì)算與設(shè)計(jì)清水區(qū)面積=65.63 (4.1) 取斜管沉淀池平面尺寸5.512=66，進(jìn)水區(qū)布置在12m長(zhǎng)邊一側(cè)，在5.5m短邊中扣除1000cos60=500 mm無(wú)效長(zhǎng)度，并考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03，則凈出口面積為： 斜管出口水流實(shí)際上升流速為： (4.2) 斜管內(nèi)軸向流速為： (4.3) 取清水區(qū)高度1.20m，超高0.30m。斜管區(qū)高1000sin60=866mm=0.87m。取配水區(qū)高1.50m，

12、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(fù)核 雷諾數(shù)Re值： 水力半徑： (4.5) 當(dāng)水溫t=20時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)黏度則 (4.6) 弗勞德數(shù)Fr值 (4.7) 斜管沉淀時(shí)間 (4.8)（4）進(jìn)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(jìn)水區(qū)的布置是沉淀池設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。進(jìn)水區(qū)通常采用穿孔墻的形式，將水流分布于沉淀池整個(gè)斷面，進(jìn)水區(qū)設(shè)計(jì)首先考慮絮凝體的破碎影響，按絮凝池末端流速作為過(guò)孔流速設(shè)計(jì)穿孔墻過(guò)水面積，且池底積泥面上0.3至池底范圍內(nèi)不設(shè)進(jìn)水孔?？紤]到施工方便，進(jìn)水孔可設(shè)計(jì)成（50-150）mm（50-150）mm方孔。設(shè)計(jì)流速為0.1m/s，以絮凝池末端流速為設(shè)計(jì)流速。則穿孔墻的總面積：=1.823m (4.9) 單個(gè)穿孔墻尺寸：100mm100mm 共設(shè)計(jì)=182.3180 斜管進(jìn)水區(qū)域的高度為1.5m，則共十五行，每行開(kāi)12個(gè)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： (4.10) 集水管的直徑采用150mm，則0.8m/s，集水管上的開(kāi)孔圓孔直徑取30mm，每個(gè)孔流量：， (4.11) 集水槽開(kāi)孔個(gè)數(shù)：