供15万人生活用水脉冲澄清池设计

1、中北大学2014届给水工程课程设计说明书1 前言1.1脉冲澄清池的特点：澄清效率高。由于加混凝剂后的原水在稳流板下产生间歇性的剧烈旋流，促进混合反应。底部配水系统，能使水流垂直上升和较好地均匀布于全池平面内，池体容积利用较充分。另外，水流的脉冲作用，使悬浮泥渣层周期地得到上下运动，有利于保持均匀的浓度和加强悬浮层的活化，并使颗粒增加接触碰撞，有利于进一步结绒、提高进水效果。池深较浅，一般为4-5米。池体构造比加速澄清池简单便于布置，可做成圆形、矩形等各种形式。无水下的机械设备，维修比较方便。对水质、水量的变化较为敏感；同时脉冲反应、结绒等均在水下不易观察、掌握，故操作管理要求高。1.2脉冲澄清

2、池的组成脉冲澄清池主要是由脉冲发生器、配水稳流系统（中央落水渠、配水干渠、多孔配水支管、稳流管）、澄清系统（悬浮层、清水区、多孔集水管、集水槽）、排泥系统（泥渣浓缩室、排泥管）组成。1.3脉冲澄清池参数设计要点(1)进水悬浮物含量一般1000mg/L，短时间同允许达到5000-10000mg/L； (2)脉冲周期可采用30-40s，充放时间比为3：1到4：1之间； (3)池中总停留时间一般为1.0-1.3h； (4)清水区的平均上升流速一般采用0.7-1.0mm/s； (5)池总高度一般为4-5m，悬浮层高度为1.5-2.0m（从稳流板顶算起），清水区高

3、度应为1.5-2.0m； (6)配水管最大孔口流速为2.5-3.0m/s；(7)配水管管底距池底高度为0.2-0.3m； (8)配水管管中心距为0.4-1.0m； (9)稳流板缝隙流速为50-80mm/s； (10)稳流板夹角一般采用60-90°。1.4脉冲澄清池发生器分类 按其工作原理脉冲发生器可分为真空式，虹吸式两大类；虹吸式又分为钟罩虹吸式和S型虹吸式本设计采用的脉冲澄清池的发生器是钟罩式脉冲发生器。其工作原理为：原水自水泵进入进水室，室内水位逐步上升，钟罩内空气逐渐被压缩，当水位超过中央管顶时，有部分原水溢流入中央管，由于溢流作用，将压

4、缩在钟罩顶部的空气逐步带走，形成真空，发生虹吸。进水室的水迅速通过钟罩、中央管、进入配水系统。当水位下降至破坏管口（即低水位）时，因空气进入，虹吸被破坏，这时进水室水位重新上升，进行周期性的循环。2 设计数据(1)设计流量：15×104×0.2×1=3×104 m3/d=1250 m3/h设计1个澄清池，加自用流量。Q=1250×1.05=1312.5m3/h=0.3646m3/s(2)脉冲时间为,充水时间放水时间(3)脉冲式高低水位差H(4)中央虹吸管脉冲平均流速取(5)钟罩脉冲平均流速(6)清水层上升流速。(7)配水管最大孔眼流速取vmax

5、=。(8)稳流板缝隙流速，稳流板角度。(9)污泥浓缩室面积占地面积。3 池体各部分尺寸及停留时间计算流量 ；脉冲平均流速 =+（） 取则=+=3.1 中央竖井面积 = 取6m2;3.2 清水层面积 =；3.3 池总面积 ；3.4 污泥浓缩池面积 3.5 池总高度,式中 h1超高取0.2m； h2清水层高度取2.0m； h3悬浮层高度取1.8m； h4配水区高度取1.0m。H=0.2+2.0+1.8+1.0=5.0m3.6 池中停留时间池体各部分如图3.1所示。图3.1池体简图清水层停留时间 悬浮层停留时间 配水区停留时间 式中 73 为污泥浓缩室和中央竖井外围面积之和。4 钟罩脉冲发生器计算4

6、.1 中央虹吸管直径： 取实际脉冲平均流速 4.2 钟罩直径d1 根据经验为中央管直径二倍外罩间隙流速式中采用中央管壁厚度，采用4.3 中央管顶与钟罩底之间的高度hj和间隙流速v3 采用 为调节系数，根据实验选用 4.4 发生室面积发生器室容积 脉冲高低水位差 发生器面积4.5 发生器水头hi1损失 峰值系数，按表采用 中央脉冲时平均流速,取 钟罩脉冲时平均流速，取0.94m/s； 中央管与间隙平均流速，取1.84m/s 中央管阻力系数，包括出口 钟罩局部阻力系数， 钟罩和中央管间隙局部阻力系数， 表4.5 发生器设计参数值参数钟罩式峰值系数1.23-1.28孔眼面积比15-18水位修正系数C

7、1.10-1.20流量系数0.50-0.55最大孔口流速vmax(m/s)2.5-3.0最大自由水头hmax(cm)35-505 配水系统5.1 配水管渠计算渠道流量 渠道流速取则渠道截面 取实际渠道流速5.2 配水管：间距1m，共40根每根流量选用mm ，5.3 配水孔眼孔眼总面积式中同上，取。按孔口最大流速，计算孔口最大水头损失。 ，式中流速系数考虑配水管动能转换单位能的树脂与配水管水头损失之差很小，忽略不计。孔眼直径选用，面积孔眼总数 每根孔眼数配水管长度,配水间距5.4 局部水分损失沿程损失很小，可忽略不计,由中央竖井进入配水渠由配水管渠到配水管 配水系统最大损失5.5 稳流板缝隙根据

8、实验，缝隙流速适当提高，可提高反应效率取，缝宽 5.6 发生器进h水室距池水面水面差式中C-水位修正参数。 6 积水系统6.1 穿孔集水槽共5个，间距4m槽宽 ，取式中超载系数；每条槽流量。起点深度：终点深度：为了施工方便，采用平地，深度取6.2 积水孔计算选用，集水孔前淹没水深每孔集流量 每孔集流量按短管出流计算，取用。集水孔面积每条槽孔眼数当超载系数按计 取两边开孔，每边，孔距6.3 输水渠道设计流量当超载系数按计，渠道流速度计，则渠道断面取有效宽度为水深，则有效断面实际渠道流速结束语 通过亲自动手设计，我对给水处理技术和方法有了全面而系统的了解，发现自己在平时学习过程中理解不够正确的地方，从而对所学知识有了进一步的巩固和把握。我认真的对待设计中遇到的每个问题从中也学到了很多东西，但由于设计时间及本人所学知识的限制，另外，感谢老师的指