斜管沉淀池计算例题2说课材料

1、3.3沉淀介绍给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下，悬浮固体从水中分离的过程，原水经过投药，混合与反应过程，水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来，以完成澄清的作用，混凝沉淀后出水浊度一般在10度以下。(1) 沉淀池类型的选择本设计采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是根据浅池理论发展而来的，是一种在沉淀池内装置许多直径较小的平行的倾斜管的沉淀池。斜管沉淀池的特点：沉淀效率高，池子容积小和占地面积小；斜管沉淀池沉淀时间短，故在运行中遇到 水质、水量的变化时，应注意加强管理，以保证达到要求的水质。从改善沉淀池水力条件的角度分析，由于斜管的放入，沉淀池水力半径大大减小，从而使雷 诺数大为降低

2、，而弗劳德数则大大提高，因此，斜管沉淀池也满足水流的稳定性 和层流的要求。从而提高沉淀效果。(2) 斜管沉淀池的设计计算本设计采用两组沉淀池，水流用上向流。异向流斜管沉淀池宜用于浑浊度长期低于1000度的原水。斜管沉淀区液面负荷，应按相似条件下的运行经验确定，一般可采用 9.0 11.0 m3 /(m2 * h) 0斜管设计一般可采用下列数据：管径为2535毫米；斜长为1.0米；倾角 为60。斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于 1.0米；底部配水区高度不 宜小于1.5米。设计计算(1) 设计参数处理水量Q= 0.425 m/s,斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度 B = 8.8m, 混凝处

3、理后颗粒沉降速度u 0 = 0.4mm/s,清水区上升速度v = 3.0mm/s，采用塑料 片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm,边距d = 30mm,水平倾角60度。采用后倾 式，以利于均匀配水。斜管长1m,管径一般为2535mm (即管的内切圆直径)， 取为30mm。(2) 清水面积A = Q/v 1 = 0.425/0.003= 142m2其中斜管结构占用面积按照 5计算，人孔所占面积为 1 m2 ，则：实际清水区所需面积为：A1 = 142X 1.05+ 1= 149.75m2 ,进水方式：进水区沿 8.8m 长的一边布置。 为了配水均匀设计尺寸：BXL=8.8mX 14.3m（ 3）斜

4、管长度 L 斜管内水流速度 v 2 = v/sin60= 3.0/0.866= 3.5mm/s，L=（1.33Xv2 -0.35Xsin60）d/（u0Xcos60）=（1.33X X 0.866）X 30/（0.35X 0.5）= 746mm考虑到管端紊流，积泥等因素，过渡区采用200mm,斜管总长为以上两者之和，取946mm，按照1000mm计。（4）沉淀池高度清水区高1.2m,布水区高1.5m，斜管高1000X sin60= 0.87m，穿孔排泥 斗槽咼 0.8m，超咼 0.3m，池子总咼 H = 0.3+1.2+1.5+0.87+0.8= 4.7m。斜管安装长度 L2=LXcos60=

5、1X0.5=0.5m（5）沉淀池进口穿孔花墙穿孔墙上的孔洞流速v3采用v3 = 0.15 m/s，洞口的总面积：A2=Q/ v3=0.425/0.15=2.8 m2，每个洞口尺寸定为 15cmX 8cm， 则洞口数为： 2.8/（0.15X0.08）= 240孔。穿孔墙布于布水区1.5m的范围内，孔共分为4层，每层60个。（6）集水系统采用两侧淹没孔口集水槽集水。中间设 1 条集水渠，沿池长方向两边各布置10条穿孔集水槽，为施工方便槽底平坡， 集水槽中心距： L= L/n = 14.3/10= 1.43m， 每条集水槽长（ ）/2=4.1m， 每槽集水量 q=0.425/（10X2）=0.02

6、125 m3/s，考虑池子的超载系数为 20，故槽中流量q0= 1.2q= 1.2X 0.02125= 0.0255 m3/s集水槽双侧开孔，孔径 d= 25mm，又 q = uf 2gh，贝U:孔数n = Q/q =_Q_uf. 2gh0.02125：. 20.62 -0.0252 9.8 0.124=45.55,取n = 46个，每边23个孔眼。孔距：41二0.18m,孔眼从中心向两边排列。23集水槽宽 b = 0.9Q04 = 0.9X(0.0255) 0.4 = 0.207m,为便于施工取为 0.2m起点槽中水深 Hi = 0.75b= 0.75X 0.2= 0.15m终点槽中水深 H

7、2=1.25b= 1.25 X 0.2= 0.25m淹没深度取12cm，跌落高度取5cm,超高0.15m槽的高度 H3 = H2 + 0.12+ 0.05+ 0.15= 0.57m(7) 集水渠集水渠：集水渠的流量为0.425m3/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b = 0.9X( 0.425) 0.4 = 0.64m。起端水深0.66m,考虑到集水槽的水流进入集水渠时应自由跌水， 跌落高度 取0.08m，即集水槽底应高于集水渠起端水面 0.08m，同时考虑到集水槽顶与集 水渠相平，则集水渠的总高度为：H 1 = 0.66+0.08+0.54= 1.28m出水管流速 V4 =

8、 1.2m/s，贝U直径为：D =(0.425X 4/1.2n ) 0.5 = 672mm, 取 D = 700mm。(8) 沉淀池的排泥采用穿孔排泥管，穿孔排泥管横向布置，沿与水流垂直方向共设10根，单侧排泥至集泥渠，集泥渠尺寸 LX B X H = 25.7m X 1.0mX 2.5m,孔眼采用等距布置，穿孔管长11m,首末端集泥比为0.5,查得Kw = 0.72,取孔径d= 25mm,孔口面积f= 4.9X 10-4，取孔距s= 0.4m,孔眼数目：m= L/s-1 = 11/0.4-1 = 27 个。孔眼总面积：刀 w 0 = 27X 4.9 X 10-4= 0.01323m2,穿孔管

9、断面面积为： w = E w/kw = 0.01323/0.72= 0.0184 m2,穿孔管直径为：D 0 = (4X 0.0184/n ) 05 =0.153m。取直径为200mm,孔眼向下与中垂线成45度角，并排排列，采用启动快开 式排泥阀。(9) 复算管内雷诺数及沉淀时间Re=Rv2 / 卩式中：R水力半径,R = d/4=30/4 = 7.5mm= 0.75cmv2 管内流速 v2 = v/sin60= 3.0/0.866= 3.5mm/s,卩 运动粘度0.01cm2/s(t = 20E)Re= (0.75 X 0.35)/0.01= 26.25 v 100所以水流在沉淀池内是层流状

10、态沉淀时间：T=L/ v2 = 1000/3.5 = 285s = 4.75min符合沉淀时间一般为2-5min之间的要求。第四节平流沉淀池的设计：1. 计算水量 Q=300000m/d=12500nVh=3.472 m 3/s，沉淀时间 t=2h，面积负荷 u。 =40nV (nld ),沉淀池个数n=6个。2. 设计计算(1) 池容积WW=Qt=12500 2=25000mn3=4166.7 m(2) 单池容积Wf=2Uo5000021250 m40(4)池深H250006(3)单池池面积FHWF4166.7=3.33 m(5) 池长L水平流速取v=10mm/s则池长L=3.6vt=3.6

11、10 2=72m(6) 池宽BBi=F.17.4mL 72300mm，则沉淀池宽度为18.4m与絮凝池吻采用17.8m。沉淀池的池壁厚采用 合。(7) 校核长宽比7217.8= 4.045 4(8) 校核长深比L 7221.6 -10H 3.33(9) 进水穿孔花墙设计 沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m，超高取0.3m,积泥高度取0.1m, 则墙高3.73m. 穿孔花墙孔洞总面积A孔洞处流速采用V0=0.24m/s，贝UA=3600v02083.33600 0.24=2.41吊 孔洞个数N孔洞采用矩形，尺寸为15cm 18cm,则N=0.15 0.1889.3 90 个。0.15

12、0.18则孔洞实际流速为:V0二 0.238 m/sQ20833N 0.15 0.183600 90 0.15 0.18 孔洞布置1. 孔孔布置成6 排,每排孔洞数为90“6=15个2. 水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为：0.18 15+1 15=17.7m,剩余宽度17.8-17.6=0.2m，均分在各灰缝中。3. 垂直方向孔洞净距取0.378m,即6块砖厚。最上一排孔洞的淹没水深为162mm 则孔洞的分布高度为：H=6 0.15+6 0.378+162=3.33mm(10) 出水渠采用矩形薄壁堰出水 堰上溢流负荷q=300m/d.m 则溢流长度 匸 便 =1.2 5

13、0000 =150mq400出水支渠采用 20 条，贝U Q=12Q=Ul057? = O.O35m/s n20则渠宽为 Bi=0.9 Q；4 =0.235m每条出水渠长度lo= = 150 _17.8 = 3.3m2 汉 n 2x20每条出水渠宽度B0=B(n巾B1 J7 21 0.235 =0.6 n20出水总渠宽为B2 =0.9 Q0.4=1.48m出水渠起端水深为：/Q2 1| 2083.3 21h = 1.733 () 2 = 1.733 ()0.2 mV 3600n gb2I 3600汉 20 保护高取0.3m,渠道高度为0.5m。(11) 排泥设施 采用机械排泥。排泥设施采用 SXH型多口虹吸式吸泥机。排泥水位差 3.3m.轨距 l=18400mm.管间