斜管沉淀池计算例题

1、沉淀3.3.1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m3/(m2?h)。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。3.3.2设计计算(1)设计参数处理水量Q=0.425m/s,斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B=8.8m,混凝处理后颗粒沉降速度u0=0.4mm

3、/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/v1=142m2其中斜管结构占用面积按照5%计算，人孔所占面积为1m2,则：实际清水区所需面积为：A1=142X+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=8.8mx14.3m(3)斜管长度L斜管内水流速度v2=v/sin60°=3.5mm/s,L=(x2xsin600)d/(UoXcos60°)=

4、(x)x30/(x)二746mm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1000mmh(4)沉淀池高度清水区高1.2m,布水区高1.5m,斜管高1000Xsin60°=0.87m,穿孔排泥斗槽高0.8m,超高0.3m,池子总高H=+=4.7m。斜管安装长度L2=LXcos60°=1x=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=0.15m/s,洞口的总面积：2A2=Q/v3=2.8m,每个洞口尺寸定为15cmx8cm,则洞口数为：(X)=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。

5、(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=10=1.43m,每条集水槽长()/2=4.1m,每槽集水量q=(10X2)=0.02125m3/s,考虑池子的超载系数为20%,故槽中流量q0=X=0.0255m3/s集水槽双侧开孔，孔径d=25mmQ0.02125孔数n=Q/q=,uf2gh0.62一0.025229.80.124取n=46个，每边23个孔眼。孔距：41=0.18m,孔眼从中心向两边排列。23集水槽宽b=0.4=x()0.4=0.207m,为便于施工取为0.2m起点槽中水

6、深-=*=0.15m终点槽中水深H2=X=0.25m淹没深度取12cm,跌落高度取5cm,超高0.15m槽的高度匕=乩+=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=x()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：H1=+=1.28m出水管流速V4=1.2m/s,则直径为：D=(X4/兀)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

7、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LXBXH=25.7mX1.0mX2.5m,孔眼采用等距布置，穿孔管长11m首末端集泥比为，查得Kw=,取孔径d=25mm孔口面积f=X10-4,取孔距s=0.4m,孔眼数目：fL/s-1=11/=27个。孔眼总面积：Ew0=27Xx10-4=0.01323m2,穿孔管断面面积为：w=三Wo/kw=0.0184m2,穿孔管直径为：Do=(4x兀)0.5=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/n式中：R水力半径，R=d/4=30/4=7.5

8、mm=0.75cmv2管内流速v2=v/sin60°=3.5mm/s,运动粘度0.01cm2/s(t=20C)Re=x/=<100所以水流在沉淀池内是层流状态沉淀时间：T=L'/v2=1000/=285s=符合沉淀时间一般为25min之间的要求。第四节平流沉淀池的设计：1 .计算水量Q=300000n/d=12500ni/h=3.472m3/s,沉淀时间t=2h,面积负荷u。=40nV(),沉淀池个数n=6个。2 .设计计算(1)池容积WW=Qt=125002=25000rn(2)单池容积WW250003W=4166.7mn6(3)单池池面积Ff=QU050000401

9、250m2(4)池深HW14166.712503.33m(5)池长L水平流速取v=10mm/s则池长L=72m(6)池宽BB=FI25017.4mL72采用17.8m。沉淀池的池壁厚采用300mm则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻合。(7)校核长宽比4.045417.8校核长深比7221.6103.33进水穿孔花墙设计L72一B(8)LH(9)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,则A、q"3600Vo2083.336000.242.41M孔洞个数孔洞采用矩形，尺寸

10、为15cm18cm则N=A2.410.150.180.15则孔洞实际流速为：QV0N0.150.18孔洞布置1.孔孔布置成6排,0.1889.390个。2083.30.238m/s3600900.150.18每排孔洞数为906=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：+115=17.7m,剩余宽度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=+162=3.33mm(10)出水渠采用矩形薄壁堰出水堰上溢流负荷q0=300m3/则溢流长度1=1.2Q1.250000=150mq。4

11、00出水支渠采用20条，则Q、1n1.20.5790.035m/s20则渠宽为B=Q1°4=0.235m1 B15017.8母条出水柒长度lo=3.3m2 n220每条出水渠宽度M-1)Bi17.821°.2350.64mn20出水总渠宽为B2=Q0.4=1.48m出水渠起端水深为：Q212083.321h1.733()271.733.1()20.2m,3600ngb23600209.80.2350.235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®多口虹吸式吸泥机。排泥水位差3.3m.轨距l=18400mm.管间距采用

12、1.5m,虹吸管管径取d=75mm扁口吸泥口采用20020。则吸泥管根数n=11.9,取12根，每边各分布6根。吸泥口之间采用八字形刮泥板。积泥高度为0.1m,池底坡度为o,坡向末端集泥坑，坑的尺寸采用50cm50cm50cm排泥管直径为：0.7BLH(0.50.717.8723.40.5d.0.391m米用DN400mm.3360033600代一池内平均水深，为+=3.4mt一放空时间，取3h0(12)水力条件复核水力半径RcBH10.23R1.89m=189cm2HB610.2弗洛德常数Fr2_2Fr01.9105Rg189980在规定范围内.斜板斜管沉淀池的设计参数：(1)斜板(管)之间

13、问距一般不小于50mm斜板(管)长一般在左右;(2)斜板的上层应有的水深，底部缓冲层高度为。斜板(管)下为废水分布区，一般高度不小于，布水区下部为污泥区；(3)池出水一般采用多排孔管集水，孔眼应在水面以下2cm处，防止漂浮物被带走；(4)废水在斜管内流速视不同废水而定，如处理生活污水，流速为。(5)斜板(管)与水平面呈60°角，斜板7距(或斜管孔径)一般为80100mm异向流斜板(管)沉淀池的设计计算式可由如下分析求的。假定有一个异向流沉淀单元，倾斜角为a,长度为l,断面高度为d,宽度为w,单元内平土水流速度v,所去除颗粒的沉速为u°,如下图所示。当颗粒由a移动到b被去除，

14、可理解为颗粒以v的速度上升l+li的同时以U0的速度下沉12的距离，两者在时间上相等，即85q/CBQ血十"cosa沉淀单元长度沉淀单元的断面面积为dw,则单元所通过的流量为:式中1W实际上即为沉淀单元的长与宽方向的面积，lwcosa即为斜板在水平方向投影的面积，可用af代替。dw代表沉淀单元的断面积，dw/sina即为沉淀池水面在水平方向的面积，可用a表示，这样即可得q=U0（af+a）如果池内有n个沉淀池，并且考虑斜板（管）有一定的壁厚度，池内进出口影响及板管内采用平均流速计算时，上式可修正得沉淀池设计流量：Q=tuo（A+A）式中：”系数，一般范围；A式一斜板（管）沉淀池所有斜壁在水平方向的投影面积，A=na；A沉淀池水面在水平面上的投影面积。即异向流斜板（管）沉淀池的截留速度：咄九十X）斜板端计长度:R上只