反应絮凝池及斜管沉淀池计算.docx

1、反应絮凝池及斜管沉淀池计算反应絮凝池及斜管沉淀池计算1、栅条絮凝池设计计算1.1、栅条絮凝池设计通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论的絮凝池， 网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格， 进水水流顺序从一格流向下一格， 上下接错流动，直至出口，在全池三分之二的 分格内，水平放置栅条，通过栅条的孔隙时，水流收缩，过孔后水流扩大，形成 良好的絮凝条件。1.1.1网格絮凝池设计要求：（1） 絮凝时间一般为10-15min。（2） 絮凝池分格大小，按竖向流速确定。（3） 絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成 8-18格，可大致按分格数均匀 成3段，其中

2、前段3-5min，中段3-5min，未段4-5min 。（4） 栅条数前段较多，中段较少，未段可不放。但前段总数宜在16层以上，中 段在8层以上，上下两层间距为 60-70 cm。（5） 每格的竖向流速，前段和中段 0.12-0.14m/s，未段0.22-0.25m/s。（6） 栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。 前段栅条缝隙为50伽， 中段为80 mm。（7） 各格之间的过水孔洞应上下交错布置， 孔洞计算流速：前段0.3-0.2 m/s， 中段0.2-0.15 m/s ，末段0.14-0.1 m/s ，各过水孔面积从前段向末段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态(8)栅孔流速，前

3、段 0.25-0.3 m/s ，中段 0.22-0.25 m/s。(9) 一般排泥可用长度小于5m，直径150-200mm 的穿孔排泥管或单斗底排 泥，采用快开排泥阀。1.1.2网格絮凝池计算公式(1)池体积(3.1)(3.2)QT( m3)60 7式中：V池体积(m3);Q 流量(m3/h )；T 絮凝时间(min)(2)池面积3)H1式中：A池面积(川);H1 有效水深(m)(3)池高H1 0.3 m(3.3)(4)分格面积(3.4)式中：f分格面积；v 竖井流速(m/s )（5）分格数An f (3.5)式中：n分格格数;（6） 竖井之间孔洞尺寸A （川） （3.6）式中：A 竖井之间孔

4、洞尺寸（m2）;V2各段过网格水头损失（m/s ）（7） 总水头损失h h h2 （ m） （3.7）2hi i （ m） （3.8）2g2h2 2 子（m） （3.9）2g式中：h 总水头损失（m）；hi每层网格水头损失（m）h2每个孔洞水头损失（m）Vi 各段过网流速（m/s ）V2 各段孔洞流速（m/s ）i 网格阻力系数，前段取1.0，中段取0.9孔洞阻力系数，可取 3.01.1.3网格絮凝池设计计算因为设计流量0.182m 3s ,流量比较小，只需采用一个反应池，设絮凝时间10min,得絮凝池的有效容积为：V =0.182 X10 X60=109.2 m 3设平均水深为3.0m，得池

5、的面积为:竖井流速取为0.12 m/s，得单格面积:0.12设每格为方形，边长采用1.23m，因此每格面积1.5卅，由此得分格数为:24.336.4 n1.5为配合沉淀尺寸采用25格实际絮凝时间为：1.23 1.23 3.0 250.182623s 10.4 mi n池的平均有效水深为3.0m，取超过0.45m，泥斗深度0.65m，得池的总高 度为：H 3.0 0.45 0.65 4.10m过水洞流速按进口 0.3 m/s递减到出口 0.1 m/s计算，得各过水孔洞的尺寸见表:表1.1 过水孔洞的尺寸分格编号1234567孔洞0.490.49 X0.55 X0.60 X0.65 X0.70 X

6、0.74 X咼 X宽X1.231.231.231.231.231.23(m)1.23分格编号891011121314孔洞0.740.74 x0.80 x0.85 x0.90 x0.95 x0.95 x咼 x宽x1.231.231.231.231.231.23(m)1.23分格编号15161718192021孔洞1.001.15 x1.21 x1.28 x1.39 x1.47 x0.74 x咼 x宽x1.231.231.231.231.231.23(m)1.23分格22孔洞咼x0.37宽（m）x1.23原水图1.1 网格絮凝池布置图絮凝池布置中，图中已表示从进口到出口各格的水流方向，“上”、“下

7、” 表示隔墙上的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽口齐平。 编号1-7格中每格安装3层网格，8-15格中每格安装1层网格，后阶段不需要 安装网格，上下间距为60cm。网格絮凝池水头损失由水流通过两竖井间孔洞损 失和每层网格水头损失组成，即h h| h2式中h1水流通过网格水头损失， m，h2 水流通过竖井间孔洞水头损失，m网格编号12345678hz (m)0.0140.0140.0110.0090.0070.0060.0060.00600009811网格编号910111213141516hz (m)0.0060.0050.0040.0040.0030.0030.0030.00

8、212617745网格编号171819202122hz (m)0.0020.0020.0010.0010.0010.001317555h2=0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688mh；=0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051mh2 =0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m1-7网格为前段，网栅空隙实际面积为 0.65卅，前段栅条缝隙为50伽，空隙宽为水过网孔流速为0.28m/s

9、 ;8-15网格为中段，网栅空隙实际面积为0.76乂 逐 0.004mm2，水过网孔流速为0.24m/s，h12g 2 9.8中段网格孔水头损失:h2 0.0688 0.004 21 0.1528m前段水头损失：停留时间：水温20 C :t1 7 T 174.72s25/ h, 1000 0.1528 “G1 . 4 92st1 ; 1.029 10 4 174.72hihi中段水头损失:h2h1 h2 0.03051 0.0026 8 0.05131m停留时间:t2 T 199.68S50s后段水头损失:馆 h h2 0.0176m停留时间：t3 T t1 t2 249.6s网格絮凝池主要设

10、计参数规定前段速度梯度 70-100 s1,中段速度梯度40-50 s1，末段速度梯度10-20 s 1。通过上述的计算，每阶段速度梯度符合设计的要求。排泥管的直径一般为150-200mm。则排泥管直径采用150mm的排泥管图1.2 网格絮凝池的平面图与剖面图2、(上向)斜管沉淀池的设计与计算斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行直径较小的平行倾 斜管的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占底面积少。从平流式沉淀池 内颗粒沉降过程分析和理想沉淀原理可知，悬浮颗粒的沉淀去除率仅于沉淀面积 有关，而与池深无关。在沉淀池容积一定的条件下，池深越浅，沉淀面积越大， 悬浮颗粒去除率越咼。2

11、.1斜管沉淀池设计要点(1)斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距d 般采用25-35mm(2)斜管长度一般为800-1000mm 左右，可根据水力计算结合斜管材料决定。(3)斜管的水平倾角常采用60 。(4)斜管上部的清水区高度，不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和 减少日照影响及藻类繁殖。(5)斜管下布水区高度不宜小于1.5m。为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿 孔墙或格栅等整流措施。(6)积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排泥设备同 平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或机械排泥等。(7)斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。(8)斜管沉淀池的

12、出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清池相同， 可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水2.2斜管沉淀池设计计算(1)设计数据选用表面负荷取q=10m 3( m2 h)，清水区上升流速即为V =0.00278m/s,斜管材料选用厚0.4mm塑料板热压成正六边形管，内切圆直径d=30mm,长1000mm ， 水平倾角60 。(2)计算与设计1清水区面积(4.1)A Q= 65625=65.63 m q 10取斜管沉淀池平面尺寸5.5 X12=66 m,进水区布置在12m长边一侧，在5.5m短边中扣除1000 Xcos60 =500 mm 无效长度，并考虑斜管结构系数1.03，则净出口面积为：“ 5

13、.5 12 0.5 12A -1.03358.25m斜管出口水流实际上升流速为:0.1823m3/s(4.2)Vs 厂58.25m0.00313m/s 3.13mm/ s斜管内轴向流速为：3 13 v0 0 3.61mm/s (4.3)sin 60取清水区高度1.20m，超高0.30m。2斜管区高 1000 Xsin60 866mm=0.87m 。3取配水区高1.50m，下部穿孔排泥管处斜槽高0.80m4斜管沉淀池高度：H=0.30+1.20+0.87+1.50+0.80=4.67m(4.4)(3)复核雷诺数Re值:水力半径:弗劳德数Fr值斜管沉淀时间(4)进水区池整个断面，进水区设计首先考虑

14、絮凝体的破碎影响， 按絮凝池末端流速作为过孔流速设计穿孔墙过水面积，且池底积泥面上0.3至池底范围内不设进水孔。考 虑到施工方便，进水孔可设计成(50-150 ) mm x(50-150 ) mm 方孔。设计流速为0.1m/s，以絮凝池末端流速为设计流速。则穿孔墙的总面积:单个穿孔墙尺寸：100mm xiOOmm1 823共设计 n =182.3 1800.01斜管进水区域的高度为1.5m，则共十五行，每行开12个孔(5)出水区采用穿孔集水管，间距1.0m，共12支管，每支管的流量：q0.18230.015m3 /s(4.10)12集水管的直径采用150mm，则0.8m/s，集水管上的开孔圆孔直径取30mm ，每个孔流量：q 0.62d244.4 10 4m3/s，(4.11)集水槽开孔个数：015 4 34 个4.4 10 4按孔口间距=160mm 设计，集水管至池口的距离360mm,集水管输送水 到集水渠采用自由下落，集水管出口到集水渠的水面高度 200mm，在集水渠的 水流流速1.2m/s，则集水渠的宽取0.6m，则池底到液面的高度300mm。 则集水渠的高度：360+200+300=860mm 。总的输水干管采用管径：D =450mm,管中流速：1.14 m/s排泥管的管径选用150mm的管图2.1沉淀池的平面图与剖面图