斜管沉淀池计算例题doc.docx

1、斜管沉淀池计算例题docv1.0 可编辑可修改沉淀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

2、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， 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 /(m 2 ? 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

3、0.425 m/s，斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度 B8.8m，混凝处理后颗粒沉降速度 u 0 0.4mm/s，清水区上升速度 v3.0mm/s，采用塑料片热压六边形蜂窝管， 管厚 0.4mm，边距 d30mm，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1v1.0 可编辑可修改30mm。（ 2）清水面积AQ/v 1 142m2其中斜管结构占用面积按照 5计算，人孔所占面积为 1 m 2 ，则：实际清水区所需面积为： A1 142 1149.75m2 ，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： B

4、 L 8.8m 14.3m（ 3）斜管长度 L斜管内水流速度 v 2 v/sin60 3.5mm/s，L（ 2 sin60 ） d/ （u 0 cos60）（） 30/ （）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 1000sin60 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 L 2 =Lcos60 1 0.5m（ 5）沉淀池进口穿孔花墙穿孔墙上的孔洞流速 v 3 采用 v 3 0.15 m/s

5、，洞口的总面积：A2 Q/ v 3 2.8 m 2，每个洞口尺寸定为 15cm8cm，则洞口数为：（） 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。2v1.0 可编辑可修改（ 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（ 102） 0.02125 m 3 /s ，考虑池子的超载系数为 20，故槽中流量q 0 0.0255 m 3 /s集水槽双侧开孔，孔径 d 25mm，又 quf

6、2gh ，则：孔数 nQ/qQ0.02125，2ghuf0.62229.80.120.0254取 n46 个， 每边 23 个孔眼。孔距： 4.1 0.18m，孔眼从中心向两边排列。23集水槽宽 b 0.4 （） 0.4 0.207m，为便于施工取为 0.2m起点槽中水深 H1 0.15m终点槽中水深 H2 = 0.25m淹没深度取 12cm，跌落高度取 5cm，超高 0.15m槽的高度 H3 H2 0.57m（ 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（） 0.4 0.64m。起端水深 0.66m，考虑到集水槽的水流进入集水渠

7、时应自由跌水， 跌落高度3v1.0 可编辑可修改取 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 v 4 1.2m/s ，则直径为：D（ 4/ ）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 L B H 25.7m 1.0m 2.5m，孔眼采用等距布置，穿孔管长 11m，首末端集泥比为，查得 K w ，取孔径 d 25mm，孔口面积 f 10-4 ，取孔距 s 0.4m，孔眼数目：mL/s-1

8、11/ 27 个。孔眼总面积： w0 27 10-4 0.01323m2 ，穿孔管断面面积为： w w0 / k w 0.0184 m 2 ，穿孔管直径为： D0 (4 ) 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=R v2 / 式中 :R水力半径 ,Rd/4=30/4 7.5mm 0.75cmv 2 管内流速 v 2 v/sin60 3.5mm/s，运动粘度 0.01cm2/s(t 20 )Re / 100所以水流在沉淀池内是层流状态4v1.0 可编辑可修改沉淀时间： T=L/ v 2

9、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：333/s ，沉淀时间 t=2h，面积负荷 u1. 计算水量 Q=300000m/d=12500m/h=3.472 m03（），沉淀池个数 n=6个。=40m/2.设计计算（ 1）池容积 W3W=Qt=12500 2=25000m（ 2）单池容积 W1W250004166.73W=mn6（3）单池池面积 FF=Q5000021250mu040（ 4）池深 HW14166.7H3.33 mF1250（5）池长 L水平流速取 v=10mm/s，则池长L= =72m（ 6）池宽 B1F125017.4mB =L7

10、2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L 724.045 4B 17.8（ 8）校核长深比5L 72v1.0 可编辑可修改21.6 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 ，则A=Q2083.32.4123600v036000.24m孔洞个数 N孔洞采用矩形，尺寸为 15cm 18cm，则N=A2.4189.390个。0.180.150.180.15则孔

11、洞实际流速为：v0Q0.1836002083.30.238 m/sN0.15900.150.18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：+1 15=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 l=1.2Q =1.250000 =150mq0400出水支渠采用11.2Q1.20.5

12、790.035m/s20 条，则 Q=n206v1.0 可编辑可修改则渠宽为 B1=Q10.4 =0.235m每条出水渠长度 l 0= lB15017.83.3m2n220每条出水渠宽度 B0B （ n1）B 1 17.821 0.235m=n0.6420出水总渠宽为 B2 = Q 0. 4 =1.48m出水渠起端水深为：h 1.733 ( Q) 2 11.733 ( 2083.3 ) 210.2 m3600ngb23600 20 9.80.2350.235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型多口虹吸式吸泥机。排泥水位差 3.3m.

13、轨距l=18400mm.管间距采用 1.5m，虹吸管管径取 d=75mm。扁口吸泥口采用 200 20。则吸泥管根数 n=17.8 11.9 ，取 12 根，每边各分布 6 根。1.5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，坡向末端集泥坑，坑的尺寸采用 50 cm 50cm 50cm。排泥管直径为：0.7BLH 00.50.7 17.872 3.40.5d3600336000.391m，采用 DN400mm。3H0池内平均水深，为 +=3.4mt 放空时间，取 3h。（12）水力条件复核水力半径 RBH10.2 3=189cmR1.89m2HB 6 10.2弗洛德常数 F

14、r7v1.0 可编辑可修改v 20.6 2105Fr1.9Rg189 980在规定范围内 .斜板斜管沉淀池的设计参数：(1)斜板（管）之间间距一般不小于 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，斜板净距 ( 或斜管孔径 ) 一般为 80 100mm。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

15、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，单元内平均水流速度 v，所去除颗粒的沉速为 u0，如下图所示。8v1.0 可编辑可修改当颗粒由 a 移动到 b 被去除，可理解为颗粒以 v 的速度上升 l+l 1 的同时以 u0 的速度下沉 l 2 的距离，两者在时间上相等，即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 lw 实际上即为沉淀单元的长与宽方向的面积， lwcos 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/sin 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 (a f +

16、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= u0 （Af +A）式中：系数，一般范围；Af 斜板（管）沉淀池所有斜壁在水平方向的投影面积， A=naf ；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：9v1.0 可编辑可修改一个斜板单元的理论流量：q=u0 (a f -a)斜板沉淀池设计流量：Q= u0 （Af -A）即同向流斜板（管）沉淀池的截留速度：横向流斜板（管）沉淀池的沉淀情 况如下图 ，10v1.0 可编辑可修改由相似定律得：式中 af 为沉淀单元的表面积。沉淀池的设计流量：Q=Afu0横向流沉淀池截留速度：式中 Af 为沉淀区所有斜板的水平投影面积。11