斜管沉淀池計(jì)算例題2教學(xué)教材_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、3.3沉淀介紹給水處理的沉淀工藝是指在重力作用下,懸浮固體從水中分離的過(guò)程,原水經(jīng)過(guò)投藥, 混合與反應(yīng)過(guò)程, 水中懸浮物存在形式變?yōu)檩^大的絮凝體,要在沉淀池中分離出來(lái),以完成澄清的作用,混凝沉淀后出水濁度一般在10 度以下。( 1)沉淀池類(lèi)型的選擇本設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池,斜管沉淀池是根據(jù)淺池理論發(fā)展而來(lái)的,是一種在沉淀池內(nèi)裝置許多直徑較小的平行的傾斜管的沉淀池。斜管沉淀池的特點(diǎn): 沉淀效率高,池子容積小和占地面積??; 斜管沉淀池沉淀時(shí)間短, 故在運(yùn)行中遇到水質(zhì)、水量的變化時(shí),應(yīng)注意加強(qiáng)管理,以保證達(dá)到要求的水質(zhì)。從改善沉淀池水力條件的角度分析, 由于斜管的放入, 沉淀池水力半徑大大減小, 從而使

2、雷諾數(shù)大為降低, 而弗勞德數(shù)則大大提高, 因此,斜管沉淀池也滿足水流的穩(wěn)定性和層流的要求。從而提高沉淀效果。( 2)斜管沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用兩組沉淀池,水流用上向流。異向流斜管沉淀池宜用于渾濁度長(zhǎng)期低于 1000 度的原水。斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷,應(yīng)按相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定,一般可采用 9.0 11.0 m3 /(m 2 ? h) 。斜管設(shè)計(jì)一般可采用下列數(shù)據(jù):管徑為2535 毫米;斜長(zhǎng)為 1.0 米;傾角為 60°。斜管沉淀池的清水區(qū)保護(hù)高度一般不宜小于 1.0 米;底部配水區(qū)高度不宜小于 1.5 米。設(shè)計(jì)計(jì)算( 1)設(shè)計(jì)參數(shù)處理水量 Q0.425 m/s,斜管沉淀池與反應(yīng)池合

3、建,池有效寬度B8.8m,混凝處理后顆粒沉降速度u 0 0.4mm/s,清水區(qū)上升速度v3.0mm/s,采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管,管厚0.4mm,邊距 d30mm,水平傾角 60 度。采用后傾式,以利于均勻配水。 斜管長(zhǎng) 1m,管徑一般為 2535mm(即管的內(nèi)切圓直徑),取為 30mm。( 2)清水面積A Q/v 1 0.425/0.003142m 2其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按照5計(jì)算,人孔所占面積為1 m 2 ,則:實(shí)際清水區(qū)所需面積為: A 1 142×1.05 1 149.75m2 ,進(jìn)水方式:進(jìn)水區(qū)沿 8.8m 長(zhǎng)的一邊布置。為了配水均勻設(shè)計(jì)尺寸: B×L 8.8m

4、× 14.3m ( 3)斜管長(zhǎng)度 L斜管內(nèi)水流速度v 2 v/sin60° 3.0/0.866 3.5mm/s,L ( 1.33×v 2 -0.35×sin60°) d/(u 0 × cos60°)( 1.33×3.5-0.35×0.866)× 30/(0.35×0.5)746mm考慮到管端紊流,積泥等因素,過(guò)渡區(qū)采用 200mm,斜管總長(zhǎng)為以上兩者之和,取 946mm,按照 1000mm計(jì)。( 4)沉淀池高度清水區(qū)高 1.2m,布水區(qū)高 1.5m,斜管高 1000×sin6

5、0° 0.87m,穿孔排泥斗槽高 0.8m,超高 0.3m,池子總高 H 0.3+1.2+1.5+0.87+0.84.7m。斜管安裝長(zhǎng)度 L 2 =L×cos60° 1×0.50.5m( 5)沉淀池進(jìn)口穿孔花墻穿孔墻上的孔洞流速v 3 采用 v 3 0.15 m/s,洞口的總面積:A 2 Q/ v 3 0.425/0.15 2.8 m2 ,每個(gè)洞口尺寸定為15cm×8cm,則洞口數(shù)為: 2.8/(0.15×0.08) 240 孔。穿孔墻布于布水區(qū)1.5m 的范圍內(nèi),孔共分為4 層,每層 60 個(gè)。( 6)集水系統(tǒng)采用兩側(cè)淹沒(méi)孔口集水槽

6、集水。中間設(shè)1 條集水渠,沿池長(zhǎng)方向兩邊各布置 10 條穿孔集水槽,為施工方便槽底平坡,集水槽中心距: LL/n 14.3/101.43m,每條集水槽長(zhǎng)( 8.8-0.6)/2 4.1m,每槽集水量 q0.425/( 10×2) 0.02125 m3 /s,考慮池子的超載系數(shù)為20,故槽中流量q 0 1.2q 1.2× 0.021250.0255 m3 /s集水槽雙側(cè)開(kāi)孔,孔徑d 25mm,又 quf 2gh ,則:孔數(shù) nQ/qQ0.0212545.55,2ghuf0.620.025229.80.124取 n46 個(gè),每邊 23 個(gè)孔眼??拙啵?4.1 0.18m,孔眼從

7、中心向兩邊排列。23集水槽寬 b0.9Q 0.4 0.9×( 0.0255) 0 .4 0.207m,為便于施工取為0.2m起點(diǎn)槽中水深 H 1 0.75b 0.75×0.20.15m終點(diǎn)槽中水深 H 2 =1.25b1.25×0.2 0.25m淹沒(méi)深度取 12cm,跌落高度取 5cm,超高 0.15m槽的高度 H 3 H 2 0.12 0.050.15 0.57m( 7)集水渠集水渠:集水渠的流量為0.425m3 /s,假定集水渠起端的水流截面為正方形,則渠寬度為:b0.9×( 0.425) 0. 4 0.64m。起端水深 0.66m,考慮到集水槽的水

8、流進(jìn)入集水渠時(shí)應(yīng)自由跌水,跌落高度取 0.08m,即集水槽底應(yīng)高于集水渠起端水面 0.08m,同時(shí)考慮到集水槽頂與集水渠相平,則集水渠的總高度為:H 1 0.66+0.08+0.541.28m出水管流速 v 4 1.2m/s,則直徑為: D( 0.425× 4/1.2) 0. 5 672mm,取 D700mm。( 8)沉淀池的排泥采用穿孔排泥管,穿孔排泥管橫向布置,沿與水流垂直方向共設(shè) 10 根,單側(cè)排泥至集泥渠,集泥渠尺寸 L× B×H25.7m × 1.0m×2.5m,孔眼采用等距布置, 穿孔管長(zhǎng) 11m,首末端集泥比為 0.5,查得 K

9、w 0.72,取孔徑 d 25mm,孔口面積 f 4.9× 10-4,取孔距 s0.4m,孔眼數(shù)目:m L/s-1 11/0.4-127 個(gè)??籽劭偯娣e: w 0 27×4.9×10-4 0.01323m2 ,穿孔管斷面面積為: w w 0 / k w 0.01323/0.720.0184 m2 ,穿孔管直徑為: D 0 (4×0.0184/) 0.5 =0.153m。取直徑為 200mm,孔眼向下與中垂線成 45 度角,并排排列, 采用啟動(dòng)快開(kāi)式排泥閥。( 9)復(fù)算管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時(shí)間Re=Rv 2 / 式中 :R水力半徑 ,Rd/4=30/4 7.5

10、mm 0.75cmv 2 管內(nèi)流速 v 2 v/sin60° 3.0/0.8663.5mm/s,運(yùn)動(dòng)粘度 0.01cm2/s(t 20 )Re(0.75 ×0.35)/0.0126.25 100所以水流在沉淀池內(nèi)是層流狀態(tài)沉淀時(shí)間: T=L/v 2 1000/3.5 285s4.75min符合沉淀時(shí)間一般為 25min 之間的要求。第四節(jié)平流沉淀池的設(shè)計(jì):計(jì)算水量333/s ,沉淀時(shí)間 t=2h,面積負(fù)荷 u0/d= 12500m/h=3.472 m1.Q=300000m32個(gè)。=40m/(m.d ),沉淀池個(gè)數(shù) n=62.設(shè)計(jì)計(jì)算( 1)池容積 W3W=Qt=125002

11、=25000m( 2)單池容積 W1W250004166.73W=mn 6( 3)單池池面積 FF=Q500002'401250 mu0( 4)池深 HW14166.7H3.33 mF1250( 5)池長(zhǎng) L水平流速取 v=10mm/s,則池長(zhǎng)L=3.6vt=3.6102=72m( 6)池寬 B1= F125017.4mB72L采用 17.8m。沉淀池的池壁厚采用300mm,則沉淀池寬度為18.4m,與絮凝池吻合。( 7)校核長(zhǎng)寬比L724.0454B17.8( 8)校核長(zhǎng)深比L7221.610H3.33( 9)進(jìn)水穿孔花墻設(shè)計(jì)沉淀池進(jìn)口處用磚砌穿孔墻布水, 墻長(zhǎng) 17.8m,超高取

12、0.3m,積泥高度取 0.1m,則墻高 3.73m.穿孔花墻孔洞總面積A孔洞處流速采用v0 =0.24m/s,則A=Q2083.323600v036000.242.41 m孔洞個(gè)數(shù) N孔洞采用矩形,尺寸為15cm 18cm,則N=A2.4189.390個(gè)。0.180.150.180.15則孔洞實(shí)際流速為:v0'NQ0.1836002083.30.238 m/s0.15900.150.18孔洞布置1. 孔孔布置成 6 排,每排孔洞數(shù)為906=15 個(gè)2. 水平方向孔洞間凈距取1m,即 4 塊磚的長(zhǎng)度,則所占的寬度為:0.1815+1 15=17.7m,剩余寬度 17.8-17.6=0.2

13、m ,均分在各灰縫中。3. 垂直方向孔洞凈距取 0.378m,即 6 塊磚厚。最上一排孔洞的淹沒(méi)水深為 162mm,則孔洞的分布高度為: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負(fù)荷q0 =300m3 /d.m則溢流長(zhǎng)度 l= 1.2Q =1.250000 =150mq0400出水支渠采用 20 條,則 Q1=1.2Q 1.2 0.5790.035 m/sn20則渠寬為 B =0.90.4Q1 =0.235m1每條出水渠長(zhǎng)度 l 0 = lB15017.83.3 m2n220每條出水渠寬度 B0 = B( n 1)B 1 17.8210.2

14、350.64 mn20出水總渠寬為 B =0.9Q0. 4=1.48m2出水渠起端水深為:h 1.733 ( Q)2 121.733 (2083.3) 210.2 m3600ngb3600209.80.235 0.235保護(hù)高取 0.3m,渠道高度為 0.5m。( 11)排泥設(shè)施采用機(jī)械排泥。排泥設(shè)施采用 SXH型多口虹吸式吸泥機(jī)。排泥水位差3.3m. 軌距l(xiāng)=18400mm.管間距采用 1.5m,虹吸管管徑取 d=75mm。扁口吸泥口采用 200 20。則吸泥管根數(shù) n=17.811.9 ,取 12 根,每邊各分布6 根。1.5吸泥口之間采用八字形刮泥板。積泥高度為 0.1m,池底坡度為 1.5

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