斜管沉淀池計(jì)算例題2教學(xué)教材

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