平流沉淀池.doc

第7章沉淀和澄清处理
7.1平流式沉淀池计算
平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池形式，一般用于大、中型水厂，单池处理水量一般在2×104m3/d以上。在小型水厂因池子较长布置困难，单位造价相对较高而采用较少。平流式沉淀池占地面积相对较大，只有在水厂用地足够大时才可采用。
7.1.1设计流量

式中Q——单池设计水量（m3/h）；
Q设——设计日产水量（m3/d）；
k——水厂用水量占设计日用水量的百分比，一般采用5%~10%；
n——沉淀池个数，一般采用不少于2个。
设计中取Q设=13.5万m3/d，k=5%，n=2

7.1.2平面尺寸计算
1.沉淀池有效容积

式中V——沉淀池的有效容积（m3）；
T——停留时间（h），一般采用1.5~3.0h。
设计中取T=2h
V=2953.1×2=5906.2m3
2.沉淀池长度

式中L——沉淀池长度（m）；
v——水平流速（m/s），一般采用0.01~0.025m/s。
设计中取v=0.02m/s

3.沉淀池宽度

式中B——沉淀池宽度（m）；
h——沉淀池有效池深（m），一般采用3.0~3.5m。
设计中取h=3.0m
，设计中取14m。
沉淀池中间设置隔墙，每隔7m。
沉淀池长度L与宽度B之比为：L/B=144/14=10.29>4，满足要求；长度与深度之比L/h=144/3=48>10，满足要求。
复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数

式中Fr——弗劳德数；
R——水力半径（m），其值为：；
ω——水流断面积（m2）；
ρ——湿周（m）；
g——重力加速度（m/s2）。
设计中，ω=Bh=7×3=21m2，ρ=B+2h=7+6=13m

弗劳德数介于0.0001~0.00001之间，满足要求。
7.1.3进出水系统
1.沉淀池的进水部分设计
沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为：

式中A——孔口总面积（m2）；
v1——孔口流速（m/s）；一般取值不大于0.15~0.20m/s。
设计中取v1=0.2m/s
A=0.82/0.2=4.1m2
每个孔口的尺寸定为15cm×8cm，则孔口数为342个。进口水头损失为：

式中h1——进口水头损失（m）；
ξ——局部阻力系数。
设计中取ξ=2

可以看出，计算得出的进水部分水头损失非常小，为了安全，此处取为0.05m。
2.沉淀池的出水部分设计
沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。溢流堰的总堰长

式中l——溢流堰的总堰长（m）；
q——溢流堰的堰上负荷[m3/（m·d）]，溢流率不宜超过300m3/(m·d)。
设计中取溢流堰的堰上负荷q=250m3/（m·d）
，取溢流堰的总堰长为280m。
出水堰采用指形堰，共5条，每条长28m，双侧集水，汇入出水总渠，其布置如图5-1所示。出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化。出水渠起端水深

式中h2——出水渠起端水深（m）；
b——渠道宽度（m）。
设计中采用水力最优断面：即h2=b/2

h2=0.64m，b=2h2=1.28m
出水渠道的总深设为0.9m，跌水高度0.26m。渠道内的水流速度

式中v2——渠道内的水流速度（m/s）。

沉淀池的出水管管径根据界限流量表选DN900mm，此时管道内的流速为：

式中：v3——管道内的水流速度（m/s）；
D——出水管的管径（m）。

3.沉淀池放空管

式中d——放空管管径（m）；
t——放空时间（s）。
设计中取t=2h

设计中取放空管管径为DN600mm。
4.排泥设备选择
沉淀池底部设泥斗，每组沉淀池设10个污泥斗，污泥斗顶宽1.4m，底宽0.5m，污泥斗深0.7m。采用HJX2-14型虹吸式泥机，驱动功率为0.55×2kW，虹吸式真空泵的功率为1.5kW，行车速度为1.0m/min。
5.沉淀池总高度
H=h3+h4+h
式中H——沉淀池总高度（m）；
h3——沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m；
h4——沉淀池污泥斗高度（m）。
设计中取h3=0.3m，h4=0.7m
H=0.3+0.7+3.0=4.0m
6.平流沉淀池的计算草图
根据计算结果，绘制平流式沉淀池的示意图，如图7-1所示。

图7-1平流沉淀池示意图
（a）平面图；（b）剖面图