斜管沉淀池计算例题2.doc

3.3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9.0～11.0。
斜管设计一般可采用下列数据：管径为25～35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＝0.425m/s，斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B＝8.8m，混凝处理后颗粒沉降速度u＝0.4mm/s，清水区上升速度v＝3.0mm/s，采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d＝30mm，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25～35mm（即管的内切圆直径），取为30mm。
（2）清水面积
A＝Q/v＝0.425/0.003＝142m
其中斜管结构占用面积按照5％计算，人孔所占面积为1m，则：实际清水区所需面积为：A＝142×1.05＋1＝149.75m，
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×L＝8.8m×14.3m
（3）斜管长度L
斜管内水流速度v＝v/sin60°＝3.0/0.866＝3.5mm/s，
L＝（1.33×v-0.35×sin60°）d/（u×cos60°）
＝（1.33×3.5-0.35×0.866）×30/（0.35×0.5）
＝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1000×sin60°＝0.87m，穿孔排泥斗槽高0.8m，超高0.3m，池子总高H＝0.3+1.2+1.5+0.87+0.8＝4.7m。
斜管安装长度=L×cos60°＝1×0.5＝0.5m
（5）沉淀池进口穿孔花墙
穿孔墙上的孔洞流速v采用v＝0.15m/s，洞口的总面积：
A＝Q/v＝0.425/0.15＝2.8m，
每个洞口尺寸定为15cm×8cm，
则洞口数为：2.8/（0.15×0.08）＝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。

（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＝14.3/10＝1.43m，
每条集水槽长（8.8-0.6）/2＝4.1m，
每槽集水量q＝0.425/（10×2）＝0.02125m/s，
考虑池子的超载系数为20％，故槽中流量
q＝1.2q＝1.2×0.02125＝0.0255m/s
集水槽双侧开孔，孔径d＝25mm，
又q＝uf，则：
孔数n＝Q/q＝＝＝45.55，
取n＝46个，每边23个孔眼。
孔距：＝0.18m，孔眼从中心向两边排列。
集水槽宽b＝0.9Q＝0.9×（0.0255）＝0.207m，为便于施工取为0.2m
起点槽中水深H＝0.75b＝0.75×0.2＝0.15m
终点槽中水深H=1.25b＝1.25×0.2＝0.25m
淹没深度取12cm，跌落高度取5cm，超高0.15m
槽的高度H＝H＋0.12＋0.05＋0.15＝0.57m
（7）集水渠
集水渠：集水渠的流量为0.425m/s，
假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：
b＝0.9×（0.425）＝0.64m。
起端水深0.66m，考虑到集水槽的水流进入集水渠时应自由跌水，跌落高度取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：
H＝0.66+0.08+0.54＝1.28m
出水管流速v＝1.2m/s，则直径为：D＝（0.425×4/1.2π）＝672mm，取D＝700mm。
（8）沉淀池的排泥
采用穿孔排泥管，穿