反应絮凝池及斜管沉淀池计算15623

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1、反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第1 页/共13页 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 1、栅条絮凝池设计计算 1.1、栅条絮凝池设计 通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论的絮凝池，网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下接错流动，直至出口，在全池三分之二的分格内，水平放置栅条，通过栅条的孔隙时，水流收缩，过孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件。1.1.1 网格絮凝池设计要求：（1）絮凝时间一般为 10-15min。（2）絮凝池分格大小，按竖向流速确定。（3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成 8-18 格，可大致按分格数

2、均匀成3 段，其中前段 3-5min，中段 3-5min，未段 4-5min。（4）栅条数前段较多，中段较少，未段可不放。但前段总数宜在 16 层以上，中段在 8 层以上，上下两层间距为 60-70。（5）每格的竖向流速，前段和中段 0.12-0.14m/s，未段 0.22-0.25m/s。（6）栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙为 50，中段为 80。（7）各格之间的过水孔洞应上下交错布置，孔洞计算流速：前段 0.3-0.2 m/s，中段 0.2-0.15 m/s，末段 0.14-0.1 m/s，各过水孔面积从前段向末段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。（8）栅孔

3、流速，前段 0.25-0.3 m/s，中段 0.22-0.25 m/s。反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第2 页/共13页（9）一般排泥可用长度小于 5m，直径 150-200mm 的穿孔排泥管或单斗底排泥，采用快开排泥阀。1.1.2 网格絮凝池计算公式（1）池体积 60QTV(m3)(3.1)式中：V池体积(m3)；Q流量（m3/h）；T絮凝时间(min)（2）池面积 1HVA（）(3.2)式中：A池面积（）；1H有效水深(m)（3）池高 mHH3.01 (3.3)（4）分格面积 0vQf (3.4)式中：f分格面积；0v竖井流速（m/s）（5）分格数 fAn (3.5)式中：n分格格数；（6）

4、竖井之间孔洞尺寸 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第3 页/共13页 22vQA（）(3.6)式中：2A竖井之间孔洞尺寸（）；2v各段过网格水头损失（m/s）（7）总水头损失 21hhh（m）(3.7)gvh22111（m）(3.8)gvh22222（m）(3.9)式中：h总水头损失（m）；1h每层网格水头损失（m）2h每个孔洞水头损失（m）1v各段过网流速（m/s）2v各段孔洞流速（m/s）1网格阻力系数，前段取 1.0，中段取 0.9 2孔洞阻力系数，可取 3.0 1.1.3 网格絮凝池设计计算 因为设计流量 0.182m/s，流量比较小，只需采用一个反应池，设絮凝时间10min,得絮凝池的有

5、效容积为：V=0.1821060=109.2 m 设平均水深为 3.0m，得池的面积为：34.360.32.109mA 竖井流速取为 0.12 m/s，得单格面积：反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第4 页/共13页 25.112.0182.0mf 设每格为方形，边长采用1.23m，因此每格面积 1.5，由此得分格数为：3.245.14.36n 为配合沉淀尺寸采用25 格 实际絮凝时间为：min4.10623182.0250.323.123.1st 池的平均有效水深为3.0m，取超过 0.45m，泥斗深度 0.65m，得池的总高度为：mH10.465.045.00.3 过水洞流速按进口 0.3 m/

6、s 递减到出口0.1 m/s 计算，得各过水孔洞的尺寸见表：表 1.1 过水孔洞的尺寸 分格编号 1 2 3 4 5 6 7 孔洞 高宽（m）0.491.23 0.491.23 0.551.23 0.601.23 0.651.23 0.701.23 0.741.23 分格编号 8 9 10 11 12 13 14 孔洞 高宽（m）0.741.23 0.741.23 0.801.23 0.851.23 0.901.23 0.951.23 0.951.23 分格编号 15 16 17 18 19 20 21 孔洞 高宽（m）1.001.23 1.151.23 1.211.23 1.281.23 1

7、.391.23 1.471.23 0.741.23 分格 22 孔 洞 高 宽（m）0.371.23 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第5 页/共13页 图 1.1 网格絮凝池布置图 絮凝池布置中，图中已表示从进口到出口各格的水流方向，“上”、“下”表示隔墙上的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽口齐平。编号1-7 格中每格安装 3 层网格，8-15 格中每格安装 1 层网格，后阶段不需要安装网格，上下间距为 60cm。网格絮凝池水头损失由水流通过两竖井间孔洞损失和每层网格水头损失组成，即 21hhh 式中1h水流通过网格水头损失，m，2h水流通过竖井间孔洞水头损失，m 1 下 10

8、 上 22 下 12 上 11 下 5 下 16 上 17 下 6 上 22上 19 下 7 下 4 上 21 下 20 上 15 下 2 上 8 上 3 下 22 上 13 下 14上 9 下 22 下 18 上 原水 出水 出水 出水 出水 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第6 页/共13页 水流通过竖井间孔洞水头损失 表 1.2 网格编号 1 2 3 4 5 6 7 8 2h（m）0.0140 0.0140 0.0110 0.0090 0.0079 0.0068 0.0061 0.0061 网格编号 9 10 11 12 13 14 15 16 2h（m）0.0061 0.0052 0.00

9、46 0.0041 0.0037 0.0037 0.0034 0.0025 网格编号 17 18 19 20 21 22 2h（m）0.0023 0.0021 0.0017 0.0015 0.0015 0.0015 12h=0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m 22h=0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051m 32h=0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m 1-7 网格为前

10、段，网栅空隙实际面积为 0.65，前段栅条缝隙为 50，空隙宽为水过网孔流速为 0.28m/s；8-15 网格为中段，网栅空隙实际面积为 0.76，水过网孔流速为 0.24m/s，前段网格孔水头损失：mgvh004.08.9228.02221111 中段网格孔水头损失：mgvh0026.08.9224.09.02222221 前段水头损失：mhhh1528.021004.00688.0211 停留时间：sTt72.1742571 水温 20C0：反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第7 页/共13页 141119272.17410029.11528.01000sthG 中段水头损失：mhhh05131

11、.080026.003051.0212 停留时间：sTt68.1992582 142225068.19910029.105131.01000sthG 后段水头损失：mhhh0176.0213 停留时间：sttTt6.249213 14333226.24910029.101.01000sthG 网格絮凝池主要设计参数规定前段速度梯度70-1001s，中段速度梯度 40-501s，末段速度梯度10-201s。通过上述的计算，每阶段速度梯度符合设计的要求。排泥管的直径一般为 150-200mm。则排泥管直径采用 150mm 的排泥管。反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第8 页/共13页 图 1.2 网格絮

12、凝池的平面图与剖面图 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第9 页/共13页 2、（上向）斜管沉淀池的设计与计算 斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行直径较小的平行倾斜管的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占底面积少。从平流式沉淀池内颗粒沉降过程分析和理想沉淀原理可知，悬浮颗粒的沉淀去除率仅于沉淀面积有关，而与池深无关。在沉淀池容积一定的条件下，池深越浅，沉淀面积越大，悬浮颗粒去除率越高。2.1 斜管沉淀池设计要点（1）斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距d一般采用 25-35mm。（2）斜管长度一般为 800-1000mm 左右，可根据水力计算结合斜管材料决定。（3）斜管

13、的水平倾角常采用 60。（4）斜管上部的清水区高度，不宜小于 1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖。（5）斜管下布水区高度不宜小于 1.5m。为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿孔墙或格栅等整流措施。（6）积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排泥设备同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或机械排泥等。（7）斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。（8）斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清池相同，可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。2.2 斜管沉淀池设计计算（1）设计数据选用 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第10 页/共13页 表面负荷

14、取q=10m/(h)，清水区上升流速即为v=0.00278m/s,斜管材料选用厚 0.4mm 塑料板热压成正六边形管，内切圆直径 d=30mm,长 1000mm，水平倾角 60。（2）计算与设计 清水区面积 qQA=1025.656=65.63 (4.1)取斜管沉淀池平面尺寸 5.512=66，进水区布置在 12m 长边一侧，在 5.5m短边中扣除 1000cos60=500 mm 无效长度，并考虑斜管结构系数 1.03，则净出口面积为：325.5803.1125.0125.5mA 斜管出口水流实际上升流速为：smmsmmsmvs/13.3/00313.025.58/1823.023 (4.2

15、)斜管内轴向流速为：smmv/61.360sin13.300 (4.3)取清水区高度 1.20m，超高 0.30m。斜管区高 1000sin60=866mm=0.87m。取配水区高 1.50m，下部穿孔排泥管处斜槽高0.80m。斜管沉淀池高度:H=0.30+1.20+0.87+1.50+0.80=4.67m。(4.4)（3）复核 反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第11 页/共13页 雷诺数 Re 值：水力半径：cmmmdR75.05.74304 (4.5)当水温 t=20时，水的运动黏度scmv/01.02则 08.2701.0361.075.0Re0vRv (4.6)弗劳德数Fr 值 42201

16、077.198175.0361.0RgvFr (4.7)斜管沉淀时间 min62.427761.31000sT (4.8)（4）进水区 从网格絮凝池到沉淀池，尽量减小紊流区域，不使絮凝体破碎，进水区的布置是沉淀池设计的重要环节。进水区通常采用穿孔墙的形式，将水流分布于沉淀池整个断面，进水区设计首先考虑絮凝体的破碎影响，按絮凝池末端流速作为过孔流速设计穿孔墙过水面积，且池底积泥面上 0.3 至池底范围内不设进水孔。考虑到施工方便，进水孔可设计成（50-150）mm（50-150）mm 方孔。设计流速为 0.1m/s，以絮凝池末端流速为设计流速。则穿孔墙的总面积：vQf=1.01823.0=1.8

17、23m (4.9)单个穿孔墙尺寸：100mm100mm 共设计01.0823.1n=182.3180 斜管进水区域的高度为1.5m，则共十五行，每行开12 个孔。反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第12 页/共13页（5）出水区 采用穿孔集水管，间距 1.0m，共 12 支管，每支管的流量：smq/015.0121823.03 (4.10)集水管的直径采用 150mm，则 0.8m/s，集水管上的开孔圆孔直径取 30mm，每个孔流量：smdq/104.4462.0342，(4.11)集水槽开孔个数：34104.4015.04个 按孔口间距=160mm 设计，集水管至池口的距离 360mm,集水管输送水到集水渠采用自由下落，集水管出口到集水渠的水面高度 200mm，在集水渠的水流流速 1.2m/s，则集水渠的宽取 0.6m，则池底到液面的高度 300mm。则集水渠的高度：360+200+300=860mm。总的输水干管采用管径：D=450mm,管中流速：1.14 m/s 排泥管的管径选用 150mm 的管。反应絮凝池及斜管沉淀池计算 第13 页/共13页 图 2.1 沉淀池的平面图与剖面图