反應(yīng)絮凝池及斜管沉淀池計算.doc

1、反應(yīng)絮凝池及斜管沉淀池計算反應(yīng)絮凝池及斜管沉淀池計算 1、柵條絮凝池設(shè)計計算 1.1、柵條絮凝池設(shè)計 通過前面的論述確定采用柵條絮凝池。柵條絮凝池是應(yīng)用紊流理論的絮凝池，網(wǎng)格絮凝池的平面布置由多格豎井串聯(lián)而成。絮凝池分成許多面積相等的方格，進水水流順序從一格流向下一格，上下接錯流動，直至出口，在全池三分之二的分格內(nèi)，水平放置柵條，通過柵條的孔隙時，水流收縮，過孔后水流擴大，形成良好的絮凝條件。 1.1.1網(wǎng)格絮凝池設(shè)計要求： （1）絮凝時間一般為10-15min。 （2）絮凝池分格大小，按豎向流速確定。 （3）絮凝池分格數(shù)按絮凝時間計算，多數(shù)分成8-18格，可大致按分格數(shù)均勻成3段，其中前段3

2、-5min，中段3-5min，未段4-5min。 （4）柵條數(shù)前段較多，中段較少，未段可不放。但前段總數(shù)宜在16層以上，中段在8層以上，上下兩層間距為60-70。 （5）每格的豎向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，未段0.22-0.25m/s。 （6）柵條的外框尺寸加安裝間隙等于每格池的凈尺寸。前段柵條縫隙為50，中段為80。 （7）各格之間的過水孔洞應(yīng)上下交錯布置，孔洞計算流速：前段0.3-0.2 m/s，中段0.2-0.15 m/s，末段0.14-0.1 m/s，各過水孔面積從前段向末段逐步增大。所有過水孔須經(jīng)常處于淹沒狀態(tài)。 （8）柵孔流速，前段0.25-0.3 m/s ，中段0

3、.22-0.25 m/s。 （9）一般排泥可用長度小于5m，直徑150-200mm的穿孔排泥管或單斗底排泥，采用快開排泥閥。 1.1.2網(wǎng)格絮凝池計算公式 （1）池體積 ( m3) (3.1) 式中：池體積( m3)； Q流量（m3/h）； T絮凝時間(min) （2）池面積 （） (3.2) 式中：A池面積（）； 有效水深(m) （3）池高 (3.3) （4）分格面積 (3.4) 式中：分格面積； 豎井流速（m/s） （5）分格數(shù) (3.5) 式中：分格格數(shù)； （6）豎井之間孔洞尺寸 （） (3.6) 式中：豎井之間孔洞尺寸（）； 各段過網(wǎng)格水頭損失（m/s） （7）總水頭損失 （m） (3

4、.7) （m） (3.8) （m） (3.9) 式中：總水頭損失（m）； 每層網(wǎng)格水頭損失（m） 每個孔洞水頭損失（m） 各段過網(wǎng)流速（m/s） 各段孔洞流速（m/s） 網(wǎng)格阻力系數(shù)，前段取1.0，中段取0.9 孔洞阻力系數(shù)，可取3.0 1.1.3網(wǎng)格絮凝池設(shè)計計算 因為設(shè)計流量0.182m/s，流量比較小，只需采用一個反應(yīng)池，設(shè)絮凝時間10min,得絮凝池的有效容積為： =0.1821060=109.2 m 設(shè)平均水深為3.0m，得池的面積為： 豎井流速取為0.12 m/s，得單格面積： 設(shè)每格為方形，邊長采用1.23m，因此每格面積1.5，由此得分格數(shù)為： 為配合沉淀尺寸采用25格 實際絮

5、凝時間為： 池的平均有效水深為3.0m，取超過0.45m，泥斗深度0.65m，得池的總高度為： 過水洞流速按進口0.3 m/s遞減到出口0.1 m/s計算，得各過水孔洞的尺寸見表： 表1.1 過水孔洞的尺寸 分格編號 1 2 3 4 5 6 7 孔洞 高寬（m） 0.491.23 0.491.23 0.551.23 0.601.23 0.651.23 0.701.23 0.741.23 分格編號 8 9 10 11 12 13 14 孔洞 高寬（m） 0.741.23 0.741.23 0.801.23 0.851.23 0.901.23 0.951.23 0.951.23 分格編號 15 1

6、6 17 18 19 20 21 孔洞 高寬（m） 1.001.23 1.151.23 1.211.23 1.281.23 1.391.23 1.471.23 0.741.23 分格 22 孔洞高寬（m） 0.371.23 原水 出水 1 下 10 上 11 下 12 上 22 下 出水 22 上 13 下 9 下 14上 上 2 上 上 15 下 20 上 上 3 下 8 上 21 下 出水 19 下 22上 16 上 上 7 下 4 上 出水 22 下 下 17 下 下 18 上 5 下 6 上 圖1.1 網(wǎng)格絮凝池布置圖 絮凝池布置中，圖中已表示從進口到出口各格的水流方向，“上”、“下”

7、表示隔墻上的開孔位置，上孔上緣在最高水位以下，下孔下緣與排泥槽口齊平。編號1-7格中每格安裝3層網(wǎng)格，8-15格中每格安裝1層網(wǎng)格，后階段不需要安裝網(wǎng)格，上下間距為60cm。網(wǎng)格絮凝池水頭損失由水流通過兩豎井間孔洞損失和每層網(wǎng)格水頭損失組成，即 式中水流通過網(wǎng)格水頭損失，m， 水流通過豎井間孔洞水頭損失，m 水流通過豎井間孔洞水頭損失 表1.2 網(wǎng)格編號 1 2 3 4 5 6 7 8 （m） 0.0140 0.0140 0.0110 0.0090 0.0079 0.0068 0.0061 0.0061 網(wǎng)格編號 9 10 11 12 13 14 15 16 （m） 0.0061 0.0052

8、 0.0046 0.0041 0.0037 0.0037 0.0034 0.0025 網(wǎng)格編號 17 18 19 20 21 22 （m） 0.0023 0.0021 0.0017 0.0015 0.0015 0.0015 =0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m =0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051m =0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m 1-7網(wǎng)格為前段，網(wǎng)柵空隙

9、實際面積為0.65，前段柵條縫隙為50，空隙寬為水過網(wǎng)孔流速為0.28m/s；8-15網(wǎng)格為中段，網(wǎng)柵空隙實際面積為0.76，水過網(wǎng)孔流速為0.24m/s，前段網(wǎng)格孔水頭損失： 中段網(wǎng)格孔水頭損失： 前段水頭損失： 停留時間： 水溫20： 中段水頭損失： 停留時間： 后段水頭損失： 停留時間： 網(wǎng)格絮凝池主要設(shè)計參數(shù)規(guī)定前段速度梯度70-100，中段速度梯度40-50，末段速度梯度10-20。通過上述的計算，每階段速度梯度符合設(shè)計的要求。 排泥管的直徑一般為150-200mm。則排泥管直徑采用150mm的排泥管。 圖1.2 網(wǎng)格絮凝池的平面圖與剖面圖 2、（上向）斜管沉淀池的設(shè)計與計算 斜管沉

10、淀池，是一種在沉淀池內(nèi)裝置許多間隔較小的平行直徑較小的平行傾斜管的沉淀池。特點是沉淀效率高、池子容積小和占底面積少。從平流式沉淀池內(nèi)顆粒沉降過程分析和理想沉淀原理可知，懸浮顆粒的沉淀去除率僅于沉淀面積有關(guān)，而與池深無關(guān)。在沉淀池容積一定的條件下，池深越淺，沉淀面積越大，懸浮顆粒去除率越高。 2.1斜管沉淀池設(shè)計要點 （1）斜管斷面一般采用蜂窩六角形或山形，其內(nèi)徑或邊距一般采用25-35mm。 （2）斜管長度一般為800-1000mm左右，可根據(jù)水力計算結(jié)合斜管材料決定。 （3）斜管的水平傾角常采用60。 （4）斜管上部的清水區(qū)高度，不宜小于1.0m，較高的清水區(qū)有助于出水均勻和減少日照影響及藻

11、類繁殖。 （5）斜管下布水區(qū)高度不宜小于1.5m。為使布水均勻，在沉淀池進口處應(yīng)設(shè)穿孔墻或格柵等整流措施。 （6）積泥區(qū)高度應(yīng)根據(jù)沉泥量、沉泥濃縮程度和排泥方式等確定，排泥設(shè)備同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或機械排泥等。 （7）斜管沉淀池采用側(cè)面進水時，斜管傾斜以反向進水為宜。 （8）斜管沉淀池的出水系統(tǒng)應(yīng)使池子的出水均勻，其布置與一般澄清池相同，可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。 2.2斜管沉淀池設(shè)計計算 （1）設(shè)計數(shù)據(jù)選用 表面負荷取=10m/(h)，清水區(qū)上升流速即為=0.00278m/s,斜管材料選用厚0.4mm塑料板熱壓成正六邊形管，內(nèi)切圓直徑d=30mm,長1000mm，水平傾角

12、60。 （2）計算與設(shè)計 清水區(qū)面積 =65.63 (4.1) 取斜管沉淀池平面尺寸5.512=66，進水區(qū)布置在12m長邊一側(cè)，在5.5m短邊中扣除1000cos60=500 mm無效長度，并考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03，則凈出口面積為： 斜管出口水流實際上升流速為： (4.2) 斜管內(nèi)軸向流速為： (4.3) 取清水區(qū)高度1.20m，超高0.30m。 斜管區(qū)高1000sin60=866mm=0.87m。 取配水區(qū)高1.50m，下部穿孔排泥管處斜槽高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）復(fù)核 雷諾數(shù)Re值： 水力半徑：

13、 (4.5) 當(dāng)水溫t=20時，水的運動黏度則 (4.6) 弗勞德數(shù)Fr值 (4.7) 斜管沉淀時間 (4.8) （4）進水區(qū) 從網(wǎng)格絮凝池到沉淀池，盡量減小紊流區(qū)域，不使絮凝體破碎，進水區(qū)的布置是沉淀池設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。進水區(qū)通常采用穿孔墻的形式，將水流分布于沉淀池整個斷面，進水區(qū)設(shè)計首先考慮絮凝體的破碎影響，按絮凝池末端流速作為過孔流速設(shè)計穿孔墻過水面積，且池底積泥面上0.3至池底范圍內(nèi)不設(shè)進水孔?？紤]到施工方便，進水孔可設(shè)計成（50-150）mm（50-150）mm方孔。設(shè)計流速為0.1m/s，以絮凝池末端流速為設(shè)計流速。則穿孔墻的總面積： =1.823m (4.9) 單個穿孔墻尺寸： 100mm100mm 共設(shè)計=182.3180 斜管進水區(qū)域的高度為1.5m，則共十五行，每行開12個孔。 （5）出水區(qū) 采用穿孔集水管，間距1.0m，共12支管， 每支管的流量： (4.10) 集水管的直徑采用150mm，則0.8m/s，集水管上的開孔圓孔直徑取30mm， 每個孔流量： ， (4.11) 集