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1、精品文档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
2、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 11.0m3/（m2?h）。斜管设计一般可采用下列数据：管径为2535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
3、= 0.425 m/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 = 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2535mm （即管的内切圆直径）， 取为 30mm。（ 2）清水面积A = Q/v 1 = 0.425/0.003= 142m2其中斜管结构占用面积按照 5计算，人孔所占面积为 1 m 2 ，则：实际清水区所需面积为：A1 = 142X 1.05+ 1= 149.75m2 ,进水方式：进水区沿
4、 8.8m 长的一边布置。 为了配水均匀设计尺寸： BX L=8.8mX 14.3m（ 3）斜管长度 L 斜管内水流速度 v 2 = v/sin60°= 3.0/0.866= 3.5mm/s，L=（1.33X v 2 -0.35X sin60°） d/（u 0 X cos60°）=（1.33X 3.5-0.35X 0.866）X 30/（0.35X 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1000X sin60
5、6;= 0.87m，穿孔排泥 斗槽咼 0.8m，超咼 0.3m，池子总咼 H = 0.3+1.2+1.5+0.87+0.8= 4.7m。斜管安装长度 L2 =LX cos60°= 1X 0.5=0.5m（5）沉淀池进口穿孔花墙穿孔墙上的孔洞流速v3采用v3 = 0.15 m/s，洞口的总面积：A 2 =Q/ v3= 0.425/0.15= 2.8 m2， 每个洞口尺寸定为 15cmX 8cm， 则洞口数为： 2.8/（0.15X 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
6、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/（10X 2）= 0.02125 m3/s，考虑池子的超载系数为 20，故槽中流量q0= 1.2q= 1.2X 0.02125= 0.0255 m3/s集水槽双侧开孔，孔径 d= 25mm，又 q = uf 2gh，则:=45.55,Q0.02125孔数n = Q/q=uf.2gh0620.02522 9.8 0.124取n = 46个，每边23个孔眼。孔距：41二0.18
7、m,孔眼从中心向两边排列。23集水槽宽 b = 0.9Q0'4 = 0.9X(0.0255) 0.4 = 0.207m,为便于施工取为 0.2m起点槽中水深 H1 = 0.75b= 0.75X 0.2= 0.15m终点槽中水深 H2=1.25b= 1.25 X 0.2= 0.25m淹没深度取12cm，跌落高度取5cm,超高0.15m槽的高度 出=H2 + 0.12+ 0.05+ 0.15= 0.57m(7) 集水渠集水渠：集水渠的流量为0.425m3/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b = 0.9X( 0.425) 0.4 = 0.64m。起端水深0.66m,考虑到集
8、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 1 = 0.66+0.08+0.54= 1.28m出水管流速 V4 = 1.2m/s，贝U直径为：D =(0.425X 4/1.2n) 0.5 = 672mm, 取 D = 700mm。(8) 沉淀池的排泥采用穿孔排泥管，穿孔排泥管横向布置，沿与水流垂直方向共设10根，单侧排泥至集泥渠，集泥渠尺寸 LX B X H = 25.7m X 1.0mX 2.5m,孔眼采用等距布置，穿孔管长11m,首末端集泥比为0.5,查得Kw = 0.72
9、,取孔径d= 25mm,精品文档精品文档孔口面积f= 4.9X 10-4，取孔距s= 0.4m,孔眼数目：m= L/s-1 = 11/0.4-1 = 27 个。孔眼总面积：刀 w 0 = 27X 4.9 X 10-4= 0.01323m2,穿孔管断面面积为： w = E w°/kw = 0.01323/0.72= 0.0184 m2,穿孔管直径为：D 0 = (4X 0.0184/n ) 05 =0.153m。取直径为200mm,孔眼向下与中垂线成45度角，并排排列，采用启动快开式排泥阀。(9) 复算管内雷诺数及沉淀时间Re=Rv2 / 卩式中：R水力半径,R = d/4=30/4
10、= 7.5mm= 0.75cmv2 管内流速 v2 = v/sin60°= 3.0/0.866= 3.5mm/s,卩运动粘度0.01cm2/s(t = 20E)Re= (0.75 X 0.35)/0.01= 26.25 v 100所以水流在沉淀池内是层流状态沉淀时间：T=L'/ v2 = 1000/3.5 = 285s = 4.75min符合沉淀时间一般为2-5min之间的要求。第四节平流沉淀池的设计：1. 计算水量 Q=300000m/d=12500nVh=3.472 m 3/s，沉淀时间 t=2h，面积负荷 u。 =40nV (nld ),沉淀池个数n=6个。2. 设计计
11、算(1) 池容积WW=Qt=12500 2=25000m(2) 单池容积W4166.7用W 25000W=n 6(3) 单池池面积F1250 m_ Q 50000F=rU040(4) 池深HW1F4166.73.33 m(5) 池长L水平流速取v=10mm/s则池长L=3.6vt=3.610 2=72m(6) 池宽BBi=1250T217.4 m采用17.8m。沉淀池的池壁厚采用 合。（7）校核长宽比300mm，则沉淀池宽度为18.4m与絮凝池吻7217.84.045 4（8）校核长深比L 7221.6 10H 3.33（9）进水穿孔花墙设计 沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水,则墙高3.73m.
12、穿孔花墙孔洞总面积A墙长17.8m，超高取0.3m,积泥高度取0.1m，孔洞处流速采用V0=0.24m/s，则a=43600v02083.33600 0.242.41吊孔洞个数 孔洞采用矩形，尺寸为A2.40.1815cm 18cm,则N=0.15 0.180.15则孔洞实际流速为：Q89.3 90 个。2083.33600 90 0.15 0.180.238m/sVo N 0.15 0.18孔洞布置1. 孔孔布置成6 排,2. 水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为：每排孔洞数为90 6=15个0.18 15+1 15=17.7m,剩余宽度17.8-17.6=0.2m，均分
13、在各灰缝中。3. 垂直方向孔洞净距取0.378m,即6块砖厚。最上一排孔洞的淹没水深为162mm 则孔洞的分布高度为：H=6 0.15+6 0.378+162=3.33mm（10）出水渠采用矩形薄壁堰出水 堰上溢流负荷q°=300m3/d.m 则溢流长度 匸 便 =1.2 50000 =150mq°400出水支渠采用 20 条，则 C1=12Q1.2 0.579 0.035 m/sn20则渠宽为 B=0.9 Q；4 =0.235m每条出水渠长度lo=L_B150 17.8 3.3 m2 n 2 20每条出水渠宽度 B0=B （n 1）B117.8 21 0.235 0.64
14、mn20出水总渠宽为B2 =0.9 Q0.4=1.48m出水渠起端水深为：h 1.733 ( Q )2 1 21.733 ( 20 83.3 ) 2 10.2 mX 3600n gbV 3600 209.8 0.235 0.235保护高取0.3m,渠道高度为0.5m。(11) 排泥设施采用机械排泥。排泥设施采用 SXH型多口虹吸式吸泥机。排泥水位差 3.3m.轨距 l=18400mm.管间距采用1.5m，虹吸管管径取d=75mm扁口吸泥口采用200 20。 则吸泥管根数n=17811.9，取12根，每边各分布6根。1.5吸泥口之间采用八字形刮泥板。积泥高度为0.1m,池底坡度为1.5 %。，坡
15、向末端集泥坑，坑的尺寸采用50 cm 50 cm 50cm。0.7BLH 腐 :3 3600排泥管直径为：0.391m，采用 DN400mm。0.7 17.8 72 3.40.5V 3 3600H0池内平均水深，为3.3+0.1=3.4m t 放空时间，取3h。(12) 水力条件复核水力半径RBH2H B10.2 36 10.21.89m =189cm精品文档弗洛德常数FrFrv20.62Rg 189 9801.9 10在规定范围内.斜板斜管沉淀池的设计参数：（1）斜板（管）之间间距一般不小于 50mm,斜板（管）长一般在1.0-1.2m 左右； 斜板的上层应有0.5-1.0m的水深，底部缓冲
16、层高度为1.0m。斜板（管） 下为废水分布区，一般高度不小于 0.5m，布水区下部为污泥区；（3）池出水一般采用多排孔管集水，孔眼应在水面以下2cm处，防止漂浮物 被带走；（4）废水在斜管内流速视不同废水而定，如处理生活污水，流速为 0.5-0.7mm/s。（5）斜板（管）与水平面呈60°角，斜板净距（或斜管孔径）一般为80100mm。 异向流斜板（管）沉淀池的设计计算式可由如下分析求的。假定有一个异向流沉淀单元，倾斜角为 a,长度为I，断面高度为d,宽度为 W,单元内平均水流速度V,所去除颗粒的沉速为U0,如下图所示。当颗粒由a移动到b被去除，可理解为颗粒以v的速度上升l+li的同
17、时以U0 的速度下沉l2的距离，两者在时间上相等，即v _ sin c&sg _ 1 匸sin / 十/叫drf-sin CZcos a沉淀单元长度沉淀单元的断面面积为dw，则单元所通过的流量为:q -= dwn (°-g + : '= i(f n'- cata +)d sin a Lsin a式中1W实际上即为沉淀单元的长与宽方向的面积，Iwcos a即为斜板在水平 方向投影的面积，可用af代替。dw代表沉淀单元的断面积，dw/sin a即为沉淀 池水面在水平方向的面积，可用 a表示，这样即可得q=uo(af+a)如果池内有n个沉淀池，并且考虑斜板(管)有一
18、定的壁厚度，池内进出口 影响及板管内采用平均流速计算时，上式可修正得沉淀池设计流量：Q= n uo (Af+A)式中：n数 0.7, 一般范围 0.75-0.85;Af斜板(管)沉淀池所有斜壁在水平方向的投影面积，A=naf；A沉淀池水面在水平面上的投影面积。即异向流斜板(管)沉淀池的截留速度：rja cosa一个斜板单元的理论流量：q=uo(af-a)斜板沉淀池设计流量：Q= n uo (Af-A)即同向流斜板(管)沉淀池的截留速度："（% 用）横向流斜板(管)沉淀池的沉淀情 况如下图，由相似定律得:v_ LLL. ? sill 住式中L表示沉淀区的长度匕却一个況淀单元的流量仪q = Idv = a in a式中af为沉淀单元的表面积沉淀池的设计流量：Q=Afuo n横向流沉淀池截留速度：e=式中Af为沉淀区所有斜板的水平投影面积