斜管沉淀池计算实例doc

作者:四川体彩网 | 2020-05-21 03:48

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  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 3.3.2 设计计算 (1)设计参数 处理水量Q=0.425 m3/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v1=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1 m,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=125.84m2 (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=0.15 m/s,洞口的总面积: A=Q/ v=0.425/0.15=2.8 m, 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)=0.02125 m/s, 考虑池子的超载系数为20%,故槽中流量 q=1.2q=1.2×0.02125=0.0255 m/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L×B×H=25.7m ×1.0m×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K=0.72, 取孔径d=25mm, 孔口面积f=4.9×10-4,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:∑w=27×4.9×10-4=0.01323m, 穿孔管断面面积为:w=∑w/=0.01323/0.72=0.0184 m, 穿孔管直径为:D=(4×0.0184/π) =0.153m。 取直径为200mm,孔眼向下与中垂线度角,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=R v /μ 式中: R——水力半径,R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm v——管内流速v=v/sin60°=3.0/0.866=3.5mm/s, μ——运动粘度0.01cm2/s(t=20℃) Re=(0.75×0.35)/0.01=26.25<100 所以水流在沉淀池内是层流状态 沉淀时间:T=L`/ v =1000/3.5=285s=4.75min 符合沉淀时间一般为2-5min 之间的要求。 平流沉淀池的设计: 1.计算水量Q=300000m3/d=12500m3/h=3.472 m3/s,沉淀时间t=2h,面积负荷u0‘= 2.设计计算 (1)池容积W W=Qt=125002=25000m3 (2)单池容积W W1=m3 (3)单池池面积F F=m2 (4)池深H m (5)池长L 水平流速取v=10mm/s,则池长 L=3.6vt=3.6102=72m (6)池宽B B1=m 采用17.8m。沉淀池的池壁厚采用300mm,则沉淀池宽度为18.4m, (7)校核长宽比 (8)校核长深比 (9)进水穿孔花墙设计 ①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水,墙长17.8m,超高取0.3m,积泥高度取0.1m,则墙高3.73m. ②穿孔花墙孔洞总面积A 孔洞处流速采用v0=0.24m/s,则 A=m2 ③孔洞个数N 孔洞采用矩形,尺寸为15cm18cm,则 N=个。 则孔洞实际流速为: m/s ④孔洞布置 1.孔孔布置成6排,每排孔洞数为906=15个 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: 0.1815+115=17.7m,剩余宽度17.8-17.6=0.2m,均分在各灰缝中。 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 H=60.15+60.378+162=3.33mm (10)出水渠 ①采用矩形薄壁堰出水 ②堰上溢流负荷q0=300/d.m 则溢流长度 l===150m 出水支渠采用20条,则Q1=m/s 则渠宽为B1=0.9=0.235m 每条出水渠长度l0=m 每条出水渠宽度B0=m 出水总渠宽为B2 =0.9=1.48m 出水渠起端水深为: m 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20020。 则吸泥管根数n=,取12根,每边各分布6根。 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‰,坡向末端集泥坑,坑的尺寸采用50 cm 50 cm50cm。 排泥管直径为: m,采用DN400mm。 H0—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 ①水力半径R =189cm ②弗洛德常数Fr 在规定范围内.


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