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. 环保设备课程作业
作业1：斜板沉淀池设计计算
采用异向流斜板沉淀池
1.设计所采用的数据
①由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s
②斜板有效系数η取0.8，η=0.6~0.8
③斜板水平倾角θ=60°
④斜板斜长 L=1.2m
⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm
⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s
2.沉淀池面积
式中 Q——进水流量，m3/d
q——容积负荷，mm/s
3.斜板面积
η
需要斜板实际总面积为
4.斜板高度
°
5.沉淀池长宽
设斜板间隔数为N=130个
则斜板部分长度为°
斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m
池宽B=
校核：，符合
故沉淀池长为8.4m ，宽为9.2m ，从宽边进水。
6.污泥体积计算
排泥周期T=1d
()()()()
612324100200002002010100
90100110096Q C C T
V m n
γρ--???-??=
=
=-?-
污泥斗计算
设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为67°，污泥斗下底面长a=0.4m ，上底面长b=2.1m 。
5 2.10.4tan tan 672222
2b a h m θ????
=-=-?= ? ?????
污泥斗总容积: 3150.4 2.1249.29222
a b V h n L m ++=
???=???=>V=90m 3
，符合要求。 7.沉淀池总高度
123450.3 1.0 1.0 1.0 2.0 5.3H h h h h h m =++++=++++=
式中 h 1——保护高度（m ），一般采用0.3-0.5m ，本设计取0.3m ； h 2——清水区高度（m ），一般采用0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 3——斜管区高度（m ）；
h 4——配水区高度（m ），一般取0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 5——排泥槽高度（m ）。
8.进出水系统
8.1. 沉淀池进水设计
沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：
式中 v ——孔口速度（m/s ），一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm ，则孔口数
个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 8.2.沉淀池出水设计
沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s ，则穿孔总面积：
设每个孔口的直径为4cm ，则孔口的个数：
30.383030.001256
A N F =
== 式中 F ——每个孔口的面积(m2)
设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，右边为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=9.2/8=1.1m 。每条集水槽长L=8 m ， 每条集水量为：30.23
0.014/28
q m s ==?，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：
31.2 1.20.0140.017/q q m s '==?=
槽宽：b =0.90.4
q '
=0.9×0.0170.4=0.9×0.20=0.18 m 。
起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.18=0.14m ，终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.18=0.23m
为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.25m 计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.05m ，跌落高度取0.07m ，槽的超高取0.15m 。则集水槽总高度: 20.050.070.150.250.050.070.150.52H H m =+++=+++=
集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm ，每侧孔数为50个，孔间距为15cm 。
8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.23m3/s ，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为b =0.90.4
Q
=0.40.90.230.50?=m ，起端水深0.52m ，考虑到集水槽水
流进入集水渠时应自由跌落高度取0.05m ，即集水槽应高于集水渠起端水面0.05，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：
H '=0.05+0.5+0.52=1.07m
9. 沉淀池排泥系统设计
采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置于污泥斗底端，沿与水流垂直方向共设4根，双侧排泥至集泥渠。孔眼采用等距布置，穿孔管长8m ，首末端集泥比为0.5，查得 k ω=0.72。取孔径d=25mm ，孔口面积f =0.00049m 2，取孔距s =0.4m ，孔眼个数为：
8
11190.4
l m s =-=-=
孔眼总面积为：
190.000490.0093w
=?=∑m 2
穿孔管断面积为： w=
w
w k ∑=
0.00930.72
=0.0129 m 2
取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成45角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。
作业2： UASB反应器的设计计算
1．设计参数
(1) 污泥参数
设计温度T=25℃
容积负荷N V=8.5kgCOD/(m3.d) 污泥为颗粒状
污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD
产气率0.5m3/kgCOD
(2) 设计水量Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.0116m3/s=11.6L/s。
(3) 水质指标
进水COD 10000mg/L，去除率为80~85%，取去除率为85%，则出水COD为1500mg/L。
2. UASB反应器容积及主要工艺尺寸的确定
(1) UASB反应器容积的确定
本设计采用容积负荷法确立其容积V V=QS0/N V
V—反应器的有效容积(m3)
S0—进水有机物浓度(kgCOD/L)
V=1000×10×0.85/8.5=1000m3
取有效容积系数为0.8，则实际体积为1250m3
(2) 主要构造尺寸的确定
UASB反应器采用圆形池子，布水均匀，处理效果好。
取水力负荷q1=0.3m3/（m2·h）
反应器表面积 A=Q/q1=41.67/0.5=138.9m2
反应器高度 H=V/A=1250/138.9=8.99m 取H=9m
采用2座相同的UASB反应器，则每个单池面积A1为：
A1=A/2=138.9/2=69.45m2
取D=9m
则实际横截面积 A2=3.14D2/4=63.6 m2
实际表面水力负荷 q1=Q/2A2=41.67/127.2=0.33 m3/（m2?h）
q1＜1.0 m3/（m2?h），符合设计要求。
3. UASB进水配水系统设计
(1) 设计原则
① 进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水量基本相等，防止短路和表面负荷不均；
② 应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和产生的沼气搅拌； ③ 易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。 本设计采用圆形布水器，每个UASB 反应器设30个布水点。 (2) 设计参数 每个池子的流量 Q1=41.67/2=20.64m 3
/h (3) 设计计算
查有关数据，对颗粒污泥来说，容积负荷大于4m 3
/(m 2
.h)时，每个进水口的负荷须大于2m 2
，则布水孔个数n 必须满足 пD 2
/4/n>2 即n<пD 2/8=3.14×81/8=32 取n=30个 则每个进水口负荷 a=пD 2
/4/n=3.14×9 2
/4/30=2.12m 2
可设3个圆环，最里面的圆环设5个孔口，中间设10个，最外围设15个，其草图见图1 ① 内圈5个孔口设计
服务面积： S 1=5×2.12=10.6m 2
折合为服务圆的直径为：
m S 67.314
.36
.10441
=?=
π
用此直径用一个虚圆，在该圆内等分虚圆面积处设一实圆环，其上布5个孔口 则圆环的直径计算如下： 3.14 d 12
/4=S 1/2 m S d 6.214
.36
.10221
1=?=
=
π
② 中圈10个孔口设计
服务面积： S 2=10×2.12=21.2m 2
折合为服务圆的直径为：
m S S 36.614
.3)
2.216.10(4)
(421=+?=
+π
则中间圆环的直径计算如下：
3.14 (6.362－d 22
)/4=S 2/2 则 d 2=5.2m ③ 外圈15个孔口设计
服务面积： S3=15×2.12=31.8m 2
折合为服务圆的直径为 1241.67/2
1.06m /5.0/4
V h π=
=?
则中间圆环的直径计算如下：3.14 (92
－d 32
)/4=S 3/2 则 d 3=7.8m
布水点距反应器池底120mm ；孔口径15cm
图1 UASB 布水系统示意图
4. 三相分离器的设计
(1) 设计说明 UASB 的重要构造是指反应器内三相分离器的构造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用，根据已有的研究和工程经验， 三相分离器应满足以下几点要求：
沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h ；
三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m ；
沉淀区四壁倾斜角度应在45o～60o之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内； 沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m ；
进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h ； 总沉淀水深应≥1.5m ； 水力停留时间介于1.5～2h ；
分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm 以上； 以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。 （2） 设计计算
本设计采用无导流板的三相分离器
①
沉淀区的设计
沉淀器（集气罩）斜壁倾角 θ=50° 沉淀区面积： A=3.14 D 2
/4=63.6m 2
表面水力负荷q=Q/A=41.67/(2×63.6)=0.33m 3
/(m 2
.h)<1.0 m 3
/(m 2
.h) 符合要求 ② 回流缝设计
h 2的取值范围为0.5~1.0m, h 1一般取0.5m 取h 1=0.5m ，h2=0.7m ，h3=2.4m 依据图8中几何关系，则 b1=h3/tan θ b1—下三角集气罩底水平宽度， θ—下三角集气罩斜面的水平夹角 h3—下三角集气罩的垂直高度，m
b1=2.4/tan50°=2.0m b2=b －2b1=9－2×2.0=5.0m
下三角集气罩之间的污泥回流缝中混合液的上升流速v1，可用下式计算：
12
41.67/2
1.06m /5.0/4
V h π=
=? Q1—反应器中废水流量（m3/s ） S1—下三角形集气罩回流缝面积（m2） V 1<2m/s ，符合要求。
上下三角形集气罩之间回流缝流速v2的计算： V2=Q1/S2
S2—上三角形集气罩回流缝面积（m2）
CE —上三角形集气罩回流缝的宽度，CE>0.2m 取CE=1.0m CF —上三角形集气罩底宽，取CF=6.0m
EH=CE sin50°=1.0 sin50°=0.766m EQ=CF+2EH=6.0+2×0.766=7.53m
S2=3.14(CF+EQ).CE/2=3.14 (6.0+7.53)×1.0/2=21.24m2 v2=41.67/2/21.24=0.98m/h v2 BC=CE/cos50°=1.0/cos50°=1.556m HG=(CF －b2)/2=0.5m EG=EH+HG=1.266m AE=EG/sin40°=1.266/sin40°=1.97m BE=CE tan50°=1.19m AB=AE －BE=0.78m DI=CD sin50°=AB sin50°=0.78 sin50°=0.597m h4=AD+DI=BC+DI=2.15m h5=1.0m （3）气液分离设计 由图5可知，欲达到气液分离的目的，上、下两组三角形集气罩的斜边必须重叠，重叠的水平距离（AB 的水平投影）越大，气体分离效果越好，去除气泡的直径越小，对沉淀区固液分离效果的影响越小，所以，重叠量的大小是决定气液分离效果好坏的关键。 由反应区上升的水流从下三角形集气罩回流缝过渡到上三角形集气罩回流缝再进入沉淀区，其水流状态比较复杂。当混合液上升到A 点后将沿着AB 方向斜面流动，并设流速为va ，同时假定A 点的气泡以速度Vb 垂直上升，所以气泡的运动轨迹将沿着va 和vb 合成速度的方向运动，根据速度合成的平行四边形法则，则有： AB BC AB AD v v a b == 要使气泡分离后进入沉淀区的必要条件是： ?? ? ??=>AB BC AB AD v v a b 在消化温度为25℃，沼气密度 g ρ=1.12g/L ；水的密度 1ρ=997.0449kg/m3； 水的运动粘滞系数v=0.0089×10-4m2/s ；取气泡直径d=0.01cm 根据斯托克斯（Stokes ）公式可得气体上升速度vb 为 ()μ ρρβ182 1d g v g b -= vb —气泡上升速度（cm/s ） g —重力加速度（cm/s2） β—碰撞系数，取0.95 μ—废水的动力粘度系数，g/(cm.s) μ=v β ()h m s cm v b 96.21/616.095 .00089.01801.01012.10449.997108.995.02 32==????-???= - 水流速度 h m v v a 67.12== 校核： 15.1367.196.21==a b v v 99.178 .0556 .1==AB BC AB BC v v a b >， 故设计满足要求。 图5 三相分离器设计计算草图 5.出水系统计算 采用矩形槽圆周出水，槽宽0.2m ，槽深0.3m 。 6.排泥系统设计 每日产泥量为 =10000×0.85×0.1×1000×10－3=850kgMLSS/d X 则每个UASB每日产泥量为 W=850/2=425kgMLSS/d 可用200mm的排泥管，每天排泥一次。 7.产气量计算 每日产气量 G=10000×0.85×0.5×1000×10－3 =4250m3/d=177.1m3/h 储气柜容积一般按照日产气量的25%～40%设计，大型的消化系统取高值，小型的取低值，本设计取38%。储气柜的压力一般为2～3KPa，不宜太大。 8.加热系统 设进水温度为15°C，反应器的设计温度为25°C。那么所需要的热量： Q H= d F×γF×( t r－t)×q v/η Q H－加热废水需要的热量，KJ/h； d F－废水的相对密度，按1计算； γF－废水的比热容，kJ/(kg.K)； qv－废水的流量，m3/h tr－反应器内的温度，℃ t－废水加热前的温度，℃ η－热效率，可取为0.85 所以 Q H=4.2×1×（25－15）×41.67/0.85=2059KJ/h 每天沼气的产量为4250m3，其主要成分是甲烷，沼气的平均热值为22.7 KJ/L 每小时的甲烷总热量为：（4250/24）×22.7×103=4.02×106 KJ/h，因此足够加热废水所需要的热量。 斜管沉淀池设计说明书 设计条件：用水量15000nVd 进水悬浮物浓度280mg/L 污泥含水量% 出水悬浮物浓度30 mg/L 设计参数：沉淀池个数n=4 沉淀池表面负荷：q=2.4m2 3/ (vm? h) 斜管孔径为100mm 斜管长1.0m 斜管水平倾角为60° 设计计算： 1.沉淀池表面积 用水量Q=15000m 3/d=625m3/h=0.174m3/s 沉淀池数n=4 表面负荷q°=2.4m3/ (ni*h ) Q = 625 A= =71.54m2 2 沉淀池平面尺寸 a = . A= . 71.54 =8.45m,取8.5m 3 池内停留时间 斜管区上部清水层高度h2=1.0m 斜管的自身垂直高度h3=1.0m nq0* 0.91 4* 2.4* 0.91 t = (h 2 h 3)*60 =(1 1)*60 =50min q 2.4 4. 污泥部分所需容积 污泥储存时间T=24h 进水悬浮物浓度 C 1=280mg/L= t/m 3 出水悬浮物浓度G=30 mg/L 二t/m 3 污泥密度丫 =1t/m 3 污泥含水率p o =% 5. 污泥斗容积 在底部设方形的集泥斗，上面积边长为 a i =8.5m,下面积边长取 a 2=1.0m,斜坡度为50 h 5=(t 专""■ =(T 2)n =4.47m ，取 4.5m V 1= (2a 12+2aa 2+2a 22)= 45 ++212)=122.63m 3 6 则污泥斗的容积为 V 1=122.63m 3 V 1>V 可以满足储存污泥要求 6. 沉淀池的总高度 沉淀池超高h 1=0.3m 沉淀池底部缓冲层h 4=1.0m H=h 1 +h 2 +h 3+h 4+h 5=++++=7.8m 7. 进水流入槽、布水孔设计 3 Q(G C 2)T 625 (0.28 10 V = (1 o )n 1 (1-0.975 4 °.°3 10 彳)24 37.5m 3 沉淀池 沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。 沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。 沉淀池的原理 沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。 理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。 理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。 用沉淀池的类型 按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。各自的优缺点和适用范围见表3—3。 高效沉淀池设计方案 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022 3600m3/d高效沉淀池 方 案 设 计 二零一三年七月 目录 第一章概述 总则 德安人一贯奉行“一次做对、顾客满意”的质量方针，严格贯彻ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系，健全“顾客全程星级体系”，为顾客提供一流的服务。卓越的品质，完美的服务，使得德安产品畅销全球。 我们坚持奉行“二十一世纪经营是以德安天下”的经营理念，服务于大众，服务于社会，共创二十一世纪的全球化环保集团。 德安集团，国家级高新技术企业，中国环保产业骨干企业，建有博士后科研工作站，以“净化环境、服务全球”为己任。通过近20年的发展，德安已形成完善的研发平台和销售服务平台，可提供：城乡给水处理、污水处理及中水回用、工业水处理及回用、水厂升级改造、污水厂升级改造、城乡垃圾资源化、河道湖泊治理等系列解决方案及设计、施工总承包服务。还提供水处理设备的研发、制造、销售一条龙服务。 德安通过持续科研创新，建有科研中心和中试工厂，并与清华大学、浙江大学、武汉大学以及国际生态城市建设者协会等国内外科研机构开展了多方向、多层次的深度合作，联合成立了多家科研机构。拥有300余项专利，并获得多个国家级奖项，继D型滤池广泛推广应用及编制行业标准，DA-EH污水处理工艺成功应用于国内外市政污水处理项目之后，又研制成功并向市场推出智慧型WTBOX多功能污水处理装置、循环冷却水协同处理装置、DE型滤池、DF滤池、DA新型滤布滤池、DA 高效沉淀池、活动式螺杆污泥脱水机、DA螺旋式高效生物填料等多个领先技术，广泛应用于多个水处理领域工程。近期还将隆重推出DA无污泥污水处理技术、DA 高效全自动油水分离器、水平流鳍片式沉淀池和污泥资源化治地膜技术等，期待与您的合作。 方案说明 该项目为煤矿废水，处理水量为150m3/h，进水SS≤2200mg/L，经处理后，出SS度≤80mg/L。据此，浙江德安科技股份有限公司根据建设方提供的资料推荐以下处理方案。 第二章方案基础 设计依据 《室外给水设计规范》（GB50013-2006） 《室外排水设计规范》（GB50014-2006） 第二节沉淀池 （Ⅰ）一般规定 第1.2.1条城市污水沉淀池的设计数据宜按表1.2.1采用。生产污水沉淀池的设计数据，应根据试验或实际生产运行经验确定。 第1.2.2条沉淀池的超高不应小于0.3m。 第1.2.3条沉淀池的有效水深宜采用2～4m。 第1.2.4条当采用污泥斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。 第1.2.5条初次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于2d的污泥量计算。曝气池后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施。机械排泥的初次沉淀池和生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。 第1.2.6条排泥管的直径不应小于200mm。 第1.2.7条当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。 注：生产污水按污泥性质确度。 第1.2.8条沉淀池出水堰最大负荷，初次沉淀池不宜大于2.9L/（ｓ·ｍ）；二次沉淀池不宜大于1.7L/（ｓ·ｍ）。 第1.2.9条沉淀池应设置撇渣设施。 （Ⅱ）沉淀池 第1.2.10条平流沉淀池的设计，应符合下列要求： 一、每格长度与宽度之比值不小于4，长度与有效水深的比值不小于8； 二、一般采用机械排泥，排泥机械的行进速度为0.3m/min； 三、缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m，机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； 四、池底纵坡不小于0.01。 第1.2.11条竖流沉淀池的设计，应符合下列要求： 一、池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值不大于3； 二、中心管内流速不大于30mm/s； 三、中心管下口应设有喇叭口及反射板，板底面距泥面不小于0.3m。 第1.2.12条辐流沉淀池的设计，应符合下列要求： 一、池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值宜为6～12； 二、一般采用机械排泥，当池子直径（或正方形的一边）较小时也可采用多斗排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min； 斜管沉淀池设计方案 1.二层池改建说明 二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥取消MBR膜池，增加三个二次沉淀池，更好的对污水的处理、沉淀，达到排放要求。再改建好氧区，各部分，多增加回流部分，充分利用污泥，并增设添加药剂管道。 池体结构复杂、设备安装和使用精度要求高，必须保证池体结构具有相当高的尺寸、标高和公差配合要求，以便顺利安装和保证正常使用，例如反应区池壁的标高、角度和斜板的平直度；过墙柔性套管的位置和标高以及平直度；各种设备基础、预埋螺栓轴线及位置和尺寸均需精确无偏差，反应区、集泥槽底部工艺混凝土的坡度控制、位置尺寸等必须精确控制。 池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一废水沉淀池端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。 【构造】 根据水流和泥流的相对方向,可将斜板斜管沉淀池分为异向流(逆向流)、同流向和测向流（横向流）三种类型，其中异向流,应用的最广。异向流的特点：水流向上、泥流向下，倾角60度。初步设定为横向流。 【斜管沉淀池的排泥】 斜管沉淀池由于单位面积出水量高，因而泥量亦相应增加，与普通平流式沉淀池相比，每单位面积的积泥量，将增加好几倍，积泥分布在整个底板上，虽比较均匀，但积泥不及时排除将会严重影响出水水质。 常用的排泥措施： A机械刮泥；适用于大型斜板沉淀池，管理简单，可以自动控制。但加工维修困难，某些部件质量尚未过关，容易发生故障，影响使用，在国内积累经验上不多，有待提高和巩固。 B穿孔管排泥；应用于平流沉淀池已有相当历史，目前用于斜板沉淀池也不少，但须严格管理，不然容易堵塞， . . 环保设备课程作业 作业1：斜板沉淀池设计计算 采用异向流斜板沉淀池 1.设计所采用的数据 ①由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s ②斜板有效系数η取0.8，η=0.6~0.8 ③斜板水平倾角θ=60° ④斜板斜长 L=1.2m ⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm ⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s 2.沉淀池面积 式中 Q——进水流量，m3/d q——容积负荷，mm/s 3.斜板面积 η 需要斜板实际总面积为 4.斜板高度 ° 5.沉淀池长宽 设斜板间隔数为N=130个 则斜板部分长度为° 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m 池宽B= 校核：，符合 故沉淀池长为8.4m ，宽为9.2m ，从宽边进水。 6.污泥体积计算 排泥周期T=1d ()()()() 612324100200002002010100 90100110096Q C C T V m n γρ--???-??= = =-?- 污泥斗计算 设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为67°，污泥斗下底面长a=0.4m ，上底面长b=2.1m 。 5 2.10.4tan tan 672222 2b a h m θ???? =-=-?= ? ????? 污泥斗总容积: 3150.4 2.1249.29222 a b V h n L m ++= ???=???=>V=90m 3 ，符合要求。 7.沉淀池总高度 123450.3 1.0 1.0 1.0 2.0 5.3H h h h h h m =++++=++++= 式中 h 1——保护高度（m ），一般采用0.3-0.5m ，本设计取0.3m ； h 2——清水区高度（m ），一般采用0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 3——斜管区高度（m ）； h 4——配水区高度（m ），一般取0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 5——排泥槽高度（m ）。 8.进出水系统 8.1. 沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： 式中 v ——孔口速度（m/s ），一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm ，则孔口数 个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 8.2.沉淀池出水设计 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s ，则穿孔总面积： 设每个孔口的直径为4cm ，则孔口的个数： 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～)/(23h m m ?。 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＝0.425 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 ＝0.4mm/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 ＝＝142m2 1 其中斜管结构占用面积按照5％计算，人孔所占面积为1 m2，则： ＝142×＋1＝149.75m2， 实际清水区所需面积为：A 1 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 ＝v/sin60°＝＝3.5mm/s， 斜管内水流速度v 2 竖流式沉淀池设计计算 按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。 设置沉淀池的一般要求有哪些 (1)沉淀池的个数或分格数一般不少于2个，为使每个池子的人流量均等，要在人流口处设置调节阀，以便调整流量。池子的超高不能小于0.3m，缓冲层为0.3m～0.5m。 (2)一般沉淀池的停留时间不能小于1h，有效水深多为2～4m(辐流式沉淀池指周边水深)，当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比也为定值。 (3)沉淀池采用机械方式排泥时，可以间歇排泥或连续排泥。不用机械 排泥时，应每日排泥，初沉池的静水头不应小于1．5m，二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1．2m，活性污泥法后不应小于0．9m。 (4)采用多斗排泥时，每个泥斗均应没单独的排泥管和阀门，排泥管的直径不能小于200mm。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，采用方斗时不能小于60°，采用圆斗时不能小于55 (5)当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口伸出水面，以便于疏通，在水面以下1．5～2．0m处，由排泥管接出水平排泥管，污泥借静水压力由此管排出池外。 (6)使用穿孔排泥管排泥时，排泥管长度应在15m以内，排泥管管径150～200mm，孔径15～25mm，孔眼内流速4～5m／s，孔眼总面积与管截面积的比值为0．6～0．8，孔眼向下成45°～60°交错排列。为防止排泥管堵塞，应设压力水冲洗管，根据堵塞情况及时疏通。 (7)进水管有压力时，应设置配水井，进水管由配水井池壁接人，且应将进水管的进口弯头朝向井底。沉淀池进、出水区均应设置整流设施，同时具备刮渣设施。 (8)沉淀池的出水整流措施通常为溢流式集水槽，出水堰可用三角堰、孔眼等形式，普遍采用的是直角锯齿形三角堰，堰口齿深通常为50mm，齿距为200mm左右，正常水面应当位于齿高的1／2处。堰口设置可调式堰板上下移动机构，在必要时可以调整。 (9)沉淀池最大出水负荷，初沉池不宜大于2．9L／(s·m)，二沉池不宜大于1．7 L／(s·m)。在出水堰前必须设置收集与排除浮渣的措施，如果使用机械排泥，排渣和排泥可以综合考虑。 净水厂网格斜管絮凝沉淀池设计计算方法 胡江博 （陕西金水桥工程设计有限责任公司，陕西，西安，710000）【摘要】本文以一净水厂为例，对净水厂网格絮凝池和斜管沉淀池的设计计算方法进行了说明，为以后城镇供水项目设计人员提供了相关参考。 【关键词】净水厂；网格絮凝池；斜管沉淀池；设计计算 在给水处理中，网格絮凝池和斜管沉淀池是水处理时常用的构筑物。在城镇供水项目中，单池处理水量在1.0万~2.5万m3/d时，宜采用网格絮凝池和斜管沉淀池综合设计。 本文以西北地区一大型净水厂为实例，对以上两种常用构筑物进行设计计算分析，此水厂设计供水规模4.0万m3/d，水厂自用水量5%。构筑物分两组设计，每组可独立运行，单组的处理水量为2.1m3/d，即 0.243 m3/s。 一、网格絮凝池及过渡段设计计算 （一）絮凝池有效容积 V=QT=0.243×18×60=262.44 m3 式中：Q－单个絮凝池处理水量（m3/s）；V－絮凝池的有效容积（m3）；T－絮凝时间（ｓ），规范要求12~20min。 （二）絮凝池面积 A=V/H=262.44/4=65.61m2 式中：A－单个絮凝池面积（m2）；V－絮凝池的有效容积（m3）；H－有效水深（m）。 （三）单格面积 f=Q/V=0.243/0.12=2.03m2 式中：f－单格面积（m2）；Q－单个絮凝池处理水量（m3/s）；v－竖井内流速（m/s）,规范要求0.10~0.14m/s。 假设栅格为正方形，尺寸1.45m×1.45m，每格实际面积为2.10m2，计算出分格数为： n=65.61/2.10=31.24，取整数n=32。 每组池子布置4行，每行分8格，栅格混凝土厚度取0.2m，每个池子净尺寸为：L=6.4m，B=13.0m。 （四）实际絮凝时间 t=nfH/Q=32×2.1×4/0.243=18.43min 式中：t－实际絮凝时间（min）；n－栅格个数；f－单格实际面积（m2）；H－有效水深（m）；Q－处理水量（m3/s）。 （五）絮凝池排泥 泥斗深度取1.0m，泥斗底边宽度取0.4m，斗坡与水平夹角为62°＞45°，符合要求；排泥采用多斗 环保设备课程作业 作业1：斜板沉淀池设计计算 采用异向流斜板沉淀池 1.设计所采用的数据 ①由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s ②斜板有效系数η取0.8，η=0.6~0.8 ③斜板水平倾角θ=60° ④斜板斜长 L=1.2m ⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm ⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s 2.沉淀池面积 A=Q q = 20000 24×60×60×0.003 ≈77m2 式中 Q——进水流量，m3/d q——容积负荷，mm/s 3.斜板面积 A f=Q ημ=20000 24×3600×0.8×0.0004 =723m2 需要斜板实际总面积为A f′=A f cosθ=723 0.5 =1447m2 4.斜板高度 h=l×sinθ=1.2×sin60°=1.0m 5.沉淀池长宽 设斜板间隔数为N=130个 则斜板部分长度为l1=130×0.05÷sin60°=7.5m 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m 池宽B=A L =77 8.4 =9.2m 校核：B′=A f′ (N+1)×l =9.2m，符合故沉淀池长为8.4m，宽为9.2m，从宽边进水。 6.污泥体积计算 排泥周期T=1d 污泥斗计算 设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为67°，污泥斗下底面长a=0.4m ，上底面长b=2.1m 。 污泥斗总容积: 3150.4 2.1249.29222 a b V h n L m ++=???=???=>V=90m 3，符合要求。 7.沉淀池总高度 式中 h 1——保护高度（m ），一般采用0.3-0.5m ，本设计取0.3m ； h 2——清水区高度（m ），一般采用0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 3——斜管区高度（m ）； h 4——配水区高度（m ），一般取0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 5——排泥槽高度（m ）。 8.进出水系统 8.1. 沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： A =Q = 式中 v ——孔口速度（m/s ），一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm ，则孔口数N =A 15×8= 个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 8.2.沉淀池出水设计 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s ，则穿孔总面积： A =Q = 设每个孔口的直径为4cm ，则孔口的个数： 式中 F ——每个孔口的面积(m2) 设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，右边为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=9.2/8=1.1m 。每条集水槽长L=8 m ， 每条集水量为：30.230.014/28q m s = =?，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为： 槽宽：b =0.90.4q '=0.9×0.0170.4=0.9×0.20=0.18 m 。 起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.18=0.14m ，终点槽中水深H2=1.25b=1.25× 环保设备课程作业 环境与测绘学院 作业1：斜板沉淀池设计计算 采用异向流斜板沉淀池 1.设计所采用的数据 ①由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s ②斜板有效系数η取0.8，η=0.6~0.8 ③斜板水平倾角θ=60° ④斜板斜长 L=1.2m ⑤斜板净板距 P=0.05m P一般取50~150mm ⑥颗粒沉降速度μ=0.4mm/s=0.0004m/s 2.沉淀池面积 A=Q q = 20000 24×60×60×0.003 ≈77m2 式中 Q——进水流量，m3/d q——容积负荷，mm/s 3.斜板面积 A f=Q ημ=20000 24×3600×0.8×0.0004 =723m2 需要斜板实际总面积为A f′=A f cosθ=723 0.5 =1447m2 4.斜板高度 h=l×sinθ=1.2×sin60°=1.0m 5.沉淀池长宽 设斜板间隔数为N=130个 则斜板部分长度为l1=130×0.05÷sin60°=7.5m 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m 池宽B=A L =77 8.4 =9.2m 校核：B′=A f′ (N+1)×l =9.2m，符合故沉淀池长为8.4m，宽为9.2m，从宽边进水。 6.污泥体积计算 排泥周期T=1d ()()()() 612324100200002002010100 90100110096Q C C T V m n γρ--???-??= = =-?- 污泥斗计算 设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为67°，污泥斗下底面长a=0.4m ，上底面长b=2.1m 。 5 2.10.4tan tan 6722222b a h m θ???? =-=-?= ? ????? 污泥斗总容积: 3150.4 2.1249.29222 a b V h n L m ++= ???=???=>V=90m 3 ，符合要求。 7.沉淀池总高度 123450.3 1.0 1.0 1.0 2.0 5.3H h h h h h m =++++=++++= 式中 h 1——保护高度（m ），一般采用0.3-0.5m ，本设计取0.3m ； h 2——清水区高度（m ），一般采用0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 3——斜管区高度（m ）； h 4——配水区高度（m ），一般取0.5-1.0m ，本设计取1.0m ； h 5——排泥槽高度（m ）。 8.进出水系统 8.1. 沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： A = Q v =0.23 0.18 =1.3m 2 式中 v ——孔口速度（m/s ），一般取值不大于0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为15cm ×8cm ，则孔口数N =A 15×8= 1.3 0.012=108 个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 8.2.沉淀池出水设计 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s ，则穿孔总面积： A = Q v1=0.23 0.6 =0.38m 2 设每个孔口的直径为4cm ，则孔口的个数： 中国矿业大学环境与测绘学院 环保设备课程作业 作业1: 斜板沉淀池设计计算 采用异向流斜板沉淀池 1.设计所采用的数据 ① 由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取 ② 斜板有效系数n 取 0.8 , n =0.6~0.8 ③ 斜板水平倾角 0 =60° ④ 斜板斜长L=1.2m ⑤ 斜板净板距 P=0.05m P 一般取50~150mm ⑥ 颗粒沉降速度 =0.4mm/s=0.0004m/s q=3.0mm/s 2.沉淀池面积 20000 24 X 60 X 60 X 0.003 沁 77m 2 式中Q ――进水流量, q ——容积负荷, 3.斜板面积 m3/d mm/s 20000 24 X360QXQ.8 XQ.QQQ4 =723吊 需要斜板实际总面积为A f =盏=囂=1447m 2 4.斜板高度 h = l X sin 0 =1.2 X sin 60° = 1.0m 5.沉淀池长宽 设斜板间隔数为N=130个 则斜板部分长度为 I 1 = 130 X 0.05 -sin 60° = 7.5m 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离 I 2=0.1m , 离 13=0.8m ，则池长 L=7.5+0.1+0.8=8.4m A 77 池宽 B= = = 9.2m L 8.4 斜板底部右边距池边距 校核: Af (N+ 1) Xl =9.2m ，符合 故沉淀池长为8.4m ，宽为9.2m ，从宽边进水。 6.污泥体积计算 排泥周期T=1d 20000 200 20 10 6 100 90m 3 1 100 96 污泥斗计算 污泥斗总容积：V i - - h 5 n L 上一 2 4 9.2 92m 3 >V=90rn,符合要求。 2 2 7. 沉淀池总高度 H h h 2 h 3 h 4 h 5 0.3 1.0 1.0 1.0 2.0 5.3m 式中 h 1 保护高度（m ）, ?般采用 0.3-0.5m , 本设计取0.3m ; h 2 —清水区高度（ m , 一般采用 0.5-1.0m ，本设计取1.0m ; h 3 —斜管区高度（ m ）； h 4 配水区咼度（ m ）, 一般取 0.5-1.0m , 本设计取1.0m ; h 5 —排泥槽高度（ m ）。 8. 进出水系统 8.1.沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积: A 1.3 石刁=而2= 108个。进水孔位置应在 斜管以下、沉泥区以上部位。 8.2.沉淀池出水设计 设每个孔口的直径为 4cm,则孔口的个数: 设计4个污泥斗，污泥斗倾斜角度为 ,污泥斗下底面长 a=0.4m ,上底面长 -=2.1m 。 n 怡 a - 2.1 2 0.4 2 tan 67 2m V Q C 1 C 2 24 100 T 100 n 式中v 孔口速度（m/s ）， Q 0.23 A= V= 0^ = 1.3m 2 般取值不大于 0.15-0.20m/s 。本设计取0.18m/s 。 每个孔口的尺寸定为 15cmX 8cm,则孔口数N 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速 v1=0.6m/s ，则穿孔总面积: A = V1 0.23 乔= 0.38m 2 平流式沉淀池的基本要求有哪些 平流式沉淀池表面形状一般为长方形，水流在进水区经过消能和整流进入沉淀区后，缓慢水平流动，水中可沉悬浮物逐渐沉向池底，沉淀区出水溢过堰口，通过出水槽排出池外。平流式沉 淀池基本要求如下： (1)平流式沉淀池的长度多为30～50m，池宽多为5～10m，沉淀区有效水深一般不超过3m，多为2．5～3．0m。为保证水流在池内的均匀分布，一般长宽比不小于4：1，长深比为8～12。 (2)采用机械刮泥时，在沉淀池的进水端设有污泥斗，池底的纵向污泥斗坡度不能小于0．01，一般为0．01～0．02。刮泥机的行进速度不能大于1．2m／min，一般为0．6～0．9m ／min。 (3)平流式沉淀池作为初沉池时，表面负荷为1～3m3／(m·h)，最大水平流速为7mm／s；作为二沉池时，最大水平流速为5mm／s。 (4)人口要有整流措施，常用的人流方式有溢流堰一穿孔整流墙(板)式、底孑L人流一挡板组合式、淹没孔人流一挡板组合式和淹没孔人流一穿孔整流墙(板)组合式等四种。使用穿孔整流墙(板)式时，整流墙上的开孔总面积为过水断面的6％～20％，孔口处流速为0．15～0．2m／s，孔口应当做成渐扩形状。 (5)在进出口处均应设置挡板，高出水面0．1～0．15m。进口处挡板淹没深度不应小于0．25m，一般为0．5～1.0m；出口处挡板淹没深度一般为0．3～0．4m。进口处挡板距进水口0．5～1．0m，出口处挡板距出水堰板0．25～0．5m。 (6)平流式沉淀池容积较小时，可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗内，也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥时，泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排数一般不能超过两排。大型平流式沉淀池一般都设置刮泥机，将池底污泥从出水端刮向进水端的污泥斗，同时将浮渣刮向出水端的集渣槽。 (7)平流式沉淀池非机械排泥时缓冲层高度为0．5m，使用机械排泥时缓冲层上缘宜高出刮泥板0．3m。 例：某城市污水处理厂的最大设计流量Q=0.2m3/s，设计人数N=10万人，沉淀时间t=1.5h。采用链带式机刮泥，求平流式沉淀池各部分尺寸。 1.池子的总表面积 设表面负荷q'=2m3/m2.h A=Q*3600/q=360m2 2.沉淀部分有效水深h2=q't=2*1.5= 3.0m 3.沉淀部分有效容积V=Qt*3600=1080m3 4.池长设水平流速u=3.7mm/s L=3.7*1.5*3600/1000=20m 5.池子总宽度B=A/L=360/20=18m 6.池子个数，设每格池宽b=4.5m，n=B/b=18/4.5=4个 7.校核长宽比，长深比长宽比:L/B=20/4.5=4.4>4 (符合要求) 长深比：L/h2=20/2.4=8.3 （符合要求） 8.污泥部分所需的总容积 斜管沉淀池设计计算 1、清水区面积A 211000 1.1==63.02m 824 Q A q ?=? 式中： 2332m m 5~9m /m h,A Q q ?——清水区面积，； ——单组斜管沉淀池的设计流量，；——斜管沉淀池的液面负荷，北方寒冷地区宜取低值。 2、清水区实际面积A ' 263.0267.77m 0.93 A A α'=== 式中： 2m 0.92~0.950.79~0.86A α'——清水区的实际面积，；——有效系数(或利用系数)，指斜管区中有效过水面积(总面积扣除斜管的结构面积)与总面积之比。由于材料厚度和性状的不同的而已，塑料与纸质六边形蜂窝斜管的有系数为，石棉水泥板的有效系数为。 3、清水区宽B 同絮凝池。通常，为保证排水均匀，清水区宽B 沿絮凝池的长边布置。 即是清水区宽为：10.8m B = 4、清水区长L 6.28m A L B '== 5、斜管长 取斜管长为1m l = 斜管支撑系统采用钢筋混凝土梁——角钢——扁钢的方式制作。等边角钢对 中置于钢筋混凝土上，两侧电焊连接，角钢与扁钢垂直搁置并在接头处的扁钢两侧焊牢固，钢筋混凝土两端与池壁现浇。 6、沉淀池水力校核 斜管内流速取为3.5mm /(3~10mm /)s s 一般为 Re =56<500=?管内流速水力半径/运动粘度，要求，满足。 2 -5=765.63>10Fr =?管内流速，要求，满足。水力半径运动粘度 7、沉淀池池高H 12345 =0.3+1.2+0.87+1.6+0.54 =4.51m H h h h h h =++++ 式中： 12233114450.3m; 1.0m;=sin (m),601.5m m h h h h h l l h h h αα≥?≥——超高，取为——清水区高度，《室外给水设计规范》要求——斜管区高度，，为斜管长为斜管放置倾角，通常为；——配水区高度，《室外给水设计规范》要求——泥斗高，。 8、沉淀池出口设计—集水系統 目前采用的办法多为集水槽出水。断面为矩形的集水槽，采用淹没式孔口集水方式。 ①集水槽长度jsc L 6.28m jsc L =沉淀池长度= ②每座沉淀池中集水槽的个数N /10.8/1.29N B a === 式中： m <1.5m B a ——清水区宽，;——集水槽中心距，一般。 ③单根集水槽槽宽b 0.40 0.9()=0.19m b q '= 式中： 330 000 1.2~1.5=1.372.83m /h =/56.02m /h q q q q q Q N ''=——考虑了沉淀池超载系数的单根集水槽的流量(一般为设计流量的倍)，=；——单根集水槽中的流量，。校核：集水槽总面积/沉淀池表面积<0.25。 ④单根集水槽的高度jsc h 123411234=0.24+0.05+0.05+0.1 =0.44m +0.75 1.25m = =,221.2550mm 50mm jsc jsc jsc jsc jsc jsc jsc jsc jsc jsc h h h h h b b h h b h h h =++++ 式中： 起点槽中水深中点槽中水深——集水槽中水深，，为了便于施工，统一按照计； ——集水槽中水的跌落高度，一般取； ——孔口的淹没深度，可取为； ——槽的超高，可取为100mm 。 ⑤集水槽上孔眼的计算 集水槽所需孔眼的总面积ω： 20.033m ω= 一般规则： ①污水自流进入，按最大设计流量计算；提升泵进入，按工作水泵的最大组合流量计算；按最小流量校核。 ②沉淀池个数或分格数不应少于两个，宜并联。 ③池子超高至少采用。 ④一般沉淀时间不小于，有效水深多采用2~4m，对辐流沉淀池指池边水深。 ⑤沉淀池缓冲层高度一般采用~。 ⑥污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55°。 ⑦初沉池储泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时储泥时间2d，机械排泥时可按4h污泥量计算；二沉池排泥时间不宜大于2h。 ⑧排泥管直径不应小于200mm。 平流沉淀池设计： ①池子（或分格）长宽比不小于4，长深比一般8~12. ②有效水深多采用2~4m。 ③池底坡度多采用~，采用你都时，每斗应设单独的排泥管及排泥底阀，池底横向坡度采用. 竖流式沉淀池设计： ①池子直径（或正方形一边）与有效水深之比不大于3. ②池子直径不宜大于8m，一般采用4~7m，最大10m。 ③中心管内流速不大于s。 ④中心管下端至反射板之间的缝隙中污水流速不大于s。 ⑤中心管下端至反射板之间的缝隙高在~。 ⑥喇叭口直径及高度为中心管直径的倍。 辐流式沉淀池： ①池子直径与有效水深的比值一般在6~12. ②池径不小于16m。 ③池底坡度一般采用. 斜板（管）沉淀池设计： ①斜板垂直净距一般采用80~100mm，管孔径50~80mm。 ②长度一般1~。 ③倾角一般采用60°。 ④斜板（管）区底部缓冲层高度一般~。 ⑤斜板（管）区上部水深一般为~。 ⑥斜板（管）沉淀池一般采用重力排泥，每日至少排泥1~2次，或连续排泥。 ⑦初沉池池内停留时间不超过30min，二沉池不超过60min。 1.已知条件：进水量Q= 5万吨/天=自用水系数＝ 5%则进水量Q'=0.608m 3/s =单座Q1= 0.304m 3/s =清水区上升流速＝ 1.3mm/s 取颗粒沉降速度＝ 0.3mm/s 取SS 与NTU 相关系数为 1.2进水NTU= 50=60出水NTU= 3= 3.6 管厚＝ 0.4mm 边距＝ 35mm 水平倾角＝60°2.单池计算 a.清水区面积A= 233.71m 2则实际清水区面积A'= 240.72m 2取池宽B= 12m 则池长L= 20.06m 取L= 20.50m b.斜管长度Ｌ管内流速Ｖ0= 1.50mm/s 斜管长度L=405.22mm 250 mm 则斜管总长L ’＝655.22 mm 采用塑料片热压六边形蜂窝管 设计斜管沉淀池座数为2座 斜管沉淀池设计计算 在满足考虑管端紊流积泥，过渡区管长采用其 取L ’＝ 800mm c.排泥计算每日沉淀池干污泥量G= 1.481t 取污泥含水率＝ 98%取污泥密度ρ= 1.03t/m 3每日沉淀池湿污泥体积Ｖ湿=71.87m 3则每次排泥量V ’＝ 11.98m 3取V ’＝ 12.0m 3单斗排泥量Ｖ单= 6.0m 3取泥斗下底面面积Ｆ1= 0.6m 2泥斗上底面面积Ｆ2= 5.0m 2泥斗高ｈ1= 2.5m 2则泥斗贮泥部分体积Ｖ1= 6.11m 3取刮泥板高ｈ2= 0.1m 刮泥板宽ｂ2= 6.0m 刮泥板行进速度Ｖ2= 1.0m/min 两台刮泥机一个 工作循环刮泥量Ｖ刮= 1.37m 3刮泥机一个工作 循环所需时间Ｔ刮= 41.00min 取排泥管直径d= 200mm 取排泥时间ｔ排= 1.5h 则排泥流速Ｖ泥=0.04m/s 采用双钢丝绳牵引刮泥机，卷扬机平台置于沉淀池中部 于进水端设置两座污泥斗 设计每天排泥6次，则每隔4小时刮泥一次 大于单斗 工程名称： 斜管沉淀池设计计算 一、已知条件 处理水量Q=195000 m3/d 斜管沉淀池分两组 颗粒沉降速度μ=0.35 mm/s 清水区上升流速：v=2.5mm/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θ=600。 二、设计计算 1．每组沉淀池的流量Q： Q=195000/2 m3/d=97500 m3/d=1.13 m3/s 2．清水区面积： A=Q/v=1.13/0.0025=452 m2 ,其中斜管结构占用面积按3%计，则实际清水区需要面积：A/=452×1.03=465.6 m2 为了配水均匀，采用斜管区平面尺寸为15.8m×29.5，使进水区沿29.5m 长一边布置。 3．斜管长度L 管内流速：v =v/sinθ=2.5/sin600=2.5/0.866=2.89mm/s -μsinθ)d/μcos600=(1.33×2.89-0.35×斜管长度：L=(1.33 v 0.866)d30/0.35×0.5=607mm 考虑管端紊流、积泥等因素，过渡区采用250mm 斜管总长：L/=250+607=857，按1000mm计 4．池子高度： 采用保护高度：0.3m 工程名称： 清水区：1.2m 布水区：1.2m 穿孔排泥斗槽高：0.8m 斜管高度：h=L/sinθ=1×sin600=0.87m 池子总高：H=0.3+1.2+1.2+0.8+0.87=4.37m 5.沉淀池进口采用穿孔墙，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管，以上各 项计算均同一般沉淀池或澄清池设计。 6．复算管内雷诺数及沉淀时间： /ξ Re=Rv 式中水力半径：R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm =0.289cm/s 管内流速：v 运动黏度：ξ=0.01cm2/s(当t=200C时) Re= 0.75×0.289/0.01=21.68 沉淀时间：T= L// v =1000/2.89=346s=5.77min(沉淀时间T一般在4～ 8min之间) 斜管沉淀池计算例题 Prepared on 24 November 2020 原水预处理系统 由于本工程项目原水采用的是莒县沭河地表水、地表水由于受季节影响河大，为了确保在汛期内保证原水水质，特增加原水预处理系统。 1 、介绍 斜板沉淀池目的是使原水经过初步的处理，主要是去除水中各种悬浮物、胶体，以及达到后续水处理设备进水要求如反渗透、离子交换器等设备。 斜板沉淀池：采用上升流，本设备安装倾角为60度，上升流速s。采用穿孔钢制集水槽集水，汇集到总出水渠中。 斜管沉淀设备主要原理是综合利用沉淀机理和接触絮凝机理完成沉淀池中颗粒的分离过程。本设备在充分利用沉淀机理的基础上，在设备内设置涡旋强度控制区域，减弱沉淀池中沉淀设备下部一定位置水流中的大涡旋强度，减少沉淀区水流的脉动。当水流在进入设备后，这种结构的特殊性能进一步控制接触絮凝的过程，在不断改变流速流态的过程中，提高矾花颗粒在设备内接触碰撞的几率，彼此吸附连接，只有尺度和密度足以克服水流顶托力等相关因素的矾花颗粒，才能沉落。在不断下沉的过程中，不断吸附微小粒径的矾花颗粒，直至脱离沉淀设备。当矾花重力同水流顶托力及相关作用力维持动态平衡时，更增强了接触絮凝沉淀作用，在设备内一定位置形成密实的、抗冲击能力强、可自动更新且更新周期短的动态悬浮泥渣层，这样使悬浮泥渣层时刻保持很强的过滤、吸附、纳污能力，沉淀效果更好。本沉淀设备材质采用乙丙共聚，具有耐腐蚀性能好，外形美观、表面光滑利于排泥、上升流速大、表面负荷高、沉淀效果好、安装方便等特点。 絮凝剂添加装置：为了除去水中微小粒径的悬浮物及胶体，需要对原水进行絮凝处理。因为这些微小的颗粒在水中不会受重力的作用而沉降，也难以在后续的过滤器中去除，因而需要对原水进行絮凝处理。即通过在原水中投加絮凝剂，使絮凝剂与水中悬浮物及胶体生成较大絮片，然后通过后续过滤装置将形成的絮片过滤去除。此外，当原水中具有一定的铁含量（如铁含量大于l 时），预处理需采用此装置。 杀菌剂添加装置：水中有机物一般是微生物的饵料，因此含有微生物和有机物的水进入反渗透装置后，由于水的浓缩，膜的浓水侧表面上的溶解有机物和微生物浓度同时增加，从而微生物繁殖加快，造成膜的生物污染。由于生物粘物的粘度和附着力较大，因此若反渗透装置中发生了生物污染，一般很难除去，严重影响膜的性能，严重时还可能导致膜元件变形并发生机械损坏，同时水通量降低。反渗透要求给水的细菌总数小于10000cfu/ml。常用杀菌方法对原水进行杀菌处理，一般有投加氯化合物，还有双氧水杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌和高锰酸钾杀菌等方法。 本项目采用较为直接的添加次氯酸钠作为杀菌剂的方式，即简单经济，且用在预处理阶段又比。 （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，从斜管沉淀池设计说明书
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