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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)/(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＝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/v1＝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 m2，则：实际清水区所需面积为：A1＝142×1.05＋1＝149.75m2，进水方式：进水区沿8.8m长的一边布置。
斜管沉淀池计算书一、已知条件1、设计水量：6000m3/d2、自用水系数： 1.13、清水上升流速：2mm/s，实际上升流速1.86mm/s4、蜂窝斜管内切圆直径：30mm，倾角60度。
6、颗粒沉淀速度：0.3mm/s7、分成两组每组水量：3300m3/d组数2组二、设计计算1、单池设计水量Q=3300m3/d=0.0382m3/s2、清水区面积A=19.1m2其中斜管结构占面积按8%计，即有效系数φ=0.92A=20.76m23、为配合沉淀池尺寸采用：沉淀池净宽B= 4.2m沉淀池长度：L= 4.9m尺寸调整L= 4.9m4、沉淀池面积B×L=20.58m2沉淀负荷q= 6.7m3/(m2·h)，规范：5.0～9.0m3/(m2·h)管内流速v0v0=v/sinθ= 2.3mm/s考虑到水量波动，采用v0=3mm/s斜管长度ll=d×(1.33v0-μsinθ)/μcosθ=562.4mm考虑管端紊流、积泥等因素，过渡区l'=250mm斜管总长L=l+l'=812.4mm，按1000mm 计复核管内雷诺数及沉淀时间水力半径R=d/4=7.5mm=0.75cm管内流速v0=0.23cm/s运动粘度ν=0.01cm/s（当t=20℃时）Re=Rv0/ν=17.3沉淀时间T=L/v0=433s =7.22min（沉淀时间T一般在4~8min之间）5、池高超高0.55m清水区高度 1.13m斜管高度0.87m布水区高度（沉淀池底到斜管支撑） 1.55m排泥区高度0.7m总高H= 4.8m采用 4.8m6、沉淀池进口采用穿孔花墙花墙厚300mm，砌块300×300，孔洞150×150，孔距300水流通过花墙流速采用0.1m/s穿孔花墙净面积A=0.382m2，取0.40m采用150×150方形孔：横向间距300D=0.15m孔眼数n=17.8个实际采用18个实际流速v=0.094m/s，峰值系数 1.5，v=0.141m/s。
设计流量500每小时20.83333333每秒每日工作时间t=0.5沉淀池个数n=沉淀池清水区面积A=Q/0.91*q=15.262520.91为斜板管的面积利用系数表面负荷沉淀池长度及宽度B=A/L= 3.052503长B取3长取金水区分布在长度方净出口面积12.13592233斜管结构系数沉淀池总高度H=h1+h2+h3+保护高度清水区高度斜管区高0.3 1.30.87孔口总面积A2=Q/v=0.05787孔口流速孔口尺寸b*l 0.10.08沉淀池出水出水孔流速v1=0.6沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，穿孔总面积穿孔个数N=A3/F=66单个孔口面积集水槽宽0.2间距1集水槽个数空口损失h1=0.000917进口阻力系数出水总槽宽0.2深起点终点不同，有坡降槽内水深0.3槽内流速0.048225309水里坡度出水总损失0.250917431取0.05沉淀池斜管管长1管径30排泥系统每天排泥次数1穿孔管管经150排泥槽顶宽0.4底宽0.1m 水平夹角0.3276454090.02250.15扣除无效长度0.5m（斜管长1m，与水平夹角60°时）A1=(B-0.5)*L/K1=进1、《室外排水设计规范》(2011年版) GB 50014—2006 第6.12.6 条规定：沉其中换算斜管沉淀池表面负荷=斜管沉淀池的上升2、《室外排水设计规范》(2011年版) GB 50014—2006 第6.12.6 条条文说明：关于深度0.0057870371自用水系数0.051.5《室外给排水规范》取值范围（9∽11），实际经验取值4~6，斜管沉淀池的上升流速551.03h4+h5= 4.52配水区高排泥槽高1.30.750.1实际流速0.080376（一般取值不大于0.15-0.20m/s 。
）个数：取9A3=Q/v10.0096450620.00160751孔径0.0452521每侧开孔3孔间距1取0.050.05槽内水头损失0.25壁厚0.45孔径3间距1共几条245斗高0.8进水系统定：沉淀工艺的设计，宜符合下列要求：斜管沉淀池的上升流速为0.4～0.6mm／s。
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/s2．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 v0.866)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=4.37m5.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：/ξRe=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)。
斜管沉淀池设计计算(水厂)斜管沉淀池设计计算1、清水区面积A2110001.1==63.02m824Q 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A263.0267.77m 0.93A A 式中：2m 0.92~0.950.79~0.86A ——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：10.8mB 4、清水区长L6.28mAL B 5、斜管长取斜管长为1ml 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H12345=0.3+1.2+0.87+1.6+0.54=4.51mH h h h h h 式中：12233114450.3m;1.0m;=sin (m),601.5mm h h h h h l l h h h o——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。
斜板沉淀池计算公式
污⽔部分
⽇平均⽔量（m3/h）60
进⽔COD浓度（mg/l）
出⽔COD浓度（mg/l）
进⽔悬浮物浓度（mg/l）250
出⽔悬浮物浓度（mg/l）50
池⼦数量n（座）1
设计表⾯负荷（m3/（m2.h） 1.3可以取到3-6
1、池⼦的⽔⾯⾯积F（m2）50.718512260.91为斜板区⾯积利⽤系数
2.1、圆形池的直径D（m）8.038007822
2.2、⽅形池边长a（m）7.121693075
斜管区上部⽔深h2（m）1⼀般取0.5-1
斜管⾼度h3（m） 1.2⼀般取1-1.2
3、池内⽔⼒停留时间t（h） 1.692307692
污泥部分
每⼈每⽇污泥量S（L/（⼈.d）0.8⼀般取0.3-0.8
设计⼈⼝数N（个）200
污泥室储泥周期T（d）0.5
4.1、污泥部分所需的容积V（m3）0.08算法1（根据⼈⼝数计算）污泥密度γ（t/m3）1⼤约值为1
污泥含⽔率ρ0（%）98%
4.2、污泥部分所需的容积V（m3）0.145425167算法2（根据污泥浓度计算）污泥⽃⾼度h5（m）0.5污泥⽃上部半径R（m） 4.019003911
污泥⽃下部半径r1（m）0.25
污泥⽃下部边长a1（m）0.5
5.1、污泥⽃容积V1（m3）9.011613388圆锥体
5.2、污泥⽃容积V1（m3）9.088226466⽅锥体
超⾼h1（m）0.3
斜管区底部缓冲层⾼度h4（m）0.6⼀般取0.6-1.2m
6、沉淀池总⾼度H（m） 3.6
⽤系数
⼈⼝数计算）污泥浓度计算）。
斜管沉淀池计算例题
Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
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
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
本设计采用上向流式。
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。
2 设计计算
（1）设计参数
处理水量Q ＝ m/s ，斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B ＝5m ，混凝处理后颗粒沉降速度u 0＝0.4mm/s ，清水区上升速度v ＝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 1＝＝2
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：A 1＝×＋1≈60m 2，
（3）斜管长度L
考虑到管端紊流，积泥等因素，过渡区采用200mm ，斜管总长按照
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 ＝++++＝4.7m。
L=L×cos60°＝1×＝0.5m
斜管安装长度
2
（5）沉淀池进口穿孔花墙
穿孔墙上的孔洞流速取 m/s，
（6）集水系统
中间设1条集水渠，沿池长方向两边各布置4条穿孔集水槽，为施工方便槽底平坡，
（7）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4根，单侧排泥至集泥渠。
取直径为100mm，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。
3、斜管沉淀池参数确定
斜管沉淀池参数：12m×5m×
沉淀池总体积：282m3，按照总设计水量400 m3/h计算停留时间为40分钟。
