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斜管的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 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=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
 
(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。
 
斜管沉淀池高度
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
 
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。
 
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
 
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。
 
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,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,孔眼向下与中垂线成45度角,并排排列,采用启动快开式排泥阀。

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