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孔距S=0.3m,孔眼数目m?L4.8?1??1=15。 S0.3 孔眼面积 ∑w0=15×0.00071m2=0.0106
穿孔管断面积 w=∑w0/Kw=0.0106/0.72m2=0.0147m2
4ω穿孔管直径 D=?π
4?0.0147m?3.140.m136
取直径为200mm以防堵塞,孔眼向下成450两侧交叉排列。
絮凝池与沉淀池过渡段的布置见图中3-3剖面,过渡段的泥流入沉淀池被排出。
4.63.91DN250进水管4.30124.3032013205504.002.1020030060°0.008008008008000.006002001300130013006005001300
3-3絮凝沉淀池平剖面图
3.5 斜管沉淀池设计
3.5.1 设计数据
每组斜管沉淀池设计流量为 Q=225m/h=0.0625m/s。斜管沉淀区页面负荷《室外给
水设计规范》(GB 50013—2006)q=5~9m3/(m2.h)(1.4~2.5mm/s),取q=2.5mm/s 采用蜂窝六边形塑料斜管,板厚0.4mm,内切圆直径d=35mm,斜长为1000mm,斜管水平倾角θ=600。
3.5.2 设计计算 (1)沉淀池面积。
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沉淀区净面积 A'=
Q0.06252?m?25m2 q0.0025考虑沉淀池与絮凝池宽度配合,池宽采用B=4.8m,并由此边进水,则有效尺长 L'=A'/B=25/4.8 m=5.21m,增加0.5m的无效长度面积,考虑斜管结构系数为1.03,则沉淀池总面积A=(5.21×4.8×1.03+4.8×0.5)m2=27.15m2
沉淀池总长 L=A/B=27.15/4.8m=5.65m,取5.7m
(2)沉淀池高度。
采用池超高0.3m,清水区高度1m,斜管区高度h=1000×sin60om=0.87m,取0.9m,配水区高度(按泥槽顶计)1.6m,穿孔排泥槽高0.5m,则池子总高度 H=(0.3+0.5+0.9+1.6+1)m=4.3m
(3)沉淀池配水。
沉淀池配水区隔墙采用混凝土时,进水一般采用缝隙配水以便施工,缝隙流速0.02~0.05m/s。本实例在配水区采用同向流斜管配水,因而隔墙无需再开设缝隙,而是整体进水。
(4)沉淀池出水。
采用孔口自由出流集水槽3个,集水槽中心距为1.9米。 每个槽的流量 q?Q0.06253?m/s?0.0216m73/s 33 考虑池子的超载系数为20%,故
槽中流量 q0=1.2q=1.2×0.02167m3/s=0.026m3/s
a、槽中水深H2
槽宽 b=0.9q00.4=0.9×0.0260.4m=0.209m,取0.20m。 起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.20m=0.15m 终点槽中水深 H2=1.25b=1.25×0.20m=0.25m 为便于施工制作,槽中水深统一按H2=0.25m计。
b、槽的高度H3。
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集水采用淹没式孔口自由跌落。淹没深度取0.05m,跌落高度取0.05m,槽的超高取0.10m,则
集水槽的总高度 H3=(H2+0.05+0.05+0.10)m=0.45m
c、孔眼计算。由公式q0???2gh可求所需孔眼总面积
式中 q0——集水槽流量(m/s) ;
3
μ——流量系数,取0.62; ω——孔眼总面积(m2);
h——孔口淹没水深(m),此处为0.05m;
所以??0.026m2?0.04m22
0.62?2?9.81?0.05采用d=30mm,则 碟单孔面积 ?0? 孔眼个数n??4d2?0.000m72
?0.042??60个 ?00.0007 集水槽每边孔眼个数 n'=n/2=30
孔眼中心间距 s0?
d、集水槽计算。
4.8-0.5-0.1m?0.14,取m0.14m,实际每边孔眼30个。
30 集水总渠流速v=0.6m/s,设集水渠宽B=0.5米,则
Q1.2?0.0625?m?0.2m5(2超载系数0%)vB0.6?0.5
取集水总渠水位基本与集水槽内底相平(差0.02m),既便于水流的流入又可减少水
集水渠水深 h=位的降落,则
则集水总渠高度为 [0.25+(0.45-0.02)]m=0.68m
集水槽剖面图如图3-4
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集水槽500进水分配800箱100250250集水总渠1500
集水槽剖面图 3-4
(5) 排泥系统计算。
采用穿孔排泥管,沿池长5.1m方向共设4个V形排泥槽,槽高0.6m,槽边倾角约为45o,排泥中心间距1.3m,排泥管上安装快开阀门,单侧排泥至集泥渠。排泥管有效长度L=4.8m,输泥管长L'=1m,穿孔排泥作用水头 H0=4.0m。
?0.0?3 a、穿孔管直径 D=1.6dL?1.68m4.?8m0.d1?1(m为孔眼直径m30
)取排泥管直径为200mm,孔眼向下成45°角两侧交叉排列。孔眼采取等距布置,排泥均匀度取0.5m,查《给水排水设计手册》第3册(参考文献[33])得Kw=0.72,取单侧孔距s=0.18m,孔眼数目m?
b、集泥渠和排泥管计算
总集泥渠长10.7m,宽0.7m,高1.2m。
L4.8?1??1?25.7,设计采用26个。 s0.183.14?0.222 穿孔排泥管直径200mm,其断面??d?m?0.0314m2
44?2 作用水头为4m,取沿程阻力系数λ=0.03,管长为5.8m。
局部阻力系数:进口ζ=0.5;出口ζ=1.0;闸阀ζ=0.15;弯头ζ=0.72,∑ζ=2.37。
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则流量系数 ?=
11??0.4?l0.03?5.81+???1??2.37d0.2
排泥流量为
q泥???d243.14?0.222gh?0.48??2?9.81?4.0m3/s?0.13m3/s4
3
3
总排泥量为 q总=4q泥=4×0.13m/s=0.52m/s(考虑絮凝池与沉淀池不同时排泥)
排泥管采用钢筋混凝土圆管,取管径为DN600,查水力计算表得,v=2.18m/s,水力坡降i=9.0‰,充满度h/D=0.85。
(6)设计校核 a、雷诺数
d35?mm=8.75mm=0.875cm 44Q0.0625?m/s?0.0029m/s?0.29cm/s 斜管内流速 v?'ooAsin604.8?5.1?sin60水力半径 R=
当水温t=20°C时,水的运动粘度v=0.01cm2/s
雷诺数为 Re=
vR??0.2?90.875?24.60.01
v20.292 b、弗劳德数 Fr???9.8?10?5
Rg0.875?981 c、斜管中的沉淀时间 t2?l1000?s?5.7min v2.9d、斜管沉淀池的总停留时间 T?t1?t2?t3?(
絮凝沉淀池整体平面布置如图3-5所示
4.8?60?5.6?14.8?60?5.1?1.6?5.7?)min?23.3min
0.0625?600.0625?6031