式中:h前2——前段孔洞水头损失,m; ξ1——孔洞阻力系数,此处取为3; v——孔洞流速,m/s。
中段:
网格孔眼尺寸为100×100mm,取网孔流速为v1=0.25m/s,净空断面为:
A2=0.58/0.25=2.32m2
每个网格的孔眼数为:2.32/0.12=232 中段共设网格8块,中段网格水头损失为:
h中1=nξ1v2/2g=0.025m
式中:h中1——中段网格水头损失,m; ξ1——网格阻力系数,此处取为1; v ——网孔流速,m/s; n ——网格数目。 中段孔洞水头损失为:
h中2=∑ξ2v2/2g
h中2=3×(0.192+0.192+0.192+0.182+0.182+0.172+0.172+0.162+0.152)/2g =0.043m
式中:h中2——中段孔洞水头损失,m; ξ1——孔洞阻力系数,此处取为3; v——孔洞流速,m/s。 后段:
不设网格,孔洞水头损失为:
h后=3×(0.142+0.142+0.142+0.1352+0.132+0.12+0.12)/2g =0.017m 絮凝池总水头损失为:
h= h前1+ h前2+ h中1+ h中2+ h后 h=0.073+0.063+0.025+0.043+0.017=0.221m
3.4.4 核算
实际絮凝时间为
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t=错误!未找到引用源。=730.2s
1.前段
停留时间t1=6t/25=175.2s h前=0.073+0.063=0.136m
G1=错误!未找到引用源。=87.22s-1
式中:h——水头损失,m; μ——水的动力粘度,Pa·s; T——停留时间,s。 2.中段
停留时间t2=9t/25=262.9s h中=0.025+0.043=0.068m
G2=错误!未找到引用源。=50.35s-1
3.后段
停留时间t3=730.2-175.2-262.9=292.1s h后=0.017m
G3=错误!未找到引用源。=23.88s-1 总G=错误!未找到引用源。=54.46s-1
GT=39767.66,在1×104~1×105的范围内,符合设计要求。
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1下10上11下12上22上下上下上2下9上14下13上22下3上8下15上20下21上4下7上16下19上2256171822
图3-2 絮凝池简图
3.5 沉淀设施的设计
本设计采用平流沉淀池。
3.5.1 设计流量
本设计采用两组池子,每组设计流量为 Q=99750/2=49875 m3/d=2078.125 m3/h=0.58 m3/s
3.5.2 平面尺寸计算
1.单池容积为:
V=QT=2078.125×1.5=3117m3
式中:V——沉淀池的有效容积,m3;
T——停留时间,h,一般采用1.0~3.0h,设计中取为1.5h。 2.沉淀池长为:
L=3.6vT=3.6×14×1.5=75.6m,采用76m。
式中:L——沉淀池长度,m;
v——水平流速,mm/s,一般采用10~25 mm/s(水处理工程设计计算第五章),设计中取为14 mm/s。
3.沉淀池宽为:
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B=V/LH=3117/(76×3.5)=11.7m,取为12.2m
式中:B——沉淀池宽度,m;
H——沉淀池有效深度,m,一般采用3.0~3.5 m (水处理工程设计计算第五章),设计中取为3.5m。
3.5.3 校核
沉淀池长宽比为L/B=76/12.2=6.2>4,满足要求。 沉淀池长深比为L/h=76/3.5=21.7>10,满足要求。 水流截面积ω=6.1×3.5=21.35m2 水流湿周χ=6.1+3.5×2=13.1m 水力半径R=21.35/13.1=1.63m
弗劳德数Fr=v2/Rg=1.42/(163×981)=1.2×10-5>10-5 雷诺数Re=vR/ν=1.4×163/0.01=22820,为紊流状态 符合设计要求。
3.5.4 进出水系统
1.沉淀池进水部分设计
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔花墙配水。孔口总面积为
A=Q/v=0.58/0.2=2.9m2.
式中:A——孔口总面积,m2;
v——孔口流速,m/s,一般取值不大于0.15~0.2 m/s (水处理工程设计计算第五章),设计中取为0.2m/s 。
每个孔口尺寸定为15cm×8cm,则孔口数为2.9/(0.15×0.08)=242个。进口水头损失为:
h1=ξv12/2g=0.004m
式中: h1——进口水头损失,m; ξ——孔洞阻力系数,此处取为2。 为了安全,此处取为0.05m。 2.沉淀池的出水部分设计
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沉淀池的出水采用薄壁溢流堰,渠道断面采用矩形。溢流堰的总堰长为:
l=Q/q
式中: l——溢流堰的总堰长,m;
q——溢流堰的堰上负荷,m3/(m·d),一般不大于500 m3/(m·d)。 设计中取溢流堰的堰上负荷q=250 m3/(m·d)
l=Q/q=2078.125×24/250=199.5m,取为200m
出水堰采用指形堰,共5条,双侧集水,汇入出水总渠。出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节,以适应水位变化。出水堰起端水深为:
h2=1.73错误!未找到引用源。=1.73错误!未找到引用源。=0.57m 式中:h2 ——出水渠起端水深,m; B——渠道宽度,取为1.0m。
出水渠道的总深度设为0.8m,跌水高度0.23m。渠道内水流速度为:
v2=Q/(bh2)=0.58/(1.0×0.57)=1.02m/s
沉淀池的出水管管径初定为DN800,此时管内流速为
v3=4Q/(πD2)=4×0.58/(3.14×0.8×0.8)=1.13m/s
3.沉淀池的放空管
沉淀池放空时间按3h计,则放空管直径为
d=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.335m 采用DN=350mm。 4.排泥设施选择
沉淀池底部设泥斗,污泥斗深0.6m。采用机械排泥。 5.沉淀池总高度[13]
H总=h3+h4+H=0.5+0.6+3.5=4.6m
式中:H总——沉淀池总高度,m;
h3 ——沉淀池超高,m,一般采用0.3~0.5m,设计中取为0.5m; h4 ——泥斗高度,m。
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