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)
平流式沉淀池设计说明 1构筑物设计说明 1.1工程概况 废水排放量为0.2m3/s，人数为80000人，悬浮物为350mg/l 1.2设计依据及原则 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 1.3平流式沉淀池简述 平流式沉淀池的池型呈长方形，由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成。污水在池内按水平方向流动，从池一端流入，从另一端流出。污水中悬浮物在重力作用下沉淀，在进水处的底部设贮泥斗。平流式沉淀池的主要优点是：有效沉淀区大，沉淀效果好，造价较低，对污水流量的适应性强。缺点是：占地面积大，排泥较困难[1]。 2平流式初沉池的设计计算[2] 2.1设计参数 （1）沉淀池的个数或分格数应至少设置2个，按同时运行计算。 （2）初沉池沉淀时间取1-2h，表面负荷取 1.5-2.5m3/（m2·h），沉淀效率为40%-60% 。 （3）设计有效水深不大于3.0m，多介于2.5-3.0之间。 （4）池（或分格）的长宽比不小于4，长深比采用8-12。 （5）池的超高不宜小于0.3m。 （6）池底坡度一般为0.01-0.02。 （7）泥斗坡度约为45°-60°。 （8）进口需设挡板，一般高出水面0.1-0.15m，浸没深度≥0.25m，一般取0.5-1.0m，距离进水口0.5-1.0m；出口也需设挡板，距离出水口0.25-0.5m，浸没深度0.3-0.4m，高出水面0.1-0.15m。
2.2设计计算 设计采用2座沉淀池，计算尺寸如下： （1）悬浮物的去除率 η=94%%100350 20350=?- （2）沉淀区总面积 设计处理污水量 Q max =0.2 (m 3/s)=0.2?3600=720 (m 3/h) 设表面负荷q=1.5m 3/（m 2·h ），沉淀时间t=2h A=5.1720 q 3600Qmax ==480(m 2) （3）沉淀池有效水深 h 2=qt=2?1.5=3(m) （4）沉淀区有效容积 v 。=3600Qmax t=720×2=1440 m 3 （5）沉淀池长度 设初沉池流速v=4.8mm/s L=3.6vt=4.8?3.6?2=34.56(m) 池总宽 B=56.34480 =L A =13.89(m) 池宽 b=289 .13 n =B =6.95(m) 校核 长宽比95.656 .34b =L =4.97>4 满足 长深比3 56.34h 2=L =11.52<12 满足 ∴设计合理 沉淀池总长度 设流入口至挡板距离为0.5m ，流出口至挡板距离为0.5m L 1=0.5+0.5+34.56=35.56(m) （6）污泥所需容积 设每人每天污泥量S=0.55L/（人·d ），初沉池排泥时间T= 2d
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 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
《水污染控制工程》（第三版，下册）重点计算题示例 Problem 1 沉砂池与沉淀池的设计计算 1. 平流式沉淀池计算 Rectangular Sedimentation Tank 平流沉淀池设计流量为1800m 3/h 。要求沉速等于和大于0.5mm/s 的颗粒全部去除。试按理想沉淀条件，求： （1）所需沉淀池平面积为多少m 2？ （2）沉速为0.1mm/s 的颗粒，可去除百分之几？ 解：已知 Q=1800m 3/h=0.5m 3/s ，u 0=0.5mm/s ，u i =0.1mm/s （1） 所需沉淀池平面积为 230100010 5.05.0m u Q A =?==- （2） 沉速为0.1mm/s 的颗粒的去除率为 2. 辐流式沉淀池设计 Circular Sediementation Tank 计划为居住人口45000人的城镇设计一圆形径向流沉淀池。假定废水的流量为400L/人.d ，平均流量下停留时间为2h 。确定平均流量下的溢流速率为36m 3/m 2.d ，求深度和直径。 解： 3 32 233150024h/d 2h /L 0.001m 400L/per.d 45000per 450.d /m 40m /L 0.001m 400L/per.d 45000per m V m A s =???==??= Diameter=m 249.234 /450≈=π Depth=m 5.33.324 )4/(15002≈=π 3. 曝气沉砂池设计计算 Grit Chamber 设计一只曝气沉砂池，污水的最大流量为2.0 m 3/s ，有效深度为3m ，宽深比为 1.5:1，最大流量下停留时间为 3.5min ，曝气速率为0.4m 3/min.m 池长，确定沉砂池的尺寸和空气用量。 %2020.05.01.00====u u E i
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，
反应絮凝池及斜管沉淀池计算
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反应絮凝池及斜管沉淀池计算 1、栅条絮凝池设计计算 １．1、栅条絮凝池设计 通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论的絮凝池,网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格,进水水流顺序从一格流向下一格,上下接错流动,直至出口,在全池三分之二的分格内,水平放置栅条，通过栅条的孔隙时,水流收缩，过孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件。 １.1．1网格絮凝池设计要求： (1)絮凝时间一般为１0-15ｍin。 (2)絮凝池分格大小，按竖向流速确定。 （3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成8－18格,可大致按分格数均匀成3段，其中前段3-５miｎ,中段3－5min，未段4-5min。 （4）栅条数前段较多,中段较少,未段可不放。但前段总数宜在１6层以上,中段在8层以上,上下两层间距为6０-7０㎝。 （5)每格的竖向流速，前段和中段0.1２－0．１4m／s，未段0.2２－０.25ｍ/s。 (6)栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙为50㎜,中段为8０㎜。 (7）各格之间的过水孔洞应上下交错布置,孔洞计算流速：前段0.3－0.2 m／s,中段０.2-0.1５ｍ/s，末段0.14－0．１m／s，各过水孔面积从前段向末段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。 (8）栅孔流速,前段0.25－0.3ｍ/ｓ,中段0.２2-0.２５m／s。
计算题 1、混凝：G 值及判断、絮凝动力学常数。速度梯度、程度、时间，一级反应 2、沉淀：平流式沉淀池设计、核算、假设、示意图、描述工作过程、截留沉速、表面负荷 3、过滤：滤速、面积，强制滤速 4、消毒：反应器理论、求时间，加氯量 5、生物滤池设计计算：负荷、容积、表面积、水量、浓度、出水浓度，稀释比 6、劳麦方程设计曝气池：水量的设计，要考虑工业污水混合时总水量和平均浓度的计算，主要相关参数为曝气池容积、需氧量、产率系数、负荷、剩余污泥量、衰减系数，混合液浓度 1、混凝 算G 值，判断是否在范围内 G =G G —速度梯度S -1 P —单位体积流体所消耗的功率 W/m 3 g —重力加速度 9.8m/s 2 h —絮凝过程中的水头损失 m v —水的运动粘度 m 2/s T —停留时间 s U —水的动力粘度 pa ?s 因为u v P = v QT =
所以G= 平均速度梯度：G 例题1、隔板絮凝池设计流量75000m3/d，絮凝池有效容积1100m3，絮凝池总水头损失为0.26m，v=10-6，求絮凝池总的平均速度梯度G值，和GT之各为多少？（水厂自用水量按5%计算） 解：由题意的：Q=75000m3/d v=1100m3 h=0.26m G= g=9.8m/s2 Q总=75000m3/d ==0.91m3/s 答：絮凝池总的平均速度梯度为45.9s-1,及54405 例题2、若机械搅拌絮凝池设计流量400m3/h（不考虑自用水），停留时间为20min，池体分为四格，每格容积均一致，四格中各格搅拌功率分别为195,120,60,30w。水温按照15°c计（u=1.14×10-3pa ?S）。试计算该絮凝池的速度梯度，并校核。 解：由题意的： Q=400m3/h P1=195w P2=120w P3=60w P4=30w T=20min U=1.14×10-3pa?s v=Q?T=400÷60×20=133.4m3
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=
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 =v/sinθ=2.5/sin600=2.5/0.866=2.89mm/s 管内流速：v -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 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 管内流速：v =0.289cm/s 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)
平流沉淀池的设计： 已知设计水量Q=300000m 3/d 。设计平流式沉淀池。 2.设计计算 （1）池容积W （2）单池容积W （3）单池池面积F （4）池深H （5）池长L （6）池宽B 1.Q=300000m 3/d=12500m 3/h=3.472 m 3/s ，沉淀时间t=2h ，面积负荷u 0‘=40m 3/（m 2.d ），沉淀池个数 n=6个。 2.设计计算 （1）池容积W W=Qt=12500?2=25000m 3 （2）单池容积W W 1=7.41666 25000==n W m 3 （3）单池池面积F F=12504050000'0 ==u Q m 2 （4）池深H 33.31250 7.41661===F W H m （5）池长L 水平流速取v=10mm/s ，则池长 L=3.6vt=3.6?10?2=72m （6）池宽B B 1=4.1772 1250==L F m （7）校核长宽比 （8）校核长深比 （9）进水穿孔花墙设计 （10）出水渠 （11）排泥设施 （12）水力条件复核
采用17.8m 。沉淀池的池壁厚采用300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻合。 （7）校核长宽比 4045.48 .1772>==B L （8）校核长深比 106.2133 .372>==H L （9）进水穿孔花墙设计 ①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m ，超高取0.3m ，积泥高度取0.1m ，则墙高3.73m. ②穿孔花墙孔洞总面积A 孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则 A=41.224 .036003.208336000=?=v Q m 2 ③孔洞个数N 孔洞采用矩形，尺寸为15cm ?18cm ，则 N=903.8918 .015.041.218.015.0≈=?=?A 个。 则孔洞实际流速为： 238.018.015.09036003.208318.015.0'0=???=??= N Q v m/s ④孔洞布置 1.孔孔布置成6排，每排孔洞数为90÷6=15个 2.水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为： 0.18?15+1?15=17.7m ，剩余宽度17.8-17.6=0.2m ，均分在各灰缝中。 3.垂直方向孔洞净距取0.378m ，即6块砖厚。最上一排孔洞的淹没水深为162mm ，则孔洞的分布高度为： H=6?0.15+6?0.378+162=3.33mm （10）出水渠 ①采用矩形薄壁堰出水 ②堰上溢流负荷q 0=4003m /d.m
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 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：
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)
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：
平流沉淀池的设计： 已知设计水量Q=300000m 3 /d 。设计平流式沉淀池。2.设计计算 （1）池容积W （2）单池容积W （3）单池池面积 F （4）池深H （5）池长L （6）池宽B 1.Q=300000m 3/d=12500m 3/h=3.472 m 3/s ，沉淀时间 t=2h ，面积负荷u 0‘=40m 3/（m 2.d ），沉淀池个数 n=6个。 2.设计计算 （1）池容积W W=Qt=125002=25000m 3 （2）单池容积W W 1=7.4166625000 n W m 3 （3）单池池面积 F F=12504050000 ' 0u Q m 2 （4）池深H 33.312507 .41661F W H m （5）池长L 水平流速取v=10mm/s ，则池长 L=3.6vt=3.6102=72m （6）池宽B B 1=4.17721250 L F m （7）校核长宽比（8）校核长深比（9）进水穿孔花墙设计（10）出水渠（11）排泥设施（12）水力条件复核
采用17.8m 。沉淀池的池壁厚采用 300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻 合。 （7）校核长宽比 4045.48.1772B L （8）校核长深比 10 6.2133.372H L （9）进水穿孔花墙设计 ①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m ，超高取0.3m ，积泥高度取0.1m ，则墙高3.73m. ②穿孔花墙孔洞总面积 A 孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则 A=41.224.036003.208336000v Q m 2 ③孔洞个数N 孔洞采用矩形，尺寸为 15cm 18cm ，则N=903.8918.015.041.218 .015.0A 个。则孔洞实际流速为：238.018.015.09036003.208318.015.0' 0N Q v m/s ④孔洞布置 1.孔孔布置成6排，每排孔洞数为906=15个 2.水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为： 0.1815+115=17.7m ，剩余宽度17.8-17.6=0.2m ，均分在各灰缝中。 3.垂直方向孔洞净距取0.378m ，即6块砖厚。最上一排孔洞的淹没水深为162mm ，则孔洞的分布高度为： H=60.15+60.378+162=3.33mm （10）出水渠 ①采用矩形薄壁堰出水 ②堰上溢流负荷q 0=4003m /d.m
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×
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
某城市污水处理厂的最大设计流量Q max=0.2m3/s，设计人口N=100000人，沉淀时间t=1.2h，无机械刮泥设备。 要求：（1）画出平流式初沉池的草图； （2）求平流式初沉池的各部分尺寸。 （主要参数：表面水力负荷q=2m3/m2·h，水平流速v=4.6mm/s，每格池宽b=4.5m，贮泥时间T=2d，污泥量为0.5L/人·d；污泥斗为方斗，上口径边长为4500mm，下口径边长为500mm。） （1）草图 （2）[解] (1)沉淀池的表面积： A=Q max·3600/q=0.2·3600/2=360m2 (2)沉淀区有效水深：
h 2=q ·t=2·1.2=2.4m (3)沉淀区有效容积v 1： v 1=Q max ·t ·3600=0.2·1.2·3600=864m 3 (4)沉淀池长度L ： L=v ·t ·3.6=4.6·1.2·3.6=19.872≈20m (5)沉淀池的总宽度B ： B=A/L=360/20=18m (6)沉淀池的个数n ： n=B/b=18/4.5=4个 校核长宽比、长深比： 长宽比：L/b=20/4.5=4.4（4—5，符合要求） 长深比：L/h 2=20/2.4=8.3（8—12，符合要求） (7)污泥区的总容积v ： v=S ·N ·T/1000=0.5·100000·2/1000=100m 3 每格污泥区的的容积v ′： v ′=v/n=100/4=25m 3 (8)污泥斗的容积v 1： )('31212141s s s s h V ++= m tg h 46.3602)5.05.4('4=?-=32222126)5.05.45.05.4(46.331m V =?++??=