水處理高效沉澱池及斜管填料設計公式

一↟│↟、設計水量

Q=500t/h=0.14m3/s

二↟│↟、構築物設計

1↟│↟、澄清區

水的有效深│☁◕：有效水深按6.7米設計▩↟▩·✘。

斜管上升流速│☁◕：12～25m/h◕↟，取20 m/h▩↟▩·✘。

——斜管麵積A1=500/20=25m2；

沉澱段入口流速取60 m/h▩↟▩·✘。

——沉澱入口段面積A2=500/60=8.3m2；

中間總集水槽寬度│☁◕：B=0.9（1.5Q）0.4=0.9×（1.5×0.14）0.4=0.48m

取B=0.6m▩↟▩·✘。

從已知條件中可以列出方程│☁◕：

X•X1=8.3 ——①

（X-2）•（X-X1-0.4）=25 ——②

可以推出│☁◕：A=X3-2.4X2-33.3X+16.3=0

當X=7.0時 A=8.6＞0

所以取X=7.0▩↟▩·✘。即澄清池的尺寸│☁◕：7.0m×7.0m×6.7m=328m3

原水在澄清池中的停留時間│☁◕：t=328/0.14=2342s=39min；

X1=8.3/X=1.2 , 取X1=1.2m,牆厚0.2m

斜管區面積│☁◕：7.0m×5.6m=39.2m2

水在斜管區的上升流速│☁◕：0.14/39.2=0.0035m/s=12.6m/h

從而計算出沉澱入口段的尺寸│☁◕：7m×1.2m▩↟▩·✘。

沉澱入口段的過堰流速取0.05m/s◕↟，則水層高度│☁◕：0.14÷0.05÷7=0.4m▩↟▩·✘。另外考慮到此處設定堰的目的是使推流段經混凝的原水均勻的進入到沉澱段◕↟，流速應該比較低◕↟，應該以不破壞絮體為目的▩↟▩·✘。如果按照堰上水深的公式去計算│☁◕：h=（Q/1.86b）2/3=（0.14/1.86×7）2/3=0.046m▩↟▩·✘。則流速為0.23m/s▩↟▩·✘。這麼大的流速經混凝的原水從推流段進入到沉澱段◕↟，則絮體可能被破壞▩↟▩·✘。

因此◕↟，考慮一些因素◕↟，取1.05m的水層高度▩↟▩·✘。

推流段的停留時間3～5min◕↟，取4 min▩↟▩·✘。

V=500×3/60=25 m3

則寬度│☁◕：25÷2.65÷7=1.34m◕↟，取1.5m▩↟▩·✘。

2↟│↟、汙泥迴流及排放系統

汙泥迴圈係數按迴圈水量8%計算▩↟▩·✘。

500×0.8=40m3/h◕↟，泵的揚程取20mH2O▩↟▩·✘。採用單螺桿泵▩↟▩·✘。

系統設定4臺▩↟▩·✘。2臺用於汙泥的迴圈◕↟，2臺用於汙泥的排放▩↟▩·✘。

螺桿泵採用變頻控制▩↟▩·✘。

汙泥迴圈管│☁◕：DN150◕↟，流速│☁◕：0.6m/s▩↟▩·✘。

汙泥迴圈的目的│☁◕：1↟│↟、增加反應池內的汙泥的濃度；2↟│↟、確保汙泥保持其完整性；3↟│↟、無論原水濃度和流量如何◕↟，保持沉澱池內相對穩定的固體負荷▩↟▩·✘。

汙泥排放的目的│☁◕：避免汙泥發酵◕↟，並使泥床標高保持恆定▩↟▩·✘。

汙泥床的高度由汙泥探測器自動控制▩↟▩·✘。

3↟│↟、絮凝池

本專案的有效水深按6.7米設計▩↟▩·✘。

停留時間10～15min◕↟，取15 min▩↟▩·✘。

則有效容積│☁◕：V=500×15/60=125 m3

平面有效面積│☁◕：A=125/6.7=18.6m2▩↟▩·✘。

取絮凝池為正方形◕↟，則計算得A=4.2m,取整後a=4.5m▩↟▩·✘。

絮凝池的有效容積│☁◕：

4.5m×4.5m×6.7m（設計水深）=135.6m3▩↟▩·✘。

原水在絮凝池中的停留時間為16min

4↟│↟、反應室及導流板

Q=500t/h=0.14m3/s

①——管道流速取1.0m/s◕↟，管徑為DN500（流速0.70 m/s）；

②——管道流速取0.8m/s◕↟，管徑為DN500（流速0.70 m/s）；

③——迴流量│☁◕：設計水量=8%◕↟，絮凝筒內的水量為10.8倍的設計水量（1.5m3/s）▩↟▩·✘。筒內流速取1.0 m/s◕↟，則Di=1.38m◕↟，取內徑│☁◕：φ1400mm◕↟，筒內流速│☁◕：0.97m/s▩↟▩·✘。

④——流速取0.5m/s◕↟，1.5÷0.5÷（3.14×1.4）=0.68m◕↟，取0.7 m；v=0.49m/s▩↟▩·✘。

⑤——流速取0.4m/s左右▩↟▩·✘。則D×L=（0.14×10）/（0.4）=2.75m2

錐形筒下部內徑│☁◕：φ2800mm；流速│☁◕：0.39m/s▩↟▩·✘。

筒外流速│☁◕：（0.14×10.8）/（4.5×4.5-3.14×1.42/4=18.7）=0.08 m/s

筒內流速/筒外流速=1.0/0.08=12.5

筒內│☁◕：配有軸流葉輪◕↟，使流量在反應池內快速絮凝和迴圈；

筒外│☁◕：推流使絮凝以較慢的速度進行◕↟，並分散能量以確保絮凝物增大致密▩↟▩·✘。

原水在混凝段的各個流速│☁◕：

反應室內│☁◕：內徑│☁◕：D=φ1400mm◕↟，流速│☁◕：v=0.97 m/s；

室內至室外│☁◕：流速│☁◕：v=0.49m/s；

室外流速│☁◕：v=0.08m/s；

室外至室內│☁◕：流速│☁◕：v=0.39m/s；

5↟│↟、提升絮凝攪拌機

葉輪直徑│☁◕：φ1400mm；

外緣線速度│☁◕：1.5m/s；

攪拌水量為設計水量的10.8倍（1.51m3/s）；

軸長——按照目前設計的要求◕↟，有5.2m▩↟▩·✘。

螺旋槳外沿線速度為1.5m/s◕↟，則轉速n=60*1.5/3.14*1.4=20 r/min；

6↟│↟、刮泥機

採用中心傳動刮泥機▩↟▩·✘。刮臂直徑│☁◕：φ7000mm；外緣線速度│☁◕：1.8m/min；

7↟│↟、高密度澄清池水力