网格絮凝池设计计算.docx
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网格絮凝池设计计算
网格絮凝池设计计算
一、已知条件
设计规模:
处理水量为60000t/d
二、已知水质条件
常年平均浊度:
60NTU
常年平均水温:
16℃
三、网格絮凝池的设计计算
由已知水质条件,常年平均浊度为60度,常年平均水温为16℃,符合网格
絮凝池的使用条件:
原水水温为:
4.0~34.0℃
原水浊度为:
25~2500度
以此,此水质可以使用网格絮凝池对原水絮凝。
3.1设计处理水量Q:
QQ1
(1)
式中:
Q:
设计处理流量(m3/d)
Q1:
设计规模(m3/d)
:
水厂的自用水系数,一般取:
5%~10%,设计中取对于一般的
水厂取5%,本设计采用5%。
则设计处理水量Q为:
(1)60000(10.05)63000m3
/d2625m3
/h0.729m3/s
1
3.2单池设计处理水量Q2:
Q2
Q
N
式中:
Q:
设计处理流量(m3/d)
Q2:
单池设计流量(m3/d)
N:
絮凝池的数量,本设计取N=2
则单池设计处理流量Q2
为:
Q2
63000
31500m3/d1312.5m3/h0.365m3/s
2
3.3絮凝池的有效容积V:
VQ2T60
式中:
Q2:
单池设计处理流量(m3/h)
T:
絮凝时间(min),按《室外给水设计规》(GB50013-2006)要求,
絮凝时间一般宜为12~20min,用于处理低温低浊水时,絮凝时间可适当
延长。
本设计中采用16min
则:
Q2T
1312.516
350m
3
V
60
60
3.4絮凝池的面积A:
A
V
H'
式中:
V:
单池的有效容积(m3)
H’:
有效水深(m),絮凝池与平流沉淀池配套时,池高可采用3.0~
3.4m;絮凝池与斜管沉淀池配套时,可采用4.2m左右。
本设计考虑使用斜
管沉淀池,因此采用4.2m。
则:
A
V
350
m2
H'
4.2
83.33
3.5絮凝池的池高H:
H=H’+h+h’
式中:
H’:
絮凝池的有效水深(m)
h:
絮凝池的超高(m),一般取0.3m
h’:
泥斗的高度,取0.6m
则:
H=H’+h+h’=4.2+0.3+0.6=5.3m
3.5絮凝池的分格面积f:
Q
f
0
式中:
f:
絮凝池的分格面积(m2)
0:
竖井流速(m/s),按《室外给水设计规》(GB50013-2006)要
求,絮凝池每格的竖井流速为:
前段和中段为:
0.12~0.14m/s;末端为:
0.1~
0.14m/s。
本设计中3段均采用0.12m/s。
则:
f
Q0.365
3.04m2
10.12
设每格为正方形,则边长为:
3.041.744m取1.80m,则每格网格的
实际面积为:
1.8×1.8=3.24m2
3.5絮凝池的分格数n:
A
n
f
式中:
A:
絮凝池的总面积(m2)
f:
絮凝池的分格面积(m2)
A
83.33
设计中取25
个(为了在平面布置的时候更
则:
n
25.72
f
3.24
具矩阵性)
校核絮凝时间t’:
nV
t'
Q2
式中:
t’:
实际絮凝时间(min)
n:
絮凝池的分格数
V:
单池的有效容积(m3)
Q2:
单池设计流量(m3/s)
则:
t
nV
251.801.804.2
93315.55min
'
0.365
s
Q2
絮凝时间在12~20min之间,符合要求。
各段网格数量如表:
名称
竖井数量
每个竖井网格层数
网格总层数
网格间距
第一段
9
3
27
70cm
第二段
8
2
16
70cm
第三段
8
0
0
根据《给水排水设计手册》第3册城镇给水(第二版)要求,网格在前段多,中段少,末端可以不放,但前段总数宜在16层以上,中段在8层以上,上下两层之间的距离在60cm~70cm
3.6竖井网格的布置:
①前段放置密网格后:
竖井网格开孔面积A1网孔为:
Q2
A1网孔
1网
式中:
Q2:
单池设计流量(m3/s)
1网孔:
水通过网孔的流速,对于前段为:
0.25m/s~0.3m/s,本设计
中取0.28m/s
网孔
Q2
0.365
1.30
2
A1
0.28
m
1网孔
网格材料采用钢板打方孔,单个小网格孔的边长
b取:
0.08m
则小网格面积S为:
0.08m×0.08m=0.0064m2
则小网格孔的数量n1为:
n1
A1网孔
1.30
S
203.13
0.0064
絮凝池网格是正方型,则小网格的横竖的数量
n2各为
n2
n1
203.13
14.25
取14
个
校核每格网格孔数:
n1=142=196个
两个小网格之间的宽度b2为:
1.8
0.08
14
b2
15
0.045m
实际开孔面积A‘1网为:
A‘1网=n2
n2S
1414
0.00641.25m2
实际过网流速为:
‘=Q2
=0.365=
1网
A1’网
1.440.253m/s
符合0.25m/s~0.3m/s的要求
②中段放置疏网格后:
网格开孔面积为A2网:
A2网
式中:
Q2:
单池设计流量(m3/s)
Q2
2网
2网:
水通过网孔的流速,对于前段为:
0.22m/s~0.25m/s,本设计
中取0.24m/s
A
Q2
0.365
m
2
2网
1.52
2网
0.24
网格材料采用钢板打方孔,单个小网格孔的边长
b取:
0.1m
则小网格面积S为:
0.1m×0.1m=0.01m2
则小网格孔的数量n2为:
A2网
1.52
n2
152
S
0.01
由于絮凝池网格是正方型,则小网格的横竖的数量n3为
n3n215212.33取13个
实际每格网格孔数:
n2=132=169
网格材料采用钢板打方孔,两个小网格之间的宽度b3为:
b
1.8
1.8
0.1
14
3
13
0.142m
实际过水面积A‘2网为:
A‘2网=n3n3S13130.011.69m2
实际过网流速为:
‘
=
Q2
=
0.365
=0.22m/s
2网
A’2水
1.69
符合0.22m/s~0.25m/s的要求
③后段不放置网格:
实际过网流速为:
‘
=
Q2
=
0.365
=0.11m/s
符合0.1m/s~0.14m/s
的要求
3
A’3
3.24
3.7絮凝池的长、宽:
絮凝池的布置如下图,图中各格右上角的数字为水流依次流过竖井的编
号,顺序(如箭头所示)。
“上”、“下”表示竖井隔墙的开孔位置,上孔上缘在最
高水位以下,下孔下缘与排泥槽齐平。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示每个竖井中的絮凝阶段。
单竖井的池壁厚为200mm。
ⅠⅠⅠⅠⅢ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
沉
Ⅰ
淀
池
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
絮凝池的长为:
10.2m,宽为:
10.2m
3.8絮凝池的孔洞尺寸:
孔洞的宽为:
与絮凝池的宽相同,则为:
1.80m;
竖井隔墙孔洞的过水面积s(m2):
s
Q2
式中:
2:
水的过孔流速
m/s,前段:
0.3~0.2m/s,中段:
0.2~0.15m/s,
末段:
0.14~0.1m/s。
例如:
1#竖井的孔口面积为:
sQ20.3651.22m2
孔0.3
则孔洞的高h为:
s
1.22
h
0.68
l
1.80
其余各竖井孔洞的计算尺寸见表:
竖井编号
过孔流速(m/s)
孔洞的高度(m)
孔洞的宽度(m)
1
0.3
0.68
1.8
2
0.29
0.70
1.8
3
0.28
0.72
1.8
4
0.27
0.75
1.8
5
0.26
0.78
1.8
6
0.25
0.81
1.8
7
0.24
0.84
1.8
8
0.23
0.88
1.8
9
0.21
0.97
1.8
10
0.2
1.01
1.8
11
0.19
1.07
1.8
12
0.18
1.13
1.8
13
0.18
1.13
1.8
14
0.17
1.19
1.8
15
0.17
1.19
1.8
16
0.16
1.27
1.8
17
0.14
1.45
1.8
18
0.13
1.56
1.8
19
0.13
1.56
1.8
20
0.12
1.69
1.8
21
0.12
1.69
1.8
22
0.11
1.84
1.8
23
0.1
2.03
1.8
24
0.11
1.84
1.8
25
0.1
2.03
1.8
3.9絮凝池各段的水头损失:
①第一段的水头损失:
2
2
h
h1
h2
1
1
2
2
2g
2g
式中:
h1:
每层网格的水头损失,m
h2:
每个孔洞的水头损失,m
1:
网格阻力系数,前段取:
1
2:
孔洞阻力系数,前段取:
3
1:
水的实际过网流速,由前面算得第一段为:
0.253m/s
2:
各个孔洞的流速,m/s
2
2
0.253
2
ha
h1
h2
1
2
93
1g
2
g
2
9.81
2
2
(0.32
0.292
0.282
0.272
0.262
0.252
0.242
0.232
0.21
2)
3
2
9.8
0.181m
②第二段的水头损失:
2
2
h
h1
h2
1
1
2
2
2g
2g
式中:
h1:
每层网格的水头损失,m
h2:
每个孔洞的水头损失,m
1:
网格阻力系数,中段取:
0.9
2:
孔洞阻力系数,中段取:
3
1:
水的实际过网流速,由前面算得第二段为:
0.22m/s
2:
各个孔洞的流速,m/s
2
2
0.222
hb
h1
h2
1
1
2
2
7
20.9
g
2g
29.81
2
(0.202
0.192
0.182
0.182
0.172
0.172
0.16
2)
3
2
9.81
0.065m)
③第三段的水头损失:
2
h
h2
2
22g
式中:
h2:
每个孔洞的水头损失,m
2:
孔洞阻力系数,末段取:
3
2:
各个孔洞的流速m/s
2
0.14
2
0.13
2
0.13
2
0.12
2
0.12
2
0.11
2
0.10
2
0.11
2
0.10
2
hc
h2
2
3
0.019
m
2g
2
9.81
2
絮凝池总水头损失:
hhahbhc0.1810.0650.0190.265m
3.10絮凝池各段的停留时间t:
V
t
q
式中:
V:
各段絮凝池的总体积m3
q:
絮凝池的流量m3/s
编号
竖井数量
总体积
停留时间(s)
停留时间(min)
第一段
9
122.47
0.00
5.59
第二段
7
95.26
260.98
4.35
第三段
9
122.47
335.54
5.59
总和
25
340.2
932.05
15.53
3.11絮凝池各段的G值:
gh
G
T
式中:
:
水的密度,1000kg/m3
h:
各段的水头损失,m
T:
水的温度,℃
:
水的黏度系数,当水温为20℃时,1103Pas
本设计中取水的温度为:
20℃
gh
10009.81
0.181
第一段:
G
1103
73s
T
335.54
gh
10009.81
0.065
第二段:
G
1103
49s
T
260.98
gh
10009.81
0.019
第三段:
G
1103
24s
T
335.54
1
1
1
gh
10009.81
0.265
1
平均G:
G
1103
52.8s
T
932.05
GT52.8932.0549212.24
根据网格絮凝池的速度梯度,前段为
70~100s
,中段为:
40~50s,末
段为:
10~20s
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