水处理高效沉淀池及斜管填料设计公式

一、设计水量

Q=500t/h=0.14m3/s

二、构筑物设计

1、澄清区

水的有效深：有效水深按6.7米设计。

斜管上升流速：12～25m/h，取20 m/h。

——斜管面积A1=500/20=25m2；

沉淀段入口流速取60 m/h。

——沉淀入口段面积A2=500/60=8.3m2；

中间总集水槽宽度：B=0.9（1.5Q）0.4=0.9×（1.5×0.14）0.4=0.48m

取B=0.6m。

从已知条件中可以列出方程：

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

当X=7.0时 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时间：t=328/0.14=2342s=39min；

X1=8.3/X=1.2 , 取X1=1.2m,墙厚0.2m

斜管区面积：7.0m×5.6m=39.2m2

水在斜管区的上升流速：0.14/39.2=0.0035m/s=12.6m/h

从而计算出沉淀入口段的尺寸：7m×1.2m。

沉淀入口段的过堰流速取0.05m/s，则水层高度：0.14÷0.05÷7=0.4m。另外考虑到此处设置堰的目的是使推流段经混凝的原水均匀的进入到沉淀段，流速应该比较低，应该以不破坏絮体为目的。如果按照堰上水深的公式去计算：h=（Q/1.86b）2/3=（0.14/1.86×7）2/3=0.046m。则流速为0.23m/s。这么大的流速经混凝的原水从推流段进入到沉淀段，则絮体可能被破坏。

因此，考虑一些因素，取1.05m的水层高度。

推流段的停留时间3～5min，取4 min。

V=500×3/60=25 m3

则宽度：25÷2.65÷7=1.34m，取1.5m。

2、污泥回流及排放系统

污泥循环系数按循环水量8%计算。

500×0.8=40m3/h，泵的扬程取20mH2O。采用单螺杆泵。

系统设置4台。2台用于污泥的循环，2台用于污泥的排放。

螺杆泵采用变频控制。

污泥循环管：DN150，流速：0.6m/s。

污泥循环的目的：1、增加反应池内的污泥的浓度；2、确保污泥保持其完整性；3、无论原水浓度和流量如何，保持沉淀池内相对稳定的固体负荷。

污泥排放的目的：避免污泥发酵，并使泥床标高保持恒定。

污泥床的高度由污泥探测器自动控制。

3、絮凝池

本项目的有效水深按6.7米设计。

停留时间10～15min，取15 min。

则有效容积：V=500×15/60=125 m3

平面有效面积：A=125/6.7=18.6m2。

取絮凝池为正方形，则计算得A=4.2m,取整后a=4.5m。

絮凝池的有效容积：

4.5m×4.5m×6.7m（设计水深）=135.6m3。

原水在絮凝池中的停留时间为16min

4、反应室及导流板

Q=500t/h=0.14m3/s

①——管道流速取1.0m/s，管径为DN500（流速0.70 m/s）；

②——管道流速取0.8m/s，管径为DN500（流速0.70 m/s）；

③——回流量：设计水量=8%，絮凝筒内的水量为10.8倍的设计水量（1.5m3/s）。筒内流速取1.0 m/s，则Di=1.38m，取内径：φ1400mm，筒内流速：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。则D×L=（0.14×10）/（0.4）=2.75m2

锥形筒下部内径：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

筒内流速/筒外流速=1.0/0.08=12.5

筒内：配有轴流叶轮，使流量在反应池内快速絮凝和循环；

筒外：推流使絮凝以较慢的速度进行，并分散能量以确保絮凝物增大致密。

原水在混凝段的各个流速：

反应室内：内径：D=φ1400mm，流速：v=0.97 m/s；

室内至室外：流速：v=0.49m/s；

室外流速：v=0.08m/s；

室外至室内：流速：v=0.39m/s；

5、提升絮凝搅拌机

叶轮直径：φ1400mm；

外缘线速度：1.5m/s；

搅拌水量为设计水量的10.8倍（1.51m3/s）；

轴长——按照目前设计的要求，有5.2m。

螺旋桨外沿线速度为1.5m/s，则转速n=60*1.5/3.14*1.4=20 r/min；

6、刮泥机

采用中心传动刮泥机。刮臂直径：φ7000mm；外缘线速度：1.8m/min；

7、高密度澄清池水力