40000t高密度澄清池设计计算书

40000t/d高密度澄清池设计计算书

一、设计水量

Q=40000t/d=1666.7t/h=0.463m3/s

二、构筑物设计

水的有效水深：本项目的有效水深按6.8米设计。

1、絮凝池：停留时间6～10min，取8 min。

则有效容积：V=1666.7×8/60=222.3 m3

平面有效面积：A=222.3/6.8=32.7m2。

取絮凝池为正方形，则计算并取整后。絮凝池的有效容积：

5.7m×5.7m×

6.8m（设计水深）=221m3。

原水在絮凝池中的停留时间为7.96min

2、澄清区

斜管上升流速：12～25m/h，取22.5 m/h。——斜管面积A1=74.08m2；

沉淀段入口流速取60 m/h。——沉淀入口段面积A2=27.78m2；

中间总集水槽宽度：B=0.9（1.5Q）0.4=0.9×（1.5×0.463）0.4=0.78m 取B=0.9m。

从已知条件中可以列出方程：

X·X1=27.78 ——①

（X-1.3）·（X-X1-0.25-0.5）=74.08 ——②

可以推出：A=X3-2.05X2-100.885X+36.114=0

当X=11时A=9.33＞0

当X=10.9时A=-12.064＜0

所以取X=11。即澄清池的尺寸：11m×11m×6.8m=822.8m3

原水在澄清池中的停留时间：t=822.8/0.463=1777.1s=29.6min；

斜管区面积：9.7m×7.7m=74.69m2

水在斜管区的上升流速：0.463/74.69=0.0062m/s=6.2mm/s=22.32m/h

从而计算出沉淀入口段的尺寸：11m×2.55m。

沉淀入口段的过堰流速取0.05m/s，则水层高度：0.463÷0.05÷11=0.84m。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。因此，考虑一些因素，取1.2m的水层高度。

如果按照堰上水深的公式去计算：h=（Q/1.86b）2/3=（0.463/1.86×11）2/3=0.08m。则流速为0.45m/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，取1.2m的水层高度。

推流段的停留时间3～5min，取4 min。

V=1666.7×4/60=111 m3

则宽度：111÷6.8÷11=1.48m，取1.5m。

反应段至推流段的竖流通道的流速取0.05m/s，则高度：0.463÷0.05÷5.7=1.62m。取1.8m，考虑到此处底部要做一些土建结构的处理。见图纸。

3、污泥回流及排放系统

污泥循环系数0.01～0.05，取0.03。

1666.7×0.03=50m3/h，泵的扬程取20mH2O。采用单螺杆泵。

系统设置三台。一台用于污泥的循环，一台用于污泥的排放，另一台为备用。

螺杆泵采用变频控制。

污泥循环管：DN200，流速：0.446m/s。

污泥循环的目的：1、增加反应池的污泥的浓度；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。

4、反应室及导流板

①——管道流速取1.0m/s，管径为DN750（流速1.05 m/s）；

②——管道流速取0.8m/s，管径为DN850（流速0.82 m/s）；

③——流速取0.6m/s，0.463÷0.6÷（3.14×0.85）=0.29m，取0.3m；

④——回流量：设计水量=10：1，絮凝筒的水量为11倍的设计水量（5.093m3/s）。筒流速取1.0 m/s，则Di=2.547m，取径：φ2500mm，筒流速：1.04m/s。

⑤——流速取0.5m/s，5.093÷0.5÷（3.14×2.5）=1.29m，取1.3 m；v=0.5m/s。

⑥——导流筒的面积与反应筒的面积之比为1/2。则计算出导流筒直径：φ1800mm。

⑦——流速取0.4m/s左右。则D×L=（0.463×10）/（3.14×0.4）=3.69

取高度：1.0m；锥形筒下部径：φ3700mm；流速：0.39m/s。

筒外流速：（0.463×11）/（5.7×5.7-0.7854×2.5×2.5=27.58125）=0.185 m/s

1.0/0.185=5.405

筒：配有轴流叶轮，使流量在反应池快速絮凝和循环；

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：径：D=φ2500mm，流速：v=1.04 m/s；

室至室外：流速：v=0.33m/s；

室外：流速：v=0.185m/s；

室外至室：流速：v=0.39m/s；

5、搅拌机

叶轮直径：φ2400mm；

外缘线速度：1.5m/s；

搅拌水量为设计水量的11倍（5.093m3/s）；

轴长——按照目前设计的要求，有5.36m。

螺旋桨外沿线速度为1.5m/s，则转速n=60*1.5/3.14*2.4=11.94 r/min；

叶轮的提升水量按5.093 m3/s，提升水头按0.10m

提升叶轮所消耗的功率N1

N1=ρQ提H/102η=1100×5.093×0.10/（102×0.75）=7.32(KW) 搅拌机的型号及具体参数以厂家的设计为准。

6、集水槽

澄清水面的尺寸为2块，单块尺寸：4.85m×7.7m；在7.7m的长度方向上布置三道集水槽，间距：800 mm＋1200 mm＋1200 mm＋1200 mm ＋1200 mm＋800 mm。

集水槽宽度：b=0.26m

集水槽高度：0.6m