周边进水式辐流沉淀池的进水设计方法

业出版社 ,1982 3 许保玖 1 给水处理理论与设计 1 北京 : 中国建筑工业出版社 ,
1992 4 王建西 1 净水厂直接回收滤池反冲洗水的工艺研究 1 给水排水 ,
1995 ,21 (12) 5 Roger C Bales. Surface Chemistry in Water Treat ment : Reactions at
滤池反冲洗废水直接回收到反应沉淀池 ,杂质 主要在沉淀池中沉淀 ,作为沉淀池的污泥排出 ,对沉 淀池排泥的处理笔者将另文介绍 ,最终实现水厂生 产废水的“零”排放 。
参考文献
1 7 ·巴宾科夫 1 论水的混凝 1 北京 :中国建筑工业出版社 ,1982 2 [ 美 ]拉塞Fra Baidu bibliotek·爱尔·卡尔普 1 水的净化新概念 1 北京 :中国建筑工
1 问题的提出 辐流式沉淀池的进 、出水布置方式有如下几种 : (1) 中心进水周边出水 ; (2) 周边进水中心出水 ; (3) 周边进水周边出水 。 由于周边进水式沉淀池的出水效果较好 ,被越
来越多的工程采用 。但是 ,对周边进水式辐流池进 水布置的设计方法目前尚缺乏明确 、具体的规范 ,设 计时具有很大的随意性 ,常引起布水不均匀 ,影响处 理效果 ,体现不出周边进水的优越性 。 2 设计依据
水流量不一致 。此时应严格区别对待 , 沉淀面积的
计算应按处理规模确定 , 而布水槽的设计必须按进
水流量进行 。
(3) 由于施工及运行方面的原因 ,布水槽的宽度
B 宜在 012m ～ 014m 之间 , 水深 H 宜 在 012m ～
014m 之间 。布水孔的孔径宜取小 ,但最小不能小于
10mm ,否则易堵塞 。
图 1 为一周边进水辐流式沉淀池的示意图 。进 水流量为 2 Q ,沉淀池直径为 D ,布水槽中均匀布置 泄水孔 2 N 个 ,孔径 d 。
沿进水口处经圆心作一剖面线 ,将沉淀池分成
图 1 周边进水辐流式沉淀池示意图
两个半圆 (见图 2) ,起始端的布水孔 a 处的孔口流
量为 qa ,末端布水孔 b 处的孔口流量为 qb ,全部孔 口中以 qa 和 qb 相差最大 ,如达到如下要求 :
7
图 2 非棱柱形进水渠道
孔口处水位标高为 Ha , b 孔口处水位标高为 Hb , 则:
qb = μω 2 g ( Hb - H0)
(2)
qa = μω 2 g ( Ha - H0)
(3)
式中 μ———流量系数 ;
ω
———孔口面积
,ω
=
π 4
d2
。
式 (2) 、(3) 代入式 (1) 后两边平方 ,得
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给水排水 Vol125 No15 1999
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WATER & WASTEWATER ENGINEERING
Vol. 25 No. 5 May 1999
4 实例
某污水厂单组初沉池处理规模 500m3/ h ,采用
周边进水周边出水式辐流池 。设计如下 :
(1) 沉淀池池径的确定
取表面负荷率 q0 = 210m3/ ( m2·h) ,则
D=
4 ×500 210 ×π
=
1718m
实际取 D = 17m ,表面负荷率 q0 = 2120m3/ (m2·h) , 水深 H0 = 218m ,水力停留时间 HR T = 1127h 。
V ———孔口平均流速 。
8 给水排水 Vol125 No15 1999
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313 小阻力配水原理 周边进水式辐流沉淀池的进水设计依据 :
h2 h1
孔 。实际水流流速 V = 2168m/ s , 孔口水头损失 h1 = 01183m 。
(4) 布水槽宽 B = 400mm , 单侧布水槽进水流
量 Q = 250m3/ h , 槽长 L = 26138m 。查水 力 计 算
表 ,得等流量下恒定明渠流水深 H = 0135m , 沿程水
力坡降 i = 016 ‰,则布水槽中水头损失为 :
即各孔口处的孔口水头损失 h1 可认为相等 。
孔口直径 d 一般取值 0101m～0103m , 作用水
头 Ha - H0 (即 h1) 一般小于 012m ,布水槽底厚一般
011m ,据此水力条件判断 , 此处局部水头损失应按
管嘴出流处理 ,即 :
hk
=ξ2V
2
g
(11)
式中ξ———局部水头损失系数 ,可取 015 ;
Hb Ha -
H0 H0
≥01952 ≈ 019
(4)
设:
Ha - H0 = h1
(5)
Ha - Hb = h2
(6)
式中 Ha - H0 为孔口 a 处内外水位高差 , 实际
上就是孔口 a 处的水头损失 , 定义为孔口水头损失
h1 。Ha - Hb 为布水槽中始端和末端的水位高差 ,实
际上就是布水槽中的水头损失 , 定义为槽内水头损
乎为零 。从安全的角度出发 , 弯道损失按沿程损失
的 5 %计 ,则 :
h2 = h′2 (1 + 5 %) = 014 iL
(10)
312 孔口水头损失 h1 确定
图
4
为始端
a
孔口处的剖面图 。由于
h2 h1
≤011
,
而 h1 一般在 011m～012m 之间 , 则 h2 更小 。为方
便计算 ,可认为孔口 a 和孔口 b 处的水位标高相等 ,
qb qa
≥0195
(1)
则可认为布水均匀性很好 。
设辐流池中沉淀区水位标高为 H0 ,布水槽中 a
属元素和有机物指标进行了检测 ,数据结果表明 ,投 加反冲洗废水后的沉淀池及滤池出水中 ,铝 、铁 、镁 、 钙 、铅 、锌 、镉 、汞 、锰等金属元素及有机物指标并没 有增加 ,亦即没有形成累积 ,杂质主要从沉淀池排泥 水中排出 。因此直接回收反冲洗废水至反应沉淀 池 ,不会对水处理过程造成“二次污染”。
314 其它注意事项 (1) 布水孔的设计方式一般有如下几种 , 如图
4 、图 5 和图 6 所示 。
图 4 底孔式
图 5 侧孔式
图 6 堰口式
本文认为以底孔式最好 。因为堰口式与侧孔式
都会引起布水槽中积泥 ,进而影响布水效果 。
(2) 进水设计流量必须准确 。在许多场合下 (如
活性污泥法中的二沉池) ,辐流池的处理规模常与进
+ 1) ·QK22 L
=
(
N
+ 1) (2 N 6 N2
+ 1)
iL
(9) 式中 N ———孔口数 ;
L ———布水槽计算长度 , L =π2D ; Q ———流量 ; K ———流量模数 ; i ———水力坡降 。 当 N = 10 时 ,
(N
+ 1) (2 N 6 N2
+ 1)
= 0138
N →∞时 ,
CON T EN TS
Preliminary Comparison of Package Materials Used in Biological Contact Oxidation Process to Treat Slight2Polluted Source Water ……………………………………………………………………… Mei Xiang et al (1)
t he Solid2Liquid Interface. J AWWA ,1986 ,Nov. :50～66 6 Peter E Pallo , et al. Recycling and Reuse of Filter2Backwash Water
Containing Alum Sludge. Water Sewage Works , 1972 , May : 123 ～ 125 7 Hubert L Nielsen. Alum Sludge Disposal Problems and Success. J AWWA ,1977 ,J une :335～341
Abstract :The structural features and performances of biological contact oxidation process packed wit h t hree different kinds of materials YD T , TA and PW T to treat slight2polluted raw water are discussed and compared in preliminary. The re2 sults show t hat every one of t he t hree will be suitable for biological contact oxidation process to treat slight2pollut2ed raw wa2 ter and similar removals of ammonia nitrogen were obtained under t he same operating condition and wit h t he approximate specific surface area of package material being installed. Furt hermore it is necessary to study t he problems such as t he opti2 mum arrangement of package materials inside t he reactor and t he changes of t he working status of t he package material at different quality of raw water.
○作者通讯处 :柯水洲 ,袁辉洲 410082 ,湖南大学土木工程系 李 宁 ,曾富益 长沙市自来水公司
收稿日期 :1999Ο1Ο25
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给水排水 Vol125 No15 1999
布水槽中水头损失的理论计算较复杂 。此处将
非棱柱形 (半圆形) 渠道 (见图 2) 抽象为棱柱形渠道 (见图 3) ,并借鉴多孔口等流量出流计算公式 (参见 闻德 主编《工程流体力学》,高等教育出版社) 可得 沿程水头损失 h′2 :
图 3 棱柱形进水渠道
h′2 =
(
N
+ 1) (2 N 6 N2
(N
+ 1) (2 N 6 N2
+ 1)
= 0133
为简化计算程序 , 此系数统一取为 0138 。从式
(8) 中可以看出 ,此种处理是偏于安全的 。
图 2 中的非棱柱形渠道与图 3 中的棱柱形渠道
相比 ,还多一弯道水头损失 。工程中 , 圆池直径 D
与布水槽宽 B 相比在 50 倍以上 ,故实际弯道损失几
以下为布水设计 。
(2) 初步确定孔口水头损失 h1 控制在 012m 左 右 ,则孔口流速
V=
2 gh1 ξ
=
2
×9181 ×012 015
=
218m/
s
(3) 确定孔口直径 20mm ,则全池需孔口数 :
N
=
500/ 3 600
218
×π×01022 4
=
157197
个
按相邻两孔孔距 320mm 打孔 , 全池共 165 个
周边进水式辐流沉淀池的进水设计方法
吉 宏
提要 从流体力学的角度提出了一种周边进水式辐流沉淀池的布水设计方法 ,即布水槽内水头 损失 h2 不宜超过布水孔处孔口水头损失 h1 的 10 % ,并介绍了布水槽内及孔口处水头损失的计算方 法。
关键词 辐流式沉淀池 周边进水式 布水槽 孔口 水头损失
h2 = 014 ×26138 ×016 ‰= 01006 3m
(5) 比较 h2 和 h1
h2 h1
=
01006 01183
=
01034
<
011
按此构造设计 ,布水均匀 。
★作者通讯处 :210096 东南大学环境工程系 电话 : (025) 3369341 ( H) 收稿日期 :1999Ο1Ο21
失 h2 。式 (5) 、(6) 代入式 (4) 后 ,得 :
h1 - h2 h1
≥019
(7)
演化为 :
h2 h1
≤011
(8)
式 (8) 实际上就是周边进水式辐流沉淀池的进
水布置的设计依据 。其物理意义是 :布水槽内的水
头损失 h2 不应超过孔口水头损失 h1 的 10 % 。
3 讨论
311 布水槽中水头损失 h2 的确定
≤011
从此公式中可以看出 ,布水槽内水头损失 h2 越
小 ,孔口水头损失 h1 越大 ,则布水越均匀 。
工程 中 , h1 不 可 能 太 大 , 一 般 宜 在 011m ～
012m 之间 。否则 h1 太大 ,则池上干弘太大 ,造成浪
费 。设计主要是降低 h2 , 即降低布水槽中水头损
失 。这便是小阻力配水原理 。