最新斜管沉淀池计算例题
3.3 沉淀 1
3.3.1 介绍 2
给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下，悬浮固体从水中分离的过程，原水3
经过投药，混合与反应过程，水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体，要在沉4
淀池中分离出来，以完成澄清的作用，混凝沉淀后出水浊度一般在10 度以下。 5
（1）沉淀池类型的选择 6
本设计采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是根据浅池理论发展而来的，是一种在7
沉淀池内装置许多直径较小的平行的倾斜管的沉淀池。斜管沉淀池的特点：沉8
淀效率高，池子容积小和占地面积小；斜管沉淀池沉淀时间短，故在运行中遇9
到水质、水量的变化时，应注意加强管理， 以保证达到要求的水质。从改善沉10
淀池水力条件的角度分析，由于斜管的放入，沉淀池水力半径大大减小，从而11
使雷诺数大为降低，而弗劳德数则大大提高，因此，斜管沉淀池也满足水流的12
稳定性和层流的要求。从而提高沉淀效果。 13
（2）斜管沉淀池的设计计算 14
本设计采用两组沉淀池，水流用上向流。异向流斜管沉淀池宜用于浑浊度长15
期低于1000 度的原水。斜管沉淀区液面负荷，应按相似条件下的运行经验确定，16
一般可采用9.0～11.0)/(23h m m ?。 17
斜管设计一般可采用下列数据：管径为25～35 毫米；斜长为1.0 米；倾角为18
60°。斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于1.0 米；底部配水区高度不19
宜小于1.5 米。 20
3.3.2 设计计算 21
（1）设计参数
22
处理水量Q＝0.425 m/s，斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B＝8.8m，23
混凝处理后颗粒沉降速度u
0＝0.4mm/s，清水区上升速度v＝3.0mm/s，采用塑
24
料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d＝30mm，水平倾角60度。采用后25
倾式，以利于均匀配水。斜管长1m，管径一般为25～35mm（即管的内切圆直径），26
取为30mm。
27
（2）清水面积
28
A＝Q/v
1＝0.425/0.003＝142m2
29
其中斜管结构占用面积按照5％计算，人孔所占面积为1 m2，则：实际清水30
区所需面积为：A
1＝142×1.05＋1＝149.75m2，
31
进水方式：进水区沿8.8m长的一边布置。
32
为了配水均匀设计尺寸：B×L＝8.8m×14.3m 33
（3）斜管长度L
34
斜管内水流速度v
2＝v/sin60°＝3.0/0.866＝3.5mm/s，
35
L＝（1.33×v
2-0.35×sin60°）d/（u
×cos60°）
36
＝（1.33×3.5-0.35×0.866）×30/（0.35×0.5）
37
＝746mm
38
考虑到管端紊流，积泥等因素，过渡区采用200mm，斜管总长为以上两者之和，39
取946mm，按照1000mm计。
40
（4）沉淀池高度
41
清水区高1.2m ，布水区高1.5m ，斜管高1000×sin60°＝0.87m ，穿孔排泥斗42
槽高0.8m ，超高0.3m ，池子总高H ＝0.3+1.2+1.5+0.87+0.8＝4.7m 。 43
斜管安装长度2L =L ×cos60°＝1×0.5＝0.5m 44
（5）沉淀池进口穿孔花墙 45
穿孔墙上的孔洞流速v 3采用v 3＝0.15 m/s ，洞口的总面积：
46 A 2＝Q/ v 3＝0.425/0.15＝2.8 m 2，
47 每个洞口尺寸定为15cm ×8cm ，
48 则洞口数为：2.8/（0.15×0.08）＝240孔。
49 穿孔墙布于布水区1.5m 的范围内，孔共分为4层，每层60个。
50
51 （6）集水系统
52 采用两侧淹没孔口集水槽集水。中间设1条集水渠，沿池长方向两边各布置53 10条穿孔集水槽，为施工方便槽底平坡，
54 集水槽中心距：L ’＝L/n ＝14.3/10＝1.43m ，
55 每条集水槽长（8.8-0.6）/2＝4.1m ，
56 每槽集水量q ＝0.425/（10×2）＝0.02125 m 3/s ，
57 考虑池子的超载系数为20％，故槽中流量
58 q 0＝1.2q ＝1.2×0.02125＝0.0255 m 3/s
59 集水槽双侧开孔，孔径d ＝25mm ，
60
又q ＝uf gh 2，则：
61 孔数n ＝Q/q ＝ 2gh uf Q ＝
12
.08.92025.0462.002125.02?????π
＝45.55， 62 取n ＝46个，每边23个孔眼。
63 孔距：23
1.4＝0.18m ，孔眼从中心向两边排列。 64 集水槽宽b ＝0.9Q 4.0＝0.9×（0.0255）4.0＝0.207m ，为便于施工取为0.2m 65 起点槽中水深H 1＝0.75b ＝0.75×0.2＝0.15m
66 终点槽中水深H 2=1.25b ＝1.25×0.2＝0.25m
67 淹没深度取12cm ，跌落高度取5cm ，超高0.15m
68 槽的高度H 3＝H 2＋0.12＋0.05＋0.15＝0.57m
69 （7）集水渠
70 集水渠：集水渠的流量为0.425m 3/s ，
71 假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：
72 b ＝0.9×（0.425）4.0＝0.64m 。
73 起端水深0.66m ，考虑到集水槽的水流进入集水渠时应自由跌水，跌落高度取74 0.08m ，即集水槽底应高于集水渠起端水面0.08m ，同时考虑到集水槽顶与集水75 渠相平，则集水渠的总高度为：
76 H 1＝0.66+0.08+0.54＝1.28m
77
出水管流速v
4＝1.2m/s，则直径为：D＝（0.425×4/1.2π）5.0＝672mm，取
78
D＝700mm。
79
（8）沉淀池的排泥
80
采用穿孔排泥管，穿孔排泥管横向布置，沿与水流垂直方向共设10根，单侧81
排泥至集泥渠，集泥渠尺寸L×B×H＝25.7m ×1.0m×2.5m，
82
孔眼采用等距布置，穿孔管长11m，首末端集泥比为0.5，查得K
w ＝0.72，
83
取孔径d＝25mm，
84
孔口面积f＝4.9×10-4，取孔距s＝0.4m，孔眼数目：85
m＝L/s-1＝11/0.4-1＝27个。
86
孔眼总面积：∑w
0＝27×4.9×10-4＝0.01323m2，
87
穿孔管断面面积为：w＝∑w
0/
w
k＝0.01323/0.72＝0.0184 m2，
88
穿孔管直径为：D
0＝(4×0.0184/π) 5.0=0.153m。
89
取直径为200mm，孔眼向下与中垂线成45度角，并排排列，采用启动快开式90
排泥阀。
91
92
（9）复算管内雷诺数及沉淀时间
93
Re=R v
2 /μ
94
式中:
95
R——水力半径,R＝d/4=30/4＝7.5mm＝0.75cm 96
v 2——管内流速v 2＝v/sin60°＝3.0/0.866＝3.5mm/s ， 97
μ——运动粘度0.01cm2/s(t ＝20℃) 98
Re ＝(0.75×0.35)/0.01＝26.25＜100 99
所以水流在沉淀池内是层流状态 100
沉淀时间：T=L`/ v 2 ＝1000/3.5＝285s ＝4.75min 101
符合沉淀时间一般为2－5min 之间的要求。 102
103
104
第四节 平流沉淀池的设计： 105
1.计算水量Q=300000m 3/d=12500m 3/h=3.472 m 3/s ，沉淀时间t=2h ，面积负荷106
u 0‘=40m 3/（m 2.d ），沉淀池个数 n=6个。 107
2.设计计算 108
（1）池容积W 109
W=Qt=12500?2=25000m 3 110
（2）单池容积W 111
W 1=7.4166625000==n W m 3 112
（3）单池池面积F
113 F=
12504050000'0==u Q m 2 114 （4）池深H
115
33.312507.41661===F W H m 116 （5）池长L 117
水平流速取v=10mm/s ，则池长 118
L=3.6vt=3.6?10?2=72m 119
（6）池宽B 120
B 1=4.17721250==L F m 121
采用17.8m 。沉淀池的池壁厚采用300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻122
合。 123
（7）校核长宽比 124
4045.48.1772>==B L 125
（8）校核长深比 126
106.2133.372>==H L 127
（9）进水穿孔花墙设计 128
①沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长17.8m ，超高取0.3m ，积泥高度取129
0.1m ，则墙高3.73m. 130
②穿孔花墙孔洞总面积A 131
孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则
132