反应絮凝池及斜管沉淀池计 算
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反应絮凝池及斜管沉淀池计算
1、栅条絮凝池设计计算
1.1、栅条絮凝池设计
通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论 的絮凝池，网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许 多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下接错流动， 直至出口，在全池三分之二的分格内，水平放置栅条，通过栅条的孔隙 时，水流收缩，过孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件。
1.1.3网格絮凝池设计计算
因为设计流量0.182m³/s，流量比较小，只需采用一个反应池，设絮凝
时间10min,得絮凝池的有效容积为： =0.182×10×60=109.2 m³
设平均水深为3.0m，得池的面积为：
竖井流速取为0.12 m/s，得单格面积：
设每格为方形，边长采用1.23m，因此每格面积1.5㎡，由此得分格数
Q——流量（m3/h）；
T——絮凝时间(min)
（2）池面积
（㎡）
(3.2)
式中：A——池面积（㎡）；
——有效水深(m)
（3）池高
(3.3)
（4）分格面积
(3.4)
式中：——分格面积；
——竖井流速（m/s）
（5）分格数
(3.5)
式中：——分格格数；
（6）竖井之间孔洞尺寸
（㎡）
(3.6)
式中：——竖井之间孔洞尺寸（㎡）；
5.5m短边中扣除1000×cos60°=500 mm无效长度，并考虑斜管结构系数
1.03，则净出口面积为：
斜管出口水流实际上升流速为： (4.2)
斜管内轴向流速为： (4.3)
取清水区高度1.20m，超高0.30m。
②斜管区高1000×sin60°=866mm=0.87m。
③取配水区高1.50m，下部穿孔排泥管处斜槽高0.80m。
1-7网格为前段，网栅空隙实际面积为0.65㎡，前段栅条缝隙为50 ㎜，空隙宽为水过网孔流速为0.28m/s；8-15网格为中段，网栅空隙实际 面积为0.76㎡，水过网孔流速为0.24m/s，前段网格孔水头损失：
中段网格孔水头损失： 前段水头损失： 停留时间： 水温20： 中段水头损失： 停留时间： 后段水头损失： 停留时间：
送水到集水渠采用自由下落，集水管出口到集水渠的水面高度200mm， 在集水渠的水流流速1.2m/s，则集水渠的宽取0.6m，则池底到液面的高 度300mm。 则集水渠的高度：
360+200+300=860mm。 总的输水干管采用管径：=450mm,管中流速：1.14 m/s
排泥管的管径选用150mm的管。
网格絮凝池主要设计参数规定前段速度梯度70-100，中段速度梯度4050，末段速度梯度10-20。通过上述的计算，每阶段速度梯度符合设计 的要求。
排泥管的直径一般为150-200mm。则排泥管直径采用150mm的排泥 管。
图1.2 网格絮凝池的平面图与剖面图
2、（上向）斜管沉淀池的设计与计算
斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行直径较小的 平行倾斜管的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占底面积少。 从平流式沉淀池内颗粒沉降过程分析和理想沉淀原理可知，悬浮颗粒的 沉淀去除率仅于沉淀面积有关，而与池深无关。在沉淀池容积一定的条 件下，池深越浅，沉淀面积越大，悬浮颗粒去除率越高。
——水流通过竖井间孔洞水头损失，m
水流通过竖井间孔洞水头损失
表1.2
网格 1
2
3
4
5
6
7
8
编号
（m） 0.0140 0.0140 0.0110 0.0090 0.0079 0.0068 0.0061 0.0061
网格 9 编号
10 11 12 13 14 15 16
（m） 0.0061 0.0052 0.0046 0.0041 0.0037 0.0037 0.0034 0.0025
(4.4) （3）复核
①雷诺数Re值：
水力半径： (4.5)
当水温t=20°时，水的运动黏度则 (4.6)
②弗劳德数Fr值 (4.7)
③斜管沉淀时间 (4.8)
（4）进水区
从网格絮凝池到沉淀池，尽量减小紊流区域，不使絮凝体破碎，进水
区的布置是沉淀池设计的重要环节。进水区通常采用穿孔墙的形式，将
水流分布于沉淀池整个断面，进水区设计首先考虑絮凝体的破碎影响，
段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。
（8）栅孔流速，前段0.25-0.3 m/s ，中段0.22-0.25 m/s。
（9）一般排泥可用长度小于5m，直径150-200mm的穿孔排泥管或单斗
底排泥，采用快开排泥阀。
1.1.2网格絮凝池计算公式
（1）池体积
( m3)
(3.1)
式中：——池体积( m3)；
2.2斜管沉淀池设计计算
（1）设计数据选用 表面负荷取=10m³/(㎡·h)，清水区上升流速即为=0.00278m/s,斜管材料
选用厚0.4mm塑料板热压成正六边形管，内切圆直径d=30mm,长 1000mm，水平倾角60°。 （2）计算与设计
①清水区面积
==65.63㎡
(4.1)
取斜管沉淀池平面尺寸5.5×12=66㎡，进水区布置在12m长边一侧，在
网格 17 18 19 20 21 22 编号
（m） 0.0023 0.0021 0.0017 0.0015 0.0015 0.0015
=0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m =0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051m =0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m
按絮凝池末端流速作为过孔流速设计穿孔墙过水面积，且池底积泥面上
0.3至池底范围内不设进水孔。考虑到施工方便，进水孔可设计成（50-
150）mm×（50-150）mm方孔。设计流速为0.1m/s，以絮凝池末端流速
为设计流速。则穿孔墙的总面积：
==1.823m³
(4.9)
单个穿孔墙尺寸：
共设计=182.3≈180
图2.1 沉淀池的 平面图与剖面图
1.1.1网格絮凝池设计要求：
（1）絮凝时间一般为10-15min。 （2）絮凝池分格大小，按竖向流速确定。 （3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成8-18格，可大致按分格 数均匀成3段，其中前段3-5min，中段3-5min，未段4-5min。 （4）栅条数前段较多，中段较少，未段可不放。但前段总数宜在16层 以上，中段在8层以上，上下两层间距为60-70㎝。 （5）每格的竖向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，未段0.22-0.25m/s。 （6）栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙 为50㎜，中段为80㎜。 （7）各格之间的过水孔洞应上下交错布置，孔洞计算流速：前段0.30.2 m/s，中段0.2-0.15 m/s，末段0.14-0.1 m/s，各过水孔面积从前段向末
100mm×100mm
斜管进水区域的高度为1.5m，则共十五行，每行开12个孔。
（5）出水区
采用穿孔集水管，间距1.0m，共12支管，
每支管的流量： (4.10)
集水管的直径采用150mm，则0.8m/s，集水管上的开孔圆孔直径取
30mm，
每个孔流量：
，
(4.11)
集水槽开孔个数：
个
按孔口间距@=160mm设计，集水管至池口的距离360mm,集水管输
上 20 上 上 3下 3下 8上
8上
21 下
21 下
出水 出水 19 下
19 下
22上
22上
16 上 上 16 上
上 7下
7下
4 上
4 上
出水 出水 22 下 下 22 下 下 17 下 下 17 下 下 18 上
18 上
5下
5下
6上
6上
图1.1 网格絮凝池布置图
絮凝池布置中，图中已表示从进口到出口各格的水流方 向，“上”、“下”表示隔墙上的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下 孔下缘与排泥槽口齐平。编号1-7格中每格安装3层网格，8-15格中每格 安装1层网格，后阶段不需要安装网格，上下间距为60cm。网格絮凝池 水头损失由水流通过两竖井间孔洞损失和每层网格水头损失组成，即 式中——水流通过网格水头损失，m，
分格
8
编号
9
10
Hale Waihona Puke Baidu
11
12
13
孔洞 0.74×1.23 0.74×1.23 0.80×1.23 0.85×1.23 0.90×1.23 0.95×1.23 高×宽 （m）
分格
15
16
17
18
19
20
编号
孔洞 1.00×1.23 1.15×1.23 1.21×1.23 1.28×1.23 1.39×1.23 1.47×1.23 高×宽 （m）
为：
为配合沉淀尺寸采用25格
实际絮凝时间为：
池的平均有效水深为3.0m，取超过0.45m，泥斗深度0.65m，得池的总
高度为：
过水洞流速按进口0.3 m/s递减到出口0.1 m/s计算，得各过水孔洞的尺寸
见表：
表1.1
过水孔洞的尺寸
分格
1
2
3
4
5
6
编号
孔洞 0.49×1.23 0.49×1.23 0.55×1.23 0.60×1.23 0.65×1.23 0.70×1.23 高×宽 （m）
2.1斜管沉淀池设计要点
（1）斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距一般采用2535mm。 （2）斜管长度一般为800-1000mm左右，可根据水力计算结合斜管材料 决定。 （3）斜管的水平倾角常采用60°。 （4）斜管上部的清水区高度，不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出 水均匀和减少日照影响及藻类繁殖。 （5）斜管下布水区高度不宜小于1.5m。为使布水均匀，在沉淀池进口 处应设穿孔墙或格栅等整流措施。 （6）积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排 泥设备同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或机械排泥等。 （7）斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。 （8）斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清 池相同，可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。
——各段过网格水头损失（m/s）
（7）总水头损失
（m）
(3.7)
（m）
(3.8)
（m）
(3.9)
式中：——总水头损失（m）；
——每层网格水头损失（m）
——每个孔洞水头损失（m）
——各段过网流速（m/s）
——各段孔洞流速（m/s）
——网格阻力系数，前段取1.0，中段取0.9
——孔洞阻力系数，可取3.0
分格
22
孔洞 0.37×1.23 高×宽 （m）
原水
原水 出水 出水 1 下 1 下 10 上
10 上
11 下
11 下
12 上
12 上
22 下
22 下
出水 出水 22 上
22 上
13 下
13 下
9下
9下
14上 上 14上 上
2 上
上 ⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢ 2 上
上 ⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢ
15 下
15 下
20 上
1、栅条絮凝池设计计算
1.1、栅条絮凝池设计
通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论 的絮凝池，网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许 多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下接错流动， 直至出口，在全池三分之二的分格内，水平放置栅条，通过栅条的孔隙 时，水流收缩，过孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件。
1.1.3网格絮凝池设计计算
因为设计流量0.182m³/s，流量比较小，只需采用一个反应池，设絮凝
时间10min,得絮凝池的有效容积为： =0.182×10×60=109.2 m³
设平均水深为3.0m，得池的面积为：
竖井流速取为0.12 m/s，得单格面积：
设每格为方形，边长采用1.23m，因此每格面积1.5㎡，由此得分格数
Q——流量（m3/h）；
T——絮凝时间(min)
（2）池面积
（㎡）
(3.2)
式中：A——池面积（㎡）；
——有效水深(m)
（3）池高
(3.3)
（4）分格面积
(3.4)
式中：——分格面积；
——竖井流速（m/s）
（5）分格数
(3.5)
式中：——分格格数；
（6）竖井之间孔洞尺寸
（㎡）
(3.6)
式中：——竖井之间孔洞尺寸（㎡）；
5.5m短边中扣除1000×cos60°=500 mm无效长度，并考虑斜管结构系数
1.03，则净出口面积为：
斜管出口水流实际上升流速为： (4.2)
斜管内轴向流速为： (4.3)
取清水区高度1.20m，超高0.30m。
②斜管区高1000×sin60°=866mm=0.87m。
③取配水区高1.50m，下部穿孔排泥管处斜槽高0.80m。
1-7网格为前段，网栅空隙实际面积为0.65㎡，前段栅条缝隙为50 ㎜，空隙宽为水过网孔流速为0.28m/s；8-15网格为中段，网栅空隙实际 面积为0.76㎡，水过网孔流速为0.24m/s，前段网格孔水头损失：
中段网格孔水头损失： 前段水头损失： 停留时间： 水温20： 中段水头损失： 停留时间： 后段水头损失： 停留时间：
送水到集水渠采用自由下落，集水管出口到集水渠的水面高度200mm， 在集水渠的水流流速1.2m/s，则集水渠的宽取0.6m，则池底到液面的高 度300mm。 则集水渠的高度：
360+200+300=860mm。 总的输水干管采用管径：=450mm,管中流速：1.14 m/s
排泥管的管径选用150mm的管。
网格絮凝池主要设计参数规定前段速度梯度70-100，中段速度梯度4050，末段速度梯度10-20。通过上述的计算，每阶段速度梯度符合设计 的要求。
排泥管的直径一般为150-200mm。则排泥管直径采用150mm的排泥 管。
图1.2 网格絮凝池的平面图与剖面图
2、（上向）斜管沉淀池的设计与计算
斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行直径较小的 平行倾斜管的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占底面积少。 从平流式沉淀池内颗粒沉降过程分析和理想沉淀原理可知，悬浮颗粒的 沉淀去除率仅于沉淀面积有关，而与池深无关。在沉淀池容积一定的条 件下，池深越浅，沉淀面积越大，悬浮颗粒去除率越高。
——水流通过竖井间孔洞水头损失，m
水流通过竖井间孔洞水头损失
表1.2
网格 1
2
3
4
5
6
7
8
编号
（m） 0.0140 0.0140 0.0110 0.0090 0.0079 0.0068 0.0061 0.0061
网格 9 编号
10 11 12 13 14 15 16
（m） 0.0061 0.0052 0.0046 0.0041 0.0037 0.0037 0.0034 0.0025
(4.4) （3）复核
①雷诺数Re值：
水力半径： (4.5)
当水温t=20°时，水的运动黏度则 (4.6)
②弗劳德数Fr值 (4.7)
③斜管沉淀时间 (4.8)
（4）进水区
从网格絮凝池到沉淀池，尽量减小紊流区域，不使絮凝体破碎，进水
区的布置是沉淀池设计的重要环节。进水区通常采用穿孔墙的形式，将
水流分布于沉淀池整个断面，进水区设计首先考虑絮凝体的破碎影响，
段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。
（8）栅孔流速，前段0.25-0.3 m/s ，中段0.22-0.25 m/s。
（9）一般排泥可用长度小于5m，直径150-200mm的穿孔排泥管或单斗
底排泥，采用快开排泥阀。
1.1.2网格絮凝池计算公式
（1）池体积
( m3)
(3.1)
式中：——池体积( m3)；
2.2斜管沉淀池设计计算
（1）设计数据选用 表面负荷取=10m³/(㎡·h)，清水区上升流速即为=0.00278m/s,斜管材料
选用厚0.4mm塑料板热压成正六边形管，内切圆直径d=30mm,长 1000mm，水平倾角60°。 （2）计算与设计
①清水区面积
==65.63㎡
(4.1)
取斜管沉淀池平面尺寸5.5×12=66㎡，进水区布置在12m长边一侧，在
网格 17 18 19 20 21 22 编号
（m） 0.0023 0.0021 0.0017 0.0015 0.0015 0.0015
=0.0140+0.0140+0.0110+0.0090+0.0079+0.0068+0.0061=0.0688m =0.0061+0.0061+0.0052+0.0046+0.0041+0.0037+0.0037+0.0034=0.03051m =0.0025+0.0023+0.0021+0.0017+0.0015+0.0015=0.0101m
按絮凝池末端流速作为过孔流速设计穿孔墙过水面积，且池底积泥面上
0.3至池底范围内不设进水孔。考虑到施工方便，进水孔可设计成（50-
150）mm×（50-150）mm方孔。设计流速为0.1m/s，以絮凝池末端流速
为设计流速。则穿孔墙的总面积：
==1.823m³
(4.9)
单个穿孔墙尺寸：
共设计=182.3≈180
图2.1 沉淀池的 平面图与剖面图
1.1.1网格絮凝池设计要求：
（1）絮凝时间一般为10-15min。 （2）絮凝池分格大小，按竖向流速确定。 （3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分成8-18格，可大致按分格 数均匀成3段，其中前段3-5min，中段3-5min，未段4-5min。 （4）栅条数前段较多，中段较少，未段可不放。但前段总数宜在16层 以上，中段在8层以上，上下两层间距为60-70㎝。 （5）每格的竖向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，未段0.22-0.25m/s。 （6）栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙 为50㎜，中段为80㎜。 （7）各格之间的过水孔洞应上下交错布置，孔洞计算流速：前段0.30.2 m/s，中段0.2-0.15 m/s，末段0.14-0.1 m/s，各过水孔面积从前段向末
100mm×100mm
斜管进水区域的高度为1.5m，则共十五行，每行开12个孔。
（5）出水区
采用穿孔集水管，间距1.0m，共12支管，
每支管的流量： (4.10)
集水管的直径采用150mm，则0.8m/s，集水管上的开孔圆孔直径取
30mm，
每个孔流量：
，
(4.11)
集水槽开孔个数：
个
按孔口间距@=160mm设计，集水管至池口的距离360mm,集水管输
上 20 上 上 3下 3下 8上
8上
21 下
21 下
出水 出水 19 下
19 下
22上
22上
16 上 上 16 上
上 7下
7下
4 上
4 上
出水 出水 22 下 下 22 下 下 17 下 下 17 下 下 18 上
18 上
5下
5下
6上
6上
图1.1 网格絮凝池布置图
絮凝池布置中，图中已表示从进口到出口各格的水流方 向，“上”、“下”表示隔墙上的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下 孔下缘与排泥槽口齐平。编号1-7格中每格安装3层网格，8-15格中每格 安装1层网格，后阶段不需要安装网格，上下间距为60cm。网格絮凝池 水头损失由水流通过两竖井间孔洞损失和每层网格水头损失组成，即 式中——水流通过网格水头损失，m，
分格
8
编号
9
10
Hale Waihona Puke Baidu
11
12
13
孔洞 0.74×1.23 0.74×1.23 0.80×1.23 0.85×1.23 0.90×1.23 0.95×1.23 高×宽 （m）
分格
15
16
17
18
19
20
编号
孔洞 1.00×1.23 1.15×1.23 1.21×1.23 1.28×1.23 1.39×1.23 1.47×1.23 高×宽 （m）
为：
为配合沉淀尺寸采用25格
实际絮凝时间为：
池的平均有效水深为3.0m，取超过0.45m，泥斗深度0.65m，得池的总
高度为：
过水洞流速按进口0.3 m/s递减到出口0.1 m/s计算，得各过水孔洞的尺寸
见表：
表1.1
过水孔洞的尺寸
分格
1
2
3
4
5
6
编号
孔洞 0.49×1.23 0.49×1.23 0.55×1.23 0.60×1.23 0.65×1.23 0.70×1.23 高×宽 （m）
2.1斜管沉淀池设计要点
（1）斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距一般采用2535mm。 （2）斜管长度一般为800-1000mm左右，可根据水力计算结合斜管材料 决定。 （3）斜管的水平倾角常采用60°。 （4）斜管上部的清水区高度，不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出 水均匀和减少日照影响及藻类繁殖。 （5）斜管下布水区高度不宜小于1.5m。为使布水均匀，在沉淀池进口 处应设穿孔墙或格栅等整流措施。 （6）积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排 泥设备同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或机械排泥等。 （7）斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。 （8）斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清 池相同，可以采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。
——各段过网格水头损失（m/s）
（7）总水头损失
（m）
(3.7)
（m）
(3.8)
（m）
(3.9)
式中：——总水头损失（m）；
——每层网格水头损失（m）
——每个孔洞水头损失（m）
——各段过网流速（m/s）
——各段孔洞流速（m/s）
——网格阻力系数，前段取1.0，中段取0.9
——孔洞阻力系数，可取3.0
分格
22
孔洞 0.37×1.23 高×宽 （m）
原水
原水 出水 出水 1 下 1 下 10 上
10 上
11 下
11 下
12 上
12 上
22 下
22 下
出水 出水 22 上
22 上
13 下
13 下
9下
9下
14上 上 14上 上
2 上
上 ⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢ 2 上
上 ⅢⅢⅢⅢⅢⅢⅢ
15 下
15 下
20 上