机械搅拌澄清池设计计算

第一节 机械搅拌澄清池计算

其特点是利用机械搅拌澄清池的提升作用来完成泥渣回流核接触反应,加药混合后进入第一反应室,与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应.然后经叶轮提升到第二反应室继续反应以结成大的颗粒,再经导流室进入分离室沉淀分离. 一、二反应室

净产水能力为Q=700 m3/h=0.194 m3/s

采用2个池来计算则每池的流量Q 0.097m3s,二反应室计算流量一般为出水流量的3-5倍.Q/ 5Q 0.485m3s.

设第二反应室内导流板截面积A1=0.02m2,u1=0.05ms 则第二反应区截面积为：

w1

Q

/

u1

0.4850.05

9.7m

2

第二反应区内径：D1

4w1 A1

49.7 0.023.14

3.52m

取第二反应室直径D1=3.6m,反应室壁厚 1 0.25m D

/1

D1 2 1 3.6 0.5 4.1mQt1w1

/

H1

0.485 50

9.7

2.38m t1 50s

H1—第二反应区高度，m

考虑构造布置选用H1 2.47m,设导流板4块. 二、导流室

导流室中导流板截面积:A2 A1 0.02m 导流室面积:w2 w1 9.7m

/2

D14 w2 A2 4

2

2

导流室直径:D2

4

4 0.02 9.7

5.4m

取导流室D2 5.4m,导流室壁厚 2 0.1m.

/

/

D

2

D2 2

5.6m,H2

D2 D

2

/

1

0.65m

导流室出口流速:u6 0.05ms,出口面积:A3

2A3

Q

/

U6

0.4850.05

9.7m

2

则出口截面宽:H3

/

D2 D

/

1

2 9.73.14 5.4 4.1

0.65m

出口垂直高度:H三、分离室

3

2H3 1.57m

分离区上升流速取u2 0.0009ms,分离室面积：w3

Qu2

0.0970.0009

107.8m。

2

池总面积：w w3

4w

D4

/

2

132.42m

2

池的直径：D 四、池深计算

4 132.42

12.99m 13m

池中停留时间T设为1.5h。 有效容积：V

/

3600QT 3600 0.097 1.5 523.8m

/

3

考虑增加4%的结构容积：V 1 0.04 V

544.75m，取池超高H0 0.3m。

3

设池直壁高：H4 1.65m。池直壁部分的容积：w1

w2 w3 V w1 544.75 218.9 325.85m。

3

D4

2

H4 218.9m

3

取池圆台高度H5 2.5m。池圆台斜边倾角450，则池底部直径

DT D 2H5 13 5 8m。

本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6 1m。 圆台容积

w2

2

H5 D

2

DT 9.42

42.25 29.25 20.25 220.45m3

2223 2

D

DT

3

球的半径：R球

8 H

2

2

22

6

8.5m。

球冠体积：w3 H6 R球

H6 1 3

3.14 8.5 25.64m 3 3

池实际容积：V w1 w2 w3 464.99m3.V实际总停留时间：T

447.11 1.5523.8

1.28h

/

V1.04

447.11m。

3

池总高：H H0 H4 H5 H6 0.3 1.65 1 3.0 5.45m 五、配水三角槽

逆水流量增加1%的排泥水量，设槽内流速u3 0.7ms。三角槽直角边长为： B1

1.10Qu3

1.10 0.092

0.7

0.38

三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u3。 出水孔总面积=

1.10Qu3

1.10 0.097

0.7

0.15m

4 0.15

2

采用d=0.1m的孔径，每孔面积为0.007854m2。则出水孔数=为施工方便采用沿三角槽每18

u3

1.1 0.097 40.1 20

2

0.1

2

19.42个。

设置一孔，共20孔，孔口实际流速

0.68ms

六、第一反应室

二反应室板厚 3 0.15m。第一反应室上端直径为：

D3 D

/1

2B1 2 3 4.1 2 0.38 2 0.15 5.16m

第一反映室高： H7 H4 H5 HD4

DT D3

2

/1

3 1.65 2.5 2.47 0.15 2.03m9 5.16

2Q

//

H7

2.03 9.11m 4Q

取u4 0.15ms泥渣回流量回流缝宽度：

B2

4Q

D4u4

0.094m，取B2为0.1m，设裙板厚 4 0.06

伞形板下端圆柱直径为： D5 D4 2

2B2 4 9.11 2

2 0.1 0.06 8.7m

按等腰三角形计算：

H8 D4 D5 9.11 8.7 0.41m。H10

D5 DT

2

8.7 82

0.35m

H9 H7 H8 H10 1.53 0.41 0.35 0.77m

H8—伞形板下檐圆柱体高度 H10—伞形板离池底高度 H9—伞形板锥部高度 七、容积计算

V H D2

9

5

3

1 12

D

23

D3D5 D5

5

H H10

8

12

D5 D5DT DT W3 84.44m

V

2

/2

3

2

4

D1H1

4

D2

D

1

H

1

B1 25.13 20.25 45.38m

V V/

447.11 84.44 45.38 317.29m

3

31 V1 V2 V1—第一反应区容积

V2—第二反应区加导流区容积 V3—分离区容积

则实际容积比：

二反应室：一反应室：分离室=45.38：84.44：317.29=1：1.86：6.99 池各室停留时间： 第二反应室=

76.881 1.86 6.99

76.9.85

7.7996 7.8分

第一反应室=7.796 1.86 14.5分 分离室=7.796 6.99 54.5分

其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为22.3分。 八、进水系统

进水管选用d 400mm,v6 0.8ms

出水管选用d 400mm 九、集水系统

本池因池径较小部水均匀性本身能达到要求。采用沿外圆周外侧作环行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水质，小型的采用钢丝网水泥，结构较多，也有采用塑料制作的，但后者变形大，老化快，造价高，故采用不多。国外刚制的较多，由于防锈工作量大，故每年要维修孔。

1

孔口：q 2gh2

环行集水槽：q环 0.097，取流速v 0.8ms

槽宽取0.3m，考虑施工方便槽底取为平底，槽内终点水深h0.0974

0.8 0.3

0.4m

槽内起点水深h2h3

k3 h h4 0.46m

4

设槽内水深为0.43m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m，超高0.3m 槽断面高为0.43+0.3+0.05+0.07=0.85m

总出水槽：设计流量Q 0.097m3s，槽宽b 0.5m，总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速v 0.8ms，槽坡降0.02m。

槽内流速：0.9ms 槽内起点水深：0.41m

槽内终点水深：0.43m

设计取用槽内起点水深为0.4m终点为0.45m，超高0.3m，h=0.45+0.3=0.75m 孔口出流：

v 0.6ms，q 1.2Q 0.1146， 0.8，h 0.06m，d孔 0.025m

径为32mm，孔口面积

0.1353.14 0.025

2

将塑料剔除集水孔的直孔口数目：

n孔

f

f

q

2 9.81 0.06

0.135m

2

d

68.6个

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