折板絮凝池本设计采用折板絮凝池。
折板絮凝池是在絮凝池内,放置一定数量的折板,水流沿折板上、下流动,经过无数次折转,促进颗粒絮凝。
这种絮凝池因对水质水量适应性强,停留时间短,絮凝效果好,又能节约絮凝药剂,因此选用次絮凝池。
设计计算:1.单组絮凝池有效容积Q=30000/24=1250m3/hV=QT=1250*12/4/60=62.5m32.絮凝池长度取 H’=3.25m,B=6.0mL’=V/H’/B=62.5/3.04/6=3.25m絮凝池长度方向用隔墙分成三段,首段和中段均为1.0米,末段格宽为2.0米,隔墙厚为0.15米,则絮凝池总长度为L=3.25+5*0.15=4.0m2.各段分隔数与沉淀池组合的絮凝池池宽为24.0米,用三道隔墙分成四组,每组池宽为B’=[24-3*0.15]/4=5.8875m首段分成10格则每格长度L1=2[5.8875-4*0.15]/10=1.06m首段每格面积为 f1=1.0*1.06=1.06m2通过首段单格的平均流速为 v1=1250/3600/4/1.06=0.082m/s中段分为8格,末段分为7格,则中段和末段的各格格长、面积、平均流速分别为L2=1.36m f2=1.36m2 v2=0.064m/sL3=0.71m f3=1.42m2 v3=0.061m/s3.水头损失计算相对折板取v1=0.14m/s v2=0.27m/sh 1=0.5*(v12-v22)/2g=0.00136m渐缩段水头损失取F1=0.56m2 F2=1.06m2h 2=[1+0.1-(F1/F2)2]v2/2g=0.00082mh=0.312m 平行折板取v=0.2h 1=0.6*v2/2g=0.6*0.22/2/9.81=0.001223m 同理 h 2=0.00378m h 3=0.0042mh=24*0.00082+8*(0.00378+0.0042)=0.083m 平行直板h 1=3*0.1012/2/9.81=0.00156m h=7*0.00156=0.011m 总水头损失为H=0.312+0.083+0.011=0.406m 絮凝池设计两组,每组设一池,每池设计流量/s 0.064m Q 3=,絮凝时间12min t =,设计平均水深为 4.0m H =。
2.设计计算(1)絮凝池有效容积V346.1m 60120.064Qt V =⨯⨯==(2)絮凝池面积f211.5m 4.046.1H W f ===(3)每个池子的净宽'B絮凝池净长度,4.8m L '=则池子的净宽度 2.4m Lf B ''==。
(4)絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程为三段:第一段0.3m/s V 1=; 第二段0.2m/s V 2=; 第三段0.1m/s V 3=;将絮凝池垂直水流方向分为6格,每格净宽为0.8m ,每两个为一絮凝段,第一二格采用单通道异波折板;第三、四格采用单通道同波折板;第五、六格采用直板。
(5)折板尺寸及布置(如图3.6所示)折板采用钢丝水泥板,折板宽度0.5m ,厚度0.035m ,折角90°,折板净长度0.8m 。
图3.6 折板尺寸示意图(6)絮凝池长度L 和宽度B考虑折板所占宽度为0.035/2=0.05m,池壁厚250mm ,池底厚300mm,絮凝池的实际宽度B=2.4+0.05×3+0.5=3.05m ;考虑隔板所占长度为0.2m, 絮凝池的实际长度L=4.8+0.2×5+0.5=6.3m 。
因此,由以上计算尺寸对絮凝池进行平面布置,絮凝池平面图如图3.7所示。
第三絮凝区图3.7 折板絮凝池平面布置图(7)各折板的间距及实际流速 第一、 二格:0.27m 0.80.30.064L v Q b 111=⨯==,取b=0.27m 第三、 四格:0.40m 0.80.20.064L v Q b 222=⨯==,取b=0.40m 第四、 六格:0.80m 0.80.10.064L v Q b 333=⨯==,取b=0.80m 0.1m/s 0.080.80.7)(0.270.064L b QV 实谷实谷1≈=⨯+==0.3m/s 0.80.270.064Lb Q V 峰实峰=⨯==0.2m/s 0.80.400.064L b Q V 22=⨯==0.1m/s 0.80.800.064L b Q V 33=⨯==图3.8 折板絮凝池计算简图(8)水头损失h计算参照图3.8。
第一二格为单通道异波折板i 21ih )h n(h hnh h +=+=+∑2gv v ξh 222111-=2g v F F ξ1h 222122⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 2gv ξh 23i = 式中 ∑h ——总水头损失,m ; h ——一个缩放组合的水头损失,m ;i h ——转弯或孔洞的水头损失,m ;n ——缩放组合的个数; 1h ——渐放段水头损失,m ; 1ξ——渐放段段阻力系数;2ξ——渐缩段阻力系数;3ξ——转弯或孔洞处阻力系数; 1F ——相对峰的断面积,2m ; 2F ——相对谷的断面积,2m ; 1v ——峰速,m/s ;2v ——谷速,m/s ;0v ——转弯或孔洞处流速,/m s 。
①第一格通道数为4,单通道的缩放组合个数为4个,n=4164=⨯。
② 3.01.8,下转弯ξ上转弯ξ0.1,ξ0.5,ξ3321==== ③0.3m/s v 1=; ④0.08m/s v 2=; ⑤210.22m 0.80.27F =⨯=; ⑥[]220.78m 0.80.35)(20.27F =⨯⨯+=; ⑦上转、下转弯各为两次,取转弯髙为0.6m ,0.13m/s 0.60.80.064v 0=⨯=;⑧渐放段水头损失:m 102.139.8120.080.090.52g v v ξh 32222111-⨯=⨯-⨯=-= ⑨渐缩段水头损失:m 104.689.820.30.780.220.112g v F F 0.11h 322212212-⨯=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⑩ 转弯或孔洞的水头损失:()m 108.279.8120.133.01.822g v 2ξh 32203i -⨯=⨯+⨯== i 21i h )h n(h h nh h +=+=+∑=()3---⨯+⨯+⨯108.27104.68102.131633 =0.117m 第二格的计算同第一格。
第三格为单通道折板i h 2g v nξh nh h 2i +=+=∑式中 ξ——每一转弯的阻力系数;n ——转弯的个数;v ——板间流速,m/s ; i h ——同上。
计算数据如下:①第三格通道数为4,单通道转弯数为,2464n =⨯=。
②折角为90°,0.6ξ= ③0.2m/s,v =则0.038m 108.279.820.20.624h 2g v nξh 32i 2=⨯+⨯⨯⨯=+=-∑第四格的计算同第三格。
第五格为单通道直板:2g v nξnh h 2==∑式中 ξ——转弯处阻力系数;n ——转弯次数;v ——平均流速,m/s 。
其计算数据如下:①第五格通道数为3,两块直板180°,转弯次数2n =,进口、出口孔洞2个;②180°转弯0.3=ξ,进口孔06.1=ξ; ③v=0.10m/sm 104.149.8120.101.06)(3.122g v nξh 322-⨯=⨯⨯+⨯==∑(8)絮凝池各段的停留时间 第一、二格水流停留时间为:s Q v v t b 122.910.064210.80.50.0354.02.550.8=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=11 第三、四格均为122.91s t t 12== 第五、六格水流停留时间为:s 124.880.06420.83.00.0354.02.550.8Q v v t 3b 13=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=(9)絮凝池各段的G 值1160μT rH G =式中 G ——速度梯度(1s -); γ——水的容重(3kg/m );μ——水的动力粘度(2s/m kg ⋅) ; T ——反应时间(min ) 水温为20℃,4101.029μ-⨯= 第一段(异波折板):14-96.18s 101.0292122.9120.1171000G -=⨯⨯⨯⨯⨯=第二段(同波折板):14-54.81s 101.0292122.9120.0381000G -=⨯⨯⨯⨯⨯=第三段(直板) :14--317.95s 101.0292124.882104.141000G -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 絮凝池的总水头损失0.318m h =∑,絮凝时间min 12.36741.4s t ==,则可求得GT 值:4433102104.81741.4741.4101.00.3189.81101.0t μt hρg GT ⨯>⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--∑ 折板絮凝池中水水量19000×10%=1900m 3/d,选用两组折板絮凝池.1. 每个絮凝池设计水量Q=1900/2×24=39.59m 3/h单絮凝池有效容积V=QT,T 取12minV=QT=39.59×12/60=7.918 m 32. 絮凝池长度L ’=V/H ’B,取有效水深H ’=1.5m,单组池宽B=2 mL ’=V/H ’B=7.918/1.5×2=2.64m在长度方向上分三段,首段和中段格宽0.6m,末段格宽1.44m,隔墙厚0.15m. 3.折板布置折板布置首段采用峰对峰,中段采用两峰对齐,末段采用平行直板 (1) 相对折板H 1=0.5(v 12-v 22)/2g式中H 1-折板渐放段水头损失v 1-峰处流速,取0.14m/s v 2-谷处流速,取0.27m/sH 1=0.5(v 12-v 22)/2g=0.5(0.272-0.142)/2×9.8=0.00136m H 2-渐缩段的水头损失F1-相对峰的断面积,0.56m 2F2-相对谷的断面积,1.06m 2H 2=[1+0.1-(F1/F2)2]v 2/2g=0.00082mHi-转弯或孔洞的水头损失,ξ—阻力损失系数,上转弯为1.8,下转弯为3.0V 0—转弯或孔洞流速,为0.304m/sHi=1.8×0.3042/2×9.8=0.0048m(上转弯)Hi=3.0×0.3042/2×9.8=0.014m (下转弯)∑h=n(H 1+ H 2 ) +∑Hi=40×(0.00136+0.00082)+10×(0.00848+0.014) =0.312m(2) 平行折板H=0.6V 2/2g 式中H —折板水头损失 V —板间流速,一般采用0.15--0.25m/s 设计中取V=0.16n/sH=0.6V 2/2g=0.6×0.162/2×9.8=0.00084m Hi=ξv i 2/2g 设计中取v i =0.203m/sHi=ξv i 2/2g=1.8×0.2032/2×9.8=0.00378m(上转弯)Hi=ξv i 2/2g=3.0×0.2032/2×9.8=0.0042m(下转弯) ∑h=24×0.00084+8×(0.00378+0.0042)=0.084m (3) 平行直板H=ξv 2/2g v —平均流速,取0.101m/s H=3×0.1012/2×9.8=0.00156∑h=nH=6×0.00156=0.011m。