沉淀3.3.1 介绍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。

（1）沉淀池类型的选择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稳定性和层流的要求。

从而提高沉淀效果。

（2）斜管沉淀池的设计计算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，一般可采用～)/(23h m m •。

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；底部配水区高度不宜小于1.5 米。

3.3.2 设计计算（1）设计参数处理水量Q＝0.425 m/s，斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B＝8.8m，混凝处理后颗粒沉降速度u＝0.4mm/s，清水区上升速度v＝3.0mm/s，采用塑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），取为30mm。

（2）清水面积A＝Q/v＝＝142m21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：＝142×＋1＝149.75m2，实际清水区所需面积为：A1进水方式：进水区沿8.8m长的一边布置。

为了配水均匀设计尺寸：B×L＝8.8m×14.3m（3）斜管长度L＝v/sin60°＝＝3.5mm/s，斜管内水流速度v2L＝（×2×sin60°）d/（u×cos60°）＝（×）×30/（×）＝746mm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，取946mm，按照1000mm计。

（4）沉淀池高度清水区高1.2m，布水区高1.5m，斜管高1000×sin60°＝0.87m，穿孔排泥斗槽高0.8m，超高0.3m，池子总高H ＝++++＝4.7m。

斜管安装长度2L=L×cos60°＝1×＝0.5m（5）沉淀池进口穿孔花墙穿孔墙上的孔洞流速v3采用v3＝0.15 m/s，洞口的总面积：A2＝Q/ v3＝＝2.8 m2，每个洞口尺寸定为15cm×8cm，则洞口数为：（×）＝240孔。

穿孔墙布于布水区1.5m的范围内，孔共分为4层，每层60个。

（6）集水系统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10条穿孔集水槽，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距：L ’＝L/n ＝10＝1.43m ，每条集水槽长（）/2＝4.1m ，每槽集水量q ＝（10×2）＝0.02125 m 3/s ，考虑池子的超载系数为20％，故槽中流量q 0＝＝×＝0.0255 m 3/s集水槽双侧开孔，孔径d ＝25mm ，又q ＝uf gh 2，则：孔数n ＝Q/q ＝ 2gh uf Q ＝12.08.92025.0462.002125.02⨯⨯⨯⨯⨯π＝， 取n ＝46个，每边23个孔眼。

孔距：231.4＝0.18m ，孔眼从中心向两边排列。

集水槽宽b ＝4.0＝×（）4.0＝0.207m ，为便于施工取为0.2m 起点槽中水深H 1＝＝×＝0.15m终点槽中水深H2=＝×＝0.25m淹没深度取12cm，跌落高度取5cm，超高0.15m槽的高度H3＝H2＋＋＋＝0.57m（7）集水渠集水渠：集水渠的流量为0.425m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b＝×（）4.0＝0.64m。

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渠相平，则集水渠的总高度为：H1＝++＝1.28m出水管流速v4＝1.2m/s，则直径为：D＝（×4/π）5.0＝672mm，取D＝700mm。

（8）沉淀池的排泥采用穿孔排泥管，穿孔排泥管横向布置，沿与水流垂直方向共设10根，单侧排泥至集泥渠，集泥渠尺寸L×B×H＝25.7m ×1.0m×2.5m，孔眼采用等距布置，穿孔管长11m，首末端集泥比为，查得Kw＝，取孔径d＝25mm，孔口面积f＝×10-4，取孔距s＝0.4m，孔眼数目：m＝L/s-1＝11/＝27个。

孔眼总面积：∑w＝27××10-4＝0.01323m2，穿孔管断面面积为：w＝∑w0/wk＝＝0.0184 m2，穿孔管直径为：D＝(4×π) 5.0=0.153m。

取直径为200mm，孔眼向下与中垂线成45度角，并排排列，采用启动快开式排泥阀。

（9）复算管内雷诺数及沉淀时间Re=R v2/μ式中:R——水力半径,R＝d/4=30/4＝7.5mm＝0.75cmv2——管内流速v2＝v/sin60°＝＝3.5mm/s，μ——运动粘度0.01cm2/s(t＝20℃)Re ＝×/＝＜100所以水流在沉淀池内是层流状态沉淀时间：T=L`/ v 2 ＝1000/＝285s ＝符合沉淀时间一般为2－5min 之间的要求。

第四节 平流沉淀池的设计：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u 0‘=40m 3/（），沉淀池个数 n=6个。

2.设计计算（1）池容积WW=Qt=12500⨯2=25000m 3（2）单池容积WW 1=7.4166625000==n W m 3（3）单池池面积F F=12504050000'0==u Qm 2（4）池深H33.312507.41661===F W H m （5）池长L水平流速取v=10mm/s ，则池长L==⨯⨯=72m（6）池宽BB 1=4.17721250==L F m 采用17.8m 。

沉淀池的池壁厚采用300mm ，则沉淀池宽度为18.4m,与絮凝池吻合。

（7）校核长宽比4045.48.1772>==B L （8）校核长深比106.2133.372>==H L （9）进水穿孔花墙设计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0.1m ，则墙高3.73m.②穿孔花墙孔洞总面积A孔洞处流速采用v 0=0.24m/s ，则 A=41.224.036003.208336000=⨯=v Q m 2③孔洞个数N孔洞采用矩形，尺寸为15cm ⨯18cm ，则 N=903.8918.015.041.218.015.0≈=⨯=⨯A 个。

则孔洞实际流速为：238.018.015.09036003.208318.015.0'0=⨯⨯⨯=⨯⨯=N Q v m/s ④孔洞布置1.孔孔布置成6排，每排孔洞数为90÷6=15个2.水平方向孔洞间净距取1m,即4块砖的长度，则所占的宽度为： ⨯+1⨯15=17.7m ，剩余宽度0.2m ，均分在各灰缝中。

3.垂直方向孔洞净距取0.378m ，即6块砖厚。

最上一排孔洞的淹没水深为162mm ，则孔洞的分布高度为：H=⨯+⨯+162=3.33mm（10）出水渠①采用矩形薄壁堰出水②堰上溢流负荷q 0=3003m /则溢流长度 l=02.1q Q =400500002.1⨯=150m 出水支渠采用20条，则Q 1=035.020579.02.12.1=⨯=n Q m/s 则渠宽为B 1=4.01Q =0.235m每条出水渠长度l 0=3.32028.171502=⨯-=⨯-n B l m 每条出水渠宽度B 0=1B n 1B 17.8210.2350.64n 20-+-⨯==（）m 出水总渠宽为B 2 =4.0Q =1.48m出水渠起端水深为：2.0235.0235.08.91)2036003.2083(73.11)3600(73.132322=⨯⨯⨯==gb n Q h m 保护高取0.3m ，渠道高度为0.5m 。

（11）排泥设施采用机械排泥。

排泥设施采用SXH 型多口虹吸式吸泥机。

排泥水位差3.3m.轨距l=18400mm.管间距采用1.5m ，虹吸管管径取d=75mm 。

扁口吸泥口采用200⨯20。

则吸泥管根数n=9.115.18.17=，取12根，每边各分布6根。

吸泥口之间采用八字形刮泥板。

积泥高度为0.1m ，池底坡度为‰，坡向末端集泥坑，坑的尺寸采用50 cm ⨯50 cm ⨯50cm 。

排泥管直径为：391.0360034.3728.177.0360037.05.05.00=⨯⨯⨯⨯=⨯=BLH d m ，采用DN400mm 。

H 0—池内平均水深，为+=3.4mt —放空时间，取3h 。

（12）水力条件复核①水力半径Rm B H BH R 89.12.10632.102=+⨯=+==ρω=189cm ②弗洛德常数F r522109.19801896.0-⨯=⨯==Rg v F r 在规定范围内.斜板斜管沉淀池的设计参数：(1) 斜板（管）之间间距一般不小于50mm，斜板（管）长一般在左右；(2) 斜板的上层应有的水深，底部缓冲层高度为。

斜板（管）下为废水分布区，一般高度不小于，布水区下部为污泥区；(3) 池出水一般采用多排孔管集水，孔眼应在水面以下2cm处，防止漂浮物被带走；(4) 废水在斜管内流速视不同废水而定，如处理生活污水，流速为。

(5)斜板(管)与水平面呈60°角，斜板净距(或斜管孔径)一般为80～100mm。

异向流斜板（管）沉淀池的设计计算式可由如下分析求的。

假定有一个异向流沉淀单元，倾斜角为a，长度为l，断面高度为d，宽度为w，单元内平均水流速度v，所去除颗粒的沉速为u0，如下图所示。

当颗粒由a移动到b被去除，可理解为颗粒以v的速度上升l+l1的同时以u0的速度下沉l2的距离，两者在时间上相等，即沉淀单元长度沉淀单元的断面面积为dw，则单元所通过的流量为：式中lw实际上即为沉淀单元的长与宽方向的面积，lwcosα即为斜板在水平方向投影的面积，可用a f代替。