某污水處理工程中的高效沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算案例本工程共設(shè)計(jì)高效沉淀池1座，設(shè)計(jì)規(guī)模4.0萬(wàn)m3/d，內(nèi)分兩組。設(shè)計(jì)規(guī)模：4.0萬(wàn)m3/d總變化系數(shù)：Kz=1.341.1沉淀池（1）清水區(qū)設(shè)計(jì)流量時(shí)表面負(fù)荷取q=9.0斜管結(jié)構(gòu)占用面積按4%計(jì)，沉淀池清水區(qū)面積：F1=1.04沉淀區(qū)平面布置如圖所示，其中斜管區(qū)分為兩部分，中間為出水渠，斜管區(qū)平面尺寸取10×10m，中間出水渠寬1m，出水渠壁厚為0.2m，沉淀區(qū)長(zhǎng)度：L1=11.4m（2）進(jìn)水區(qū)絮凝區(qū)來(lái)水經(jīng)淹沒(méi)式溢流堰向下進(jìn)入沉淀區(qū)的進(jìn)水區(qū)，進(jìn)水區(qū)寬度：B1=11.4?10?0.5=0.9m進(jìn)水區(qū)流速：v（3）集水槽：采用小矩形出水堰，堰壁高度P=0.28m，堰寬b=0.05m。沉淀池布置集水槽10個(gè)，單個(gè)集水槽設(shè)矩形堰20個(gè)，總矩形堰個(gè)數(shù)n=200。每個(gè)小矩形堰流量q=0.231/200=0.00116(m2/s)。矩形堰有側(cè)壁收縮，流量系數(shù)m=0.43，堰上水頭H=單個(gè)集水槽水量：q單個(gè)集水槽寬b’=0.4m，末端臨界水深：?集水槽啟端水深：h=1.73hk=1.73×0.07=0.121m集水槽水頭損失：△h=h-hk=0.121-0.07=0.005m集水槽水位跌落0.1m，槽深0.4m。（4）池體高度：超高H1=0.40m，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013—2006)，斜管沉淀池清水區(qū)高度H2=1.0m，斜管傾角60°，斜管長(zhǎng)度0.75m，斜管區(qū)高度H3=0.75×sin60°=0.65(m)﹔根據(jù)GB50013-2006，斜管沉淀池布水區(qū)高度H4=1.5m;污泥回流比R1按設(shè)計(jì)流量的2%計(jì)，污泥濃縮時(shí)間tn取8h，污泥濃縮區(qū)高度：H5貯泥區(qū)高度H6=1m，則沉淀池總高H=H1+H2＋H3＋H4+H5＋H6=0.40+1.O+0.65＋1.5+1.4+1=1.95m，取6m（5）出水渠：出水渠寬B=1.0m，末端流量Q=0.231m3/s，末端臨界水深：?出水渠啟端水深：h0=1.73hk=1.73×0.18=0.31m出水渠上緣與池頂平，水位低于清水區(qū)0.2m，最大水深0.5m，渠高：HC=H1+0.2+0.5=0.4+0.2+0.5=1.1m沉淀區(qū)剖面見(jiàn)圖1.2絮凝區(qū)絮凝區(qū)由三部分組成:一是導(dǎo)流筒內(nèi)區(qū)域，流速較大；二是導(dǎo)流筒外，流速適中；三是出口區(qū)，流速最小。參照GB50013—2006，導(dǎo)流筒內(nèi)流速控制在0.5-0.6m/s，導(dǎo)流筒外流速控制在0.1-0.3m/s，出口區(qū)流速控制在0.05-0.1m/s。（1）絮凝室尺寸：絮凝區(qū)水深H7=1.9m，反應(yīng)時(shí)間t2取15min，絮凝室面積為：F2=Qt絮凝室分為2格，并聯(lián)工作，每格均為正方形，邊長(zhǎng)為：L（2）導(dǎo)流筒：絮凝回流比（R2）取10，導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)計(jì)流量為：Q導(dǎo)流筒內(nèi)流速v1取0.6m/s，導(dǎo)流筒直徑：D導(dǎo)流筒下部喇叭口高度H8=0.7m，角度60°，導(dǎo)流簡(jiǎn)下緣直徑為：D導(dǎo)流筒上緣以上部分流速v2=0.25m/s，導(dǎo)流筒上緣距水面高度為H導(dǎo)流筒外部喇叭口以上部分面積為F導(dǎo)流筒外部喇叭口以上部分流速為v導(dǎo)流筒外部喇叭口下緣部分面積為F導(dǎo)流筒外部喇叭口下緣部分流速為v導(dǎo)流筒喇叭口以下部分流速v5=0.15m/s，導(dǎo)流筒下緣距池底高度為H（3）過(guò)水洞：每格絮凝池設(shè)計(jì)流量：Q1=Q/2=0.231/2=0.116m3/s絮凝池出口過(guò)水洞流速v6=0.06m/s，過(guò)水洞口寬度B3=4m，高度為H過(guò)水洞水頭損失h=ε（4）出口區(qū)：出口區(qū)長(zhǎng)度L2=4m，出口區(qū)上升流速v7=0.06m/s，出口區(qū)寬度B出口區(qū)停留時(shí)間t（5）出水堰高度：為配水均勻，出口區(qū)到沉淀區(qū)設(shè)一個(gè)淹沒(méi)堰，過(guò)堰流速v8=0.05m/s，堰上水深為H（6）攪拌機(jī)：攪拌機(jī)提升水量QT=Qn=1.27m3/s，提升揚(yáng)程取0.15m，攪拌機(jī)軸功率為N式中，γ—水的密度，1000kg/m3。據(jù)此，選擇絮凝攪拌機(jī)2臺(tái)，槳葉直徑1200mm，N=2.5KW，變頻，配套導(dǎo)流筒（7）絮凝區(qū)GT值：絮凝區(qū)總停留時(shí)間：T=15+1.66=16.66min=999.6s，水溫按10℃算，動(dòng)力粘度μ=1.305×10-3Pa·s，絮凝區(qū)GT值為GT=1.3混合池（1）混合池尺寸：混合池長(zhǎng)L3=2.65m，寬B4=2.65m，水深H12=6m（2）停留時(shí)間：t（3）投加量陰離子PAM投加量：1.0mg/L投加濃度0.1%PAC投加量：30mg/L投加濃度10%投加液體PAC（4）攪拌機(jī)功率：混合室G取500s-1，攪拌機(jī)軸功率為N（5）水力計(jì)算：出水總管長(zhǎng)度L4=1.5m，直徑D3=0.6m，流速為v出水總管沿程水頭損失為?出水總管局部水頭損失為?式中，ξ1——出水總管