网格絮凝池设计计算.docx
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网格絮凝池设计计算
网格絮凝池设计计算
一、已知条件
设计规模：
处理水量为60000t/d
二、已知水质条件
常年平均浊度：
60NTU
常年平均水温：
16℃
三、网格絮凝池的设计计算
由已知水质条件，常年平均浊度为60度，常年平均水温为16℃，符合网格
絮凝池的使用条件：
原水水温为：
4.0～34.0℃
原水浊度为：
25～2500度
以此，此水质可以使用网格絮凝池对原水絮凝。
3.1设计处理水量Q：
QQ1
（1）
式中：
Q：
设计处理流量（m3/d）
Q1：
设计规模（m3/d）
：
水厂的自用水系数，一般取：
5％～10％，设计中取对于一般的
水厂取5％，本设计采用5％。
则设计处理水量Q为：
QQ
（1）60000（10.05）63000m3
/d2625m3
/h0.729m3/s
1
3.2单池设计处理水量Q2：
Q2
Q
N
式中：
Q：
设计处理流量（m3/d）
Q2：
单池设计流量（m3/d）
N：
絮凝池的数量，本设计取N=2
则单池设计处理流量Q2
为：
Q2
63000
31500m3/d1312.5m3/h0.365m3/s
2
3.3絮凝池的有效容积V：
VQ2T60
式中：
Q2：
单池设计处理流量（m3/h）
T：
絮凝时间（min），按《室外给水设计规》（GB50013-2006）要求，
絮凝时间一般宜为12～20min，用于处理低温低浊水时，絮凝时间可适当
延长。
本设计中采用16min
则：
Q2T
1312.516
350m
3
V
60
60
3.4絮凝池的面积A：
A
V
H'
式中：
V：
单池的有效容积（m3）
H’：
有效水深（m），絮凝池与平流沉淀池配套时，池高可采用3.0～
3.4m；絮凝池与斜管沉淀池配套时，可采用4.2m左右。
本设计考虑使用斜
管沉淀池，因此采用4.2m。
则：
A
V
350
m2
H'
4.2
83.33
3.5絮凝池的池高H：
H=H’+h＋h’
式中：
H’：
絮凝池的有效水深（m）
h：
絮凝池的超高（m），一般取0.3m
h’：
泥斗的高度，取0.6m
则：
H=H’+h＋h’＝4.2+0.3+0.6＝5.3m
3.5絮凝池的分格面积f：
Q
f
0
式中：
f：
絮凝池的分格面积（m2）
0：
竖井流速（m/s）,按《室外给水设计规》（GB50013-2006）要
求,絮凝池每格的竖井流速为：
前段和中段为：
0.12～0.14m/s；末端为：
0.1～
0.14m/s。
本设计中3段均采用0.12m/s。
则：
f
Q0.365
3.04m2
10.12
设每格为正方形，则边长为：
3.041.744m取1.80m，则每格网格的
实际面积为：
1.8×1.8＝3.24m2
3.5絮凝池的分格数n：
A
n
f
式中：
A：
絮凝池的总面积（m2）
f：
絮凝池的分格面积（m2）
A
83.33
设计中取25
个（为了在平面布置的时候更
则：
n
25.72
f
3.24
具矩阵性）
校核絮凝时间t’:
nV
t'
Q2
式中：
t’:
实际絮凝时间（min）
n：
絮凝池的分格数
V：
单池的有效容积（m3）
Q2：
单池设计流量（m3/s）
则：
t
nV
251.801.804.2
93315.55min
'
0.365
s
Q2
絮凝时间在12～20min之间，符合要求。
各段网格数量如表：
名称
竖井数量
每个竖井网格层数
网格总层数
网格间距
第一段
9
3
27
70cm
第二段
8
2
16
70cm
第三段
8
0
0
根据《给水排水设计手册》第3册城镇给水（第二版）要求，网格在前段多，中段少，末端可以不放，但前段总数宜在16层以上，中段在8层以上，上下两层之间的距离在60cm～70cm
3.6竖井网格的布置：
①前段放置密网格后：
竖井网格开孔面积A1网孔为：
Q2
A1网孔
1网
式中：
Q2：
单池设计流量（m3/s）
1网孔：
水通过网孔的流速，对于前段为：
0.25m/s~0.3m/s，本设计
中取0.28m/s
网孔
Q2
0.365
1.30
2
A1
0.28
m
1网孔
网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长
b取：
0.08m
则小网格面积S为：
0.08m×0.08m=0.0064m2
则小网格孔的数量n1为：
n1
A1网孔
1.30
S
203.13
0.0064
絮凝池网格是正方型，则小网格的横竖的数量
n2各为
n2
n1
203.13
14.25
取14
个
校核每格网格孔数：
n1=142=196个
两个小网格之间的宽度b2为：
1.8
0.08
14
b2
15
0.045m
实际开孔面积A‘1网为：
A‘1网＝n2
n2S
1414
0.00641.25m2
实际过网流速为：
‘＝Q2
＝0.365＝
1网
A1’网
1.440.253m/s
符合0.25m/s~0.3m/s的要求
②中段放置疏网格后：
网格开孔面积为A2网：
A2网
式中：
Q2：
单池设计流量（m3/s）
Q2
2网
2网：
水通过网孔的流速，对于前段为：
0.22m/s~0.25m/s，本设计
中取0.24m/s
A
Q2
0.365
m
2
2网
1.52
2网
0.24
网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长
b取：
0.1m
则小网格面积S为：
0.1m×0.1m=0.01m2
则小网格孔的数量n2为：
A2网
1.52
n2
152
S
0.01
由于絮凝池网格是正方型，则小网格的横竖的数量n3为
n3n215212.33取13个
实际每格网格孔数：
n2=132=169
网格材料采用钢板打方孔，两个小网格之间的宽度b3为：
b
1.8
1.8
0.1
14
3
13
0.142m
实际过水面积A‘2网为：
A‘2网＝n3n3S13130.011.69m2
实际过网流速为：
‘
＝
Q2
＝
0.365
＝0.22m/s
2网
A’2水
1.69
符合0.22m/s~0.25m/s的要求
③后段不放置网格：
实际过网流速为：
‘
＝
Q2
＝
0.365
＝0.11m/s
符合0.1m/s~0.14m/s
的要求
3
A’3
3.24
3.7絮凝池的长、宽：
絮凝池的布置如下图，图中各格右上角的数字为水流依次流过竖井的编
号，顺序（如箭头所示）。
“上”、“下”表示竖井隔墙的开孔位置，上孔上缘在最
高水位以下，下孔下缘与排泥槽齐平。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示每个竖井中的絮凝阶段。
单竖井的池壁厚为200mm。
ⅠⅠⅠⅠⅢ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
沉
Ⅰ
淀
池
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
絮凝池的长为：
10.2m,宽为：
10.2m
3.8絮凝池的孔洞尺寸：
孔洞的宽为：
与絮凝池的宽相同，则为：
1.80m；
竖井隔墙孔洞的过水面积s（m2）:
s
Q2
式中：
2：
水的过孔流速
m/s，前段：
0.3～0.2m/s，中段：
0.2～0.15m/s，
末段：
0.14～0.1m/s。
例如：
1＃竖井的孔口面积为：
sQ20.3651.22m2
孔0.3
则孔洞的高h为:
s
1.22
h
0.68
l
1.80
其余各竖井孔洞的计算尺寸见表：
竖井编号
过孔流速（m/s）
孔洞的高度（m）
孔洞的宽度（m）
1
0.3
0.68
1.8
2
0.29
0.70
1.8
3
0.28
0.72
1.8
4
0.27
0.75
1.8
5
0.26
0.78
1.8
6
0.25
0.81
1.8
7
0.24
0.84
1.8
8
0.23
0.88
1.8
9
0.21
0.97
1.8
10
0.2
1.01
1.8
11
0.19
1.07
1.8
12
0.18
1.13
1.8
13
0.18
1.13
1.8
14
0.17
1.19
1.8
15
0.17
1.19
1.8
16
0.16
1.27
1.8
17
0.14
1.45
1.8
18
0.13
1.56
1.8
19
0.13
1.56
1.8
20
0.12
1.69
1.8
21
0.12
1.69
1.8
22
0.11
1.84
1.8
23
0.1
2.03
1.8
24
0.11
1.84
1.8
25
0.1
2.03
1.8
3.9絮凝池各段的水头损失：
①第一段的水头损失：
2
2
h
h1
h2
1
1
2
2
2g
2g
式中：
h1：
每层网格的水头损失，m
h2：
每个孔洞的水头损失，m
1：
网格阻力系数，前段取：
1
2：
孔洞阻力系数，前段取：
3
1：
水的实际过网流速，由前面算得第一段为：
0.253m/s
2：
各个孔洞的流速，m/s
2
2
0.253
2
ha
h1
h2
1
2
93
1g
2
g
2
9.81
2
2
（0.32
0.292
0.282
0.272
0.262
0.252
0.242
0.232
0.21
2）
3
2
9.8
0.181m
②第二段的水头损失：
2
2
h
h1
h2
1
1
2
2
2g
2g
式中：
h1：
每层网格的水头损失，m
h2：
每个孔洞的水头损失，m
1：
网格阻力系数，中段取：
0.9
2：
孔洞阻力系数，中段取：
3
1：
水的实际过网流速，由前面算得第二段为：
0.22m/s
2：
各个孔洞的流速，m/s
2
2
0.222
hb
h1
h2
1
1
2
2
7
20.9
g
2g
29.81
2
（0.202
0.192
0.182
0.182
0.172
0.172
0.16
2）
3
2
9.81
0.065m）
③第三段的水头损失：
2
h
h2
2
22g
式中：
h2：
每个孔洞的水头损失，m
2：
孔洞阻力系数，末段取：
3
2：
各个孔洞的流速m/s
2
0.14
2
0.13
2
0.13
2
0.12
2
0.12
2
0.11
2
0.10
2
0.11
2
0.10
2
hc
h2
2
3
0.019
m
2g
2
9.81
2
絮凝池总水头损失：
hhahbhc0.1810.0650.0190.265m
3.10絮凝池各段的停留时间t：
V
t
q
式中：
V：
各段絮凝池的总体积m3
q：
絮凝池的流量m3/s
编号
竖井数量
总体积
停留时间（s）
停留时间（min）
第一段
9
122.47
0.00
5.59
第二段
7
95.26
260.98
4.35
第三段
9
122.47
335.54
5.59
总和
25
340.2
932.05
15.53
3.11絮凝池各段的G值：
gh
G
T
式中：
：
水的密度，1000kg/m3
h：
各段的水头损失，m
T：
水的温度，℃
：
水的黏度系数，当水温为20℃时，1103Pas
本设计中取水的温度为：
20℃
gh
10009.81
0.181
第一段：
G
1103
73s
T
335.54
gh
10009.81
0.065
第二段：
G
1103
49s
T
260.98
gh
10009.81
0.019
第三段：
G
1103
24s
T
335.54
1
1
1
gh
10009.81
0.265
1
平均G：
G
1103
52.8s
T
932.05
GT52.8932.0549212.24
根据网格絮凝池的速度梯度，前段为
70～100s
，中段为：
40～50s，末
段为：
10～20s
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