简述斜管沉淀池配水及排泥系统设计

简述斜管沉淀池配水及排泥系统设计

包正仙

）（贵州省水利水电勘测设计研究院贵州贵阳550002

本文首先对斜管沉淀池进行了简单的阐述，然后通过对其工作原理的分析，结合具体工程实例，分析了斜管沉淀池配水及排摘要：

泥系统设计，对排泥效果进行了探索，并对排泥系统进行的改造及改造后的效果进行了阐述。

关键词：斜管沉淀池；工作原理；配水设计；排统设计

引言

在沉淀区内，斜管沉淀池是指一种设置斜管的沉淀池。利用倾斜的

平行管、平行管道或者利用蜂窝填料，在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。

面负荷q=10m3/m2·h斜管材料采用厚0.4mm，塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角θ=60°，斜管沉淀池计算草图见图1。

1斜管沉淀池

斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和逆向流三种不同分离方式。每两块平行斜管间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。

其优点是：提高了沉淀池的处理能力；①利用了层流原理，②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；从而③增加了沉淀池的沉淀面积，

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提高了处理效率。这种类型沉淀池的过流率可达36m（，比一般沉）/m·h淀池的处理能力高出7~10倍，是一种新型高效沉淀设备。并已定型用于生产实践；停留时间短，占地面积小。④去除率高，

图1斜管沉淀池计算草图

3.2设计计算

3.2.1平面尺寸计算

（1）沉淀池清水区面积A=Q=1800=180m2

10q一般采用9.0~11.0m3（，本设式中：——表面负荷[m3（·）·）/m2/m2q—h]，h

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计取10m（·）。/mh

沉淀池的长度及宽度（2）

L=A=180=12mB15为配水均匀，进水区布置在15m则沉淀尺寸为L×B=12×15=180m2，

长的一侧。在12m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积（考虑斜管结构系数1.03）。

））×B=（12-0.5×15=167.48m2

A1=（L-0.5

k11.03式中：—斜管结构系数，取1.03k1——（3）沉淀池总高度

H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.2+0.87+1.5+0.80=4.67m

2工作原理

在池内增加许多斜管后，加大斜管沉淀池是根据平流式沉淀原理，

水池过水断面的湿周，同时减小水力半径，为此在同样的水平流速V时，可以大大降低雷诺数Re，从而减少水的紊动，促进沉淀。另外，在泥渣悬浮层上方安装60°的斜管组件，使原水中的悬浮物、固化物或经投加混凝后形成絮体矾花，在斜管底侧表面积聚成薄泥层，依靠重力作用滑回泥渣悬浮层，继而沉入集泥斗进行综合处理。上清液逐渐上升至集水管排出，可直接排放或回用。

3斜管沉淀池配水及排泥系统设计

按照斜管中的水流方斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计2组。

3.1设计参数

设计流量为Q=1800m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为15m，表

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm通风问题。

良好的景观（4）

随住宅在环境中位置的不同，户型平面相应变化的调整，客厅结合阳台设计，扩大客厅的活动空间，最大限度的为每户提供良好的景观。

（5）室内灵活分隔

室内灵活分隔可适应生活变化采用两种做法：一种是不同的住户可以依据自家的特点重新划分户内格局；第二种是指既定的户型格局下，可以通过局部分隔墙的改造或者门扇的移动来分、合空间。

就几乎可以创造出你想要的任何单体：

下边，详细的图示了四个模块，其中每个模块有不同的类型，用以适应

不同的单体，每种类型又可以有不同的模式，用以适应不同的居住群体；

5设计思考

然而基地的形状大小各异，如何设一个工程项目起始于一块基地，

计一整套户型能够适应各种各样的基地———这是我们的出发点：我们希望，在满足户型指标的要求下，设计出这样一系列户型，只要通过简单的组合拼装，就能够创造出各种各样的单体，不管是点式、板式，还是小高层、高层、18层以上100m以下高层!

—中间我们将单体平面拆分成A、——边套，B、C、D四个模块，A—B——

套大户型，————把所有户型拼接的一边进—中间套小户型，—核心筒，CD深控制在8700mm，这样各户型之间就可以无缝拼接，只要通过简单的排列组合就可以得到多样的单元，同时，单元之间，也可以无缝拼接，这样

这样拼接出的单体，都是简洁方正，经济实用，体型系数小，节能节

地，也更有利于设计出简洁大方的立面，而且都是全明户型，舒适度好，能耗小。

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规划·设计中华民居2014年4月

（m），一般采用0.3~0.5m，本设计取0.3m；当水温t=20℃时，水的运动粘度ν=0.01cm2/s式中：—保护高度h1——

（m），一般采用1.0~1.5m，本设计取1.2m；—清水区高度斜管内水流速速为：h2——

（），斜管长度为，安装倾角，则———斜管区高度h3m1.0m60°0.5Qν2===0.0034m/s=0.34cm/s

A1sin60°167.48×0.866h3=sin60°=0.87m；

一般采用60~75°，本设计取60°。式中：——斜管安装倾角，θ—（m），一般不小于1.0~1.5m，本设计取1.5m；—配水区高度h4——

（）弗劳德系数2Fr（m），本设计取0.8m。—排泥槽高度h5——

2

3.2.2进出水系统ν20.342

==1.89×10-4F=ξr（1）沉淀池进水设计Rg0.625×981沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：满足设计要求。Fr介于0.001~0.0001之间，

0.5Q（3）斜管中的沉淀时间TA2===2.5m2

ν0.2满足设计要求（一般在2～5min之间）=294s=4.9min，T=l1=1式中：—孔口速度（m/s），一般取值不大于0.15~0.20m/s。本设计ν——ν20.0034式中：（m），本设计取1.0m。—斜管长度l1——取0.2m/s。每个孔口的尺寸定为15cm×8cm，则孔口数N=A2=25000

15×815×84操作与维护沉泥区以上部位。≈209个。进水孔位置应在斜管以下、

4.1操作要点（2）沉淀池出水设计

必须对设备（包括辅助设备）进行必要当设备安装完毕准备投运时，沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总

的清理，清除掉设备内部的任何杂物。设备在进水时调节好所有进水手面积：

动阀门后，使每台设备进水水量均衡。定期检查、清洗斜管，同时滤管应

A3=Q=0.5=0.83m2

定期检查是否完好。ν10.64.2维护保养则孔口的个数：设每个孔口的直径为4cm，

当设备注水停止时间过长，造成设备内水温下降，与进水水温相差

N=A3=0.83=661

过大时，容易形成由于水温差而引起的平流层的现象，造成不利于絮花F0.001256下沉，从而影响出水水质。所以应尽量减少停机次数和停机时间。平台上（m2，式中：——每个孔口的面积）F=π×0.042=0.001256m2。F—4应设有自来水管，并备有一定长度的胶皮软管，以保证对设备沉淀区斜中间为1条集水渠，为施工方设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，管进行经常性的冲洗。

便槽底平坡，集水槽中心距为：每条集水槽长L=（15-1）L′=12/8=1.5m。，/设备应按正常负荷运行，当设备超负荷运行时，会影响出水水质。应

每条集水量为：2=7m，保证设备在额定范围内运行。当沉淀区斜管使用年限过长而影响沉淀效

果时，应及时通知原生产厂家，按原定型规格更新处理，以保证斜管沉淀考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：q=0.5=0.031m3/s，

2×8池的长期正常运转。q′=1.2q=1.2×0.031=0.038m3/s

5结束语槽宽：b=0.9q′0.4=0.9×0.0380.4=0.9×0.27=0.24m。

综上所述，在对斜管沉淀池及其工作原理分析的基础上，本文结合

终点槽中水深H2=1.25b=起点槽中水深H1=0.75b=0.75×0.24=0.18m，

工程实例，对平面尺寸计算、进出水系统、沉淀池排泥系统设计等方面进

槽中水深统一按H2=0.30m计。集水方1.25×0.24=0.30m。为了便于施工，

行了重点计算和分析，希望给同行一些建议和参考。

法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.05m，跌落高度取0.07m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度：H=H2+0.05+0.07+0.15=0.3+0.05+0.07+

参考文献

集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间0.15=0.57m。

王守东，王伟.斜管沉淀池的积泥问题与改造措施[J].中国给水[1]荆全章，

距为15cm。

排水.2000（03）.

集水渠的流量按0.5m3/s，假定集水渠起端8条集水槽汇水至出水渠，

付振强.改善斜管沉淀池沉淀效果的工程措施[J].沈阳大学学[2]段龙武，

的水流截面为正方形，则出水渠宽度为b=0.9Q0.4=0.9×0.50.4=0.68m，为施

报.2003（04）.

工方便采用0.7m，起端水深0.57m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应

[3]段龙武.改善斜管沉淀池沉淀效果的工程措施[J].水利科技与经济.2003

自由跌落高度取0.05m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.05，同时考虑

（04）.

到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：H′=0.05+0.7+0.57=1.32m。出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：

作者简介：包正仙（1973-），女，侗族，贵州镇远人，大学本科，高级工程22

ν10.6师；主要从事方向为给排水设计。Σh1=ξ=2×=0.037m2g2×9.8本设计取ξ=2。式中：——进口阻力系数，ξ—集水槽内水深为0.3m，槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：Σh2=iL=0.01×7=0.07m出水总水头损失：

Σh=Σh1+Σh2=0.037+0.07=0.107m3.2.3沉淀池排泥系统设计

采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长12m，孔眼采用B×H=0.3m×0.3m，等距布置，穿孔管长7.5m，首末端集泥比为0.5，查得kω=0.72。取孔径d=

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孔口面积f=0.00049m，取孔距s=0.4m，孔眼总面积为：25mm，

m=l-1=7.5-1=18m2

S0.4孔眼总面积为：Σw0=18×0.00049=0.00882m2穿孔管断面积为：w=Σw0=0.00882=0.0123m2

0.72kw

取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成45°穿孔管直径为0.125m，

角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。3.2.4核算

（1）雷诺数Re

水力半径R=d=25=6.25mm=0.625cm

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