机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池内循环流动,完成接触絮凝和澄清过程。
该型澄清池由絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。在和第二絮凝室内,原水中胶体和回流泥渣进行接触絮凝,结成大的絮体后,在分离室中分离,清水向上经集水槽排出。下沉泥渣一部分进入泥渣浓缩室后经排泥管排除,另一部分沿回流缝再进入絮凝室进行絮凝。
一、 适用条件
在各种类型澄清池中,机械搅拌澄清池对水质和水量变化的适应性强,处理效率高,应用也最多,一般适用于大中型水厂且有相当维护保养技术力量时。
进水悬浮物一般应用小于1000mg/L,短时间内允许高到3000~5000mg/L。原水浊度长年较低时,因形成泥渣层困难,将影响澄清池净水效果。
二、 设计要求
1、澄清池停离时间为1.2~1.5h。
2、进水管流速一般在1m/s左右。三角配水槽断面按1/2设计流量,配水和缝隙流速约为0.5~1.0m/s。
3、清水区上升流速为0.8~1.1mm/s,低温低浊水可采用0.7~0.9mm/s;清水区高度为1.5~2.0m。
4、第二絮凝室的停离时间,按回流量计算时(即设计流量的3~5倍)为0.5~1.0min。
5、第二絮凝室的导流室流速为40~60mm/s。
6、当池的直径较小,且进水悬浮物经常小于1000mg/L时,可人工排泥。池底锥角在45°左右。当池的直径较大,或进水悬浮物含量较高时,须有机械刮泥装置。按装刮泥装置部分的池底可做成平底或球壳形。
7、小池可用环形集水槽,池径较大进应增设辐射形水槽。池径小于6m时可用4~6条辐射槽,直径大于6m时可用6~8条。环形槽和辐射槽槽壁开孔。孔眼直径为20~30mm,流速为0.5~0.6m/s。集水槽计算考虑1.2~1.5的超载系数,以适应今后流量的增大。
8、污泥浓缩斗容积为澄清池容积的1%~4%,根据池的大小设1~4个污泥斗。
三、 计算公式
机械搅拌澄清池主要技术数据
计算公式 | 说 明 |
第二絮凝室:
ω1=Q’/u1=(3~5)Q/ u1 | ω1—第二絮凝室断面积(m2) Q’— 第二絮凝室计算流量(m3/s) Q—净产水能力(m3/s),包括水厂自用水量 u1—第二絮凝室及导流室流速(m/s),一般采用0.04~0.07 |
D1={4(ω1+A1)/π}1/2
H1= Q’t1/ω1 | D1—第二絮凝室内径(m) A1—第二絮凝室中导流板断面积(m2) H1—第二絮凝室高度(m) t1—第二絮凝室内停留时间(S),一般采用30~60S(按第二絮凝室计算水量计) |
导流室:
D2={4/π(πD’21/4+ω2+A2) }1/2
H2= D2-D’1/2 | ω2—导流室断面积(m2),等于ω1 D’1—第二絮凝室外径(内径加结构厚)(m) A2—导流室中导流板断面积(m2) D2—导流室内径(m) H2—第二絮凝室出水口高度(m),应大于1.5 m |
分离室:
ω3=Q/ u2
ω=ω3+πD’22/4 D={4ω/π}1/2 | ω3—分离室断面积(m2) u2—分离室上升流速(m/s),一般采用0.0008~0.0011 ω—澄清池总面积(m2) D’2—导流室外径(内径加结构厚)(m) D—澄清池内径(m) |
池深: V’=3600QT V= V’+V6 W1=(π/4)D2H4 W2=πH5/3[(D/2)2+(D/2)(DT/2)+(DT/2)2] DT=D-2H5ctga ω3=πH26(R-H6/3) ω3=(1/3)πH6(DT/2)2
H=H4+H5+H6+H0 | V’ —池净容积(m3) T—停留时间(h),一般为1.0~1.5 V—澄清池计算容积(m3) V6—结构部分所占容积(m3) W1—池圆柱部分容积(m3) H4—池直壁高度(m) W2—池圆台容积(m3) H5—圆台高度(m) DT—圆台底直径(m) ω3—池底球冠或圆锥容积(m3) H6—池底球冠或圆锥高度(m) R—球底半径(m) H—池总高(m) H0—池超高(m) |
配水三角槽:
B1={1.10Q/ u3}1/2 | B1—三角槽直角边长(m) u3—槽中流速(m/s),一般采用0.5~1.0 1.10—排泥耗水量系数
|
絮凝室: D3= D’1+2B1+2δ3 H7=H4+H5-H1-δ3 D4=(DT+D3)/2+H7 ω6=Q’ ’/u4 B2=ω6/πD4 D5=D4-2({2}1/2 B2+δ4) H8=D4-D5 H10=(D3-DT)/2 H9=H7-H8-H10 V1=(πH9/12)(D23+D3D5+D25) +(πD25/4)H8 +πH10/12(D25+D5DT +D2T)+W3] V2=(π/4)D21H1+(π/4)(D25-D21) (H1-B1) V3=V’ -(V1+V2) | D3—絮凝室上端直径(m) δ3—见图 H7—絮凝室高(m) D4—伞形板延长线交点处直径(m) ω6—回流缝面积(m2) Q’ ’ —泥渣回流量(m3/s) u4—泥渣回流缝流速(m/s),一般采用0.1~0.2 B2—回流缝宽(m) D5—伞形板下端圆柱直径(m) δ4—见图 H8—伞形板下檐圆柱体高度(m) H10—伞形板离池底高度(m) H9—伞形板锥部高度(m) V1—絮凝室容积(m3) V2—第二絮凝室加导流室容积(m3) V3—分离室容积(m3)
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集水槽: h2=q/u5b
h1={2h3K/h2+(h2-il/3)2-2/3il}1/2
hk=3{aQ2/gb2}1/2 | h2—槽终点水深(m) q—槽内流量(m3/s) u5—槽内流速(m/s),一般采用0.4~0.6 b—槽宽(m) h1—槽起点水深(m) hk—槽临界水深(m) i—槽底坡 l—槽长度(m) |
排污及排水:
V4=0.01V’
T0=104V4(100-P)γ/(S1-S4)Q
q1=μω0{2gh}1/2
μ=1/{1+λι/dεξ}1/2 t0=v5/q1 | V4—污泥浓缩室总容积(m3) T0—排泥周期(s) P—浓缩泥渣含水量(%),P=98%左右 γ—浓缩泥渣容重(t/m3) S1—进水悬浮物含量(g/m3) S4—出水悬浮物含量(g/m3) q1—排泥流量(m3/s) ω0—排泥断面积(m2) μ—流量系数 λ—摩阻系数,可取0.03 t0—排泥历时(s) t0—单个污泥浓缩室容积(m3) |
四、 主要尺寸
机械搅拌澄清池的设计参数是:上升流速1mm/s;停留时间为1.5h,其中、第二絮凝室合计约30min;回流量为5倍处理水量。主要技术参数如下:
公称水量 (m3/h) 430
絮凝室直径(m) 9.30
第二絮凝室直径(m) 4.40
导流室直径 (m) 6.50
澄清池直径 (m) 14.30
澄清池高度 (m) 6.00
池体直部高度 (m) 2.70
设计水深 (m) 5.75
总容积 (m3) 677
伞形排水帽直径(m) 1.90
排泥斗数 (个) 2
集水槽形式 辐射槽和环形槽
池底形式 球壳形
进水管直径(mm) 500
出水管直径(mm) 500
排泥管直径(mm) 100
放空管直径(mm) 200
搅拌机型号 JZT41-4
搅拌机电动机功率(kw) 4
搅拌机叶轮直径 (m) 2.5
刮泥机型号 JG-9.0
刮泥机电动机功率(kw) 0.8
刮泥机刮臂直径 (m) 9.0