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[预处理]改进型水力澄清池的设计

发布时间：2009/6/10 阅读次数：1055 字体大小: 【小】【中】【大】

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改进型水力澄清池的设计

概况

某企业水厂原处理水量为15 000 m³/d,现需扩建至30 000 m³/d。原有水处理工艺为桨板式机械搅拌反应池、斜管沉淀池及重力式无阀滤池。由于夏季原水浊度较高，其泥砂含量在3 000 mg/1以上，造成原水经处理后，出水中悬浮物含量时有超标，且扩建区域的空地面积有限，故在扩建部分的设计中，采用了将混合、反应与絮凝沉淀集于一体的净水构筑物，利用水力循环机理加以改进，使之适
用于中小型水厂和含砂量较高的地面水处理，并且针对传统型水力循环澄清池反应时间短、水头损失大、运行不稳定、单池出水量小等许多不足之处，采取一定的技术措施，设计成一种较为先进合理的改进型水力循环澄清池。经过此澄清池处理后，出水悬浮物含量在15 mg/1以下。过滤仍采用重力式无阀滤池，滤后水中悬浮物含量<3 mg/1，再经消毒处理后即可达到国家现行生活饮用水卫生标准.
改进型的设计要点
1.设计水量
为了保证15 000 m³/d的设计净产水量，考虑澄清池5%左右的自用水量，则澄清池的设计进水总量为:Qa = 16 000 m³/d =0. 186 m³/s
2.设计回流比
设计回流比1:2为设计进水量与悬浮泥渣循环回流量的比值。
3.主要部分设计流速
喷嘴流速V。=4. 0 m/s
喉管流速V1=2. 35 m/s
第一反应室出口流速V2=40 mm/s
第二反应室进口流速V3=30 mm/s
分离室上升流速V4=2.45 mm/s
4.各部分容积和停留时间
第一反应室容积W1=20.92 m³
第二反应室容积W2=54.05 m³
喉管混合时间t1 = 0. 6 s
第一反应室停留时间t2=58 s
第二反应室停留时间t3=146 s
分离室停留时间t4 = 23. 5 min
总停留时间T=55 min
5.各部设计尺寸
改进型水力循环澄清池主要设计尺寸:澄清池直径为11. 20 m;池高8.60m;其余各部尺寸的设计均符合传统型水力循环澄清池设计规范的要求。各部设计净尺寸如图1所示。
6.进出水系统
澄清池进水总管设计为DN400，流速为1. 42 m/s.
出水系统采用环形穿孔集水槽，环形集水槽设计为等断面bXh=0. 38X0.65 m;起点至终点水深分别为0. 29-0. 48 m;集水槽中心线的直径为8.20m。集水槽的平均流速约为0. 75 m/s，总出水槽的流速控制在0. 7 0M /S左右，总出水管为DN450，流速为1.10m/s。
7.排泥系统
集泥斗设计为3只，沿锥部扇形布置。每只斗的中心距为1200，单斗容积约5. 0 m³.排泥管的管经采用DN150。另在池底部设DN300的放空管，顶部设DN450的溢流管。

改进型的特点

1.混合、反应、絮凝沉淀一体化
与原有沉砂池、机械搅拌反应池、斜管沉淀池系统相比较，此池具有布置集中、结构紧凑、占地面积小、便于集中管理的优点。
2.对原水水质变化的适应性更强
由于原水系四川涪江上游水源引入，属山溪源头，原水浊度变化大，特别是在夏季，洪水中悬浮物含量高达3 000 mg/1以上，但一年中绝大部分时间都在100至数百毫克/升之间，这种情况下，采用澄清池这种构筑物是非常合适的。
3.增设静态混合器，延长反应时间
由于传统型水力循环澄清池的混合、反应时间短，混合效果差，耗药量大，为了保证絮凝剂与原水充分混合，本设计在澄清池进水管前约10m处，增设一套DN500的管道式静态混合器，混合器内的设计流速为1. 00M /S左右，水头损失不足1 m，保证了原水与絮凝剂在高速下湍流紊动，进行充分混合，使水流在进人喷嘴之前的混合时间达到7-10s，较传统水力循环澄清池效果好，同时节省药剂消耗量(大量运行实例表明可节省30%左右)。
4.改进传统设计参数
为了降低喷嘴的水头损失、节约能耗，采取了适当降低喷嘴流速的措施，设计为4 m/s，喷嘴直径为250 mm，水头损失约lm。缩短喉管的长度，这将有效减少澄清池的高度，由于原水进池前与絮凝剂已经过了静态混合器的混合，这样仍可保证悬浮泥渣与原水的充分混合，总混合时间仍较传统的澄清池长得多。由于回流比的降低(设计为1 : 2)，扩大了第一、二反应室的容积，使第一反应室的出口流速由传统的50-80 mm/s降至40 mm/s，使第二反应室的进口流速由传统的40-50 mm/s降至 30 mm/s.相应地延长了混合后的水在第一、二反应室的絮凝时间，使总反应时间达到210 s左右，确保了原水进入泥水分离区的分离效果。
5.增设斜管提高水处理效率
本设计在澄清池的泥水分离区增设内径为Φ35 mm的蜂窝六角形异向流斜管，这样就大大增加了整个水池过水断面的湿周，从而减小了水力半径，也减小了水的紊动。为此在同样的雷诺数Re时，可以大大提高水的上升流速(沉淀区上升流速达到2. 5 mm/s左右)，具有异向流斜管沉淀池的分离特点，从而提高了出水效率，减小了池子的容积，节省了占地面积。

结束语

改进型水力循环澄清池与传统型水力循环澄清池相比，通过增设静态混合器、改变喷嘴流速、增加斜管等技术措施后，使新型池子具有单地产水量大(达1.5万m³/d)，处理效率高，占地面积小，抗冲击负荷能力强，运行稳定性提高，减少了药剂耗量，降低了运行成本，克服了传统型水力循环澄清池的诸多缺点，因此不仅适用于小型水厂，也可应用于中型给水处理厂，甚至在大型水厂中也有广阔前景。

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