机械加速澄清池设计说明

1、机械加速澄清池机械搅拌澄清池属于泥渣循环型澄清池。其池体主要由第一絮凝室、第二絮凝室及分离室三部分组成。这种澄清池的工作过程 （见图3-14）为：加过混凝剂的原水由进水管1,通过环形配水三角槽2的缝隙流入第一絮凝室，与数倍于原水的回流活性泥渣在叶片的搅动下，进行充分 地混合和初步絮凝。然后经叶轮5提升至第二絮凝室继续絮凝，结成良好的矶花。再经导流室III进入分离室IV,由于过水断面突然扩大，流速急速降低，泥渣依靠重力下沉与清水分 离。清水经集水槽 7引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循环流动形成回流泥渣，另 一小部分泥渣进入泥渣浓缩室V排出。图机械授挣他清池工作原理 I-第一*展室 U-第

2、二紫磬室* ID一耳流量; D-外寓室；V 说*掂埼布（4） 1 一逆水臂* 2配水三带情” 3加特管；4搜摔时轮；5提舟时轮：6一导施旭干7水槽；田一出水管：9桂水管i I放专管；11博气管； 12一伞服第t 13-动力装置机械搅拌澄清池的设计要点与参数汇列于下。池数一般不少于两个。回流量与设计水量的比为 （3:1）-（5:1）,即第二絮凝室提升水量为进水流量的3-5倍。水在池中的总停留时间为1.2-1.5h 。第二絮凝室停留时间为0.5-1.Omin，导流室停留时间为2.5-5.Omin（均按第二絮凝室提升水量计 ）。第二絮凝室、第一絮凝室、分离室的容积比=1:2:7。为使进水分配均匀，现

3、多采用配水三角槽（缝隙或孔眼出流）。配水三角槽上应设排气管，以排除槽中积气。加药点一般设于原水进水管处或三角配水槽中。清水区高度为1.5-2.0m。池下部圆台坡角一般为 45°。池底以大于5%勺坡度坡向池中心。3 .集水万式宜用可倜整的淹没孔环形集水槽，孔径 20-3Omm当单池出水量大于400m/h时，应另加辐射槽，其条数可按：池径小于6m时用4-6条；直径为670m寸用6-8条。根据池子大小设泥渣浓缩斗1-3个，小型池子可直接经池底放空管排泥。浓缩室总容积约为池子容积的1%4%排泥周期一般为 0.5-1.Oh ,排泥历时为5-60S。排泥管内流速按不 淤流速计算，其直径不小于10

4、0mm机械搅拌的叶轮直径，一般按第二絮凝室内径的70%-80%设计。其提升水头约为0.05-0.lOm.搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的10%-15%叶片高度为第一絮凝室高度的1/2-1/3 。叶片对称装设，一般为 4-16片。溢流管直径可较进水管小一号。在进水管、第一及第二絮凝室、分离室、泥渣浓缩室、出水槽等处装设取样管。澄清池各处的设11流速列于表3-7,供选用。表*7机棉橙样澄清池的设计流速名 祢单 位数 值理水管微速mAo.a-i.2配水三信槽葡速mA0.5-1,0三角梢出前罐流速tdAi授抖叶片曲绿线速度mA9.33-1.0提升叶轮避口曲速na/sQ.5提升叶轮由缀转速

5、度m/s0.5T.S第一窜/辛上升瓶速mm小知即号说室F降流通mm-40-70导谶室出口最述说港回流缝盍连mmA100-200分离区上升流速0.8-14集水槽孔眼速n必Q.S=Q/出水忌希泣理必4机械搅拌澄清池池体部分的计算1 .已知条件设计水量(含水厂自用水)Q 5250m3/d 219m3/h 60.8L/s泥渣回流量按4倍设计流量计。第二絮凝室提升流量Q提5Q 5 60.8 304(L/s) 0.304(m3/s)水的停留时间 1.2h第二絮凝室及导流室内流速Vl50mm/s (以Q提计)第二絮凝室内水的停留时间0.6min分离室上升流速 v2 1mm / s2 .设计计算(1)池的直径

6、第二絮凝室 面积V10.3040.054_26.08(m )直径Di4 6.08: 3.142.8(m)壁厚取为0.05m,则第二絮凝室外径为导流室面积采取图3-15 机械性FT耀清樽平圆分区2、w2 w1 6.08(m )导流室内导流板（12块）所占面积为： A 0.3m2导流室和第二絮凝室的总面积为:' 2_2_21 (D1)2 w2 A1 0.785 2.92 6.08 0.3 12.98(m2)4直径D2百行察4（m） 壁厚取为0.05m ,则导流室外径为:D2D2 0.05 2 4.1 0.1 4.2(m)分离室面积w3W3QV20.06080.00160.8(m2)第二絮凝

7、室、导流室和分离室的总面积，一 '、2 _2 _ 2、2 W3 一(D2)60.8 0.785 4.274.65(m )4澄清池直径D4 74.653.149.8(m)（2）池的深度图346池深计算图B10.46(m)V3D3池的容积V有效容积V Qt 总 219 1.2 263( m3)池内结构所占体积假定为Vo 14(m3)则池的设计容积3V V V0 263 14 277(m )池直壁部分的体积W1池的超高取H0 0.3m直壁部分的水深取H12.6m2_2_3W - D2Hi0.785 9.82 2.6 196(m3)池斜壁部分所占体积 W23W4 V 皿 277 196 81(

8、m )池斜壁部分的高度 H2由圆台体积公式W2 (R2 rR r2) H23式中R 澄清池的半径，m,为4.9m；r 澄清池底部的半径。r R H 2代入上式得3223H3 3RH； 3R2H2 W2 03_2_23H； 3 4.9H； 3 4.92H2813.14所以H2 1.5m池底部的高度H3 池底部直径 d D 2H2 9.8 2 1.5 6.8(m)池底斜坡取5%,则深度H3 d 0.05 . 0,05 0.17(m)取H3 0.15m 22澄清池总高度HH H0 HiH2 H3 0.3 2.6 1.5 0.15 4.55(m)(3)絮凝室和分离室第二絮凝室高度 H4H40.304

9、0.6 606.081.8(m)导流室水面高出第二絮凝室出口的高度H 5H5 M sJ304。- 0.69(m)'取。而导流室出口宽度旦U2.9图3J7导流室出口计算图导流室出口流速采用 v3 60 mm/s导流室出口的平均半径为：D3D1 D22.9 4.1 3.5(m)220.3040.06 3.14 3.5出口的竖向高度cos45o0.460.65(m)B的准确算法是：出口环形断面的直径D3D2c Bio2 cos4524.1 B12出口环形过水断面面积为:D3B, 3.144.1B, 12.9B1 2.22B125.05V30.3040.06 2、5.05(m ) 212.9B

10、1 2.22B1 ,即22.22B112.9B1 5.05 012.912.92 4 2.22 5.052 2.2212 9 11-129一11 5.38 和 0.43m4.44取B1 0.43m ,此值与上述近似算法求出的0.46m相近，其误差工程上是允许的。配水三角槽三角槽内流速取v4 0.25m/s三角槽断面面积为：W4 0.0608 0.122(m2)2v42 0.25考虑今后水量的增加，三角槽断面选用：高 0.75m,底0.75m。三角槽的缝隙流速取 v5 0.4m/s,则缝宽B2Qv54.36006080.4 3.14 4.360.011(m)取2cm (式中4.362.9 2 0

11、.73,见图 3-17 )IA3-18 M本三用楷汁算图第一絮凝室第一絮凝室上口直径为：D4D12 0.75 2.9 1.54.4(m),实际采用 4.24m。第一絮凝室的高度为:M H1 H2 H5 H42.6 1.5 0.7 1.81.6(m)伞形板延长线与斜壁交点的直径为:D52.12 1.63.4 3.147.12(m)回流缝泥渣回流量Q"4Q 4 0.060830.243(m /s)缝内流速取V6150mm/ s缝宽B2Q"0.2430.15 3.14 7.120.072(m),取 0.1m。各部分的体积第二絮凝室的体积为:2_ 2_ 2_ 'V2-Di

12、(H4 H5) D2DiH444_2_2_2一0.785 2.8(1.8 0.7) 0.785(4.12.9 ) 1.8327.3(m )第一絮凝室如图 3-20所示，其体积可分成两个圆台体计算(锥形池底的体积，考虑可能积 泥，不计入)M 一 (1.6 0.16) (3.562 2.22 3.56 2.2) 0.16 (3.562 3.42 3.4 3.56)3337.84 6.244(m2)分离室的体积为：V3 V(V1 V2) 263 (44 27.3) 192(m3)第二絮凝室、第一絮凝室及分离室的体积比V2 M :V3 27.3: 44:192 1:1.6 :7图3 20伞形板延氏线参

13、数it算图图321环形臬水槽 一 一Q ,0.05 0 05005 O W图3-19机械损拌澧清池池体的计H所以D6(4)进水管(槽)进水管采用d 300mm的铸铁管，其管内流速为V70.86m/s放空管和溢流管采用d 200的铸铁管出水槽采用穿孔环形集水槽a,环形集水槽中心线位置取中心线直径D6所包面积等于出水部分面积的45%,则得45%w3D：(D2)244_2 _ 20.45 60.8 0.785D6 0.785 4.227,36 0.785D； 13.8541.210.7857.25(m)工程中采用D67.8mb .集水槽断面取水量超载系数为1.5。集水槽流量为:_113Q11Q 1.

14、5 1 0.0608 1.5 0.0456(m3/s)槽宽B30.9Q10.4 0.9 0.04560.4 0.262(m), 取 0.3m槽起点水深为0.75B30.75 0.3 22.5(cm)槽终点水深为1.25B3 1.25 0.3 37.5(cm)为安装方便，全槽采用：槽宽B3 0.3m,槽高H 7 0.45m。c.孔眼采取集水槽孔口自由出流，设孔口前水位为0.05mo孔眼总面积为:f0Q1、,2gh0.04560.622 9.81 0.050.0743(m2)孔眼直径采用25mm,则单孔面积f0 4.91cm2fc 743孔眼总数n _f° -743 152(个)f04.

15、91每槽两侧各设一排孔眼，位于槽顶下方200mm处2 Da2 3 14 7 8孔距 S 6 0.32(m),工程上采用S 0.25m ,以留有充分的余n 152地。d .出水总槽 3总槽流量Q2 2Q1 2 0.0456 0.091(m /s)槽中流速采用 v8 0.7m/s, 水深H8 0.22m槽宽B4 -Q0.0910.59(m),取 0.6mv8H80.7 0.22(5)泥渣浓缩室浓缩室溶积V4浓缩时间取t浓15min 0.25hQ(c M)t 浓219 (100-5) 0.252.0 8( m)浓缩室泥渣平均浓度取2500mg /l2500浓缩斗采用一个，形状为正四棱台体，其尺寸采用

16、:上底为1.6m 1.6m下底为0.4m 0.4m棱台高1.8m故实际浓缩室的体积为：V41.6 1.6 0.4 0.4 ,(1.6 1.6) (0.4 0.4);一 一一 一一_ 一一一_32.560.16 0.64 0.62.02(m3)泥渣浓缩室的排泥管直径泥渣浓缩室的排泥管直径采用100mm机械搅拌澄清池搅拌设备工艺计算(一)设计概述机械搅拌澄清池搅拌设备具有两部分功能。其一，通过装在提升叶轮下部的浆板完成原 水与池内回流泥渣水的混合絮凝；其二，通过提升叶轮将絮凝后的水提升到第二絮凝室，再 流至澄清区进行分离，清水被收集，泥渣水回流至第一絮凝室。搅拌设备一般采用无机变速电动机。电动机功

17、率可根据计算确定，也可参照经验数据选 用。电动机功率经验数值为5-7 Kw/km3.h。搅拌设备的工艺计算，主要是确定提升叶轮和搅拌叶片(浆板)的尺寸，以及电动机的功率。(二)计算例题1 .已知条件设计流量 Q 420m3/h 0.1166 m3/h第二絮凝室内径 D 3.5m第一絮凝室深度 H1 2.22m第一絮凝室平均纵剖面积F 15m22 .设计计算(1)提升叶轮叶轮外径D1取叶轮外径为第二絮凝室内径的70%则D1 0.7D 0.7 3.5 2.45(m), 取 2.5m叶轮转速叶轮外缘的线速度采用 v11.5m/s,则60Vi 60 1.5n 11.5(r / min)D13.14 2

18、.5叶轮的比转速ns叶轮的提升水量取 Q提 5Q 5 0.1166 0.583(m3/s)叶轮的提升水头取 H 0.1m所以3.65n,京H0.753.65 11.5 .0.583 F5 1800.1叶轮内径D2由表 3-8,当 ns 180 时，D1/D2 2D2D1表3-82.51.25(m)比转速与叶轮直径比转速ns外径与内径比D/D250-1003100-2002200-3501.8-1.4叶轮出口宽度B60Q 提,、(m)KD12n式中Q提一一叶轮提升水量,3即 0.583m /sK 系数，为3.0 n 叶轮最大转速，r /min60 0.5833.02.5211.50.1620.2(m)(2)搅拌叶片搅拌叶片组外缘直径D.3其线速度采用v2 1m / s ,则,D360v2n60 13.1411.51.66(m)叶片长度H2和宽度b,什一1，取第一絮凝室高度的 -为h2,3叶片宽度采用b 0.2m即,1H2-H132.220.74(m)搅拌叶片