澄清池设计说明综述.docx

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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HI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3-14机械搅拌澄清池工作原理I一第一絮凝室；

2、n-第二絮凝室；m导流室；N一分离室；V一泥渣浓缩室（斗）1 一进水管；2一配水三角槽；3一加药管；4一搅拌叶轮；5一提升叶轮；6导浪板；7一集水槽；8一出水管；9一排水管；10一放空管；11一排气管；12一伞形罩；13一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. 5ho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。

3、为使进水分配均匀，现多采用配水 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L 5-2. Omo池下部圆台坡角一般为45。池底以大于5%的坡度坡向池中心。 集水方式宜用可调整的淹没孔环形集水槽，孔径20-30mmo当单池出水量大于400m7h 时，应另加辐射槽，其条数可按：池径小于61n时用4-6条；直径为610m时用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缸 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

4、，其直径不小于100mm。 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. 10m. 搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的15机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。 澄清池各处的设计流速列于表3-7,供选用。表37机械搅拌澄清池的设计流速名 称单 位数 值进水管流速mZs0.81.2配水三角槽流速mZs0.5-1.0三角槽出流缝流速m/s0.5-1.0搅拌叶片边缘线速度mA0.331.0提升叶轮进

5、口流速m/s0.5提升叶轮边缘线速度mA0.51.5第二紫凝室上升流速mm/s40-70导流室下降流速mm/s40-70导流室出口流速mm/s60泥渣回流缝流速mm/s100 200分离区上升流速mm/s0.81.1集水槽孔眼流速m/s0.50.6出水总槽流速mA0.4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 = 5250/n3/t/ = 219w3/? = 6O.8L/5泥渣回流量按4倍设计流量计。第二絮凝室提升流量 % = 52 = 5x60.8 = 304(L/s) = 0.304(W / $)水的停留时间总=1.2 第二絮凝室及导流室内流速匕=50mm/s

6、(以0提计)第二絮凝室内水的停留时间f = O.6111H1分离室上升流速v2 = Inun/ s2 .设计计算(1)池的直径第二絮凝室 面积二等嘲 698(叫直径壁厚取为0.05m,则第二絮凝室外径为= 1 + 0.05x2 = 2.8+ 0.1 = 2.9(?)导流室面积采取%=% = 6.08(/)导流室内导流板(12块)所占面积为：A = 03m2导流室和第二絮凝室的总面积为：TFQ =-(D；)2 + 吗 + % = 0.785x2.92 + 6.08+0.3 = 12.98(/n2)-。飞旧)壁厚取为0.05m,则导流室外径为：。；=& + 0.05 x 2 = 4.1 + 0.1

7、 = 4.2（?）分离室面积明Q _ 0.0608 工一 0.001第二絮凝室、导流室和分离室的总面积Qrr2= %+z（O；）2 =60.8 + 0.785x4.2? =74.65（*澄清池直径。殍院”)(2)池的深度图3,6池深计算图池的容积丫有效容积 V = 0总=219x1.2、263( m3)池内结构所占体积假定为匕=14(/n3)则池的设计容积V = V +匕=263 + 14 = 277(/)池直壁部分的体积也池的超高取”。=0.3机直壁部分的水深取乩=2.6叱=0.785 x 9.8? x 2.6 = 196()池斜壁部分所占体积区% = V -叱=277 -196 = 81(

8、加)池斜壁部分的高度”2由圆台体积公式W2=(R2 + rR + r2)H2式中R澄清池的半径，m,为4. 9m；r澄清池底部的半径。r = R “2代入上式得-3RH； + 3 k乩也=0-_ 汽 _3-3x4.9”： + 3x4.9?”，x81 = 0- 3.14所以H, = 1.5/w池底部的高度“3池底部直径 d = O 2？ =9.8 2x1.5 = 6.8(?)池底斜坡取 5%,则深度 ”3 = ? x 0.05 =竽 x 0.05 = 0.17( (/3 = 0.15m 澄清池总高度H” =0 + 乜 + 凡 + ”3 = 03 + 2.6 +1.5 + 0.15 = 4.55(

9、77?)(3)絮凝室和分离室第二絮凝室高度”43=组=%0.304x0.6x60608导流室水面高出第二絮凝室出口的高度“5”5 =。提叫匕0.3043.14x2.8x0.05=0.69(?)，取 0. 7m导流室出口宽度d导流室出口流速采用匕=60/s导流室出口的平均半径为：。3 = 2 =丝卢 =3.5(m)0.3040.06x3.14x3.5=0.46(/h)出I I的竖向高度耳= 4 = o.46 x a = 0.65（胆） cos45为的准确算法是：出口环形断面的直径D5 = D.-2x5-cos450 = 4.1- 3-22 1出口环形过水断面面积为：A = M再=34x(4.1孝

10、耳卜=12.94一2.22 耳A = =配”= 5.05(/)匕 0.061 )5.05 = 12.94-2.225；,即 2.22耳一 12.94+5.05 = 012.9土 J12.9?-4x2.22x5.05 12.911 0总和 伏D. = J.3o 不口 0. 43m12x2.224.44取d = 0.43加，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 匕= 0.25m/s三角槽断面面积为：匕=2 =缪 =0.122(机)2 匕 2x0.25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匕=O.47/S,

11、则缝宽B, = - 匕%x 4.360.06080.4x3.14x4.36=0.011（/7?）取 2cm （式中 4.36 = 2.9+2x 0.73,见图 3-17）图3-18配水三角槽计算图第一絮凝室第一絮凝室上口直径为：。4 = O； = 2x0.75 = 2.9 +1.5 = 4.4(相)，实际采用4. 24m。第一絮凝室的高度为：“6 =乜 + 凡忆一4= 26 + 1.5 0.7-1.8 = 1.6(m)伞形板延长线与斜壁交点的直径为：八 _2.12 + 1.6-3.141小。/、D5 = 2x1 3.4+1 = 7.12(7w)回流缝泥渣回流量 Q ” = 4。= 4 x 0.

12、0608 = 0.243。疗 / s)缝内流速取 v6 = 150/n/n / seM0.243v6D5 0.15x3.14x7.12=0.072(6)，取 o. Im。各部分的体积第二絮凝室的体积为:匕=/；(”4 +也)+扎*(4)/=0.785 x2.82x(1.8 + 0.7) + 0.785(4. F 2.9?) x 1.8= 27.3(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)jrjrl/=-x(1.6-0.16)x(3.562 + 2.22+ 3.56x2.2) +yx0.16x(3.562 + 3.42+ 3.4x3.5

13、6)= 37.84 + 6.2= 44(777 2)分离室的体积为：匕=- W + 匕)=263(44+27.3) = 192(加)第二絮凝室、第一絮凝室及分离室的体积比匕：匕：匕= 27.3:44:192 = 1:1.6:7困3-19机械搅拌澄清池池体的计算进水管采用d = 300m?的铸铁管，其管内流速为匕=0.86/77/5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2所包面积等于出水部分面积的45%,则得TF元45%w3=-D;-(D；)20.45 x 60.8 = 0.7850； - 0.785 x 4.2227.36

14、= 0.7850；-13.85所以包包=7.25(6)0.7851)工程中采用D6 = 7.8/w.集水槽断面取水量超载系数为1.5。集水槽流量为：2i = lgxl.5 = ix 0.0608 xl.5 = 0.0456(/ / $)槽宽 员 0.9。产=0.9 x O.O45604 = 0.262(7n), 取 0. 3m槽起点水深为0.75&=0.75x0.3 = 22.5(0%)槽终点水深为 1.25员= L25x0.3 = 37.5(cz)为安装方便，全槽采用：槽宽纥=0.3?，槽高”7 = 0.452。c.孔眼采取集水槽孔口自由出流，设孔口前水位为0. 05m。孔眼总面积为：肖。=

15、)0436=0.0743(吟/lyflgh 0.62x/2x9.81x0.05孔眼直径采用25nmi,则单孔面积f0 = 4.91。疗孔眼总数7? = - = 152(个)fo 4.91每槽两侧各设一排孔眼，位于槽顶下方200机机处孔距S = 2x3,14x7,8 = 0.32(7?),工程上采用S = 0.25m ,以留有充分的余n 152地。.出水总槽总槽流量2 = 2 = 2x0.0456 = 0.091(/w3/5)槽中流速采用匕 = 0.7z/s, 水深”8=0.227槽宽0.0910.7x0.22=0.59(/w),取 0.6?(5)泥渣浓缩室浓缩室溶积匕浓缩时间取，浓=15 mi

16、n = 0.25浓缩室泥渣平均浓度取8 = 2500/7/219x(100-5)x0. 252500= 2.08( n?)浓缩斗采用一个，形状为正四棱台体，其尺寸采用：上底为L6mxl.6？下底为04 x 0.4m楼台高1.8加故实际浓缩室的体积为：匕=1.6 x 1.6 + 0.4 x 0.4 + yj(l .6x1.6) x (0.4 x 0.4) j x 浮= 2.56 + 0.16 + 0.64 x 0.6 = 2.02(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100/77/7?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

17、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/k/. 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。(-)计算例题1 .已知条件设计流量。=420M / /? = 0.1166M / h第二絮凝室内径0=35第一絮凝室深度乜= 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A取叶轮外

18、径为第二絮凝室内径的70串,则R = 0.70 = 0.7x 3.5 = 2.45(机)，取 2. 5m叶轮转速叶轮外缘的线速度采用匕=L5m/s,则60x1.53.14x2.5=11.5(r / niin)叶轮的比转速&叶轮的提升水量取 =52 = 5x0.1166 = 0.583。/ 6)叶轮的提升水头取 =01m所以 3.65步=3.65x11.5 型而0,”0 750.175叶轮内径由表3-8,当q= 180时，DJD2 = 2& = g = F = L25（7）表3-8比转速与叶轮直径比转速外径与内径比A/Q50-1003100-2002200-3501.8-1.4叶轮出口宽度5B禹

19、砌式中2报一一叶轮提升水量，即0.583/sK系数，为3. 0；n叶轮最大转速，r/imn60x0.5833.0x2.52x11.5(2)搅拌叶片搅拌叶片组外缘直径。3其线速度采用% =/s ,则， 2 =殳= 60xl = 1.66(/n)Tin 3.14x11.5叶片长度和宽度b,取第一絮凝室高度的;为“2,即，“2=:”=；x2.22 = 0.740)叶片宽度采用b = 0.2m搅拌叶片数公取叶片总面积为絮凝室平均纵剖面积的8%,则 搅拌叶片和叶轮的提升叶片均装8片，按径向布置。_ 0.08尸bH.0.08x150.2x0.74=8（片）(3)电动机功率电动机的功率应按叶轮提升功率忽然叶

20、片搅拌功率确定提升叶轮所消耗功率00“ H ,N 产机伙卬)1102式中 p一 水的容重，因含泥较多，故采用1100口/一一叶轮效率，取0.5； H一一提升水头，m,按经验公式计算。所以N、=11.5x2.5?87= 0.11(777)1100x0.583x0.11102x0.5= L39(ZW)搅拌叶片所需功率N?N2=Cpw5H 400gH片一 q4)Z(&W)式中C一一系数，为0.5；p一一水的容重，采用1100版/九乩一搅拌叶片长度，m； Z一搅拌叶片数:g一一重力加速度，9.81/W/52；乙一一搅拌叶片组的内缘半径，为0.63mr2一一搅拌叶片组的外缘半径，为0.83m； w一一叶轮角速度，rad/s2列 2x3.14x11.5 . ,z，、w = 1.2( rad / s)6060所以，N = 0.5x 0xL2 x0.74 x(0 834_0 634)x8 = 0.46(W)1400x9.81搅拌器轴功率 N ：N = M + N2 =1.38 + 0.46 = L84(kW)N 1 84电动机功率N：传动效率;7 = 0.50.75,现取0.5, N= = =3.68(女卬)10.5选用电机功率为4.5kW ,减速机构采用三角皮带和蜗轮蜗杆。