机械加速搅拌澄清池工艺设计说明书.docx

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机械加速搅拌澄清池工艺设计说明书

1设计任务

1.1设计题目

机械加速搅拌澄活池工艺设计

1.2设计要求

设计规模为1600n3/h,水厂自用水量为5%,

净产水能力为1600n3/d>1.05=1680m3/d=0.4667m3/s

1.3设计内容

完成机械加速搅拌澄活池工艺设计说明书一份，手绘1号图纸一张

2设计说明

2.1机械搅拌澄清池的工作原理

机械搅拌澄活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

澄活的过程。

该型澄活池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。

在第一和第二絮凝室内，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。

活水向上集水槽排出。

下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室经排泥管排除，另一部

分沿回流缝在进入第一絮凝室进行絮凝。

2.2机械搅拌澄清池的工作特点

机械搅拌（原称机械加速）澄活池届泥渣循环型澄活池，其特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。

加药混合后的原水进水进入第一反应室，与几倍丁原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应。

然后经叶轮提升至第一反应室继续反应，以结成较大的絮粒。

再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。

这种水池不仅适用丁一般的澄活也适用丁石灰软化的澄活。

2.3机械搅拌澄清池设计要点及数据

（1）二反应室计算流量（考虑回流因素在内）一般为出水量的3~5倍；

⑵活水区上升流速一般采用0.8~1.1mm/s，当处理低温低浊水时可采用0.7~0.9mm/s;

（3）水在池中的总停留时间为1.2~1.5h,第一絮凝室和第二絮凝室的停留时间一般控制在20~30min,第二反应室按计算流量计的停留时间为0.5~1min

（4）为使进水分配均匀，可采用三角配水槽缝隙或孔口出流以及穿孔管配水等；为防止堵塞，也可采用底部进水方式。

（5）加药点一般设丁池外，在池外完成快速混合。

一反应室可设辅助加药管以备

投加助凝剂。

软化时应将石灰投加在以反应室内，以防止堵塞进水管道。

（6）第二反应室内应设导流板，其宽度一般为直径的0.1左右

（7）活水区高度为1.5~2.0m；

（8）底部锥体坡角一般在450左右，当设有刮泥装置时也可做成平■底

（9）方式可选用淹没孔集水槽或三角堰集水槽，过孔流速为0.6m/s左右。

池径较

小时，采用环形集水槽；池径较大时，采用辐射集水槽及环形集水槽。

集水槽中流速为0.4~0.6m/s，出水管流速为1.0m/s左右。

考虑水池超负荷运行和留有加装斜板（管）的可能，集水槽和进水管的校核流量宜适当增大。

（10）进水悬浮物含量经常小丁1000mg/L,且池径小丁24m时可用采污泥浓缩斗排泥和底部排泥相结合的形式，一般设置1~3个排泥斗，泥斗容积一般为池容各的1%~4%小型水池也可只用底部排泥。

进水悬浮物含量超过1000mg/L或池径24m时应设机械排泥装置。

（11）污泥斗和底部排泥宜用自动定时的电磁排泥阀、电磁虹吸排泥装置或橡皮斗

阀，也可使用手动快开阀人工排泥。

（12）在进水管、第一反应室、第二反应室、分离区、出水槽等处，可视具体要求设取样管。

（13）机械搅拌澄活池的搅拌机由驱动装置、提升叶轮、搅拌浆叶和调流装置组成。

驱动装置一般采用无极变速电动机，以便根据水质和水量变化调整回流比和搅拌强度；提升叶轮用以将一反应室水体提升至二反应室，并形成澄活区泥渣回流至

一反应室；搅拌桨叶用以搅动一反应室水体，促使颗粒接触絮凝；调流装置用作调节回流量。

有关搅拌机的具体设计计算见给水排水设计手册第九册《专用机械》。

（14）搅拌浆叶外径一般为叶轮直径的0.8~0.9，高度为一反应室高度的1/3~1/2,宽度为高度的1/3。

某些水厂的实践运行经验表明，加长叶片长度、加宽叶片，使叶片总面积增大，搅拌强度增大，有助丁改进澄活池处理效果，减少池底积泥。

3设计计算

1—3

池体计算尺寸示意图

3.1二反应室

_3

Q=1680/3600=0.4667m/s

第二反应室计算流量Q‘=5Q=50.4667=2.3335m3/s2

设第二反应室内导流板截面积A为0.035m,ui为0.04m/s

-'-___

iQ-登33558.3m2

0.04

ui

Di

4iAi

458.30.0358.6m

3.14

取第二反应室直径D=9.0m,反应室壁厚Si=0.25m

第二反应室外径D'=Di+2Si=9.0+2>0.25=9.5m

取第二反应室内停留时间ti=60s（ti=30~60s）

58.3

H1箜2«2.4m考虑布置结构，选用H=3.0m

3.2导流室

导流室中导流板截面积A2=A=0.035m2

导流室面积32=31=58.3m2

取导流室外径为13m导流室壁厚为a2=0.im

导流室外径D'=D2+2a2=13+2>0.1=13.2m

因此符合要求

导流室出口流速U6=0.04m/s

0.04

出口垂直高度

H3

2气

D2D1'

2.3m

3.3分离室

取分离室上升流速U2为0.0011m/s

分离室面积

Q3424m2

U20.0011

池总面积

D2'2

34

424

13.222

560m

4560

26m,半径为R=i3m

3.4池深计算

图B-35

池深计算符号示意

池深计算示意图见图3-35，取在池中停留时间T=1.5h有效容积V'3600QT36000.46671.52520m3

考虑增加4%勺结构容积则池计算总容积

V=V'（1+0.04）=2520刈.04=2621nB

取池超高Fb=0.3m

设池直壁高H4=1.2m

池直壁部分容积理

W+W=V-W=2621-636=1985n3

取池圆台高度H5=4.8m,池圆台斜边倾角为45o

则底部直径为DT=D-2HI=26-4.8>2=16.4m

本池池体采用球壳式结构，取球冠高

H6=1.05m

圆台容积

H5

W-

3

球冠半径R求冠

Dt2

Dt

2

6

8H6

4H

2

Dt

4.82

132

3

16.4241.052

81.05

一一一一一2__3

138.28.221706m3

32.5m

2-H6

球冠体积WHeR求冠—-

3

21.053

1.0532.5-111m

3

池实际有效体积V=W+W+W=636+1985+111=2732m

进水流量增加10%勺排泥耗水量，设槽内流速U30.5m/s

三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同U3

1.0m2

采用孔径d=0.1m每孔面积为0.007854m2

为施工方便采用沿三角槽每4o设置一孔共127孔。

3.6第一反应室

二反应室板厚3

0.15m

第一反应室上端直径D=D‘

第一反应室高H7H4H5

+2B+23=9+2X|+2>0.3=11.3m

3H11.24.80.152.53.35m

3I

取3.65m。

伞形板延长线与池壁交点直径

土虫16.411.33.3517.2m

4272

取U40.15m/s，泥渣回流量：

Q''4Q

回流缝宽度B2

4Q40.4667八八

0.2m

D4u43.1417.20.15

设裙板厚40.04m

伞形板下端圆柱直径

D5D42.2B2417.22<20.20.0416.6m

按等腰三角形计算：

伞形板锥部高度H9H7

H8H103.350.60.12.65m3.7容积计算

第一反应室容积

M-^（d；D5D3d；）-D1H8-h^（d|d5DtDt2）典

I4Vxjxjxjxj/.\JMVxjxjII/

12412

3.142.65o23.1416.63.140.1入

—-（11.2311.316.616.6）—-0.6--（16.616.6

12412

16.416.4）11167淋

第二反应室加导流室容积

V2-D12H1D；D1'2H1B1

44

3.1423.14223

922.501329.522.501.0221m3

44

3分离室容积：

M=V—（V1+V2）=2520-672-221=1627m

则实际各室容积比二反应室：

一反应室：

分离室=1:

3.0:

7.4

池各室停留时间

22160第反应宰=7.9min

弟一反口至1680

第一反应室=7.9>3..0=23.7min

分离室=7.9X7.4=58.4min

其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为31.6min3.8进水系统

进水管选用d=600mmV60.80m/s

出水管选用d=600mm

3.9集水系统

本池因池径较大，采用辐射式给水槽和环形集水槽集水。

设计时辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑，见图

8-36耦射槽计算示意

1一辐射集水槽，2一环形集水槽⑶--港没出流N一自由出流根据要求本池考虑加装斜管（板）可能，所以对集水系统除按设计水量计算外,

还以2Q进行校核，决定槽断面尺寸。

（1）辐射集水槽（全池共设12根）

设辐射槽宽加0.25m，槽内水流流速为V510.4m/s,

2

图8-37槽高计算示意

设计取水槽内起点水深为0.30m，槽内终点水深为0.40m,孔口出流孔口前水

位0.05m，孔口出流跌落0.07m，槽超高0.2m。

槽起点断面高为0.30+0.07+0.05+0.2=0.62m

槽终点断面高为0.40+0.07+0.05+0.2=0.72m

（2）环形集水槽

Q0.4667

22

0.6m/s

槽内终点水深h4一0^0.77m

40.60.5

aQ2110.232

儿3230.28m

kgb2-9.810.52

0.806m

槽内起点水深h3J20.280.772

'、0.77

流量增加一倍时，设槽内流速v52'0.8m/s

aQgb2

0.46672

90.446m

9.810.52

h4

0.4667

01.17m

0.80.5

槽断面高为0.85+0.07+0.05+0.3=1.27m

（3）总出水槽

设计流量Q0.4667m3/s,槽宽b0.7m,总出水槽按矩形渠道计算,槽内水流流速V530.8m/s,槽底坡降il0.20m,槽长为6.6m。

0.83m

炳0.80.7

Q0.4667_―

V53

槽内终点水深h6

Q0.46672

n0.013,A——一0.58m2

V530.8

y2.5了打0.130.75、R（G0.10）

2.5J0.0130.130.75<0.217（-0.0130.10）0.1501

11

C-Ry0.2470.150762.35

n0.013

i0^0.000667

RC20.24762.352

槽内起点水深

h5底0.20.0006676.60.830.20.0006676.60.63m

流量增加一倍时总出水槽内流量Q0.9334m3/s,槽宽b0.7m,

取槽内流速V53为0.9m/s

n0.013

0.92

云0.00075

0.2763.232

槽内起点水深h51.480.20.000756.61.28m

设计取用槽内起点水深为1.3m设计取用槽内终点水深为1.5m

槽超高定为0.3m

按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为

h（nilh2）（h3h4）il

（0.30.10.39）（0.8060.77）0.0006676.60.05m

设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为

h（0.460.10.52）（1.231.17）（1.280.21.48）0.1m

辐射集水槽采用空口出流，取孔口前水位高为0.05m，流量系数取为0.62

0.039

■g〜—2

f.，0.0635m

孔血积2gh0.6229.810.05

在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋Dg25塑料管作为集水孔，如安装斜板

（管）时，可将塑料管剔除，则集水孔径改为D=32mm

安装斜板（管）后流量为2q辐，则孔口面积增加一倍为0.127m2

设计采用每侧孔口数为79（包括环形吉水槽1/2长度单孔数目）

3.10排泥及排水计算

（1）污泥浓缩室：

总容积根据经验按池总容积的1%考虑。

V40.01V'25200.0125.2m3

V425.20…3

分设三斗，每斗V斗三二-8.4m33

设污泥斗上底面积：

222

S上2.82.38-2.8h斗2.82.38-2.80.126.89m

33

式中h斗R1、R22：

8.55\8.55^1.420.12m

下底面积S下0.50.5

一.、2小

污泥斗谷积V斗三（6.89

3

'

三斗容积V45.643

0.25m2

0.25\6.890.25）5.64m3

16.92m3

16.92

污泥斗总容积为池容积的-m0.67%

2520

（2）排泥周期：

本池在重力排泥时进水悬浮物含量S1一般1000mg/l，出水悬

浮物含量S4一般10mg/l。

污泥含水率p=98%浓缩污泥容重1.02t/m3

十104V4（100p）1000016.92（10098）1.0217932.67.

T0min

（S1S4）Q60（SiS4）0.3208（$S4）

S1-S4

90

190

290

390

490

590

690

790

890

990

To

199.3

94.4

61.8

46.0

36.6

30.4

26.0

22.7

20.1

18.1

（2）排泥历时：

设污泥斗排泥管直径dg100，其断面积

电磁排泥阀适用水压h4m

取0.03,管长l5m

局部阻力系数：

进口10.50.5,丁字管10.10.1

出口111,45弯头10.40.4

闸阀0.154.34.45（闸阀、截止阀各一个）

6.45

0.33

6.45

排泥流量

放空时间计算：

设池底中心排空管直径dg250mm

2

0.252

020.04909m

4

12100

、.,图8-40放空管计算示意

本池开始放空时水头为池E行水位至池底管中心局程H2,

H2'H4H5H60.7/21.24.8+1.05+0.35=7.4m

取0.03,管长l15m

局部阻力系数：

进口110.50.5，出口2111,

闸阀30.220.4,丁字管410.10.1

瞬时排水量q

0.0315

0.25

2.0

0.46

2.0

02.,2gH20.460.04909、29.817.40.27m3/s

放空时间：

11

tt1t22K1（H22H1'2）

'■■4'3

2K2（DTH12—DTH12ctg

3

式中K1

D2

d2而

232

4154

0.460.252\29.81

d2、,2g

7.85

0.460.25\29.81

45,ctg1,Dt16.4,H2'7.4,H1‘6.2

t24156.14（7.426.22）27.85（16.426.2,

434-

16.46.226.22）17018.4s4.73h

35