【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)過幾秒鐘的強烈混合，藥劑迅速而 均勻地分布于水中，使水中的污染物膠體顆粒失去穩(wěn)定性，從相互排斥轉變?yōu)橄嗷ノ?，然后脫穩(wěn)得膠體顆粒在絮凝池中因相互碰撞而結合，最后生成有一定大小、密度和強度的絮凝體，俗稱“礬花”，可在以后的沉淀池和濾池中去除?；炷に嚵鞒淌疽鈭D見圖 所示 。 圖 混凝工藝流程圖 混凝投配設備設計計算 混凝劑的投加分為干投法和濕投法兩種，干投法指混凝劑為粉末固體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成一定濃 度溶液投加。 濕式投加設備簡單、使用方便、工作可靠、效率高，所以本設計選用濕式投加法。 參考相似水源有關水廠的藥劑投加資料，從而確定本水廠的藥劑投加量。 參考數(shù)值見表 。 表 某水廠藥劑投加參考數(shù)值 單位： mg/L 原水懸浮物含量 混凝劑 種類 混凝劑投加量 助凝劑 種類 助凝劑投加量 最高 最低 最高 最低 55250 聚合 氯化鋁 64 氯 2 1 水廠采用聚合氯化鋁作為混凝劑，取混凝劑最大投加量為 64mg/L。 藥劑 水 溶解池 溶液池 溶液池 計量設備 投藥設備 混合設備 反應設備 至沉淀池 原水 攪 拌 水 16 西華大學畢業(yè)設計說明書 ⑴ 溶液池 溶 液池是配制一定濃度溶液的設施。通常用耐腐 泵或射流泵將溶解池內(nèi)的濃 藥液送入溶液池，同時用自來水稀釋到所需濃度以備投加。 溶液池設置兩個，一用一備。 a. 溶液池容積 2W 2 417aQW ? 式中 2W — 溶液池容積， 3m ； Q— 處理的水量，取 6250 3/mh； a— 混凝劑的最大投加量，取 64mg/L； c— 溶液濃度，取 10%； n— 每日調制次數(shù)，取 3 次。 代入數(shù)據(jù)得， 2W = 364 6250 32417 10 3 m? ??? b. 溶液池深度 H 1 2 3H H H H? ? ? 式中 1H — 有效水深，取 ； 2H — 保護高度，取 ； 3H — 貯渣深度 ，取 。 代入數(shù)據(jù)得 H=++= 溶液池形狀采用矩形，尺寸為長寬高 =6m 3m 校核：實際溶液池容積 V=6 3 = 3m 32 3m ，滿足要求。 ⑵ 溶解池 溶解池設置兩個，一用一備。 a. 溶解池容積 ? ，式中 2W 為溶液池容積。 代入數(shù)據(jù) 得 1W = 32= 3m b. 溶解池深度 H 17 西華大學畢業(yè)設計說明書 1 2 3H H H H? ? ? 式中 1H — 有效水深，取 ； 2H — 保護高度，取 ； 3H — 貯渣深度，取 。 代入數(shù)據(jù)得， H=++= c. 溶解池形狀采用正方形，則邊長 1Wa H? 式中 1W — 溶解池容積， 3m ； H— 溶解池深度， m。 代入數(shù)據(jù)得， ?? 實際溶解池容積 V= = 3m 3m ,滿足要 求。 d. 放水流量 0q 10 60Wq t? 式中 1W — 溶解池容積， 3m ； t — 溶解池的放水時間，取 15min。 代入數(shù)據(jù)得 310 9 . 6 1 0 1 0 . 6 7 /6 0 6 0 1 5Wq L st ?? ? ?? 查水力計算表，放水管直徑 0 150d mm? ，相應流速 0 /v m s? ，溶解池底 部設管徑 d=100mm的排渣管一根。 溶解池攪拌裝置采用機械攪拌，以發(fā)動機驅動槳板攪動溶液。 ⑶ 投藥管 投藥管流量 q 18 西華大學畢業(yè)設計說明書 2 2 100024 3600Wq ??? ? 式中 2W — 溶液池容積， 3m 。 代入數(shù)據(jù)得， 3 2 2 1 0 0 0 0 .7 4 /2 4 3 6 0 0q L s????? 查水力計算表，投藥管管徑 d=20mm,相應流速 v=。 ⑷ 投加方式和計量設備的選擇 采用計量泵 投加，不必另設計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵 行程或變頻調速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。 混合設備設計計算 為了形成良好的礬花，很重要的是在投加藥劑時立即快速混合?；旌鲜峭ㄟ^紊動水流的作用，使藥劑盡快地均勻分散在原水中。 混合設備的基本要求是，藥劑與水的混合必須快速均勻?；旌显O備種類較多，常用的有水泵混合、管式混合和機械混合三種。 選用目前廣泛使用的管式靜態(tài)混合器?；旌掀鲀?nèi)按要求安裝若干固定混合單元。每一混合單元由若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將 被單元體多次分割、改向并形成渦旋，達到混合目的。這種混合器構造簡單，無活動部件，安裝方便，混合快速而均勻。 管式靜態(tài)混合器的構造如圖 所示。 19 西華大學畢業(yè)設計說明書 管道 DN500DN25靜態(tài)混合器混合單元體管道 DN500藥劑原水 圖 管式靜態(tài)混合器 ⑴ 設計流量 Q= 3/ms ⑵ 設計流速 v=， 則管徑 D= 4 4 1 .7 3 6 1 .3 6 /1 .2Q msv?? ???? 采用 DN1400 口徑的管式靜態(tài)混合器及輸水管道， 則實際流速224 4 1 . 7 3 6 1 . 1 3 /1 . 4Qv m sD?? ?? ? ?? ⑶ 混合單元數(shù) N v D?? 式中 v— 實際流速， v=； D— 管式靜態(tài)混合器口徑， D=。 代入數(shù)據(jù)得， 0. 5 0. ?? ? ? ?，取 N=3。 則混合器的混合長度 L== 3 = ⑷ 混合時間 T T=Lv 20 西華大學畢業(yè)設計說明書 式中 L— 管式靜態(tài)混合器的混合長度， L=； v— 實際流速， v=。 代入數(shù)據(jù)得， T= s? ⑸ 水頭損失 h 22vhNg?? 式中 ? — 水頭損失系數(shù)， ? = ?=； v— 實際流速， v=； g— 重力加速度，取 2/ms； N— 混合單元數(shù)， N=3。 代入數(shù)據(jù)得 21 . 1 31 . 2 4 8 3 0 . 2 4 42 9 . 8hm? ? ? ?? ⑹ 水力校核 G hGT??? 式中 G — 速度梯度， 1s? ； ? — 水的重度， 3/Nm； h— 混凝設備中的水頭損失， m； ? — 水的動力粘度， Pa s； T— 水流在混凝設備中的停留時間， s。 代入數(shù)據(jù)得， 139 8 0 0 0 .2 4 4 7 1 6 .11 .1 4 1 0 4 .0 9GS ??????? 700 1000G?? ,G 值符合要求。 71 9GT ??=＞ 2021， GT 值符合要求。 投藥點設在至末端出口 70m 的地方，并在管道內(nèi)增設文丘里管以提高混合 效果。 21 西華大學畢業(yè)設計說明書 6 絮凝池設計計算 絮凝是在混凝劑和水快速混合以后的重要凈水工藝過程。這時，水中膠體雜質顆粒已經(jīng)失去穩(wěn)定性，開始相互發(fā)生絮凝，逐漸結合成為肉眼可見的礬花。因為混合的時間非常短暫，形成的絮粒很小，肉眼基本上看不到，這種微小絮粒很難在沉淀池中下沉，或者說需要的沉淀時間太長，這就需要絮凝過程，為微細的絮粒創(chuàng)造相互碰撞，長成大顆粒礬花的條件，使能在沉淀或過濾時去除。 絮凝設備的基本要 求是，原水與藥劑經(jīng)混合后，通過絮凝設備應形成肉眼可見的大的密實絮凝體。絮凝池形式較多，概括起來分為兩大類：水力攪拌式和機械攪拌式。 根據(jù)生產(chǎn)實踐，柵條絮凝池在水溫為 — ℃，原水濁度為 25— 250NTU的條件下運行時，效果穩(wěn)定。并且柵條加工比較方便，用料省，造價低。所以選用柵條絮凝池。 設計參數(shù) 柵條絮凝池的設計參數(shù)見表 。 表 柵條絮凝池主要設計參數(shù) 絮凝 池型 絮凝池分段 柵條 縫隙 尺 寸 （ mm） 板條 寬 度 （ mm） 豎井 平均 流速 （ m/s） 過柵 流 速 （ m/s） 豎井 之間孔洞流速（ m/s） 柵條構件 布 設層 數(shù) （ 層 ）層 距 （ cm） 絮凝 時間 （ min） 流速 梯度 （ 1s? ） 柵 條 絮 凝 池 前段50 50 — — — 1660? 3— 5 7 — 100 中段80 50 — — — 860? 3— 5 40 — 60 末端 — — 4— 5 10 — 20 ⑴ 設計流量 Q 絮凝池分為 6 組，每組池子設計流量 31 .7 3 6 0 .2 8 9 /6Q m s?? 22 西華大學畢業(yè)設計說明書 ⑵ 絮凝時間 T T=12min=720s，前、中、末段的絮凝時間分別為 4min、 4min、 4min。 ⑶ 絮凝池深度 H 1 2 3H H H H? ? ? 式中 1H — 有效水深，取 ； 2H — 超高，取 ； 3H — 池底設快開排泥閥及泥斗排泥，泥斗高 。 代入數(shù)據(jù)得， H =++= ⑷ 設計流速 前段：過柵流速 1 /v m s?柵 ，豎井平均流速 1 /vs?井 中段：過柵流速 2 /v m s?柵 ，豎井平均流速 2 /v m s?井 末段：豎井平均流速 3 /v m s?井 柵條絮凝池計算 ⑴ 平面布置 每組池子的平面布置形式采用 18 格洪湖模式。 布置形式示意圖見 所示。 圖 柵條絮凝池布置形式示意圖 8 7 6 9 5 2 3 4 1 23 西華大學畢業(yè)設計說明書 ⑵ 平面尺寸計算 每組池子容積 V 720 208 .08mV Q T? ? ? ? 單個豎井的平面面積 f 212 0 8 .0 8 2 .5 7 m1 8 1 8 4 .5Vf H? ? ?? 豎井尺寸采用正方形 ，內(nèi)墻厚度取 ，外墻厚度取 。 每組池子總長 L= 6 6 2 m? ? ? ? ? ? ? 每組池子總寬 B= 2 3 2 ? ? ? ? ? ? ⑶ 柵條設計 柵條材料為鋼筋混凝土，斷面為矩形。 a. 前段放置密柵條，柵條寬度為 50mm，柵條縫隙尺寸為 50mm： 豎井過水斷面面積 21 1 0 .2 8 9 1 .1 5 60 .2 5QAmv? ? ?水 柵 豎井中柵條面積 211 2. 57 1. 15 6 1. 41 4A f A m? ? ? ? ?柵 水 單柵過水斷面面積 21 1. 6 0. 05 0. 08am? ? ?柵 所需柵條數(shù) 1111 1 .4 1 4 1 7 .6 7 5 1 80 .0 8AMMa? ? ? ?柵柵 ， 取 根 兩邊靠池壁各放置柵條一根，中間放置 16 根，過水縫隙數(shù)為 17 個 平均過水縫寬1 1 6 0 0 1 8 5 0 4 1 . 1 8S m m????17 實際過柵流速1 0 . 2 8 9 0 . 2 5 8 /1 . 6 ( 1 . 6 1 8 0 . 0 5 )Qv m sA? ? ?? ? ?39。柵 b. 中段放置疏柵條，柵條寬度為 50mm，柵條縫隙尺寸為 80mm： 豎井過水斷面面積 22 2 0 .2 8 9 1 .3 1 40 .2 2QAmv? ? ?水 柵 豎井中柵 條面積 222 2. 57 1. 31 4 1. 25 6A f A m? ? ? ? ?柵 水 單柵過水斷面面積 22 1. 6 0. 05 0. 08 ma ? ? ?柵 24 西華大學畢業(yè)設計說明書 所需柵條數(shù) 2222 1 . 2 5 6 1 5 . 7 1 60 . 0 8AMMa? ? ? ?柵柵 ， 取 根 兩邊靠池壁各放置柵條一根，中間放置 14 根，過水縫隙數(shù)為 15 個 平均過水縫寬2 1 6 0 0 1 6 5 0 5 3 . 3 3