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机械絮凝池设计

机械絮凝池设计
机械絮凝池设计

前言

制浆造纸是我国国民经济的重要产业之一,然而其对于环境造成的污染也日益突出,尤其是对于我国水环境的严重污染,已经成为工业污染防治的重点、热点以及难点。

制浆造纸废水主要有蒸煮废液、中段废水和造纸白水三个部分。制浆与洗、选、漂过程中所排放的废水的总和、包括洗涤水和漂白水系统称为中段废水。中段废水由于造纸的生产工艺、产品的品种不同而使得其污染负荷由很大的差异。一般来说中段废水颜色呈深黄色,占造纸工业污染排放总量的8%~9%,中段水浓度高于生活污水,BOD和COD的比值在到之间,可生化性较差,有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等,以可溶性COD为主。目前,我国多采用混凝沉淀法和活性污泥法的联合处理工艺。

本次设计主要针对于造纸中段废水的混凝反应和沉淀工艺部分,以达到除去可悬浮固体颗粒的目的。

1.设计任务及原始资料

设计任务

15000m3/天的造纸中段废水混凝反应、沉淀池的设计

?

原始资料

一造纸厂中段废水设计流量15000m3/天,SS=800mg/L,去除效率90%,沉淀时间2小时,最小沉速h,采取混凝反应沉淀法处理SS,试设计混凝反应、沉淀池设备。

2.处理方案的确定

国内处理方案概况

目前国内对中段废水处理较为成熟的方法有:物理化学法、生物化学法以及物化和生化相结合。

物理化学法

吸附法吸附法也是废水处理中常见的方法,瑞典的Skogholl硫酸盐浆厂采用一套酚醛型弱阴离子树脂对六段漂白的c段和E,段废水进行离子交换吸附处理,E段废水处理后色度降低90%,COD,降低80%,BODs降低50%,C段废水经处理后主要含无机氯化物及易生化分解的醇及碳水化物。

气浮法气浮法是使空气在一定压力的作用下溶解于水中,再经过减压释放形成极微小的气泡,使其与处理的中段废水混合,微小气泡黏附于废水中的纤维或细小填料上,而后一起上浮于水面并被去除,达到净化的目的。

混凝法混凝法是废水处理中常用的方法。近几年国内有几十家纸厂采用混凝法处理中段废水,运行结果表明,要达到良好的处理效果,处理过程中必须稳定水质、水量和药剂的质量及投加量,稳定各项操作条件及工艺参数。实践证明,进水水质CODc,越高处理难度越大,效果越差,药品投入量越高。采用单一的混凝法技术要保证出水的COD在400mg/L以下,仅化学药剂的费用就占总费用的50%左右。废水中某些溶解性的污染物,可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态,然后再用常规的处理工艺(如混凝沉淀、吸附等)将其从水中除去,或者将其转化为无害的物质以达到去除COD、BOD的目的。

化学氧化法化学氧化法是利用投加于废水中的化学氧化剂,例如过氧化氢、臭氧、高锰酸钾、和次氯酸钾等,在一定条件下使废水污染物降解或使其化学结构发生变化,从而去除或降低其对环境污染的过程。一直以来,化学氧化法

因为简单、易操作、工艺容易实现而被广泛应用。

生物法

活性污泥法活性污泥法是悬浮生长型生物处理法的代表,是以活性污泥(以好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒,含水率99.2%~99.8%,正常生长的颜色为茶褐色)为主体,利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分解废水中的有机物质的废水生物处理技术。活性污泥法一般BOD负荷可达3~5kgBOD/(m3?d),其BOD去除率为60%~70%。

生物膜法生物膜法是固着生长型生物处理法的代表,是在废水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体(即填料,微生物在充氧的条件下,在填料表面积聚附着形成生物膜),吸收分解流过填料的废水中的有机物,使废水得到净化,同时生物膜也因微生物得到增殖而加厚,在生物膜增厚到一定程度后,其表面为好氧状态,内部呈缺氧甚至厌氧状态使生物膜脱落,脱落后的生物膜又不断增厚,周而复始,使废水净化。从处理工艺方面的特征而言,该法对流入水水质、水量的变动具有较强的适应性,这已为多数运行的实际工程所证实,在低温条件下,生物膜法仍能保持较为良好的净化功能,而对于低浓度有机废水,该法也能够取得较好的处理效果,并具有动力费用低、污泥量少、运行管理简单等优点。

改进型生物法

Carrousel氧化沟荷兰DHV公司的卡鲁塞尔生物氧化沟是在常规活性污泥法的基础上改进成的新型工艺,采用了完全混合与推流型相结合的延时曝气活性污泥法,其独特的池型与相应的曝气设备布局使之形成了缺氧一厌氧一好氧工艺流程。我国山东银河纸业集团有限公司采用此法处理碱法草浆中段废水,处理后的水质达到了国家二级排放标准。

厌氧污泥床法(UASB) 使废水经密封容器底部,通过厌氧微生物组成的污泥层,将废水中的有机物分解为甲烷和二氧化碳。该法处理未漂白硫酸盐法废水,BOD去除率为86%,COD去除率为39%,去除每克COD可产生沼气60mL。经UASB 法处理后废水的污染负荷大大降低,且对于进水CODCr,负荷的抗冲击能力强,进水污染负荷增加到300%,出水CODCr,去除率仍保持65%。

物化一生化相结合法

处理中段废水物化一生化相结合法是以生物处理为主,以物理法中的沉淀和化学法中的混凝为辅的处理方法。首先废水经斜网回收纤维后进入集水池,经泵提升至一沉池,除去沙土等密度较大的污染物,一沉池出水进入曝气池,曝气池出水在二沉池进行泥水分离后,沉淀的活性污泥一部分作为接种污泥回流到曝气系统,剩余污泥排入浓缩池,上清液则流人反应沉淀池,经加絮凝剂调节COD浓度,上清液达标排放,沉淀污泥排人浓缩池。

确定方案

单纯的物化法一次性投资成本少但投药量大,运行费用高,污泥量大且BOD5去除率低。生化法虽然运行费用低污泥少,但由于中段水负荷重、流量大、处理时间长、所需要的建筑物占地大投资大且处理的水色深。物化+生化法能够吸收两者之优点,通过合理地配置,能够保持稳定的经济运行。生化处理单元采用序批式活性污泥法(SBR),只需要使用一个反应池就能够完成全部反应、沉淀工序,省去了连续工艺中的二沉池和污泥回流设施,使得处理构筑无大大简化。从而节省占地,降低基建投资。

工艺流程

废水通过格栅截除水中的废纸屑、塑料纸及大颗粒杂物进入集水调节池,调节水

量、均匀水质,调节池底部设穿孔管曝气,防止悬浮物沉积。调节池出水用泵提升,经过斜网分离可回用的纤维后进入反应池,与混凝剂进行混合反应,反应完毕后废水进入沉淀池,进行泥水分离。上清液进入配水池进行N、P投配,而后进入SBR池,通过微生物的新陈代谢作用,废水中主要有机物得到去除沉降分离后清水外排。斜板沉淀池和SBR池中污泥进入污泥浓缩池,浓缩污泥经压滤机脱水后外运,压滤液回流到调节池。

混凝工艺说明

化学混凝所处理的对象,主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。但是,微小粒径的悬浮物和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上,也不会自然沉降。这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”。化学混凝的机理至今仍未完全清楚。因为它涉及的因素很多,如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度,以及混凝剂的性质和混凝条件等。但归结起来,可以认为主要是三方面的作用:

压缩双电层作用水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态,主要是由于胶粒的∫电位。如能消除或降低胶粒的∫电位,就有可能使微粒碰撞聚结,失去稳定性。在水中投加电解质——混凝剂可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒,在投入铁盐或铝盐等混凝剂后,混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变,增加扩散层及吸附层中的正离子浓度,就使扩散层减薄,∫电位降低。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时,∫电位为零,称为等电状态。在等电状态下,胶粒间静电斥力消失,胶粒最易发生聚结。实际上,∫电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时,胶粒就开始产生明显的聚结,这时的∫电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程,称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。

吸附架桥作用三价铝盐或铁盐以及其他高分子棍凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大.当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,称为絮凝。

网捕作用三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。

通常把通过双电层作用而使胶体颗粒相互凝结过程的凝聚和通过高分子聚合物的吸附架桥作用而使胶体颗粒相互粘结过程的絮凝,总称为混凝。因此向废水中投加药剂,进行水和药剂的混合,从而使水中的胶体物质产生凝聚和絮凝这一综合过程成为混凝过程。混凝过程使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成粗大的颗粒而沉淀,得以与水分离,使废水得到净化。

3.主要设备及构筑物

主要设计的是混凝反应池与沉淀池。混凝工艺包括混合和絮凝反应两个阶段。混凝设备包括混凝剂的配制和投加设备、混合设备和絮凝设备。

混合阶段

混凝剂的选择

由于高分子絮凝剂具有良好的絮凝效果、脱色能力和操作简单等优点,一般优先考虑使用高分子絮凝剂。高分子絮凝剂可分为合成无机高分子絮凝剂、有机高分

子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂三类。

无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂的品种在我国已经逐步形成系列。阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS)。无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFc)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合硅酸铝铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。因为纸浆带负电荷,一般选择阳离子型的高分子絮凝剂,同时起中和电荷和絮凝架桥的双重作用,沉淀效果好。目前常用聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。其优点是可以同时除浊和除色,而且用量仅为硫酸铝的1/4~1/2,水温降低时絮凝作用变化不大。其缺点是容易生成细小矾花,较难进行固液分离,纸浆回收效率较低。据研究报道,铝盐絮凝剂有一定的毒性,水中铝含量高于0.5mg/L即可使鲑鱼死亡,对植物和微生物也有毒副作用,对人易引起老年性痴呆病等

有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,有机高分子具有用量少、絮凝速度快、受共存盐和pH值及温度影响小、生成污泥量少且易于处理等优点,因而具有广阔的应用前景。在合成的有机高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多。它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。高相对分子质量(106以上)的聚丙烯酰胺(PAM)属阴离子型絮凝剂,絮凝作用强而无毒,对悬浮于水中的细小粒子产生非离子吸附,使粒子之间产生交联。利用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)配合处理废纸再生废水,cOD去除率达75%以上,透光率达92%~99%。

天然高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂可分为碳水化合物、黄原酸酯类、壳聚糖类和甲壳素类等。淀粉一丙烯酰胺共聚物为母体而制备的阳离子絮凝剂,成本价格低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),用量也低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚丙烯酰胺(PAM),而且提高了生物降解性。用其进行污水处理和污泥脱水,效能明显优于国产的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)。

本设计最佳絮凝剂的选择应依据实验所获得的效果来决定,实验的基本絮凝剂有无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。通过絮凝剂组合的比例以及浓度的改变,来确定本设计中废水的絮凝剂、其使用的量、搅拌时间以及pH。

混凝剂的配制以及投加设备

配制设备一体化加药设备与投加量自动控制综合集中了溶配、加药功能。一般主要由供水系统、干粉投加系统、溶解熟化系统、控制系统、液体投加系统及二次稀释投加系统构成,结构紧凑,安装维护简便。适用于中小型水厂、污水处理设施投加混凝剂、漂白粉及其他药剂溶液。典型设备有DT系列、RYZ型、SAM型、LMI型、JY一12型、GTF型、PolyRex聚合物投加装置等。

本次设计采用一体化加药设备,该加药装置的药剂容器由高密度材料制成,有较强的耐腐蚀性;可装配各种计量泵以及电动搅拌器,并有标准化支撑托架。

投药设备

若泵房距离处理厂较近则采用泵前投加的方式,反之则采用高位溶液重力投加的方式。重力投加方式如图3。

混合与搅拌设备

投入的药剂在水中发生水解反应并产生异电荷胶体,与水中胶体和悬浮物接触,形成细小的矾花,这一过程即是混合,混合设备是完成凝聚过程的重要的设备。根据不同废水水质特性,应当满足以下需要:

混合设施应使药剂投加后水流产生剧烈紊动,保证药剂能够迅速均匀扩散到整个水体中。

混合时间不应当过长,混合时间一般为10~60s。

混合设施与后续处理构筑物的距离越近越好,尽可能采用直接连接方式;混合设施与后续处理构筑物连接管道的流速可采用~s。

混合与搅拌设备的选择

混合的动力来源有水力和机械搅拌,因此混合设备也分为两类,采用机械搅拌的有机械混合搅拌槽和水泵混合槽等;利用水力混合的又管道式、穿孔板式、涡流混合槽等。

水泵混合当泵站与絮凝反应设备距离较近时,将药剂加于水泵的吸水管或吸水喇叭口处,利用水泵叶轮的高速转动达到快速剧烈混合的目的,不需另建混合设备。其优点是混凝效果好、设备简单、节省投资、动力消耗少;缺点是管道安装复杂,需在水泵内侧、吸人管和排出管内衬以耐酸、耐腐材料,同时应防止大量的气体进入水泵。当泵房远离处理构筑物时不宜采用,因已形成的絮体在管道出口一经破碎难于重新聚结,不利于以后的絮凝。

隔板混合隔板混合可分为分流隔板式混合、多孔隔板式混合、平流式隔板混合、回转式隔板混合等。在流量稳定的情况下,隔板混合的效果比较好;但流量变化较大时,混合效果不稳定,故目前使用较少。

机械混合机械混合主要采用各种混合搅拌机,按照搅拌器的形式可分为平桨式、螺旋推进式、涡轮式、框架式等;按照搅拌器的安装形式分为移动式和固定式两种。混合槽可采用圆形钢制结构或方形钢筋混凝土水池,搅拌器转动圆周速度1.5m/s以上,搅拌速度可调;停留时间约10~15s。机械混合适用于一级泵站离水厂较远的场合,混凝效果好且不受水量变化的影响;但要有一套机电设备,多耗电能,并增加了维修和管理的工作量。

由于该造纸厂的流量较大,且变化的幅度也也较大,选用机械混合式。

机械混合器的选型与计算

采用方形混合池,混合时间采用30s,根据以上设计计算公式可得出:混合池有效容积为:V=(15000×30)/(24×3600)=^3

采用混合池直径为,则混合池水深为H=〖〗^2 =

超高为,混合池总高为

混合池壁设置4块固定挡板,采用两叶的平桨板搅拌器,每一块挡板的宽度为,其上、下缘离静止液面和池底都为,挡板长为,由于H:D >,因此搅拌器设置两层。

搅拌器直径D0== m,搅拌器距离池底高度为

搅拌器叶数为2,搅拌器宽度为

搅拌器外缘速度采用3m/s,搅拌机转速:n_0=(60×3)/π=min

搅拌器的轴功率为:N_2=(2××〖〗^4×2××1000×6^3)/(408×=

需要的轴功率为:N_1=×〖477〗^2××〖10〗^(-3))/1000=

传动机械效率取,电动机功率为

絮凝反应阶段

混合完成后,水中已经产生细小絮体,但是尚未达到自然沉降的粒度。絮凝反应设备的任务就是增加颗粒接触碰撞的机会,使得细小絮凝体逐渐形成大的絮凝体而便于沉淀。

为了达到较为满意的絮凝效果,絮凝过程要求:一是颗粒具有充分的絮凝能力;二是具备保证颗粒获得适当的碰撞接触又不致破碎的水力条件;三是具备足够的絮凝反应时间;四是颗粒浓度增加,接触效果增加,即接触碰撞机会增多。

絮凝池的选择

絮凝池根据其搅拌方式可以分为机械搅拌反应池和水力搅拌反应池两大类。机械搅拌由池内装置的各种机械设备来完成;而水力搅拌反应池则是由水流的絮动作用进行搅拌。

由于本次设计水量较小,且水量变化较大,同时没有进行絮凝实验,因此选择机械絮凝池,可以适应各种水质水量的需求。国内常使用的是桨板式机械絮凝池,以垂直轴为主。

设计参数和要点

絮凝时间为15—20min。机械絮凝池的深度一般为3~4m。

絮凝池一般不少于2组。池内一般设3—4档搅拌机,每档可用隔墙或穿孔墙分隔,以免短流。

搅拌机桨板中心处线速度从第一档的/s逐渐减小到末档的/s。

每台搅拌器上桨板总面积宜为絮凝池水流截面积的10%-20%,不宜超过25%,以免池水随桨板同步旋转,减弱絮凝效果。

桨板长度不大于叶轮直径75%,桨板宽度与长度之比b/L=1/10-1/15,桨板宽度一般采用0.1-0.3m。

垂直轴式搅拌器的上桨板顶端应设于反应池水面下0.3m处,下桨板底端设于距池底0.3~0.5m处,桨板外缘与池侧壁间距不大于0.25m。

所有搅拌轴及叶轮等机械设备应采取防腐措施。轴承与轴架宜设于池外,以免进入泥沙,致使轴承严重磨损和轴杆折断。

絮凝池的设计与计算

反应池容积V

V=Qt/60 =(15000×20)/(60×24)=^3 Q——设计处理水量,m3/h;

t——反应时间,通常20~30min。

反应池串联格数及尺寸

反应池采用两排,3格串联,设置6台搅拌机。每格有效尺寸为:

B=, L=, H=

V=6B?L?H=3××× =216m3

反应池超高取。池子总高度为。

叶轮直径及桨板尺寸

叶轮外缘距池子内壁距离取,叶轮直径为:

D=桨板叶片宽度采用,桨板长度采用

每根轴上桨板数8块,内外侧各4块。

旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为:

(8××/×=%

池子周围设置4块固定挡板。固定挡板的宽为,高为,四块挡板的面积与絮凝池过水断面面积之比为:

(4××/×=%

桨板总面积占过水断面面积之比不大于25 ,符合要求。

叶轮中心点旋转半径为:

R=(1250-550)/2+550=900mm

每台搅拌机桨板中心点旋转线速度取:

第一格:v1=s 第二格:v2=s 第三格:v3=s

每台搅拌机每分钟的转速为:

第一格:n_1=(60v_1)/2πR=(60×/(2π×=min

第二格:n_2=(60v_2)/2πR=(60×/(2π×=min

第三格:n_3=(60v_3)/2πR=(60×/(2π×=min

隔墙过水孔面积。隔墙过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度计算,则搅拌机外缘线速度分别为:

第二格:v_2^'==×=s

第三格:v_3^'==×=s

每条生产线设计流量为Q=15000m3/d=s

第一、第二格絮凝池间隔墙过水孔面积为=

第二、第三格絮凝池间隔墙过水孔面积为=

搅拌机功率计算。设桨板相对水流的线速度为桨板旋转线速度的倍,则相对于水流的叶轮转速为:

ω_1^'=/r_0 =×/=s

ω_2^'=/r_0 =×/=s

ω_3^'=/r_0 =×/=s

取阻力系数CD=,第一格絮凝池搅拌机所耗功率为:

P_1=∑_1^4?〖(C_D ρ)/8 Lω_1^'3 (r_(i+b)^4-r_i^4 ) 〗=

第二格絮凝池搅拌机所耗功率为:

P_2=P_1/(ω_1^'3 )×ω_2^'3=〖〗^3 ×〖〗^3=

第三格絮凝池搅拌机所耗功率为:

P_3=P_2/(ω_1^'3 )×ω_3^'3=〖〗^3 ×〖〗^3=

三台搅拌机合用一台电动机时,电动机所耗的功率总和为:

∑?P=++=

电动机总机械效率取 1=,传动效率取 2=,电动机功率为: P=(1000××=絮凝池速度梯度G值核算(按水温15℃计, =×10-3Pa s)

第一格:G_1=√(P_1/μV)=√(×3)/×〖10〗^(-3)×216))=^(-1)

第二格:G_2=√(P_2/μV)=√(×3)/×〖10〗^(-3)×216))=^(-1)

第三格:G_3=√(P_3/μV)=√(×3)/×〖10〗^(-3)×216))=^(-1)

平均速度梯度:G=√((∑?P)/μV)=√×〖10〗^(-3)×216))=^(-1)

Gt=×20×60=33266,在104~105范围内。

经过验算,速度梯度与平均速度梯度均较适合。

沉淀阶段

沉淀是分离悬浮固体的一种常用处理构筑物,利用水中悬浮颗粒可沉淀性能,在重力场作用下下沉,以达到固液分离的一种过程。按池内水流方向的不同,沉淀池分为平流式、辐流式、竖流式、斜板式。沉淀池的选择

本次设计已经规定了沉淀时间2小时,最小沉速h,去除效率达百分之九十,并且流量不大,平流式沉淀池适用于小、中型污水处理厂,因此据题目要求选用平流式沉淀池。

但通过查阅资料,可得出造纸废水实际处理的工程应用常使用辐流式沉淀池。本来想使用周进周出式,但是资料过少,难以计算,因此最终选用中心进水周边出水式辐流沉淀池。

辐流式沉淀池池体平面多为圆形,也有方形的。直径较大而深度较小,直径为20~100米,池中心水深不大于4米,周边水深不小于米。废水自池中心进水管入池,沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降,并沿池底坡度进入污泥斗,澄清水从池周溢流入出水渠。

设计参数和要点

水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6~12,水池直径不宣大于50m。

宜采用机械排泥,排泥机械旋转速度宜为1~3r/h,刮泥板的外缘线速度不宣大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。

缓冲层高度,非机械排泥时宜为;机械排泥时,应根据刮泥板高度确定,且缓冲层上缘宜高出刮泥板。

坡向泥斗的底坡不宜小于。

沉淀池的设计与计算

沉淀池的表面积A1和池径D。

取表面负荷q0= m3/(m2?h)

A_1=Q/q_0 =15000/(1××24)=^3

沉淀池直径为

D=√(4A1/π)=√((4×/π)=

沉淀池有效水深h2,取沉淀时间t=2h,

h_2=q_0 t=2×=

径深比为D/h2=24/3介于6-12之间,符合要求。

设经处理后,设原SS为800mg/L,污泥含水率为%,处理效率设为60%,平均每天的污泥量为:

W=(Q(c_0-c_2)×100)/(γ(100-P))=(15000×800××100)/(1000×(100-97)×1000)=360m^3/d

污泥在斗内贮存时间取t=6h。因此贮泥斗中的泥量为90m3。

沉淀池部分有效容积:

V=(πD^2)/4?h_2=×〖24〗^2)/4×4=1963m^3

坡底落差h4:

取池底坡度i=

污泥斗高度h5:

污泥斗容积

池底可贮存污泥体积

沉淀池总可贮存污泥体积为

符合要求

沉淀池总高度

沉淀池周边处的高度为

沉淀池进出水系统的计算

沉淀池设计流量:、

进水管设计流量:×(1+R)=×2=s

管径D1=600mm,v1=s,

进水竖井

进水井径采用,出水口尺寸×,共6个沿井壁均匀分布,出水口流速为:紊流筒筒中流速:

紊流筒过流面积:

紊流筒直径:

环形集水槽内流量:

环形集水槽设计:

采用双侧集水环形集水槽计算。

槽宽:

其中k为安全系数取,槽宽取整得,槽中流速v=s。

槽内终点水深:

槽内起点水深:

所以设计取环形槽内水深为,

集水槽总高度为+(超高)=,采用90°三角堰。

出水溢流堰的设计,采用出水三角堰(90°)

堰上水头(即三角口底部至上游水面的高度)

H1=(H2O)

每个三角堰的流量q1

三角堰个数n1

三角堰中心距

4.总结

通过这次的课程设计我得到了不少收获。在设计刚开始时,我做了很多的准备工作,借了很多的资料,但都是很简略,没有详细的介绍,这让我觉得这次的设计非常的难。但是当真正开始的时候才发现所有的问题都能够解决。仅仅收集资料我就花了两天,最后又把所收集的资料进行了汇总,很多资料内容都是一样的有用的不多,再加上老师给的原始资料太少,使得进度很慢。

前几天都浪费了,到后几天没办法只能硬着头皮做,不懂的就问老师、同学,或者去网上查资料,一开始对于混凝反应池一头雾水,查了很久才发现,混凝反应池也可以叫做混凝池,这终于使我豁然开朗了。接着就是设备的选型遇到了很多的麻烦和困难,类型很多但都没有图,老师给的资料模糊对选型限制的很少,最后就都选了既经济有实用的普通类型。所有的工作都准备的差不多就开始写设计说明书了,经过反复的修改和完善终于把这个课程设计给完成了。

我很要感谢我的同学们,是他们经常跟我交流,使我得到很多的启发和动力,才有信心完成它!谢谢你们!通过这个的课程设计让我认识到自己的专业知识学的很不扎实,今后要努力才行!也让我认识到成功一定有方法!这次的经验和收获一定会给下次的课程设计做一个很好的铺垫!

5.致谢

本设计是在曾经老师的悉心指导下完成的。曾老师提供得很多宝贵意见让设计得以顺利完成,谨向曾老师致以最诚挚的感谢!

在此期间,我们组的很多队友都给了我莫大的帮助,特别是我的室友们,我谨向所有为本设计的完成给予关心、帮助和支持的各位老师﹑同学表示衷心感谢!

6.参考文献

[1] 高廷耀,顾国维,周琪. 水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 尹士君,李亚峰. 水处理构筑物设计与计算[M].北京:化学工业出版社.2007.

[3] 张玉先,邓慧萍,张硕. 现代给水处理构筑物与工艺系统设计计算

[M].北京:化学工业出版社.2010.

[4] 范瑾初,金兆丰.水质工程[M].北京:中国建筑工业出版社.2009.

[5] 陈家庆. 环保设备原理与设计[M].北京:中国石化出版社.2008.

[6] 万金泉,马邕文. 造纸工业废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社.2008.

[7] 成官文. 水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社.2009.

[8] 周迟骏. 环境工程设备设计手册[M].北京:化学工业出版社.2009.

絮凝反应池网格设计计算书

絮凝反应池网格设计计算书 一、设计原则要求 (1)网格絮凝池流速一般按照由大到小进行设计。 (2)反应时间10~30min,平均G 值20~70s ,GT 值10~105 ,以保证絮凝过程的充分和完善。 (3)为使絮粒不致被破坏或产生沉淀,絮凝池内流速必须加以控制,控制值随絮凝池形式而异。 (4)絮凝池内的速度梯度G由进口至出口逐渐减小,G值变化范围100~151 10。 s-以内,且GT 2×4 二、本絮凝池设计水量为100000t/d,厂区自用水量为7%,分2座,每座絮凝池 =100000(1+0.07)/2=535000t/d=2229t/h=0.619m3/s。单组分2组。则Q 总 流量为0.619/2=0.3095m3/s=0.31 m3/s。 三、竖井隔墙过孔流速的计算如下表(以施工图标注尺寸为据)

四、内部水头损失计算 1-10格为前段,其竖孔之间孔洞流速为0.32-0.25m/s,过网流速为0.3038m/s,(0.3113)。网格孔眼尺寸采用45 mm×45 mm或80 mm×80 mm两种规格进行计算比较,开孔比均约为39.4%,(38.45%);该段水头损失约为0.3056 m,(0.31277);G值约为92.724 s,(93.81). 11-20格为中段,其竖孔之间孔洞流速为0.2-0.15m/s,过网孔流速为0.21233m/s。网格孔眼尺寸采用105 mm×105 mm,开孔比均约为52.14%;该段水头损失约为0.084646 m;G值约为48.01 s. 21-30格为后段,其竖孔之间孔洞流速为0.14-0.11m/s,不需设置网格。该段水头损失约为0.026454 m;G值约为25.86 s. 整个絮凝反应池的水头损失合计约为0.4167 m,(0.42387);平均G值约为61.04s,(61.57);GT=67922,(68504.2);符合设计条件要求。[注:括号内数字为网格孔眼45 mm×45 mm的参数] 具体计算情况,请见附表《竖井孔洞及小孔眼网格絮凝反应设备设计计算表》

7.机械与隔板组合絮凝池

7.机械与隔板组合絮凝池工艺设计 已知:最高日用水量为Qd=32500m3/d ,水厂自用水系数按5%计,则最高日设计水量为 (1)机械絮凝池部分设计 1)絮凝池容积 设絮凝时间为5min ,则絮凝池的有效容积为 2)絮凝池平面尺寸 絮凝池采用3格串联,取池有效水深H1=3.3m ,池超高取0.3m ,则每格截面积为 采用正方形截面,每格平面尺寸为3.5m×3.5m,实际每格面积为12.25m2。 3)絮凝池搅拌设备计算 絮凝池分格墙上过水孔洞上下交错布置,以使水流分布均匀。每格设一台搅拌设备。 a.叶轮直径取池宽的80%,采用D0=2.8m ,r0=1.4m 。根据设计规范要求,考虑本池叶轮直径较大,同时又是机械絮凝与隔板絮凝的组合,叶轮桨板边缘处的线速度分别采用:第一格v1=0.8m/s ,第二格v2=0.65m/s ,第三格v3=0.5m/s ,桨板长度与叶轮直径之比取0.7,则桨板长度为l=1.96m ,桨板宽度取b=0.12m 。每根轴上桨板数为8块,内外侧各4块。 旋转桨板面积与絮凝池水流截面积之比为: 为了增加水流湍动性,在每格池壁上设四块固定挡板,尺寸宽×高= 0.2m×0.2m,其面积与絮凝池过水断 面积之比为 总桨板面积与絮凝池过水断面积之比为6.53%+15.36%=21.89%<25%,满足要求。 b.叶轮旋转的角速度 设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75倍,则相对于水流的叶轮转速为 c.桨板所需功率 每根旋转轴4块桨板所耗功率为 P-所耗总功率(W ); ψ-阻力系数,取决于桨板宽长比,水处理中桨板宽长比一般小于1,ψ=1.1; ω-桨板相对于水流的旋转角速度(rad/s ); r2,r1-分别为桨板外缘、内缘旋转半径(m )。 外侧桨板半径r 外1=1.4m ,r 外2=1.28m ;内侧桨板r 内1=0.78m ,r 内2=0.66m 。内外侧桨板各4块。将有关数据代入上式得桨板所耗功率为: 第一格桨板 s m h m d m d m Q 3333395.09.14213412505.132500=≈==?=3 315.11860 59.142160m m QT W =?==2 21110.123 .335.1183m m H W A =?==%36.155.35.396 .112.08=???%35.65.35.30.12.04=???s rad s rad r v 43.04.18.075.075.0011=?==ωs rad s rad r v 35.04.165.075.075.0022=?==ωs rad s rad r v 27.04 .15.075.075.0033=?==ω()∑-=41414238r r l P ωψρ?????=∑341143.096.18 10001.14P ()()[]W W 65.11466.078.028.14.14444=-+-

高浓度絮凝池(优质二类)

高浓度絮凝沉淀池 容积絮凝是脱稳胶体颗粒相互碰撞,相互凝聚,凝聚的固体颗粒(矾花)逐渐由小变大的絮凝过程。在絮凝过程中,固体颗粒(胶体和絮凝体)逐步变大,但浓度逐渐变小,容积絮凝的特点是絮凝速度慢,对低温低浊度原水适应性差。 接触絮凝是胶体脱稳后在于与宏观固体表面接触时被吸附而产生的絮凝现象,接触絮凝发生的必要条件是要有足够的宏观固体接触表面。而回流沉淀浓缩后的污泥,投加微砂或粘土都是保持足够宏观固体的有效方法。接触絮凝的特点是絮凝速度快,受原水浊度和温度影响笑小。接触絮凝是澄清池和现代快读过滤的基本原理。 高密度沉淀池的技术原理与污泥循环型澄清池基本相同,其絮凝形式为接触絮凝。二者都是利用污泥回流,在絮凝区产生足够的宏观固体,并利用机械搅拌保持适当的紊流状态,以创创造最佳的接触絮凝条件。 3技术特点 高密度沉淀池与普通平流式混液沉淀池以及污泥循环型澄清池相比,有以下特点: 1、絮凝到沉淀的过渡不用管渠连接,而采用宽大、开放、平稳、有序的直通方式 紧密衔接,有利于水流条件的改善和控制。同时采用矩形结构,简化了池型,便于施工,布置紧凑,节省占地面积。 2、混合与混凝均采用机械搅拌方式,便于调控运行工况。沉淀区装设斜管,以进 一步提高表面负荷,增加产水量。 3、采用池体外部的污泥回流管和循环泵,辅以自动控制系统,可精确控制絮凝区 混合絮体浓度,保持最佳接触絮凝效果。 4、絮凝区设有导流筒,不仅有利于回流污泥与原水的混合,而且筒外和筒内不同 紊流强度有利于絮体的成长。 5、沉淀池下部设有污泥浓缩区,底部安装带栅条刮泥机,有利于提高排出污泥的 浓度,不仅可省去污泥脱水前的浓缩过程,而且有利于絮凝区造成的悬浮固体浓度。 6、促凝药剂采用有机高分子絮凝剂,并投加助凝剂PAM,以提高絮体凝聚效果加快泥水分离速度。 7、对关键技术部位的运行工况,采用严密的高度自动监控手段,进行及时自动调控。

机械搅拌絮凝池工艺设计

机械搅拌絮凝池工艺设计 由于处理水量为2500m 3/d ,自用水量为处理水量的5%-10%,共2625m 3/d ,用水量较小,故采用垂直轴式等径叶轮机械搅拌絮凝池。 设计参数 设计流量Q=109.38m 3/h ,池数n=2座,单池设计流量Q ’=54.68m3/s ,絮凝时间t=15min ,搅拌器的排数Z=3排。 1、絮凝池尺寸设计计算 絮凝池的有效容积W=Q't=54.68×1/4=13.67m 3 为了配合沉淀池尺寸,絮凝池分成3格,每格尺寸1.8×1.8m ,则絮凝池池深: 1.4m 1.8 1.8367.13=??==A W H 絮凝池超高取0.3m ,总高度为1.7m 。 絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置,每格设一台搅拌设备,为加强搅拌效果,于池子周壁设四块固定挡板。 2、搅拌设备 (1)叶轮直径取池宽的80%,采用D=1.5m 。 叶轮桨板中心点线速度采用:V 1=0.5m/s ,V 2=0.35m/s ,V 3=0.2m/s 。 桨板长度取1.1m (桨板长度与叶轮直径之比l/D=1.1/1.5=0.73) 桨板宽度取b=0.1m 每根轴上桨板数4块。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为 46%.174 .18.11.11.04=??? 四块固定挡板宽×高为0.08×0.5m 。其面积与与絮凝池过水断面积之比为 %35.61.4 1.85.008.04=??? 桨板总面积占过水断面积为81%.2335%.646%.17=+,小于25%的要求。 (2)叶轮桨板中心点旋转直径D 0为 ()[]9m .0900mm 23002300-6000==÷+÷=D 叶轮转速分别为 s r a d r D s r a d r D s D /425.0min /25.49.014.32.06060v n /743.0min /43.79 .014.335.06060v n 061rad/.1min 61r/.109 .014.35.06060v n 303320221011==??== ==??====??==ωπωπωπ

混凝沉淀池

絮凝沉淀池 1. 混凝沉淀原理 在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后予以分离除去的水处理法。混凝澄清法在给水和废水处理中的应用是非常广泛的,它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标,又可以去除多种有毒有害污 染物。 2.工艺设计 2.1隔板絮凝池设计要点 (1)絮凝时间一般宜为20~30min; (2)絮凝池廊道的流速,应按由大到小渐变进行设计,起端流速宜为0.5~0.6m/s,末端流速宜为0.2~0.3m/s; (3)隔板间净距宜大于0.5m。 2.2 机械絮凝池设计要点

(1)絮凝时间宜为15~20min; (2)池内设3~4挡搅拌机; (3)搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定,线速度宜自第一档的0.5m/s逐渐变小至末档的0.2m/s; (4)池内宜设防止水体短流的设施。 2.3 折板絮凝池设计要点 (1)絮凝时间一般宜为12~20min; (2)絮凝过程中的速度应逐段降低,分段数不宜少于三段,各段的流速可分别为: 第一段:0.25~0.35 m/s; 第二段:0.15~0.25 m/s; 第三段:0.10~0.15 m/s; (3)折板夹角采用90°~120°; (4)第三段宜采用直板。 2.4 栅条(网格)絮凝池设计要点 (1)絮凝池宜设计成多格竖流式; (2)絮凝时间一般宜为12~20min,用于处理低温低浊水时,絮凝时间可适当延长。 (3)絮凝池竖井流速、过栅(过网)和过孔流速应逐段递减,分段数宜分三段,流速分别为: 竖井平均流速:前段和中段0.14~0.12m/s,末段0.14~0.10m/s; 过栅(过网)流速:前段0.30~0.25m/s,中段0.25~0.22m/s; 竖井之间孔洞流速:前段0.30~0.20m/s,中段0.20~0.15m/s,末段0.14~0.10m/s。 (4)絮凝池宜布置成2组或多组并联形式。 (5)絮凝池内应有排泥设施。

浅析机械搅拌絮凝池的优缺点及应用前景

浅析机械搅拌絮凝池的优缺点及应用前景 1赵昌爽 (徐州工程学院环境工程学院,江苏徐州221000) 摘要:通过分析目前水平轴式机械搅拌絮凝池和垂直轴式机械搅拌絮凝池的优缺点,指出这两种机械搅拌絮凝池在絮凝方面存在的优势以及问题,并且提出了机械搅拌絮凝池的改进方向和应用前景。 关键词:机械搅拌絮凝池;水平轴式;垂直轴式;应用前景 Analysis of mechanical agitation advantages and disadvantages of the flocculation and application prospects Zhao Changshuang,Liu Qiang (Department of Environment Engineering,Xuzhou Institute of Technology,Xuzhou,221000,China) Abstract: By analyzing the flocculation and vertical axis mechanical stirring the flocculation of the advantages and disadvantages of the horizontal-axis mechanical stirring, pointed out the advantages of both mechanical agitation in flocculation and existing problems, improvement of mechanical agitation flocculatorand application prospects. Keywords: mechanical stirring the flocculation; horizontal axis; vertical axis; application prospects 我国目前使用较为广泛的絮凝反应设备有水力搅拌式和机械式两类,水力搅拌式主要以隔板絮凝池为主,机械式主要以机械搅拌絮凝池为主。隔板絮凝池运行维护费用低、便于管理,但不便调节,如使用较广的隔板絮凝池开始阶段的转折有利于絮凝反应,而后阶段的转折则可能造成絮凝颗粒破碎;断面尺寸过小对清洗和施工都较为困难;流速过大势必造成转折处的G(速度梯度)值过大,速流过小又将在反应槽内产生沉淀等。机械搅拌絮凝池是完成絮凝工艺的重要单元操作,其具有处理效率高,絮凝效果良好,不受水量变化的影响,单位面积产水量较大,对水温、水质变化的适应性强等优点,目前已广泛应用于各种水处理工艺,但絮凝设备昂贵,造价高,运营费用高于隔板絮凝池,其次,它在运行过程中存在反应池短流和水量不稳定造成的反应强度不足,絮体沉降性能差,污泥在絮凝反应中的利用率不高,絮凝效果不甚理想等问题[1]。因此,对机械搅拌澄清池进行合理改造,以提高其絮凝效能十分必要。在现实中多采用把机械搅拌絮凝池和其他形式的絮凝池组合利用,以此来提高机械搅拌絮凝池的利用效率。 一机械搅拌絮凝池的结构及工作特点 机械搅拌絮凝池主要由桨板、叶轮、旋转轴、隔墙、池壁组成,其是被广泛应用于科研、教学和生产中的絮凝装置,通过机械搅拌絮凝池的实验,不仅可以选择投加药剂的种类、数量,还可以确定混凝的最佳条件[2]。机械搅拌絮凝池内设搅拌机,搅拌靠机械力实现,即叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动,也可以作上、下往复运动,目前我国多采用旋转方式。传统的机械絮凝池的搅拌器少部分采用网浆形式,大多采用桨板式叶轮,其在20世纪70~80年代国内使用较多,并且有了较系统的池型设计规范和搅拌器设计方法,使用效果也较好。为了确保沉淀池的沉淀效果,在絮凝池内结成较大的絮体需要有足够的絮凝时间及相应的水力条件。絮凝时间一般采用15~30min,并控制絮凝速度使其平均速度梯度G值达到10~75s-1(一般控制在30~50s-1),使GT值在104~105范围内以保证絮凝过程的充分和完善。机械搅拌可采用多级串联方式,大型水厂则采用分级搅拌方式,一般内设3~4挡搅拌机。 在国外,机械搅拌絮凝池应用较多,搅拌器的布置形式也较多。搅拌器叶轮按流态可分为径向流式叶轮和轴向流式叶轮,轴向流式叶轮搅拌器不存在分区循环,单位功率产生的流量大,剪切速率小,且在桨叶附近较大范围内分布均匀,具有较强的最大防脱流能力,因此在生产实践中应用广泛。 二水平轴式机械搅拌池的优缺点及运行工况

絮凝形式比较

1.1絮凝工艺简介絮凝工艺的基本要求是,原水与药剂经混合后,通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝 体。絮凝池形式较多,概括起来分成两大类:水力搅拌式和机械搅拌式。考虑到机械絮凝池维修工作量大、能耗高,本技改工程拟采用水力絮凝池。水力絮凝工艺主要有以下几种:微涡流絮凝工艺 /隔板工艺、折板工艺及网格工艺等,相关工艺简述如下: 1.1.1微涡流絮凝工艺简介 水的涡旋流动增加流速梯度,促进水中胶体亚微扩散与絮体碰撞,提高絮凝效率。涡流尺寸越小,越接近絮体尺 寸(毫米级),效果越显著。隔板等絮凝池为大涡流(米级),折板等絮凝池为中涡流(分米级),网格絮凝池为小涡流(厘米级)。而微涡流絮凝工艺,其产生微涡流的数量和效果均优于网格絮凝池,絮凝效率较传统工艺提高一倍以上。 微涡流絮凝工艺的核心是微涡流絮凝器,其为空心球体结构,表面开有小孔,当水流以适当的流速穿过小孔,在 壳体内外表面处产生大量的小涡流,同时因壳体流速较小,形成絮凝泥渣层,泥渣层对水流的扰动产生微涡流。 微涡流絮凝工艺的特点是: ①絮凝效率高,与传统工艺相比产水量可提高50?100% ; ②反应时间短,只要 5?8分钟,是传统工艺的1/3/?1/2 ; ③絮体质量高,有利于提高沉淀效率; ④水量水质变化适应能力强,可适应负荷50?120 %范围内变化; ⑤岀水质量稳定,絮凝剂消耗降低10?20%,滤池反洗水节约 30%以上; ⑥安装简单,维护方便,改造只需少量土建改动,微涡流絮凝器直接投入使用,施工周期短,且絮凝器不易堵塞,便于清洗,寿命长。 1.1.2隔板絮凝工艺简介 隔板絮凝池是应用历史悠久、目前仍常应用的一种水力搅拌絮凝池,有往复式和回转式两种。后者是在前者的基 础上加以改进而成。在往复式隔板絮凝池内,水流作 180度转弯,局部水头损失较大,而这部分能量消耗往往对絮凝效果作用不大。因为 180度的急剧转弯会使絮体有破碎可能,特别在絮凝后期。回转式隔板絮凝池内水流作 90 度转弯,局部水头损失大为减小,絮凝效果也有所提高。 隔板絮凝池通常用于大、中型水厂,因水量过小时,隔板间距过狭不便施工和维修。隔板絮凝池优点是构造简单,管理方便。 缺点是流量变化大者,絮凝效果不稳定,与折板及网格絮凝池相比,因水流条件不甚理想,能量 消耗(即水头损失)中的无效部分比例较大,故需较长絮凝时间,池子容积较大。 1.1.3折板絮凝工艺简介 折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的,目前已得到广泛应用。折板絮凝池是利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态,是能量损失得到充分 利用,停留时间缩短,折板絮凝有多种形式,可以波峰对波谷平行安装,称“同波折板”;也可波 峰相对安装,称“异波折板”。按水流通过折板间隙数,又分为“单通道”和“多通道”。折板絮凝池可布置成 竖流或平流式。 折板絮凝池的优点是:水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩放、流动且连续不断, 以至形成众多的小涡旋,提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比,水流条件大大改善,亦 即在总的水流能量消耗中,有效能量消耗比例提高,故所需絮凝时间可以缩短,池子体积减小。

一大型净水厂网格斜管絮凝沉淀池设计计算方法

净水厂网格斜管絮凝沉淀池设计计算方法 胡江博 (陕西金水桥工程设计有限责任公司,陕西,西安,710000)【摘要】本文以一净水厂为例,对净水厂网格絮凝池和斜管沉淀池的设计计算方法进行了说明,为以后城镇供水项目设计人员提供了相关参考。 【关键词】净水厂;网格絮凝池;斜管沉淀池;设计计算 在给水处理中,网格絮凝池和斜管沉淀池是水处理时常用的构筑物。在城镇供水项目中,单池处理水量在1.0万~2.5万m3/d时,宜采用网格絮凝池和斜管沉淀池综合设计。 本文以西北地区一大型净水厂为实例,对以上两种常用构筑物进行设计计算分析,此水厂设计供水规模4.0万m3/d,水厂自用水量5%。构筑物分两组设计,每组可独立运行,单组的处理水量为2.1m3/d,即 0.243 m3/s。 一、网格絮凝池及过渡段设计计算 (一)絮凝池有效容积 V=QT=0.243×18×60=262.44 m3 式中:Q-单个絮凝池处理水量(m3/s);V-絮凝池的有效容积(m3);T-絮凝时间(s),规范要求12~20min。 (二)絮凝池面积 A=V/H=262.44/4=65.61m2 式中:A-单个絮凝池面积(m2);V-絮凝池的有效容积(m3);H-有效水深(m)。 (三)单格面积 f=Q/V=0.243/0.12=2.03m2 式中:f-单格面积(m2);Q-单个絮凝池处理水量(m3/s);v-竖井内流速(m/s),规范要求0.10~0.14m/s。 假设栅格为正方形,尺寸1.45m×1.45m,每格实际面积为2.10m2,计算出分格数为: n=65.61/2.10=31.24,取整数n=32。 每组池子布置4行,每行分8格,栅格混凝土厚度取0.2m,每个池子净尺寸为:L=6.4m,B=13.0m。 (四)实际絮凝时间 t=nfH/Q=32×2.1×4/0.243=18.43min 式中:t-实际絮凝时间(min);n-栅格个数;f-单格实际面积(m2);H-有效水深(m);Q-处理水量(m3/s)。 (五)絮凝池排泥 泥斗深度取1.0m,泥斗底边宽度取0.4m,斗坡与水平夹角为62°>45°,符合要求;排泥采用多斗

机械絮凝池计算

3机械絮凝池 3.1 机械絮凝池尺寸 采用2座机械搅拌絮凝池,则每座池的设计流量为: Q s /m 429.0=h /m 1546=2 3092=33 ; 絮凝时间一般宜为15~20min ,设计取 T=20min;则絮凝池有效容积为: 33.515=6020×1546=60=m QT W ; 为配合沉淀池尺寸,絮凝池分三组,每组四格,每格尺寸:3.5m ×3.5m ; 水深:H=3.7m ,絮凝池超高0.3m ,则池子总高度为4.0m ; 絮凝池实际容积:W=7.3×5.3×5.3×4×3=543.9m 3; 实际絮凝时间:T=W /Q=543.9/0.429=1268s=21.13min ; 絮凝池分格隔墙上过水通道上下交错布置,每格设一台搅拌机。为加强搅拌效果,于池子四周壁设置四块固定挡板。 3.2 搅拌设备尺寸 为保证叶轮边缘与池子侧壁间距不大于0.25m ,叶轮直径采用:D=3.0m ,半径为:1.5m 叶轮中心桨板线速度宜自第一档的0.5m/s 逐渐变小至末档的0.2m/s 。本次设计采用采用:v 1=0.5m ,v 2=0.4m ,v 3=0.3m ,v 4=0.2m ; 桨板长度取l=2.0m(桨板长度与叶轮直径之比:l/D=2.0/3.0=66.7%<75%); 桨板宽度取:b=0.14m(1/15<b/l <1/10);

每根轴上桨板8块,内外各4块。装置尺寸见右图: 旋转桨板面积与过水断面面积之比为: 30.17= 7 .3×5.314.0×0.2×8%; 四块固定挡板宽×高=0.10m ×2.0m , 其面积与过水断面面积之比为: 18.6=7 .3×5.310.0×0.2×4%; 桨板总面积占过水断面面积的百分 比为: 图3—2 垂直轴搅拌设备 %%<%%2524.17=6.36+17.81; 叶轮桨板中心点旋转直径: D 0=[(1500-680)/2+680]×2=2180mm=2.18m ; 叶轮旋转角速度分别为: 0.459rad/s =0.5/2.18×2=/D 2v =w 011 0.367rad/s =0.4/2.18×2=/D 2v =w 022 0.275rad/s =0.3/2.18×2=/D 2v =w 033 0.183rad/s =0.2/2.18×2=/D 2v =w 044 桨板宽长比:b/l=0.14/2<1,查《给水排水设计手册.第三册》表7-27得: ψ=1.10,则:

涡流絮凝池设计教案资料

涡流絮凝池计算 1、已知条件 设计流量Q=20000(m 3/d )=833(m 3/d )。 2、设计计算 先按池数为n=4计算。 (1)圆柱部分横截面积f 1。上圆柱部分上升流速采用v 1=5mm/s ,则 f 1=13.6Q nv = 8333.645 ??=11.56(m 3) (2)圆柱部分直径D 1。 D 1= =3.84(m ) (3)圆锥部分底面积f 2= 833360040.7??=0.826(m 3) (4)圆锥底部直径D 2。 D 2= = (m ) 采用D 2=0.356m ,则 圆锥部分实际面积f 2=0.0962(m 2) 圆锥部分底部入口处实际流速v 2= 23600f Q n = 833360040.0926 ??=0.601(m/s ) (5)圆锥部分高度H 2。 H 2= D 1/2=1.92(m ) (6)圆锥部分高度H 1。底部锥角θ=40°,则 H 1= 12D D cot(/2) 4.81()2 m θ-= (7)池底立管高度H 3。 池底立管高度H 3=0.678m (按350m m ×350mm 钢制三通计算)。 (8)每尺容积W 。 W=D 12 2222212112123D ()312H D D D D H D π ??++++??=42.7(m 2) (9)絮凝时间T 。 T=60nW Q =60442.712.3(min)833 ??= T ﹥10min ,故需原尺寸进行调整。由上述计算方法可知,增加池数n 可减少单池容积W ,从而使絮凝时间T 减小,下面按照n=6计算,v 1与v 2不变。 18337.71()3.665f m = =?? 1 3.14()D m ==

折板絮凝池

折板絮凝池 本设计采用折板絮凝池。折板絮凝池是在絮凝池内,放置一定数量的折板,水流沿折板上、下流动,经过无数次折转,促进颗粒絮凝。这种絮凝池因对水质水量适应性强,停留时间短,絮凝效果好,又能节约絮凝药剂,因此选用次絮凝池。 设计计算: 1.单组絮凝池有效容积 Q=30000/24=1250m3/h V=QT=1250*12/4/60=62.5m3 2.絮凝池长度 取 H’=3.25m,B=6.0m L’=V/H’/B=62.5/3.04/6=3.25m 絮凝池长度方向用隔墙分成三段,首段和中段均为1.0米,末段格宽为2.0米,隔墙厚为0.15米,则絮凝池总长度为 L=3.25+5*0.15=4.0m 2.各段分隔数 与沉淀池组合的絮凝池池宽为24.0米,用三道隔墙分成四组,每组池宽为B’=[24-3*0.15]/4=5.8875m 首段分成10格则每格长度 L 1 =2[5.8875-4*0.15]/10=1.06m 首段每格面积为 f1=1.0*1.06=1.06m2 通过首段单格的平均流速为 v1=1250/3600/4/1.06=0.082m/s 中段分为8格,末段分为7格,则中段和末段的各格格长、面积、平均流速分别为 L2=1.36m f2=1.36m2 v2=0.064m/s L3=0.71m f3=1.42m2 v3=0.061m/s 3.水头损失计算 相对折板 取v 1=0.14m/s v 2 =0.27m/s h 1=0.5*(v 1 2-v 2 2)/2g=0.00136m 渐缩段水头损失 取F 1=0.56m2 F 2 =1.06m2 h 2=[1+0.1-(F 1 /F2)2]v 2 /2g=0.00082m h=0.312m 平行折板

混合和絮凝池设计doc资料

混合和絮凝池设计

混合和絮凝池设计

1.机械搅拌混合池的设计 设计基本要求 浆板式搅拌器的设计参数 搅拌所需功率 例1-1 机械搅拌混合池计算 2.机械搅拌絮凝池设计 设计基本要求 设计规定 设计计算 搅拌器转速计算 搅拌器功率计算 例 2-1 水平轴式浆板搅拌絮凝池计算 例 2-2 垂直轴式浆板搅拌絮凝池计算

混合和絮凝池设计 存在于水和废水中的胶体物质一般都具有负的表面电荷,胶体的尺寸约在0.01~1.0μm,颗粒间的吸引力大大小于同性电荷的相斥力,在稳定的条件下,由于布朗运动使颗粒处于悬浮状态,为了除去水中的胶体颗粒,在水处理工艺中通常使用投加化学药剂---混凝剂,使胶体颗粒脱稳并形成絮体,这一过程称之为“混凝”;为促使“混凝”过程产生的细而密的絮体颗粒间的接触碰撞凝聚成较大的絮体颗粒,这一过程称之为“絮凝”。只有当胶体颗粒获得完善的絮凝过程产生稠密的大颗粒絮体之后,才能在后序的沉淀池中藉重力被有效地除去。 絮凝作用有两种形式:⑴微絮凝和⑵大絮凝。两种絮凝的基本区别在于涉及的粒子尺寸。微絮凝的粒子范围为0.001~1.0μm,其颗粒的絮凝是基于布朗运动或随机热运动而完成的;大絮凝系指大于1-2μm粒子的絮凝,则是通过诱发的速度梯度和粒子沉降速度差来完成。 为了强化絮凝过程,可投加絮凝剂,絮凝剂可为天然的或有机合成的聚合物。 由于“混凝”和“絮凝”两个过程所要求的水力条件是不相同的,在设计中常被置于混合池和絮凝池两个不同的单元内去完成。 1.机械搅拌混合池的设计 设计基本要求 对混合池设计的基本要求是使投加的化学混凝剂与水体达到快速而均匀的混合,要在水流造成剧烈紊动的条件下投入混凝剂,一般混合时时间5~30秒,不大于2分钟。但对于高分子絮凝剂而言,只要达到均匀混合即可,并不苛求快速。混合池的设计以控制池内水流的平均速度梯度G值为依据,G值一般控制在500~1000秒-1范围,过度的(G值超过1000S-1)和长时间的搅拌,会给后序的絮凝过程带来负面的影响。

折板絮凝池计算书

折板絮凝工艺设计计算书 一、主要采用数据 1.水厂规模为40000m3/d ,已经加自用水量,则净水处理总水量应为: Q 设计 =40000m 2/d =1666.67m 2/h =0.463m 2/s 2.设总絮凝时长为:T=17min 3.絮凝区有效尺寸: V 有效 = Q 设计×T ×60=234.6m 3 4.絮凝池的布置: 将絮凝池分为两个并联的池,根据沉淀池的宽度10m ,每个絮凝池的宽度为5m 。且设其有效深度H=3.6m ; 因此有,单个絮凝池的尺寸为13.0×5m ×3.6m (长宽深)。单个流量Q=0.23m 2 /s, 将每个絮凝池分为三段絮凝,第一段采用相对折板(第1~3格)、第二段采用平行折板(第3~6格)、第三段采用平行直板(第7~8格)。折板采用单通道。1~6格折板厚度采用0.06m 。第7~8格为0.1m 。 二、详细计算 一)第一絮凝段: 设通道宽度为B=1.4m ,设计中间峰速v 1=0.3m 2 /s 1)、中间数据 ①中间峰距:b 1 =Q/(v 1 *B )= 0.23 m2 /s 1.4m ?0.3m2 /s =0.55m ②中间谷距:b 2 =0.55+0.355*2=1.26m 2)、侧边数据 ①侧边峰距:b 3 = B ?3b ?4(c+t)2 = 5?3?0.55?4?(3.55+0.4) 2 = 0.885m ②侧边谷距:b 4=0.885+0.355=1.240 3)、速度 ①中间谷距速度:v 2 = Q/(b 2 *B )= 0.2 3 m2 /s 1.4m ?1.260m =0.130 m 2 /s ②侧边峰距速度:v 3 = Q/(b 3 *B )= 0.23 m2 /s 1.4m ?0.885m =0.186 m 2 /s ③侧边谷距速度:v 4 = Q/(b 4 *B )= 0.23 m2 /s 1.4m ?1.240m =0.132 m 2 /s 4)、上下转弯数据 ①设上转弯高度:0.72m 、 上转弯速度:v 上 = Q/(0.72 *B )= 0.23 m2 /s 1.4m ?0.72m =0.228 m 2 /s ②设下转弯高度:0.90m 下转弯速度:v 下 = Q/(0.9 *B )= 0.23 m2 /s 1.4m ?0.9m =0.193 m 2 /s 5)、水头损失 ⑴缩放损失 ①中间渐放段损失: h 1 = ε v12 ?v22 2g =0.00186m (ε 取0.5)

反应絮凝池及斜管沉淀池计算

反应絮凝池及斜管沉淀池计算

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反应絮凝池及斜管沉淀池计算 1、栅条絮凝池设计计算 1.1、栅条絮凝池设计 通过前面的论述确定采用栅条絮凝池。栅条絮凝池是应用紊流理论的絮凝池,网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格,进水水流顺序从一格流向下一格,上下接错流动,直至出口,在全池三分之二的分格内,水平放置栅条,通过栅条的孔隙时,水流收缩,过孔后水流扩大,形成良好的絮凝条件。 1.1.1网格絮凝池设计要求: (1)絮凝时间一般为10-15min。 (2)絮凝池分格大小,按竖向流速确定。 (3)絮凝池分格数按絮凝时间计算,多数分成8-18格,可大致按分格数均匀成3段,其中前段3-5min,中段3-5min,未段4-5min。 (4)栅条数前段较多,中段较少,未段可不放。但前段总数宜在16层以上,中段在8层以上,上下两层间距为60-70㎝。 (5)每格的竖向流速,前段和中段0.12-0.14m/s,未段0.22-0.25m/s。 (6)栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸。前段栅条缝隙为50㎜,中段为80㎜。 (7)各格之间的过水孔洞应上下交错布置,孔洞计算流速:前段0.3-0.2 m/s,中段0.2-0.15m/s,末段0.14-0.1m/s,各过水孔面积从前段向末段逐步增大。所有过水孔须经常处于淹没状态。 (8)栅孔流速,前段0.25-0.3m/s,中段0.22-0.25m/s。

水平轴式机械絮凝池设计

水平轴式机械絮凝池设计 1. 已知条件: 池宽8.2B m =,絮凝时间16min t =,采用水平轴式机械絮凝池,设计两座,设计流量33333075/1378.13/0.3828/Q m d m h m s ===。 2. 设计计算: 池体尺寸: 每池容积:31378.1316367.56060 Qt W m ?= == 池宽B : 与沉淀池宽度对应,池宽8.2B m =(包括导流墙厚) 池长L :取有效水深 3.7H m =,则367.512.118.2 3.7W L m BH ===?,取12L m =,则实际絮凝池容积为 3m 。 搅拌设备: 絮凝池分为3挡,每挡有3根搅拌器。 叶轮直径。叶轮旋转时,应不露出水面,也不触及池底。取叶轮边缘与水面及池底间净空0.15h m ?=,则: 2 3.720.15 3.4D H h m =-?=-?= 叶轮的桨板尺寸。桨板长度8.240.2 2.53 l m -?==,桨板宽度取 0.2b m =,其中/ 2.5/3.40.7350.75l D ==<,满足要求。 每个叶轮上设置4块桨板,每排搅拌器上桨板总面积与絮凝池过水断面积之比:桨板总面积22.50.2436m ???=,过水断面面积:28.2 3.730.34m ?=,两者之比为%<25%,满足要求。 搅拌器转数0n 与角速度ω。60o o v n D π=,2o v D ω=,第一排叶轮10.55/v m s =,第二排叶轮 20.4/v m s =,第三排叶轮30.2/v m s =,其中 2.70.2 2.7o D m =-=。则: 第一排搅拌器转数1160600.55 3.28/min 3.14 3.4 v n r D π?===?, 11220.550.367/2.7 o v rad s D ω?===; 第二排搅拌器转数2260600.4 2.39/3.14 3.4 v n m s D π?===?,20.267/rad s ω=;

混合絮凝池、沉淀池施工方案

第一章、工程概述 1、工程概况 混合絮凝池共分A、B两座,对称分布,设计流量15吨/日,混合池采用垂直轴机械搅拌器搅拌,絮凝池采用垂直轴机械絮凝器絮凝。设计流量 0.912m3/s,混合时间54s,总絮凝时间21min。本单体单个建筑面积276.74杆,设计使用年限50年。 沉淀池设计规模15吨/日,共分A、B两座,对称分布,采用双层平流沉淀池斜板沉淀池的组合形式。本单体单个建筑面积1266.73m2,设计使用年限50年。 2、材料要求 混凝土:等级C30、抗渗等级S6,抗冻标号F150垫层混凝 土C15 钢筋:HPB235 (? )HRB335 (①) 混凝土中所用的其他要求:混凝土水泥采用普通硅酸盐水泥, 水灰比不宜大于0.5;骨料应有良好的级配,粗骨料粒径不宜大于40mm,且不超过最小断面厚度的1/4;含泥量按重量计应不超过1%; 砂子的含泥量及云母含量按重量计不应超过3%;混凝土中碱含量最 大值应符合《混凝土碱含量限值标准》的规定;混凝土宜掺加复合型高效抗裂砼外加剂提高抗渗抗裂能力。 3、工期目标:主体100天,装饰装修60天(单池计划) 4、质量目标:合格 5、安全生产、文明施工目标::达到桐乡市建设工程安全生产文明施工标准化样板工地 6、编制依据

1、施工图纸及设计变更 2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》 3、《给排水构筑物施工验收规范》 4、《给排水构筑物施工手册》 5、《混凝土外加剂应用技术规程》 6、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 7、《钢筋混凝土有热轧光园钢筋》 &《砼强度检验评定标准》 9、《工程测量规范》 10、《砼泵送施工技术规程》 11、《钢筋焊接及试验规程》 12、《建筑工程质量检验评定标准》 13、《建筑安装工程质量检验评定统一标准》 14、《给水管道排水管道工程施工及验收规范》 第二章、施工准备 1劳动力安排 本单体工期要求紧,力争70天内完成主体结构,达到试水条件, 因此配备高素质的作业队伍是实现合同工期和确保工程质量的主要条件保证,本工程拟投入一个土石方班组,两个土建班组,两个钢筋班组,两个模板班组,一个安装班组,总人数为110人。

絮凝沉淀池设计

絮凝平流沉淀池设计本水厂采用平流式沉淀池,该沉淀池适用于大、中型水厂;其优点:(1)造价较低;(2)操作管理方便,施工较简单;(3)对原水浊度适应性强,潜力大,处理效果稳定;(4)带有机械排泥设备时,排泥效果好。其缺点:(1)占地面积较大;(2)不采用机械排泥装置时,排泥较困难;(3)需维护机械排泥设备。1 、设计处理水量为:,沉淀池分2座,则单池处理水量为:162000/281000 3375 0.94 沉淀池停留时间T:由原水水质和沉淀后的水质要求确定,一般采用 1.0~3.0 小时,本设计沉淀时间设为T2h;沉淀池水平流速v:沉淀池内平均流速一般为10~25mm/s;进出水均匀,池内水流顺直,流态良好时,池中水平流速亦可高达30~50 mm/s;本设计水平流速为v15mm/s2、池身的尺寸设计:(1)单池的容积为:(2)有效水深取H3.5m,超高取0.5m,则实际池深为4m。(3)沉淀池长:L 3.6 T1 3.6 15 2 108 m ;(4)池宽为:,实际池宽取16m 由于宽度较大,沿纵向每池中间设一个导流墙,导流墙采用砖16 0.24砌,墙宽240mm ,沉淀池每格宽度 b 7.88m 。2(5)校核池身的尺寸:长宽比:符合要求长深比:符合要求水平流速校核:,符合要求3、进水穿孔墙:为使水流均匀分布在整个进水截面上,并尽量减少扰动,在沉淀池进口处用砖砌穿孔。墙长 16m,墙高4m,有效水深3.5m ,单池设计流量为0.94 ,

孔口流速为0.2m/s(为防止絮凝体破碎,孔口流速不宜大于0.15~0.2m/s)。⑴孔口面积:;则孔洞个数N2孔洞形状采用矩形尺寸为宽×高:15cm×8cm,4.7 N 391.6 个;取392 个0 0.15 0.083孔洞布置:①孔洞布置成7 排,每排孔眼数为:个②水平方向孔洞间距取125mm孔与墙之间的间距为200mm,则每排56 个孔洞时其所占的宽度为 剩余宽度均分在灰缝中。③垂直方向孔洞净距取 250mm最上一排孔眼的淹没水深为300mm在沉泥面以上0.5m 处至池底部分的花墙不设孔眼,则孔眼的分布高度为: 3007×806×2505002860mm 剩余高 度:H-28603500-2860640mm 均分在灰缝中;2 v④进水水头损失:h1 1 式中,——局部损失系数,取2.0;2g 则h12 0.002m(2)水利条件的校核:bH 5.25 3.5①水力半径R 1 .5 m 。b 2 H 5.25 3.5 2 v2 0.015 2 Fr 1.53 10 5②弗劳德数Rg 1.5 9.81 ,满足1×10-5---1×10-4符合要求。③雷诺数Re R / 0.015×1.50/1.003× 22433按水温20 度计,4、排泥设施:为取得较好的排泥效果,采用虹吸式机械排泥机排泥。6(1)干泥量Q干泥81000 m 3 / h 500 mg / L 10 mg / L 10 4.8t / d 0.2t / h ,取含水率98 ,则污泥量Q泥Q 干泥/1 98 0.2 0.02 10m 3 / h(2)排泥设施的选择:5、出水区设计:沉淀后的水应尽量在出水区均匀出流,本设计采用薄壁溢流堰,渠道(1)溢流堰的总堰长:,式中,q ——溢流堰的堰上

水平轴式机械絮凝池设计培训讲学

水平轴式机械絮凝池 设计

水平轴式机械絮凝池设计 1. 已知条件: 池宽B 8.2m ,絮凝时间t 16min ,采用水平轴式机械絮凝池,设计两 座,设计流量 Q 33075m 3 / d 1378.13m 3/h 0.3828m 3 /s 。 2. 设计计算: ⑴池体尺寸: ① 每池容积:W 色 1378.13 16 367.5m 3 60 60 ② 池宽B : 与沉淀池宽度对应,池宽B 0.2m) ③ 池长L :取有效水深H 3.7m ,则L — BH L 12m ,则实际絮凝池容积为364.08 m 3 。 ⑵搅拌设备: 絮凝池分为3挡,每挡有3根搅拌器。 ① 叶轮直径。叶轮旋转时,应不露出水面,也不触及池底。取叶轮边 缘与水面及池底间净空 h 0.15m ,贝U : D H 2 h 3.7 2 0.15 3.4m ② 叶轮的桨板尺寸。桨板长度丨 愛 丄空 2.5m ,桨板宽度取 3 b 0.2m ,其中 1/D 2.5/3.4 0.735 0.75,满足要求。 ③ 每个叶轮上设置4块桨板,每排搅拌器上桨板总面积与絮凝池过水 断面积之比:桨板总面积 2.5 0.2 4 3 6m 2 ,过水断面面积: 8.2 3.7 30.34m 2,两者之比为19.78%<25%满足要求。 ④ 搅拌器转数n 与角速度。n 。如, 別,第一排叶轮 D o D o V 1 0.55m/s ,第二排叶轮 V 2 0.4m/s ,第三排叶轮 也 0.2m/s , 其中 D o 2.7 0.2 2.7m 。贝U: 8.2m (包括导流墙厚 367.5 12.11m ,取 8.2 3.7

网格絮凝池计算例题

3.2 絮凝 3.2.1 设计要点: (1)网格絮凝池流速一般按照由大到小进行设计。 (2)反应时间10~30min,平均G 值20~70s -1 ,GT 值104~105 ,以保证絮凝过程的充分和完善。 (3)为使絮粒不致被破坏或产生沉淀,絮凝池内流速必须加以控制,控制值随絮凝池形式而异。 (4)絮凝时间6~15min ,絮凝池内的速度梯度G 由进口至出口逐渐减小,G 值变化范围100~151s -以内,且GT ≥2×410。 3.2.2 设计参数 絮凝池设计(近期)2组,每池设计流量为: Q =3600 ×24 1.0510×5.34? m 3/d =0.425 m 3/s 。 絮凝时间t =10 min ,设计平均水深h =3.6 m 。 3.2.3 设计计算 絮凝池的有效容积V :V =Qt =0.425×10×60=255 m 3 絮凝池的有效面积:A 1=V/h =255/3.6=70.8 m 2 水流经过每个的竖井流速v 1取0.12 m/s ,由此得单格面积: f =Q/ v 1=0.425/0.12=3.54 m 2 设计单格为正方形,边长采用1.90m ,因此实际每格面积为3.61 m 2,由此得到分格数为n =70.8/3.61=20格。 实际絮凝时间为:t = 0.425 20 3.61.901.90???=611.6s ≈10min 絮凝池得平均水深为3.6m ,取超高为0.3m ,得到池得总高度为: H =3.6+0.3=3.9 m , 从絮凝池到沉淀池的过渡段净宽1.5 米。 取絮凝池的格墙宽为200mm ,即0.2m , 单组絮凝池:长:1.9×5+0.2×6=10.7m

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