管式靜態(tài)混合器流量如何計(jì)算

1、管式靜態(tài)混合器流量怎么計(jì)算根據(jù)靜態(tài)混合器連續(xù)操作的特點(diǎn), 定義描述其混合效果的混合度表達(dá)式,并利用不相溶的兩相流體混合后的體積等于它們各自體積之和的原理,建立動態(tài)求取各組分體積分?jǐn)?shù)和流量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)裝置.結(jié)果表明 :利用該方法測定靜態(tài)混合器的混合效果避免了多點(diǎn)取樣,提高了測量的準(zhǔn)確性并減少了實(shí)驗(yàn)時間,可以用于混合產(chǎn)品質(zhì)量的在線檢測,并為靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)提供參考依據(jù).2 管式混合器混合設(shè)備的基本要求是，藥劑與水的混合必須均勻，混合設(shè)備種類較多，常用的有水泵混合，管式混合，機(jī)械混合。水泵混合效果較好，不需要另外建設(shè)混合設(shè)施，節(jié)省動力，大中小型水廠均可以使用，但是采用三氯化鐵作

2、為混凝劑時，若投藥量較大，藥劑對水泵葉輪有輕微的腐蝕作用。當(dāng)水泵距離反應(yīng)池較遠(yuǎn)時，不宜采用水泵混合。機(jī)械混合是在池子內(nèi)安裝攪拌設(shè)備，以電動機(jī)驅(qū)動攪拌器使水與藥劑混合，機(jī)械攪拌的優(yōu)點(diǎn)是混合效果好，且不受水量變化的影響，適用于各種規(guī)模的水廠，缺點(diǎn)是增加機(jī)械設(shè)備并且相應(yīng)增加維修費(fèi)用，目前廣泛采用的是管式混合器。方式 優(yōu) 缺 點(diǎn) 適用條件管式混合優(yōu)點(diǎn)：1.設(shè)備簡單2.不占地缺點(diǎn): 1.當(dāng)流量減小時可能在中反應(yīng)混凝2.一般管道混合效果較差,但采用靜態(tài)管式混合器效果好,但水頭損失大. 適用于流量變化不大的水廠混合池混合優(yōu)點(diǎn):1.混合效果好2.某些池型能調(diào)節(jié)水頭高低,適應(yīng)流量變化缺點(diǎn):1.占地面積大2. 某

3、些進(jìn)水方式要帶入大量氣體適用于大中型水廠水泵混合優(yōu)點(diǎn) :1.設(shè)備簡單2.混合充分,混合效果好3.不消耗動能缺點(diǎn):吸水管較多時投藥設(shè)備要增加,安裝管理復(fù)雜適用于一級泵房距離處理構(gòu)筑物120 米以內(nèi)的各種規(guī)模的水廠漿板式機(jī)械混合優(yōu)點(diǎn) :1.混合效果好2. 水頭損失小缺點(diǎn):1.需要動能設(shè)備2.管理維護(hù)比較復(fù)雜適用于各種規(guī)模的水廠杭州西區(qū)水廠設(shè)計(jì)采用靜態(tài)管式混合器,靜態(tài)管式混合器混合效果好,主要由混合組件構(gòu)成,將它放入絮凝池進(jìn)水管道中即可,混合組件可以用鋼板剪切成橢圓形,在軸線處上下彎折成26.5 度的夾角,各個組件相互垂直交叉,在端點(diǎn)處焊接既為一節(jié)組件。設(shè)計(jì)使用要求如下：混合組件數(shù)目為1-4 節(jié)，流

4、速小時采用上限水頭損失等于Q- 流量d- 進(jìn)水管管徑mn- 混合單元數(shù)一般靜態(tài)管式混合器的水頭損失為0.5 米混凝劑采用聚合硫酸鐵（PF S）,混凝工藝采用管式混合器，采用 2節(jié)混合單元，流速為 （在之間 取值），進(jìn)水管兩根，投藥設(shè)備 混凝劑為PAC,混凝工藝采用管式靜態(tài)混合器，混合元件數(shù)可為1-4節(jié)，取 2 節(jié)。水頭損失一般水頭損失要小于0.5md=880mm, 取 0.9m加藥點(diǎn)設(shè)在混合器進(jìn)口處，并增加藥液擴(kuò)散器，使混凝劑在管道內(nèi)很好擴(kuò)散。藥劑投配設(shè)備的設(shè)計(jì)藥劑采用PAC,混凝劑最大投加量阿 a=20mg/l溶液池溶解池藥劑用泵投加取超高0.3mR=0.6 取 0.7m3.3 隔板絮凝池3

5、.3.1 適用條件（ 1 ） .產(chǎn)水量大于3 萬噸 /天的水廠，單池水量為1000 10000 噸 /小時，否則隔板間距太小，不便施工和管理。（ 2 ） .要求水量變動較小，以保證穩(wěn)定的絮凝效果。（ 3 ） .一般和平流沉淀池和斜管沉淀池合建。3.3.2 設(shè)計(jì)要求（ 1 ） .絮凝時間一般為20 30 分鐘，色度高或較難婿凝的原水采用上限。（ 2 ） .絮凝池一般應(yīng)不少于兩個或分成兩格，以便清洗檢修。（ 3） .絮凝池的廊道流速，從起端的0.5 0.6 m/s ，逐步遞減到末端的0.2 0.3 m/s ，據(jù)此計(jì)算廊道的端面尺寸。一般絮凝池做成平底，因此廊道寬度從起端到末端逐漸增大，但也可以做成

6、坡底。（ 4 ） .隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e為相鄰廊道過水?dāng)嗝娣e的1.2 1.5 倍。（ 5 ） .為便于施工，清洗和檢修，隔板間距不能小于0.5 米，水量小不能滿足間距小于0.5 米的要求時，可看情況采取措施，或減小絮凝池深度，或在絮凝池底部用混凝土或其它的材料填高，也可以將絮凝池建成上下兩層，原水從下層進(jìn)入，在進(jìn)入上層，下層高度在1.7 米以上，以便人工排泥，在下層適當(dāng)部位應(yīng)安裝透氣孔。當(dāng)原水含沙量大時，下層積泥較難清除，會影響絮凝效果。（ 6） .為便于排泥，隔板絮凝池應(yīng)有0.02 0.03 的底坡，并設(shè)直徑大于150 毫米的排泥管。（ 7） .往復(fù)式隔板絮凝池總水頭損失約為0.3 0.

7、5 米，回轉(zhuǎn)式在0.2 0.35 之間。（ 8） ） .回轉(zhuǎn)式絮凝池也可根據(jù)場地情況和沉淀池寬度，進(jìn)行布置。（ 9） .絮凝池的平均速度剃度G 一般在 30 60 ， GT 需達(dá) 10000 100000 （ 10） .隔板材料也可用一磚墻，預(yù)制混凝土插板或現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱間砌半磚墻等，墻身應(yīng)有足夠強(qiáng)度，以防倒塌。3.3.3 計(jì)算公式網(wǎng)格絮凝池的計(jì)算公式如表項(xiàng)目 公 式 說 明池體積一流量（）T一絮凝時間（）一有效水深（）一豎井流速（）一各段孔洞流速（）一 每層網(wǎng)格水頭損失（） 每個孔洞水頭損失（） 各段過網(wǎng)流速（） 網(wǎng)格阻力系數(shù)，前段取1.0，中段取 0.3 孔洞阻力系數(shù)，可取3.0池面積池

8、高分格面積分格數(shù)豎井之間孔洞尺寸總水頭損失3.3.4 絮凝池計(jì)算絮凝池凈長度單池容積：池子長度：B 按沉淀池寬度采用14m池內(nèi)平均深度池子長度（隔板間凈距之和）：廊道寬度設(shè)計(jì)絮凝池起端流速取，末端流速取，首先根據(jù)起末端流速和平均水深算出起末端廊道寬度，然后按流速遞減原則，決定廊道分段數(shù)和各廊道寬度。起端廊道寬度為便于施工和檢修，隔板間凈距一般宜大于0.5m ，所以取b=0.5m末端廊道寬度，取b=0.9m廊道寬度分成4 段，各段廊道寬度和流速見下表。應(yīng)注意，表中所求廊道內(nèi)流速均按平均水深計(jì)算，故只是廊道真是流速的近似值，應(yīng)為廊道水深是遞減的。不過，設(shè)計(jì)中這樣已滿足要求。廊道寬度和流速計(jì)算表廊道

9、分段號1 2 3 4各段廊道寬度（m）0.5 0.6 0.7 0.9各段廊道流速（m/s ）0.38 0.32 0.27 0.21各段廊道數(shù)9 8 7 5各段廊道總凈寬（m ）4.5 4.8 5.6 4.5四段廊道寬度之和：取隔板寬度S =0.1m ,共28塊隔板，則絮凝池總長度L為：各段水頭損失計(jì)算反應(yīng)池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿磨面，粗糙系數(shù)n=0.014第一段水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為9 次，廊道長度為反應(yīng)池第一段水頭損失：各段水頭損失計(jì)算結(jié)果見表：各段水頭損失計(jì)算段數(shù)1 9 126 0.232 0.34 0.38 56.5 0.172 8 112 0.316 0.27 0.32 59

10、.3 0.103 7 98 0.357 0.23 0.27 59.9 0.0634 4 56 0.396 0.19 0.21 61.0 0.024GT 值計(jì)算（t=20 ）：在 之間符合要求。池底坡度： . 穿孔墻的設(shè)計(jì)：穿孔墻上的孔口流速采用0.2m/s,則孔口面積為，每個孔口的尺寸按照15cm X8cm,則孔口數(shù)目為 . 網(wǎng)格絮凝池與平流沉淀池之間的過渡區(qū)計(jì)算：網(wǎng)格絮凝池與平流沉淀池之間的過渡區(qū)的水深與絮凝池最后一個格子的水深相等，取為區(qū)的長度為L2.9 米，則過渡取 1.1 米。 . 排泥管的設(shè)計(jì)：排泥管的直徑一般為150mm-200mm. 取排泥管的長度采用4 米，直徑為200mm.3

11、.5 流沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.1 設(shè)計(jì)說明 . 可以與隔板，折板，網(wǎng)格等絮凝池合建，兩者中間用穿孔布水墻分隔。因沉淀池出口流速繳低，因此穿孔墻的孔口（圓孔或者矩形孔）流速相適應(yīng)。孔口布置在沉淀池水位以下，積泥面以上的范圍內(nèi)。 . 需要不間斷供水的水廠，池子數(shù)目或者格數(shù)不少于2 組。 .沉淀時間一般為1-3 個小時，當(dāng)原水濁度適中，水溫較高時，可以采用1.0-1.5 小時，當(dāng)處理低溫低濁水時，需要適當(dāng)延長沉淀時間。 . 水平流速可采用10-25mm/s, 池子內(nèi)水流順直，宜于采用長條式，盡量不用轉(zhuǎn)折式布置。 . 有效水深一般為3.0-3.5 米，有機(jī)械排泥時，有效水深一般為3.0 米，超高為0

12、.3 米左右。 . 池子長寬比不小于4。每米池寬可處理的水量約為2500-5000 噸 /天。 .分格寬度一般為3-8 米，最大不超過15 米。采用機(jī)械排泥時，還應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)跨度8， 10， 12， 14，16， 18 ， 20 米確定分格寬度。 . 長度比不小于10 。機(jī)械排泥時可以采用平池底。斗底或者穿孔排泥管時，池底需要有坡向排泥斗的坡度。 . 出水堰的負(fù)荷率一般不大于21 噸每天每米，但是由于水平流速提高后，流量增大，如果只在沉淀池的末端沿池的寬度設(shè)出水堰，已經(jīng)無法滿足上述負(fù)荷要求，因此常設(shè)置指行槽，以延長出水堰長度，指行槽間的凈距應(yīng)該不防礙吸泥機(jī)的來往操作。出水堰可以作成薄壁堰，鋸齒形

13、三角堰或者淹沒孔口。為適應(yīng)水位的變化和構(gòu)筑物可能的沉陷，堰口的標(biāo)高最好能上下調(diào)節(jié)。 . 排泥管的直徑大于100-150mm.平流沉淀池的計(jì)算公式見下圖：計(jì)算式 符號意義池長 水平流速（ ） 沉淀時間（ ） 設(shè)計(jì)流量（ ） 有效水深（ ） 弗勞得數(shù)，在 之間 池長寬比 水流斷面面積 （） 濕周（ ） 重力加速度 水的動力黏度 （）池平面積池寬弗勞得數(shù)水力半徑雷諾數(shù)3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算采用兩組池子，每組池子設(shè)計(jì)流量為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的選用表面負(fù)荷:沉淀池的停留時間:沉淀池的平均流速:計(jì)算 沉淀池的表面積沉淀池長:，采用70m沉淀池寬:，采用14m ，由于寬度較大，沿縱向設(shè)置一道隔墻，分成兩格，每格寬為7m

14、。排泥機(jī)選用GMN7000 型。沉淀池有效水深:采用 3.6m （包括保護(hù)高）絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻，穿孔墻上的孔口流速采用0.2m/s, 則孔口總面積為：每個孔口的尺寸為 15cm X8cm ,則孔口數(shù)為： 個沉淀池放空時間按照3 個小時計(jì)，則放空管的直徑按照公式：采用 DN=350mm出水渠斷面寬度采用1.0m ，出水渠起端按照公式：為了保證堰口自由落水，出水堰保護(hù)高采用0.1m ，則水深深度為0.68m ，水力條件核算水流截面積：W=7 X3.3=23.1水流濕周：X=7+2 X3.3=13.6水力半徑:弗勞德數(shù): 在 之間，符合要求。雷諾數(shù) : （按照水溫20 度計(jì)算 ）出水

15、堰長度復(fù)核出水堰如圖說示，每邊長 20m ,每池出水堰長度為8X20=160m出水堰負(fù)荷率為符合要求集水槽設(shè)計(jì)計(jì)算：A. 設(shè)計(jì)要求a. 按照平面布置確定集水槽的條數(shù)。b. 矩形池子的集水槽的中心距為1.2-1.8 米。圓形池子，當(dāng)Q 200-300 時，可以用圓形槽，大于300時采用圓形槽加輻射槽。c. 按照每條集水槽的集水流量（設(shè)計(jì)時考慮1.2-1.5 的超負(fù)荷系數(shù)）確定集水槽的寬度：式中 Q 為一條穿孔集水槽的流量d. 集水槽堰口或孔口上水頭損失采用0.05-0.07 米。 為保證自由出流，孔口或堰口位于槽內(nèi)水位以上0.07米左右。e. 三角堰用鋼板制成，堰口為90 度，堰口高度為0.1

16、米，堰口寬度為0.2 米。B. 集水槽的計(jì)算：集水槽尺寸計(jì)算：集水槽寬度為方便施工，槽底為平坡，設(shè)計(jì)取用槽的水深為0.20m ，孔口出流孔口前水位0.05m ，孔口出流跌落0.07m ，槽超高0.2m ，集水槽高度H=02+0.05+0.07+0.3=0.52m集水槽孔口出流，取孔口直徑25mm ，則單孔流量：孔口總數(shù)：個每個集水槽單側(cè)孔口數(shù)為：孔中心距3.5 普通快濾池3.5.1 設(shè)計(jì)說明濾池是地表水廠中不可缺少的凈水構(gòu)筑物，它是將沉淀池或者澄清池出來的濁度約為10 度左右的水，進(jìn)一步加以處理成為低濁水。普通快濾池應(yīng)用最為廣泛，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，適用于大中小型水廠。普通快濾池每一個濾格需要有4

17、個閥門，為了減少閥門和檢修工作，普通快濾池的渾水進(jìn)水閥和沖洗廢水排水閥用兩條虹吸管代替，只保留清水閥和沖洗水閥，就成了雙閥濾池。A. 適用條件：a. 一般適用于大中型水廠，單池的面積不宜超過100 ，以免沖洗不均勻。b. 可以與平流或斜管沉淀池組合使用，在原水濁度低，含藻量少時，可以考慮不經(jīng)過沉淀池而直接過濾。c. 普通快濾池的高度為3.0-3.2 米，需要與絮凝沉淀和清水池的高度相配合B. 設(shè)計(jì)要求：a. 濾速：石英砂單層濾料為8-10 ，雙層濾料為10-14 。當(dāng) 1-2 格濾池沖洗或檢修時，其余濾池的濾速（強(qiáng)制濾速），單層石英砂為10-14 ，雙層濾料為14-18 ，低溫低濁水過濾時應(yīng)選

18、用低濾速。b. 濾池總面積按設(shè)計(jì)產(chǎn)水量和濾速確定。濾池的格數(shù)不得少于2 格，單格面積小的濾池可以為正方形，中濾池可用矩形。c. 濾格少于5 個時可單排布置，閥門布置在一側(cè)。濾格多時可以采用兩排。d. 一般采用大阻力配水系統(tǒng)，為節(jié)約能耗或單池面積小時也可以采用小阻力配水系統(tǒng)。e. 單層濾料一般采用石英砂，雙層濾料的上層為無煙煤，下層為石英砂。粒徑和濾層厚度見下表：類別 粒徑 （mm） 厚度 （m）石英砂單層濾料D 最小 =0.5D 最大 =1.2 2.0 0.7雙層濾料無煙煤 D 最小 =0.8 D 最大 =1.8 2.0 0.3-0.4石英砂 D 最小 =0.5 D 最大 =1.2 0.4f.

19、濾池沖洗前的水頭損失為2.0-2.5米（包括濾料層，承托層和配水系統(tǒng)等的水頭損失）。過濾周期為12-24小時。后續(xù)清水池的水面標(biāo)高，既等于濾池水面標(biāo)高減去2.0-2.5 米的期終水頭損失和濾池至清水池間的聯(lián)絡(luò)管的水頭損失。g. 濾池高度應(yīng)該包括承托層（采用小阻力配水系統(tǒng)時包括配水系統(tǒng)高度，承托層，砂面上水深（1.5-2.0米）以及超高，一般總高度在3.20-3.60 米的范圍內(nèi)。h. 濾層厚度范圍內(nèi)的池壁部分應(yīng)該拉毛，壁面粗糙可以防止短流，以免影響出水水質(zhì)。3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：設(shè)定濾速為,沖洗強(qiáng)度為,沖洗時間為6min濾池面積及尺寸：濾池工作時間為24 小時，沖洗時間為12 小時，濾

20、池實(shí)際工作時間：（式中只考慮反沖洗停留時間，不考慮排放初濾水）濾池面積為：采用濾池數(shù)N=6 個，每個濾池面積：采用濾池長寬比：左右采用濾池尺寸：L=10.5 B=7校核強(qiáng)制濾速為：濾池高度：支承層高度為H 采用 0.45m ，采用卵石或碎石。濾料層高度采用0.9m 。 （單層石英砂濾料）砂面上水深采用1.7m超高 采用 0.30m故濾池總高度配水系統(tǒng)（每只濾池）濾池配水系統(tǒng)的作用是，過濾時均勻收集過濾水，沖洗時均勻分布沖洗水。配水系統(tǒng)位于濾池底部，根據(jù)濾池沖洗水通過該系統(tǒng)時的阻力大小，分為大阻力，中阻力和小阻力配水系統(tǒng)，快濾池一般采用大阻力配水系統(tǒng)或?yàn)V磚等中阻力配水系統(tǒng)。常用中小阻力配水系統(tǒng)構(gòu)

21、造和優(yōu)缺點(diǎn)見下表：類型 構(gòu)造 優(yōu)缺點(diǎn)鋼筋混凝土孔板1.每塊濾磚大小可以由濾池尺寸決定，但應(yīng)小于800 X800mm,板厚一般為100mm2.孔眼可以上大下小成喇叭形，或上下相同的圓孔，開孔率在1% 左右 3. 孔眼流速為1.0-1.5 ，孔眼水頭損失為 0.1-0.3 米 4. 配水室的高度，既孔板高于濾池底的高度在0.4 米以上 5. 承托層厚度200mm-300mm，粒徑 2-16mm 優(yōu)點(diǎn) :1. 強(qiáng)度和耐久性較好,不宜損壞2. 濾板大小和開孔比易于控制3. 價格較低缺點(diǎn):1. 尼龍網(wǎng)應(yīng)該小心鋪設(shè),以免濾料漏下2. 尼龍網(wǎng)易于老化變質(zhì),更換不便,近來有不用的趨勢雙層濾磚1. 濾磚用陶瓷或

22、鋼筋混凝土制成.鋪設(shè)時,濾下部連通,上層用木板隔開,并用 1:2 的水泥沙漿摸平 2. 雙層濾料的尺寸:長 600mm, 寬 280mm, 高 250mm,1 平方米鋪設(shè)6 塊 3. 上層 96 個配水孔,孔徑4mm,下層 4 孔 ,孔徑25mm4. 承托層厚度250mm5. 水頭損失0.5-0.6 米 優(yōu)點(diǎn):配水較均勻缺點(diǎn):價格較高設(shè)計(jì)計(jì)算:干管 :干管流量為采用管徑干管始端流速采用，在 0.81.2m/s 之間，合格。支管 :支管中心間距采用（0.25-0.3）每池支管數(shù)根每根支管入口流量采用管徑支管始端流速采用在 1.41.8m/s 之間，符合要求?？籽鄄贾弥Ч芸籽劭偯娣e與濾池面積之比，

23、K 采用 0.25%孔眼總面積采用孔眼直徑9mm ， 每個孔眼面積孔眼總數(shù)個每根支管孔眼數(shù)個支管孔眼布置兩排,與垂線成45 度角向下交錯排列每根支管長度每排孔眼中心距孔眼水頭損失支管壁厚采用s=5mm孔眼直徑與壁厚之比流量系數(shù)查表 6-30水頭損失為復(fù)算配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不大于60孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5孔眼中心距應(yīng)小于0.2干管橫截面積與支管總橫截面積之比為1.752.0洗砂排水槽設(shè)計(jì)要求 . 排水槽總平面面積應(yīng)小于濾池面積的1/4 。 . 排水槽的中心距離S 為 1.5-2.1 米，槽長度不大于6 米。 . 排水槽底可以作成平坡，整條槽的斷面相同，標(biāo)準(zhǔn)尺寸見下圖，模數(shù) . 排水槽頂高出濾層表面：濾層厚度濾層膨脹率，石英砂濾料為 45%槽底厚度， 0.05 0.08 米0.07 米超高 . 排水槽接入矩形排水渠時，渠底距離槽底的高度為：Q 濾池沖洗流量F濾池面積B排水渠寬度沖洗強(qiáng)度重力加速度0.2 安全高度設(shè)計(jì)計(jì)算：洗砂排水槽中心距,采用排水槽根數(shù)根排水槽長度每槽排水量采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面:槽中流速,采