機械攪拌澄清池設(shè)計說明書

1設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目機械加速攪拌澄清池工藝設(shè)計1.2設(shè)計要求設(shè)計規(guī)模為1600m3/h,水廠自用水量為5%,凈產(chǎn)水能力為1600m3/d×1.05=1680m3/d=0.4667m3/s1.3設(shè)計內(nèi)容完成機械加速攪拌澄清池工藝設(shè)計說明書一份，手繪1號圖紙一張2設(shè)計說明2.1機械攪拌澄清池的工作原理機械攪拌澄清池是利用轉(zhuǎn)動的葉輪使泥渣在池內(nèi)循環(huán)流動，完成接觸絮凝和澄清的過程。該型澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室和別離室組成。在第一和第二絮凝室內(nèi)，原水中膠體和回流泥渣進行接觸絮凝，結(jié)成大的絮體后，在別離室中別離。清水向上集水槽排出。下沉的泥渣一局部進入泥渣濃縮室經(jīng)排泥管排除，另一局部沿回流縫在進入第一絮凝室進行絮凝。2.2機械攪拌澄清池的工作特點機械攪拌〔原稱機械加速〕澄清池屬泥渣循環(huán)型澄清池，其特點是利用機械攪拌的提升作用來完成泥渣回流和接觸反響。加藥混合后的原水進水進入第一反響室，與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動下進行接觸反響。然后經(jīng)葉輪提升至第一反響室繼續(xù)反響，以結(jié)成較大的絮粒。再通過導(dǎo)流室進入別離室進行沉淀別離。這種水池不僅適用于一般的澄清也適用于石灰軟化的澄清。2.3機械攪拌澄清池設(shè)計要點及數(shù)據(jù)(1)二反響室計算流量〔考慮回流因素在內(nèi)〕一般為出水量的3~5倍；(2)清水區(qū)上升流速一般采用0.8~1.1mm/s，當(dāng)處理低溫低濁水時可采用0.7~0.9mm/s；(3〕水在池中的總停留時間為1.2~1.5h，第一絮凝室和第二絮凝室的停留時間一般控制在20~30min,第二反響室按計算流量計的停留時間為0.5~1min(4)為使進水分配均勻，可采用三角配水槽縫隙或孔口出流以及穿孔管配水等；為防止堵塞，也可采用底部進水方式。(5)加藥點一般設(shè)于池外，在池外完成快速混合。一反響室可設(shè)輔助加藥管以備投加助凝劑。軟化時應(yīng)將石灰投加在以反響室內(nèi)，以防止堵塞進水管道。(6)第二反響室內(nèi)應(yīng)設(shè)導(dǎo)流板，其寬度一般為直徑的0.1左右(7)清水區(qū)高度為1.5~2.0m；(8)底部錐體坡角一般在45°左右，當(dāng)設(shè)有刮泥裝置時也可做成平底(9)方式可選用淹沒孔集水槽或三角堰集水槽，過孔流速為0.6m/s左右。池徑較小時，采用環(huán)形集水槽；池徑較大時，采用輻射集水槽及環(huán)形集水槽。集水槽中流速為0.4~0.6m/s，出水管流速為1.0m/s左右?？紤]水池超負荷運行和留有加裝斜板〔管〕的可能，集水槽和進水管的校核流量宜適當(dāng)增大。(10)進水懸浮物含量經(jīng)常小于1000mg/L，且池徑小于24m時可用采污泥濃縮斗排泥和底部排泥相結(jié)合的形式，一般設(shè)置1~3個排泥斗，泥斗容積一般為池容各的1%~4%；小型水池也可只用底部排泥。進水懸浮物含量超過1000mg/L或池徑24m時應(yīng)設(shè)機械排泥裝置。(11)污泥斗和底部排泥宜用自動定時的電磁排泥閥、電磁虹吸排泥裝置或橡皮斗閥，也可使用手動快開閥人工排泥。(12)在進水管、第一反響室、第二反響室、別離區(qū)、出水槽等處，可視具體要求設(shè)取樣管。(13)機械攪拌澄清池的攪拌機由驅(qū)動裝置、提升葉輪、攪拌漿葉和調(diào)流裝置組成。驅(qū)動裝置一般采用無極變速電動機，以便根據(jù)水質(zhì)和水量變化調(diào)整回流比和攪拌強度；提升葉輪用以將一反響室水體提升至二反響室，并形成澄清區(qū)泥渣回流至一反響室；攪拌槳葉用以攪動一反響室水體，促使顆粒接觸絮凝；調(diào)流裝置用作調(diào)節(jié)回流量。有關(guān)攪拌機的具體設(shè)計計算見給水排水設(shè)計手冊第九冊《專用機械》。(14)攪拌漿葉外徑一般為葉輪直徑的0.8~0.9，高度為一反響室高度的1/3~1/2，寬度為高度的1/3。某些水廠的實踐運行經(jīng)驗說明，加長葉片長度、加寬葉片，使葉片總面積增大，攪拌強度增大，有助于改良澄清池處理效果，減少池底積泥。3設(shè)計計算池體計算尺寸示意圖3.1二反響室Q=1680/3600=0.4667m3/s第二反響室計算流量Q’=5Q=50.4667=2.3335m3/s設(shè)第二反響室內(nèi)導(dǎo)流板截面積A1為0.035m2，u1為0.04m/s取第二反響室直徑D1=9.0m，反響室壁厚δ1=0.25m第二反響室外徑D1'=D1+2δ1=9.0+2×0.25=9.5m取第二反響室內(nèi)停留時間t1=60s(t1=30~60s)考慮布置結(jié)構(gòu)，選用H1=3.0m3.2導(dǎo)流室導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積A2=A1=0.035m導(dǎo)流室面積ω2=ω1=58.3m2取導(dǎo)流室外徑為13m，導(dǎo)流室壁厚為δ2=0.1m導(dǎo)流室外徑D2'=D2+2δ2=13+2×0.1=13.2m第二反響室出水窗高度，因H2需滿足H2=1.5~2.0m，因此符合要求導(dǎo)流室出口流速u6=0.04m/s出口面積那么出口截面寬出口垂直高度3.3別離室取別離室上升流速u2為0.0011m/s別離室面積池總面積,半徑為R=13m3.4池深計算池深計算示意圖見圖3-35，取在池中停留時間T=1.5h有效容積考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積那么池計算總?cè)莘eV=V'〔1+0.04〕=2520×1.04=2621m3取池超高H0=0.3m設(shè)池直壁高H4=1.2m池直壁局部容積W2+W3=V-W1=2621-636=1985m3取池圓臺高度H5=4.8m，池圓臺斜邊傾角為45o那么底部直徑為DT=D-2H5=26-4.8×2=16.4m本池池體采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高H6=1.05m圓臺容積球冠半徑球冠體積池實際有效體積V=W1+W2+W3=636+1985+111=2732m3實際總停留時間池總高3.5配水三角槽進水流量增加10%的排泥耗水量，設(shè)槽內(nèi)流速三角槽直角邊長三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u3出水孔總面積采用孔徑d=0.1m每孔面積為0.007854m2出水孔數(shù)為施工方便采用沿三角槽每4o設(shè)置一孔共127孔?？卓趯嶋H流速3.6第一反響室二反響室板厚第一反響室上端直徑D3=D1’+2B1+2=9+2×1+2×0.3=11.3m第一反響室高，取3.65m。傘形板延長線與池壁交點直徑取,泥渣回流量：回流縫寬度設(shè)裙板厚傘形板下端圓柱直徑按等腰三角形計算：傘形板下檐圓柱體高度傘形板離池底高度傘形板錐部高度3.7容積計算第一反響室容積第二反響室加導(dǎo)流室容積別離室容積：V3=V’—(V1+V2)=2520–672–221=1627m3那么實際各室容積比二反響室：一反響室：別離室=1:3.0:7.4池各室停留時間第二反響室=第一反響室=7.9×3..0=23.7min別離室=7.9×7.4=58.4min其中第一反響室和第二反響室停留時間之和為31.6min3.8進水系統(tǒng)進水管選用d=600mm，出水管選用d=600mm3.9集水系統(tǒng)本池因池徑較大，采用輻射式給水槽和環(huán)形集水槽集水。設(shè)計時輻射槽、環(huán)形槽、總出水槽之間按水面連接考慮，見圖根據(jù)要求本池考慮加裝斜管〔板〕可能，所以對集水系統(tǒng)除按設(shè)計水量計算外，還以2Q進行校核，決定槽斷面尺寸?！?〕輻射集水槽〔全池共設(shè)12根〕設(shè)輻射槽寬，槽內(nèi)水流流速為，槽底坡降槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深式中設(shè)計取水槽內(nèi)起點水深為0.30m，槽內(nèi)終點水深為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。槽起點斷面高為0.30+0.07+0.05+0.2=0.62m槽終點斷面高為0.40+0.07+0.05+0.2=0.72m〔2〕環(huán)形集水槽設(shè)計取用環(huán)槽內(nèi)水深為0.85m，槽斷面高為0.85+0.07+0.05+0.3=1.27m〔3〕總出水槽槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深流量增加一倍時總出水槽內(nèi)流量槽寬取槽內(nèi)流速為槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深設(shè)計取用槽內(nèi)起點水深為1.3m設(shè)計取用槽內(nèi)終點水深為1.5m槽超高定為0.3m按設(shè)計流量計算得從輻射槽起點至總出水槽終點的水面坡降為設(shè)計流量增加一倍時從輻射槽起點至總出水槽終點的水面坡降為輻射集水槽采用空口出流，取孔口前水位高為0.05m，流量系數(shù)取為0.62孔口面積在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋塑料管作為集水孔，如安裝斜板〔管〕時，可將塑料管剔除，那么集水孔徑改為D=32mm。每側(cè)孔口數(shù)目安裝斜板〔管〕后流量為，那么孔口面積增加一倍為0.127每側(cè)孔口數(shù)目個設(shè)計采用每側(cè)孔口數(shù)為79〔包括環(huán)形吉水槽1/2長度單孔數(shù)目〕3.10排泥及排水計算〔1〕污泥濃縮室：總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗按池總?cè)莘e的1%考慮。分設(shè)三斗，每斗設(shè)污泥斗上底面積：式中下底面積污泥斗容積三斗容積污泥斗總?cè)莘e為池容積的〔2〕排泥周期：本池在重力排泥時進水懸浮物含量一般1000mg/l，出水懸浮物含量一般10mg/l。污泥含水率p=98%，濃縮污泥容重。S1-S4