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1、混凝处理,2.1 混合设施 2.2 絮凝 2.3 混凝剂的投加, 掌握混合的基本要求，不同混合方式的优缺点及适用条件； 掌握混凝剂投加方式、溶液池、溶解池容积的计算； 掌握不同混合设施的设计计算方法。,基本教学要求, 溶液池和溶解池容积的计算； 不同混合设施的设计计算。,重点和难点, 混合时间，一般为1060s； 搅拌速度梯度：G=6001000s-1； 混合方式选择应考虑处理水量的变化，可采用机械混合或水力混合,2.1 混合设施,一、混合基本要求,混合的目的是将药剂充分、快速、均匀扩散于水体。其基本要求包括：,2.1 混合设施,二、混合方式,水力类,水泵混合,管式静态混合器,扩散混合器,跌水
2、混合器,隔板混合,水跃、涡流等混合,机械类,机械混合,应用广泛,应用广泛,2.1 混合设施,水泵混合,优点： 混合简单； 混合充分，效率较好； 不易消耗动力。 缺点： 吸水管较多时，投药设备要增加，安装、管理较麻烦；, 配合加药，启动控制较困难； G值相对较低； 药剂对水泵叶轮有轻微腐蚀。 适用条件：适用于一级泵房，离水处理构筑物120m以内的水厂。,2.1 混合设施,管式静态混合器（常用）,优点： 设备简单； 不需另设土建构筑物； 在设计流量范围内效果较好； 不需要外加的动力设备。 缺点： 运行受流量变化的影响较大； 水损较大； 混合器构造复杂。 设计：直接根据设计水量，参照样本选型即可。,
3、2.1 混合设施,跌水混合器,优点： 利用水头的跌落来扩散药剂； 受水量变化影响较小； 不需外动力设备。 缺点： 药剂的扩散不均匀； 需要另建混合池； 易挟带气泡，容易渗气。 适用条件：水厂高程有富余（如源水较高，管网较低，水厂高）,2.1 混合设施,隔板混合,优点： 没有外加的设备、构造简单； 费用相对较低，效果较好。 缺点： 水损较大（0.30.5m，加跃水为0.50.8m）； 池型受水量变化较大。 适用条件：中、小规模水厂。,2.1 混合设施,机械混合,优点： 混合较好； 水头损失小； 混合效果不受水量变化的影响。 缺点： 需能耗； 管理维护较复杂； 需建混合池。 适用条件：中、大型水厂
4、。,2.1 混合设施,三、水力混合设计要求,水泵混合（逐步淘汰）靠近水泵（越靠近越好）；需水封箱，防止空气进入水泵吸水管；避免投加腐蚀性强的药剂（如FeCl3）；吸水管长度L120m。,2.1 混合设施,管式静态混合器混合的机理：分流、交流、漩涡；管道的流速：1.01.5m/s；水头损失：0.50.8m；计算公式：,式中：Q流量（m3/s）；D直径（m）； n单元数量，一般23。,2.1 混合设施,管式静态混合器 按样本直接选型，设计时注意要考虑混合器的水头损失，平面图中考虑混合器的安装距离。,2.1 混合设施,扩散混合器计算公式,式中：=2.65；d1，d2分别为进水管管径、孔板孔径， mm
5、；v1， v2分别为进水管、孔板孔口流速，m/s。,2.1 混合设施,水损：0.30.4m；设置的长度0.5m。,2.1 混合设施,跌水混合机理：利用水流在跌落过程中产生的压力冲击达到混合的效果；混合的调节水位差：0.30.4m，一般1.0m。,2.1 混合设施,隔板混合每道隔板的间距L等于槽宽（12）B；隔板混合池平均流速0.6m/s，孔道流速1.01.1 m/s，最后一道隔板后水深不小于0.40.5m；混合池中设3道隔板；水流通过隔板孔道的水损为h=0.13v2；,2.1 混合设施,搅拌器设计参数搅拌外缘的线速度v 浆式：35m/s； 推进式：515m/s搅拌器的直径d 浆式：（1/32/
6、3）D； 推进式：（0.20.5）D,四、机械混合设计,2.1 混合设施,距离混合池底的高度 浆式：H6=（0.51.0）d； 推进式：有导流筒时1.2d无导流筒时= d搅拌器的叶片数Z 浆式：Z=24； 推进式：Z=3,2.1 混合设施,搅拌器的宽度b 浆式：（0.10.25）d搅拌器的螺距 推进式：d浆片和旋转平面形成的角度 浆式：=45,2.1 混合设施,机械混合设计要点混合池可采用单格或多格串联；浆式：当H：D1.21.3时，搅拌器设1层；当H：D1.3时，搅拌器设2层或多层，每层间距（1.01.5）d； 推进式：当H：d4时，搅拌器设1层；当H：d4时，搅拌器设2层或多层，每层间距（
7、1.01.5）d；为避免旋流，混合池中一般要设置4块竖向固定挡板，每块宽度b1为（1/101/12）d，其上、下缘距离水面和池底均为1/4d。,2.1 混合设施,混合搅拌的强度表示搅拌速度梯度G（5001000s-1）,式中：Q混合搅拌池的流量，m3/s；Na混合的功率，kW；t混合时间，s，一般1030s；水的粘度，Pas。,2.1 混合设施,体积循环次数Z（通常1.5，最小1.2次）美国凯米尼尔公司,式中：V混合池的有效容积；Q搅拌器排液量，m3/s；,kq流动准数；n搅拌器的转速；d搅拌器的直径。,2.1 混合设施,2.1 混合设施,搅拌的均匀度（80%90%）美国凯米尼尔公司计算公式详
8、见给水排水设计手册第3册。,2.1 混合设施,计算步骤混合池容积：,式中：Q设计流量，m3/s；T混合时间，s；n混合池个数。,轴转速：N060v/(d),式中：v浆板外缘线速度（m/s），一般取1.53.0m/s；d搅拌器直径（m）。,2.1 混合设施,混合需要功率：,式中：水的动力粘度，Pas；G混合强度，s-1。,搅拌轴功率（浆式）：,式中：C阻力系数，一般取0.20.5；水的密度，1000kg/m3；旋转角速度，rad/s；Z浆叶数，片；e搅拌器层数；b桨叶宽度，m；R搅拌器半径，m；浆板折角，一般取45。,2.1 混合设施,校核搅拌功率调整搅拌器的直径和外缘线速度，使NNQ。,计算电
9、动机功率：,式中：Kg电动机工况系数，每日24h连 续运行时，可取1.2；机械传动总效率，一般取0.85,2.1 混合设施,2.2 絮凝,一、设计要点及絮凝形式,设计要点使颗粒有充分碰撞的机率，又不致使较大颗粒破碎，G值或流速由大变小；足够的絮凝时间，根据絮凝池型式的不同，絮凝时间也有区别，一般宜在1030min，低温、低浊水应采用较大值；G值一般在3060之间s-1，GT值在104105，以保证絮凝过程的充分与完善；,2.2 絮凝,尽量与沉淀池合建，需要管渠连接时，流速在0.15m/s以内，并避免流速突然升高或者水头跌落；为避免絮体破碎，絮凝池出水穿孔墙过孔流速小于0.1m/s；避免絮体在絮
10、凝池沉淀，难以避免时，有排泥措施。,2.2 絮凝,絮凝池形式水力类隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池、穿孔漩流絮凝池及涡流絮凝池等。简单，但不能适应流量的变化。机械类水平轴搅拌和垂直轴搅拌。能进行调节，适应流量的变化，但机械维修工作量较大。,2.2 絮凝,絮凝池选用絮凝池型式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。同时每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的絮凝池组合应用可以相互补充，取长补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但设备形式增多，应根据具体情况决定
11、。,2.2 絮凝,2.2 絮凝,二、絮凝池设计,水流速度和絮凝时间,速度梯度G和GT值,设计指标,2.2 絮凝,隔板絮凝池池数一般不少于2个，絮凝时间宜为2030min，色度高、难于沉淀的细颗粒较多时宜采用高值；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0.50.6m/s，末端流速宜为0.20.3m/s，通常用改变隔板的间距以达到改变流速的要求；隔板间净距宜大于0.5m，小型池子当采用活动隔板时可适当减小。进水管口应设挡水措施，避免水流直冲隔板；,2.2 絮凝,隔板转弯处的过水断面面积，应为廊道断面面积的1.21.5倍；池底坡向排泥口的坡度，一般为2%3%，排泥管直径不应小于15
12、0mm。,2.2 絮凝,2.2 絮凝,折板絮凝池竖流式平折板絮凝池适用于中、小水厂，折板可采用钢丝网水泥板、不锈钢或其他材质制作；平折板絮凝池一般分为三段（也可多于三段）。三段中的折板布置可分别采用相对折板、平行折板及平行直板。絮凝时间为1220min；折板夹角采用90120；,2.2 絮凝,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：0.250.35m/s；第二段：0.150.25m/s；第三段：0.100.15m/s。第三段宜采用直板。,2.2 絮凝,2.2 絮凝,2.2 絮凝,网格（栅条）絮凝池絮凝池宜设计成多格竖流式；絮凝时间宜为1220min，用于处
13、理低温或低浊水时，絮凝时间可适当延长；网格或栅条数前段较多，中段较少，末段可不放。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6070cm；絮凝池宜布置成 2 组或多组并联形式；,2.2 絮凝,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0.140.12m/s，末段0.140.10m/s； 过栅（过网）流速：前段0.300.25m/s，中段0.250.22m/s，末段不安放栅条（网格）； 竖井之间孔洞流速：前段0.300.20m/s，中段0.200.15m/s，末段0.140.10m/s。絮凝池内应有排泥设施。,2.2 絮
14、凝,2.2 絮凝,机械絮凝池絮凝时间为1520min；池内设34挡搅拌机；搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一挡的0.5m/s逐渐变小至末挡的0.2m/s；池内宜设防止水体短流的设施，垂直轴式的应设置固定挡板；,2.2 絮凝,为了适应水量、水质和药剂品种的变化，宜采用无级变速的传动装置。,2.2 絮凝,2.2 絮凝,【作业】 1. 设计流量60000m3/d，试设计网格絮凝池（设计参数自选）。,2.3 混凝剂的投加,药剂投加劳动量大，为操作方便，要布置合理，尽量采用机械化操作或水力调制，有条件尽量采用自动投加装置减少劳动量、提高投加精度控制出水水质、降低药耗。混凝剂
15、投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等。,2.3 混凝剂的投加,一、计量设备,计量设备有：转子流量计、电磁流量计、计量泵等。,2.3 混凝剂的投加,二、投加方式,湿投法、干投法；重力投加、压力投加。,2.3 混凝剂的投加,常见投加方式：泵前投加：安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，图中水封箱是为防止空气进入。,2.3 混凝剂的投加,高位溶液池重力投加：适用取水泵房距水厂较远者，安全可靠，但溶液池位置较高。,2.3 混凝剂的投加,水射器投加：设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大限制，但效率低，易磨损。,2.3 混凝剂的投加,泵投加：不必另设计量设备，适合混
16、凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合。,2.3 混凝剂的投加,三、药剂调制,药剂调制主要有水力调制、机械调制和压缩空气调制等三种方式。,2.3 混凝剂的投加,调制要求：混凝剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据原水混凝沉淀试验结果或参照相似条件下的水厂运行经验等，经综合比较确定；,2.3 混凝剂的投加,混凝剂的投配宜采用液体投加方式；液体投加混凝剂时，溶解次数应根据混凝剂投加量和配制条件等因素确定，每日不宜超过3次；混凝剂投配的溶液浓度，可采用5%20%（按固体重量计算）；石灰应制成石灰乳投加；投加混凝剂应采用计量泵加注，且应设置计量设备并采取稳定加注量的措施。混凝剂或助凝剂宜采用自动控制投加。,
