混凝处理学习.pptx

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1、 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。基本教学要求第1页/共72页 溶液池和溶解池容积的计算；不同混合设施的设计计算。重点和难点第2页/共72页 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：第3页/共72页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

2、应用广泛第4页/共72页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。第5页/共72页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。第6页/共72页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

3、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）第7页/共72页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。第8页/共72页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。第9页/共72页2.1 混合设施三、水力混合设计要求n 水泵混合（逐步淘汰）靠近水泵（越靠近越

4、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。第10页/共72页2.1 混合设施n 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。第11页/共72页2.1 混合设施n 管式静态混合器n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。第12页/共72页2.1 混合设施n 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；v1，v2分别为进水管、孔板孔

5、口流速，m/s。第13页/共72页2.1 混合设施 水损：0.30.4m；设置的长度0.5m。第14页/共72页2.1 混合设施n 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。第15页/共72页2.1 混合设施n 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；第16页/共72页2.1 混合设施n搅拌器设计参数 搅拌外缘的线速度v浆式：35m/s；推进式：515m

6、/s 搅拌器的直径d浆式：（1/32/3）D；推进式：（0.20.5）D 四、机械混合设计第17页/共72页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第18页/共72页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第19页/共72页2.1 混合设施n 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

7、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（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。第20页/共72页2.1 混合设施n 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。第21页/共72页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；

8、d搅拌器的直径。第22页/共72页2.1 混合设施第23页/共72页2.1 混合设施 搅拌的均匀度（80%90%）美国凯米尼尔公司 计算公式详见给水排水设计手册第3册。第24页/共72页2.1 混合设施n 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）。第25页/共72页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

9、；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。第26页/共72页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第27页/共72页2.1 混合设施第28页/共72页2.2 絮凝一、设计要点及絮凝形式n 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104

10、105，以保证絮凝过程的充分与完善；第29页/共72页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；避免絮体在絮凝池沉淀，难以避免时，有排泥措施。第30页/共72页2.2 絮凝n 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。第31页/共72页2.2 絮凝n 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

11、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。第32页/共72页2.2 絮凝第33页/共72页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值设计指标第34页/共72页2.2 絮凝n 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

12、/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；第35页/共72页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150mm。第36页/共72页2.2 絮凝第37页/共72页2.2 絮凝n 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

13、凝时间为1220min；折板夹角采用90120；第38页/共72页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。第39页/共72页2.2 絮凝第40页/共72页2.2 絮凝第41页/共72页2.2 絮凝n 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

14、成 2 组或多组并联形式；第42页/共72页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：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：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：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。第43页/共72页2.2 絮凝第44页/共72页2.2 絮凝n 机械絮凝池 絮凝时间为1520min；池内设34挡搅

15、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；第45页/共72页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。第46页/共72页2.2 絮凝第47页/共72页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）。第48页/共72页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。混凝剂投加设备包

16、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。第49页/共72页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。第50页/共72页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。第51页/共72页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。第52页/共72页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。第53页/共72页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

17、磨损。第54页/共72页2.3 混凝剂的投加 泵投加：不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合。第55页/共72页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。第56页/共72页2.3 混凝剂的投加调制要求：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；第57页/共72页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

18、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。第58页/共72页2.3 混凝剂的投加四、溶液池、溶解池设计计算n 设计计算 溶液池容积：式中：W1溶液池容积，m3 Q处理的水量，m3/h a混凝剂最大投加量，mg/L c溶液浓度，一般取5%20%n每日调制次数，一般不超过3次 溶解池容积：W2=(0.20.3)W1第59页/共72页2.3 混凝剂的投加n 布置及溶解池设计要求（平面、高程）设计要求：用药量较少时，可以共用；投药量大时，不共用，但溶解池一般在底层；高程在地面下，池顶高出地面0.2m；池底坡度不小

19、于2%，考虑排渣管、超高；一般采用钢筋混凝土，内壁防腐。第60页/共72页2.3 混凝剂的投加n 溶液池设计要求 一般采用高架式，便于重力投加；池底坡度不小于2%，考虑防空管、溢流管；投药量小的溶液池可与溶解池合并，底部需考虑沉渣高度。第61页/共72页2.3 混凝剂的投加五、药剂投加自动控制n 药剂自动投加系统 从药剂配制、中间提升到计算实现全程自动操作。第62页/共72页2.3 混凝剂的投加n 自动控制方法 数学模型法 原水参数：水量、浊度、pH、水温、碱度、溶解氧等数据作为前反馈参数；沉淀池出水浊度等作为后反馈控制参数。必须要有前期大量而又可靠的生产数据，才可运用数理统计方法建立符合实际

20、生产的数学模型。适用特定原水条件，水质仪表多，投资大。第63页/共72页2.3 混凝剂的投加 现场小型装置模拟法 沉淀池模拟，滤池模拟。该方法存在反馈滞后现象，模拟装置与生产设备存在一定的差别，但与实验室相比，更接近实际情况。流动电流法（SCD）显示式絮凝控制法第64页/共72页2.3 混凝剂的投加六、加药间及药库布置n 加药间布置要求 与药库合建，平面布置使药剂输送投加流畅，方便管理和操作；高程布置符合投加工艺和设备条件；靠近投加点；水厂分期建设时，一般土建一次建成，设备分期安装；各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管；第65页/共72页2.3 混凝剂的投

21、加 加药间内设两处冲洗地坪用水龙头，地坪坡度0.005，并坡向集水坑；其它要求，详见室外给水设计规范等资料。第66页/共72页2.3 混凝剂的投加n 药库布置要求 药剂储备量视供应和运输条件，一般按最大投药量的1530d用量计算，液体储备池可位于室外；混凝剂堆放高度一般为1.52.0m，有吊运设备可增加；层高一般不小于4m，窗台高度要高于药剂堆放高度；其它详见室外给水设计规范等资料。第67页/共72页2.3 混凝剂的投加第68页/共72页2.3 混凝剂的投加第69页/共72页2.3 混凝剂的投加第70页/共72页2.3 混凝剂的投加【作业】1.某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35 mg/L。水厂设计水量100000 m3/d。混凝剂每日调制3次，溶液浓度按10%计，试求溶解池和溶液池的体积。第71页/共72页感谢您的观看。感谢您的观看。第72页/共72页