机械搅拌澄清池设计说明书

1、1设计任务1.1设计题目机械加速搅拌澄清池工艺设计1.2设计要求设计规模为1600n3/h,水厂自用水量为5 %,净产水能力为 1600n3/d X 1.05= 1680m3/d =0.4667m 3/s1.3设计内容完成机械加速搅拌澄清池工艺设计说明书一份，手绘1号图纸一张2设计说明2.1机械搅拌澄清池的工作原理机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池内循环流动，完成接触絮凝和澄清的过程。该型澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。在第一和第二絮凝室 内，原水中胶体和回流泥渣进行接触絮凝，结成大的絮体后，在分离室中分离。 清水向上集水槽排出。下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室经排泥管排除，另

2、一部分沿回流缝在进入第一絮凝室进行絮凝。2.2机械搅拌澄清池的工作特点机械搅拌(原称机械加速)澄清池属泥渣循环型澄清池，其特点是利用机械 搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。 加药混合后的原水进水进入第一反 应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应。然后经叶轮提升 至第一反应室继续反应，以结成较大的絮粒。再通过导流室进入分离室进行沉淀 分离。这种水池不仅适用于一般的澄清也适用于石灰软化的澄清。2.3机械搅拌澄清池设计要点及数据(1)二反应室计算流量(考虑回流因素在内)一般为出水量的35倍；清水区上升流速一般采用0.81.1mm/s,当处理低温低浊水时可采用 0.70.9mm/

3、s；(3) 水在池中的总停留时间为1.21.5h,第一絮凝室和第二絮凝室的停留时间一般控制在2030min,第二反应室按计算流量计的停留时间为0.51min(4) 为使进水分配均匀，可采用三角配水槽缝隙或孔口出流以及穿孔管配水等； 为防止堵塞，也可采用底部进水方式。(5) 加药点一般设于池外，在池外完成快速混合。一反应室可设辅助加药管以备投加助凝剂。软化时应将石灰投加在以反应室内，以防止堵塞进水管道。(6) 第二反应室内应设导流板，其宽度一般为直径的0.1左右清水区高度为1.52.0m；(8) 底部锥体坡角一般在45°左右，当设有刮泥装置时也可做成平底(9) 方式可选用淹没孔集水槽或

4、三角堰集水槽，过孔流速为0.6m/s左右。池径较小时，采用环形集水槽；池径较大时，采用辐射集水槽及环形集水槽。集水槽中 流速为0.40.6m/s,出水管流速为1.0m/s左右。考虑水池超负荷运行和留有加装 斜板(管)的可能，集水槽和进水管的校核流量宜适当增大。(10) 进水悬浮物含量经常小于 1000mg/L，且池径小于24m时可用采污泥浓缩斗 排泥和底部排泥相结合的形式，一般设置13个排泥斗，泥斗容积一般为池容各 的1%4%;小型水池也可只用底部排泥。进水悬浮物含量超过 1000mg/L或池 径24m时应设机械排泥装置。(11) 污泥斗和底部排泥宜用自动定时的电磁排泥阀、电磁虹吸排泥装置或橡

5、皮斗阀，也可使用手动快开阀人工排泥。(12) 在进水管、第一反应室、第二反应室、分离区、出水槽等处，可视具体要求 设取样管。(13) 机械搅拌澄清池的搅拌机由驱动装置、提升叶轮、搅拌浆叶和调流装置组成。驱动装置一般采用无极变速电动机，以便根据水质和水量变化调整回流比和搅拌 强度；提升叶轮用以将一反应室水体提升至二反应室，并形成澄清区泥渣回流至一反应室；搅拌桨叶用以搅动一反应室水体，促使颗粒接触絮凝；调流装置用作调节回流量。有关搅拌机的具体设计计算见给水排水设计手册第九册专用机 械。(14) 搅拌浆叶外径一般为叶轮直径的 0.80.9,高度为一反应室高度的1/31/2， 宽度为高度的1/3。某些

6、水厂的实践运行经验表明，加长叶片长度、加宽叶片， 使叶片总面积增大，搅拌强度增大，有助于改进澄清池处理效果，减少池底积泥。3设计计算池体计算尺寸示意图3.1二反应室Q=1680/3600=0.4667 m3/s第二反应室计算流量Q'5Q=5 0.4667=2.3335 m3/s设第二反应室内导流板截面积 Ai为0.035m2, ui为0.04m/siDiQu12.33350.0458.3m2'4 1 A1.''4 58.3 0.035V 3.148.6m取第二反应室直径D1=9.0m,反应室壁厚8=0.25m第二反应室外径 D1 '=D1+2 S=9.0

7、+2X 0.25=9.5m取第二反应室内停留时间t1=60s(t1=3060s)Q't12.3335 60H1i583 24m考虑布置结构，选用Hi=3.0m3.2导流室导流室中导流板截面积 A2=A1=0.035 m2导流室面积3 2= 3 i=58.3m2D2Di '249.52458.3 0.03512.8m取导流室外径为13m，导流室壁厚为 竝=0.1m导流室外径 D2 '=D2+2 沪13+2 X 0.1=13.2m第二反应室出水窗高度H2H2=1.52.0m,因此符合要求导流室出口流速U6=0.04m/sD20'21.75m ,因H2需满足Q'

8、;出口面积A32.33350.0458.3m2则出口截面宽H3出口垂直高度H32A3D2DJ2 58.33.14 13 9.51.65m、2h32.3m3.3分离室取分离室上升流速U2为0.0011m/s分离室面积 3Q 0.4667U20.0011424 m2池总面积D2.2560m24 56026m,半径为R=13m3.4池深计算图 B-35池深计算符号示意池深计算示意图见图3-35，取在池中停留时间T=1.5h有效容积 V' 3600QT3600 0.4667 1.52520m3考虑增加4%的结构容积则池计算总容积V二V' (1+0.04) =2520X 1.04=262

9、lm3取池超咼H°=0.3m设池直壁高H4=1.2m池直壁部分容积WD2H43.14 26241.2 636m2W2+W3二V-W1=2621-636=1985m3取池圆台高度H5=4.8m，池圆台斜边倾角为45o则底部直径为 Dt=D-2H5=26- 4.8X 2=16.4m本池池体采用球壳式结构，取球冠高 H6=1.05mH532Dt圆台容积4.8223132 1 3 8.2 8.221 706m3球冠半径R求冠164°翌 32.5m8H68 1.05球冠体积W3H 6R求冠H631.052 32.5 105111m33池实际有效体积V=W 1 +W2+W3=636+1

10、985+111=2732m3V'=1.042627m3实际总停留时间T2.3h1732.5池总高H= H0H4 H5 H60.30 1.2 4.8 1.057.35m3.5配水三角槽进水流量增加10%的排泥耗水量，设槽内流速U30.5m/s三角槽直角边长B1严10 °.4667 10.5三角配水槽采用孔口出流,孔口流速同U31.10Q出水孔总面积1"0 046671.0m20.5U3采用孔径d=0.1m每孔面积为0.007854m2出水孔数100.007854127个为施工方便采用沿三角槽每4o设置一孔共127孔。孔口实际流速U31.1 °.4667 40

11、.5m/s0.12 1273.6第一反应室二反应室板厚30.15m第一反应室上端直径D3二D/+2B1+23=9+2X 1+2X 0.3=11.3m第一反应室高H7 H 4 H 53 H11.2 4.8 0.15 2.53.35m，取 3.65m。伞形板延长线与池壁交点直径D4DtD32H716.4 11.323.35 17.2m取u40.15m/s,泥渣回流量：Q'' 4Q回流缝宽度B24Q4 046670.2mD4U43.14 17.2 0.15设裙板厚40.04m伞形板下端圆柱直径D5 D4 2 J2B2417.2 2 2 0.2 0.0416.6m按等腰三角形计算：伞形

12、板下檐圆柱体高度H&D4 D517.2 16.60.6m伞形板离池底高度HgD5Dt216.6 16.420.1m伞形板锥部高度H9 H 7H 8 H103.35 0.6 0.12.65m3.7容积计算第一反应室容积V1D；) -DHs4H1012(D； D5DT D；)叫11.23 0.6 (16.6 16.612412111 672ri第二反应室加导流室容积D1.2H1 B13.14922.509.52 2.50 1.0221m3分离室容积：Vs = V'(V1 + V2)= 2520-672 -221= 1627m3则实际各室容积比 二反应室：一反应室：分离室=1 : 3

13、.0 : 7.4 池各室停留时间221 60第二反应室:_7.9min=1680第一反应室=7.9X 3.0=23.7mi n分离室=7.9X 7.4=58.4min其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为31.6min3.8进水系统进水管选用 d=600mm, v60.80m/ s出水管选用d=600mm3.9集水系统本池因池径较大，采用辐射式给水槽和环形集水槽集水。设计时辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑，见图8-36辐射槽计算示意1一辐射集水槽* 2环形集水槽疙淹没出流讨一自由出流根据要求本池考虑加装斜管（板）可能，所以对集水系统除按设计水量计算外, 还以2Q进行校核，决定槽断面

14、尺寸。（1）辐射集水槽（全池共设12根）Q 0.46670.039m3/s12 12设辐射槽宽b10.25 m，槽内水流流速为v51 0.4m/s，槽底坡降il0.1m0.0390.4 0.250.39m槽内终点水深h2q辐v51b1hi：2 0.13530.39(0.39 今3按2q辐校核，取槽内水流流速2 0.1 0.3m3v'510.6m/sh2hk2 0.0390.6 0.250.52mhi31 0.0782 ' 9.8 0.2520.21m'2 0.2130.52(0.520.1)23)-0.1 0.46m3图837槽高计興示意设计取水槽内起点水深为 0.30

15、m,槽内终点水深为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。槽起点断面高为 0.30+0.07+0.05+0.2=0.62m槽终点断面高为 0.40+0.07+0.05+0.2=0.72m(2) 环形集水槽Q 0.46672 20.23m3/sv520.6m/s槽宽b2为0.5m,考虑施工方便槽底取为平底则il0.77m槽内终点水深h40.230.6 0.5槽内起点水深h32 0.2830.77流量增加一倍时，设槽内流速0.7720.806mv52'0.8m/saQ23： 0.46672gb2 9.81 0.520.446mh40.46670.8

16、 0.501.17m!2 0.44631.171.1721.23m槽内终点水深h6QV53b3设计取用环槽内水深为0.85m, 槽断面高为 0.85+0.07+0.05+0.3=1.27m(3) 总出水槽设计流量Q 0.4667m3/s,槽宽b 0.7m,总出水槽按矩形渠道计算, 槽内水流流速v530.8m/ s,槽底坡降il 0.20m,槽长为6.6 m。0.46670.83mn 0.013, A V530.46670.80.58m20.8 0.70.46670.2472 0.83 0.7y 2.5n 0.13 0.7 Rn 0.10)1C丄Ryniv；3RC210.2470.150762.

17、350.0130.0006670.820.247 62.352h5馆 0.2 0.000667 6.60.83 0.2 0.0006676.60.63m流量增加一倍时总出水槽内流量 Q30.9334m / s,槽宽 b0.7m,槽内起点水深取槽内流速V53为0.9m/s槽内终点水深h6輕4 1.48m0.7 0.90.013Q 0.9334V53 0.91.01.0m20.272 1.48 0.72.5 0.013 0.13 0.757.260(0.013 0.10)-0.270.149763.230.0130.920.14970.27 63.2320.00075槽内起点水深 h51.48 0

18、.20.00075 6.61.28m设计取用槽内起点水深为1.3m 设计取用槽内终点水深为1.5m槽超高定为0.3m按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为h (h il h2)(h3 h4)il(0.3 0.1 0.39) (0.806 0.77) 0.000667 6.6 0.05m设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为h (0.46 0.1 0.52) (1.23 1.17) (1.28 0.2 1.48)0.1m辐射集水槽采用空口出流，取孔口前水位高为0.05m，流量系数 取为0.62孔口面积f0.0635m2q 辐0.039;2gh 0.622 9.8

19、1 0.05在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋Dg 25塑料管作为集水孔，如安装斜板（管）时，可将塑料管剔除，则集水孔径改为 D=32mm每侧孔口数目n孔2f2 0.06350.025264.7 个安装斜板（管）后流量为2q辐，则孔口面积增加一倍为0.127m2每侧孔口数目n孔2 0.1270.032278.99 个设计采用每侧孔口数为79 （包括环形吉水槽1/2长度单孔数目）3.10排泥及排水计算（1）污泥浓缩室：总容积根据经验按池总容积的 1%考虑。V40.01V'2520 0.0125.2m3分设三斗，每斗V斗25.2038.4m3设污泥斗上底面积:S 上2.8 2.38 2

20、2.8 h斗2.8 2.38 3 28 012 6.89亦式中h斗R22.88.55 V 8.552 1.420.12m下底面积St0.5 0.52 污泥斗容积V斗(6.893三斗容积V45.64 30.25m2I30.25689 0.25)5.64m316.92m316 92污泥斗总容积为池容积的刼067%(2)排泥周期：本池在重力排泥时进水悬浮物含量3 般1000mg/l,出水悬浮物含量s4 一般10mg/l。污泥含水率p=98%，浓缩污泥容重1.02t / m3。104V4(100 p)(S S4)Q010.1240.00785m210000 16.92(100 98)1.°2 空匹 min60( S S4 )0.3208(S S4)S1-S490190290390490590690790890990T0199.394.461.846.036.630.426.022.720.118.1(2)排泥历时：设污泥斗排泥管直径dg100，其断面积电磁排