水质工程学I-混凝§混合和絮凝设施课件

1、 水质工程学第二章 水的混凝 2-6 混合和絮凝设施（3）主讲：荣宏伟 教授（2）折板絮凝池二、絮凝设备按水流通过折板的间隙数，又分为“单通道”和“多通道”。最早应用的折板絮凝池 镇江自来水公司与江苏省建筑科研所于1976年进行竖流折板絮凝工艺的试验研究。在江苏六合水厂进行了5000m3/d的竖流折板絮凝池的生产性试验。并在镇江自来水公司建成一座5104m3/d生产性构筑物，取得了良好的效果。 深圳某水厂折板絮凝池折板絮凝池与隔板絮凝池相同，其间距应根据水流速度的大小而改变，隔板之间的流速通常也分段设计，分段数一般不少于3段。各段流速分别为：第一段 0.25 - 0.35m/s；第二段0.15

2、 - 0.25 m/s；第三段0.10 - 0.15 m/s。折板的夹角采用 90 - 120 ，折板可采用钢丝网水泥或塑料板等拼装而成，波高一般采用0.25 - 0.4 m.优点： 1、无论是同波还是异波折板间水流流动连续不断，可行成众多小旋涡，提高了颗粒碰撞絮凝效果。 2、在折板的每个转角处，两折板之间的空间可视为(CSTR)完全混合连续反应器，众多连续反应器串联起来就接近或相当于推流型（PF型）反应器。所以折板絮凝池接近推流型。 3、与隔板絮凝池相比，水流条件大大地改善，在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高。所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小。缺点： 1、因板距小，安装维修较困难；

3、 2、折板费用较高，一般常用于中小型水厂。 采用波纹板缺点就更突出。（3）机械絮凝池机械设备的优点： 1.絮凝效果好； 2.易调节、受水质变化的影响小； 3.水头损失小。缺点： 1.需设置机电设备； 2.维修管理较复杂。常用的浆板式机械絮凝池主要设计参数为： 1.浆板：总面积为水流截面积的（10-20）%不易超过 25 %，以免池水随浆板共同旋转减弱搅拌效果，浆板长度不大于叶轮直径的 75 %，宽度为10-30 cm； 2.叶轮旋转线速度：按叶轮半径中心点的线速度计算（相当于池中水流的平均速度） 第一格0.5-0.6 m/s ,以后逐渐递减，最末一格采用0.1-0.2 m/s 。 3.絮凝时间

4、：一般采用15-20分钟。 1.浆板旋转时，克服水的阻力所耗功率 浆板旋转时，水对浆板的阻力，也即浆板施于水的推力，在dA面积上水流的阻力可用因次分析方法求得如下的表达式：(见p281)P浆板所耗总功率，W; n同一旋转半径上浆板数；r2浆板外缘旋转半径，m; r1浆板内缘旋转半径，m; CD阻力系数； 水的密度；相对于水的旋转角速度。注意：浆板线速度是以池子为固定参照物，相对线速度为浆板相对水流运动线速度，其值为旋转线速度0.5-0.75倍。只有浆板刚启动时，两者才相等，此时浆板受的阻力最大，所以在选用电机时，应考虑启动功率这一因素。但计算运转功率获速度梯度G值，应按全部浆板所耗功率（P公式

5、），或以旋转线速度乘以0.5-0.75倍代入。见（P283例题）2.每个旋转轴所需电动机功率N电动机功率1搅拌设备总机械效率(一般取0.75）;2传动效率，可采用0.6-0.95。1.穿孔旋流絮凝池一般喷嘴出口：u=2-3m/s，池子出水口u=0.150.20m/s，逆水流方向出水。水头损失主要集中在进水喷嘴上。（3）其他形式絮凝池效果不理想，由于水的短流现象比较严重，射流持续搅动时间短，搅动程度不足，为克服上述缺点，出现了多级旋流反应池喷嘴流量系数（0.9 - 0.95）u喷嘴流速，m/s.多级旋流反应池是由一系列方格组成，方格四角抹成圆角，每一个称为一级，一般分6-12级，进水口沿圆的切线

6、方向上、下交错布置原水以较高流速进入各格，都能在其中形成旋转运动，以搅动水流。第一级进口流速2-3m/s，而后逐渐递减，最后一级进口流速可为0.15 m/s左右。由于第一级进口流速特别高，对水流持续搅动时间较长，故一般将第一级容积加大。总絮凝时间一般约20分钟。2.孔室絮凝池 孔室絮凝池由一系列串联格间（孔室）组成，格间呈方型或长方形，水以较高流速经孔口流入格间，在格间中造成水流的紊动，从而促进絮凝，一般分6-12级。 第一级 u=1-2 m/s以后各级的进口流速依次减少。最末一级u=0.2m/s； 絮凝时间 T=20分钟。 进出口上、下交错布置。适宜中小水厂。3.涡流絮凝池 水在池中形成涡流

7、扩散后上升， 随着过水断面逐渐增大，上升u逐渐减小，池子数不少于2个。 进口u=0.7m/s； 上升水流u=45mm/s； T=610分钟； 出口u0.2m/s。 =30-45； 适合小水厂、小水量，水量大效果不理想。4.网格、栅条絮凝池 如图：共分成两组，每组9个格（9个竖井），网格层数共分成27层，当水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成涡流，造成颗粒碰撞。水流通过竖井之间孔洞流速及过网流速按絮凝规律逐渐减小，网格和栅条絮凝池主要设计参数见（P285表15-3） 网格和格栅絮凝池所造成的水流紊动颇接近于各项同性紊流，故各项同性紊流理论应用网格和栅条絮凝池更为合适。特点： 1.絮凝效果好； 2

8、.水头损失小； 3.絮凝时间短。缺点： 1.从运行看，末端有积泥现象； 2.网格上易滋生藻类、有堵塞网眼现象。 一般与沉淀池合建，分成两组，从中间进水，每组水量在1-2.5万M3/d之间效果较好。最早应用的栅条网格絮凝池 在湖北洪湖新堤水厂，1982年投产。 最大生产能力的栅条网格絮凝池 在广西南宁自来水公司，生产能力为40万 m3/d，1982年投产。水力絮凝反应设施改变絮凝构筑物结构，通过流动过程中的阻力将水流自身能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会，在絮凝过程中产生一定水头损失。不能适应水质、水量变化。 机械絮凝反应设施通过电机带动叶片搅拌，使水流产生一定的速度梯度，将能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会。可随水