機(jī)械攪拌澄清池設(shè)計(jì)說明書

1、_1 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)題目機(jī)械加速攪拌澄清池工藝設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)規(guī)模為 1600m 3/h, 水廠自用水量為5 %,凈產(chǎn)水能力為 1600m 3/d×1.05= 1680m 3/d =0.4667m 3/s1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容完成機(jī)械加速攪拌澄清池工藝設(shè)計(jì)說明書一份，手繪1 號圖紙一張2 設(shè)計(jì)說明2.1 機(jī)械攪拌澄清池的工作原理機(jī)械攪拌澄清池是利用轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪使泥渣在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，完成接觸絮凝和澄清的過程。該型澄清池由第一絮凝室、 第二絮凝室和分離室組成。 在第一和第二絮凝室內(nèi)，原水中膠體和回流泥渣進(jìn)行接觸絮凝，結(jié)成大的絮體后，在分離室中分離。清水向上集水槽排出。 下沉的泥渣一

2、部分進(jìn)入泥渣濃縮室經(jīng)排泥管排除，另一部分沿回流縫在進(jìn)入第一絮凝室進(jìn)行絮凝。2.2 機(jī)械攪拌澄清池的工作特點(diǎn)機(jī)械攪拌（原稱機(jī)械加速） 澄清池屬泥渣循環(huán)型澄清池，其特點(diǎn)是利用機(jī)械攪拌的提升作用來完成泥渣回流和接觸反應(yīng)。加藥混合后的原水進(jìn)水進(jìn)入第一反應(yīng)室，與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動(dòng)下進(jìn)行接觸反應(yīng)。然后經(jīng)葉輪提升至第一反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)， 以結(jié)成較大的絮粒。 再通過導(dǎo)流室進(jìn)入分離室進(jìn)行沉淀分離。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。精品資料_2.3 機(jī)械攪拌澄清池設(shè)計(jì)要點(diǎn)及數(shù)據(jù)(1)二反應(yīng)室計(jì)算流量（考慮回流因素在內(nèi)）一般為出水量的35 倍；(2) 清水 區(qū)上升流 速一般采用 0.8

3、1.1mm/s ，當(dāng)處理 低溫低 濁水時(shí)可采用0.70.9mm/s ；(3）水在池中的總停留時(shí)間為1.21.5h ，第一絮凝室和第二絮凝室的停留時(shí)間一般控制在 2030min, 第二反應(yīng)室按計(jì)算流量計(jì)的停留時(shí)間為0.51min(4) 為使進(jìn)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(jìn)水方式。(5) 加藥點(diǎn)一般設(shè)于池外，在池外完成快速混合。一反應(yīng)室可設(shè)輔助加藥管以備投加助凝劑。 軟化時(shí)應(yīng)將石灰投加在以反應(yīng)室內(nèi)，以防止堵塞進(jìn)水管道。(6) 第二反應(yīng)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 1.52.0m ；(8)底部錐體坡角一般在4

4、5°左右，當(dāng)設(shè)有刮泥裝置時(shí)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(shí)，采用環(huán)形集水槽；池徑較大時(shí)，采用輻射集水槽及環(huán)形集水槽。集水槽中流速為 0.40.6m/s ，出水管流速為 1.0m/s 左右?？紤]水池超負(fù)荷運(yùn)行和留有加裝斜板（管）的可能，集水槽和進(jìn)水管的校核流量宜適當(dāng)增大。(10) 進(jìn)水懸浮物含量經(jīng)常小于 1000mg/L ，且池徑小于 24m 時(shí)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 13 個(gè)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(jìn)水懸浮物含量超過1000mg/L 或池徑 24

5、m 時(shí)應(yīng)設(shè)機(jī)械排泥裝置。精品資料_(11) 污泥斗和底部排泥宜用自動(dòng)定時(shí)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(dòng)快開閥人工排泥。(12) 在進(jìn)水管、第一反應(yīng)室、第二反應(yīng)室、分離區(qū)、出水槽等處，可視具體要求設(shè)取樣管。(13) 機(jī)械攪拌澄清池的攪拌機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置、 提升葉輪、攪拌漿葉和調(diào)流裝置組成。驅(qū)動(dòng)裝置一般采用無極變速電動(dòng)機(jī)， 以便根據(jù)水質(zhì)和水量變化調(diào)整回流比和攪拌強(qiáng)度；提升葉輪用以將一反應(yīng)室水體提升至二反應(yīng)室，并形成澄清區(qū)泥渣回流至一反應(yīng)室；攪拌槳葉用以攪動(dòng)一反應(yīng)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(jī)的具體設(shè)計(jì)計(jì)算見給水排水設(shè)計(jì)手冊第九冊專用機(jī)械。(14

6、) 攪拌漿葉外徑一般為葉輪直徑的 0.80.9 ，高度為一反應(yīng)室高度的 1/31/2 ，寬度為高度的 1/3 。某些水廠的實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，加長葉片長度、加寬葉片，使葉片總面積增大， 攪拌強(qiáng)度增大，有助于改進(jìn)澄清池處理效果， 減少池底積泥。3 設(shè)計(jì)計(jì)算精品資料_池體計(jì)算尺寸示意圖3.1 二反應(yīng)室Q=1680/3600=0.4667 m3/s第二反應(yīng)室計(jì)算流量Q=5Q=50.4667=2.3335 m 3/s設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積A1 為 0.035m 2 ，u1 為 0.04m/s1 Q'2.3335 58.3m2 0.04u141A14 58.3 0.035D18.6m3.14取

7、第二反應(yīng)室直徑 D1 =9.0m ，反應(yīng)室壁厚 1=0.25m第二反應(yīng)室外徑 D1 '=D1+21=9.0+2 ×0.25=9.5m取第二反應(yīng)室內(nèi)停留時(shí)間t1 =60s(t 1 =3060s)精品資料_HQ 't12.3335 6012.4m考慮布置結(jié)構(gòu)，選用 H1=3.0m158.33.2 導(dǎo)流室導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積A2=A1 =0.035 m 2導(dǎo)流室面積 2=1=58.3m 24D1 '22A249.520.03512.8mD24458.3取導(dǎo)流室外徑為13m0.1m，導(dǎo)流室壁厚為 2 =導(dǎo)流室外徑 D2 '=D 2+22=13+2 ×

8、0.1=13.2m第二反應(yīng)室出水窗高度 H2D2D1 '1.75m ， 因 H2需 滿 足2H2 =1.52.0m ，因此符合要求導(dǎo)流室出口流速 u6=0.04m/sAQ ' 2.333558.3m2出口面積 3u60.04則出口截面寬 H 32A3258.3D2 D1'3.14 131.65m9.5出口垂直高度 H3 '2H32.3m3.3 分離室取分離室上升流速 u2為 0.0011m/s分離室面積3Q0.4667424m2u20.0011D2 '213.222池總面積34244560m4精品資料_44560D26m ,半徑為 R=13m3.4 池深

9、計(jì)算池深計(jì)算示意圖見圖3-35 ，取在池中停留時(shí)間T=1.5h有效容積 V '3600QT36000.4667 1.52520m3考慮增加 4% 的結(jié)構(gòu)容積則池計(jì)算總?cè)莘eV=V' （1+0.04 ）=2520 ×1.04=2621m 3取池超高 H0 =0.3m設(shè)池直壁高 H4 =1.2m池直壁部分容積WD 2H43.14 2621.2 636m2144W2+W 3=V-W 1=2621-636=1985m 3取池圓臺高度 H5=4.8m ，池圓臺斜邊傾角為45o則底部直徑為 DT=D-2H 5=26- 4.8 ×2=16.4m本池池體采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠

10、高H6=1.05m圓臺容積精品資料_22W2H 5DDDTDT4.8132 13 8.2 8.221706m3322223DT24H 6216.424 1.052球冠半徑 R球冠8H 6832.5m1.05球冠體積 W3H 62R球冠H 61.052 32.5 1.05111m333池實(shí)際有效體積 V=W 1 +W2+W3=636+1985+111=2732m3V'= V2627m31.0426271.5實(shí)際總停留時(shí)間 T2.3h1732.5池總高 H=H0H4 H5H 6 0.30 1.2 4.8 1.05 7.35m3.5 配水三角槽進(jìn)水流量增加 10% 的排泥耗水量，設(shè)槽內(nèi)流速u

11、30.5m / s1.10 Q1.10 0.4667三角槽直角邊長B11.0mu30.5三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u3出水孔總面積1.10Q1.100.46671.0m2u30.5采用孔徑 d=0.1m每孔面積為 0.007854m 21.0出水孔數(shù)127個(gè)0.007854為施工方便采用沿三角槽每4o設(shè)置一孔共 127 孔。精品資料_u31.10.46674孔口實(shí)際流速0.12 1270.5m / s3.6 第一反應(yīng)室二反應(yīng)室板厚30.15m第一反應(yīng)室上端直徑D3=D1 +2B1+2 3 =9+2 ×1+2 ×0.3=11.3m第一反應(yīng)室高 H7 H4 H53 H

12、1 1.2 4.8 0.15 2.5 3.35m ，取 3.65m 。傘形板延長線與池壁交點(diǎn)直徑D4DT D316.411.32H 723.35 17.2m取 u40.15m / s , 泥渣回流量： Q''4Q回流縫寬度 B24Q40.4667D4u4 3.140.2m17.2 0.15設(shè)裙板厚40.04m傘形板下端圓柱直徑D5D 4 22B2417.2220.20.0416.6m按等腰三角形計(jì)算：傘形板下檐圓柱體高度H 8D4D517.216.60.6m傘形板離池底高度 HD5DT16.616.410220.1m傘形板錐部高度 H 9H7 H8H 103.350.6 0.1

13、 2.65 m3.7 容積計(jì)算第一反應(yīng)室容積精品資料_VH9(D22)D2HH10(D2D D D2) WD D D5811235 3541255 TT33.142.652223.14 0.123.1416.60.612(11.3 11.316.6 16.6)412(16.6 16.62316.4 16.4)111 672m第二反應(yīng)室加導(dǎo)流室容積VD 2 H1D2D '2H1B24142113.14922.503.141329.522.501.0221m344分離室容積： V3 = V(V1 + V 2) = 2520 672 221= 1627m 3則實(shí)際各室容積比二反應(yīng)室：一反應(yīng)室

14、：分離室=1 : 3.0 : 7.4池各室停留時(shí)間22160第二反應(yīng)室 =7.9min1680第一反應(yīng)室 =7.9×3.0=23.7min分離室 =7.9×7.4=58.4min其中第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時(shí)間之和為31.6min3.8 進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水管選用 d=600mm ， v60.80m / s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。精品資料_設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)水量計(jì)算外，還以 2Q 進(jìn)行校核，決定槽斷面尺寸。（ 1）輻射集

15、水槽（全池共設(shè)12 根）q輻Q0.46670.039m 3 / s1212設(shè)輻射槽寬 b10.25 m ，槽內(nèi)水流流速為 v510.4m / s ，槽底坡降 il0.1m槽內(nèi)終點(diǎn)水深 h2q輻0.0390.39mv 51b10.4 0.252hk3il2h12h2il槽內(nèi)起點(diǎn)水深h2333aq輻23 10.0392式中 hk29.82 0.135mgb0.25精品資料_h20.1353(0.39 0.1)220.10.3m10.3933按 2q 輻 校核，取槽內(nèi)水流流速 v '510.6m / sh220.0390.52m0.60.25hk310.07820.21m9.80.252h1

16、20.213(0.52 0.1)220.10.46m0.5233設(shè)計(jì)取水槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.30m ，槽內(nèi)終點(diǎn)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(diǎn)斷面高為 0.30+0.07+0.05+0.2=0.62m槽終點(diǎn)斷面高為 0.40+0.07+0.05+0.2=0.72m（ 2）環(huán)形集水槽精品資料_q環(huán)Q0.46670.23m3 / s22v520.6m / s槽寬 b2為0.5m, 考慮施工方便槽底取為平底則il0槽內(nèi)終點(diǎn)水深 h0.230.77m40.60.5aQ2310.232hk 39.81 0.520.28mgb2槽

17、內(nèi)起點(diǎn)水深 h20.2830.7720.806m30.77流量增加一倍時(shí)，設(shè)槽內(nèi)流速v52 '0.8m / shkaQ230.466720.446m3gb29.81 0.52h40.466701.17m0.80.5h320.446321.171.17 1.23m設(shè)計(jì)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）總出水槽設(shè)計(jì)流量 Q0.4667m3 / s，槽寬 b 0.7m，總出水槽按矩形渠道計(jì)算，槽內(nèi)水流流速 v0.8m / s，槽底坡降 il 0.20m，槽長為 6.6 m。53槽內(nèi)終點(diǎn)水深 h6Q0.4667v53b30.83m

18、0.8 0.7n0.013, AQ0.46670.58m2v530.8精品資料_A0.4667R0.830.24720.7y2.5n0.130.75R(n0.10)2.5 0.0130.130.750.217(0.0130.10)0.1501C1 R y10.2470.150762.35n0.013v20.82i530.000667RC20.24762.352槽內(nèi)起點(diǎn)水深h5h6 0.20.000667 6.6 0.83 0.2 0.000667 6.6 0.63m流量增加一倍時(shí)總出水槽內(nèi)流量 Q0.9334m3 / s, 槽寬 b 0.7m,取槽內(nèi)流速 v53' 為 0.9m/ s&

19、#39;0.9334槽內(nèi)終點(diǎn)水深 h61.48mn0.013A Q 0.9334 1.0m2 v53' 0.91.0R0.272 1.480.7y2.50.0130.130.750.260(0.0130.10)0.1497C 1 0.270.1497 63.230.0130.92i0.000752槽內(nèi)起點(diǎn)水深 h5'1.480.20.000756.61.28m設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為1.3m精品資料_設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)終點(diǎn)水深為1.5m槽超高定為 0.3m按設(shè)計(jì)流量計(jì)算得從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為h (h1il h2 ) (h3h4 ) il(0.30.10.39)(0.8

20、060.77)0.0006676.60.05m設(shè)計(jì)流量增加一倍時(shí)從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為h(0.460.10.52)(1.231.17)(1.280.21.48)0.1m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 fq輻0.03922gh0.6229.810.050.0635m在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋D g25塑料管作為集水孔，如安裝斜板（管）時(shí)，可將塑料管剔除，則集水孔徑改為D= 32mm 。2f20.0635每側(cè)孔口數(shù)目 n孔d22 64.7個(gè)0.025安裝斜板（管）后流量為2q輻 ，則孔口面積增加一倍為 0.127 m 2

21、20.12778.99 個(gè)每側(cè)孔口數(shù)目 n孔0.0322設(shè)計(jì)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(jì)算（ 1 ） 污泥濃縮室：總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e的1% 考慮。V4 0.01V '25200.01 25.2m3V425.203分設(shè)三斗，每斗 V斗38.4m3精品資料_設(shè)污泥斗上底面積：S上 2.82.3822.8h斗2.8 2.3822.8 0.126.89m2332式中h斗RR22.88.558.5521.420.12m112下底面積 S下0.50.50.25m2污泥斗容積 V斗2 (6.890.256.890.25)5.64m33三斗容

22、積 V'5.64316.92m3416.92污泥斗總?cè)莘e為池容積的0.67%2520（ 2）排泥周期：本池在重力排泥時(shí)進(jìn)水懸浮物含量S1 一般 1000mg/l ，出水懸浮物含量S4一 般10mg/l 。 污 泥 含 水 率 p=98% ， 濃 縮 污 泥 容重1.02t / m3。T0104 V4 (100p)1000016.92(100 98)1.0217932.67 min(S1 S4 )Q60( S1 S4 )0.3208( S1S4 )S1-S490190290390490590690790890990T0199.394.461.846.036.630.426.022.720.118.1（ 2 ） 排 泥 歷 時(shí) ： 設(shè) 污 泥 斗 排 泥 管 直 徑 dg100 ， 其 斷 面 積1 0.12 0.00785m24電磁排泥閥適用水壓 h4m取0.03，管長 l 5m局部阻力系數(shù)：精品資料_進(jìn)口10.5，