18.水质工程学 I —混凝 §2-6 混合和絮凝设施(3)(ppt文档)

在广西南宁 自来水公司， 生产能力为40 万 m3/d，1982 年投产。
絮凝设施
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。 可随水质、水量变化随时改变转速， 以保证絮凝效果，能应用于任何规模 水厂。
隔板絮凝池 折板絮凝池 栅条絮凝池 穿孔旋流絮凝池
水平轴搅拌絮凝池 垂直轴搅拌絮凝池
5.组合使用日益增多 在隔板絮凝池前设机械絮凝池； 在旋流絮凝池后设隔板絮凝池； 效果好，但设备形式增多。
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。
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。
2.每个旋转轴所需电动机功率
N
P
1000 1 2
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。
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），或以旋转线速度 乘以0.5-0.75倍代入。见（P283例题）
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3.涡流絮凝池
水在池中形成涡流扩散后上升 ， 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。 =30º-45º； 适合小水厂、小水量，水量大 效果不理想。
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 。
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。
3.絮凝时间：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
n 1
CD 8

l
3
(r24

r14 )
P—浆板所耗总功率，W; n—同一旋转半径上浆板数；
缺点： 1、因板距小，安装维修较困难； 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：
板絮凝池的生产性
试验。并在镇江自
来水公司建成一座
5×104m3/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 - 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.
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。
（3）其他形式絮凝池
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。
h 1 u2
2 2g
—喷嘴流量系数（0.9 - 0.95） u—喷嘴流速，m/s.
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
水质工程学Ⅰ
第二章 水的混凝
§2-6 混合和絮凝设施（3）
主讲：荣宏伟 教授
二、絮凝设备
（2）折板絮凝池
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
特点：
1.絮凝效果好；
2.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