7.机械与隔板组合絮凝池

7.机械与隔板组合絮凝池工艺设计 已知：最高日用水量为Qd=32500m3/d ，水厂自用水系数按5%计，则最高日设计水量为

（1）机械絮凝池部分设计

1）絮凝池容积

设絮凝时间为5min ，则絮凝池的有效容积为

2）絮凝池平面尺寸

絮凝池采用3格串联，取池有效水深H1=3.3m ，池超高取0.3m ，则每格截面积为

采用正方形截面，每格平面尺寸为3.5m×3.5m，实际每格面积为12.25m2。

3）絮凝池搅拌设备计算

絮凝池分格墙上过水孔洞上下交错布置，以使水流分布均匀。每格设一台搅拌设备。

a.叶轮直径取池宽的80%，采用D0=2.8m ，r0=1.4m 。根据设计规范要求，考虑本池叶轮直径较大，同时又是机械絮凝与隔板絮凝的组合，叶轮桨板边缘处的线速度分别采用：第一格v1=0.8m/s ，第二格v2=0.65m/s ，第三格v3=0.5m/s ，桨板长度与叶轮直径之比取0.7，则桨板长度为l=1.96m ，桨板宽度取b=0.12m 。每根轴上桨板数为8块，内外侧各4块。

旋转桨板面积与絮凝池水流截面积之比为：

为了增加水流湍动性，在每格池壁上设四块固定挡板，尺寸宽×高= 0.2m×0.2m，其面积与絮凝池过水断

面积之比为

总桨板面积与絮凝池过水断面积之比为6.53%+15.36%=21.89%<25%，满足要求。

b.叶轮旋转的角速度

设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75倍，则相对于水流的叶轮转速为

c.桨板所需功率 每根旋转轴4块桨板所耗功率为

P-所耗总功率（W ）；

ψ-阻力系数，取决于桨板宽长比，水处理中桨板宽长比一般小于1，ψ=1.1；

ω-桨板相对于水流的旋转角速度（rad/s ）；

r2，r1-分别为桨板外缘、内缘旋转半径（m ）。

外侧桨板半径r 外1=1.4m ，r 外2=1.28m ；内侧桨板r 内1=0.78m ，r 内2=0.66m 。内外侧桨板各4块。将有关数据代入上式得桨板所耗功率为：

第一格桨板 m m m m Q 3333395.09.14213412505.132500=≈==⨯=3

315.11860

59.142160m m QT W =⨯==2

21110.123

.335.1183m m H W A =⨯==%36.155.35.396

.112.08=⨯⨯⨯%35.65.35.30.12.04=⨯⨯⨯s rad s rad r v 43.04.18.075.075.0011=⨯==ωs rad s rad r v 35.04.165.075.075.0022=⨯==ωs rad s rad r v 27.04

.15.075.075.0033=⨯==ω()∑-=41414238r r l P ωψρ⨯⨯⨯⨯⨯=∑341143.096.18

10001.14P ()()[]W W 65.11466.078.028.14.14444=-+-

同样方法可求得P2=61.82W ，P3=28.38W 。

机械絮凝池总功率为P=P1+P2+P3=（114.65+61.82+28.38）W=204.85W

设三台搅拌设备各配备一台电动机，取搅拌器机械总效率η1=0.75，传动效率η2=0.70，每台电动机功率为

选用型号为Y801小型三相笼型异步电动机，额定功率为0.75kW 。

4）核算平均速度梯度G 值和GT 值（按水温20°计，水的动力粘度μ=1.14×10-3Pa·s）

第一格

第二格

第三格

絮凝池平均速度梯度

5）三格连接孔洞设计

a.孔洞面积计算

第一格进水管管径取700mm ，则进水流速为 ，满足平均经济流速要求

进水孔洞流速分别取：第一个孔洞v1=0.5m/s ；第二个孔洞v2=0.4m/s ；第三个孔洞即进入隔板絮凝池的孔洞v3=0.35m/s 。

则孔洞面积分别为

第一个孔洞

采用断面宽高=1.0m×0.8m。 第二个孔洞

采用断面宽高=1.0m×1.0m。 第三个孔洞

采用断面宽高=1.0m×1.2m，实际流速v3=0.33m/s 。

b.孔洞水头损失计算 取孔洞局部水头损失系数ζ=1.06，则孔洞水损分别为

第一个孔洞

第二个孔洞

W P N 57.21870.075.065.1142111=⨯==ηηW N 75.1172=W

N 06.543=113119.4925.123.31014.165.114---=⨯⨯⨯==s s V P G μ11322

62.3625.123.31014.182.61---=⨯⨯⨯==s s V P G μ1133381.2425.123.31014.138.28---=⨯⨯⨯==s s V P G μ11349.3825.123.31014.1385.2043---=⨯⨯⨯⨯==s s V P G μs m d Q v 03.142==π221179.05.0395.0m m v Q f ===222299.04.0395.0m m v Q f ===223313.135.0395.0m m v Q f ===

m m g v h 0135.081.925.006.122211=⨯⨯==ζm m g v h 0086.081

.924.006.122222=⨯⨯==ζ

第三个孔洞 故总水头损失为

（2）隔板絮凝池部分设计

采用往复式隔板絮凝池。

1）隔板间距

隔板絮凝池絮凝时间取T2=15min 。廊道内流速采用三档，分别为v1=0.3m/s ，v2=0.2m/s ，v1=0.15m/s 。为了与平流沉淀池高度相适应，取池内平均水深为H 均=2.8m ，起端水深H1=2.6m ，末端水深H3=3.0m 。 则隔板起端间距 ,取a1=0.50m 。 隔板末端间距 ,取a3=0.90m 。

第二段隔板间距 ,取a2=0.70m 。 2）絮凝池容积

3）絮凝池面积

池子宽度与机械絮凝池总宽相同，即B=（3.5×3+0.25×2）m=11.0m （隔墙厚0.25m ），池子净长度（隔板间净距之和）为L’=F/B=127.0/11.0m=11.54m。每段隔板间距所需廊道数为

每段实际采用的廊道数、廊道流速及相关计算数据

三段廊道宽度之和∑a=（3.0+4.2+4.5）m=11.7m ，取隔板厚度 0.2m ，共计17块，则絮凝池总长为L=（11.7+0.2×17）m=15.1m 。

4）水头损失计算

按廊道内的不同流速分成三段进行计算（只计算1个廊道）。

廊道的水力半径为

廊道水流转弯次数m1=6，廊道总长为l1=66.0m

絮凝池采用钢筋混凝土结构，水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013。为减小水流转弯处水头损失，转弯处过水断面积设为廊道过水断面积的1.2倍，同时水流转弯处应做成圆弧形。

廊道转弯处的流速为

廊道转弯处的宽度为 m m g v h 0059.081.9233.006.1222

33=⨯⨯==ζm

h h h h 028.0321=++=∑m m H v Q a d 51.06.23.0395

.0111=⨯==m m H v Q a d 88.00.315.0395.0333=⨯==m m H v Q a d 71.08

.22.0395.022=⨯==均3

325.35560159.142160m m QT W =⨯==220.1278

.25.355m m H W F ===均m m H a H a R 23.06

.2250.06.250.0211111=⨯+⨯=+=s m s m v v 25.02.130.02.1101===m m H v Q B 61.060

.225.0395.01011=⨯==