高密沉淀池原理及計(jì)算

梵心4466 2022-09-21 發(fā)布于湖南

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環(huán)保水處理

高密池可用于原水凈化也可用于污水混凝沉淀去除SS，或者用于中水回用，膜濃水等工藝的軟化澄清。

高效沉淀池(高密度)工作原理

原水投加混凝劑，在混合池內(nèi)，通過攪拌器的攪拌作用，保證一定的速度梯度，使混凝劑與原水快速混合。

高效沉淀池分為絮凝與沉淀兩個(gè)部分，在絮凝池，投加絮凝劑，池內(nèi)的渦輪攪拌機(jī)可實(shí)現(xiàn)多倍循環(huán)率的攪拌，對(duì)水中懸浮固體進(jìn)行剪切，重新形成大的易于沉降的絮凝體。

沉淀池由隔板分為預(yù)沉區(qū)及斜管沉淀區(qū)，在預(yù)沉區(qū)中，易于沉淀的絮體快速沉降，未來得及沉淀以及不易沉淀的微小絮體被斜管捕獲，最終高質(zhì)量的出水通過池頂集水槽收集排出。

高效沉淀池(高密度)與傳統(tǒng)高效沉淀池的比較

與傳統(tǒng)高效沉淀池比較，高效沉淀池技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：

1、表面負(fù)荷高：利用污泥循環(huán)及斜管沉淀，大大高于傳統(tǒng)高效沉淀池。

2、污泥濃度高：高效沉淀池產(chǎn)生的污泥含固率高，不需再設(shè)置污泥濃縮池。

3、出水水質(zhì)好：高效沉淀池因其獨(dú)特的工藝設(shè)計(jì)，由于形成的絮體較大，所以更能攔截膠體物質(zhì)，從而可以有效降低水中的污染物，出水更有保障。

高效沉淀池工藝的關(guān)鍵之處—污泥循環(huán)和排泥

污泥循環(huán)：部分污泥從沉淀池回流至絮凝池中心反應(yīng)筒內(nèi)，通過精確控制污泥循環(huán)率來維持反應(yīng)筒內(nèi)均勻絮凝所需的較高污泥濃度，污泥循環(huán)率通常為5-10%。

排泥：刮泥機(jī)的兩個(gè)刮臂，帶有鋼犁和垂直支柱，在刮泥機(jī)持續(xù)刮除污泥的同時(shí)，也能起到濃縮污泥，提高含固率的作用。

高效沉淀池(高密度)的四大特點(diǎn)：

1、處理效率高、占地面積小、經(jīng)濟(jì)效益顯著;

2、處理水質(zhì)優(yōu)、社會(huì)效益好;

3、抗沖擊能力強(qiáng)、適用水質(zhì)廣泛;

4、設(shè)備少、運(yùn)行維護(hù)方便。

高效沉淀池池設(shè)計(jì)計(jì)算書

一、設(shè)計(jì)水量

Q=500t/h=0.14m3/s

二、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

1、澄清區(qū)

水的有效水深：本項(xiàng)目的有效水深按6.7米設(shè)計(jì)。

斜管上升流速：12～25m/h，取20 m/h。

——斜管面積A1=500/20=25m2;

沉淀段入口流速取60 m/h。

——沉淀入口段面積A2=500/60=8.3m2;

中間總集水槽寬度：B=0.9(1.5Q)0.4=0.9×(1.5×0.14)0.4=0.48m

取B=0.6m。

從已知條件中可以列出方程：

X·X1=8.3 ——①

(X-2)·(X-X1-0.4)=25 ——②

可以推出：A=X3-2.4X2-33.3X+16.3=0

當(dāng)X=7.0時(shí) A=8.6>0

所以取X=7.0。即澄清池的尺寸：7.0m×7.0m×6.7m=328m3

原水在澄清池中的停留時(shí)間：t=328/0.14=2342s=39min;

X1=8.3/X=1.2 , 取X1=1.2m,墻厚0.2m

斜管區(qū)面積：7.0m×5.6m=39.2m2

水在斜管區(qū)的上升流速：0.14/39.2=0.0035m/s=12.6m/h

從而計(jì)算出沉淀入口段的尺寸：7m×1.2m。

沉淀入口段的過堰流速取0.05m/s，則水層高度：0.14÷0.05÷7=0.4m。另外考慮到此處設(shè)置堰的目的是使推流段經(jīng)混凝的原水均勻的進(jìn)入到沉淀段，流速應(yīng)該比較低，應(yīng)該以不破壞絮體為目的。如果按照堰上水深的公式去計(jì)算：h=(Q/1.86b)2/3=(0.14/1.86×7)2/3=0.046m。則流速為0.23m/s。這么大的流速經(jīng)混凝的原水從推流段進(jìn)入到沉淀段，則絮體可能被破壞。

因此，考慮一些因素，取1.05m的水層高度。

推流段的停留時(shí)間3～5min，取4 min。

V=500×3/60=25 m3

則寬度：25÷2.65÷7=1.34m，取1.5m。

2、污泥回流及排放系統(tǒng)

污泥循環(huán)系數(shù)按循環(huán)水量8%計(jì)算。

500×0.8=40m3/h，泵的揚(yáng)程取20mH2O。采用單螺桿泵。

系統(tǒng)設(shè)置4臺(tái)。2臺(tái)用于污泥的循環(huán)，2臺(tái)用于污泥的排放。

螺桿泵采用變頻控制。

污泥循環(huán)管：DN150，流速：0.6m/s。

污泥循環(huán)的目的：1、增加反應(yīng)池內(nèi)的污泥的濃度;2、確保污泥保持其完整性;3、無論原水濃度和流量如何，保持沉淀池內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的固體負(fù)荷。

污泥排放的目的：避免污泥發(fā)酵，并使泥床標(biāo)高保持恒定。

污泥床的高度由污泥探測(cè)器自動(dòng)控制。

3、絮凝池

本項(xiàng)目的有效水深按6.7米設(shè)計(jì)。

停留時(shí)間10～15min，取15 min。

則有效容積：V=500×15/60=125 m3

平面有效面積：A=125/6.7=18.6m2。

取絮凝池為正方形，則計(jì)算得A=4.2m,取整后a=4.5m。

絮凝池的有效容積：

4.5m×4.5m×6.7m(設(shè)計(jì)水深)=135.6m3。

原水在絮凝池中的停留時(shí)間為16min

4、反應(yīng)室及導(dǎo)流板

Q=500t/h=0.14m3/s

①——管道流速取1.0m/s，管徑為DN500(流速0.70 m/s);

②——管道流速取0.8m/s，管徑為DN500(流速0.70 m/s);

③——回流量：設(shè)計(jì)水量=8%，絮凝筒內(nèi)的水量為10.8倍的設(shè)計(jì)水量(1.5m3/s)。筒內(nèi)流速取1.0 m/s，則Di=1.38m，取內(nèi)徑：φ1400mm，筒內(nèi)流速：0.97m/s。

④——流速取0.5m/s，1.5÷0.5÷(3.14×1.4)=0.68m，取0.7 m;v=0.49m/s。

⑤——流速取0.4m/s左右。則D×L=(0.14×10)/(0.4)=2.75m2

錐形筒下部?jī)?nèi)徑：φ2800mm;流速：0.39m/s。

筒外流速：(0.14×10.8)/(4.5×4.5-3.14×1.42/4=18.7)=0.08 m/s

筒內(nèi)流速/筒外流速=1.0/0.08=12.5

筒內(nèi)：配有軸流葉輪，使流量在反應(yīng)池內(nèi)快速絮凝和循環(huán);

筒外：推流使絮凝以較慢的速度進(jìn)行，并分散能量以確保絮凝物增大致密。

原水在混凝段的各個(gè)流速：

反應(yīng)室內(nèi)：內(nèi)徑：D=φ1400mm，流速：v=0.97 m/s;

室內(nèi)至室外：流速：v=0.49m/s;

室外流速：v=0.08m/s;

室外至室內(nèi)：流速：v=0.39m/s;

5、提升絮凝攪拌機(jī)

葉輪直徑：φ1400mm;

外緣線速度：1.5m/s;

攪拌水量為設(shè)計(jì)水量的10.8倍(1.51m3/s);

軸長(zhǎng)——按照目前設(shè)計(jì)的要求，有5.2m。

螺旋槳外沿線速度為1.5m/s，則轉(zhuǎn)速n=60*1.5/3.14*1.4=20 r/min;

6、刮泥機(jī)

采用中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。刮臂直徑：φ7000mm;外緣線速度：1.8m/min;

7、高密度澄清池水力模型

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