7.机械与隔板组合絮凝池

Q 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

325001.05m3d34125m3d1421.9m3h0.395m3s（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

W1QT1421.953m118.5m360602）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

A1W1118.52m12.0m23H133.3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： 80.121.96

面积之比为

3.53.540.21.06.35%3.53.515.36%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

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

120.75v20.750.65rads0.35radsr01.40.75v30.750.53rads0.27radsr01.440.75v10.750.8rads0.43radsr01.4c.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 P1P18l3r24r141441.110001.960.4331.441.2840.7840.664W114.65W81

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

N1P112114.65218.57W0.750.70N2117.75WN354.06W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 G2 第三格

5）三格连接孔洞设计 a.孔洞面积计算

洞v3=0.35m/s。 则孔洞面积分别为 第一个孔洞

第二个孔洞

第三个孔洞

第一格进水管管径取700mm，则进水流速为 v1.03ms，满足平均经济流速要求

G1P1114.65s149.9s13V1.14103.312.25P261.82s136.62s13V1.14103.312.25G3P328.3811s24.81sV1.141033.312.25絮凝池平均速度梯度

GP204.85s138.49s133V31.14103.312.25Q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

4d2f1Q0.3952m0.79m2v10.5Q0.3952m0.99m2v20.4Q0.3952m1.13m2v30.35采用断面宽高=1.0m×0.8m。

f2采用断面宽高=1.0m×1.0m。

f3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 v120.52第一个孔洞 h11.06m0.0135m2g29.81

第二个孔洞

2v20.42h21.06m0.0086m2g29.81 2

2第三个孔洞 hv31.060.33m0.0059m32g29.81

2故总水头损失为

hh1h2h30.028m（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。

Q0.395v1H10.32.6

Q0.395a3dm0.88m隔板末端间距 ,取a3=0.90m。

v3H30.153.0则隔板起端间距 ,取a1=0.50m。 a1dm0.51m

d第二段隔板间距 ,取a2=0.70m。 a2m0.71mQv2H均0.3950.22.82）絮凝池容积 WQT1421.915m3355.5m326060

3）絮凝池面积

FW355.52m127.0m2H均2.8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

R1a1H10.502.6m0.23ma12H10.5022.6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 B1

v01v10.30ms0.25ms1.21.2Q0.395m0.61mv01H10.252.60 3

廊道谢才系数为 C11nR1611

0.0130.231660.2122絮凝池水头损失为 h1mv0112gv1C2l123.00.302

R160.2529.8160.2120.2366.0m0.064m1ξ-隔板转弯处的局部阻力系数，往复式隔板ξ=3.0。 总水头损失为 hh1h2h30.06400290.014m0.107m

机械与隔板整个絮凝池总水头损失为（0.107+0.028）m=0.135m。 5）计算速度梯度G和校核GT值

水温20℃时，水的运动粘度γ=1.003×10-6m2/s

Ggh9.810.135s133.2s1T1.0031062060校核GT=33.2×20×60=3.98×104，在104-105范围内。 6）池底坡度 4

i0.15.12.65%

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