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中央配水式混合池

论文类型 技术与工程 发表日期 2000-10-01
作者 张永复
摘要 本文介绍一种图形混合池,在池的中部设有配水井,它充分利用了混合池容积,而且增加了扰流设施,混合效果良好,能节约混凝剂。

标题:

中央配水式混合池

可见全文

作者:

张永复;

发布时间:

2000-10-11

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摘 要:

    本文介绍一种图形混合池,在池的中部设有配水井,它充分利用了混合池容积,而且增加了扰流设施,混合效果良好,能节约混凝剂。

简介:

张永复

  提要:本文介绍一种图形混合池,在池的中部设有配水井,它充分利用了混合池容积,而且增加了扰流设施,混合效果良好,能节约混凝剂。

  一、前言

  常规净水工艺在投加净水剂后,经过凝聚——絮凝——沉淀——过滤四个工艺过程达到水质净化的目的。
  凝聚过程使用的设备或构筑物就是混合设施。混合设施效果对整个混凝(凝聚及絮凝)过程的作用十分重要,只有在混合过程中使投加在水体中的混凝剂快速混合而且分布均匀,才能保证凝聚反应系统达到最佳效果和节省混凝剂。
  在净化历程中,凝聚占用的时间最短,仅需要2~3分钟,其余净化工艺历程则需要十几分钟或几十分钟。因而混合设施投资在净化工艺总投资中,所占比例最小。努力改善混合设施效果,就可能以最少投入达到降低净水成本之目的,投入与产生相比,效果明显。

  二、泵前投药

  当净水厂采用进水泵前投药工艺,而进水泵又有几台的条件下,投药往往不均匀。天津塘沽五水厂是一座9万m3/d的水厂,安装了五台(用三备二)进水泵,分别向六组反应沉淀池供水。原设计为泵前投药,进水部分布置框图见图一。

  在每一台进水泵前分别安装了投药管,投加液体三氯化铁。六组反应沉淀池完全相同,每组设计能力为1.5万m3/d。反应池为下层孔室上层往复隔板。斜管沉淀。反应池停留时间约20分钟,沉淀池停留时间约30分钟。由于水泵取水量不同,并且是人工控制投药,向每台水泵投药量很难控制均匀。致使各组沉淀池效果有差异。若以反应池出口处取水测定余铁含量如表一。

反应池出口余铁比较表          表1
时间(92年)原水浊度(度)余    铁 (mg/L)最大值与平均值比
一池二池三池四池五池六池平均
4.28320.901.611.111.221.271.221.221.32
5.26180.700.830.710.920.890.760.801.15
6.23451.150.881.620.640.630.600.921.76
7.14650.320.620.700.660.380.830.581.43

  取水时间均为上午8时30分,每周二取水一次,上表为随机选择结果。由表可见,用余铁进行测定,每一组沉淀池投药量是不均匀的,换言之,有的沉淀池投加量超过需要量,浪费了混凝剂。

  三、中央配水式混合池原理

  为了节省混凝剂,也为了便于生产管理,塘沽公司于1992年在五水厂建成了一座中央配水式混合池。将投药、混合及配水集中于一座池之中。该池既针对五水厂生产工艺设计,也能应用到相同条件下的水厂。现已获国家专利,专利号为ZL 92 2 07780.0。
  该池的构造及原理介绍如下:
  中央配水式混合池外壳为圆形池体1,水体由池的下部进水口2进入池体,在进水中央设置混凝剂投加管3,在圆形池内部的中央设防有棱柱状配水竖井10,池中的水从位于竖井上部的进水口处流入竖井,而混合池的各出水口11在下部与竖井相连通。
  为了有效的混合,源水由下部进水口2进入池体1后,经过投加混凝剂的水体分流隔板4阻流,分为两股绕过分流隔板,利用两股水流对撞,及缝隙和阻流装置增加水流紊动和速度梯度,形成湍流;再经由陡坎与使水流形成漩滚;再利用逐渐升高的上、下盖板6、7使水体在暗渠8中连续多级滚动、跃升,与池壁碰撞,混凝剂在这些过程中得到充分混合。水体流出暗渠后,在池壁与带棱角的竖井作用下,还能形成局部小漩涡,又可以使混凝剂进一步混合。

  水体旋转上升到池上部后,经过可动式堰板9流入位于池中央的多孔配水竖井11。配水竖井可根据沉淀池的数量作成相应孔格,并利用可动式堰板9调节流入各孔内的流量。多孔配水竖井再经由各自的出水口11将混合好的水体输往相应的沉淀池。
  为了清理投药管方便,在池壁内予埋套管,投药管3即由予埋套管内穿过,需要时亦可由套管内拆出。
  在池壁内还予埋有水位测量管,用以测量进入水池水位与混合池池面水位差。实测水位差约40cm,低于一般管式静态混合器。

  四、效益

  混合池投产,由于集中投加混合剂,各组反应池沉淀池的沉淀效果较为均匀。测定各竖井余铁,表明混合基本均匀,如表2。

混合井余铁测定表          表2

时 间
93.2.1

混合井竖井余铁 mg/L最大值与
平均值之比
1#2#3#平均
10.100.380.360.330.3561.067
10.400.460.470.510.4801.063
11.100.410.460.460.4431.038

  而且,由于混合良好,因而塘沽五水厂混凝剂消耗明显下降,以1991年,1992年及1993年三年1~6月水质对比如表3,该表全部数据由分公司化验室测定数据平均而得的。

五水厂原水,滤前水及出厂水月平均浊度表 单位(度)    表3        
 1991年1992年1993年
原水滤前出厂水原水滤前出厂水原水滤前出厂水
1月4.82.70.83.52.40.74.82.50.8
2月6.52.70.64.22.50.66.73.00.7
3月8.52.50.55.53.30.713.03.20.6
4月14.62.70.8183.30.825.53.40.6
5月16.42.50.7223.10.723.53.50.85
6月26.72.60.7353.00.836.83.90.76
平均12.922.620.6814.702.930.7218.383.250.72

  1991年~1993年1~6月进水量,混凝剂用量及药耗如表4

  进水量(km3)混合剂用量(kg)耗药 mg/L
91年92年93年91年92年93年91年92年93年
一月296727623015115471086782203.893.932.73
二月2266212027382943912531806213.04.612.94
三月2834303229115230317853895618.455.893.08
四月26962956271830367188551465211.266.094.51
五月28523194300347109304231871215.667.925.22
六月28083349316840592439601462212.5812.234.61
累计16425180131755621135713448973224     
平均27383002292635226224141220412.877.474.17

  说明:表中混凝剂(FeCl3)用量系按纯铁计算,折合FeCl3溶液还需被0.38除。

  1991年末塘沽五水厂对药剂管理采取措施,增加了计量及考核,药耗下降了59%,1992年末建成中央配水式混合井,依靠技术进步,1993年药剂又下降了44.2%。
  按1993年上半年水量计算,与92年药耗相比节约了9653kg。以每吨FeCl3溶液420元计算,则节省费用
    9.653÷0.38×420=10669元
  即每年可节约2万元药剂费用,该池投资13万元,预计6.5年可收回投资。
  除节约了混凝剂外,因为投药可以在现工人管理大大便利,还可减少值班工人,最近已将每班二人值班改为一个值班。
  由于增加配水井设计,还有利于调节和控制各沉淀池水量,也便于维修。

  五、结束语

  中央配水式混合池具有以下特点:
  1、容积利用充分,无死水区;
  2、配水井与混合池合建,占地面积小;
  3、混凝剂与水体混合充分,达到了快速均匀之目的。在保证水质条件下,可节约混凝剂消耗。
  4、投药管易于清理,保证运行安全。当需要投加助凝剂时,亦十分便利。
  由于该构筑物能达到安全和节约之目的,受到了运行工人的欢迎。
                              1993年7月13日
  水质数据由王秀茹、孙洪霞、王小红同志提供。水量及药耗由陈子和、姜东梅同志提供。


技术资料第9309号

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