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混凝处理混合反应器和澄清池

日期:2018/1/26 16:13:58 来源:巩义市大千净化材料有限公司

完成混凝剂与原水混合的设备称之为混合器;完成反应过程的设备叫反应池;澄清设备是指完成水与絮凝体分离的沉降池或同时兼有以上三种功能的澄清池。

一、混合器

对混合器的基本要求是,在强烈的水流紊动中迅速完成混凝剂和原水的均匀混合。按动力来源的不同,混合器可分为水力混合器和机械搅拌混合槽两类。混合器的结构形式主要有以下几种。

(1)水泵混合:将混凝剂溶液在输水泵的吸入管加入,利用叶轮旋转产生的涡流达到混合。这种方式简便易行,能耗低,且混合均匀。但水泵离反应器不能太远,否则容易在输水管内形成细碎絮凝体。

(2)管道混合:将混凝剂溶液加入压力管,利用管内紊流使药剂扩散于水中。管道混合的结构有如图4-8所示的几种,管内水速宜采用1.5-2.0m/s,投药后的管内水头损失不小于0.3-0.4m。为了提高混合效果,可在管内增设孔板或2~3块交错排列的挡板(如图4-8(c)和(d))。管道混合无活动部件,结构简单,安装使用方便。

管道混合的几种结构.jpg

(3)机械搅拌混合槽:这种混合槽由搅拌浆快速旋转造成的紊流完成混合,槽体结构如图4-9。为了提高混合效果,槽内宜设壁挡板。当混合与反应在同一槽内完成时,为了控制物料流向和一定的回流比,还应增设导流筒。

机械搅拌混合槽的结构.jpg

二、反应池

混凝反应池为别为机械搅拌(Mechanical Stirring)池和水力搅拌(Hydraulic Stirring)池两类。

机械搅拌池多为长方形,用隔板分为数格,每格装一搅拌叶轮,叶轮半径中点线速由第一格的0.5-0.6m/s依次递减到最后一格的0.1-0.2m/s。每台叶轮上的桨板面积为过水断面积的15-20%,桨板长度不大于叶轮直径的75%,宽度取100-300mm。桨轴可水平或竖直安装(图4-10)。

水力搅拌反应池的类型很多,如隔板反应池、旋流反应池、微涡流隔网反应池、穿孔旋流反应池等。在废水处理中用得较多的是隔板反应池和旋流反应池,二者分别用于大、小流量的处理厂(站)。隔板反应池中隔板的布置方式和相应的水流方向有如图4-11所示的两种。

机械搅拌反应池.jpg隔板反应池中隔板的布置方式.jpg

三、澄清池

澄清池通常是指同时完全混合、反应和絮体沉降过程的构筑物。废水在池中的净化是由混凝剂对原水中微粒的混凝、料浆中的悬浮泥渣对微絮粒的接触絮凝以及泥渣的沉降分离等过程来完成的。当水中微粒与混凝剂作用生成的微絮粒一旦在运动中与相对巨大的泥渣颗粒接触碰撞,就被吸附于泥渣颗粒上而被迅速除去。因此,保持悬浮状态的、浓度均匀稳定的泥渣区,就成为决定澄清池处理效果的关键,也是所有澄清池的共同特点。

按照泥渣与废水接触方式的不同,澄清池可分为泥渣循环分离型和悬浮泥渣过滤型两大类。前者是让泥渣在竖直方向上不断循环,在运动中捕集水中的微絮粒,并在分离区加以分离;后者是靠上升水流的能量在池内形成一层悬浮状态的泥渣,当水流自下而上通过泥渣层时,其中的絮体就被截留下来。在常用的澄清池中,属于泥渣循环分离型的有机械加速澄清池和水力循环澄清池;属于悬浮泥渣过滤型的有普通悬浮澄清池和脉冲式澄清池。在废水处理中,以机械加速澄清池应用最广。

机械加澄清池的结构如图4-12,整个池体可分为混合室、反应室、导流室和分离室四个功能区。在池中心的混合室与反应室之间设有涡轮搅拌桨。搅拌桨由电机经减速器驱动,以5-15r/min的转速旋转。

机械加速澄清池结构图.jpg

原水进水管1导入环形三角配槽2,并由投药管4在此加入药剂溶液后,由槽底的配水孔进入混合室Ⅰ中,在此进行水与药剂和回流污泥的混合。混合后的泥水搅拌桨上部的涡轮提升到反应室Ⅱ进行混凝反应,随后溢入导流室Ⅲ,并沿伞形罩6进入分离室Ⅳ。此时,由于过流断面突然增大,流速减小,泥渣便靠重力下沉,其中少部分进入泥渣浓缩室10,定期由排泥管排出;大部分则在涡轮的抽吸下沿分离室底部的回流缝返回混合室。分离区上部的澄清水,由径向集水槽8收集后汇入池周的环形干渠,由出水管9连续排出。在反应室内,有竖向导流板7,其作用是消除涡轮提升产生的旋流,以改善分离室内的泥水分离条件。有的还在分离室内增设斜板或斜管来提高分离效果。加药管还可以根据药剂与水所需要的混合时间或几种药剂不同的投加顺序,接在进水管和反应室等处。排气管3的作用,是将原水带入的空气排出,防止它对泥水分离的干扰。

加速澄清池可以通过调节搅拌桨的转速和开启度(涡轮底面与反应室底板间的距离)来改变泥水混合和泥渣悬浮条件,并有导流板、伞形罩起稳流作用,同时还有数倍于原水流量的泥浆不断循环于分离室和混合室之间,因而不仅有较好的接触絮凝和泥水分离条件,而且对水量和水质的变化有很强的适应能力。澄清池的处理效果除与池体各部分的结构尺寸是否合理有关外,主要取决于搅拌强度、泥渣回流量及泥渣浓度。搅拌强度的大小以使水与药剂及泥渣混合充分又不打碎絮体为度。回流量通常控制在进水量的3-5倍。泥渣浓度则是以控制反应室的泥渣沉降比在15-20%为宜。

水力循环澄清池的工作原理与机械加速澄清池相似。不同的是前者泥渣循环是靠进水压力和速度头产生的射流来完成的。

澄清池的设计计算可参照有关手册,但应注意的是,将它们用于废水处理时,其处理能力只相当于用于给水处理的60~70%,即在确定设计流量时,应考虑1.4-1.7的裕量系数。

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