某乡镇自来水厂的水力循环澄清池设计

　　1.概况
　　为缓解宜昌地区某乡镇需水季节的缺水问题，在兴发集团的大力支持下，新建一小型自来水厂，处理水量为2000m3/d。设计中，采用了将混合、反应与絮凝沉淀集于一体的无机械搅拌的净水构筑物水力循环澄清池，使之适用于小型水厂和含砂量较高的地面水处理。本设计的水处理流程拟为：原水→静态混合器→水力循环澄清池→重力无阀滤池→清水池→用户。
　　2.设计要点
　　2.1设计水量。
　　为保证2000m3/d的设计净产水量，考虑5%左右的排泥耗水量，则澄清池的设计进水总量为：Q总=2520m3/d=105m3/h=0.292m3/s
　　2.2设计回流比。
　　设计回流比1：4为设计进水量与悬浮泥渣循环回流量的比值。
　　2.3主要部分设计流速。
　　喷嘴流速V0=7.5m/s
　　喉管流速V1=2.5m/s
　　第一反应室出口流速V2=0.06m/s
　　第二反应室出口流速V3=0.04m/s
　　分离室上升流速V4=0.5mm/s
　　2.4各部分容积和停留时间。
　　第一反应室容积W1=1.98m3；
　　第二反应室容积W2=11.26m3；
　　喉管混合时间t1=0.6s；
　　第一反应室停留时间t2=17s；
　　第二反应室停留时间t3=96.5s；
　　分离室停留时间t4=90.5min；
　　总停留时间T=2.05h。
　　2.5各部分设计尺寸。
　　水力循环澄清池主要设计尺寸：澄清池直径为D=9m，澄清池高度H=5.4m；其余各部尺寸分别为H1=1.9m，H2=3.5m，D0=2m，d0=70mm，d1=250mm，d2=1.6m，d3=2.5m，h1=1450mm，h2=2.5m，h3=0.3m，h4=2.7m，均符合传统型水力循环澄清池设计规范的要求。
　　2.6进出水系统。
　　澄清池进水总管设计为DN150，流速为1.5m/s。
　　出水系统采用环形穿孔集水槽，，环形集水槽设计为等断面bxh=0.2x0.4m；起点至终点水深分别为0.27～0.37m；总出水管为DN150。
　　2.7排泥系统（见图1）。
　　泥渣室容积按澄清池总容积1%计，即容积约为2.15m3，设置一个排泥斗，采用倒立正四棱锥体。排泥管管径采用DN150。
　　3.设计中对传统水力循环澄清池的改进
　　由于传统型水力循环澄清池反应时间短、水头损失大，运行不稳定、单池出水量小等许多不足之处，采取一定的技术措施，设计成一种较为先进合理的水力循环澄清池。
　　3.1在澄清池的进水管上增加静态混合器。虽然流量降低时，混合效果下降，但其构造简单，无运动部件，安装方便，混合充分且快速均匀。其设计要点，采用两级DN200玻璃钢静态混合器，管内设计流速2.00m/s。静态混合器距离澄清池大约20m的围墙处，原水经投药混合后进入澄清池。
　　3.2增设孔径为32mm的斜管以提高分离区的上升流速，提高了沉淀区的沉淀效率（沉淀区的上升流速达到2.7～3.5mm/s）。斜管长度为1000mm，倾角60°，高度870mm。
　　4.结束语
　　经过此澄清池处理后，经重力式无阀滤池过滤，再经消毒处理后即可达到国家现行的生活饮用水卫生标准。
　　参考文献
　　[1]徐大伟，"水力循环澄清池的改进及设计"，《中国给水排水》，Vol.14，No.2，1998.
　　[2]刘晋萍，"改进型水力循环澄清池的设计"，《天然气与石油》，Vol.16，No.3，1998.
　　[3]《室外给水设计规范》（GB50013-2006）.
　　[文章编号]1619-2737（2013）11-16-627

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