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澄清池
 
摘要: 澄清池是利用处于悬浮状态的泥渣作为接触介质,与原水中的细小悬浮物发生接触凝集作用,在同一构筑物内同时进行混凝沉淀过程,使原水较快得到澄清的净水设备。



澄清池是利用处于悬浮状态的泥渣作为接触介质,与原水中的细小悬浮物发生接触凝集作用,在同一构筑物内同时进行混凝沉淀过程,使原水较快得到澄清的净水设备。

澄清池中由粗大绒体组成的悬浮泥渣层易于与水中的微细颗粒碰撞,接触,吸附。由于这种接触凝集作用,节约了混凝剂,也缩短了混凝时间,提高了净水效率。在澄清池中,水流由下向上缓慢流动,使快速混凝、沉淀和澄清在一个构筑物内完成,从而减少了占地面积,便于去除污泥,净水效果较好。但澄清池的构造较复杂,对于不同水质、水温有不同的投药和搅拌要求,且须有较高的管理操作水平。当原水浊度过高,排泥量增加时,可借助水压进行间歇式排泥,但此时将增加排出的水量,故采用澄清池要求原水浊度低于3000度。如果原水浊度过低,则不易形成悬浮泥渣,处理效果就较差。

悬浮澄清池 为最早采用的澄清池,较常见的为矩形锥底结构(图1)。两旁为澄清室,中间格为泥渣浓缩室。加混凝剂后的原水通过气-水分离器,分离水中的空气,以免空气进入池内,搅动悬浮泥渣层,影响泥渣层稳定的澄清作用。原水经穿孔配水管进入澄清室,缓慢向上流,通过悬浮泥渣层(接触凝聚区),水中的悬浮杂质被悬浮泥渣吸附截留,清水透过泥渣层缓慢上升,从穿孔集水槽流出。泥渣层中的泥渣不断增加,过多的泥渣从排泥孔溢入泥渣浓缩室,沉淀浓缩后,由穿孔排泥管定期排除。

图1 悬浮澄清池

1.集水槽2.穿孔配水管3.排泥孔 4.穿孔回水管5.穿孔排泥管

图2 钟罩脉冲澄清池

1.钟罩脉冲器2.中心管3.进水室4.穿孔集水管 5.集水槽6.集水总槽7.稳流板8.穿孔底部配水管 9.配水渠道10.穿孔排泥管

悬浮泥渣层是由混凝剂与原水混合反应后形成的矾花所组成,具有较强的接触混凝作用,能吸附水中的胶体杂质,得到良好的净水效果。为使矾花处于悬浮状态,应保持适当的水流上升流速。当水流流速过大时,水流对矾花的摩擦力大于矾花重力,矾花被水流带出。反之,矾花将沉于池底。为保持悬浮泥渣层的净水作用,须保证泥渣层的泥渣浓度达每升数千毫克,厚度在2m左右,适当的流速一般为3.2~3.6m/h,还要求原水水质变化不宜过大。为减少矾花被水带出并使泥渣层表面有膨胀的余地,泥渣层上面的澄清水区深度应保持在1.5~2.0m之间。在运转中及时排除过量的泥渣 (即排除吸附能力下降的“老化”泥渣),以维持悬浮泥渣层的厚度,保证出水质量。

这种澄清池构造简单,造价低,但净水效率也较低,对水质、水量、水温和加药量变化的适应性差,较常用于中小型水厂。

脉冲澄清池 进水室和脉冲发生器间歇进水。进水时上升流速增加,悬浮泥渣层上升,不进水或进水少时泥渣层下降,使泥渣层处于脉冲升降状态。脉冲澄清池利用此种脉冲升降悬浮泥渣层的接触混凝作用,来达到澄清水质的目的。

脉冲发生器有真空式、S型虹吸式、皮膜式、浮筒切门式、脉冲阀切门式、钟罩式等。其中构造简单,使用最广的为钟罩式(图2)。加入混凝剂并除去空气后的原水进入进水室,当水位达到高水位时产生虹吸作用,水即从中心管、落水井经配水渠道及穿孔底部配水管的孔口以2~4m/s的流速喷出,使原水在稳流板下发生剧烈的混合作用,然后以缓慢的速度,从稳流板缝隙流出,以1mm/s左右的速度向上流动,使泥渣层悬浮起来。在脉冲水流的作用下,悬浮层有规律地上下运动,交替膨胀和收缩,有利于泥渣和水中杂质的接触凝聚,保持泥渣层浓度均匀。当水流上升到泥渣浓缩室顶部后,澄清池断面突然扩大(浓缩室约占澄清池面积的15~20%),使流速降低,有利于泥水分离。清水逐渐上升经集水管、槽排入总槽供使用。悬浮层中的泥渣不断增加,膨胀上升溢入泥渣浓缩室,沉淀后由底部穿孔排泥管(或虹吸排泥管)定期排除。

加速澄清池 利用涡轮叶片的机械搅拌作用使原水与泥渣均匀混合,完成反应、吸附等作用达到净水效果。

加速澄清池的反应室内装有消除水流旋转现象的挡板,造成较稳定的水流,对进水温度、水质、水量变化有较大的适应能力。由于它不要求保持悬浮泥渣层,可采用较大的上升流速,处理水量大。

加速澄清池的构造如图3。加入混凝剂的原水从进水管到环形配水三角槽流入第一反应室,由于提升叶轮的快速搅拌,发生接触混凝作用,并提升3~5倍进水量的液体送入第二反应室,经过搅拌完成接触凝聚,成为沉降速度大的絮体,经导流管进入分离室(沉淀区),下沉的絮体与上升的水分离,部分泥渣进入集泥斗,经沉淀浓缩定期自动排除。大部份剩下的泥渣回流入第一反应室继续与原水混合、反应。分离室上升流速为3~5m/h,分离室中上升清水经过集水管流出。由于数倍于进水流量的液体在池内循环,故进水流量变化对运转的影响不大。为提高沉淀效果可在分离室加设斜板沉淀装置。加速澄清池的处理能力一般为每日20~30m3/m, 在原水浊度低于3000mg/L时有较强的适应能力,出水浊度可控制在20mg/L以下。排泥时是从下面排除易于沉降而颗粒又较大的泥渣,即在池内停留时间长,吸附能力差的“老化”泥渣,有利于净水作用。但本设备构造复杂,机械搅拌设备需经常维修。

图3 加速澄清池

1.环形配水三角槽2.第二反应室3.导流管4.提升叶轮5.分离室6.辐射集水管7.环形集水槽

水力循环澄清池 依靠进水管的高速射流产生的吸力,使泥渣在池内循环流动,保证接触凝聚的效果。

水力循环澄清池如图4。加入混凝剂的原水经喷嘴高速喷出,喷嘴和混合室组成一个水射器,把池底含有大量矾花的,约为进水量三倍的水吸入混合室与进水混合,通过调节喉管控制回流泥渣量。混和的水流流经第一反应室和第二反应室,在断面不断扩大的二个反应室中完成接触凝聚并进入分离室。由于分离室断面扩大,流速降低,泥渣就沉淀下来。相当于进水量的水从集水槽排出。下沉的泥渣有部份进入集泥斗(泥渣浓缩室),定期排除。剩下的泥渣向下流动,与水一起被吸入混合室继续循环。为改善水力条件和泥渣回流条件,池底做成圆锥形,池底倾角为45°。总停留时间为60~90min,喷嘴流速为7~9m/s,喉管流速为2~3m/s。分离室上升流速为1.0~1.2mm/s。 一般处理水量为50~400m/h。水量大时可设置伞形罩,使泥渣回流均匀。

图4 水力循环澄清池

1.喷嘴与喉管距离调节装置2.穿孔集水管3.集泥斗4.排泥管5.放空管6.第一反应室7.第二反应室8.伞形罩9.喉管10.混合室11.喷嘴12.环形集水槽13.分离室14.进水管

水力循环澄清池反应室较加速澄清池反应室容积小,反应时间短,混凝剂用量也大。其构造简单,不需机电设备,投资较省,适合中小型水厂。

澄清池的优点是生产能力高,处理效果好,占地面积少。但构造较复杂,操作管理要求高。

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  • 发布时间: 2013-01-06
  • 更新时间: 2013-01-06

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