某鄉鎮自來水廠的水力循環澄清池設計

【摘 要】在某鄉鎮自來水廠的設計中，對原水水質的處理采用了傳統的水力循環澄清池，在設計中針對傳統的水力循環澄清池的諸多缺點，采取了相應的技術措施，使處理后的水質達到相應的國家標準規范。

【關鍵詞】水力循環澄清池；絮凝沉淀；靜態混合器；斜管沉淀；重力式無閥濾池

1. 概況

為緩解宜昌地區某鄉鎮需水季節的缺水問題，在興發集團的大力支持下，新建一小型自來水廠，處理水量為2000m3/d。設計中，采用了將混合、反應與絮凝沉淀集于一體的無機械攪拌的凈水構筑物水力循環澄清池，使之適用于小型水廠和含砂量較高的地面水處理。本設計的水處理流程擬為：原水→靜態混合器→水力循環澄清池→重力無閥濾池→清水池→用戶。

2. 設計要點

2.1 設計水量。

為保證2000m3/d的設計凈產水量，考慮5%左右的排泥耗水量，則澄清池的設計進水總量為：Q總=2520m3/d=105m3/h=0.292m3/s

2.2 設計回流比。

設計回流比1：4為設計進水量與懸浮泥渣循環回流量的比值。

2.3 主要部分設計流速。

噴嘴流速V0=7.5m/s

喉管流速V1=2.5m/s

第一反應室出口流速V2=0.06m/s

第二反應室出口流速V3=0.04m/s

分離室上升流速V4=0.5mm/s

2.4 各部分容積和停留時間。

第一反應室容積W1=1.98m3；

第二反應室容積W2=11.26m3；

喉管混合時間t1=0.6s；

第一反應室停留時間t2=17s；

第二反應室停留時間t3=96.5s；

分離室停留時間t4=90.5min；

總停留時間T=2.05h。

2.5 各部分設計尺寸。

水力循環澄清池主要設計尺寸：澄清池直徑為D=9m，澄清池高度H=5.4m；其余各部尺寸分別為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，均符合傳統型水力循環澄清池設計規范的要求。

2.6 進出水系統。

澄清池進水總管設計為DN150，流速為1.5m/s。

出水系統采用環形穿孔集水槽，，環形集水槽設計為等斷面bxh=0.2x0.4m；起點至終點水深分別為0.27～0.37m；總出水管為DN150。

2.7 排泥系統（見圖1）。

泥渣室容積按澄清池總容積1%計，即容積約為2.15m3，設置一個排泥斗，采用倒立正四棱錐體。排泥管管徑采用DN150。

3. 設計中對傳統水力循環澄清池的改進

由于傳統型水力循環澄清池反應時間短、水頭損失大，運行不穩定、單池出水量小等許多不足之處，采取一定的技術措施，設計成一種較為先進合理的水力循環澄清池。

3.1 在澄清池的進水管上增加靜態混合器。雖然流量降低時，混合效果下降，但其構造簡單，無運動部件，安裝方便，混合充分且快速均勻。其設計要點，采用兩級DN200玻璃鋼靜態混合器，管內設計流速2.00m/s。靜態混合器距離澄清池大約20m的圍墻處，原水經投藥混合后進入澄清池。

3.2 增設孔徑為32mm的斜管以提高分離區的上升流速，提高了沉淀區的沉淀效率（沉淀區的上升流速達到2.7～3.5mm/s）。斜管長度為1000mm，傾角60°，高度870mm。

4. 結束語

經過此澄清池處理后，經重力式無閥濾池過濾，再經消毒處理后即可達到國家現行的生活飲用水衛生標準。

參考文獻

[1] 徐大偉，“水力循環澄清池的改進及設計”，《中國給水排水》，Vol.14，No.2，1998.

[2] 劉晉萍，“改進型水力循環澄清池的設計”，《天然氣與石油》，Vol.16，No.3，1998.

[3] 《室外給水設計規范》（GB50013-2006）.

[文章編號]1619-2737（2013）11-16-627