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中小城镇水厂水力循环澄清池的工作原理与结构

一、工作原理

利用进水管水流中的动能,促进泥渣回流,达到加速混凝、澄清的目的。水力循环澄清池主要优点是构造简单,不需要机械搅拌,易于上马,投资省,适宜与无阀滤池配套使用。其净化过程是:

1、混合过程

加混凝剂的原水从进水管通过水力提升器的喷嘴造成高速射流在喷嘴外围形成负压,将数倍于进水量的活性泥渣吸入喉管,使刚进入池中的原水、混凝剂和活性泥渣在水力提升器的喷管中进行剧烈而充分的快速混合。

水力循环澄清池的工作原理与结构

2、絮凝过程

经过混合了混凝剂和活性泥渣的原水进入第一和第二絮凝室后由于过水断面都是顺水流逐步扩大,因此流速逐渐降低,造成一个良好的絮凝条件。


3、澄清过程

当水流离开第二絮凝室进入分离室时,流速又显著下降,泥渣在重力作用下从水中分离,使水澄清。分离后清水向上溢流出水,沉下的泥渣除经污泥斗浓缩后排出池外以保持池中泥渣浓度平衡外,大部分向底部沉降,并继续被水力提升器吸入喉管进行泥渣循环回流。


二、基本构造

1、进水管:一般由池底部进入。

水力循环澄清池的工作原理与结构

2、喷嘴与喉管:

(1)喷嘴:是使进水的能量转化为高速动能的装置。为了使这一转化过程中的能量损失最小,要求喷嘴收缩在13左右为宜;为改善喷嘴的水流条件,在喷嘴的出口处加设一段垂直管段,其高度通常与喷嘴直径相等。喷嘴内壁加工要求尽可能光滑;喷嘴的流速一般在7~8m/s,净作用水头要求达到3~4m,流速过高会打碎已结成的絮粒,影响凝聚效果。流速过低对泥渣回流量有一定的影响;喷嘴离池底的高度不宜超过600mm,否则会在池底产生积泥。


(2)喉管:是进水与活性泥渣进行瞬时混合的场所。喉管中流速一般达到2~3m/s,混合时间在0.5~1s范围内。喉管的进口做成喇叭口形式,进口直径一般为喉管本身直径的2倍,喇叭口下缘也加设一段垂直管段。


喷嘴与喉管的距离称喉嘴距。喉嘴距对泥渣回流量有一定影响。在开始使用的时候对喉嘴距进行调整,一经确定后很少改变。

水力循环澄清池的工作原理与结构

3、第一絮凝室

第一絮凝室的功能是促使自喉管的原水与活性泥渣回流的混合水流在一定的水流条件和一定的接触时间内形成絮体。水在第一絮凝室内一般停留时间为15~30s,出口流速在50~60mm/s。


4、第二絮凝室

水流通过第一絮凝室后,絮凝一般还不够完善,第二絮凝室的功能是促进完善絮凝,使水流进入分离室时能迅速清污分流。为了保证絮凝效果,第二絮凝室应有足够的高度,一般第二絮凝室的停留时间在110-140s之间,高度都在3m 以上。高度不够会使絮凝不够完善,运行也不稳定。


5、分离室

分离室是实现清污分流的场所,清水向上、泥渣向下,分离室上升流速,一般为0.7~1.0mm/s,水在澄清池中总停留时间一般为1.2~1.5h。

水力循环澄清池的工作原理与结构

6、伞形罩

伞形罩主要目的是迫使分离室活性污泥沿伞形罩下缘回流到池底,防止第二絮凝室出流后直接被喷嘴射流而吸入喉管造成短流现象。


7、出水管

水力循环澄清池的出水管有两种形式,小型的常采用沿外圆周内(或外)侧作环形集水槽形式;中型的常采用在分离室中部设置环形集水槽形式。出水槽一般采用钢筋混凝土或钢板结构,也有采用钢丝网水泥结构。


8、排泥系统

排泥除较小的澄清池采用底部放空管排泥外,一般采用污泥斗。污泥在污泥斗内浓缩并及时排出池外,保持池内泥渣层浓度是保证水力循环澄清池能够正常运行的关键之一。

水力循环澄清池的工作原理与结构

水力循环澄清池一般还设有池底放空管及取样管等。取样管是为了便于在运行中观察泥渣程度与水质变化状况,一般在喷嘴喉管附近、第一絮凝室出口处及分离区设置。

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