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中央配水式混合池

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论文字数：**** 论文编号：lw202389515 日期：2024-12-30 来源：论文网
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摘要：本文介绍一种图形混合池，在池的中部设有配水井，它充分利用了混合池容积，而且增加了扰流设施，混合效果良好，能节约混凝剂。

关键词：混合池 扰流设施 混合效果

　一、前言

　　常规净水工艺在投加净水剂后，经过凝聚——絮凝——沉淀——过滤四个工艺过程达到水质净化的目的。
　　凝聚过程使用的设备或构筑物就是混合设施。混合设施效果对整个混凝（凝聚及絮凝）过程的作用十分重要，只有在混合过程中使投加在水体中的混凝剂快速混合而且分布均匀，才能保证凝聚反应系统达到最佳效果和节省混凝剂。
　　在净化历程中，凝聚占用的时间最短，仅需要2～3分钟，其余净化工艺历程则需要十几分钟或几十分钟。因而混合设施投资在净化工艺总投资中，所占比例最小。努力改善混合设施效果，就可能以最少投入达到降低净水成本之目的，投入与产生相比，效果明显。

　　二、泵前投药

　　当净水厂采用进水泵前投药工艺，而进水泵又有几台的条件下，投药往往不均匀。天津塘沽五水厂是一座9万m3/d的水厂，安装了五台（用三备二）进水泵，分别向六组反应供水。原设计为泵前投药，进水部分布置框图见图一。

　　在每一台进水泵前分别安装了投药管，投加液体三氯化铁。六组反应完全相同，每组设计能力为1.5万m3/d。反应池为下层孔室上层往复隔板。斜管沉淀。反应池停留时间约20分钟，停留时间约30分钟。由于水泵取水量不同，并且是人工控制投药，向每台水泵投药量很难控制均匀。致使各组效果有差异。若以反应池出口处取水测定余铁含量如表一。

反应池出口余铁比较表　　　　　　表1
时间(92年) 原水浊度(度) 余　　铁　(mg/L) 最大值与平均值比
一池 二池 三池 四池 五池 六池 平均
4.28 32 0.90 1.61 1.11 1.22 1.27 1.22 1.22 1.32
5.26 18 0.70 0.83 0.71 0.92 0.89 0.76 0.80 1.15
6.23 45 1.15 0.88 1.62 0.64 0.63 0.60 0.92 1.76
7.14 65 0.32 0.62 0.70 0.66 0.38 0.83 0.58 1.43

　　取水时间均为上午8时30分，每周二取水一次，上表为随机选择结果。由表可见，用余铁进行测定，每一组投药量是不均匀的，换言之，有的投加量超过需要量，浪费了混凝剂。

　　三、中央配水式混合池原理

　　为了节省混凝剂，也为了便于生产管理，塘沽公司于1992年在五水厂建成了一座中央配水式混合池。将投药、混合及配水集中于一座池之中。该池既针对五水厂生产工艺设计，也能应用到相同条件下的水厂。现已获国家专利，专利号为ZL 92 2 07780.0。
　　该池的构造及原理介绍如下：
　　中央配水式混合池外壳为圆形池体1，水体由池的下部进水口2进入池体，在进水中央设置混凝剂投加管3，在圆形池内部的中央设防有棱柱状配水竖井10，池中的水从位于竖井上部的进水口处流入竖井，而混合池的各出水口11在下部与竖井相连通。
　　为了有效的混合，源水由下部进水口2进入池体1后，经过投加混凝剂的水体分流隔板4阻流，分为两股绕过分流隔板，利用两股水流对撞，及缝隙和阻流装置增加水流紊动和速度梯度，形成湍流；再经由陡坎与使水流形成漩滚；再利用逐渐升高的上、下盖板6、7使水体在暗渠8中连续多级滚动、跃升，与池壁碰撞，混凝剂在这些过程中得到充分混合。水体流出暗渠后，在池壁与带棱角的竖井作用下，还能形成局部小漩涡，又可以使混凝剂进一步混合。

　　水体旋转上升到池上部后，经过可动式堰板9流入位于池中央的多孔配水竖井11。配水竖井可根据的数量作成相应孔格，并利用可动式堰板9调节流入各孔内的流量。多孔配水竖井再经由各自的出水口11将混合好的水体输往相应的。
　　为了清理投药管方便，在池壁内予埋套管，投药管3即由予埋套管内穿过，需要时亦可由套管内拆出。
　　在池壁内还予埋有水位测量管，用以测量进入水池水位与混合池池面水位差。实测水位差约40cm，低于一般管式静态混合器。

　四、效益

　　混合池投产，由于集中投加混合剂，各组反应池的沉淀效果较为均匀。测定各竖井余铁，表明混合基本均匀，如表2。

混合井余铁测定表　　　　　　表2

时　间
93.2.1

 混合井竖井余铁　mg/L 最大值与
平均值之比
1# 2# 3# 平均
10.10 0.38 0.36 0.33 0.356 1.067
10.40 0.46 0.47 0.51 0.480 1.063
11.10 0.41 0.46 0.46 0.443 1.038

　　而且，由于混合良好，因而塘沽五水厂混凝剂消耗明显下降，以1991年，1992年及1993年三年1～6月水质对比如表3，该表全部数据由分公司化验室测定数据平均而得的。

五水厂原水，滤前水及出厂水月平均浊度表 单位（度）　　表3 　　　　　
1991年 1992年 1993年
原水 滤前 出厂水 原水 滤前 出厂水 原水 滤前 出厂水
1月 4.8 2.7 0.8 3.5 2.4 0.7 4.8 2.5 0.8
2月 6.5 2.7 0.6 4.2 2.5 0.6 6.7 3.0 0.7
3月 8.5 2.5 0.5 5.5 3.3 0.7 13.0 3.2 0.6
4月 14.6 2.7 0.8 18 3.3 0.8 25.5 3.4 0.6
5月 16.4 2.5 0.7 22 3.1 0.7 23.5 3.5 0.85
6月 26.7 2.6 0.7 35 3.0 0.8 36.8 3.9 0.76
平均 12.92 2.62 0.68 14.70 2.93 0.72 18.38 3.25 0.72

　　1991年～1993年1～6月进水量，混凝剂用量及药耗如表4

进水量(km3) 混合剂用量(kg) 耗药　mg/L
91年 92年 93年 91年 92年 93年 91年 92年 93年
一月 2967 2762 3015 11547 10867 8220 3.89 3.93 2.73
二月 2266 2120 2738 29439 12531 8062 13.0 4.61 2.94
三月 2834 3032 2911 52303 17853 8956 18.45 5.89 3.08
四月 2696 2956 2718 30367 18855 14652 11.26 6.09 4.51
五月 2852 3194 3003 47109 30423 18712 15.66 7.92 5.22
六月 2808 3349 3168 40592 43960 14622 12.58 12.23 4.61
累计 16425 18013 17556 211357 134489 73224
平均 2738 3002 2926 35226 22414 12204 12.87 7.47 4.17

　　说明：表中混凝剂(FeCl3)用量系按纯铁计算，折合FeCl3溶液还需被0.38除。

　　1991年末塘沽五水厂对药剂管理采取措施，增加了计量及考核，药耗下降了59%，1992年末建成中央配水式混合井，依靠技术进步，1993年药剂又下降了44.2%。
　　按1993年上半年水量计算，与92年药耗相比节约了9653kg。以每吨FeCl3溶液420元计算，则节省费用
　　9.653÷0.38×420=10669元
　　即每年可节约2万元药剂费用，该池投资13万元，预计6.5年可收回投资。
　　除节约了混凝剂外，因为投药可以在现工人管理大大便利，还可减少值班工人，最近已将每班二人值班改为一个值班。
　　由于增加配水井设计，还有利于调节和控制各水量，也便于维修。

　　五、结束语

　　中央配水式混合池具有以下特点：
　　1、容积利用充分，无死水区；
　　2、配水井与混合池合建，占地面积小；
　　3、混凝剂与水体混合充分，达到了快速均匀之目的。在保证水质条件下，可节约混凝剂消耗。
　　4、投药管易于清理，保证运行安全。当需要投加助凝剂时，亦十分便利。
　　由于该构筑物能达到安全和节约之目的，受到了运行工人的欢迎。

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