机械搅拌澄清池

机械搅拌澄清池又称加速澄清池，通常由钢筋混凝土构成（小型的池子有时也采用钢板结构），横断面呈圆形，内部有搅拌装置和各种导流隔墙，主要组成部分有混合区、反应区、导流区和分离区。整个池体上部是圆筒形，下部是截头圆锥形。混合区周围被伞形罩包围，在混合室上部设有涡轮搅拌桨，由变速电机带动涡轮转动。

一、 机械搅拌澄清池的结构

图3-1所示为标准机械搅拌澄清池的结构透视图。

 

原水由进水管进入环形配水三角槽，混凝剂通过投药管加在配水三角槽中，通过其缝隙均匀流入混合区，在此进行水、药剂与回流污泥的混合。由于涡轮的提升作用，混合后的泥水被提升到反应区，继续进行混凝反应，并溢流到导流区。导流区中有导流板，其作用在于消除反应区过来的环形运动，使废水平稳地沿伞形罩进入分离区。分离区中设有排气管，作用是将废水中带入的空气排出，减少对泥水分离的干扰。分离区面积较大，由于过水面积的突然增大，流速下降，泥渣便靠重力自然下沉，清液通过周边的集水渠收集后由集水槽和出水管流出池外。泥渣少部分进入泥渣浓缩区，定期由排泥管排出，大部分则在涡轮提升作用下通过回流缝回流到混合区。泥渣浓缩区可设一个或几个，根据水质和水量而定。为改善分离区的泥水分离条件，可在分离区增设斜板（管），以提高沉淀效率。

搅拌设备由提升叶轮和搅拌桨组成。搅拌设备的作用有：

①提升叶轮将回流液从混合区提升到反应区，使回流液的泥渣不断在池内循环；

②搅拌桨使混合区内的泥渣和来水迅速混合，泥渣随水流处于悬浮和环流状态。一般回流流量为进水流量的3~5倍。

标准机械搅拌澄清池的池型布置有两种：当进水量为200m3/h和320m3/h时采用直形池壁、平板底池底，如图3-2所示；当进水量为430~1800m3/h时采用直筒壳池壁，锥壳、球壳组合池底，如图3-3所示。

 

标准机械搅拌澄清池的特点

利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应，然后经叶轮提升至第二反应室继续反应，以结成较大的絮粒，再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。其处理水量大，澄清效果好，对原水变化的适应性也较强。不仅适用于一般的澄清，也适用于石灰软化澄清，但整个设备的结构较复杂，维修有一定的难度。

二、机械搅拌澄清池的类型

针对原水水质的不同，单池生产能力的大小、地耐力及结构的区别，以及所处地区气候条件的不同等，除标准式以外，机械搅拌澄清池还可设计成其他类型。

1.大型坡底机械搅拌澄清池

图3-4所示为大型坡底机械搅拌澄清池的结构示意图。    池直径d=36m，为适应水量大，原水浊度较高和浊度变化大的一种大型机械搅拌澄清池。该池的设计水量为3650m3/h，分离区上升流速u2=1.2mm/s，总停留时间T=73min，容积比为二反应区：一反应区：分离沉淀区＝1:1.14:11.1。实际出水量可达4700m3/h。

大型坡底机械搅拌澄清池的主要设计特点为：

①因原水浊度高，为避免配水三角槽积泥及出流缝堵塞，进水采用设在池底部的DN800穿孔布水管；

②池壁构造由斜壁改为直壁，底部为小坡底；

③缩小一反应区，加大分离区，在分离区内加刮泥机使之排泥通畅，刮泥机把沉泥刮集到设在分离区的1mx1m环形集泥槽内浓缩，环形集泥槽内设有刮片，不断将泥刮进四个泥斗，然后将泥排出池外；

④在一反应区底部有深2m，容积为97m3的储砂坑，内设穿孔提升出来的水整流和导流的作用。排砂管，作为排砂之用；

⑤二反应区和导流区内设有整流和稳流板各12块，以起到将从叶轮

运转实践表明，该池与一般标准机械搅拌澄清池相比，具有适应性强、管理方便、排泥通畅、泥渣浓缩性能好、排泥耗水率低、池高度较小等优点。底部的刮泥机、环形集泥槽解决了池底大量泥渣排除问题。在汛期短期原水浊度为12000度时，出水浊度为20度左右，净化效果比较好。

2.方形斜管机械搅拌澄清池

图3-5所示为方形斜管机械搅拌澄清池的结构示意。该池的设计水量为2160m3/h，上部平面尺寸为19mx19m，底部为圆形，D=16m，池总高为7.3m。池容积比为二反应区：一反应区：分离区＝1:2:4.7，总停留时间为51min，分离区上升流速为3mm/s。该池采用蜂窝斜管，斜长1m，倾角60°，内切圆直径为32mm。

方形斜管机械搅拌澄清池的主要设计特点是：

①该池具有适应浊度较高、占地面积少、斜管便于安装、分离区无短流等特点；

②池上部为正方形，便于若干组连建，布置紧凑，节省用地，宜于施工；

③池下部为截圆锥，一反应区底设有钢丝绳传动的刮泥机，将泥渣刮集到池底环形集泥槽中，然后排至池外；

④因原水浊度高，取消三角配水槽，采用穿孔布水管架设在一反应区顶部（原三角配水槽位置）布水，避免三角槽集泥和出流缝堵塞，该池加药位置设在每池进水渠道口处。

3.IS型机械搅拌澄清池

IS型机械搅拌澄清池是为适应高浊度水而改进的一种机械搅拌澄清池型式，如图3-6所示。由于原水浊度高，进水管设在池底部，避免三角配水槽积泥及出流缝隙堵塞。在构造上，第一、第二反应区形状基本同一般机械搅拌澄清池，池壁则由斜壁改为直壁，底部为平底，以加大泥渣浓缩面积并提高其浓度，并设有一套刮泥机。

运转实践表明，该池与一般标准型的机械搅拌澄清池相比，具有排泥方便、泥渣浓缩性能好等优点。由于池壁为直壁，因此池有效容积较大，高度可稍矮。底部的刮泥机解决了池底大量泥渣排除问题，在处理40kg/m3以下高浊度原水时，其效果基本上是理想的。在处理6.0kg/m3以下浊度的原水时，可取得同一般机械搅拌澄清池同样的效果。

该池在处理6~40kg/m3高浊度原水（投加聚丙烯酰胺）时，叶轮转速宜取高值（叶轮外缘线速度为1.33~1.67m/s)，因为此时泥渣颗粒较重，如转速低则不易提升至第二反应区，直接影响净水效果。

处理高浊度水时，聚丙烯酰胺理想的投加点在第一反应区的1/2高度处，这时排泥浓度约为600kg/m2。

该池由于是平底，泥渣回流较困难，第二反应室浓度一般偏低，投药量也稍大于一般机械搅拌澄清池。另外，刮泥机的构造较复杂，因此存在钢材用量较多、施工精度要求高及零件易损等缺点。