中央配水式混合池

論文類型	技術與工程	發表日期	2000-10-01
作者	張永復
摘要	本文介紹一種圖形混合池，在池的中部設有配水井，它充分利用了混合池容積，而且增加了擾流設施，混合效果良好，能節約混凝劑。

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中央配水式混合池

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作者：

張永復;

發布時間：

2000-10-11

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摘要：

本文介紹一種圖形混合池，在池的中部設有配水井，它充分利用了混合池容積，而且增加了擾流設施，混合效果良好，能節約混凝劑。

簡介：

張永復

　　提要：本文介紹一種圖形混合池，在池的中部設有配水井，它充分利用了混合池容積，而且增加了擾流設施，混合效果良好，能節約混凝劑。

　　一、前言

　　常規凈水工藝在投加凈水劑后，經過凝聚——絮凝——沉淀——過濾四個工藝過程達到水質凈化的目的。
　　凝聚過程使用的設備或構筑物就是混合設施。混合設施效果對整個混凝（凝聚及絮凝）過程的作用十分重要，只有在混合過程中使投加在水體中的混凝劑快速混合而且分布均勻，才能保證凝聚反應系統達到最佳效果和節省混凝劑。
　　在凈化歷程中，凝聚占用的時間最短，僅需要2～3分鐘，其余凈化工藝歷程則需要十幾分鐘或幾十分鐘。因而混合設施投資在凈化工藝總投資中，所占比例最小。努力改善混合設施效果，就可能以最少投入達到降低凈水成本之目的，投入與產生相比，效果明顯。

　　二、泵前投藥

　　當凈水廠采用進水泵前投藥工藝，而進水泵又有幾臺的條件下，投藥往往不均勻。天津塘沽五水廠是一座9萬m³/d的水廠，安裝了五臺（用三備二）進水泵，分別向六組反應沉淀池供水。原設計為泵前投藥，進水部分布置框圖見圖一。

　　在每一臺進水泵前分別安裝了投藥管，投加液體三氯化鐵。六組反應沉淀池完全相同，每組設計能力為1.5萬m³/d。反應池為下層孔室上層往復隔板。斜管沉淀。反應池停留時間約20分鐘，沉淀池停留時間約30分鐘。由于水泵取水量不同，并且是人工控制投藥，向每臺水泵投藥量很難控制均勻。致使各組沉淀池效果有差異。若以反應池出口處取水測定余鐵含量如表一。

**反應池出口余鐵比較表**　　　　　　　　　　表1
時間(92年)	原水濁度(度)	余　　　　鐵　(mg/L)							最大值與平均值比
時間(92年)	原水濁度(度)	一池	二池	三池	四池	五池	六池	平均	最大值與平均值比
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

　　取水時間均為上午8時30分，每周二取水一次，上表為隨機選擇結果。由表可見，用余鐵進行測定，每一組沉淀池投藥量是不均勻的，換言之，有的沉淀池投加量超過需要量，浪費了混凝劑。

　　三、中央配水式混合池原理

　　為了節省混凝劑，也為了便于生產管理，塘沽公司于1992年在五水廠建成了一座中央配水式混合池。將投藥、混合及配水集中于一座池之中。該池既針對五水廠生產工藝設計，也能應用到相同條件下的水廠。現已獲國家專利，專利號為ZL 92 2 07780.0。
　　該池的構造及原理介紹如下：
　　中央配水式混合池外殼為圓形池體1，水體由池的下部進水口2進入池體，在進水中央設置混凝劑投加管3，在圓形池內部的中央設防有棱柱狀配水豎井10，池中的水從位于豎井上部的進水口處流入豎井，而混合池的各出水口11在下部與豎井相連通。
　　為了有效的混合，源水由下部進水口2進入池體1后，經過投加混凝劑的水體分流隔板4阻流，分為兩股繞過分流隔板，利用兩股水流對撞，及縫隙和阻流裝置增加水流紊動和速度梯度，形成湍流；再經由陡坎與使水流形成漩滾；再利用逐漸升高的上、下蓋板6、7使水體在暗渠8中連續多級滾動、躍升，與池壁碰撞，混凝劑在這些過程中得到充分混合。水體流出暗渠后，在池壁與帶棱角的豎井作用下，還能形成局部小漩渦，又可以使混凝劑進一步混合。

　　水體旋轉上升到池上部后，經過可動式堰板9流入位于池中央的多孔配水豎井11。配水豎井可根據沉淀池的數量作成相應孔格，并利用可動式堰板9調節流入各孔內的流量。多孔配水豎井再經由各自的出水口11將混合好的水體輸往相應的沉淀池。
　　為了清理投藥管方便，在池壁內予埋套管，投藥管3即由予埋套管內穿過，需要時亦可由套管內拆出。
　　在池壁內還予埋有水位測量管，用以測量進入水池水位與混合池池面水位差。實測水位差約40cm，低于一般管式靜態混合器。

　　四、效益

　　混合池投產，由于集中投加混合劑，各組反應池沉淀池的沉淀效果較為均勻。測定各豎井余鐵，表明混合基本均勻，如表2。

**混合井余鐵測定表**　　　　　　　　　　表2
時　間 93.2.1	混合井豎井余鐵　mg/L				最大值與平均值之比
時　間 93.2.1	1#	2#	3#	平均	最大值與平均值之比
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，因而塘沽五水廠混凝劑消耗明顯下降，以1991年，1992年及1993年三年1～6月水質對比如表3，該表全部數據由分公司化驗室測定數據平均而得的。

**五水廠原水，濾前水及出廠水月平均濁度表** 單位（度）　　　　表3
	1991年			1992年			1993年
	原水	濾前	出廠水	原水	濾前	出廠水	原水	濾前	出廠水
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月進水量，混凝劑用量及藥耗如表4

	進水量(km³)			混合劑用量(kg)			耗藥　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
累計	16425	18013	17556	211357	134489	73224
平均	2738	3002	2926	35226	22414	12204	12.87	7.47	4.17

　　說明：表中混凝劑(FeCl₃)用量系按純鐵計算，折合FeCl₃溶液還需被0.38除。

　　1991年末塘沽五水廠對藥劑管理采取措施，增加了計量及考核，藥耗下降了59%，1992年末建成中央配水式混合井，依靠技術進步，1993年藥劑又下降了44.2%。
　　按1993年上半年水量計算，與92年藥耗相比節約了9653kg。以每噸FeCl₃溶液420元計算，則節省費用
　　　　9.653÷0.38×420=10669元
　　即每年可節約2萬元藥劑費用，該池投資13萬元，預計6.5年可收回投資。
　　除節約了混凝劑外，因為投藥可以在現工人管理大大便利，還可減少值班工人，最近已將每班二人值班改為一個值班。
　　由于增加配水井設計，還有利于調節和控制各沉淀池水量，也便于維修。

　　五、結束語

　　中央配水式混合池具有以下特點：
　　1、容積利用充分，無死水區；
　　2、配水井與混合池合建，占地面積小；
　　3、混凝劑與水體混合充分，達到了快速均勻之目的。在保證水質條件下，可節約混凝劑消耗。
　　4、投藥管易于清理，保證運行安全。當需要投加助凝劑時，亦十分便利。
　　由于該構筑物能達到安全和節約之目的，受到了運行工人的歡迎。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1993年7月13日
　　水質數據由王秀茹、孫洪霞、王小紅同志提供。水量及藥耗由陳子和、姜東梅同志提供。

技術資料第9309號

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