張永復(fù) 提要：本文介紹一種圖形混合池，在池的中部設(shè)有配水井，它充分利用了混合池容積，而且增加了擾流設(shè)施，混合效果良好，能節(jié)約混凝劑。 一、前言 常規(guī)凈水工藝在投加凈水劑后，經(jīng)過凝聚——絮凝——沉淀——過濾四個(gè)工藝過程達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。
凝聚過程使用的設(shè)備或構(gòu)筑物就是混合設(shè)施?；旌显O(shè)施效果對整個(gè)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(yīng)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果和節(jié)省混凝劑。
在凈化歷程中，凝聚占用的時(shí)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(shè)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(shè)施效果，就可能以最少投入達(dá)到降低凈水成本之目的，投入與產(chǎn)生相比，效果明顯。 二、泵前投藥 當(dāng)凈水廠采用進(jìn)水泵前投藥工藝，而進(jìn)水泵又有幾臺(tái)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(tái)（用三備二）進(jìn)水泵，分別向六組反應(yīng)沉淀池供水。原設(shè)計(jì)為泵前投藥，進(jìn)水部分布置框圖見圖一。 
在每一臺(tái)進(jìn)水泵前分別安裝了投藥管，投加液體三氯化鐵。六組反應(yīng)沉淀池完全相同，每組設(shè)計(jì)能力為1.5萬m3/d。反應(yīng)池為下層孔室上層往復(fù)隔板。斜管沉淀。反應(yīng)池停留時(shí)間約20分鐘，沉淀池停留時(shí)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(tái)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(yīng)池出口處取水測定余鐵含量如表一。 反應(yīng)池出口余鐵比較表 表1| 時(shí)間(92年) | 原水濁度(度) | 余 鐵 (mg/L) | 最大值與平均值比 | | 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 | 取水時(shí)間均為上午8時(shí)30分，每周二取水一次，上表為隨機(jī)選擇結(jié)果。由表可見，用余鐵進(jìn)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(fèi)了混凝劑。 三、中央配水式混合池原理 為了節(jié)省混凝劑，也為了便于生產(chǎn)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(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，也能應(yīng)用到相同條件下的水廠?，F(xiàn)已獲國家專利，專利號(hào)為ZL 92 2 07780.0。
該池的構(gòu)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(jìn)水口2進(jìn)入池體，在進(jìn)水中央設(shè)置混凝劑投加管3，在圓形池內(nèi)部的中央設(shè)防有棱柱狀配水豎井10，池中的水從位于豎井上部的進(jìn)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(jìn)水口2進(jìn)入池體1后，經(jīng)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(dòng)和速度梯度，形成湍流；再經(jīng)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(xù)多級(jí)滾動(dòng)、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(jìn)一步混合。 水體旋轉(zhuǎn)上升到池上部后，經(jīng)過可動(dòng)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(jù)沉淀池的數(shù)量作成相應(yīng)孔格，并利用可動(dòng)式堰板9調(diào)節(jié)流入各孔內(nèi)的流量。多孔配水豎井再經(jīng)由各自的出水口11將混合好的水體輸往相應(yīng)的沉淀池。
為了清理投藥管方便，在池壁內(nèi)予埋套管，投藥管3即由予埋套管內(nèi)穿過，需要時(shí)亦可由套管內(nèi)拆出。
在池壁內(nèi)還予埋有水位測量管，用以測量進(jìn)入水池水位與混合池池面水位差。實(shí)測水位差約40cm，低于一般管式靜態(tài)混合器。 四、效益 混合池投產(chǎn)，由于集中投加混合劑，各組反應(yīng)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(shí) 間
93.2.1 | 混合井豎井余鐵 mg/L | 最大值與
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(zhì)對比如表3，該表全部數(shù)據(jù)由分公司化驗(yàn)室測定數(shù)據(jù)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(jìn)水量，混凝劑用量及藥耗如表4 | | 進(jìn)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(jì) | 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(jì)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(jì)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(shù)進(jìn)步，1993年藥劑又下降了44.2%。
按1993年上半年水量計(jì)算，與92年藥耗相比節(jié)約了9653kg。以每噸FeCl3溶液420元計(jì)算，則節(jié)省費(fèi)用
9.653÷0.38×420=10669元
即每年可節(jié)約2萬元藥劑費(fèi)用，該池投資13萬元，預(yù)計(jì)6.5年可收回投資。
除節(jié)約了混凝劑外，因?yàn)橥端幙梢栽诂F(xiàn)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(gè)值班。
由于增加配水井設(shè)計(jì)，還有利于調(diào)節(jié)和控制各沉淀池水量，也便于維修。 五、結(jié)束語 中央配水式混合池具有以下特點(diǎn)：
1、容積利用充分，無死水區(qū)；
2、配水井與混合池合建，占地面積?。?BR> 3、混凝劑與水體混合充分，達(dá)到了快速均勻之目的。在保證水質(zhì)條件下，可節(jié)約混凝劑消耗。
4、投藥管易于清理，保證運(yùn)行安全。當(dāng)需要投加助凝劑時(shí)，亦十分便利。
由于該構(gòu)筑物能達(dá)到安全和節(jié)約之目的，受到了運(yùn)行工人的歡迎。
1993年7月13日
水質(zhì)數(shù)據(jù)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(shù)資料第9309號(hào) | 
