混合反应池设计论文

混合反应池设计论文摘要：污水处理厂的混合反应池多种多样，在工程设计中要根据工厂排污需要进行合理设计，优化组合，最终达到设计合理、投入较少、构造简单、经济耐用的目的。前言污水中很多悬浮物、有机物、氮、磷等杂质经过二级处理还是无法净化，所以要进行深度处理。深度处理有混合反应、沉淀、过滤、消毒等传统方式。混合反应池是在反应池中设置垂直水流方向的网格，使水流产生高频漩涡，絮凝剂在漩涡的动力下失去稳定性而与水中悬浮颗粒充分接触提供微水动力条件，产生密实的矾花的过程。絮凝剂和水混合形成微小絮凝，微小絮凝再长大成为大絮凝体，这种絮凝过程成为反应。混合反应池施工要求简单、安装方便、维护简单，对水量和水质变化适应能力强，能够有很好的絮凝稳定效果。混合反应沉淀处理流程处理系统流程：原水→孔板式净水混合器→小孔眼网格反应池→小间距斜板沉淀池→出水。混合和反应属于两个不同的过程，混合是使混凝剂投入到原水中，迅速均匀扩散，创造良好的水解和缩聚条件。混合的要求是快速而均匀，最好是在10～30s内混合均匀，速度梯度保持在700～1000s1。如果混合时间过长，就会恶化矾花的黏附性和反应过程。上海竹园污水一厂是全亚洲最大的污水处理厂之一，在污水处理工艺上结合了化学絮凝和生物絮凝的优势，能够高效去磷和溶解性有机物。1混合类型和反应类型1.1混合类型混合反应可以分为机械混合和水力混合两大类。主要方式有机械搅拌混合、分流隔板混合、水泵和管道混合。絮凝反应设备中要求有适当搅拌或者紊流速度，平均速度梯度为20～70s-1，并且要矾花的大小要和流速、搅拌速度成反比。絮凝反应池水力的停留时间是10～30min，GT值是104～105。机械搅拌混合是借用电动机驱动搅拌器对药剂和原水进行充分搅拌，使药剂和原水混合均匀。这种方式可以根据水流量和水浊度调整搅拌器的转动速度，达到所需要的G值。机械搅拌的方式有螺旋桨式、涡轮式、平直叶浆式、水下推进式。分流隔板混合是利用3～4块隔板的缝隙之间的水流速度来产生收缩与扩散进行混合。一般两道隔板间的距离是池宽的2倍，隔板间距是0.6～1m之间。为了避免空气进入，隔板的下部两侧的缝隙要被10～15cm的水淹没。管道混合是利用水泵水管中的水压将药剂迅速流入池内进行混合。此种方式最关键的是管中水流速度，应≥1m/s。投药处要在水泵吸水管或者水喇叭口处，投药点后的管内水头损失要不小于0.3～0.4，混合时间为30～50s，投药点到末端出口距离要不小于50倍管径。当不能满足这一要求时，可以设置孔板或者文氏管可以提高混合效果。管道混合的有点是设备简单、占地小。缺点是流量减少时可能在管中反应沉淀，而且水头损失较大。1.2反应池类型反应池目的是让原水和药剂形成肉眼可见的密实絮凝体。一般反应池类型分为水利反应和机械反应，也可以将这两种反应池结合起来用。上海竹园污水一厂工程中的反应混合池快速混合时间是30～60s，G=500s-1，每座混合池服务6座生物化学反应池，为了保证均匀配水，混凝池采用两侧出水形式并采用二级阶梯式配水到每个反应池。上海竹园污水一厂混反应池停留时间是0.6h，G值分别有三段：一段100～150s-1，第二段50～80-1，第三段30～50-1。1.2.1水力反应池是依靠池内起点和末端的水位差来产生水流动来进行絮凝的。这种方式构造简单、管理方便，但是水量适应能力较差。隔板反应池以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程。主要包括往复式和回转式。折板反应池是在隔板反应池的基础上发展起来的，适用于水量变化较小的时候。池内有一定数量的平折板或者波纹板，水流经过水板多次回转，能够加速絮凝。穿孔旋流反应池把整个池子分为多个正方形格子，格子和格子之间由孔口连通，进水孔在上，出水孔在下，对角布置。水流在各个格子之间形成旋流，完成絮凝。这种反应池构造简单、造价较低、施工简单，但是水流速度较低，在格子底部很容易形成积泥，所以适用于变化较小的中小水厂。栅条网格反应池是新型絮凝池。栅条和网格形成巨型多格竖向回流，能够增加G值，提升絮凝效果。格子一般分为6～18格，网格或者栅条数量前段多，中段少，末段可不放。适用的条件是原水水温4～34℃，浊度25～2500度。也比较适用于中小型水厂，也适用新建池或者旧池改造。1.2.2机械搅拌反应池机械搅拌反应池是依靠机械带动叶轮桨板搅动形成水流选择线速度差进行絮凝的，按照搅拌器分为桨板式和叶轮式。因为稳定性和适应性较强，国外80%的水厂采用这种方式。这种方式的优点正好弥补水力反应池的缺点，能够适应水量和水质的变化，水头损失小，便于调整。缺点是需要的搅拌设备费用高，部分设备在水下，维护工作多且不方便。1.2.3反应池和沉淀池合建反应池很多时候都适合沉淀池一起合建的，反应池的出水在整个面上穿过花墙，直接分配到沉淀池的过水断面上。上海竹园污水一厂就是混合池和沉淀池合建的典型。这个工程的核心就是混合反应沉淀池，沉淀池中的部分污泥再回流到反应池中，系统进水中的可沉固体可以得到活化，具有良好的吸附作用和沉降作用。除了吸附污水中的溶解物质和悬浮固体外，还能使溶解性的有机物得到部分降解。1.3完全混合式厌氧反应池完全混合式厌氧反应池指在常规厌氧反应池内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合的状态，用以降解废水中有机污染物和释放磷等营养物的一种厌氧废水生物处理装置。完全混合式厌氧反应池比较适合高浓度的有机工业废水处理工程。比如食品制造业、发酵酿造业、制药工业、纺织业等。这些工程工业废水处理时可以参考同类工厂的运行参数。要确定进水水质要在总排放口连续采样5d，然后按照规定取得平均值。完全混合式厌氧反应池进水条件要满足国家或者地方相关规定：进水水温最好是15～40℃，pH值最好是6.5～8.5，BOD5/CODcr≥0.25；如果有除氨氮要求，进水总碱度（以CaCO3计）/氨氮（NH3-N）≥7.2，不满足时应补充碱度；有脱总氮要求时，进水的BOD5/总氮（TN）≥4.0，总碱度（以CaCO3计）/NH3-N≥于3.6，不满足时应补充碳源或碱度；有除磷要求时，进水的BOD5/总磷（TP）≥17完全混合式厌氧反应池污染物去除率。2总结污水处理厂的混合反应池多种多样，在工程设计中要根据工厂排污需要进行合理设计，优化组合，最终达到设计合理、投入较少、构造简单、经济耐用的目的。参考文献[1]沈煜，邓彪，段岩.上海竹园污水一厂混合反应沉淀池设计.中国给排水。2005-07.