给水处理厂设计_secretWord格式文档下载.doc
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7
溶解性固体
毫克/升
8
水的温度:
最高温度
43度
最低温度
0度
9
细菌总数
100个/毫升
10
大肠菌群
3个/升
2.石英砂筛分曲线:
筛孔直径(毫米)
0.3
0.4
0.5
0.6
0.75
1.0
1.2
1.5
通过砂量所占的百分比(%)
34
41
58
64
75
81
91
97
3、厂区地形图(1:
500)
4、水厂所在地区为广东地区,厂区地下水位深度3.7米,主导风向南风。
5、厂区地形示意图:
第四章给水处理厂水量计算
城市自来水厂规模为12.6万m3/d,即5250.00m3/h,1.45833m3/s。
当原水浊度不超过1000~2000mg/L时,设计流量为:
Q=Qd×
(1+α)=5250.00m3/h×
(1+0.06)=5565m3/h=1545.83L/s
式中α为水厂自用水量系数,取值0.06。
第五章处理流程的设计
水源→泵站→管式静态混合器→往复式隔板絮凝池+平流沉淀池→普通快滤池→清水池→吸水井→二泵站→用户
混凝剂采用:
FeCl3,管式静态混合器
消毒剂采用:
液氯消毒,滤后加氯,加氯机加氯
第六章取水泵站
城市给水处理系统,通过泵站取水,其中流量为1545.83L/s,流速为1.2~1.6m/s,为使水量得到保证,采用2根输水管同时向给水处理厂输水,即每根输水管的流量为772.92L/s,查水力计算表可得:
每根输水管的管径为DN900,管内流速为1.21m/s,坡度为1.811%。
。
第七章混凝以及沉淀
一、混凝
(1)、混凝剂选择:
根据原水的水质水温和PH值的情况,选用混凝剂为聚合氯化铁(PFC),投加浓度为15%,最大投加量为40(mg/l)。
优点:
净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小,过滤性能好,温度适应性高,PH值使用范围宽(PH=5~9)。
操作方便,腐蚀性小,劳动条件好,成本较低。
采用计量泵湿式投加,不需要加助凝剂。
(2)、药剂配制及投加方式的选择:
混凝剂的投加分干投与湿投法两种。
本设计采用后者。
采用计量泵投加。
(3)、混合设备的设计
本设计中采用管式静态混合器,故不单独设构筑物。
(4)、混凝剂的溶解与调配
药剂调配一般有水力、机械、压气、水泵等方法。
本设计采用空气调制方法。
(5)、溶解池容积W1
因用的是聚合氯化铁,需设溶解池,溶解池容积按溶液池容积的30%计:
W1=0.3W2=0.3×
28=9m3
溶解池尺寸为L×
B×
H=2.5m×
2.5m×
1.7m,其中H为实际高度,已包括超高0.2m。
溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量:
q0=W1÷
60t=9×
1000÷
(60×
10)=15L/s
选择放水管管径DN=100mm,相应流速v0=1.95m/s。
溶解池底部设管径D=100mm的排渣管一根。
溶解池采用压缩空气搅拌,其中,空气供给强度设为10L/(S·
m2),空气管流速设为13m/s,孔眼直径设为3mm,流速为26m/s,支管间距设为500mm。
溶解池置于地下,池顶高出地面0.2m。
溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土,内壁衬以聚乙烯板。
(6)、溶液池容积W2
根据设计流量Q=5565m3/h,最大药剂投加量为α=50mg/L,溶液浓度c=12%,每天调制次数n=2,则溶液池容积为:
W2=αQ/417cn=50×
5565/(417×
12×
2)=28m3
采用两个溶液池。
每个池子的有效容积为W2,。
溶液池的基本尺寸L×
H=3.5m×
3.5m×
2.5m,其中H为实际高度,已包括超高0.2m。
(7)、投加设备
1)药液提升设备
2)投药管
每池设一根投药管,投药管流量:
q=W2×
2×
1000/86400=0.65L/s
选择投药管管径DN=50mm,相应流速为0.34m/s。
(8)、计量设备
拟采用LZB-40型转子流量计。
LZB型玻璃转子流量计由一个垂直安装的锥形玻璃管与转子组成,可以从锥形管外壁的刻度上直接读出介质的流量值。
锥体管长度430mm,工作环境-20~120℃,压力≦6kg/cm2。
(9)、药剂仓库的计算
1)已知条件
混凝剂为聚合氯化铁(PFC),每袋质量是50Kg,每袋规格为0.5m×
0.5m×
0.2m。
投药量为50mg/L,水厂设计水量为5565m3/h。
药剂堆放高度1.5m,药剂储存期为28天。
2)设计计算
聚合氯化铁(PFC)的袋数
N=(Q×
24)ut/(1000w)=(5565×
24×
50×
28)÷
(1000×
50)=3740(袋)
堆放面积
A=NV/[H(1-e)]=(3740×
0.5×
0.2)÷
[1.5×
(1-0.2)]=155.83m2
仓库平面尺寸
L=10m×
20m=200m2
(10)、加药间的设计计算
采用佛山水泵厂生产的计量加药泵,泵型号JZ1000/16,选用三台,二用一备,加药间的平面尺寸为B×
L=15m×
20m
二、混合
本设计采用管式静态混合器。
三、絮凝反应池
本设计采用往复式隔板絮凝反应池。
1、设计参数:
根据设计流量Q=5565m3/h,设2池。
廊道内流速采用4段:
V1=0.57m/s,
V2=0.46m/s,V3=0.36m/s,V4=0.25m/s,絮凝时间T=20min,池内平均水深h1=2.8m,超高h2=0.3m。
2、设计计算:
(1)总容积的计算:
W=Q×
T/60=5565×
20/60=1855m3
(2)每池面积:
分设2池,由于平均水深h1=2.8m则每池净平面面积:
F=W/(n×
h1)=1855/(2×
2.8)=331.25m2
池子宽度B,按沉淀池宽采用16.8m,
池子长度(隔板间净距之和):
L’=331.25m2/16.8m=19.72m
(3)廊道长度
隔板间距按廊道内流速不同分成4档:
α1=Q/(3600×
n×
V1×
h1)=5565/(3600×
0.57×
2.8)=0.484m,
取α1=0.49m,则实际流速V1=0.563m/s;
α2=Q/(3600×
V2×
0.46×
2.8)=0.600m,
取α2=0.60m,则实际流速V1=0.460m/s;
按上法计算得:
α3=0.77m,V3=0.358m/s
α4=1.10m,V4=0.251m/s
每一种间隔采取6条,则廊道总数为4×
6=24条,水流转弯次数为23次。
则池子长度(隔板间净距之和):
L’=6×
(0.49+0.60+0.77+1.10)=17.76m
隔板厚按0.1m计,则池子总长:
L=17.76+0.1×
(23-1)=19.96m
(4)水头损失的计算
按廊道内的不同流速分成4段分别计算水头损失。
第一段:
水力半径:
R1=α1×
h1/(α1+2h1)=0.23m
槽壁粗糙度系数n=0.013,流速系数Cn=1/n×
Rny,
=2.5×
0.114-0.13-0.75×
0.480×
(0.114-0.1)=0.15
故C1=R1y/n=0.230.15/0.013=61.7
第一段廊道长度l1=6×
B=6×
16.8=100.8m
第一段水流转弯次数S1=6
则絮凝池第一段的水头损失为:
各段水头损失计算结果见下表:
各段水头损失计算
段数
1
6
100.8
0.23
0.414
0.563
61.7
0.045
2
0.29
0.334
0.460
63.89
0.036
3
0.36
0.292
0.358
65.99
0.026
4
0.48
0.197
0.251
68.90
0.011
h=∑hn=0.118m
(5)GT值计算
(20℃时),1000×
0.118/(60×
1.029×
10-4×
26)=27.1
GT=27.1×
20×
60=32535(在104~105范围内)
(6)池底坡度:
i=h/L=0.118/19.96=0.59%
四、沉淀
由于沉淀池占地面积比较大,而且与隔板絮凝池相连,所以本设计采用平流沉淀池。
共有2座沉淀池。
1.每组设计流量
每个沉淀池的处理流量Q0=5565m3/h/2=2782.5m3/h=0.7729m3/s
2.设计数据的选用
表面负荷Q/A=50m3/(m2·
d)=2.083m3/(m2·
h),设计停留时间为1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s
3.计算
沉淀池表面积A=1335.81m2。
沉淀池长L=3.6vT=3.6×
15×
1.5=81m
沉淀池宽B=A/L=1335.81/81=16.49m采用16.8m。
由于宽度较大,沿纵向设置一道隔墙,分成两格,每格宽8.4m。
沉淀池有效水深H=QT/BL=2782.5×
1.5/(16.8×
81)=3.07mm.采用3.4m(包括保护高)。
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。
穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s,则孔口总面积为2782.5/(3600×
0.2)=3.86m2。
每个孔口尺寸定为15cm×
8cm,则孔口数为3.86/(0.15×
0.08)=322个。
沉淀池放空时间按3h计。
则放空管直径为:
d=0.412m,采用DN=450mm
出水渠断面宽度采用1.0m,出水渠起端水深为:
H=0.68m,为保证堰口自由落水,出水堰保护高采用0.1m,则出水深度为0.78m。
4.水力条件校核
水流截面积ω=8.4×
3.07=25.79m
水流湿周χ=8.4+2×
3.07=14.54m
水力半径R=25.79/14.54=1.77m
弗劳德数Fr=v2/Rg=1.52/(177×
981)=1.30×
10-5
雷诺数Re=vR/ν=1.5×
177/0.01=26550(按水稳20度计算)
第七章过滤
九、滤池设计计算
本设计采用普通快滤池。
由于双层滤料过滤效果好,滤速高,因此采用双层滤料.如建成后选不到滤料可先装普通石英砂,按一般快滤池使用,无烟煤厚度为0.4m,石英砂厚度为0.7m,承托层厚度0.6m,设有水头损失计算计及流量自动控制器,全部闸阀采用水力启动.每一滤池设控制台一座.
1.设计参数
设计2个滤池,每个滤池设计水量为:
Q=63000(m3/d),2625m3/h,0.729m3/s
滤速:
v1=9m/h
滤池总面积:
F=Q/V=2625/9=291.67(m2)
采用6个滤池,则每个滤池面积为:
291.67/6=48.61(m2),采用7m×
7m的池子,面积为49m2(忽略池壁厚度),总面积294m2.
冲洗强度及澎胀率:
冲洗强度为q=14L/(s·
m2),冲洗时间为7min,所以最大冲洗水量为:
Q冲洗=14×
48.61=680.54(L/s),膨胀率选用e=42%.
过滤周期:
24h
2.配水系统:
采用大阻力配水系统
干管直径选用DN=800mm,流速V=1.35m/s,1000i=2.621,干管截面积:
f干=3.14×
0.82/4=0.50(m2)
干管始端流速取
支管中心间距0.25m,干管每侧支管数=7/0.25=28(根),共计56根.
支管流量=680.54/56=12.15(L/S)
选用支管管径DN=75mm,流速V=2.83m/s,1000i=252,支管总横截面积为:
f支总=56×
3.14×
0.0752/4=0.25(m2)
支管长度L支=(7-0.75)/2=3.13(m)
支管长度与支管管径之比L/d=3.13/0.075=41.67<
60,满足要求.
管式大阻力配水系统水头损失按孔口平均水头损失计算公式:
h=[q/(10uk)]2/(2g)
孔眼总面积与滤池总面积之比:
k=q/[10u(8v2滤干+10v2滤支)1/2]=14/[10×
0.62(8×
1.352+10×
2.832)1/2]=0.23%
孔眼总面积:
f孔总=0.0023×
48.61=0.11180(m2)
孔眼直径采用10mm,每个孔眼面积为:
F单孔=3.14×
0.012/4=0.0000785(m2)
孔眼总数为:
n总=0.11180/0.0000785=1425(个)
支管、干管总长L总=7×
28+7=203(m)
则孔眼中心距为:
S=l/n总=203/1425=0.1424(m)
通过孔眼的流速为:
V=Q/1000f孔总=680.54/1000×
0.11180=6.09(m/s)
孔眼总面积与支管总横截面积之比为:
f孔总/f支总=0.11180/0.25=0.4472
校核干管截面积与支管截面积之比:
(f孔总/f干)2+(f孔总/f支总)2=(0.11180/0.5)2+(0.4472)2
=0.250<
0.28
所以满足要求.
3.滤池的各种管渠计算:
浑水进水渠:
进水流量:
Q=63000(m3/d)=2625m3/h=0.729(m3/s)
设置一条进水管渠,渠中流速1.1m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m.
进滤池支管流量为:
Q=729/6=121.5(L/s),采用DN350mm的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015
清水出水渠:
设置一条出水管渠,渠中流速1.3m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m.清水支管流量为:
Q=729/6=121.5(L/s),采用DN350mm的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015.
冲洗进水管:
反冲洗流量为680.54(L/s),采用DN600钢管,流速为2.33m/s,1000i=11.032.
废水排水渠:
冲洗流量:
Q=0.681(m3/s)
起点水深为:
h集起=h集终(2r+1)1/2;
h集终取0.5m,集水渠宽取B集=0.8m,渠内流速V集=Q滤冲/(h集终B集)=0.681/(0.5×
0.8)=1.70(m/s)
r=V集2/(gh)=1.702/(9.8×
0.5)=0.59
h集起=h集终(2r+1)1/2=0.5×
(2×
0.59+1)1/2=0.74
冲洗排水槽:
两冲洗排水槽中心间距取1.8m,则排水槽个数为7/2=3.5,取4.
排水槽末端流量680.54/4=170.14(L/s),采用流速V=0.6m/s,则末端面积为0.17014/0.6=0.28357(m3),采用三角形标准断面,
4a2=0.28357,a=0.266,采用0.27m,槽底厚0.01m.
槽缘高出石英砂滤料面的高度为:
h槽缘=eH滤料+2.5a+l槽底+0.07
=0.42×
1.1+2.5×
0.27+0.01+0.07
=1.217(m)
滤池高度
承托层厚度H1=0.6(m)
滤料层厚度H2=1.1(m)
滤层上水深H3=1.8(m)(1.5~2.0)
保护高度H4=0.30(m)
H=H1+H2+H3+H4=0.6+1.1+1.8+0.30=3.8(m)
反冲洗高位水箱:
冲洗水箱容积:
V=1.5Q冲洗t=1.5×
0.681×
7×
60=429.03m3
水箱内水深采用3.5m,则圆形水箱直径为:
(4×
429.03/(3.14×
3.5))1/2=13m.
设置高度:
水箱底至冲洗水箱的的高差△H由下列几部分组成.
1.水箱与滤池间冲洗管道的水头损失h1,
管道冲洗流量为680.54(L/s),采用DN600钢管,流速为2.33m/s,1000i=11.032.
管长取70m.
管道上主要配件及其局部阻力系数为:
水箱出口1个,阻力系数为0.5.
90度弯头2个,阻力系数为2×
0.6=1.2
DN600闸阀3个,阻力系数为3×
0.06=0.18
流量计1个,阻力系数为1
等径转弯三通3个,阻力系数为3×
1.5=4.5
总计0.5+1.2+0.18+1+4.5=7.38
则h1=0.01103×
70+7.38×
2.332/(2×
9.8)
=2.82(mH2o)
配水系统水头损失h2:
h2=8V2滤干/(2g)+10V2滤支/(2g)
=8×
1.352/(2×
9.8)+10×
2.832/(2×
=4.83(mH2o)
承托层的水头损失h3:
h3=0.022×
H滤承q冲洗=0.022×
0.6×
14=0.198(mH2o)
石英砂密度取2.65t/m3,滤料层膨胀前的孔隙率为0.4.无烟煤密度取1.8t/m3,滤料层膨胀前的孔隙率为0.45,滤料的水头损失h4:
h4=(p煤/p水-1)(1-m煤)H煤+(p砂/p水-1)(1-m砂)H砂
=(1.8/1-1)×
(1-0.45)0.4+(2.65/1-1)×
(1-0.4)0.7
=0.85(mH2o)
备用水头h5:
取h5=1.5(mH2o)
△H=h1+h2+h3+h4+h5=2.82+4.83+0.198+0.85+1.5=10.198(mH2o)
十、消毒设计计算:
已知条件
水厂设计水量:
Q=133560m3/d=5565m3/h
采用滤后水加液氯消毒
加氯量取2mg/L
仓库储量按20d计算
加氯点在清水池前
设计计算
加氯量Q:
Q=0.001×
2.0×
5565=11.13kg/h
储氯量G:
G=20×
11.13=5342.4kg/20天
氯瓶数量:
采用容量为600kg的焊接液氯钢瓶,其外形尺寸:
直径600mm,H=1800mm,共9瓶,另采用中间氯瓶一只,以沉淀氯气中的杂质,还可防止水流进氯瓶.
加氯机数量:
采用加氯机2台,交替使用
加氯间、氯库:
加氯间靠近氯池和清水池.因与反应池距离较远,无法与加药间合建。
设置在水厂的北部.
十一、清水池设计计算:
水厂内建两座清水池,每座有效容积为:
W=W1+W2+W3+W4
清水池调节容积取设计水量的15%,则调节容积为W1:
W1=126000×
0.15=18900(m3)
消防用水量按同时发生两次火灾,一次灭火用水量取25L/s,灭火时间为2h,则消防容积W2为:
W2=25×
3600/1000=180(m3)
生产自用水量取设计水量的6%,W3为:
W3=104000×
0.06=6240(m3)
根据本水厂选用的构筑物特点,水厂自用水贮备容积W4为0.
W=18900+180+6240+0=25320(m3)
池深采用h=5m,采用矩形清水池,则每座清水池平面面积为A=25320/2×
5=2532(m3),采用边长60m×
45m的正方形。
超高0.3m,则清水池净高度为5.3m。
进水管(钢管)DN=9000mm,出水管DN=900mm,流速=1.21m/s,益流管与进水管直径相同DN=900mm,排水管直径DN=600mm,清水池设2个检修孔DN=1000mm,池顶设6个通气管DN=200mm,池顶的覆土厚度为0.7m。
十二、水厂平面布置与工艺
在平面布置时,考虑到该地区的主导风向是南风,故把加药间设置在水厂的西北角。
还有考虑到远期发展的需要,在水厂北部留有空地,现做为绿地处理。
其他设施布置详见平面图。