万吨给水处理厂设计要点(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 设计说明书 课程设计 计算书 专 业: 水务工程 班 级: 班 学 号: * 姓 名: * * * 课 题: 水质工程学课程设计(给水厂设计)指导教师: 刘绍根 2013年12月20日 -2014年1月4日摘要:本设计是拥有合肥地质结构城市的自来水厂设计,设计流量 5.6万吨每天,厂址在水库附近,设计地面标高22m,该市最不利地面标高28m.关键词:混凝 沉淀 V型滤池 清水池 二级泵站目 录第一章 给水处理厂水量计算第二章 处理流程的设计第三章 原水取水第四章 混凝与沉淀 一、混凝二、混合器三、絮凝反应池四、沉淀第五章 滤池设计 一、正常过滤系统设计 二、反冲洗系
2、统设计 三、反冲洗水泵和风机选型第六章 消毒设计计算第七章 清水池设计计算第八章 水厂平面布置第九章 高程布置 一、水头损失计算 二、处理构筑物高程确定 三、水厂至最不利用户处所需水压的计算 四、二级泵站泵选型第十章 厂区附属建筑物设计第十一章 设计心得参考文献 第一章 给水处理厂水量计算城市自来水厂规模为5.6万m3/d,即2333.3 m3/h, 0.6481m3/s。设计流量为:Q设=Q(1+)=2333.3m3/h(1+0.08)=2520m3/h=700.0L/s式中为水厂自用水量系数,取值0.08。第二章 处理流程的设计水源 管式静态混合器 折板板絮凝池 + 平流沉淀池 普通快滤池
3、 清水池 吸水井 二级泵站 市政给水管网用户 混凝剂采用: FeCl3,管式静态混合器 消毒剂采用:液氯消毒,滤前滤后加氯,加氯机加氯重力自流取水,其中流量为700.0 L/s,流速为1.21.6m/s,为使水量得到保证,采用2根铸铁输水管同时向给水处理厂输水,即每根输水管的流量为350.0 L/s,且每根可单独保证75的输水能力。查水力计算表可得:每根输水管的管径为DN600,管内流速为1.24m/s,坡度为3.185。第四章 混凝与沉淀一、混凝(1)、混凝剂选择: 根据原水的水质水温和PH值的情况,选用混凝剂为三氯化铁,投加浓度为15,最大投加量为40(mg/l)。 优点:净化效率高、用药
4、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=59)。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=0.3 W2=0.328=9 m3溶解池尺寸为LBH=2.5m2.5m1.7
5、m,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= W160t=91000(6010)=15 L/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/(Sm2),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=2520m3/h,最大药剂投加量为=50mg/L,溶液浓度c
6、=12%,每天调制次数n=2,则溶液池容积为:W2=Q/417cn=502520/(417122)=12.6 m3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LBH=2.5m2.5m2.5m,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=W221000/86400=0.29选择投药管管径DN=50mm,相应流速为0.15。(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-201
7、20,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 0.5m0.5m0.2m。投药量为50mg /L,水厂设计水量为2500m3/h。药剂堆放高度1.5 m,药剂储存期为28天。2)设计计算 聚合氯化铁(PFC)的袋数 N=(Q24)ut/(1000w)=( 2520245028)(100050)=1694(袋) 堆放面积A=NV/H(1-e)=(16940.50.50.2)1.5(1-0.2)=71m2仓库平面尺寸BL=10 m10 m=100 m2(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JZ1
8、000/16,选用三台,二用一备, 加药间的平面尺寸为BL=15m20m二、混合器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=2520m3/h,设2池。廊道内流速采用4段:V1=0.5m/s,V2=0.4m/s,V3=0.3m/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=QT/60=252020/60=840m3(2)每池面积:分设2池,由于平均水深h1=2.5m则每池净平面面积:F=W/(nh1)=840/(22.5)=168.0m2池子宽
9、度B,按沉淀池宽采用16.8m,池子长度(隔板间净距之和):L=176.6m2/16.8m=9.3m(3)廊道长度隔板间距按廊道内流速不同分成4档:1=Q/(3600nV1h1)=2520/(360020.52.8)=0.250m,取1=0.25m,则实际流速V1=0.563 m/s;2=Q/(3600nV2h1)=2520/(360020.42.8)=0.313m,取2=0.31m,则实际流速V2=0.460m/s;按上法计算得:3=0.45m, V3=0.358m/s4=0.63m, V4=0.251m/s每一种间隔采取6条,则廊道总数为46=24条,水流转弯次数为23次。则池子长度(隔板
10、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=20m(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=1h1/(1+2h1)=0.23m槽壁粗糙度系数n=0.013,流速系数Cn=1/nRny,=2.50.114-0.13-0.750.346(0.114-0.1)=0.15故C1=R1y/n=0.120.15/0.013=56.0第一段廊道长度l1=6B=616.8=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
11、算结果见下表:各段水头损失计算段数16100.80.230.4140.56361.70.04526100.80.290.3340.46063.890.03636100.80.360.2920.35865.990.02646100.80.480.1970.25168.900.011h=hn=0.118m(5)GT值计算(20时),10000.118/(601.02910-426)=27.1GT=27.12060=32535(在104105范围内)(6)池底坡度:i=h/L=0.118/19.96=0.59%四、沉淀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=2
12、520m3/h/2=1260m3/ h=0.350 m3/ s2设计数据的选用表面负荷Q/A=2m3/(m2h),设计停留时间1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s3 计算沉淀池表面积A=662.5m2。沉淀池长L=3.6vT=3.6151.5=81m沉淀池宽B=A/L=662.5/81=8.1m沉淀池有效水深H=QT/BL=13251.5/(8.181)=3.07m.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1260/(36000.2)=1.75m2。每个孔口尺寸定为15cm8cm,则孔口数为1.75/(0.150.0
13、8)=146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=8.43.07=25.79m水流湿周=8.4+23.07=14.54m水力半径R=25.79/14.54=1.77m弗劳德数Fr=v2/Rg=1.52/(177981)=1.3010-5雷诺数Re=vR/=1.5177/0.01=26550(按水稳20度计算)第五章 过 滤一、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
14、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=30240(m3/d),1260m3/h,0.350 m3/s滤速:v1=7m/h滤池总面积:F=Q/V=1260/7=180.0(m2)采用6个滤池,则每个滤池面积为:180.0/6=30.0(m2),采用6m6m的池子,面积为36m2(忽略池壁厚度),总面积216m2.冲洗强度及膨胀率:冲洗强度为q=14L/(s m2),冲洗时
15、间为7min,所以最大冲洗水量为:Q冲洗=1426=364(L/s),膨胀率选用e=42%.过滤周期:24h2. 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=3.140.82/4=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=364/56=6.5(L/S)选用支管管径DN=100mm,流速V=0.84m/s,1000i=16.249,支管总横截面积为:f支总=563.140.12/4=0.44(m2)支管长度L支=(7-0.1)/2=3.45(
16、m)支管长度与支管管径之比L/d=3.45/0.1=34.560,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=14/100.62(81.352+102.832) 1/2=0.23%孔眼总面积:f孔总=0.002326=0.0598(m2)孔眼直径采用10mm,每个孔眼面积为:F单孔=3.140.012/4=0.(m2)孔眼总数为:n总 =0.0598/0.=762(个)支管、干管总长L总=728+7=203(m)则孔眼中心距为:S=l/n总=203/762=0.2
17、66(m)通过孔眼的流速为:V=Q/1000f孔总=364/10000.0598=2.18(m/s)孔眼总面积与支管总横截面积之比为:f孔总/ f支总=0.0598/0.44=0.136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=(0.0598/ 0.5)2+(0.4472) 2 =0.2500.28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=30240(m3/d)=1260m3/h=0.350(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=368/6=61.33(L/s
18、),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=350/6=58.33(L/s),采用DN350mm的钢管,流速为0.61m/s,1000i=1.713二、反冲洗系统设计查室外给水设计规范(GB50013-2006)得,V型滤池采用气水结合反冲洗,冲洗流程以及相关水力参数如下:第一步气冲,冲洗强度取q气(下标)=15L(sm),冲洗时间取t气=3min;第二步气-水同时反冲洗,空气强度取q气(下标)=15L(sm),水洗强度取q水=6 L(sm),冲洗时间取
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