我的给水厂课程设计说明书.docx
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1、 目录 一、水厂基础资料31工程设计背景32.基础资料及处理要求3二、给水厂处理规模及流程41.给水厂的设计规模42.水厂选址53.处理工艺及流程的选择5三、给水处理构筑物设计及计算51.混凝设施52.絮凝设备103.沉淀144过滤165.氯消毒及其投加设备226.清水池23四给水处理厂平面及高程布置251.工艺流程布置252.平面布置253.厂区道路布置25五.参考文献31 给水厂方案设计一、水厂基础资料1工程设计背景某市位于广东省中南部,北接广州,南连深圳,是近年来珠江三角洲经济发展和城市化进程较快的地区。近年来,由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高,用水的需求不断增长
2、,原有水处理厂的生产能力已不能满足要求,对经济发展和人民生活造成了严重影响,为缓解这一矛盾,经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准,决定在东江南支流南岸、东城区下桥新建一座给水处理厂。2.基础资料及处理要求(1)原水水质 东江原水水质资料 表1序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L0.054色度色度单位2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO3)
3、mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.15序号项目单位数值序号项目单位数值10氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.17(2)地质条件根据岩土工程勘察报告,水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层,并夹杂大量的块石,平均厚度为5米左右,最大层厚达9.4米,该土层结构松散,工程地质性质差,未经处理不能作为构筑物的持力层,为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形,本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石,碎石粒径为25CM,桩径为400毫米,桩孔距
4、为1M,按梅花形布置。(3)气象条件项目所在地属于亚热带海洋性气候,阳光充足,雨量充沛,多年平均气温22,绝对最高温度38.2(94.7.2),绝对最低温度0.5(57.2.11),年平均霜冻日3.6天,最多10天。年平均日照时数1932小时,年平均降雨量1788.6mm,日最大降雨量367.8mm(81.7.1),年平均相对湿度79。主导风向西北风。(4)处理要求出厂水水质指标满足生活饮用水卫生标准(GB57492006)的相关要求。二、给水厂处理规模及流程1.给水厂的设计规模该净水厂总设计规模为12104m3/d。征地面积约40000m2,地形图见附图。2.水厂选址 水厂选址的原则:1)
5、厂址应选择在工程地质条件较好的地方;2) 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方,否则应考虑防洪措施;3) 水厂应少占农田或不占农田,并留有适当的发展余地;4) 水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方,以利于施工管理,降低输电线路的造价;5) 当取水地点距离用水区较近时,水厂一般设置在取水构筑物附近,通常与取水构筑物在一起。3.处理工艺及流程的选择 由于地表水源水位变化不大,原水的浊度,色度有季节性的变化。根据处理需要。选择如下处理工艺:原水水力混合池隔板反应池斜管沉淀池V型滤池清水池PAC氯消毒工艺9 三、给水处理构筑物设计及计算1.混凝设施 水的混凝是指水中杂质微粒和混凝剂进行混合,絮凝形成较大
6、的絮凝体(即矾花、绒粒或絮状物)的过程.它是近代水质净化处理工艺的首要环节. 设计流量Q=120000m3/d=5000m3/h。水厂自生用水系数为取=1.08,所以总设计水量Q总=Q= 1.085000m3/h=5400m3/h. (1)配水井的计算 本设计总用水量Q=5400m3/h,分为2个系列,则每系处理水量5400/2=2700m3/h, 1)进水管径确定: 由D=(4Q/v)1/2 v=1.23m/s 得: 取DN=1300 2)出水管径确定: 本设计取。则出水管管径为取DN=9003)配水井尺寸:配水井水力平衡时间取30s。则体积: 水深取4m,则面积为分两个系列,则每个系列平面
7、面积为则取堰宽取长的1/3,为0.9m则配水井尺寸为:L=1.2+0.42+0.22+2.72+20.2+0.92=10mB=2.7+2x0.2=3.1mH=4+0.3=4.3m(2)药剂的选择根据原水的水质水温和PH值的情况,选用的混凝剂为聚合氯化铝,投加浓度为8%.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。(3)药剂配制及投加方式的选择 混凝剂的投机分干投和湿投俩种方法,本设计采用湿投。(4)药剂溶解与溶液的配制 1)溶液池容积W1设计取日处理水量(含
8、水厂自用量);采用聚合氯化铝,根据原水水质,参考当地某厂,单位混凝剂投量取。溶液浓度为5%15%,调配次数n=2,溶液池调节容积:设计取17,溶液池分两格,一用一备,每格的有效容积为17,有效高度为2m,超高0.5m,则每格实际尺寸为BLH=2.7m2.7m2.5m 2) 溶解池容积W2有效高度取1.3m,超高取0.3m,则溶解池实际尺寸为BLH=2m2m1.6m溶解池搅拌设备采用中心固定式平板搅拌机,桨直径D=1100mm,桨板深度:h=1100mm,池底坡度采用2.5%。 溶解池搅拌机示意图(5)投药泵1)投加方式混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。重力投加方式有泵前投加和高位
9、溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。2)计量设备计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量 泵型号JZ-320/10,选用两台,一用一备。(6)加药间及药库布置1)加药间各种管线布置在管沟内:给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流,地坪坡度0.005,并坡向集水坑。2)药库药剂按最大投加量的30d用量储存。每日聚合氯化铝所占体积为:药剂通道系数采用15%,则面积为115%药剂堆积高度为2m,则药库面积:。(7) 混合池确定采用分流隔板
10、式混合槽的参数确定包括停留时间、流速分配等。混合的主要作用,是让药剂迅速而均匀地扩散到水中,使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳,以便进一步去除。采用与后续构筑物直接连接,数目对应,用两个。槽的断面积f 槽中流速采用V=0.5m/s,故末端隔板后水深H采用H=0.5m,槽宽隔板通道的水头损失通道孔洞流速采用Vc=1m/s,H2O三道隔板则为0.24mH2O中部隔板 ,h2=H+hc=0.58m,末端隔板 ,h3=H=0.5m,首端隔板 ,h1=H+2hc=0.66m,h0=h1+hc=0.66+0.08=0.74m隔板间距l=2B=6m2.絮凝设备絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用
11、,应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。絮凝池流速按由大逐渐变小进行设计。反应时间为10-30min,平均G值20-70s-1,GT值10000-100000,以保证絮凝过程的充分和完善。絮凝池宜与沉淀池合建,池数一般不少于2个。隔板絮凝池和机械搅拌絮凝池的设计要点、特点及使用条件见下表:方式设计要点特点及使用条件隔板絮凝池往复式总水头损失一般在0.3-0.5m,絮凝时间为20-30分钟。反应效果好;结构简单,施工方便;容积较大;水头损失大;适用于大于30000m3/d;回转式总水头损失比往复式还要小的多反应效果好;水头损失小;出水流量不易分配均匀;方式设计要点特点及使用条件
12、机械搅拌絮凝池絮凝时间一般为15-20分钟;池内一般设3-4档搅拌机,搅拌机的转速应根据桨板边缘处线速度计算确定;池内宜设防止水体短流的设施反应效果好,节省药剂;水头损失小;适应水质水量的变形;需机械设备和经常维修;经过以上比较优缺点本设计选择往复式隔板絮凝池。(1) 计算总容积 设计絮凝时间取T=20min,设计平均水深取H1=4m,超高H2=0.3m。分为两池,每池净平面面积F=(2)池子宽度B:按沉淀池宽采用20m池子长度(隔板间净距之和):L=(3)廊道内流速采用6档:v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s,v6=0.2m
13、/s。 隔板间距按廊道内流速不同分成6档:取a1=0.4m,则实际流速v1=0.493m/s取a2=0.5m,则实际流速v2=0.375m/s,按上法计算得:a3=0.55m,v3=0.341m/sa4=0.65m,v4=0.288m/sa5=0.75m,v5=0.250m/sa6=0.95m,v6=0.197m/s 每一种间隔采取3条,则廊道总数为18条,水流转弯次数为17次。则池子长度(隔板间净距之和):L=3(a1+a2+a3+a4+a5+a6) =3(0.4+0.5+0.55+0.65+0.75+0.95) =11.40m隔板厚按0.2m计,则池子总长:L=11.40+0.2(18-1
14、)=14.80m(4)按廊道内的不同流速分成6段,分别计算水头损失,第一段:水力半径:槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数Cn=,故C1=第一段廊道长度:l1=3B=320=60m第一段水流转弯次数S1=3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段数SnLnRnv0vnCnhn13600.190 0.4020.49360.0 0.095 23600.235 0.3440.37561.9 0.064 33600.257 0.3020.34162.8 0.049 43600.301 0.2420.28864.2 0.031 53600.343 0.2080.25065.5 0.022
15、62400.425 0.1670.19767.6 0.009 0.27 (5)GT值计算(t=20。C)GT=472060=56400(在104105范围内)池底坡度:i=3.沉淀 给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下,悬浮固体从水中分离的过程,原水经过投药,混合与反应过程,水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体,要在沉淀中分离出来,以完成澄清的作用,混凝沉淀后出水浊度一般在10NTU以下。1.2.3.4.(1)沉淀池类型的选择本设计采用上向流斜管沉淀池,斜管沉淀池是根据浅池理论发展而来的,是一种在沉淀池内装置许多直径较小的平行的倾斜管的沉淀池。斜管沉淀池的特点:沉淀效率高,池子容积小和占地面积小;
16、斜管沉淀池沉淀时间短,故在运行中遇到水质、水量的变化时,应注意加强管理,以保证达到要求的水质。从改善沉淀池水力条件的角度分析,由于斜管的放入,沉淀池水力半径大大减小,从而使雷诺数大为降低,而弗劳德数则大大提高,因此,斜管沉淀池也满足水流的稳定性和层流的要求。从而提高沉淀效果。(2)斜管沉淀池的设计计算本设计采用两组斜管沉淀池,设计参数:颗粒沉速为=0.35mm/s,上升流速选用v=2.5mm/s,采用塑料片热压六边形蜂窝管,管厚0.4mm,边距d=30mm,水平倾角=60o。1)清水区面积A=Q/v=(5400/3600)/(2.5/1000)=600m2其中斜管结构占用面积按3%计,则实际清
17、水区需要面积A=6001.03=618m2 为了配水均匀,采用斜管区平面尺寸为20m31m,使进水区沿20m长一边布置。2)斜管长度l管内流速v0=2.89mm/s斜管长度l=考虑管端紊流、积泥等因素,过渡区采用250mm斜管总长l=250+607=857,按900mm计3)池子高度采用保护高度:0.3m清水区:1.2m布水区:1.2m穿孔排泥斗槽高:0.8m斜管高度:h=lsin=0.9sin60。=0.8m池子总高:H=0.3+1.2+1.2+0.8+0.8=4.3m6)沉淀池进口采用穿孔墙,孔洞处流速采用v0=0.15m/s,则穿孔墙孔洞总面积:=Q/3600v0=5400/(3600*
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