给水工艺设计 .doc
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1、环境工程课程设计设 计 说 明 与 计 算书第1章 设计水质水量与工艺流程的确定1.1 基本资料1.1.1原水水质及水文地质资料色度浊度PH总硬度(mg/l)氨氮(mg/l )3.02007.78510亚硝酸盐(mg/l)BOD5(mg/l) COD(mg/l)大肠菌群(个/l)细菌总数(个/l)0.082.81220080气象资料 年最高平均气温30,年最低平均气温-3。常年风向西南风1. 2 给水处理流程确定1.2.1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲,地下水只需要经消毒处理即可,对含有铁、锰、氟的地下水,则需采用除铁、除锰、除氟的处理
2、工艺。地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水,则需要进行特殊处理。一般净水工艺流程选择:1. 原水混凝、沉淀或澄清适用条件:一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L,短时间内允许到5000-10000mg/L,出水浊度约为10-20度,一般用于水质要求不高的工业用水。2. 原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程,进水悬浮物允许含量同上,出水浊度小于2NTU。3. 原水接触过滤消毒1) 一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。2) 进水悬浮物含量一般小于100mg/L,水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。4. 原水调蓄
3、预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀(澄清),适用于含砂量大,砂峰持续时间较长时,预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺, 其净水工艺流程如下:、原水混合沉淀池出水絮凝池滤池二级泵房清水池混凝剂消毒剂第2章 给水处理构筑物与设备型式选择2.1、加药间2.1.1 药剂溶解池设计药剂溶解池时,为便于投置药剂,溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜,池顶宜高出地面0.20m左右,以减轻劳动强度,改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02,池底应有直径不小于100mm的排渣管,池壁需设超高,防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐
4、蚀性,所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体,若其容量较小,可用耐酸陶土缸作溶解池。2.1.2 混凝剂药剂的选用与投加(1). 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Aln(OH)mCL3n-m简写PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用,因效果显著,发展较快,目前应用较普遍,具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。其特点为:1)净化效率高,耗药量少除水浊度低,色度小、过滤性能好,原水高浊度时尤为显著。2)温度适应性高:PH值适用范围宽(可在PH=59的范围内,而不投加碱剂)3)使用时操作方便,腐蚀性小,
5、劳动条件好。4)设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5)无机高分子化合物。(2). 混凝剂的投加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溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量,浮杯计量,定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台,一备一用.2.1.3 加氯间1、靠近加氯点,以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合,接触时间不少于30min。为管理方便,和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内,直通加氯点,地沟应有排水设施以防积水。氯气
6、管用紫铜管或无缝钢管,氯水管用橡胶管或塑料管,给水管用镀锌钢管,加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开,加氯间应有直接通向外部、且向外开的门,加氯间和值班室之间应有观察窗,以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右,以便于操作,加氯机(包括管道)不少于两套,以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤坑内,磅秤面和地面齐平,使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水,并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效,照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时,均按以上要求进行设计。2.
7、2、混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂,助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善,从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提,影响混合效果的因素很多,如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合,才能有效提高药剂使用率,从而节约用药量,降低运行成本。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化,且占地大,基建投资高;水泵混合设备复杂,管理麻烦;机械混合耗能大,维护管理复杂;相比之下,管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒
8、剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成,在不需外动力情况下,水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用,混合效益达90-95%,本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。2.3、絮凝池絮凝过程就是在外力作用下,使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞,而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式,主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条(网格)絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-1 絮凝池的类型及特点表类 型特点适用条件 隔板式絮凝池往复式优点:絮凝效果
9、好,构造简单,施工方便;缺点:容积较大,水头损失较大,转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂;水量变动小者回转式优点:絮凝效果好,水头损失小,构造简单,管理方便;缺点:出水流量不宜分配均匀,出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂;水量变动小者;改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点:容积小,水头损失较小;缺点:池子较深,地下水位高处施工较难,絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点:絮凝效果好,絮凝时间短,容积较小;缺点:构造较隔板絮凝池复杂,造价高流量变化较小的中小型水厂机械絮凝池优点:絮凝效果好,水头损失较小,絮凝时间短;缺点:需机械设备和经常维修大小水量均适用,并能
10、适应水量变化大者网格絮凝池优点:絮凝效果好,水头损失小,絮凝时间短;缺点:末端池底易积泥根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较,本设计选用折机械絮凝池2.4、沉淀池 常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。表2-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件平流式优点: 1、可就地取材,造价低;2、操作管理方便,施工较简单;3、适应性强,潜力大,处理效果稳定; 4、带有机械排泥设备时,排泥效果好缺点: 1、不采用机械排泥装置,排泥较困难2、机械排泥设备,维护复杂;3、占地面积较大1、 一般用于大中型净水厂;2、原水含砂量大时作预沉池竖
11、流式优点: 1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建,不需建絮凝池;3、占地面积较小缺点: 1、上升流速受颗粒下沉速度所限,出水流量小,一般沉淀效果较差;2、施工较平流式困难1、一般用于小型净水厂;2、常用于地下水位较低时辐流式优点: 1、沉淀效果好;2、有机械排泥装置时,排泥效果好;缺点: 1、基建投资及费用大;2、刮泥机维护管理复杂,金属耗量大;3、施工较平流式困难1、 一般用于大中型净水厂;2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管(板)式优点:1、沉淀效果高;2、池体小,占地少缺点:1、斜管(板)耗用材料多,且价格较高;2、排泥较困难1、 宜用于大中型厂 2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽相比之下,
12、本次设计采用斜管式沉淀池2.5、滤池表2-3 各种形式滤池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件多层滤料滤池优点: 1、含污能力大;2、可采用较大的流速;3、能节约反冲洗用水,降速过滤水质较好; 缺点: 1、滤料不易获得且昂贵管理麻烦2、滤料易流逝且冲洗困难易积泥球,需采用助冲设备;只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂普通快滤池优点: 1、有成熟的运行经验运行可靠2、采用的砂滤料,材料易得价格便宜;3、采用大阻力配水系统,单池面积可做得较大,池深适中,采用降速过滤,水质较好向下流、砂滤料的回阀式滤池,适用大中型水厂,单池面积一般不宜大于100m2双阀滤池优点:下向流、砂滤料得双阀式滤池,优缺
13、点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门,相应得降低了造价和检修工作量缺点:必须增加形成虹吸得抽气设备。V型滤池优点:1、较好地消除了滤料表层、内层泥球,具有截污能力强,滤池过滤周期长,反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量4060%,降低水厂自用水量,降低生产运行成本。 2、不易产生滤料流失现象,滤层仅为微膨胀,提高了滤料使用寿命,减少了滤池补砂、换砂费用。 3、采用粗粒、均质单层石英砂滤料,保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量,使质好。滤后水水根据设计资料,综合比较选用普通快滤池。2.6 消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序,其目的在于杀灭水中的有害病原微生物(病原菌、病毒
14、等),防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类,前者系水中投家药剂,如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等;后者在水中不加药剂,而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较,采用液氯消毒。氯是目前国内外应用最广的消毒剂,除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单,价格较低,且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时,一般为滤后消毒,虽然二氧化氯,消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间,但是由于二氧化氯价格昂贵,且其主要原料亚氯酸钠易爆炸,国内目前在净水处理方面应用尚不多。第3章 水厂平面布置布置说明水厂占地面积60000m,因地制宜并考虑到远期发展,工艺采用水厂现行布置,流程力求简短,适当增加绿地,使
15、水厂里面丰满。当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后,根据工艺流程和构筑物的功能要求,结合地质和地形条件,进行平面布置,布置时应考虑以下几点:(1)布置紧凑,以减少水厂占地面积和连接管渠的长度,并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位;(2)充分利用地形,力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用;(3)各构筑物之间连接管应简单、短捷,尽量避免立体交叉,并考虑施工、检修方便。此外,有时也需要设置必要的超越管道,以便某一构筑物停产检修时,为保证必须供应的水量采取应急措施;(4)建筑物布置应注意朝向和风向;(5)有条件时最好把生产区和生活区分开,尽量避免非生产人员在生产
16、区通行和逗留,以确保生产安全;(6)对分期建造的工程,既要考虑近期的完整性,又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。3.1给水处理部分设计流量: 平均流量:Qa=6000m3/d=250m3/h=0.07 m3/s3.2混凝设备的设计3.2.1混凝剂配置和投加 1.1混凝剂的选用 混凝剂种类很多,按化学成分可分为无机和有机两大类。根据水源水质情况,本次设计选用PAC作为混凝剂,对水的PH值变化适应性较强,投加量较少,混凝效果好,对人体健康无害,使用方便,价格适中。冬季低温季节,源水浊度低时,可投加少量活化硅酸作为助凝剂,使得絮凝体的尺寸和密度加大,沉速加快。3.2.2设
17、计计算 2.1溶液池容积 设计流量按最高日平均时算即Q=250m3/h;最大投加量a=30mg/L,溶液浓度c=15%;1天调制次数n=2,溶液池分为2格。溶液池调节溶积为:W1=aQ/417cn=30250/417152=0.6 m.式中:a混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取30mg/L; Q设计处理的水量,250m3/h; B溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取15%;n每日调制次数,一般不超过3次,本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构,设置2个,每个容积为W1(一备一用),以便交替使用,保证连续投药。单池尺寸为LBH=1.0m1.0m1.
18、2m,高度中包括超高0.2m,置于室内地面上.溶液池实际有效容积:W=1.0m1.0m1.0m=1 m满足要求。 2.2溶解池容积=0.3W1=0.30.6=0.18 m3式中: 溶解池容积(m3 ),一般采用(0.2-0.3);本设计取0.3 溶解池也设置为2池,单池尺寸LBH=0.8m0.6m0.7m:,高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02。 溶解池实际有效容积:W=0.24 m3 2.3药剂仓库设计参数为18m/(万m.d),考虑到远期发展,面积为50m,室内高4m。用人力车推车投药,药库平面设计尺寸为4m6m。设3台活塞式隔膜计量泵(2用1备)3.2.3混
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