给水处理课程设计

1、 给水处理课程设计任务书某城市新区给水处理厂工艺设计学生姓名胡小波学 号20131704233班 级13给水2学院名称环境工程学院专业名称给排水科学与工程指导教师张建昆2015年11月28日 徐州工程学院课程设计目 录1概况 11.1背景 11.2规模 11.3基础资料及处理要求 22设计计算32.1用水量的计算 32.2工艺流程 32.3配水井 42.4絮凝工艺 42.4.1混凝剂42.4.2混凝工艺流程42.4.3溶液池与溶药池42.4.4混合设施52.4.5絮凝池52.5沉淀 52.5.1设计水量 52.5.2设计尺寸 52.5.3校核尺寸 62.5.4排泥方式 62.5.5放空管计算

2、62.6过滤 62.6.1滤池面积及尺寸 62.6.2滤池高度62.6.3反冲洗72.7消毒 72.7.1加氯量的设计计算72.7.2加氯间的设计计算72.8清水池 72.8.1清水池尺寸设计82.8.2布水墙与水位监控83 水厂总体布置83.1水厂平面布置83.2水厂高程布置 8II1 概况1.1 背景某市位于江苏省北部，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，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，决定在新建一座地表水给水处理厂。1.2 规模1. 城市居住区面积

3、约700公顷，给水人口普及率为100%。 2. 居住区情况：人口密度为（333）cap/ ha；综合生活用水定额为260 L/ 人d； 3. 居住区建筑六层以下的混合建筑，不考虑耐火级别。 4. 城市卫生设备情况，室内有给排水设备、淋浴设备。 5. 由城市管网供水的企业1为造纸厂，生产能力为10t/d（每吨纸耗水量为220m3），该厂建筑物耐火等级为三级，厂房火灾危险性为丙级， 建筑物体为2500 m3。 ，企业2为化肥厂，生产用水量为2000 m3/d。 6. 浇洒道路及绿地用水量考虑500m3/d。 7. 工厂要求城市管网供水，对水压无特殊要求。 8. 未预见及管网漏失系数取k=1.2。1

4、.3基础资料及处理要求（1）原水水质原水水质的主要参数见下表1。表1 原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度45.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL29014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L918015锌mg/L0.054色度色度单位1816BOD5mg/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/L1077pH7.2219氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO3)mg/L5620亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/

5、L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.17（2）地址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5m左右，最大层厚达9.4m，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400mm，桩孔距为1m，按梅花形布置。（3）气象条件项目所在地属于暖温带湿润半湿润气候，受东南季风影响较大，主要气候特点是：四季分明，光照充足，雨量适中、 雨热同期。多年平均气温14.2，绝对最高温度40.6，绝

6、对最低温度15.8，无霜期209天。年平均日照时数2220小时，年平均降雨量831.7mm，年平均相对湿度69。主导风向东北风。2 设计计算2.1 用水量的计算1. 生活用水总量城市居住区面积约700公顷 ，人口密度为（333）cap/ ha；综合生活用水定额为260 L/ 人d 生活用水总量=居住面积*人口密度*生活用水定额 =700*333*260 =60606m/d2. 工业用水总量1） 造纸厂：生产能力*每吨耗水量=10*220=2200m/d2） 化肥厂：2000 m/d3. 浇洒道路及绿地用水量为500m/d用水总量=生活用水+工业用水+其他=60606+2000+2200+500

7、=65306m/d未预见及管网漏失系数为K=1.2总供水量=用水总量未预见及管网漏失系数=78367.2t/d=3265.3t/h=0.907t/s2.2 工艺流程 1.工艺流程图预处理 过滤 沉淀 混凝 原水 消毒 清水 深度处理2. 工艺说明 本厂按照传统工艺流程进行设计，但随着近年来微污染水处理要求的提高，传统工艺的不足日益突出，所以本次设计在传统工艺的基础上预留了新工艺（预处理、深度处理）的空间。2.3配水井 经算得供水流量Q=0.907m/s，停留时间T取30s。为使水位稳定和便于后期改造，配水井出水端设置调节堰板；为防止调压阀误操作和失控，配水井一端设置溢流井和调节堰板。 配水井体

8、积V： V=Q*T=0.907*3027.21m （取28m） 所以配水井 长L取4.7m，宽D取3m，高H取2m；通常超高0.5m。2.4絮凝工艺2.4.1混凝剂 本次设计选取聚合氯化铝（碱式氯化铝）作为混凝剂，它具有腐蚀性小，适应的PH范围在59，絮体形成快而紧密，对低温、低浊以及高色水、高浊的处理效果均好，成本较低的特点。 M=*Q=20mg/L*78367.2m/d=1567.344kg/d M-每天混凝剂的投加量 -单位体积水需加混凝剂的量 Q-供水流量2.4.2 混凝工艺流程图 水溶液池A药剂混合设备投药设备计量设备溶解池 水溶液池B2.4.3 溶液池与溶药池 1.溶液池容积 =Q

9、/（417cn）=7.83m8m -单位体积水需加混凝剂的量 Q-供水流量，m/h C-溶液浓度，10 n-每日调配次数，2次 溶液池容积为8m，形状采取长方体，超高0.5m 设计尺寸为长宽高=222.5（有效高度2） 2.溶药池容积 =0.3 =2.4m 其设计尺寸为长宽高=21.21.02.4.4 混合设施 采用静态管式混合设施管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，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%。2.4.5絮凝池 本次设计采

10、用水平轴式机械絮凝池1. 设计参数 设计进水量为Q=3265.3m/h，絮凝时间t=20min。2. 设计计算 单池容积W=3265.320/60=1088.4（m）3. 絮凝池尺寸 为了与沉淀池合用，池有效高取3.5，超高0.5，采取四排搅拌器，取1.5 则水池长度LZH = 21。 -系数，一般为1.01.5。 Z-搅拌轴排数，一般为34。 H-平均水深 水池宽度B = W/LH = 14.8，取15m 絮凝池尺寸长宽高=211542.5 沉淀池 本次设计采取平流沉淀池（两座） 2.5.1 设计水量 单池处理水量=Q/2=1632.65m/h=0.4535m/s 沉淀时间T=2h，池内平均

11、水流流速v=20mm/s 2.5.2 设计尺寸1 单池容积W W=t=3265.3m 2 池长L L=3.6VT=144m3 池宽B，有效高度H=3.5，超高0.5，则池深4m。 池宽B=W/(LH)=6.466.52.5.3 校核尺寸长宽比：L/B=144/6.5=224，符合要求长深比：L/H=144/3.5=4110，符合要求2.5.4 排泥方式 为取得较好的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥2.5.5 放空管计算 放空管直径 D= =0.285m t -放空时间 放空管径取300mm 2.6 过滤 本次设计采用普通快滤池，滤池个数取两个。 2.6.1 滤池面积及尺寸 滤池设计滤速为10

12、m/h；滤池工作时间为24h，反冲洗周期为12h，反冲洗时间为 6min； 滤池实际工作时间为： T=24-0.1*2=23.8h 滤池总面积： F=Q/(*T)=78367.2/（10*23.8）=329.3m 滤池分格：滤池格数为N=6，布置成双行排列； 每格滤池面积： f=F/N=329.3/6=54.9m，取55m 滤池长宽比在2.54:1之间，本次设计取3:1，滤池设计尺寸为41.3m13.7m； 校核强制滤速为:=N/(N-1)=12m/h2.6.2 滤池高度设计滤料选用石英砂单层滤料，承托层选用常用的天然卵石；承托层高度，设计高度0.1m；滤料层高度，设计高度0.7m；滤层上面水

13、深，设计高度2m；滤池超高，采用0.3m；滤池高度H=+=0.1+0.7+2+0.3=3.1 2.6.3 反冲洗 设计冲洗时间为6min，设计冲洗强度q为15L/(S)1 反冲洗流量=qf=1555=825L/S f-单格滤池面积2 反冲洗泵房 本次设计使用反冲洗高位水箱供反冲洗 水箱容积：V=1.5T=1.5825660=445.5m 水箱高度：水箱底到滤池配水间的沿途及局部水头损失之和： 沿程水头损失为1m 配水系统水头损失为4.3m 承托层水头损失=0.022q=0.033m 滤料层水头损失=0.68m 安全富余水头：=1.5m水箱安装高度H=+=7.5m 2.7 消毒本次设计采用加氯消

14、毒，为了加氯方便，加氯间与氯库合建与清水池附近。加氯机取用真空加氯机3台（2用1备）。设置漏气报警装置，考虑到气源间漏气的危害，在气源间设置氯气吸收装置。加氯间外配置防毒面具，并保证足够的NaOH等抢救材料与工具箱。2.7.1 加氯量的设计计算 已知：计算水量Q=3265.3m/h 此次设计不考虑预氯 滤后水加氯最大量为1.0mg/L 加氯量=0.001aQ=0.00113265.3=3.27kg/h2.7.2 加氯间的设计计算 仓库储备量按30d做大用量计算 M=303.2724=2354.4kg 加氯间中将氯瓶与加氯机分隔布置，并且有直接通向外面的门。2.8 清水池2.8.1 清水池尺寸设

15、计 清水池有效容积取供水量的15%清水池容积W=Q15%=78367.210%=7836.72m，取7840m水厂内设计两座清水池，单个池容量W/2=3920m清水池有效水深取3.5m，超高0.5m，得池面尺寸BL=4028m；2.8.2 布水墙与水位监控 考虑到清水池容积较大，为满足抗浮要求，池顶覆土0.5m 清水池设有水位连续测量装置，供水为自动控制和水位报警之用。3 水厂总体布置3.1 平面布置 水厂平面布置要点1、 生产构（建）筑物和生产附属建筑物宜分别集中布置。2、生活区宜与生产区分开布置。3、分期建设时，近、远期应协调。4、生产附属建筑物的面积及组成应根据水厂规模、工艺流程和经济条

16、件确定。5、加药间、消毒间应分别靠近投加点，并与其药剂仓库毗邻；消毒间及其仓库宜设在水厂的下风处，并与值班室、居住区保持一定的安全距离。6、滤料、管配件等堆料场地应根据需要分别设置，并有遮阳避雨措施。7、厕所和化粪池的位置与生产构（建）筑物的距离应大于10m，不应采用旱厕和渗水厕所。8、应考虑绿化美化，新建水厂的绿化占地面积不宜小于水厂总面积的20%。9、应根据需要设置通向各构（建）筑物的道路。单车道宽度宜为3.5m，并应有回车道，转弯半径不宜小于6m，在山丘区纵坡不宜大于8%；人行道宽度宜为1.52.0m。10、应有雨水排除措施，厂区地坪宜高于厂外地坪和内涝水位。11、水厂周围应设围墙及安全防护措施。3.2高程布置主要反映水处理流程的水头损