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文档简介
1、第一章设计说明书一、前言11设计题目给水处理课程设计12设计任务来源兰州交通大学环境与市政工程学院给排水教研室13设计要求设计一座产水量为11400m3/d,主要供生活饮用水的净水厂,设计期限为2005年12月1日至2006年1月5日,设计成果如下:净水厂设计说明书一份工艺设计计算书一份,附有必要的计算及草图净水厂平面图及高程系统图净水构筑物,平面及剖面图14原始资料该净水厂位于我国山东省某镇,根据当地政府批准的关于城镇建设发展规划,有一定的土地面积可以供水厂使用。该水厂所在地形平坦,厂区内最大高差小于1m,平均地面标高为60.00m。厂址南侧紧邻二级公路,厂址北侧500m处即为该厂选定水源&
2、#215;×河,附近无其它水源可供利用,进厂水压为12m。河水最高水位:53.20m;最低水位:49.50 m;常水位:52.00 m;河水最小流量:65 m3/s; 最大冻土深度:0.2 m河水水质分析资料见表:编号项目单位分析结果1浑浊度度12811802 色度 度153 嗅和味 无4 总硬度 mmol/L 3.55 缄度mmol/L 2.86 PH值 6.77.77 蒸发残渣mg/L 4508 细菌总数 个/mL 194009 大肠菌群数 个/L 9700010 水温 oC 42411其他化学指标 符合国标12其他毒理学指标 符合国标注:硬度mmol/L的基本单位为碱度mmol
3、/L的基本单位为当地最高气温:39.5 oC;最低气温:-7.2 oC;主导风向:夏季 东南风 冬季 西南风地震烈度:地下水深度:3.6m;地基承载力:2.0kg/cm2可保证二级负荷供电,有充足的精制硫酸铝,三氯化铁供应,当地石英砂,无烟煤可供各种滤池作为滤料。漂白粉和液氯均保证供应,最大投氯量可采用1.0 mg/L。水厂自用水量按10%计,远期水量为近期的1.5倍。供货单位石英砂筛分结果如下:筛的标准孔径(mm)留在筛上的砂量 (g)通过筛孔的砂量(g)(g)2.362 0.199.999.91.6518.391.691.60.99122.768.968.90.58948.620.320.
4、30.24618.61.71.70.2081.50.20.2筛底盘0.2二、设计的基本原则及指导思想1水处理工艺流程及主要构筑物的组成是根据原水水质,设计生产能力,处理后水质要求,参照相似条件下水厂的运行经验,结合当地条件通过技术经济比较综合研究确定的。2水处理构筑物的生产能力按最高日供水量加自用水量确定,必要时应包括消防补充水量。3净水厂出水水质执行GB5749-85生活饮用水卫生标准,根据1992年印发的城市供水行业2000年技术进步发展规划本净水厂属于第四类水司。4以安全、高效、节水、自动控制为设计的指导思想,随着给水工程设施化的发展进程,应为今后的技术改进留有适合的空间。5稳固的防护地
5、带是保证水厂安全运行的关键,是水厂基本功能发挥的基础,必须屏蔽不稳定因素的影响。三、处理方案概述及确定根据原水水质及设计生产能力等因素,通过研究调查,必要的实验并参考相似的条件下处理构筑物的运行经验,选择处理方法和工艺流程;本设计的水厂以地表水为水源,处理工艺流程通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清,过滤及消毒。主要的工艺流程图有以下三种:(一)混凝剂 消毒剂 原水 混合 絮凝沉淀池 滤池 清水池 澄清池 (二)混凝剂 高分子助凝剂 消毒剂 原水 混合 直接过滤池 清水池(三)混凝剂 消毒剂 原水 沉砂池 混合 絮凝沉淀池 滤池 清水池 澄清池 方案二适用于原水浊度较低,一般低于50度。且原水水质变
6、化小,采用双层或多层滤料直接过滤,也可在过滤前设一微絮凝池。方案三适用于原水浊度较高,含砂量的水质。为了达到出水要求,减少混凝剂用量,增设了预沉池或沉砂池。根据原水的特点,水质变化不大,原水浊度不高,含砂量较少,通过了解相似条件下处理构筑物的运行经验。确定选用方案一的混合、絮凝、沉砂、过滤、消毒。四、主要构筑物和设备类型的选择1投药方式类型的确定1)泵前投加 药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处,这种投药方式安全可靠,一般适用于取水泵房距水厂较近者。2)高位溶液池重力投加 当取水泵房距水厂较远者,应建造高架溶液池利用重力将药液投入水泵压水管上,或者投加在混合池入口处。这种投加方式安全可靠,但溶液
7、池位置较高。3)水射器投加 利用高压水通过水射器喷嘴和喉管之间真空抽吸作用将药液吸入,同时随水的余压注入原水管中,这种投加方式设备简单,使用方便,溶液池高度不受太大限制,但水射器效率较低,且易磨损。4) 泵投加 泵投加有两种方式:一是采用计量泵,一是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另设计量设备,泵上有计量标志,可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量,最适用于混凝剂自动控制系统。根据以上分析比较,本设计选用计量泵投加。药剂采用,其主要优点是范围广,不受温度影响,絮体大,且絮体不易破碎;但其腐蚀性强,内壁处做防腐处理,接头处用塑料管。投加方式采用湿投法,用水射器投加;这种投加方式设备简单,
8、使用方便,溶液池高度不受太大限制。无阀滤池无阀滤池多用于中、小型给水工程。节省阀门,造价低,冲洗完全自动、操作方便。但池体结构复杂,滤料装卸困难,出水标高较高,相应抬高了滤前处理构筑物的标高。消毒药剂选择消毒剂采用氯或漂白粉,最大的投氯量根据以往经验用1.0mg/L,氯清除细菌,消灭病毒性能优良,在为7时,加氯较好。五、设计主要成果及主要构筑物数量规格1药剂采用FeCl3,投药量采用23mg/L,投加方式采用水射器投加。设两个容积为1.25 m3。尺寸为长1.5m,宽1.0m,高1.0m。2絮凝沉淀构筑物采用水力循环澄清池。总容积为250.1 m3,池总高为6.14m,共2只泥斗,每个容积为6
9、.4 m3。3过滤设备采用重力式无阀滤池,共三座,用两座,备用一座,每座净产水量208.9 m3,每座分两格,为正方形,边长为3.23m,采用小阻力配水系统。排水管Dg=500mm,虹吸破坏管及冲洗管Dg=15mm,虹吸辅助管采用40钢管,冲洗历时5min。4消毒剂采用氯,最大加氯量采用1.0mg/L。5清水池两座,有效容积为2160m3。六、主要参考资料1室外给水设计规范2净水厂设计知识建筑工业出版社3. 给水排水设计手册建筑工业出版社4有关标准图纸兰州交通大学环境与市政工程学院图书分馆5给水工程主要构筑物及工艺设计计算兰州大学出版社6给水工程同济大学主编第二章 总体设计一、 工艺流程的确定
10、根据由设计书提供的河水水质分析资料得出:原水除浑浊度、细菌总数和大肠菌群数未达到生活饮用水卫生标准外,其余各项均达标。由于浑浊度不是很高,所以不需预沉处理。选定工艺流程如下:加药原水 澄清 过滤 消毒 出水二、 处理构筑物及设备型式的选择设计产水量为11400 m3/d ,所以选用水力循环澄清池。水力循环澄清池结构比较简单,体积小,占地面积小,并且利用水力在水射器的作用下进行混合和达到泥渣循环回流,不用机械搅拌和提升,只是排泥系统较复杂。滤池选用重力式无阀滤池。重力式无阀滤池不需设置闸阀,自动冲洗,管理方便,可成套定型制作上马快,适于中小型水厂。第三章 澄清31 药剂投配设备的设计一、混凝剂的
11、选择根据原水的浊度和PH值,鉴于三氯化铁(FeCl3)适用的PH值较宽,混凝效果不受水温的影响,絮凝效果好等优点,并且当地的三氯化铁(FeCl3)供应充足,因此选择精制三氯化铁(FeCl3)为混凝剂。但是由于其具有腐蚀性,溶解池内要注意防腐,且管道宜采用塑料管。二、投药量的确定根据混凝实验资料做图,由图可知,浊度为600时三氯化铁(FeCl3)的投加量为23mg/L。三、助凝剂的选择当原水中碱度不足时,应投加一定量的助凝剂,以维持一定的PH值。 无需投加混凝剂四、选择投药设备采用湿投法1、溶解池 2、溶液池 3、漏斗4、水射器 5、压水管 6、高压水管五、溶解池与溶液池的计算1、溶液池体积2、
12、溶解池设3个溶解池,其中1个应用,另1个备用。实际尺寸为:长×宽×高=1×1×1有效水深:六、计量设备选择选择用孔口计量,苗嘴大小由投药量决定计量过程:药剂溶液 浮球阀 恒位水箱 出液管 苗嘴 投加设备§3-2 水力循环澄清池采用数据:进水总量 单池进水量 回流比 1:4设计循环总流量 喷嘴流速 喉管流速 第一反应室出口流速 第二反应室进口流速 清水区上升流速 喉管混合时间 第一反应室反应时间 第二反应室反应时间 分离时间 一、水力提升器的计算1、喷嘴: 设进水管流速 则进水管直径 设喷嘴的收缩角为 则斜壁高为 要求净作用水头 喷嘴直段长度取
13、图见图一所示 2、喉管则实际喉管流速为:3、喉管喇叭口采用连接喇叭口大端圆筒部分高 图见图二所示4、喷嘴与喉管间距二、第一反应室的计算实际出口流速为 图见图三所示三、第二反应室的计算 实际断面积 实际进口流速 图见图四所示四、澄清池各部尺寸计算1、 实际上升流速:2、澄清池高度H1)澄清池内第二反应室要求的水深 (为喷嘴底法兰至池底距离,取)2) 澄清池总高(为反应室保护高度,取)3)锥体部分高度(设池底部直径,锥角)4)图见图五所示 五、各部容积及停留时间计算1、喉管混合时间 第一反应室停留时间 1)第一反应室容积2)2、第二反应室停留时间 1)第一反应室容积2)3、分离室停留时间 4、净水
14、历时 5、澄清池总容积及停留时间1)总容积2)总停留时间 六、进水出水系统计算1、进水管:采用,管内流速 2、出水系统1)采用环行穿孔集水槽由澄清池设计经验知:环行集水槽中心线内所围面积等于分离区总面积的45%环行集水槽中心线处直径为2)环行集水槽宽度经验公式: 槽起点水深 槽终点水深 考虑构造及施工方便,水深按0.33m,采用相同断面,槽高0.53m。图如图六所示 3)集水槽平均宽度为4)孔眼计算设孔眼淹没深度 所需孔眼总面积采用孔眼直径,则每个孔眼面积所需孔眼数孔眼间距外侧 取内侧 取5)出水总槽计算总出水量 总槽流速采用 槽宽 取实际流速为 槽内水深 七、排泥系统计算1、污泥浓缩室容积
15、图如图七所示 上部面积 下部面积 实际容积 2、排泥管计算采用排泥管,排泥流量 其中 排泥历时 3、放空管计算采用 放空管,放空时间其中4、溢流管采用,直径与进水管相同。第四章 过滤选择重力式无阀滤池,滤料用单层石英砂一、石英砂筛分结果如下:由筛分曲线得: 根据要求选择 按此标准重新筛分二、计算1、设计水量净产水量为近期两座,远期增加一座。单个滤池的净产水量为,滤池分两格,每格水量,滤池自身冲洗水量设为净产水量的。则设计水量为:2、设计数据滤速:平均冲洗强度: 冲洗历时: 终期允许水头损失:排水井堰口标高:滤池底板埋深:3、计算1)滤池面积过滤面积:连渠通考虑采用边长为的等腰直角三角形,面积为
16、:考虑连渠通斜边部分混凝土壁厚则边长为:滤池面积 滤池为正方形,其边长为:滤池实际面积 实际过滤面积 2)滤池高度底部集水区高度 滤板高度 支撑高度 滤料层高度 净空高度 顶盖高度 冲洗水箱高度为:超高采用 ,池顶板厚度滤池总高度为:3)冲水分配箱流速 面积 根据结构要求选取:进水管,选用直径管道流速 局部阻力包括管道进水口、3个 弯头和三通,则进水管的水头损失为: 滤池出水管与进水管采用相同的管径,即4)控制标高滤池出水口高程=滤池总高度-滤池底版入土埋深-(冲洗水箱水位高程)超高-迟顶盖厚+平面地面标高 虹吸辅助管口高程=滤池出水口高程+终期允许水头损失值 进水分配箱堰顶高程=虹吸辅助管口高程+进水水头损失+适当的安全高度 5)虹吸管管径反冲洗流量 因冲洗时不停止进水 故虹吸管流量 假定虹吸上升管管径为 ,下降管管径为 当三角形连通管内流速 每个连通渠长取 6)在冲洗流量下的水头损失:从水箱至排水井 (1)沿程水头损失 连通渠 虹吸上升管 虹吸下降管 (2)局部水头损失式中局部阻力包括:三角形连通渠出口、进口、挡水板水头损失;虹吸上升管进口,三通、弯头,弯头、虹吸下降管及出口管。(3)小阻力配水系统及滤层损失小阻力配水采用穿孔板,穿孔板损失采用滤料层及
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