大四上课程设计-给水厂课设

1资1资料设计规原水水质特性地质条气象条处理要水厂选水厂选址工艺流程选择及工艺设计计预处理的设施及混凝剂类型及加混凝剂的选择、混凝剂投加溶解池、溶液池的药液浓度投加系统构成和投药控制系加药间及药库混合设施反应池/絮凝池设沉淀池设滤池设加氯间的设计及平面布清水池的设计计该净水厂总设计规模为Q=16×104m3/d。征地面积约40000m2原水水质特性I类主要适用于水、国家自然保护区Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区IV类主要适用于一般工业用水区及非直接接触的用水区V由BOD5、耗氧量、溶解氧等指标可分析原水中有机物含量较低一般化学性水质指标如总铁、锰、铜、锌、总硬度、硝酸盐（N、硫酸盐等良好，不用进行地质条，度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差处理不能作为构筑物的持理.2~5CM4001M，按梅花形布置。，气象条年平均气温14.0℃，最热月平均气温(7月份)27.1℃，最平均气温(1月份)-0.5℃，平均日照时2l0mm。主导风向为东北。处理要水厂选水厂选址工艺流程选择及工艺设计计由原水水量、当地气候特点、原水水质特性分析可知水处理主要工艺要包括除浊、灭菌、氧化、等步骤故采加药混合应沉淀过滤的常工艺主要水处理筑物池采用V氯氯VVV型滤池：V型滤池是法国开发研制的均质截污过滤技术。V型滤池采用均质滤料，不150m2以上。该滤池的缺点是造价高，对管理技术水平需求高，通过以上水处理，可将原水水质较好的处理满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的预处理的设施及本设计总用水量Q

16

/h1.85m3/V=QT=1.8530配水井进水管的设计流量为Q

16

/h

sv

1D1

1.04m/sq6666.72

h926L因单个出水溢流堰的流量为q6666.72

h926Ls100L/s

qm0b 1 则 02m2b2g 20由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为q

管道直径为D1

1.09m1100mmv

14

H=4.7m0.3m，5m。6m，4m。混凝剂类型及加混凝剂的选择、混凝剂投加溶解池、溶液池的药液浓度

UQ bn1000其中：U—混凝剂投加量，mg/LU=20mg/LQ—设计水量，m3/dQ=16×104m3/dnn=2bb=10%溶液池设置两个，每个容积为8m3，交替使用。溶液池的底面形状采用正方形，有效高度为1.5m,DN200的塑料排渣管。溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐。

0.316溶解池底面形状采用正方形，有效高度取1.5m，0.3m，设计尺寸为长×宽×高×1.8m。溶解池置于，池顶高出地面约0.2m，池底坡度采用2.5%，并设一根管径DN200的塑料投加系统构成和投药控制系PLC(21600L/h。加药间及药库DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度≧0.005，并坡向集水坑。

Q30

1600003096000kg混合设施1（1）混合池容积V 24

1610460243600

取Q= 取 HDH＝1.15DLVLBH1.15LBD1.151.13LL

L、B为边长，L=BLL3 V3 LB3 V3 LLLH1.15D 1.3L1.33.5L取H=0.4mH=HH4块竖直挡板，消除被搅拌液体的整体旋转，将液体的切向流动转变为轴向或径向l=H－2×1=5.1－2=3.1m2项符单νdm(1~2 EmZbme m项符单νdmEmZ4bme1由上表可知桨板外缘线速度ν=5m/sn60v

603.14

35.7836r/桨板旋转角速度n0.1n0.1363.6rad/P

1.1410355.56

（KW；G---

NO

=0.5

1033.63410.56408

其中：C---阻力系数，CD≈0.2～0.5 取0.5；ρ---液体密度（kg/m3）取103kg/m3；（rad/s；n-（r/min；Z-；（m；R（m；g（m/s2 功率N1N=N

式中----传械效率，取 反应池/絮凝池设Q24

/h0.93m3/（1）设计计算折板絮凝池每个池子设置并联的四组。每组流量500mm，夹角900VQT3333.3154

H

3.5

0.3m/s0.2m/s0.1m/s，f10.2330.78m21.0m0.78m f20.2331.17m21.0m1.17m f30.2332.33m21.5m1.55m 2.0m×0.6m、1.50m×0.6m1.50m×0.6m。1第一段絮凝段 设通道宽为1.4m，设计峰速为0.34m³/s，则峰距 峰速 谷距b2b2b12c0.490.355x2侧边峰距：b

B4b5ct1=12

640.4950.3550.042侧边谷距：b4b3c1.0330.355

0.233

①中间部分

0.161m/1.4 0.120m/v2

0.3402渐放段损失

2

2

0.492

渐缩段损失h11

110.1

F2

1.20

②侧边部分

0.1612

1 0.5x

2v

1.0332

渐缩段损失：h11

110.1

F2

1.388

6个渐放与渐缩，所以

6x0.00033

23个下转弯。上转弯水深H40.7mH31.2m。进口流速：v30.2m/s0.9m×1.0m上转弯流速：v4= 0.139m/上转弯1.83.0h

④总损失hhhh0.0250.006310.096第一絮凝段总损失H12xh2x0.12731第一絮凝段停留时间T1

4.206第一絮凝段平均G

99.02s-60x1.029x10460x1.029x104中间部分流速为：v1=2 侧边峰距b：6－6×0.6－4×0.04=2.24m=bb 故b=2.240.355 侧边谷距b4b3c0.94250.3551侧边峰速v12侧边谷速v2⑤中间部分

2.02.0

0.1240.090

90º弯头的水头损失

0.6

2

0.0011518h180.001650.0297m⑥侧边部分

0.1242渐放段损失

1 20.5x

2

0.94252

渐缩段损失h11

110.1

F2

1.2975

6h’=6×(0.0002+0.001)=0.0072m⑦进口及转弯损失:1,3,4H40.71.2 取定为0.2m/s,进口尺寸为0.8m×1.75m,上转弯处流速为 为:

0.2332

0.097ms上转弯1.8,3.0,则每格进口及转弯损失hh,,

34

⑧总损失

hhhh0.02380.00720.0297第二絮凝段总损失H22xh2x0.0607第二絮凝段停留时间T2

H第二絮凝段平均H

57.25s-1000601.029x1041000601.029x10484mm,0.1m/s,

⑨水头损失共150.1m/s,=3.0,2h6 30.0092m。第三絮凝段H30.009226第三絮凝段停留时间为:T3第三絮凝段平均

10001000601.029x104

21.43s-絮凝时间水头损失G(s-GT沉淀池设每组处理水Q

/h

19.80mV0=0.35mm/s,V1=3.0mm/s，采用熟料片热压六边形蜂0.4mm，边距d=30mm60°。A

A1

319.6m1V0=0.35mm/sL=（1.33V2-V0×sin60°）d/L0=946mm，1000mm，， 穿孔墙上的洞口流速采用V=0.15m/s，A b*h=15cm×8cm，则洞口数为:v2vh12

2

0.004每槽集水量为：q=0.93/(10×4)=0.0232m330.2m0.54md=25mm，孔766cm。每条集水渠的流量为：Q/2=0.465m3集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b=0.9×0.4650 h2

gb

1.73

9.8

0.7

0.84m考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌水，跌落高度取0.08m，即集水槽底应高于集水渠起端水面

4

0.98m10根，双侧排泥至集水渠。集泥渠d=25mm，孔口面积为f=0.00049m2s=0.4m，孔眼数目为： 24孔眼总面0mf240.0004920Kw=0.01176/0.72=0.016m0D040.016)050.7BLh0.7BLh0t放空时间T=2h则放空管管径d Re=R

0.724.450.724.4513.072.702u—运动粘度，u=0.01cm2s（t=20oC时沉淀时间：T=L/V2=1000/ Fr

0.75981

1.6710—Fr介于 0.0001之间，满足设计要滤池设V设计流量Q=160000m3/d，滤速v=10m/hL/(sm2冲洗时间34水455反冲横少1.8L/(sm2）；T=48h。1①滤池工作时间tt=24-t24240.2x24240.123.9h（式中未考虑排放初滤水T

Q

160000

③滤池的分格B3.5mL单12.00m42m2，24884m2672m2。④校核强制滤速v

N

4x1013.33m/4-

⑤滤池高度的确定滤池H5H4滤料厚度H3滤板厚度H2滤板下布水区高度H1⑥水封井的设计0.95～1.351.2～1.6。V1-m21 180 lmg00 mg00△H——水流通过清洁滤料层的水头损失V——水的运动黏度，cm2s200.0101cm2s;m0——滤料孔隙率;d0——与滤料体积相同的球体直径，㎝，根据厂家提供数据为0.1l0——滤层厚度，cm，l0=100cm;v

2所以H

x

x100x0.28 30cm为清洁滤层的过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失h0.22cm忽H开始0.30.222mx2m0.3m，水封井出水堰总高H水封0.3+H1H2H30.30.90.131.0Q

10x84840m3/h0.23m3/所以水封井出水堰堰上的水头由出矩形堰的流量公式Q=1.84bh32 水 2反冲洗管渠系统Q反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反冲洗强度最大，为5L/sm2Qq水

5x84420L/s0.42m3/s1512m3/Qq

0.0018x840.15m3/QvA水v水

0.420.28m1~1.5m/s左右，取v水支1ms方 反 水AQ/v0.42/1方 反 水小A0.42/40小Q气

反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气流量计算，这是气冲的强度为15L/m2/sQq

15x841260L/s1.26m3/气 反 气 / 气 反 气反冲洗配气干管用，DN600，流速4.3m/s。反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，40个。反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。

A

气气 气 3.11气气 气QQ401.26400.0315m3s113.4m3Q反气q

4x84336L/s0.34m3/Qq

15x841260L/s1.26m3/气 反气 水 反 气 / / 0.34/1.51.26/50.23气 反气 水 反 气ab排水集水槽

m2<末端截0.4m2，满足要求HH1H2H3+0.5-1.5=0.9+0.13+1.0+0.5-H1H2H3同前，1.5m为气水分配渠起端高度。H末=H1H2H30.51.00.90.1310.51.0式中1.0m底坡i1.53c

0).//2

0.3m，则槽内水位高h排槽=1.030.3=0.73m，槽宽b拍基0.4m湿

水流段面积Abh0.4x0.73RA排集X0.2921.86水流速度v=R23i12n0.15723x0.0417120.0134.57mQA排集v0.292x4.571.33m3/ 反 表 排实际过水量 0.420.150.57m3/s 反 表 排②进水管渠a

=（160000/7）x2=45714m3/d0.529m3/强强F= 强强0.8m0.66m。b每座滤池的进水孔0.1m

AQ

0.529

2x9.8x0.1中 表 A /Q0.590x0.15/中 表 B中孔0.42m，高H中孔侧孔 侧孔

A中

/20.5900.167/2B侧孔0.54m，高H侧孔c配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽b=5m0.5m。堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh2/3宽 宽 宽

3进入每座滤池的浑水经过宽顶堰流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V滤池配水渠宽b=0.5m,1mL=7m。当渠内水深为h配渠时，末端流速为（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进小孔流去，每侧流量为Q/2v配渠Q

0.529/

e配水渠过水能力校核配 配渠配 配 配 0.5x0.6/配 配渠配 配 配渠渠 渠渠

/R

h渠i渠L20.0013x72因为，配水渠最高水位为h配渠h渠0.60.00460.605m<③VV型槽槽底设表扫水出水孔，直径取dv=0.025m0.15m,0.15m80表 表根据潜孔出流公式Q0.64

表表反冲洗时的排水集水槽大的堰上水头矩形堰的流量公式Q=1.84bh2/3求得，其中b表表bL排槽12m，Q反 /20.57/20.285m3/反 h

/

3反V451m0.05m。反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：1-0.15h排槽10.150.060.79反反冲洗时V排槽液①冲洗到滤池配水系统的管路水头损失反冲洗配水干管用，DN600，管内流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管长总计60m。

反冲洗配水干管主要配件及局部损失系数局部阻力系数904DN600844jhv2/(2g)10.88x1.442/2x9.8）jh1hfhj0.251.15②滤池配水系统的水头损失气水同时反冲洗时 0.34m3/s：则气水分配渠内水面高h

反气（v

0/（

Rb气水h

反水

2x

渠渠

i反

3232气水分配干渠底部配水方孔的水头损失h

计算，其中Q为QA2A方孔=0.4mh方

反气

方反冲洗经过滤头的水头损失为h滤≤0.22m（有厂家产品样本及相关技术参数值决定。d.Δh方柄/

=9810n0.010.01v0.12v2298103.750.010.0.10.30.120.32655Pa0.067mH2则滤池配水系统的水头损失为h2③砂滤层水头损失

滤料为石英砂，容重2.65tm3，水的容重1tm3，石英砂滤料层膨胀前的孔隙率m0.41 H31.0m11h1 H2.65110.4111 ④富裕水头h4取1.5m，则反冲洗底高出排水槽顶的高V Q反

水Q气

①长柄滤头的气压损失pQ1.26m3/长柄滤头采取网状布置，约55个/m2。则每座滤池共计安装长柄滤头n=55×84=4620②气水分配渠配气小孔的气压损失pvQA气孔0.03150.003259.69m2g压力损失按孔口出流公式Q2g

式中，0.6A为孔口面积，m2；p为压力损失，mmgg取9.8m2/sQm3sp(Q

2x360022A 113.42/2x36002x0.62x0.003252③配气管道的总压力损失p配气管道沿程压力损失

H——长柄滤头距反冲洗水面的高度，mH气压=1.5m。p气压=（1.5+H气压空气温度按30C考虑，查表，此时的空气管道的摩阻为9.8kPa

配气管道的局部压力损失主要管件及局部阻力系数3-局部阻力系数532∑l01

l0——管道当量长度00

式 p管为输气管道的压力总损失，KPa；p气为配气系统的压力损失，KPa，p气=p滤头p气孔p气压为气水冲洗室中的冲洗水水压，KPap为富余压力，4.9p出口=pppp富=2.33+3+0.13+27.05+4.9=37.41kPa风量40m3/min，风压49KPa，电功率60kW，再用一备，正常工作鼓风量共80m3/min 79m3/加氯间的设计及平面布采用液氯进行滤 ，投加点在通往清水池的管道中，取加氯量b1.0

3mm

选用ZJ-Ⅱ型转子真空加氯机211台加氯机加氯0.5～9kg/h。加氯机的外形尺0.8m。2MPa28，1124d。3.0m，9.0m；12.0m9.0m。加氯间与氯库的平面布置见下图。清水池的设计和计已知设计水量Q160000m3d6666.7m3清水池的有效容积可按供水量的10%~20考虑，在此取10%W

00010%清水池的有效容积W16000m3F2

=8000取清水池的有效水深h4.5mAV18000

B20mLA1777.7

LB取清水 h10.5m，

Hh1h0.54.5 Q进224

2

3333.3mDN700铸铁管，相应流速V2.4