17万吨日净水厂设计计算书-水质工程学课程设计-

水质工程学——净水厂设计计算书(第二部分)1.混合设备的设计与计算 21.1确定输水管管径 21.2药剂投加方法 21.3溶液池容积计算 21.4加药管设计 22.絮凝设备的设计与计算 32.1已知条件 32.2采用数据 32.3数据计算 33.沉淀池的设计与计算 43.1已知条件 43.2采用数据 43.3数据计算 54.过滤的设计与计算 54.1已知条件 54.2采用数据 54.3数据计算 65.投药系统及消毒系统的设计 141.1消毒剂的选择 145.2加氯管的管径设计 156.3加氯量及加氯间面积计算 156.清水池的设计与计算 157.管材的选择及管径的设计 167.1管材的选择原则 167.2几种常见管材的对比 167.3.管材的确定 177.4.管径的选取 178.净水厂平面布置及高程布置： 178.1清水池： 178.2V型滤池： 188.3平流沉淀池： 188.4往复式隔板絮凝池 188.5加氯间及氯库 188.6药剂仓库 188.7吸水井 188.8加药间、溶解池和溶液池： 18httpsitemtaobaocomitemhtmidspm0.08.9选泵..................................................................18进水管；近期水量：0斤期=170000xl.05÷24÷2=3718.75m3∕h,根据设计规范一级泵0~1.2m∕s,因此选择管径为IlOOmm,流速为1.087,IOOOi为管式静态混合器。大样图如下：≈≈1062.IsL稍大于IooOS-I仍能符合，因此符合混合阶段的取值。常用的投加方法有固体投加和液体投加两种，本设计中采用国内常用的液体投加法。计量泵行程或变频调速改变药液投量。1.3溶液池容积计算根据公式叱=a加量，取25mg∕L;Q为处理水量，取3718.75m3∕h;C为溶液浓本设计中设置两个溶液池，以便交替使用，保证连续投药。溶解池的容积为(0.2~0.3)W2,本设计中取0.3,因此溶解池的容积Wl为3.3m3,取投药管流量q=吗义100°=0.06L/S，投药管采用硬聚氯乙烯管(塑料管)，24×60×60×2dmmm∕s,IOOOi为ILl0。本设计中选用往复隔板絮凝池。计算流程如下：Q×1.05/24=7437.5m3/h2.2采用数据：sVmSo凝时间:20min2.3数据计算：6060分为两个池子，因此每个池子的净平面面积：F'=——=——-≈413.2m2B：按沉淀池宽采用7池子长度(隔板间净距之和)：L'=--=23.0m分为6档：Q7437.5C—nvH3.011Q7437.5Czz-----=-------------------------------=Q8677ZZ23600nvH3600×2×0.4×3.0'22法，得：每一种间隔采取3条，则廊道总数为18条，水流转弯17次。则池子长度(隔板间净距之和按照廊道内的不同流速分成6段，分别计算水头损失。第一段:水利半径K=U¾0.70x3.0=0.3Im由于转弯处过水断面面积应为廊道的1.2~1.5倍，在此处选1.3倍，则第一段转弯处过水根据公式，则第一段的水头损失为：%=d2+4∕∣3x3x0.3820.4922gCfR各段水头损失计算结果看下表:hL]23456VnhL]23456Vnnnn072.GTGTt=20°C):G _G一V60∕∕T^V60×1.029×10^×20≈35s^1计算设计水量Q=7437.5m3∕h,分设两池，每池Q'=3718.75m3∕h=1.03m3∕s°3.2采用数据：4.絮凝池采用变流速：Vn=O.2~0.5m∕s°1.沉淀池长：L=3.6v7]=3.6×19.1×l=68.9mlll泥机，每池设置两部，考虑到走道宽度及隔墙尺寸，每格净宽为9.25mo5.絮凝与沉淀池之间采用穿孔布水墙：孔口流速采用0.2m∕s(0.15~0.2m∕s)hEJOBLHOO68.9×305Cyl则放空管直径为：d=J-----------=J-----------------------------=0.4m因此放空管管径为400mr∏o8.出水断面宽度采用1.0m,出水渠起端水按公式计算：PIXIO-4~iχιo-5范围内) V0.0152=1.02x10-5(在Fr=——二2.25x9.8Rg条件：设计水量(包括自用水量5%)Q=178500m7d=7437.5m7h=2.07m3∕s4.2采用数据：mhn整个过程一直保持横向表面扫洗，扫洗强度为1.4~2.0L∕(s-m2),这里取1.5L∕(s∙m2)mm4.3数据计算：滤池大样图如下003.每格滤池单元面积f：为了节省占地，且单池过滤面积较大，因此选择双格V型滤池，池底板用混凝土。一N022Ff2m204.实际流速：V实际178500=11.85m∕hFT632x23.83N—18—1过滤工况冲洗工况过滤工况一承托层—滤板滤板梁滤」空气平衡4配水孔配气配与孔配水渠22G.进水系统跌差(m)(包括进水槽、孔洞水头损失及过水堰跌差)，一般为因此，根据以上数据，得出滤池高度：Ahrnr(_L)2jvgm0do径，根据相关资料取0.1cm；s因此，根据以上资料计算得清洁滤层水头损失为：0.530.8×0.1~40cm,由于计算值低于经验值，因此按照30Cm计算。B.正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失Ah<°∙22m,取Δh=0.22m,忽略其他部位的水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为：C.为了保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤层，出水堰标高取滤料层上表面标高以上0.2mo所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式Q=I.84bh初计算得:QjTQ26j1.84源封1.84x2.5=0.0bn,则滤池总水头损失为:8.冲洗系统的设计与计算采用带表面扫洗的气、水同时反冲方式B.冲洗历时和冲洗强度：整个过程一直保持横向表面扫洗，扫洗强度为1.4~2.0L∕(s∙m2),这里取1.5L∕(s∙m2)C.表面a.表面扫洗采用“不停止进水”方式，即用过滤池进水进行表面扫洗；b.冲洗单元一个过滤单元排水量：会单=q表单Xf=I.5χ5χ7.9=59.25L/s=0.059m3/SC.表面扫洗水从V型槽底孔口进入池子(样图如下)①取孔口流速V孔=2.5m∕s;②每个滤池单元孔口总面积：鸟=&曼==0.024m2V孔2.5③每个过滤单元孔数、孔距、孔径计算：xY3.14%=0.017m,取20mm。V3.14×106D.水反冲洗的设计与计算：a.反冲洗水由冲洗水箱从滤池操作室屋顶上向下供给，配水用气、水反冲专用带滤帽的长。b.反冲洗一个过滤单元反冲洗水量：。反单=q水∙f=4x5x7.9=158L/s=0.158m3/SC.反冲洗供水管：(一个滤池一根供水管)。反=0.316m3∕s=316L∕sod.冲洗水箱容积按照单个滤池冲洗水量的1.5倍计算，因此容积为W=I.5。反t水=1.5χ0.316χ6χ60=170.64m3取175m3；其长宽高定为B×L×H=冲洗水箱高度E.气反冲洗的设计与计算：a.反冲洗所用到的气由空气站离心鼓风机供给，配气用气水反冲专用长柄滤头。b.反冲一个过滤单元气流量：QfeC单=q气单∙f=15x5x7.9=592.5L/s=0.593m3/Sd.反冲洗供气管：(一个滤池一根供气管；供气流速为15m∕s)会单一ʒrV0.785x4VF.反冲洗配水、配气系统：a.反冲洗气、水均由安装在滤板上气水反冲专用长柄滤头配给(见下图)-φ--;*__IIK_—._________,-固定铁块滤板滤头布置示意图1面积为S总=1580χ63∙62xl0"=0∙lOm，S邙010aqxlxl合规范要求，满足均匀配水)f39.59.冲洗排水系统洗排水量:B.该排水渠为沿线流量逐渐汇入的非均匀流矩形明渠，单位长度上汇集流量C.取渠终点流速为LOm/s,则渠终点水深为:P2=°单排=-0217=O434M'取0∙5m2B,v0.5×1.02ΔP=7.9×8%=0.40mE.取动能修正系数Q=LO,则渠临界水深为:00.52x0.403G.为使堰过流畅通，渠堰顶至排水渠水面落差为0.5OmiLTA.渠首流量每个进水总渠配给两个过滤单元，一共八个滤池，因此：Q=178500/8=22312.5m3/d=0.258m3/SB.渠首流速V=Cl.3m∕sv.15)=0.30m∕sa.沿程损失：进水总渠长度与滤池宽度相等，因此Li=IOm;流量Ql为58m3∕s;v=0.3m∕s;n=0.013所以,hfl=iL1=^L1=8.3×10-4m侧进水孔一个，按异径丁字管计，ξ=0.350.6×0.95队—XU)所以第一段水头损失hι=1.77×10-3m第二段水头损失，采用与第一段相同的尺寸。b.局部损失侧进水孔一个，按异径丁字管计，ξ=0.35,v=0.23m∕s,90拐D.单元进水槽及V型进水槽a.从单元进水堰来水进入单元进水槽，再配入滤池两侧V型进水槽，然后进入每个过滤单元，进行过滤。2)槽内流速v=aL=0.26‰√s内水头损失hf4=7.36×10^hf4=7.36×10^4m②局部水头损失按一个侧进口计,ζ=l.5,1.5×0.1292,c=,c3部水头损失h=h+hj=2X107(忽略不计)cV型进水槽：D布设按“表面扫洗有关参数”计算定2)水头损失可以忽略不计II.出水系统进入每个过滤单元水经虑床过滤，通过虑头缝隙进入底部配水、配气空间，经中间集水渠至单元出水管，流入单元出水堰室，从出水堰流下，进入总出水渠，最后由总出水管输A.滤池期终水头损失指从虑床到单元出水堰室前总水头损失，取为2.OmB.单元出水管(1)在单元出水管上装设气动调节阀，以补偿初期水头损失，从而达到等水头等速过滤运行方式，减慢启动速度，防止初期滤速过大而产生滤料穿透现象，从而保证水C.总出水渠(1)总出水渠设在单元出水堰室底下，以使单元出水堰出水便快捷汇入总渠，顺利进入总出水管，输入清水池。为0.3m∕s则总出水渠断面积为丝羽=086病1)第一段水头损失hi①沿程损失⅛ιL=7.5mV=°'29=o.i47m∕Shfl42)第二段水头损失hz,7.5×0.0132×0.292 ,八”hf2= j--------=4.67×104m按一个直流汇合和一个直角入口，ζ=0.35+0.4=0.75③第二段总水头损失h2i3)总水头损失hh=hι+h2=5.12×10'im(可以忽略不计)氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为-33.6℃,在压力大于3.66大气压时转化为液体。时每升液氯的重量为1468.4克，同样重量的液氯，其体积仅为气态氯的1/457。在I(TC以下时,在氯的饱和溶液中会析出氯的水化结晶物,这种现象会造成加氯设备故障。C12+H2O^→HC1+HOC1HOCl——H++0CΓ根据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求。投加量一般取决于滤化的目的，并随水中的氨氮比、PH值、水温和接触时间等变化.一般水源的滤前投加量为LO-1.2mg∕L,滤后水或地下水的加氯量为0.5~1.0mg∕Lo投量取2mg∕L,管网末端含量0.05mg∕L,接触时间不少于30min0大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因，国内水厂目前已少采用。本设计采用ZJ型转子加氯机。ZJ型转子加氯机是由旋流分离器、弹簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平设置加氯间，要注意风向，加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向下游。加氯、加氯间应尽量靠近投加点。加氯机至少应分为两组，即加氯机至少设置两台，分别有两根加氯管通到加氯点，互作备用。加氯机按最大投氯量来选用，原则上以一台加氯机对接一只氯瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑10-20%备用台，但备用台数不得少于1台。管的管径设计：6.3加氯量及加氯间面积计算：q=Q∙b=178500x1000×0.8=142800000mg∕d=142800g∕d=142.8kg∕d量：mm共10只。另设中间氯瓶一只，已沉淀氯气中的杂质，还可防止水流进入氯瓶。.加氯间和氯库：Lmm07m,与大门间距为2.5m,则氯库的规格LXBXH=I5.54mX10.lmX5m,氯库旁边设置值班室等，故加氯间LXBXH=9.OmX5mX5m,加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备，在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给水管,氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空,6.清水池的设计与计算设计流量为i70000m3∕d=7083.3m3∕hm消防储水量按同时发生两次火灾，一次灭火用水量为25L∕s,连续灭火时间为2h,由于本设计中采用水箱冲洗，因此清水池不需储备冲洗水，故清水池总容积为:水厂设置两个清水池，有效水深取5.0m,则单池面积为：7.1管材的选择原则：净水厂供水工程中选用供水管管材，按照以下标准选择：(1)管材性能可靠，抗震、防震、防爆裂性能好，输水水质好，能承受要求的内压和(2)来源可靠，管配件齐全，货源有保障，运输条件好；(3)施工方便，工程进度快；(4)使用年限长，寿命250年，维修工作量小；(5)输水能力好，在相同条件下，输水能力长期保持不变；(6)工程造价低，技术经济指标合理。目前可采用的管材主要有：钢筋混凝土(PRC)管、铸铁管、玻璃钢(PMP)管、卫生级聚氯乙烯(UPVC)管、聚乙烯(PE)管等。A.预应力钢筋混凝土(PRC)管抗震性能好，管壁光滑，水力条件好，耐蚀性良好，爆管率低，工作压力可以达到管材自身重量大，不便于运输和安装、检修，综合造价低。8.铸铁管铸铁管分为灰口铸铁管和球墨铸铁管。a灰口铸铁管有较强的耐腐蚀性，但材质较脆，抗冲击和抗震能力较差，自重较大，承压低，且经常发生接口漏水，水管断裂和爆管事故，对管网水质有影响，使用寿命W50年,采用标准配件连接，管道需要做砂垫层基础，安装不方便，劳动强度大，综合造价略低。b.球墨铸铁管①抗耐腐蚀性能远高于钢管；②性能较灰口铸铁管有较大的提高，是灰口铸铁管的多倍；③适应地基变形能力及抗震效果好；④重量轻，承压高，发生漏水、渗水、爆管事故现象很少，从而减少了管道的漏损⑤用寿命长，一般大于50年，采用标准配件连接；⑥装方便，劳动强度小，管道不需要作砂垫层基础。⑦综合造价略高。C.夹砂玻璃钢(PMP)管度高，粗糙系数小。与同管径的预应力钢筋混凝土管和铸铁管相比，过流量要大30%,重量只有钢管的1/4左右，是预应力钢筋混凝土管的1/51/10,因此便于运输和施工，采用玻璃钢标准配件连接，管道基础要采用砂垫层，综合造价低。D.聚氯乙烯(UPV)管可适应较大水量，有一定强度、表面光滑、不结垢、水头损失小、耐腐蚀、重量轻、加工方便，抗震和水密性较好、不易漏水，可以提高施工效率，降低施工费用。但管材的强度较低，膨胀系数较大，用在长距离管道时，需考虑温度补偿措施。采用标准配件连接，管道基础要采用砂垫层，综合造价低。PE①良好的卫生性能，不结垢、不滋生细菌；②长久的使用寿命，对高低温适应能力强，在额定的温度、压力下可安全使用50年以上，对于受地形限制发展规模受限的镇区，使用年限长是较为有利的。可充分发挥管材的作用；的连接性能；④良好的施工性