给水处理工程课程设计..doc
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给水处理工程课程设计..doc
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徐州工程学院课程设计(论文)
目录
1设计资料及任务 1
1.1设计原始资料 1
1.1.1水厂设计产水量 1
1.1.2水文及水文地质资料 1
1.1.3原水水质如下 1
1.1.4厂区地形 1
1.1.5自然状况 1
2设计说明书 1
2.1方案选择及确定 1
2.2设计任务及主要内容 2
2.3绘图内容及要求 2
3总体设计 2
3.1工艺流程的确定 2
3.2处理构筑物及设备型式选择 3
3.2.1药剂溶解池 3
3.2.2混合设备 3
3.2.3絮凝池 3
3.2.4沉淀池 3
3.2.5滤池 4
3.2.6消毒方法 4
4混凝沉淀 4
4.1混凝剂投配设备的设计 4
5各构筑物的选择及设计计算 5
5.1混凝设备 5
5.1.1设计参数 5
5.1.2设计计算 5
5.2混合设备的设计 7
5.2.1设计流量 7
5.2.2设计流速 7
5.2.3混合单元数 7
5.2.5水头损失 8
5.2.6校核GT值 8
5.3絮凝池 8
5.3.1平面布置 8
5.3.2平面尺寸计算 9
5.3.3栅条设计 9
5.3.4竖井隔墙孔洞尺寸 9
5.3.5各段水头损失 10
5.3.6各段停留时间 11
5.4沉淀池 11
5.4.1设计水量 11
5.4.3池体高度 12
5.4.4复核管内雷诺数及沉淀时间 12
5.4.5配水槽 12
5.4.6集水系统 12
5.4.7排泥 14
6过滤池 14
6.1滤池的布置 14
6.2滤池的设计计算 14
6.2.1设计水量 14
6.2.2冲洗强度 14
6.2.3滤池面积及高度 14
6.2.4单池冲洗流量 15
6.2.5洗砂排水槽 15
6.2.6集水渠 16
6.2.7配水系统 16
6.2.8冲洗水箱 17
7消毒 18
7.1加药量的确定 18
7.2加氯间的布置 19
8其他设计 20
8.1清水池的设计 20
8.2吸水井的设计 22
8.3二泵房的设计 22
9水厂总体布置 22
9.1水厂的平面布置 22
9.2水厂的高程布置 23
结语 24
参考文献 24
1设计资料及任务
1.1设计原始资料
1.1.1水厂设计产水量
考虑到水厂自用水和水量的损失,要乘以安全系数K=1.06。
所以总处理水量Qm3/d。
取为6.2万m3/d=2584m3/h.
1.1.2水文及水文地质资料
1)河流最高洪水位:
32.50m,最大流量:
25.65m3/s。
2)河流常水位:
30.50m,平均流量:
14.85m3/s。
3)枯水位:
28.70m,最小流量:
9.28m3/s。
4)设计地面标高:
36.5m。
1.1.3原水水质如下
表1
名称
单位
检测结果
浑浊度
NTU
10-60
色度
度
30
总硬度
mg/L(以CaCO3计)
450(mg/L)左右
PH值
7.2
水温
℃
0~20
溶解性固体
mg/L
800
细菌总数
个/mL
40000
大肠菌群
个/L
290
1.1.4厂区地形
按平坦地形设计,水源口位于水厂西北方向80m,水厂位于城市北面1km。
1.1.5自然状况
(1)城市土壤种类为砂质黏土;
(2)地下水位6.00m,冰冻线深度0.38m,年降水量980mm;
(3)最冷月平均为-5.2℃,最热月平均为25.5℃;极端温度:
最高39.5℃,最低-7.5℃;
(4)主导风向:
夏季西南,冬季西北。
2设计说明书
2.1方案选择及确定
1)水处理构筑物的确定
根据水源地水质情况,确定混凝剂种类及混凝投加方式,确定其他处理构筑物。
2)计算
按照已确定的方案计算各处理构筑物的尺寸。
3)平面布置
平面布置力求配置得当,布置紧凑,流程简捷,并适当留有余地,同时建筑物布置应注意朝向和风向。
2.2设计任务及主要内容
包括设计计算说明书和设计图纸两部分。
1)设计计算说明书
水源的选择;厂址的选择;给水处理方案的选择;构筑物的选型、定位、竖向布置;
一个主要水处理构筑物计算说明。
2)设计图纸
水厂平面布置图;工艺流程图、净水构筑物高程布置图;一个主要水处理构筑物的施工图(平面、剖面图)。
2.3绘图内容及要求
绘制的图纸数量不少于3张,主要是下列图纸(具体由老师指定):
建筑总平面图1:
500-1000:
应绘出各处理构筑物及附属构筑物的位置。
工艺流程图:
应绘出各构筑物高程,水及污泥走向。
净水构筑物高程布置图;
构筑物的施工图(平面、剖面图);应绘出至少一个主要构筑物的平面、剖面图。
设计总说明及图例等。
3总体设计
3.1工艺流程的确定
根据《地面水环境质量标准》(GB-3838-02),原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准,除浊度、菌落总数、大肠菌数偏高外,其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定。
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。
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。
原水→混凝→沉淀→过滤→活性炭(颗粒)吸附→消毒
框图表示为:
1
图1水处理工艺流程图示
3.2处理构筑物及设备型式选择
3.2.1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。
投药设备采用计量泵投加的方式。
采用计量泵,不必另备计量设备,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,最适合用于混凝剂自动控制系统。
3.2.2混合设备
使用管式混合器对药剂与水进行混合。
在混合方式上,由于混合池占地大,基建投资高;水泵混合设备复杂,管理麻烦,机械搅拌混合耗能大,管理复杂,相比之下,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。
3.2.3絮凝池
反应池作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成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、栅条絮凝和折板絮凝。
这几种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用,都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点,并且都能达到良好的絮凝条件,从工程造价来说,栅条造价为折板的1/2,而隔板絮凝池占地较大,因此采用栅条絮凝。
3.2.4沉淀池
原水经投药、混合与絮凝后,水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。
设计采用斜管沉淀池,沉淀效率高、占地少。
相比之下,平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点,但是,平流式占地面积大。
而且斜管沉淀池因
0
采用斜管组件,使沉淀效率大大提高,处理效果比平流沉淀池要好。
3.2.5滤池
采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。
它的优点是采用砂滤料,材料易得,价格便宜;采用大阻力配水系统,单池面积可较大;降速过滤,效果好。
虹吸滤池池深比普快滤池大,冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响,冲洗效果不如普通快滤池稳定。
故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。
3.2.6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、病毒等),防止水致传染病的危害。
采用被广泛应用的氯及氯化物消毒,氯消毒的加氯过程操作简单,价格较低,且在管网中有持续消毒杀菌作用。
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。
4混凝沉淀
4.1混凝剂投配设备的设计
水质的混凝处理,是向水中加入混凝剂(或絮凝剂),通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层,达到胶粒脱稳而相互聚结;或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用,使胶粒被吸附粘结。
混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种,干投法指混凝剂为粉末固体直接投加,湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。
我国多采用后者,采用湿投法时,混凝处理工艺流程如图2所示。
图2湿投法混凝处理工艺流程
根据原水浑浊度最高值800mg/L以及混凝剂投加量参考值(如图)确定设计投加量为30.0mg/L
表2混凝剂投加量参考值
原水浊度
<=100
200
300
400
600
800
1000
混凝剂
投加量(mg/L)
硫酸铝
13.5
18.2
30.7
39.6
54.5
70.3
86.6
三氯化铁
12
14.6
21.5
28.4
32.8
37.7
42.8
碱式氯化铝
10
12.8
17.4
23
26.8
29.5
32.1
5各构筑物的选择及设计计算
5.1混凝设备
5.1.1设计参数
图3不同混凝剂处理效果对比
已知计算水量Q=6.2万m3/d=2584m3/h。
根据原水水质,参考上图,选碱式氯化铝(PAC)为混凝剂,据原水水质浊度判断,混凝剂的最大投药量a=20mg/L,药容积的浓度b=15%,混凝剂每日配制次数n=2次。
表3原水浊度与最佳投药量
5.1.2设计计算
(1)溶液池容积
1=,取4
式中:
a—混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取18mg/L;
Q—设计处理的水量,2584m3/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,高度中包括超高0.3m,置于室内地面上.
溶液池实际有效容积:
m3满足要求。
池旁设工作台,宽1.0-1.5m,池底坡度为0.02。
底部设置DN100mm放空管,采用硬聚氯乙烯塑料管。
池内壁用环氧树脂进行防腐处理。
沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm,按1h放满考虑。
(2)溶解池容积
21m3
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:
:
,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:
m3
溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量:
查水力计算表得放水管管径=63mm,相应流速,,管材采用硬聚氯乙烯管。
溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根,采用硬聚氯乙烯管。
溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构,内壁用环氧树脂进行防腐处理。
(3)投药管
投药管流量
查水力计算表得投药管管径d=15mm,相应流速为0.75m/s。
(4)溶解池搅拌设备
溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
(5)计量投加设备
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。
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- 给水 处理 工程 课程设计