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1:
50—1:
100)(横向1:
100—1:
500),该内容可绘制在1号或2号图
纸上。
一、水厂规模:
设计水量(不包括水厂自用水量):
7.0万m3/d
二、水源为黄河水,其水质分析资料如下:
浑浊度:
100—600NTU色度:
10度PH=7.3细菌总数:
11300个/mL
大肠杆菌:
3600个/L臭和味:
略有铁:
0.1mg/L耗氧量:
9.68mg/L
总硬度(CaCO3):
200mg/L溶解性总固体:
500mg/L
氯化物:
21mg/L
三、厂区地形,地势平坦
四、当地气象资料
主导风向:
西北风月平均气温:
最高28℃,最低-3℃
五、厂区地下水位标高:
-6m(水厂的相对地面标高确定为±
0.000)
六、水源取水口位于城市北方向5km,水厂位于水源地,与取水泵站合建在一起。
第二章总体设计
第一节工艺流程的确定
通过分析所给原水水质资料,结合实际情况,为了达到生活饮用水的水质标准,采用以下工艺流程。
第二节处理构筑物及设备形式的选择
一、混凝药剂的种类
由于原水水质PH=7.3,浊度不太高,选用碱式氯化铝。
二、投加方式
混凝剂的投加采用湿投法。
由于水厂位于水源地,与取水泵站合建在一起,采用泵前投加,药液投加在
水泵吸水管或吸水喇叭口处。
三、混合设备
为了使药剂快速而均匀的扩散到水中,使其水解产物与原水中胶体微粒充分作用完成胶体脱稳。
混合要求对水流快速搅拌,药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处,利用水泵叶轮高速旋转以达到混合目的。
四、反应池的选择
此阶段的任务是创造良好的水力条件,使脱稳胶体相互聚集形成大絮凝体,便于沉淀分离。
由于该厂的规模属于中小型,可以选用垂直轴式机械反应池,它具有反应效果好,水头损失小的优点。
五、絮凝沉淀池
选择沉淀池需考虑:
水厂规模,进水水质条件,出水水质要求,后续过滤采用的形式、地形、地质条件、占地面积、造价费用。
由于平流式沉淀池沉淀效果好,使用较广泛,但占地面积大。
常用于处理水量大于15000立方米/天的污水处理厂,适合该水厂处理工艺。
六、滤池的选择
在饮用水处理工艺中,过滤必不可少,它是保证饮用水卫生安全的重要措施。
选型的首要出发点是保证出水水质,还要考虑工艺流程的高程布置、技术性、经济性等因素。
在该步中选择普通快滤池。
七、消毒方法的选择
为了有效地消灭或灭活致病细菌、病毒及其他致病微生物,在此采用消毒效果稳定,余氯保持时间较长的液氯消毒。
八、工艺流程
PAC液氯
↓↓
原水→水泵混合→机械反应池→平流沉淀池→普快滤池→清水池
第三章混凝
第一节药剂投配设备的设计
一、设计数据
1、设计水量(水厂自用水量按5%产水量计入)
Q设=(1+5%)Q净=1.05×
70000=73500m3/d=3062.5m3/h=0.85m3/s
2、加药量:
投加10mg/L,溶液浓度按5%计,
3、每日调制次数:
2次一次/12时
二、设计计算
1、溶液池:
容积:
式中:
Q—处理的水量m3/h;
a—混凝剂最大投加量mg/L;
C—溶液浓度百分值;
n—每日调制次数;
采用2个池子,单池容积
=3.67m3
有效高采用1.0m,实高1.2m;
平面尺寸采用1.90m×
1.90m,面积3.,61m2,共设2池.
2、为了考虑成组,所以溶解池设2个
单个容积:
W1=0.3W2=0.3×
7.34m3=2.202m3
池子有效高度1m,实高1.2m。
平面尺寸采用1.5m×
1.5m,面积2.25m2,采用混凝土地。
3、压缩空气搅拌:
溶液池空气供给强度3-5L/s·
m2取4L/s·
m2;
溶解池空气供给强度8-10L/s·
m2取8L/s·
溶液池需用空气量:
Q1=nFq=2×
3.61×
4L/s=28.88L/s
溶解池需用空气量:
Q2=nFq=1×
2.25×
8L/s=18L/s
式中:
n—药池个数;
F—药池平面面积m2;
q—空气供给强度L/s·
m2。
总需空气量Q总=Q1+Q1=28.88+18=46.88L/s=2.81m3/min
选用两台鼓风机,风量3m3/min
4、耐酸泵:
在溶液池与溶解池之间设一耐酸提升泵
5、仓库:
仓库考虑存15天的混凝剂用量,占地面积约为40m3
6、混凝剂投加:
本着投量准确、随时间调节、设备简单、工作可靠的要求。
采用泵前投加,药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处。
其水封箱是为防止空气进入而设计的。
第二节混合设备
一、设计要求:
1、混合速度要快,药剂在水流造成剧烈紊动的条件下投入,一般混合时间为10—30s。
2、投药方式为一点连续投药。
3、混合设备离后续处理构筑物越近越好,尽可能与构筑物相连接。
二、混合设备:
采用水泵投加,药液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口处。
利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。
水泵混合需注意以下几点:
(1)将药剂溶液加于每一水泵的吸水管中,越靠近水泵效果越好,通过水泵叶轮的转动达到混合的效果
(2)为了防止空气进入水泵吸水管,需加设一个装有浮球阀的水封箱
(3)对于投加腐蚀性强的药剂,应注意避免腐蚀水泵叶轮及管道
(4)一级泵房距离净水构筑物的距离不宜过长
第3节反应池
采用垂直轴式等径叶轮机械絮凝池
一池体计算(采用2个池子,每个池子流量Q=
=1531.25m3/h)
1池容积W
絮凝时间5-30min,采用t=20min,则w=
=510.42m3
2池平面尺寸
为了便于安装叶轮,并根据沉淀池尺寸,絮凝池的分格数采用n=5,每格内装设搅拌叶轮一个,各格之间用设有过水孔的垂直隔墙导流,孔口位置采取上下交错方式排列,易使水流分布均匀。
絮凝池各格的平面尺寸为5×
5m2,每格体积
=102.08m3
每格絮凝池宽度B=5m,长度L=5m
3池高H
有效水深
池子超高取
则絮凝池总高为:
H=
+
二、搅拌设备
1.叶轮的构造参数
叶轮直径取池宽的80%,采用4m
桨板长度取l=2.8m(桨板长度与叶轮直径之比
=0.7)
桨板宽度取b=0.12m(0.1-0.3m)
每根轴上桨板放8块,内外侧各4块
旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为
四块固定挡板宽×
高为0.2×
2m2
其面积与絮凝池过水面积之比为
7.84%
所以桨板总面积占过水断面积13.18%+7.84%=21.02%<
25%,所以符合要求
2.叶轮桨板中心点旋转直径
3.各格叶轮半径中心点的线速度采用V1=0.5m/s,V2=0.35m/s,V3=0.2m/s
4.叶轮功率N0
桨板宽长比
<
1,查表得Ψ=1.10
k=
56
桨板旋转时克服水阻力所耗功率:
第一格外侧桨板功率
第一格内侧桨板功率
第一格搅拌轴功率
第二格外侧桨板功率
第二格内侧桨板功率
第二格搅拌轴功率
第三格外侧桨板功率
第三格内侧桨板功率
第三格搅拌轴功率
5.所需电动机机械功率N
设三格搅拌器合用一台电动机,则絮凝池所消耗的总功率为:
N01+N02+N03=0.215+0.0741+0.0135=0.3026kw
电动机功率(η1=0.75,η2=0.7)N=
=0.576kw
三、GT值
水温T=20℃时,μ=102×
10-6kg.s/m2
各格的速度梯度:
第一格
第二格
第三格
平均速度梯度:
,在104-103内,即满足要求。
第四章沉淀池
采用平流沉淀池(2座)
1.设计采用数据
设计流量:
(包括水厂自用水量5%)
每组Q=1531.25m3/h=0.43m3/s
2.设计数据的选用
表面负荷Q/A=0.6mm/s=51.8m3/(m2·
d)
沉淀池停留时间T=1.5h
沉淀池水平流速v=14mm/s
3.计算
沉淀池表面积A=
m2
沉淀池长L=3.6×
14×
1.5=75.6m,采用76m
沉淀池宽B=A/L=709.46/76=9.33m,采用9.4m。
由于宽度较大,沿纵向设置一道隔墙,分成两格,每格宽为9.4/2=4.7m。
沉淀池有效水深
,采用3.5m(包括保护高)
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。
穿孔墙上的空口流速采用0.2m/s,则孔口总面积为0.43/0.2=2.15m2。
每个孔口尺寸定为15cm×
8cm,则孔口数为2.15/(0.15×
0.08)=179个。
沉淀池放空时间按3h计,则放空管直径为
d=
采用DN=300mm.
出水渠断面宽度采用1.0m则出水渠起端水深
为保证堰口自由落水,出水堰保护高采用0.1m,则出水渠深度为0.56m.
4.水力条件校核
水流截面积w=4.7×
3.22=15.134m
水流湿周χ=4.7+2×
3.22=10.44m
水力半径R=15.134/10.44=1.45m
弗劳德数Fr=v2/Rg=1.42/(145×
981)=1.38×
10-5
雷诺数Re=vR/υ=1.4×
145/0.01=20300(按水温20℃计算)
第五章普通快滤池
一、设计数据
1、设计水量:
Q=73500m3/d=3062.5m3/h=0.85m3/s
2、滤速:
v=10m/h
3、冲洗强度:
q=14L/sm2
4、冲洗时间:
6分钟
二、设计计算
1、滤池面积及尺寸:
滤池工作时间是24h,冲洗周期为12h
滤池实际工作时间:
T=(24-
)h=23.8h
滤池面积:
F=
=
=308.82m2
采用滤池数N=10,布置成对称双行排列
每个滤池面积:
f=
=
=30.882m2
采用滤池尺寸:
L=6m,B=4.5m
校核强制流速v’=
=11.11m/h
2、滤池高度:
支撑层高度:
H1采用0.45m,滤池层高度:
H2采用0.7m
滤层表面上水深:
H3采用1.7m,超高:
H4采用0.3m
则滤池总高度h=H1+H2+H3+H4=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m
3、配水系统(每格滤池)
a)干管:
干管流量qg=fq=14×
30.882L/s=432.348L/s
采用管径dg=600mm
干管始端流速vg=1.53m/s
b)支管:
支管中心间距采用aj=0.25m
每池支管数nj=
=73
每根支管入口流量qj=
=5.92L/s
采用管径dj=60mm,支管始端流速vj=2.0m/s
c)孔眼布置:
支管孔眼总面积与滤池面积之比,K采用0.21%
孔眼总面积Fk=Kf=0.21%×
30.882=0.064852m2=64852mm2
采用孔口直径dk=9mm
每个孔眼面积
孔眼总数
每根支管的孔眼数
,取25个
支管孔眼布置设二排,与垂线成45°
,夹角向下排列
每根支管长度lj=0.5(B-dg)=0.5×
(4.5-0.6)=1.95m
每排孔眼中心矩
d)孔眼水头损失
支管壁厚采用δ=5mm
孔眼直径与壁厚之比
=1.8
查表得流量系数μ=0.68
水头损失
e)复算配水系统:
支管长度与直径之比不大于60:
孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5
孔眼中心距离应小于0.2ak=0.18<
0.2
4、洗砂排水槽
洗砂排水槽中心矩采用ao=1.5m
排水槽根数no=4.5/1.5=3根
排水槽长度lo=6m
每槽排水量qo=qg/3=432.348/3=144.12L/s
采用三角形标准断面槽中流速采用vo=0.8m/s
槽断面尺寸
排水槽底厚度采用δ=0.05mm
砂层最大膨胀率e=50%
砂层厚度H2=0.7m
洗砂排水槽顶距砂面高度Ho=eH2+2.5x+δ+0.075
=0.5×
0.7+2.5×
0.212+0.05+0.075=1.005m
洗砂排水槽总平面面积Fo=2xloao=2×
0.212×
6×
3=7.632m2
复算:
排水槽总平面积与滤池面积之比
=24.71%
5、滤池各种管渠计算:
a)进水:
进水总流量Q1=73500m3/d=0.85m3/s
采用进水渠断面渠宽B1=0.7m,水深为0.6m
渠中流速v1=1m/s
各个滤池进水管流量Q2=
=0.1416m3/s
采用进水管直径D2=300mm
管中流速
b)冲洗水
冲洗水总流量Q3=qf=14×
30.882=0.432m3/s
采用管径D3=450mm,管中流速
c)清水:
清水总流量Qk=Q1=0.85m3/s
清水渠断面同进水渠断面(便于布置)
每个滤池清水管流量Q5=Q2=0.1416m3/s
采用管径D5=300mm,管中流速
d)排水:
排水流量Q6=Q3=0.432m3/s
排水渠断面宽度B6=0.5m渠中水深为0.6m
渠中流速
5、冲洗水箱(或水泵)
冲洗时间t=6min
冲洗水箱容积w=1.5qft=1.5×
30.882×
60/1000=233m3
水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和h1=1.0m
配水系统水头损失h2=hk=4.9m
承托层水头损失h3=0.022H1q=0.022×
0.45×
14=0.14m
滤料层水头损失
安全富余水头采用h5=1.5m
冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面
Ho=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+4.9+0.14+0.58+1.5=8.12m
第六章消毒
一、加药量的确定
采用滤后加氯消毒,投氯量a=0.6mg/l
每日投氯量Q=0.001aQ设=0.001×
0.6×
73500=44.1Kg/d
二、储氯量G按30d计
G=44.1Kg/d×
30d=1323Kg/月
三、加氯机的选择
选用转子真空加氯机,采用两台,其中一台备用
四、氯瓶
氯瓶的容量为500Kg,每月需要用
≈2.65瓶,选用3瓶。
五、接触时间:
氯在清水池的接触时间一般大于30min
六、加氯间的布置
1、加氯间的门朝外开,在加氯间门口,应设有防毒面具及一些防事故发生的器具。
2、氯瓶上方设置喷淋装置。
3、加氯间的管线铺设在沟槽里
4、设置1台1000Kg称,称面与地面相平。
5、在地面下设置轴流排风扇。
七、液氯仓库
设在水厂主导风向下风向,防止强烈光线照射,占地18m2
第七章清水池及泵站设计
一、清水池的设计计算
清水池的容积,按设计流量的18%计,设两座清水池
每座清水池的容积w=
×
18%m3=6615m3
考虑到消防水量,取清水池容积6700m3
设平面38×
38m,水深4.5m,超高0.3m
二、泵站的设计计算
水厂规模为7.0万t/d,最高时供水Q按3062.5m3/h
选用3台泵,一台备用。
泵房面积为8×
15=120m2
第八章水头损失
垂直轴式等径机械反应池0.3m
平流沉淀池0.2m
普通快滤池2.0m
1、给水工程(第3版)
2、给排水设计手册(第1、3册)
3、室外给水设计规范
4、生活饮用水卫生标准(GB5749—85)
5、水处理工艺设计计算(崔玉川1987.7)
6、净水厂设计知识(崔玉川1986.7)
7、给水处理(许保玖1979)
8、净水厂设计(钟淳昌1986.7)
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