某7万m3d净水厂工程设计计算书.docx
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某7万m3d净水厂工程设计计算书
第一章设计原始资料
第二章设计水量与工艺流程的确定
第一节设计水量计算
第二节给水处理流程确定
第三章给水处理构筑物与设备型式选择
第一节加药间
第二节配水井
第三节混合设备
第四节絮凝池
第五节沉淀池
第六节滤池
第七节消毒方法
第四章净水厂工艺计算
第一节加药间设计计算
第二节配水井设计计算
第三节混合设备设计计算
第四节往复式隔板絮凝池设计计算
第五节平流式沉淀池设计计算
第六节普通快滤池设计计算:
第七节消毒和清水池设计计算
第八节取水水泵选配及一级泵房设计计算
第九节二级泵站
第五章水厂平面布置和高程布置计算
第一节水厂平面布置
第二节水厂高程布置计算
第三节净水管道水力计算
第四节附属建筑物
第四节净水厂绿化与道路
第六章净水工艺自动化设计
第一章设计原始资料
一、地理条件:
地形平坦,稍向西倾斜,地势平均标高22m。
二、水厂位置占地面积:
水厂位置距离河岸200m,占地面积充分。
三、水文资料:
河流年径流量3.76-14.82亿立方米,河流主流量靠近西岸。
取水点附近水位:
五十年一遇洪水位:
21.84m;
百年一遇洪水位:
23.50m;
河流平常水位:
15.80m;
河底标高:
10m。
四、气象资料及厂区地址条件:
全年盛行风向:
西北;全年雨量:
平均63mm;冰冻最大深度1m。
厂区地基:
上层为中、轻砂质粘土,其下为粉细沙,再下为中砂。
地基允许承载力:
10-12t/m2。
厂区地下水位埋深:
3-4m。
地震烈度位8度。
五、水质资料:
浊度:
年平均68NTU,最高达3000NTU;PH值:
7.4-6.8;水温:
4.5-21.5℃;色度:
年平均为11-13度;臭味:
土腥味;总硬度:
123.35mg/LCaCO3;溶解氧:
年平均10.81mg/L;Fe:
年平均0.435mg/L,最大为0.68mg/L;大肠菌群:
最大723800个/mL,最小为24600个/mL;细菌总数:
最大2800个/mL,最小140个/mL。
六、水质、水量及其水压的要求:
设计水量:
根据资料统计,目前在原地下水源继续供水的情况下,每天还需7万立方米。
水质:
满足现行生活饮用水水质标准。
水压:
二级泵站扬程按50米考虑。
第二章设计水量与工艺流程的确定
第一节设计水量计算
水处理构筑物的生产能力,应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计,并以水质最不利情况进行校核。
水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。
城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%~10%,本设计取10%,则设计处理量为:
式中:
Q——水厂日处理量;
a——水厂自用水量系数,一般采用供水量的5%~10%,本设计取10%;
Qd——设计供水量(m3/d),为7万m3/d。
第二节给水处理流程确定
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。
本设计以地表水为水源,为满足现行生活饮用水水质标准,通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。
经技术经济比较确定的净水工艺流程如下:
第三章给水处理构筑物与设备型式选择
第一节加药间
一、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。
二、混凝剂的选用与投加
1、混凝剂的选用
混凝剂选用:
精制硫酸铝,每袋质量是40Kg,每袋体积为0.5*0.4*0.2(m3),最大投药量为30mg/L。
2、混凝剂的投加
本设计采用计量加药泵,泵型号JZ-800/10,选用3台,两用一备。
三、加氯间
设计加氯间时,须按以下要求进行设计:
(1)加氯间靠近滤池和清水池,以缩短加氯管线的长度。
水和氯应充分混合,接触时间不少于30min。
为管理方便,和氯库合建。
(2)加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。
该水厂所在地主导风向为西北风,加氯间应设在水厂的东南部。
(3)加氯间的氯水管线应敷设在地沟内,直通加氯点,地沟应有排水设施以防积水。
输送氯气的管使用无缝钢管,输送配制成一定浓度的氯水管使用橡胶管,给水管使用镀锌管。
(4)加氯间和其他工作间隔开,加氯间应有直接通向外部、且向外开的门,加氯间和值班室之间应有观察窗,以便在加氯间外观察工作情况。
(5)加氯机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右,以便于操作,加氯机(包括管道)不少于两套,以保证连续工作。
称量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤坑内,磅秤面和地面齐平,使氯瓶上下搬运方便。
有每小时换气8-12次的通风设备。
加氯间的给水管应保证不断水,并且保持水压稳定。
加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。
防毒面具应防止失效,照明和通风设备应有室外开关。
第二节配水井
配水井体积为213.6m3,平面尺寸为11m×4m=44m2,水力停留时间T=4min,有效水深5m。
第三节混合设备
为提高混合效果,采用管式静态混合器,加药点设在混和器进口处,并增加药液扩散器,使混凝剂在管道内很好的扩散,形成均匀混合。
管式静态混合器具有投资较低,无需额外提供能源,易于安装,无需经常维修,混合效果好的显著优点。
第四节絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下,使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞,而形成更大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、折板絮凝、栅条(网格)絮凝、和穿孔旋流絮凝等。
根据各种絮凝池的特点以及实际情况进行比较,本设计选择往复式隔板絮凝池。
第五节沉淀池
本设计采用平流沉淀池。
相比之下,平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点,且占地面积大。
第六节滤池
从实际运行状况来看,普通快滤池主要有以下优点:
1、有成熟的运转经验,运行稳妥可靠。
2、采用砂滤料,材料易得,价格便宜。
3、采用大阻力配水系统,单池面积可做的较大,池深较浅。
4、可采用降速过滤,水质较好。
根据设计资料,综合比较选用目前较广泛使用的普通快滤池。
第七节消毒方法
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,防止水致传染病的危害。
其方法分化学法与物理法两大类,前者往水中投加药剂,如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等;后者在水中不加药剂,而进行加热消毒、紫外线消毒等。
经比较,本设计采用液氯作为消毒剂,滤后消毒。
氯是目前国内外应用最广的消毒剂,除消毒外还起氧化作用。
加氯操作简单,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。
第四章净水厂工艺计算
第一节加药间设计计算
一、设计参数
根据原水水质及水温,参考有关净水厂的运行经验,选精制硫酸铝为混凝剂,混凝剂的最大投药量a=30mg/L,药的容积的浓度按b=10%考虑,混凝剂每日配制次数n=3次。
二、设计计算
1、溶液池
容积:
取8m3
式中:
a—混凝剂(精制硫酸铝)的最大投加量(mg/L),本设计取30mg/L;
Q—设计处理的水量,3208m3/h;
b—溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取10%;
n—每日调制次数,一般不超过3次,本设计取3次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土结构,设置2个,。
有效高采用1.0m,
则单池尺寸为,
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:
满足要求。
2、溶药池
容积:
式中:
W2——溶解池容积(m3),一般采用(0.2-0.3)W1;本设计取0.3W1。
溶解池池体尺寸为:
B×L×H=2.0m×1.0m×(0.6+0.3)m。
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d0=50mm,相应流速v0=1.02m/s。
溶解池底部设管径d=100mm排渣管一根。
3.投药管投药管流量:
查表得投药管管径d=25mm,相应流速为0.57m/s。
溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。
4.投药计量设备
采用计量加药泵,泵型号JZ—800/10,选用三台,两用一备。
加药间的平面尺寸取为B×L=12m×25m。
5.药剂仓库的计算
(1)已知条件
混凝剂为精制硫酸铝,每袋质量是40kg,每袋体积为0.5×0.4×0.2(m3)。
投药量为40mg/L,水厂设计水量为3208m3/h。
药剂堆放高度为1.5m,药剂储存期为30d。
(2)设计计算
硫酸铝的袋数:
有效堆放面积:
仓库平面尺寸B×L=7m×11m。
第二节配水井设计计算
一、设计参数
设计流量:
水力停留时间:
二、设计计算
配水井体积:
;
配水井平面尺寸:
;
有效水深:
。
取5m,超高取0.5m,则井深为5.5m。
配水井出水处设溢流堰,采用渠道与絮凝池连接,渠道宽b=1.0m,流速取v=1.0m/s,则有效水深为
取0.9米
超高取0.3m,渠道深。
配水井设DN=1000mm的溢流管,溢流水位0.60m,放空管直径DN=700mm。
第三节混合设备设计计算
一、设计参数
设计总进水量为Q=77000m3/d,水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元,投药管插入管径的1/3处,且投药管上多处开孔,使药液均匀分布,进水管采用2条,流速v=1.0m/s。
计算草图如图4-1。
图4-1管式静态混合器计算草图
二、设计计算
1、设计管径
静态混合器设在絮凝池进水管中,设计流量;
则静态混合器管径为:
本设计采用D=800mm;
2、混合单元数
按下式计算
本设计取N=3;
则混合器的混合长度为:
3、混合时间
T=
4、水头损失
<0.5m,符合设计要求。
5、校核GT值
在700-1000之间,符合设计要求
水力条件符合设计要求。
第四节往复式隔板絮凝池设计计算
一、设计参数
设计进水量Q=7.7=3208=0.89m3/s
絮凝时间:
T=20min
池内平均水深:
H1=2.4m
超高:
H2=0.3m
池数:
n=2
隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的1.5倍。
二、设计计算
1.已知条件:
设计进水量Q=7.7=3208
絮凝池个数N=2个
池内平均水深2.4米
絮凝时间T=20分钟
廊道内流速采用6挡,即
隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.5倍。
2设计计算:
(1)总容积W:
W===1069.3
(2)单池平面面积f:
f===222
(3)池长(隔板间净距之和)L:
(池宽B=11.1m)
L===20m
(4)廊道宽度和流速:
廊道宽度按廊道内流速不同分为6挡。
将的计算值,采用值以及由此所得廊道内实际流速的计算结果,
列入下表:
表:
廊道宽度与流速
设计流速()
廊道宽度(m)
实际流速()
计算值
采用值
(5)水流转弯次数
池内每5条廊道宽度相同的隔板为一段,共分为6段,,则廊
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