给水处理厂设计.doc

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给水处理厂设计

计算说明书

学院：

土木工程学院

专业：

给水排水工程

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

目录

第一章总论…………………………………………………1

第二章设计任务……………………………………………1

第三章设计原始资料………………………………………1

第四章给水处理厂用水量计算……………………………1

第五章取水泵站……………………………………………1

第六章混凝以及沉淀………………………………………1

第七章过滤…………………………………………………1

第八章消毒…………………………………………………1

第九章清水池………………………………………………1

第十章给水处理厂总平面图……………………………1

第一章总论

本次课程设计主要是城市给水处理厂的常规处理工艺设计，主要涉及混凝沉淀、过滤、消毒等工艺的参数设计。

第二章设计任务

根据任务书所给定的资料，综合运用所学的基础、专业基础和专业知识，设计一个中小型给水处理厂。

该水厂所在地区为广东地区。

城市自来水厂规模为12.6万m3/d。

第三章设计原始资料

1、源水水质资料

编　号

名　　　　　称

单　　位

分　析　结　果

１

水的嗅和味

级

Ⅱ类水体

２

浑浊度

<3度

３

色度

<15度

４

总硬度

450毫克／升

５

PH值

6.5~8.5

６

碱度

度

７

溶解性固体

毫克／升

８

水的温度：

最高温度

43度

最低温度

0度

９

细菌总数

100个／毫升

１０

大肠菌群

3个／升

2.石英砂筛分曲线：

筛孔直径（毫米）

0.3

0.4

0.5

0.6

0.75

1.0

1.2

1.5

通过砂量所占的百分比（%）

34

41

58

64

75

81

91

97

3、厂区地形图（1：

500）

4、水厂所在地区为广东地区，厂区地下水位深度3.7米，主导风向南风。

5、厂区地形示意图：

第四章给水处理厂水量计算

城市自来水厂规模为12.6万m3/d，即5250.00m3/h,1.45833m3/s。

当原水浊度不超过1000～2000mg/L时，设计流量为：

Q=Qd×（1+α）=5250.00m3/h×（1+0.06）=5565m3/h=1545.83L/s

式中α为水厂自用水量系数，取值0.06。

第五章处理流程的设计

水源→泵站→管式静态混合器→往复式隔板絮凝池+平流沉淀池→普通快滤池→清水池→吸水井→二泵站→用户

混凝剂采用：

FeCl3，管式静态混合器

消毒剂采用：

液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯

第六章取水泵站

城市给水处理系统，通过泵站取水，其中流量为1545.83L/s，流速为1.2~1.6m/s,为使水量得到保证，采用2根输水管同时向给水处理厂输水，即每根输水管的流量为772.92L/s，查水力计算表可得：

每根输水管的管径为DN900，管内流速为1.21m/s,坡度为1.811%。

。

第七章混凝以及沉淀

一、混凝

（1）、混凝剂选择：

根据原水的水质水温和PH值的情况，选用混凝剂为聚合氯化铁（PFC），投加浓度为15％，最大投加量为40（mg/l）。

优点：

净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5~9）。

操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。

采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。

（2）、药剂配制及投加方式的选择：

混凝剂的投加分干投与湿投法两种。

本设计采用后者。

采用计量泵投加。

（3）、混合设备的设计

本设计中采用管式静态混合器，故不单独设构筑物。

（4）、混凝剂的溶解与调配

药剂调配一般有水力、机械、压气、水泵等方法。

本设计采用空气调制方法。

（5）、溶解池容积W1

因用的是聚合氯化铁，需设溶解池，溶解池容积按溶液池容积的30%计：

W1=0.3W2=0.3×28=9m3

溶解池尺寸为L×B×H=2.5m×2.5m×1.7m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。

溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量：

q0=W1÷60t=9×1000÷（60×10）=15L/s

选择放水管管径DN=100mm,相应流速v0=1.95m/s。

溶解池底部设管径D=100mm的排渣管一根。

溶解池采用压缩空气搅拌，其中，空气供给强度设为10L/（S·m2），空气管流速设为13m/s,孔眼直径设为3mm，流速为26m/s,支管间距设为500mm。

溶解池置于地下，池顶高出地面0.2m。

溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。

（6）、溶液池容积W2

根据设计流量Q=5565m3/h，最大药剂投加量为α=50mg/L，溶液浓度c=12%，每天调制次数n=2，则溶液池容积为：

W2=αQ/417cn=50×5565/（417×12×2）=28m3

采用两个溶液池。

每个池子的有效容积为W2，。

溶液池的基本尺寸L×B×H=3.5m×3.5m×2.5m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。

（7）、投加设备

1）药液提升设备

2）投药管

每池设一根投药管，投药管流量：

q=W2×2×1000/86400=0.65L/s

选择投药管管径DN=50mm,相应流速为0.34m/s。

（8）、计量设备

拟采用LZB-40型转子流量计。

LZB型玻璃转子流量计由一个垂直安装的锥形玻璃管与转子组成，可以从锥形管外壁的刻度上直接读出介质的流量值。

锥体管长度430mm，工作环境-20～120℃，压力≦6kg/cm2。

（9）、药剂仓库的计算

1）已知条件

混凝剂为聚合氯化铁（PFC），每袋质量是50Kg,每袋规格为0.5m×0.5m×0.2m。

投药量为50mg/L，水厂设计水量为5565m3/h。

药剂堆放高度1.5m，药剂储存期为28天。

2）设计计算

聚合氯化铁（PFC）的袋数

N=（Q×24）ut/（1000w）=（5565×24×50×28）÷（1000×50）=3740（袋）

堆放面积

A=NV/［H（1-e）］=（3740×0.5×0.5×0.2）÷［1.5×（1-0.2）］=155.83m2

仓库平面尺寸

B×L=10m×20m=200m2

（10）、加药间的设计计算

采用佛山水泵厂生产的计量加药泵，泵型号JZ1000/16，选用三台，二用一备，加药间的平面尺寸为B×L=15m×20m

二、混合

本设计采用管式静态混合器。

三、絮凝反应池

本设计采用往复式隔板絮凝反应池。

1、设计参数：

根据设计流量Q=5565m3/h，设2池。

廊道内流速采用4段：

V1=0.57m/s，V2=0.46m/s，V3=0.36m/s，V4=0.25m/s，絮凝时间T=20min,池内平均水深h1=2.8m，超高h2=0.3m。

2、设计计算：

（1）总容积的计算:

W=Q×T/60=5565×20/60=1855m3

（2）每池面积:

分设2池，由于平均水深h1=2.8m则每池净平面面积：

F=W/（n×h1）=1855/（2×2.8）=331.25m2

池子宽度B，按沉淀池宽采用16.8m,

池子长度（隔板间净距之和）：

L’=331.25m2/16.8m=19.72m

（3）廊道长度

隔板间距按廊道内流速不同分成4档：

α1=Q/（3600×n×V1×h1）=5565/（3600×2×0.57×2.8）=0.484m，

取α1=0.49m，则实际流速V1=0.563m/s；

α2=Q/（3600×n×V2×h1）=5565/（3600×2×0.46×2.8）=0.600m，

取α2=0.60m，则实际流速V1=0.460m/s；

按上法计算得：

α3=0.77m，V3=0.358m/s

α4=1.10m，V4=0.251m/s

每一种间隔采取6条，则廊道总数为4×6=24条，水流转弯次数为23次。

则池子长度（隔板间净距之和）：

L’=6×（0.49+0.60+0.77+1.10）=17.76m

隔板厚按0.1m计，则池子总长：

L=17.76+0.1×（23-1）=19.96m

（4）水头损失的计算

按廊道内的不同流速分成4段分别计算水头损失。

第一段：

水力半径：

R1=α1×h1/（α1+2h1）=0.23m

槽壁粗糙度系数n=0.013,流速系数Cn=1/n×Rny，

=2.5×0.114-0.13-0.75×0.480×（0.114-0.1）=0.15

故C1=R1y/n=0.230.15/0.013=61.7

第一段廊道长度l1=6×B=6×16.8=100.8m

第一段水流转弯次数S1=6

则絮凝池第一段的水头损失为：

各段水头损失计算结果见下表：

各段水头损失计算

段数

1

6

100.8

0.23

0.414

0.563

61.7

0.045

2

6

100.8

0.29

0.334

0.460

63.89

0.036

3

6

100.8

0.36

0.292

0.358

65.99

0.026

4

6

100.8

0.48

0.197

0.251

68.90

0.011

h=∑hn=0.118m

（5）GT值计算

（20℃时），1000×0.118/（60×1.029×10-4×26）=27.1

GT=27.1×20×60=32535（在104~105范围内）

（6）池底坡度：

i=h/L=0.118/19.96=0.59%

四、沉淀

由于沉淀池占地面积比较大，而且与隔板絮凝池相连，所以本设计采用平流沉淀池。

共有2座沉淀池。

1．每组设计流量

每个沉淀池的处理流量Q0=5565m3/h/2=2782.5m3/h=0.7729m3/s

2．设计数据的选用

表面负荷Q/A=50m3/（m2·d）=2.083m3/（m2·h），设计停留时间为1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s

3．计算

沉淀池表面积A=1335.81m2。

沉淀池长L=3.6vT=3.6×15×1.5=81m

沉淀池宽B=A/L=1335.81/81=16.49m采用16.8m。

由于宽度较大，沿纵向设置一道隔墙，分成两格，每格宽8.4m。

沉淀池有效水深H=QT/BL=2782.5×1.5/（16.8×81）=3.07mm.采用3.4m（包括保护高）。

絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。

穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s,则孔口总面积为2782.5/（3600×0.2）=3.86m2。

每个孔口尺寸定为15cm×8cm，则孔口数为3.86/（0.15×0.08）=322个。

沉淀池放空时间按3h计。

则放空管直径为：

d=0.412m,采用DN=450mm

出水渠断面宽度采用1.