某市净水厂工艺设计给水厂课程设计

某市净水厂工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 给水厂课程设计 题 目, 某市净水厂工艺设计 学 院, 市政与环境工程学院 专 业, 给水排水工程 姓 名, 学 号, 指导老师, 完成时间, 2014年6月16日 前言 在水的社会循环中，人们对饮用水、生活用水、工业用水和农业用水的水质都有相应的要求，当天然水源的水质不满足用水要求时，就要对水进行处理，使之符合用水的要求。 天然水源作为水的自然循环的一部分，其水质在不同水源的不同地段时不同的，在一年四季的自然循环中也是不断变化的，所以有必要研究作为水源的天然水的水质特点及变化规律，以便能正确地选择水处理方法和水处理工艺。 习惯以为，上述水处理只在给水处理厂进行。但从水的社会循环的角度看，给水处理的概念应涵盖从水源到输配水的全过程。例如，对水源的保护;从水处理角度进行取水构筑物的设置;为减少水中所含的泥砂量，宜从河流的表层取水;在湖泊和水库中选择适宜的取水深度，以减少水中的藻类含量;又例如，为防止给水处理厂出厂水的水质在配水过程中恶化，应进行水的化学稳定性和生物稳定性的处理。 从天然水体取水，而不对水体生态环境产生不良影响;对城市污水和工业废水进行处理，使其排入水体不会造成污染，从而实现水资源的可持续利用，称为水的良性社会循环。 水对于人类社会，虽然是不可替代的，却是可以再生的。水在城市用水过程中，不是被消耗了，即水量上不发生变化(理论上)，而只是水质发生了变化，失去了部分使用功能。采用水处理的办法改变水质，使之无害化、资源化，特别是再生回用，就能实现水的良性循环，既减少了对水资源的需求，又减少对水环境的污染，一举两得，这对人类社会发展是有重大意义的。 Forword Social circle in the water, people are drinking water, domestic water, industrial water and agricultural water quality requirements are appropriate when the natural sources of water when the water does not meet the water requirements, we must deal with on the water to make it consistent with water requirements. Natural water cycle to serve as a natural part of the water quality in different water sources when different sections of different, in the natural cycle of seasons is also an ever-changing, and therefore the need to study as a source of natural water characteristics and trends of water in order to select the treatment method and water treatment technology. Used to think that the water only to the water treatment plant. However, from water perspective of the social circle, to the water treatment concept should cover the transmission and distribution of water from the water to the whole process. For example, the protection of water sources; from the perspective of water treatment structures set; to reduce the amount of water contained in the sediment, should the surface water from the river; in lakes and reservoirs in the selection of appropriate water depth, in order to reduce the water content of algae ; another example, a water treatment plant for the factory to prevent water quality deterioration in the water distribution process should be carried out chemical stability of water and biological stability of the treatment. Water from natural water bodies, rather than on the water adversely affect the ecological environment; of urban sewage and industrial wastewater treatment, it will not cause pollution discharged into water bodies, in order to achieve the sustainable use of water resources, as a virtuous social cycle of water. Water for human society, although irreplaceable, but is renewable. The process of water in urban water use, not to be consumed, that water does not change (in theory), but only a change in water quality, loss of function of some use. Cai Yong water treatment method to change the water, rendering it harmless, resources, in particular the reuse used, can achieve a virtuous circle of water, reducing demand on water resources, but also reduce the pollution of water environment, serve two purposes, This development of human society is of great importance. 目录 1.水厂设计资料及设计原则..............................................................................1 1.1设计资料...............................................................................................1 2.水厂规模..........................................................................................................4 3.总体介绍..........................................................................................................5 3.1水厂工艺流程.......................................................................................5 3.2处理构筑物...........................................................................................5 4.加药构筑物及设备..........................................................................................8 4.1溶液池...................................................................................................9 4.2溶解池...................................................................................................9 4.3计量和投加设备..................................................................................10 4.4提升设备..............................................................................................10 4.5加药间和药剂仓库..............................................................................10 5.混合设备.........................................................................................................11 5.1设计流量..............................................................................................11 5.2涉及流速..............................................................................................11 6.反应设备.........................................................................................................13 6.1平面布置..............................................................................................13 6.2竖井个数n...........................................................................................14 6.3竖井内网格布置..................................................................................14 6.4絮凝池总高度......................................................................................14 6.5竖井隔墙孔洞尺寸..............................................................................15 6.6各段水头损失......................................................................................16 6.7停留时间..............................................................................................17 6.8水力校核..............................................................................................18 7.沉淀池和滤池.................................................................................................19 7.1设计参数..............................................................................................19 7.2沉淀池设计..........................................................................................20 7.3滤池......................................................................................................23 7.4反冲洗排水槽......................................................................................29 7.5滤池反冲洗..........................................................................................31 7.6进水系统..............................................................................................32 8.消毒加氯及其投加设备.................................................................................34 8.1加氯计算..............................................................................................34 8.2加氯设备选择......................................................................................35 8.3加氯间和氯库......................................................................................35 8.4加氯间在设计时应注意......................................................................35 9.清水池.............................................................................................................36 9.1清水池容积..........................................................................................36 9.2清水池尺寸..........................................................................................36 9.3管道系统..............................................................................................37 10.水厂总体布置...............................................................................................38 10.1水厂的平面布置................................................................................38 10.2 水厂的高程计算及布置...................................................................38 11.设计总结.......................................................................................................40 参考文献............................................................................................................41 河南城建学院本科课程设计 1.水厂设计资料及设计原则 1.水厂设计资料及设计原则 1.1 设计资料 一、设计题目 新乡市净水厂工艺设计 二.设计基础资料 1.城市用水量:79000m3/h 2.厂址区水文地质资料 厂址区土质为亚粘土，冰冻深度-0.3m，地下水位为-6m，年降水量1500 mm，年最高气温38.5?，最低气温-10?，年平均气温20?，主导风向自定。 3、厂址区地形资料 厂址区地形平坦，地面标高148.00m。 4、水源资料 6m，常水位水源为地面水源，水量充沛;河流最高水位145m，最低水位13140m。水质符合饮用水源的水质 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，浊度为 100 度。 5、工程地质资料 (1)地质钻探资料 表土 砂质 细砂 中砂 粗砂 粗砂 粘土 砂岩 粘土 砾石 石层 1m 1.5m 1 m 2 m 0.8m 1 m 2 m 2土壤承载力:20 t/m. (2)地震计算强度为186.2kPa。 (3)地震烈度为9度以下。 (4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。 6、气象资料 00该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.9C，七月极端最高温度达39C， 0一月极端最低温度,15.3C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，历年最大日量降雨量328.4mm。常年主导风向为东北偏北(NNE)，静风频率为 1 河南城建学院本科课程设计 1.水厂设计资料及设计原则 12,，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度:0.4m。 三、设计内容 1、确定净水厂设计规模 2、工艺流程选择; 3、水处理构筑物选型及工艺设计计算; 4、平面布置，绘制水厂总平面布置图; 5、进行水力计算与高程布置计算，绘制高程布置图。 四、设计成果及要求 设计说明书1份;图纸2张。 1.设计说明书 3-5万字，300字左右的摘要要有中英文对照。 内容包括:?摘要(前言);?目录;?概述(简单说明设计任务、设计依据、设计资料等);?处理流程阐述;?构筑物的设计计算;?平面布置说明;?高程布置计算;?设计中需要说明的问题。 设计说明书应有封面、前言、目录、正文、小结及参考文献。包括设计依据、设计基础资料、水厂规模确定、工艺流程选择 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、各处理构筑物的选型及设计计算、总体布置说明等。应包括设计中的阐述说明及计算成果，应简明扼要、文理通顺、段落分明、字迹清晰工整，内容应系统完整，计算正确，草图和 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 不得徒手草绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小合适，装订整齐。 2.设计图纸 内容包括: ?水厂平面布置图(比例1:500-1:1000)。图中应表示出各构筑物平面坐标，图左下角为零坐标;辅助建筑物位置;厂区道路、绿化等，还应有管线图例，构筑物一览表。 ?高程布置图(横向比例1:500-1:1000，纵向比例1:50-1:200)。图中应标出各构筑物的顶、底、水面、连接管渠标高、地面标高。 上述图纸应注明图名及比例，图中文字一律用仿宋字体书写，图中线条应粗细主次分明，图纸一律用2号图，图右下角留出标题栏。设计图纸应基本达到技术(扩大初步)设计深度，准确地表达设计意图;图面力求布置合理、正确、清 2 河南城建学院本科课程设计 1.水厂设计资料及设计原则 晰、比例合适，符合工程制图要求及有关规定。 3.设计原则 水厂的设计原则: 1.水处理构筑物的处理能力，应以最高日用水量加水厂自用水量来进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。 2.水厂应按近期设计，考虑远期发展。根据使用要求和技术经济合理性等因素对近期工程亦作分期建造的安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。 3.水厂设计中应考虑个构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。 4.水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐部提高。 5.设计中必须遵循设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的规定。 3 河南城建学院本科课程设计 2.水厂规模 2.水厂规模 设计计算得用水量为79000m3/d,水厂自用水量按5%计算，则水厂的取水量为:Q=79000×1.05=82950m3/d。 根据水厂设计水量1万,5万m3//d小型水厂，5万,10万m3/d为中型水厂，10万m3/d以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。 4 河南城建学院本科课程设计 3.总体介绍 3.总体介绍 3.1水厂工艺流程 根据《地面水环境质量标准》(GB,3838,88)，原水水质符合地面水?类水质标准，综合分析后确定工艺流程如下图所示: 混凝剂 消毒剂 ? ? 原水?絮凝池?沉淀池?滤池?清水池?二级泵房?管网 ? ? ? 污泥浓缩池?脱水房?污泥处理 3.2处理构筑物 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(柱塞泵或隔膜泵)，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 根据快速混合的原理，实际生产中设计开发了各种各样的混合设施，主要可以分为以下四类:水力混合、水泵混合、管式混合和机械混合。 在本次设计采用管式混合器对药剂与水进行混合。管式混合是利用原水泵后到絮凝反映设施之间的这一段压水管使药剂和原水混合的一种混合设施。主要原 5 河南城建学院本科课程设计 3.总体介绍 理是在管道中增加一些各种结构的能改变水流水力条件的附件，从而产生不同的效果。 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。管式混合器采用管式静态混合器。 3.2.3反应池 反应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，主要有网格(栅条)絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这三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，网格(栅条)造价为折板的1/2，为波纹板的1/3，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中的双阀滤池。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;变速过滤，较一般的快滤池减少了阀门数量，操作方便效果好。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。 水厂的过滤设施，往往集中在一个建筑物内，称为快滤池或滤站。使用普通快滤池的滤站，其主要设施有下列五个部分组成: 6 河南城建学院本科课程设计 3.总体介绍 (1) 滤池本体——对普通快滤池来说主要由进水管渠、排水渠、过滤介质(滤料层)、过滤介质承托层、配(排)水系统等部分组成。 (2) 管廊——其中主要有设置五种管渠和闸门:浑水进水、清水出水、冲洗进水、冲洗排水、初滤排水以及一次检测指示仪表等。 (3) 控制室——其位置常设在滤池管廊上部的上层内，是值班人员进行操作和巡视的地方，放有控制台和二次监测指示仪表等。 (4) 冲洗设备——冲洗水渠或水塔及辅助冲洗设施等。 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。 7 河南城建学院本科课程设计 4.加药构筑物及设备 4.加药构筑物及设备 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下所示。 本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件，所以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料，如下表所示。 水司名称 远水水质 凝聚剂 投加量 (mg/L) 松江县 浊度碱式氯化铝 14~20，平均 40~100NTU，水温18 4~33摄氏度 表4-1 碱式氯化铝是60年代后期，正式投入工业化生产和应用的一种新型无机高分子混凝剂。是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料经过精制加工聚合而成，此产 8 河南城建学院本科课程设计 4.加药构筑物及设备 品活性较高对于工业污水，造纸水、印染水具有较好的净化效果。具有投加量少、净化效率高、成本低等一系列优点。絮凝体成型快，活性好，过滤性好。不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。适应PH值宽，适应性强，用途广泛。处理过的水中盐份少。能除去重金属及放射性物质对水的污染。有效成份高,便于储存、运输。取混凝剂最大投药量20mg/L 4.1溶液池 溶液池投加药剂以计量泵为投加设备，该种方法进行投加药品可以利用变频泵做到用药量上的精确控制。池周围有工作台，底部设有放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算: aQW1= 417cn 式中 W1,溶液池容积(m3); Q,处理水量(m3/h); a,混凝剂最大投加量，mg/L; c,溶液浓度，取10%; n,每日调制次数，取n,2。 aQ20*79000*1.05代入数据得:W1===8.3m3(考虑水厂的自用水量5%) 417cn417*10*2*24 溶液池设置两个,以便交替使用，保证连续投药。 取有效水深H,1.4m，总深H,H+H+H(式中H为保护高度，取0.4m;11232 H为贮渣深度，取0.2m),1.4+0.4+0.2,2m。 3 溶液池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高,2.5m×2.5m×1.4m=8.75m3>8.3, 满足要求，则溶液池的实际容积为8.82m3。 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。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。 4.2溶解池 溶解池容积W2=(0.2-0.3)W1，此处取0.3 W2=0.3W1=0.3*8.75m3?2.7m3 9 河南城建学院本科课程设计 4.加药构筑物及设备 取有效水深H1=1m，则溶解池深度 H=H1+H2+H3=(1+0.2+0.1)m=1.3(式中，H2为保护高度，取0.2;H3为储渣深度，取0.1) 溶解池形状采用正方形，尺寸为长*宽*高=1.7m*1.7m*1m=2.89m?2.9m3> 2.7m3。 溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量 W22.9*1000 =4.8L/s q,,,L/s60t10*60 溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土结构，池内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底坡度为2,，给水管径采用DN80mm的管道一条。 溶解池搅拌装置采用机械搅拌:以电动机驱动桨板或涡轮搅动溶液。 4.3计量和投加设备 中小水厂溶液剂量采用孔口计量，常用的有苗嘴和孔板，投加量改变时，可换上较大或较小孔径的苗嘴。此水厂采用孔口计量。加药运用恒位重力加药。 4.4提升设备 无泵药液提升装置利用自来水压力，通过气体传压原理，无需泵站提升药液，装置构造简单。此水厂采用无泵药液提升装置。 4.5加药间和药剂仓库 加药间应设在加注点附近，一般靠近一级泵站和絮凝池，并和药剂仓库毗连。加药间、药库的地平和墙壁一般采用素混凝土，不做防腐处理，但对腐蚀性强的凝聚剂应采用相应措施。室内地坪标高略高于室外。地坪有1,~到3,的坡度，并坡向集水坑，以排除冲洗地坪的废水。据有关单位统计，药库使用面积:大型水厂为9m2/万m3.d，中型水厂为13m2/万m3.d，小型水厂为18m2/万m3.d。药库房屋高度在4m以上，应有可供运输工具出入的大门。此水厂加药间面积为:8.3*13m2=107.9m2 凝聚剂固定储备量可按最大投药量的15~30d用量计算，周转储备量按当地药剂共给情况和运输条件确定。此水厂药剂固定储备量为: 79000*1.05*30*20*1000=49.77吨/月 10 河南城建学院本科课程设计 5.混合设备 5混合设备 常用的混合设备有三种:水泵混合、管式混合和机械混合。该设计采用管式混合中的静态管式混合器进行混合，方式简单，不占地表面积。 在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。 管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备:具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%。 图4-3-1管式静态混合器 5.1设计流量 Q=79000*1.05/24*3600=0.96m3/s 5.2设计流速 静态混合器设在絮凝池进水管中，查表得管径为:1000mm v=Q/A=4Q/(πD2)=1.2m/s 设计要求如下: 1.混合元件数可为1~4节，流速小时采用上限。 Q22.水头损失(m) h,0.1184nd4.4 式中 Q——流量，m3/s; d——进水管径，m; 11 河南城建学院本科课程设计 5.混合设备 n——混合单元数。 一般，静态混合器水头损失小于0.5m。 2.36n,=2.155，故此n取3 3/10v，D Q20.96*0.96=n=0.327m<0.5m，符合要求。0.1184*h,0.1184n，，14.4d4.4 12 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 6.反应设备 网格絮凝池，又名栅条絮凝池(grid flocculating tank)，指的是在沿流程一定距离的过水断面中设置栅条或网格，通过栅条或网格的能量消耗完成絮凝过程的构筑物。 在絮凝池内水平放置栅条形成栅条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖井回流式，各竖井之间的隔墙上，上下交错开孔，当水流通过竖井内安装的若干层栅条或栅条时，产生缩放作用，形成漩涡，造成颗粒碰撞。 栅条絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度G值逐段降低。相应各段采用的构件，前段为密网，中段为疏网，末段不安装栅条。此水厂反应池用网格絮凝池。 6.1平面布置 絮凝池分为两组 每组设计流量Q=79000*1.05/2m3/d=82950/2m3/d=41475m3/d=0.48m3/s 设絮凝时间为10min，得絮凝池有效容积为: V=0.48*10*60=288m3 设有效水深水深为4m，得池的面积为: A=288/4m2=72m2(单侧池面积为36m2) 竖井流速取为0.12m/s，得单格面积为: f=0.24/0.12m2=2m2 设每格为方形边长采用1.42m，因此每格面积为2m2，由此可得分格数为: n=36/2=18 实际絮凝时间为: 1.42*1.42*4*18t, =604.92s=10.082min 0.24 絮凝池分三段(絮凝池分两侧，且两侧对称，故以下计算为单侧计算): 前段放密格网，过虑网速0.25m/s，竖井平均流速0.12m/s，絮凝时间t1=3min; 中段放密格网，过虑网速0.23m/s，竖井平均流速0.12m/s，絮凝时间t2=3min; 末段不放格网，竖井平均流速0.1m/s，絮凝时间t3=4min; f前段:f=Q/v1=0.48/2/0.12=2m2，竖井边长L==1.42m，则单个竖井实际 13 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 面积为f‘=2.02m2; 中段:f=Q/v2=0.48/2/0.12=2m2，竖井边长L==1.42m，则单个竖井实际f 面积为f‘=2.02m2; 末段:f=Q/v3=0.48/2/0.1=2.4m2，竖井边长L==1.55，则单个竖井实际面f 积为f‘=2.4m2; 6.2竖井个数n(因为絮凝池分两侧，故以下计算中每段竖井面积实为两侧每侧的竖井面积之和): 前段:n1=A1/f‘=0.48*60*3/4/2.02=10.69， 取12个; 中段:n2=A2/f‘=0.48*60*3/4/2.02=10.69， 取12个; 后段:n3=A3/f‘=0.48*60*4/4/2.4=12， 取12个; 校核:前段絮凝池实际絮凝时间t1=2.02*12*4/0.48/60=3.37min; 中段絮凝池实际絮凝时间t2=2.02*12*4/0.48/60=3.37min; 后段絮凝池实际絮凝时间t3=2.4*12*4/0.48/60=4min; 总絮凝时间T=t1+t2+t3=10.74min 6.3竖井内网格的布置 选用塑料斗状网格，断面为倒V型。 前段设置塑料斗状密型网格，竖井网格孔眼面积A1=Q/v1=0.24/0.25=0.96m2 每个竖井中安装2层网格，每层网格开孔比为0.96/2/2=24,; 中段设置塑料斗状疏型网格，竖井网格孔眼面积A2=Q/v2=0.24/0.23=1.04m2 每个竖井中安装2层网格，每层网格开孔比为1.04/2/2=26,; 因反应池后段不设网格，无此步计算。 6.4絮凝池总高度 絮凝池有效水深=4m，超高=0.4m，池底设泥斗和快开排泥阀排泥，H有效H超高 泥斗尺寸设为0.5*0.5，泥斗倾斜角取为60度，则泥斗深度=0.5*tan60= H泥斗0.86m，取0.9m，则絮凝池高度为: H=++=5.3m H有效H泥斗H超高 14 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 6.5竖井隔墙空洞尺寸 流量 竖井隔墙孔洞的过水面积=过孔流速 孔洞号 孔洞流速v(m/s) 孔洞高度h(m) 孔洞尺寸(宽*高) 0-1 0.3 h=0.24/0.3/1.42=0.56 1.42*0.56 1-2 0.29 h=0.24/0.29/1.42=0.51.42*0.58 8 0.24/0.27/1.42=0.62-3 0.27 1.42*0.63 h= 3 3-4 0.25 h=0.24/0.25/1.42=0.61.42*0.68 8 h=0.24/0.23/1.42=0.74-5 0.23 1.42*0.73 3 5-6 0.21 h=0.24/0.21/1.42=0.81.42*0.80 0 6-7 0.20 h=0.24/0.20/1.42=0.81.42*0.85 5 7-8 0.19 h=0.24/0.19/1.42=0.81.42*0.89 9 8-9 0.18 h=0.24/0.18/1.42=0.91.42*0.94 4 9-10 0.17 h=0.24/0.17/1.42=0.91.42*0.99 9 10-11 0.16 h=0.24/0.16/1.42=1.01.42*1.06 6 11-12 0.15 h=0.24/0.15/1.42=1.11.42*1.13 3 12-13 0.14 h=0.24/1.55/0.14=1.11.55*1.11 1 13-14 0.135 h=0.24/0.135/1.55=1.1.55*1.15 15 14-15 0.13 h=0.24/0.13/1.55=1.11.55*1.19 9 15-16 0.12 h=0.12/0.12/1.55=0.61.55*0.65 5 16-17 0.11 h=0.06/0.11/1.55=0.31.55*0.35 5 17-18 0.11 h=0.03/0.11/1.55=0.11.55*0.18 8 出水口 0.1 h=0.12/0.10/1.55=0.71.55*0.77 7 出水口 0.1 h=0.06/0.10/1.55=0.31.55*0.39 15 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 9 出水口 0.1 h=0.03/0.10/1.55=0.11.55*0.19 9 出水口 0.1 h=0.03/0.10/1.55=0.11.55*0.19 9 6.6各段水头损失 22vv12hhhm,，,，,,(),,,,121222gg 式中 h,各段总水头损失，m; h1,每层网格的水头损失，m; h2,每个孔洞的水头损失，m ,栅条阻力系数，前段取1.0，中段取1.0; , 1 ,孔洞阻力系数，取3.0; , 2 ,竖井过栅流速，m/s; v 1 ,各段孔洞流速，m/s。 v 2 前段:竖井6个，单个竖井中设两层网格，共计12层。=1.0， ,1过网流速v1=0.25，孔洞数6个，=3.0，各孔流速见上表。 ,2 前段水头损失: 22vv12hhhm,，,，,,(),,,,121222gg 0.25*0.25=1.0*12*+3.0*2*9.8 0.3*0.3，0.29*0.29，0.27*0.27，0.25*0.25，0.23*0.23，0.21*0.21,, ,,2*9.8,,=0.1m 中段:竖井6个，单个竖井中设两层网格，共计12层。=1.0， ,1过网流速v2=0.23，孔洞数6个，=3.0，各孔流速见上表。 ,2 16 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 中段水头损失: 22vv12hhhm,，,，,,(),,,,121222gg 0.23*0.23=1.0*12*+3.0* 2*9.8 0.20*0.20，0.19*0.19，0.18*0.18，0.17*0.17，0.16*0.16，0.15*0.15,, ,,9.8*2,,=0.06 后段:竖井6个，未设网格。孔洞数10个，=1.0， ,1 =3.0，各孔流速见上表。 ,2 末段水头损失: 22vv12hhhm,，,，,,(),,,,121222gg =0+3.0* 0.14*0.14，0.135*0.135，0.13*0.13，0.12*0.12，0.11*0.11*2，0.1*0.1*4,, ,,2*9.8,,=0.02 h1，h2，h3H==0.18m 6.7各断停留时间 1.42*1.42*4*6V1体积 前段:t1===201.64s 0.24Q 1.42*1.42*4*62体积V 中段:t2===201.64s 0.24Q 1.55*1.55*4*63体积V 后段:t3===240.25s 0.24Q T=t1+t2+t3=643.53s=10.73min 17 河南城建学院本科课程设计 6.反应设备 6.8水力校核 ,gh,3 ,G，t=20?时，,,，,110Pasut 前段速度梯度G1=69.7 中段速度梯度G2=54 后段速度梯度G3=28.6 =50.77*643.53=32672.02，在10000-100000之间，符合水力要求。G平均 18 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 7.沉淀池和滤池 斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。组装形式有斜管和支管两种。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道(有时可利用蜂窝填料)分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆(异)向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间(或平行管内)相当于一个很浅的沉淀池其优点是: ?利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力; ?缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间; ?增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。 这种类型沉淀池的过流率可达36m3/(m2.h),比一般沉淀池的处理能力高出7-10倍，是一种新型高效沉淀设备。并已定型用于生产实践。 优点:去除率高，停留时间短，占地面积小。浅池理论原理 设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H=V/ u0。可见L与V值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，每层层深为H/3，在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可正加的3v，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能力提高3倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。这就是20世纪初，哈真(Hazen)提出的浅池理论。 此水厂使用斜管沉淀池 7.1设计参数 (1)斜板(管)之间间距一般不小于50mm，斜板(管)长一般在1.0-1.2m左右; (2) 斜板的上层应有0.5-1.0m的水深，底部缓冲层高度为1.0m。斜板(管)下为废水分布区，一般高度不小于0.5m，布水区下部为污泥区; (3) 池出水一般采用多排孔管集水，孔眼应在水面以下2cm处，防止漂浮物被带走; (4) 废水在斜管内流速视不同废水而定，如处理生活污水，流速为 19 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 0.5-0.7mm/s。 (5)斜板(管)与水平面呈60?角，斜板净距(或斜管孔径)一般为80,100mm。异向流斜板(管)沉淀池的设计计算式可由如下分析求的。假定有一个异向流沉淀单元，倾斜角为a，长度为l，断面高度为d，宽度为w，单元内平均水流速度v，所去除颗粒的沉速为u0，如下图所示。 图7-1-1斜管沉淀池 7.2沉淀池设计 采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径 ,d=25mm，长L=1000mm，斜管倾角θ=。 60 如上图7-1-1所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水 0平面成角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自60 下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集;污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。 7.2.1设计水量 包括水厂自用水量5%。 和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量Q=0.48m3/s 表面负荷取10m3/h*m2(即2.8mm/s) 20 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 7.2.2沉淀池面积 清水区有效面积F’ F’=Q/v=0.48/0.0028m2=171.43m2 沉淀池初拟面积F 斜管结构占用面积按5,计，则 F=F’*1.05=171.43*1.05=180m2 初拟平面尺寸为:L1*B1=15m*12m 7.2.3沉淀池建筑面积F建 斜管安装长度 Llm,,cos0.5,2 考虑到安装间隙，长加0.1m，宽加0.1m L=L1+L2=15+0.5+0.1=15.6 B=B1+0.1=12.1 F=L*B=15.6*12.1=188.76m2 建 7.2.4池体高度 保护高 h1=0.5m; ,l，,，sin1sin60,斜管高度 h2==0.87m; 配水区高度 h3=1.5m; 清水区高度 h4=1.3m; 池底穿孔排泥渠高 h5=0.75m。 则池体总高为 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+0.87+1.5+1.3+0.75=4.92m 7.2.5水力校核 v?管内流速 0 v2.8, V2==2.8/0.87mm/s=3.22mm/s=0.322cm/s sin60sin60 ?斜管水力半径 R ,,dcm/40.625 R 21 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 ?雷诺数 Re Rv2 =(为运动粘性系数，当T=20?时=0.01cm2/s) Re,,, 0.625*0.322Rv2===20.13 Re0.01, =20.13<500,符合要求 Re =v*v/Rg(g=9.8m/s2=980cm/s2) Fr =(0.322*0.322)/(0.625*980)=0.000163在0.001~0.0001范围之内，符 合要求。 ?管内沉淀时间t vL下沉(sin,，cos,)=4/3 2vD 式中 ——设计采用颗粒沉降速度(mm/s) v下沉 =0.206mm/s v下沉 T=Lsin60/=4203.88s=70.06min v下沉 7.2.6配水渠 , 配水渠宽b=1m 7.2.7集水系统 (1)集水槽个数n=11 (2)集水槽中心距a=B/n=12.1/11=1.1m,集水槽长设为15.6m。 (3)渠中流量q 0 q=Q/n=0.48/11m3/s=0.044m3/s，考虑到池子的超载系数为0.2，故槽中 流量=1.2q=1.2*0.044=0.053m3/s q0 (4)槽中水深H 2 2/50.9*q集水槽宽:b=0=0.9*0.29=0.26m。 起点槽中水深0.75b=0.195m，终点槽中水深1.25b=0.325m 为方便施工，槽中水深统一按H=0.3m计。 2 (5)槽的高度H3 集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超 22 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 高取0.15m，则集水槽总高度为 H= H+0.05+0.05+0.15=0.55m 32 (6)孔眼计算 a.所需孔眼总面积ω q0,,由 得 qgh,,,202gh, 3ms/q式中 ,集水槽流量，; 0 ,流量系数，取0.62; , ,孔口淹没水深，取0.05m; h 0.053所以,=0.086m2 , 0.622*9.8*0.05 ,b.单孔面积 0 孔眼直径采用d=30mm，则单孔面积 ,22 ,,dm0.0007,04 c.孔眼个数n ,n==0.086/0.0007=123(个) ,0 ,d.集水槽每边孔眼个数 n , =n/2=123/2=62(个) n e.孔眼中心距离S 0 S=L/62=0.25m 0 7.2.8水头损失 取0.3米(沉淀池水头损失，经验值为0.2—0.3米) 7.2.9排泥 采用穿孔排泥管，沿池宽(B=12.1m)横向铺设8条V形槽，槽宽1.5m，槽 o壁倾角45，槽壁斜高1m，排泥管上装快开闸门。 7.3滤池 快滤池和慢滤池 23 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的池子。 虹吸滤池 siphon filter 以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式之一。滤池各格出水互相连通，反冲洗水由其他滤水补给。每个滤格均在等滤速变水位条件下运行。 无阀滤池 pressure filter 一种没有阀门的快滤池，在运行过程中，出水水位保持恒定，进水水位则随滤层的水头损失增加而不断在吸管内上升，当水位上升到虹吸管管顶，并形成虹吸时，即自动开始滤层反冲洗，冲洗废水沿虹吸管排出池外。 压力滤池 pressure filter 在密闭的容器中进行压力过滤的滤池。 移动罩滤池 movable hood backwashing filter 滤池上部设有可移位的冲洗罩，对各滤格按须序依次进行冲洗的滤池。它由若干小滤格组成，并具有同一进水和出水系统。 粗滤料滤池(V型滤池) 进水由池两侧V型槽流入，槽下部有水平的配水孔，该池的过滤和反冲洗已实现自动控制，常用于大、中型水厂。 随着滤出悬浮物在滤层间的堆积，滤层的水阻力逐渐增大。此时虽然水浊度不会发生大的改变，但如不及时反洗，则由于泥渣过多积聚，会造成滤料层结构的变化;滤料见空岛横断面和形状的改变，滤层被压实等。同时，由于水阻力的增大，也会使滤层发生“破裂”，造成过滤水短路，出水水质变差。 此水厂用普快滤池进行过滤。 7.3.1滤池的布置 采用双排布置，按单层滤料设计，采用石英砂作为滤料。 7.3.2平面尺寸计算 滤池总面积: F=Q/vT t0t1T0 T=-n-n 式中 F——滤池总面积(m2) 24 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 Q——设计水量(m3/d) V——设计滤速(m/h)，石英砂单层滤料一般采用8~10m/h，双层滤料一般采用10~14m/h; T滤池每日实际工作时间(h) ——滤池每日的工作时间(h) T0 ——滤池每日冲洗后停用和排放初滤水时间 t0 滤池每日冲洗时间，取=6min=0.1h(7~5min) t1t1 n滤池每日的冲洗次数，取n=2次。 不考虑排放初滤水时间，即取=0 t0 则 T=(24-2*0.1)h=23.8h 选用单层滤料石英砂滤池，取v=8m/h F=3456.25/(8*23.8)=435.66m2 7.3.3单池面积 f=F/N 式中 f——单池面积(m2) F——滤池总面积(m2) N——滤池个数，一般采用N?2个。 设计中取N=8，成对称双行双排布置 f=F/N=54.5m2 设计中取L=8.0m，B=6.0m，滤池的实际面积为8.0*6.0m2=48m2，实际虑速 82950v==9.08m/h满足要求。长宽比:L/B=8/6=1.3符合要求(f>30m2s8*48*23.8 时，L/B=1.25:1~1.5:1) 当一座滤池检修时，其余滤池强制滤速v’(10~14m/h) Nv v’==10.4m/h满足要求 N,1 7.3.4滤池高度 H=H1+H2+H3+H4 式中 H——滤池高度 25 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 H1——承托层厚度(m)，查表取0.3m H2——滤料层厚度(m)，查表得0.7m H3——滤层上水深(m)，一般采用1.5~2.0m，取1.8m H4——超高(m)，取0.4. 故 H=H1+H2+H3+H4=3.2m 7.3.5配水系统 冲洗强度q按经验公式计算 1.451.63243.2(0.35)de，m q,0.632,(1)，e 式中 d,滤料平均粒径; m e,滤层最大膨胀率，取e=45%; 2,,,1.01/mms ,水的运动黏滞度，。 d砂滤料的有效直径=0.55mm 10 d与对应的滤料不均匀系数u=1.5 m dd所以，=0.9u=0.9×1.5×0.55=0.743mm m10 故q=13.3L/(m2*s) 7.3.5.1反冲水量 =fq qg 式中 ——反冲洗干管流量(L/s) qg =48*13.3=638.4L/s qg 7.3.5.2干管始端流速 4q*0.001gvg = πD*D vg式中 ——干管始端流速(m/s)，一般采用1.0~1.5m/s; ——反冲洗干管流量(L/s) qg D——干管直径(m)，设计中取D=0.8m 26 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 =1.27m/s vg 7.3.5.3配水支管根数 =2*L/a nj 式中 ——单池中支管根数 nj L——滤池长度 a——支管中心间距(0.2~0.3m)，取a=0.3m nj =2*8/0.3=53.3根，取53根 7.3.5.4单根支管入口流量 nj =/ qjqg 式中 ——单池入口流量(L/s) qj =638.4/53=12.05L/s qj 7.3.5.5支管入口流量 jq/1000j,v Dj*Dj*π/4 vj式中 ——支管入口流速(m/s)(1.5~2m/s) DjDj ——支管管径，取=0.1m vj =1.53m/s，满足要求 7.3.5.6单根支管长度 lj =1/2(B-D) lj式中 ——单根支管长度(m); B——单个滤池宽度(m)，B=6m; D——配水干管管径(m)，D=0.8m。 lj =1/2(6-0.8)=2.6m 27 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 7.3.5.7配水干管上孔口总面积 =Kf Fk 式中 ——配水支管上孔口总面积(m2); Fk K——配水支管上孔口总面积与滤池面积f之比(0.2,~0.25,)，取K=0.25,。 =0.25,*48=0.12m2 Fk 7.3.5.8配水支管上孔口流速 qg vk= Fk 式中 vk配水支管上孔口流速(m/s)(5~6m/s) vk=0.6384/0.12m/s=5.32m/s，符合要求。 7.3.5.9单个孔口面积 π =2 dkfk4 式中 ——配水支管上单个孔口面积(m2); fk ——配水支管上孔口的直径(mm)(9~12mm)，取=10mm。 dkdk =78.5mm2 fk 7.3.5.10孔口总数 =/=1528.66，取=1529 NkFkNkfk 7.3.5.11每根支管上孔口数 njnk =/ Nk nk式中 ——每根支管上孔口数。 nknk =1529/53=28.8，取=29个 支管上孔口布置支撑两排，与垂线成45度夹角向下交错排列。 7.3.5.12孔口中心距 ljak = nk/2 ak式中 ——孔口中心距(m) 28 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 设计中=2.6m，=29个 nklj =0.179m ak 7.3.5.13孔口平均水头损失 1qf =2 ()hk2g,Fk 式中 ——孔口平均水头损失(m); hk q——冲洗强度(L/(s*m2)); ——流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关; , f——滤池面积(m2); ——配水支管上孔口总面积(m2); Fk 设计中取壁厚δ=5mm，K=0.25,，则孔口直径与壁厚之比/δ=10/5=2，查dk 表得=0.67 , =3.22m hk 7.3.5.14配水系统校核 对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径Dj之比不大于60。 lj/Dj=2.6/0.1=26<60 对大阻力系统，要求配水支管上孔口总面积与所有支管横截面积之和的Fk比值小于0.5。即 nj /(*)<0.5 Fkfj 式中 ——配水支管的横截面积(m2)。 fj nj /(*)=0.29<0.5 Fkfj 7.4反冲洗排水槽 7.4.1反冲洗排水槽中心距 n1a0 =L/ a0式中 ——反冲洗排水槽中心距(m); n1 ——每侧反冲洗排水槽数(条)。 29 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 因反冲洗排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠， 在排水渠两侧对称布置排水槽，每侧排水槽数=3，池中排水槽总数=6条 n1n2 =8/3m=2.67 a0 7.4.2每条排水槽长度 =(B-b)/2 l0 式中 ——每条排水槽长度(m) l0 b——中间排水槽宽度(m)。设计中取b=0.6m =2.7m l0 7.4.3每条排水槽的排水量 =/ n2q0qg 式中 ——每条排水槽的排水量(L/s); q0 ——单个滤池反冲洗水流量(L/s); qg n2 ——池中排水槽总数。 =638.4/6=106.4L/s q0 7.4.4排水槽端面模数 反冲洗排水槽采用三角形标准断面。 排水槽断面模数 x=0.475q00.4 式中 x——排水槽断面模数(m); ——每条排水槽的排水量(L/s); q0 x=0.19m 7.4.5反冲洗排水槽距砂面高度 He=e+2.5x+δ+(0.10~0.15) H2 式中 δ——冲洗排水槽底厚度，取δ=0.05m e——冲洗时滤料膨胀率(查表得e=45,); 0.10~0.15——考虑防止排水槽带进滤料的保护高度; 30 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 ——滤料层厚度(取0.7m) H2 =45,*0.7+2.5*0.19+0.05+0.15=0.99m He 7.4.6排水槽总平面面积 =2x+bL n2l0F0 式中 ——排水槽总平面面积(m2) F0 =2*0.19*2.7*6+0.6*8=10.956?11m2 F0 校核排水槽总平面面积与滤池面积之比: /f=11/48=0.23<0.25，符合要求 F0 7.4.7中间排水槽 中间排水槽用矩形断面，渠底距反冲洗排水槽底部高度 qg3 =1.73 Hfg*b2 式中 ——中间排水槽渠底距冲洗排水槽底部高度(m) Hf b——中间排水槽宽度(m) ——反冲洗排水流量(m3/s) qg Hf=0.97m 7.5滤池反冲洗 滤池反冲洗水可由高位水箱或专设的冲洗水泵供给。本设计按高位水箱供给 方式进行计算。 7.5.1单个滤池的反冲洗用水总量 qft W= 1000 式中 W——单个滤池的反冲洗用水总量(m3) t1——单个滤池的反冲洗时间(由7.3.2可知t1=6min) q——反冲洗强度。 W=13.3*48*360/1000=229.8m3 7.5.2高位冲洗水箱的容积 高位冲洗水箱的容积，按单格滤池反冲洗水量的1.5倍算 31 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 W1=1.5W=344.7m3 7.5.3承托层的水头损失 =0.022H1q hw3 式中 ——承托层的水头损失 hw3 H1——承托层厚度，由7.3.4得H1=0.3m q——反冲洗强度 =0.022*0.3*13.3=0.088m hw3 7.5.4冲洗时滤层的水头损失 ,砂 =(-1)(1-)H2 m0hw4,水 式中 ——冲洗时滤层的水头损失(m) hw4 ——滤料的密度(kg/m3)，石英砂的密度一般采用2650kg/m3; ,砂 ——水的密度(kg/m3)，=1000kg/m3; ,水,水 m0m0 ——滤料未膨胀前的孔隙率，查资料得=0.42 H2——滤料未膨胀前的厚度(m)，由7.3.4得H2=0.7 =(2650/1000-1)*(1-0.42)*0.7=0.67 hw4 7.5.5冲洗水箱高度 hw1，hw2，hw3，hw4，hw5 Ht= 式中 Ht——冲洗水箱高度(m) ——水箱与滤池间的冲刺管道的沿程损失和局部水头损失之和hw1 (m)，取=1m hw1 ——配水系统的水头损失(m)，取=hk=3.22m hw2hw2 ——备用水头(m)，(1.5~2.0)，取=1.5m hw5hw5 Ht=1+3.22+0.088+0.67+1.5=6.478m，取6.5m 7.6进水系统 7.6.1进水总渠 滤池的总进水量Q=82950m3/d=0.96m3/s，设计中取进水总渠渠宽 32 河南城建学院本科课程设计 7.沉淀池与滤池 B1=1.2m，水深为0.8m，渠中流速v1=1m/s。 单个滤池进水流量Q2=0.96/8=0.12m3/s，采用进水管直径D2=400mm，管中流速v2=0.96m/s 7.6.2反冲洗进水管 冲洗水流量=48*13.3=638.4L/s，采用管径D3=800mm，管中流速qg v3=1.27m/s 7.6.3清水池 清水池总水量Q=0.96m3/s，为便于布置，清水池断面采用和进水渠断面相同的尺寸。 单个滤池进水流量Q2=0.96/8=0.12m3/s，采用进水管直径D2=400mm，管中流速v2=0.96m/s 7.6.4排水渠 排水流量=48*13.3=638.4L/s，排水渠断面宽度B2=1.0m，渠中水深为qg 0.8m，渠中流速v6=0.8m/s 33 河南城建学院本科课程设计 8.氯消毒及投加设备 8.氯消毒及其投加设备 液氯消毒法(chlorine disinfection)指的是将液氯汽化后通过加氯机投入水中完成氧化和消毒的方法。 液氯是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。由于加氯法一般要求不少于30 min的接触时间，接触池容积较大;氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定兴建氯库和加氯间;液氯消毒将生成有害的有机氯化物，但是他的持续灭菌能力,让他成为现今水处理行业里比较常用的工艺。 氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。液态氯灌入钢瓶，有利于贮存和运输。 除氯外，漂白粉[Ca(ocl)Cl)和漂粉精][Ca(OCl)2]等也能用于消毒。含氯化合物中，氯的价数大于负一者，称为有效氯，具有杀菌作用。漂白粉含有效氯约为30%，漂粉精约含60-70%。 氯消毒原理:氯溶于水后起下列反应: C12十H20——HOCl十H+十Cl-。 HOCl=====H+十OCL- 漂白粉在水中也能水解成次氯酸,氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，不荷电，易穿过细胞壁;同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏)，从而使细菌死亡。氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。上述反应是可逆反应，因而一氯胺和二氯胺的杀菌原理仍是次氯酸的作用，只是在次氯酸被消耗后，反应才向左进行;氯胺本身也有杀菌作用，但需较高的浓度和接触时间。 HOCI(次氯酸)或OCI-(次氯酸根)形态的氯被称之为游离性残余氯。对细菌的杀灭能力而言在较低的PH值条件下存在的HOCI更有效。 本设计采用液氯消毒。 8.1加氯计算 q=Qb 式中 q——每天的投加量(g/d) 34 河南城建学院本科课程设计 8.氯消毒及投加设备 Q——设计水量(m3/d)，Q=82950m3/d b——加氯量(g/m3)(查资料得，一般水源的滤前加氯为1~2.5mg/L ，滤后或地下水加氯为0.5~1.5mg/L)，取b=1.0mg/L=1.0g/m3。 q=1.0*82950=82950g/d=82.95kg/d=3.5kg/h 8.2加氯设备的选择 加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测设备与控制装置等。 ?自动加氯设备选择 选用ZJ-II型真空加氯机2台，1用1备，每台加氯机加氯量为0.5~9kg/h。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。 ?氯瓶 采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为:外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组4个，1组使用1组备用每组使用周期约为38d。 ?加氯控制 根据余氯值，采用计算机进行自动控制投加量。 8.3加氯间和氯库 采用加氯间和氯库合建的方式，中间用墙分隔开，留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为:长8.0m，宽9.0m;氯库平面尺寸为:长12.0m，宽9.0m。 8.4加氯间在设计时应注意: 氯瓶中的氯气汽化时，会吸收热量，一般采用自来水喷淋在氯瓶上，以供给热量。设计中在氯库内设置DN25的自来水管，位于氯瓶上方，帮助液氯汽化。 在氯库和加氯间内安装排风扇，设在墙的下方。同时安装测定氯气含量的仪表和报警设施。 为了使氯与水混合均匀，在加氯点后安装静态管道混合器。 35 河南城建学院本科课程设计 9.清水池 9.清水池 清水池(clean-water reservoir)为贮存水厂中净化后的清水，以调节水厂制水量与供水量之间产差额，并为满足加氯接触时间而设置的水池。 清水池是给水系统中调节水厂均匀供水和满足用户不均匀用水的调蓄构筑物。 清水池作用是让过滤后的洁净澄清的滤后水沿着管道流往其内部进行贮存，并在清水中再次投加入液氯进行一段时间消毒，对水体的大肠杆菌等病菌进行杀灭以达到灭菌的效果。 清水池的有效容积包括调节容积、消防用水量和水厂自用水和安全储量。水厂的调节容积可凭运转经验，按照最高日用水量的估算。 清水池的调节容积计算，通常采用两种方法:一种是根据24小时供水量和用水量变化曲线推算，一种是凭经验估算。前者需要知道城市24小时用水量变化规律，并在此基础上拟定泵站的供水线。缺乏用水量变化规律资料时，城市清水池调节容积，可凭经验，按最高日用水量的10%~20%估算。供水量大的城市，因24小时用水量变化较小，可取较低的百分数，以免清水池过大。 清水池具有高峰供水低峰储水的功能。 9.1清水池容积 清水池的有效容积，包括调节容积、消防出水量和水厂子用水量，清水池 的总有效容积 V=kQ 式中 k——经验系数，10,~20,，取10,; V——清水池有效容积(m3); Q——设计流量(m3/d)，Q=79000*1.05=82950m3/d V=0.1*82950=8295，取V=8300m3 清水池共设4座，则每座容积为 V1=8300/4=2075m3 9.2清水池尺寸设计 清水池单池面积 A=V1/h 36 河南城建学院本科课程设计 9.清水池 式中 A——每座清水池的面积(m2) h——有效水深，取4.0m。 A=V1/h=2075/4=518.75m2 取清水池宽B为15m，则清水池长为 L=A/B=518.75/15=34.58m，取L=35m 则清水池实际容积为35*15*4m3=2100m3 清水池超高h1取0.5m，则总高为H=h1+h=4.5m 9.3管道系统 9.3.1清水池进水管 每池设1根进水管，则Q=20737.5m3/d=240L/s， 查表得管径D1=600mm，则管内流速0.85m/s 9.3.2清水池出水管道 由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计算 Q1=kQ/24 式中 Q1——最大流量(m3/h) K——时变化系数，取k=1.5，则 Q1=kQ/24=5184.4m3/h=1.44m3/s 每池一根出水管，则Q=0.36m3/s，查表得D2=700mm，则管内流速 V2=0.94m/s 9.3.3溢流管 溢流管直径与进水管相同，采用DN600，在溢流管管端设喇叭口，管道上不设阀门，出口设置网罩，防止虫类进入池内。 9.3.4放空管 清水池内的水在检修时需要放空，因此设放空管。放空管按2h将池内水放空计算，管内流量为清水池实际容积除去放水时间，即2100/2=1050m3/h=290L/s， 查表得，管径为600mm，则管内流速 v2=1.03m/s 37 河南城建学院本科课程设计 10.水厂总体布置 10.水厂总体布置 10.1水厂的平面布置 水厂的基本组成分为两部分:1.生产构筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等;2.辅助构筑物，其中分为生产辅助构筑物和生活辅助构筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库、车库及值班宿舍等;后者包括办公楼、食堂、浴室及职工宿舍等。 水厂平面布置主要有:各种构筑物和建筑物的平面定位;各种管道、阀门及管道配件的布置;道路、围墙及绿化的布置等。 作水厂的平面布置应考虑以下几点要求: (1)布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池应紧靠滤池;二级泵房紧靠清水池。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位; (2)充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用; (3)各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施; (4)建筑物布置应注意朝向和风向; (5)有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全; (6)对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。 10.2水厂的高程计算及布置 在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有空地。 处理构筑物中的水头损失与构筑物型式和构造有关，一般需通过计算确定。 38 河南城建学院本科课程设计 10.水厂总体布置 当各项水头损失确定之后便可进行构筑物的平面布置。构筑物布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形又自然坡度时有利于高程布置;当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝沉淀池或澄清池在地面上抬高而增加造价，尤其当地质条件差、地下水位高时。通常当采用普通快滤池时，应考虑清水池地下埋深;当采用无阀滤池时，应考虑絮凝、沉淀池或澄清池是否会无谓抬高。 连接各段水头损失如下表: 连接管段 允许流速(m/s) 水头损失(m) 絮凝池与沉淀池 0.15 0.1 沉淀池与滤池 0.8 0.3 滤池与清水池 1.0 0.3 各构筑物本身的水头损失如下表: 构筑物 絮凝池 沉淀池 滤池 水头损失(m) 0.18 0.30 3.22 各个水池之间的液面差如下表 构筑物 絮凝池与沉淀池 沉淀池与滤池 滤池与清水池 液面差(m) 0.28 0.60 3.52 根据水头损失布置高程，主要构筑物水位标高、池底标高、池顶标高，见下表。见高程布置附图。 构筑物 水位标高(m) 池底标高(m) 池顶标高(m) 超高(m) 网格絮凝池 152.40 147.50 152.80 0.4 斜管沉淀池 152.12 147.90 152.72 0.5 普通快滤池 151.52 148.72 151.92 0.4 清水池 148.00 144.00 148.50 0.5 39 河南城建学院本科课程设计 11.设计总结 11.设计总结 一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程(”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义(我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础( 通过这次净水厂设计，本人在多方面都有所提高。通过这次净水厂设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次净水厂设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了净水厂设计等课程所学的内容，掌握净水厂设计的方法和步骤，掌握净水厂设计的基本的工艺懂得了怎样分析构筑物的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了净水厂构筑物的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计净水厂的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的肖晓存老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次净水厂设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，学生在此万分感谢～ 40 参考文献 (1)《给排水快速设计手册》第5册 (2)《水处理工程师手册》 (3)《给排水快速设计手册》第3册 (4)《水质工程学》上册教材 (5)《水质工程学》下册教材 41