给水处理课程设计计算说明VIP

吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计I目 录第一章 绪 论 .11.1.1 工程规模 .11.1.2 设计出水水质 .11.1.3 原始资料 .1第二章 水厂设计工艺 .32.1 水处理工艺流程方案拟定 .32.1.1 水处理工艺流程的拟定 .32.2 水处理工艺计算 .42.2.1 配水井设计计算 .42.2.2 混合工艺设计计算 .52.2.3 投药工艺及投药间的设计计算 .72.2.4 絮凝工艺的设计计算 .92.2.5 沉淀工艺的设计计算 .162.2.6 过滤工艺的设计计算 .232.2.7 消毒工艺的设计计算 .392.2.8 清水池的设计计算 .412.2.9 一二级泵站的设计计算 .43第三章 给水厂总体布置 .453.1 工艺流程布置 .453.2 水厂的平面布置 .453.3 水厂的高程布置 .463.3.1 水厂高程布置原则 .463.3.2 水厂水处理构筑物的高程布置设计计算 .46致 谢 .52参考文献 .53吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计1第一章 绪 论1.1 总体设计水在人们的生活和生产中占有重要地位。在现代的工况企业中，为了生产上的需要以及改善劳动条件，水更是必不可少的，缺水将会直接影响工业产值和国民经济发展的速度，因此，给水工程成为城市和工况企业的一个重要基础设施，必须保证以足够的水量、合格的水质，充裕的水压供应生活用水，生产用水和其他用水，不但能满足近期的需要，还需兼顾到今后的发展。1.1.1 工程规模水厂建设总规模为 ，水厂自用水量按 5%考虑，并考虑远期发展的39m/d万需要，预留远期生产用地。给水处理厂的主要构筑物拟分为 2 组，每组 4.5 万 。 3m/d1.1.2 设计出水水质水厂设计出水水质达到国家现行生活饮用水卫生标准 （ -2006） 。5749GH1.1.3 原始资料1、原水水质资料：水质指标 单位 数量浑浊度色度水温PH碱度总硬度大肠菌群细菌总数mg/L度毫克当量/升毫克当量/升个/升个/毫升32522257.22.93.31101215吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计22.石英砂筛分曲线:筛孔孔径(mm) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.75 1.0 1.2 1.5通过砂量所占百分率(%)8 19 33 60 81 89 94 983.居民区用水量变化情况：时间 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13A（%） 1.701.671.63 1.63 2.56 4.35 5.14 5.64 6.0 5.84 5.07 5.15 5.15时间 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0A（%） 5.15 5.27 5.52 5.75 5.83 5.62 5.0 3.19 2.69 2.58 1.87注：A：时用水量占全天用水量的百分比。4.水厂所在地区：东北地区；厂区冰冻深度：1.7m；厂区地下 水位深度：7.9m；主导风向：东南风。吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计3第二章 水厂设计工艺2.1 水处理工艺流程方案拟定2.1.1 水处理工艺流程的拟定为使出厂水符合国家生活饮用水卫生标准 ，按照技术合理、经济合算、运行可靠的指导思想，设计水处理工艺流程。水厂采用的处理工艺流程为：投加消毒剂一级泵站 配水井 絮凝 沉淀 过滤 清水池 二级泵站投加混凝剂图 1 水厂处理工艺流程一级泵站配水井管式静态混合器 投加混凝剂（硫酸铝）折板絮凝池平流沉淀池V 型滤池吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计4 投加消毒剂（液氯）清水池吸水井二级泵站图 2 水厂处理工艺流程框图（构筑物）2.2 水处理工艺计算2.2.1 配水井设计计算1. 设计参数配水井设计规模为 4012.5m3/h。 2. 设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间采用 23 ，取 ，则配水井有效容积为：min2.5inT3401./6179WQTm（2）进水管管径 1D配水井进水管的设计流量为 ，查水力计算表知，332.5/./hs当进水管管径 时， （在 1.01.2 范围内） 。10m179vsm（3）矩形薄壁堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入 2 个水斗再由管道接入 2 座后续处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。334012.5/6.2/0.57/qmhs 堰上水头 H因单个出水溢流堰的流量为 ，一般大于 100 采3./57/qmsL/Ls用矩形堰，小于 100 采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高 取 ） 。/Ls h0.5m吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计5矩形堰的流量公式为： 3/2qmbgH式中 矩形堰的流量， ；q3/s流量系数，初步设计时采用 ；m0.42堰宽， ，取堰宽 ；b6.8bm堰上水头， 。H已知 ， ， ，代入下式，有：30.57/qms0.425.71/3 2/3()()0.14.689.q mbg 堰顶宽度 B根据有关试验资料，当 时，属于矩形薄壁堰。取 ，这时0.7H0.5B（在 00.67 范围内） ，所以，该堰属于矩形薄壁堰。.36BH（4）配水管管径 2D由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为 ，查水30.57/qms力计算表可知，当配水管管径 时， （在 0.81.0280m1./vs范围内） 。/ms（5）配水井设计配水井外径为 6m，内径为 4m，井内有效水深 ，考虑堰上水头和05.9Hm一定的保护高度，取配水井总高度为 6.2m。2.2.2 混合工艺设计计算1 混合工艺的选择混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀的重要前提。混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，对于取得吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计6良好的混凝效果具有重要作用。混合问题的实质就是药剂水解产物在水中的扩散问题。混合的方式有很多种，常用的有水泵混合、管式混合、机械混合。 水泵混合水泵混合是将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快速混合的目的。它适用于一级泵站距处理构筑物较近（120m 以内） ，优点是设备简单；混合充分，效果较好；不另消耗动能。缺点是安装管理较复杂；配合加药自动控制较难。 管式混合目前广泛采用的管式混合器是静态管式混合器，是利用水厂进水管的水流，通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使水体和药剂混合。管式混合的优点是设备简单；不占地；在设计流量范围，混合效果好。缺点是当流量过小时效果下降。但从总体经济效果而言还是具有优势的。 机械混合机械混合是依靠外部机械供给能量，使水流产生紊流。它的优点是水头损失较小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水胶体颗粒上，同时使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增加相应的机械设备，需消耗电能，同时也增加了机械设备的维修及保养工作，管理维修比较复杂。本设计推荐使用管式静态混合器。2 混合工艺的设计计算考虑设絮凝池 2 座,混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为 50 米。进水管采用两条, 设计流量为 Q=96300/24/2=0.557 。3/ms进水管采用钢管,直径为 DN800,查设计手册 1 册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8m，混合管段的水头损失 。小于管50.89hiL式混合水头损失要求为 0.3-0.4m。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器,本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图 1.3。1）. 设计参数：采用玻璃钢管式静态混合器 2 个。吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计7每组混合器处理水量为 0.557m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m， ，进水管采用两条 DN800 钢管。2）. 设计计算：（1）进水管流速 v：据 ， ，查水力计算表可知， （手册：80dm30.57/Qs1./vms0.81.0m/s；厂家：0.91.2 m/s，基本均在上述范围内） 。（2）混和器的计算:混合单元数取 N=3,则混合器长度为 1.10832.64LDN混合时间 2.64.38/1LTmsv水头损失: 224. 4.570.0.1830.9QhNmg校核 G： 1598.9.1.23sT。水力条件符合。1049.23460T（3）混合器选择：静态混合器采用 3 节，静态混合器总长 4100mm，管外径为 820mm，质量1249kg，投药口直径 65mm。原 水 管 道 药 剂 混 合 单 元 体静 态 混 合 器 管 道管式静态混合器2.2.3 投药工艺及投药间的设计计算1. 设计参数吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计8本设计选用硫酸铝为混凝剂，最大投加量为 32mg/L，平均为 25mg/L。（1）溶液池:溶液池的容积： 3124032401.5147uQWmbnbn式中混凝剂最大投加量，u/mgL设计流量，为Q34012.5h混凝剂的投加浓度，取 15。b每日的投加次数，取 4 次。n溶液池按两个设计，一次使用一个池子，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，有效水深取 1.3m，则边长为 2.0m。考虑超高为 0.5m。则溶液池尺寸为 LBH2.0m2.0m1.8m。溶液池池底设 DN200 的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐） 。（2）溶解池：容积310.3.51.4Wm溶解池建两座，一用一备，交替使用,每日调制两次。取有效水深为 1.0m，平面为正方形形状，边长为 1.5m。考虑超高 0.5m，则池体尺寸LBH1.5m1.5m1.5m。溶解池的放水时间采用 ，则放水流量为：10int201.542.7/6qLst查水力计算表：放水管管径采用 DN70，相应流速为 1.34m/s。溶解池底部设管径 DN200 的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐） 。投药管的流量为：查水力计算表得，投药管直径为 DN32，331405.140.2/2626WqLs相应流速为 0.6m/s。溶解池的搅拌装置：每池设搅拌机一台。选用 ZJ-700 型折桨式搅拌机，功率为 4KW,转速为85r/min。（3）计量泵加药采用计量泵湿式投加，总流量为： 31/25./60.85/WmhL安装 3 台，两用一备。计量泵型号为 J-Z400/2.5，单台的设计流量为427.5L/s。吉林化工学院给水排水工程给水厂课程设计9（4）药剂仓库计算： 药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间 12 个月用量计算。仓库内应设有磅秤，并留有 1.5m 的过道，尽可能考虑汽车运输的方便。混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是 40kg,每袋的体积为 0.540.2m3,药剂储存期为 30d，药剂的堆放高度取 2.0m。2.2.4 絮凝工艺的设计计算絮凝过程是将投加混凝剂并充分混合的原水，在水流作用下使絮凝粒相互接触碰撞，以形成更大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。为了达到完善的絮凝效果，必须具备两个主要条件：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成较强的吸附架桥连接能力，这是由混凝剂的性质决定；二是保证颗粒获得适当的碰撞接触而又不致破坏的水力条件，这是由设备的动力学条件决定。所以絮凝池形式的选择，应根据水质、水量、沉淀池形式、水厂高程布置以及维修条件等因素来确定。1 絮凝工艺的选择絮凝的方式有很多种，可分为机械和水力两大类，常用的有机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池等。 机械絮凝池机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，反应时间 1215 分钟，可适应水质、水量的变化，但机械设备维护量大，管理比较复杂，在国内尚未普及。 隔板絮凝池隔板絮凝池的优点是构造简单，管理方便，当水量变化不大时，絮凝效果好。缺点是絮凝时间较长（1