瓦房店10万吨天净水厂工艺设计（全套资料）.doc

辽辽 宁宁 科科 技技 学学 院院 20092009 届 届 本科毕业设计 题目 瓦房店 10 万吨 天净水厂工艺设计 专题 专 业 班 级 姓 名 xy2009012 学 号 指导教师 辽宁科技学院本科生毕业设计 第 1 页 说明书 76 页 图纸 6 张 专题 页 译文 页 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 I 页 瓦房店 10 万吨 天净水厂工艺设计 摘要 本设计题目为瓦房店 10 万吨 天净水厂工艺设计 该净水厂专为大连化工 基地提供生产及生活用水 该净水厂远期用水设计规模为 10 万吨 天 根据瓦 房店市的概况 发展现状 规划及水源情况 及其自然条件 地理位置 地形 及气象条件 的特点 进行净水工艺设计 水厂近期以东风水库为水源 水库水 质属于微污染水源 因此需采用强化常规的水处理工艺 设计充分考虑了水源 的特殊性 并通过对经济和技术的分析 有针对性的选择工艺和构筑物 水处 理方案为曝气生物活性炭过滤处理工艺 选择的主要构筑物有 机械混合配水 井 填料接触折板絮凝浮沉池 生物活性炭滤池 普通快滤池 消毒剂选用二 氧化氯 混凝剂选用 PAC 助凝剂选用 PAM 通过一系列的处理后 使净水厂 出水达到 生活饮用水水质卫生规范 2001 本设计包括以下内容 首先根据水质情况 地形等原始资料 确定水处理 工艺及有关水处理构筑物 然后对各水处理构筑物进行工艺计算 确定其形式 数目和尺寸 最后进行各处理构筑物的总体布置和给水处理流程的高程设计并 完成图纸的绘制工作 本次设计包含设计说明书 1 份 设计图纸 6 张 关键词 水处理工艺 水量 填料接触折板絮凝浮沉池 生物活性炭滤池 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 II 页 Wafangdian 100 000 tons day water treatment plant process design Abstract The design is Wafangdian 100 000 tons day water treatment plant process design This Water purification is planted for the chemical industry base in Dalian on production and living water The design of a water treatment plant the size of the long term water 100 000 tons day The Water plant is made according to an overview of Wafangdian City current development planning and water situation and its natural conditions geographical location topography and weather conditions With Dongfeng Reservoir Water Treatment Plant in the near future as water resources water quality is micro polluted water sources are therefore required to strengthen the use of conventional water treatment process Design fully into account the specificity of the water and through economic and technical analysis the choice of specific techniques and structures Aerated water treatment program for the biological activated carbon filtration treatment process select the main structures are machinery mixed with wells access to folded plate filler flocculation floating pool biological activated carbon filter filter ordinary fast Selection of chlorine dioxide disinfectant coagulant selection of PAC selected flocculant PAM Through a series of treated effluent water treatment plant so that to achieve Health Drinking Water Quality Standards 2001 The specific work of the design include the following First of all according to water quality topography such as raw data to determine the water treatment process and related structures Structure of the water and then carry out the calculation process to determine its form the number and size Finally the overall structure of the deal with layout and elevation to the water treatment process design and mapping work completed drawings The Design Manual contains design 1 design drawings 6 Key words water treatment technology water quantity filler flap contact flocculation floating pool Biological Activated Carbon Filter 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 III 页 目 录 1 绪论 1 1 1 大连化工产业基地概述 1 1 2 自然条件 1 1 2 1 气温 1 1 2 2 降水 1 1 2 3 地理位置 1 1 3 水源状况 1 2 净水厂工艺方案设计 4 2 1 净水厂设计要求 4 2 1 1 水量要求 4 2 1 2 水质要求 4 2 1 3 选址要求 4 2 2 工艺方案设计 4 2 3 净水处理方案的确定 5 2 3 1 净水方案的工艺流程 5 2 3 2 工艺方案内容 6 2 3 工艺方案比较 7 2 3 1 技术比较 7 2 3 2 经济比较 8 3 净水工艺中投药加氯的设计 10 3 1 絮凝阶段投加的药剂 10 3 1 1 混凝剂的选择 10 3 1 2 混凝剂投加量的确定 11 3 1 3 混凝剂的投加方式 11 3 1 4 助凝剂的选择与投加 12 3 2 加氯消毒 12 4 取水泵站的设计计算 14 4 1 取水构筑物设计原则 14 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 IV 页 4 2 位置的选择 14 4 2 1 水质因素 14 4 2 2 河床和地形 14 4 2 3 污水排出口 15 4 2 4 施工条件 15 4 3 取水构筑物形式 15 4 4 水泵选择原则 15 4 5 水泵的设计与计算 16 4 5 1 设计流量 Q 16 4 5 2 设计扬程 16 4 5 3 水泵性能参数的确定 17 4 5 4 吸 压水管路计算 17 4 6 机组与管道布置 17 4 7 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度 17 4 8 附属设备 18 4 8 1 引水设备 18 4 8 2 排水设备 18 4 8 3 通风设备 18 5 机械混合配水井 19 5 1 混合器的选择 19 5 2 机械混合配水井设计计算的已知条件 19 5 3 机械混合配水井的设计计算 19 5 3 1 池体的计算 19 5 3 2 搅拌器的选择 19 6 填料接触折板絮凝浮沉池 21 6 1 填料接触絮凝浮沉池的工作原理 21 6 2 填料接触池 22 6 2 1 第 1 格的设计计算 22 6 2 2 第 2 3 格的设计计算 22 6 3 折板絮凝池 23 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 V 页 6 3 1 折板絮凝池设计计算的已知条件 23 6 3 2 折板絮凝池的设计计算 23 6 4 浮沉池 29 6 4 1 浮沉池的作用 29 6 4 2 浮沉池设计计算的已知条件 30 6 4 3 浮沉池的设计计算 30 7 生物活性炭滤池 33 7 1 生物活性炭滤池的作用 33 7 2 生物活性炭滤池设计计算的已知条件 33 7 3 生物活性碳滤池的设计计算 33 8 普通快滤池 36 8 1 普通快滤池设计计算的已知条件 36 8 2 普通快滤池的设计计算 36 9 调节池 清水池及回收水池 38 9 1 调节池 38 9 2 清水池 38 9 3 回收水池 38 10 反冲洗泵房与反冲洗水池的设计 39 10 1 炭滤池反冲洗水泵的设计 39 10 2 砂滤池反冲洗水泵的设计 40 10 3 回流泵的设计 41 10 4 反冲洗水池的设计 41 11 鼓风机房的设计 42 11 1 曝气鼓风机 42 11 2 炭滤池气冲鼓风机 42 11 3 砂滤池气冲鼓风机 43 12 投药加氯间的设计 44 12 1 混凝剂的投加 44 12 2 助凝剂设备的选择 45 12 3 加氯间 46 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 VI 页 13 水厂内的布置 47 13 1 工艺流程的布置 47 13 2 平面布置 47 13 3 水厂绿化及道路 48 13 4 水厂高程布置 48 14 经济造价分析 50 14 1 管道造价 50 14 2 取水工程造价 50 14 3 净水工程造价 50 14 4 清水池造价 50 14 5 建筑直接费 50 14 6 建筑间接费 51 14 7 建筑工程总造价 51 14 8 常年运转费 51 14 8 1 水资源费 51 14 8 2 动力费 51 14 8 3 药剂费 51 14 8 4 工资福利费 52 14 8 5 折旧提成费 52 14 8 6 检修维护费 52 14 8 7 其他费用 52 14 8 8 年经营费用 52 14 8 9 年制水量 52 14 8 10 单位制水成本 52 结 论 53 致 谢 54 参考文献 55 附表 A 56 附录 B 59 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 1 页 1 绪论 1 1 大连化工产业基地概述 大连化工产业基地岗区位于普兰店湾西北侧 坐落在瓦房店西侧海域 南 距旅顺港 40 海里 北距鲅鱼圈港 120 海里 规划总用地 36 35km2 该基地以 接受大连现有化工企业搬迁为契机 全面进行基地建设 2005 年末 成立了化 工产业基地管委会 现状规划区内的给水现状为空白 近期根据该产业基地的 总体规划 近期规划用水设计规模为 5 万 远期用水设计规模为 10 万 d m3 规划建筑以化工厂厂房为主 办公楼与职工宿舍为辅 主要供给基地 d m3 内企业的大量生产用水与少量生活用水 2009 年由东风水库供水 供水规模为 5 万 可满足化工基地包括大化项目在内的近期项目淡水需求 2013 年 d m3 起增加大伙房引水工程作为取水水源 供水规模为 5 万 使总供水规模 d m3 达到 10 万 d m3 1 2 自然条件 1 2 1 气温 根据资料统计 年平均气温 10 7 气温最高月为 7 8 月 气温最低月为 1 2 历年最高气温 34 历年最低气温 21 6 1 2 2 降水 根据历年资料年平均降水量为 724 1mm 逐月分布不均 6 9 月为雨季 占全年降水量的 76 统计 7 年中 以 1964 年降水量最多 达 1044 4mm 其 中 7 月份的降水量达 428 4mm 9 月份的降水量达 129 6mm 1 2 3 地理位置 东经 121 47 北纬 39 29 1 3 水源状况 近期以东风水库为水源 东风水库是复州河中游水库 1995 年建成 坝址 位于太阳乡 集水面积 302 4k 最大库容 14175 兴利库容 9370 调 2 m 2 m 3 m 节水量 6655 校核水位 55 7m 正常高水位 53 0m 设计洪水位 40 0m 根 2 m 据统计数据显示 1995 年以后 水库最低水位为 1995 年的 41 68m 最高水位 为 1996 年的 53 12m 东风水库位于太阳乡 年径流量 17746 万 含松树水 3 m 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 2 页 库 水库兴利库容 9370 正常库容 10340 万 最大库容 14175 万 死 3 m 3 m 3 m 库容 970 万 防洪库容 3835 万 该水库在供水保证率 95 条件下 可为 3 m 3 m 工业和生活提供 13 5 万立方米 天供水量 由于东风水库在 2004 年前接纳了瓦房店市区未经处理的大量生产废水和生 活污水 水库水质已经遭到污染 2003 年 瓦房店市进行了大规模的污水治理 工程建设 通过污水处理厂的运行和水库水体自净作用 东风水库水质已得到 了改善 但仍属于微污染水源 不适合作为城市饮用水水源 结合当地实际情 况 周边无其他可利用合适水源的前提下 本设计近期供水仍利用东风水库 为确保供水水质符合 生活饮用水水质卫生规范 2001 要求 需要采用强 化常规净化工艺对原水进行处理 原水水质如表 1 1 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 3 页 表表 1 1 东风水库水质检测综合表东风水库水质检测综合表 项目平均 生活饮用水水源水 质标准 CJ3020 93 二级 地表水环境质量标准 GB3838 2002 类 生活饮用水 水质卫生规范 2001 色度 23 5 不应有明显的其他异 色 不超过 15 度并 不得呈现其他 异色 浊度 NTU 4 34 不超过 1 度 NTU 特殊 情况不超过 5 度 PH 值7 636 5 8 56 96 5 8 5 总硬度 以 CaCO3 计 mg L 199 0 450 450 氯化物 mg L 94 4 250250250 铁 mg L 0 097 0 50 30 3 锰 mg L 0 09 0 10 10 1 铜 mg L 0 0041 1 01 01 0 铬 六价 mg L 0 002 0 050 050 05 氟化物 mg L 0 51 1 01 01 0 氰化物 mg L 0 002 0 050 20 05 大肠菌群 个 L 37555 61000010000不得检出 高锰酸盐指 数 mg L 7 5 6 63 5 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 4 页 2 净水厂工艺方案设计 2 1 净水厂设计要求 2 1 1 水量要求 净水厂的设计规模为 10 万 考虑 8 的水厂自用水量 则设计水量d m3 为 100000 1 8 108000 d 3 m 2 1 2 水质要求 净水厂出水水质应满足 2001 年 9 月 1 日施行的 生活饮用水水质卫生规范 2001 对生活饮用水的水质卫生要求 2 1 3 选址要求 综合分析产业基地的地形条件 产业基地的东侧和西侧地形较高 结合输 水管线的总体走向 在林屯和李屯之间有一座小山 标高在 30 0m 60 0m 之间 此处标高适合建净水厂 水厂平整后的平均标高在 44m 46m 之间 这样即可 利用净水厂地形条件 采用重力供水满足了产业基地内的用户对水压的要求 又能充分的利用输水管道的能量 2 2 工艺方案设计 水处理工艺流程的选择及主要构筑物的组成 应根据原水水质 设计生产 能力 处理后水质要求 经过调查研究以及不同工艺组合的试验或参照相似条 件下已有水厂的运行经验 结合当地操作管理条件 同厂技术经济比较综合研 究确定 根据东风水库原水水质监测综合表 可以看出 水源水中高锰酸盐指 数 总磷 氨氮 总氮及石油类等几项指标超出 地表水环境质量标准 GB3838 2002 及 生活饮用水水源水质标准 CJ3020 93 中规定的极限 值 因此确定水源水属于微污染水源 饮用水常规处理工艺 混凝 沉淀或澄清 过滤和消毒 的主要去除对象 是水源水中的悬浮物 胶体杂质和细菌 对于水源水中高锰酸盐指数 总磷 总氮 氨氮及石油类等几项指标的去除 效果不明显 因此需要采用强化常规 净化工艺处理 受污染水源水经常规的混凝 沉淀及过滤工艺只能去除水中有机物 20 30 且由于溶解性有机物存在 不利于破坏胶体的稳定性 而使常规 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 5 页 处理工艺对原水浊度的去除效果也明显下降 仅为 50 60 用增加混凝 剂投加量的方式来改善处理效果 不仅使水处理成本上升 而且可能使水中金 属离子浓度增加 也不利于居民的身体健康 水源水中存在的氨氮问题常规处 理也不能有效解决 采用折点加氯控制出厂水中氨氮浓度以获得必要的活性余 氯的方法 会产生大量的有机卤化物又导致水质毒理学安全性下降 综上所述 在水源受污染的情况下 由于常规处理工艺的局限性 处理后 的生活饮用水水质已不能达到 生活饮用水水质卫生规范 2001 中饮用水 水质标准 必须强化常规净化工艺进行处理才能满足要求 因此 本设计初步提出以下三套微污染水净化工艺方案 1 曝气生物活性炭过滤处理工艺 方案 1 2 臭氧氧化 活性炭吸附过滤处理工艺 方案 2 3 气浮生物活性炭工艺 方案 3 2 3 净水处理方案的确定 2 3 1 净水方案的工艺流程 1 曝气生物活性炭过滤处理工艺 方案 1 具体流程如图 2 1 图 2 1 方案 1 2 臭氧氧化 活性炭吸附过滤处理工艺 方案 2 具体流程如图 2 2 3 气浮生物活性炭工艺 方案 3 具体流程如图 2 3 原水 取水泵站 机械混合稳压配水井 填料接触折板絮凝浮沉池 2 池池 生物活性炭滤池 池 普通快滤池清水池 池 用户 高锰酸钾复合药 剂 碱式氯化铝聚丙烯酰胺鼓风曝气 二氧化氯 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 6 页 图 2 2 方案 2 图 2 3 方案 3 2 3 2 工艺方案内容 三套净水工艺比选主要内容见表 2 1 原水 水 取水泵站 机械混合稳压配水井折板絮凝 池 活性炭气浮池 普通快滤池清水池用户 高锰酸钾复合药剂 碱式氯化铝聚丙烯酰胺 二氧化氯 斜管沉淀 原水 水 取水泵站 机械混合稳压配水井填料接触折板絮凝浮沉池普通快滤池池 生物活性炭滤池 和 池的池 chi 池 清水池用户 高锰酸钾复合药剂 碱式氯化铝聚丙烯酰胺 二氧化氯臭氧氧化 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 7 页 表表 2 1 净水工艺比选净水工艺比选 序号名称规格单位方案 1方案 2方案 3 1机械混合配水井8 35m5 70m 座111 2絮凝池9 30m10 60m5 70m 座444 29 00m10 40m6 10m 43浮沉池 22 50m10 40m6 10m 座 44 4普通快滤池32 5m9 55m4 20m 格161616 5生物活性炭滤池32 50m9 55m5 10m 格1616 6臭氧发生器12 00m9 00m4 50m 座1 7活性炭气浮池18 00m10 40m5 10m 座4 8臭氧接触池12 00m9 00m6 00m 座1 9清水池65 00m40 00m4 20m 座222 10配电控制室座111 11加氯间16 50m12 00m 座111 12投药间27 00m9 00m 座111 13鼓风机房56 60m9 00m 座111 14回收水池20 00m10 00m2 20m 座333 10 00m9 00m4 00m 11115 反冲洗水池24 00m7 50m3 00m 座111 16反冲洗泵房30 00m9 00m 座111 17综合楼座111 18车库 机修 仓库座111 19锅炉房座111 2 3 工艺方案比较 以上三套方案的共同点是都可适应水源水为微污染水水质的特点 满足出 厂水水量 水质的要求 均能满足未来水源水发生变化而导致的水质改变这一 前提条件 净水厂位置相同 占地面积一样 不同点在于净水厂核心处理工艺 不同 具体体现在净水厂总投资上有所差异 将上述三个工程方案进行综合比 较 2 3 1 技术比较 以上三套方案技术方面主要比较净水厂核心处理工艺在处理微污染水源方 面所体现出来的优劣性能 均利用活性炭比表面积大 吸附能力好 再生能力 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 8 页 强 机械强度高 化学稳定性好等特性 1 方案 1 优点 过滤的同时进行鼓风曝气 起到强化生化作用 炭滤池置于砂滤池 前 避免其跑炭污染清水池现象的发生 缺点 设炭滤池增加基建投资费用 2 方案 2 优点 臭氧可以预先氧化部分有机物和生物难降解有机物 与活性炭联用 增加活性炭吸附的生物作用 延长活性炭再生周期 缺点 设炭滤池增加基建投资费用 炭滤池置于砂滤池后 炭滤池跑炭现 象发生容易污染清水池 臭氧设备投资昂贵 远期将闲置 造成浪费 3 方案 3 优点 基建投资省 活性炭在气浮池中循环 相当于流动生物床 起到了 生化反应的作用 使污染杂质得到有效去除 同时节省活性炭耗量 与前两套 方案比较 减少设备投资 缺点 未找到成熟工程运行实例 2 3 2 经济比较 三套方案综合经济比较见表 2 2 表表 2 2 三套方案综合经济比较三套方案综合经济比较 方案方案 1方案 2方案 3 水厂投资 万元 121001230010900 由上表可以看出 方案 1 的工程总投资低于方案 2 高于方案 3 通过上述 综合比较 考虑供水可靠性以及长远经济效益 本设计采用曝气活性炭过滤处 理工艺 方案 1 本设计净水厂的工艺流程如图 2 1 所示 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 9 页 排泥水 回 用 水 排 水 排水 回用水池 东风水库原水 化工产业基地配水管 气冲 水冲 水冲 气冲 曝气 清水池 调节池 普通快滤池 生物活性炭滤池 填料接触折板絮凝浮沉池 配水混合井 图 2 1 净水厂工艺流程图 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 10 页 3 净水工艺中投药加氯的设计 3 1 絮凝阶段投加的药剂 3 1 1 混凝剂的选择 应用于水处理的混凝剂应符合以下要求 混凝效果好 对人体健康无害 使用方便 货源充足 价格低廉 水处理工程常用混凝剂如表 3 1 表表 3 1 水处理工程常用混凝剂水处理工程常用混凝剂 名称硫酸铝 硫酸亚铁 绿矾 三氯化铁 聚合氯化铝 PAC 又名 碱式氯化铝 化学 式 OHSOAl 2342 18 OHFeSO 24 7 OHFeCl 23 6 mnnCl OHAl 62 对水 温和 PH 的 适性 适用于 20 40 PH 5 7 7 8 时 主 要去除水中悬浮物 PH 6 4 7 8 时 处 理浊度高 色度低的 水 适用于碱度和浊 度高 PH 8 5 11 0 的 水 受温度影响 小 不大受温度影响 适用于 PH 6 0 8 4 温度适应性强 适 用于 PH 5 0 9 0 使用 条件 一般都可适用 原水 须有一定碱度 处理低温低浊水时 絮凝效果差 絮凝效 果差 投加量大时 有剩余和 3 Al 2 4 SO 影响水质 处理低浊度水时 效果好于铝盐 不适于色度高和 含铁量高的水 使用时 一般要 把转化成 2 Fe 3 Fe 适用于高浊度原 水 刚配制的水 溶液温度高 适用于低浊 高浊 和污染的原水 特点腐蚀性较小 价格低 絮凝体 易沉淀 易腐蚀 溶液池 因此需 有溶液池防锈涂 料 絮凝体比重大 易下沉 易溶解 杂质少 对金属 和混凝土腐蚀极 大 操作方便 腐蚀性较小 应用较普遍 据设计资料中提供的混凝剂 硫酸铝 三氯化铁 45 碱式氯化铝 5 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 11 页 以及对上表常用混凝剂性质比较 选择碱式氯化铝 PAC 5 作为水处理 用混凝剂 这种混凝剂的特点 1 PAC 是种无机高分子化合物 是三氯化铝和氢氧化铝的复合盐 2 PAC 的絮凝体较硫酸的致密大 形成大 易于沉淀 混凝效果好 PAC 在混凝过程中消耗碱度少 适应 PH 范围较硫酸铝宽且稳定 3 PAC 的腐蚀性小 4 与硫酸铝比较含氧化铝成分高 具有投药量少 节省药耗 降低水成本 等优点 5 PAC 的混凝效果与盐基度关系密切 原水浊度越高 使用盐度高的 PAC 其混凝沉淀效果好 6 PAC 产品本身无害 据全国各地使用情况 净化后的生活用水一般均附 合国家饮用水水质卫生标准 所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择 3 1 2 混凝剂投加量的确定 1 影响混凝剂投加量的因素 1 原水悬浮含量 粒径组成 胶体颗粒性质 溶介物成分及含量都影响 混凝效果 2 原水PH值和碱度的影响 3 水温的影响 综合各种因素 不同浊度下各种混凝剂具有不同的投加量 其数值见表 3 2 表表 3 2 不同浊度下各种混凝剂的投加量不同浊度下各种混凝剂的投加量 单位 mg L 原水浊度 1002003004006008001000 硫酸铝13 518 230 739 654 570 386 6 三氯化铁1214 621 528 432 837 742 8 碱式氯化 铝 1012 817 42326 829 532 1 据原水浊度最高值 11 6NTU 确定碱式氯化铝的平时设计投加量为 10 0 mg L 为防止特殊情况的发生 最大设计投加量为 50 mg L 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 12 页 3 1 3 混凝剂的投加方式 本设计中药剂采用湿投法 在溶液池里由空气搅拌调制 采用压力式投加 计量泵投加 的方式 优点 容易与原水充分混合 不易阻塞入口 管理方 便 计量准确 可以实现自控 缺点 设备占地大 人工调制时 工作量较繁 重 设备易腐蚀 计量设备 主要有电磁流量计 计量泵等 设两处投加点 分别位于机械混合池和稳压配水井 计量泵投加如图3 1所示 计量泵 水流方向 溶液池 图 3 1 计量泵投加药剂示意图 3 1 4 助凝剂的选择与投加 为了使混凝剂更好的发挥混凝效果 需要投加一定量的助凝剂 选用助凝 剂聚丙烯酰胺 PAM 可以增强 PAC 的絮凝作用 助凝剂的投加采用三腔絮凝 制备装置 投加点与混凝剂相同 3 2 加氯消毒 日常水处理中 常见的消毒剂有液氯 漂白粉 二氧化氯 臭氧等 各种 消毒药剂投加后效果比较如表 3 3 所示 二氧化氯消毒剂的安全性 国外大量的实验研究显示 二氧化氯是安全 无毒的消毒剂 无 三致 效 应 致癌 致畸 致突变 同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生 成可产生 三致作用 的有机氯化物或其它有毒类物质 但由于二氧化氯具有极 强的氧化能力 应避免在高浓度时 500ppm 使用 当使用浓度低于 500ppm 时 其对人体的影响可以忽略 100ppm 以下时不会对人体产生任何的影响 包 括生理生化方面的影响 对皮肤亦无任何的致敏作用 事实上 二氧化氯的常 规使用浓度要远远低于 500ppm 一般仅在几十 ppm 左右 因此 二氧化氯是 安全 无毒的绿色消毒剂 二氧化氯消毒剂的优点 1 广谱性 能杀死病毒 细菌 原生生物 藻类 真菌和各种孢子及孢子 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 13 页 形成的菌体 2 高效 0 1ppm 下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致病菌 50ppm 可完 全杀灭细菌繁殖体 肝炎病毒 噬菌体和细菌芽孢 3 受温度和氨影响小 在低温和较高温度下杀菌效力基本一致 4 PH 适用范围广 能在 PH 值 2 10 范围内保持很高的杀菌效率 5 安全无残留 不与有机物发生氯代反应 不产生三致物质和其它有毒物 质 6 对人体无刺激等优点 低于 500ppm 时 其影响可以忽略 100ppm 以 下对人没任何影响 表表 3 3 各种消毒剂投加后的效果比较各种消毒剂投加后的效果比较 性能液氯 漂白粉二氧化氯臭氧 消毒杀菌优良优良 优良 灭病毒优良优良优良 灭活微生 物效果 第三位第二位第一位 PH 值影 响 消毒效果随 PH 值增大 而减小 PH 7 时 消 毒效果最好 PH 影响较小 PH 7 时 较有效 Ph 值影响小 PH 值小时 剩余臭氧残留较久 在管网中 的剩余消 毒作用 有 比液氯有更长的剩余消 毒时间 无 需补加氯 国内应用 情况 广泛在城市水厂中极少应用较少 接触时间 30min 数秒至 10min 适用条件 极大多数水厂用氯消毒 漂白粉只适用于小水厂 原水中有机物如酚污染 严重时 须在现场制备 直接应用 制水成本高 适用于有机污 染严重的情况 因无持续消 毒作用 在进入管网的水中 还需加少量氯消毒 综合各方面因素考虑 本设计选择二氧化氯为消毒剂 分为前加氯和后加氯 两步操作 前加氯可根据原水情况选择是否投加 其作用主要有 助凝剂 主要是氧化水中的腐殖质和胶体 使之能产生混凝沉淀 杀藻剂 根据原水 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 14 页 中的藻类含量多少而决定是否投加 水中藻类的含量过高可产生异味 以杀 灭藻类 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 15 页 4 取水泵站的设计计算 4 1 取水构筑物设计原则 1 取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水 并满足在设计枯水保证率下取 得所需的设计水量 保证率对于工业企业的水源不低于90 97 城市供水的 水源 一般可采用90 97 2 对于河道条件复杂 或取水水量占河道最枯流量比例较大的大型取水构 筑物 应进行水工模型试验 3 当自然状态下河能不能取得所需设计水量时 应采取必要措施 4 取水构筑物位置的选择应全面掌握河流的特性 5 在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没 6 在取水构筑物进口处 一般要求不小于2 5 3 0米的水深 对小型取水 口 可降低1 5 2 0米 当河道最低水位较浅时 应选用合适的取水构筑物形式 和数据 7 水质应符合要求 水源应按照 生活饮用水水质卫生规范 2001 采 取相应的卫生防护措施 4 2 位置的选择 4 2 1 水质因素 1 在泥沙量较多的河流 应根据泥沙运动规律和特性 避开河流中含泥沙 较多的地段 2 根据不同深度的含沙量分配 选择适宜的取水高程 3 取水口应选择在水流畅通和靠主流地段 避开流河中的回流区和死水区 减少杂物进入取水口 4 选择取水构筑物时 对湖水或水库水的入水生物采取必要措施 4 2 2 河床和地形 取水口位置应根据河道水文特征和河床渲变规律 选在比较稳定的河段 并能适应河床的渲变 在弯曲河段 应选择在水深岸陡 泥沙量少的凹岸地带 但应避开凹岸主流的顶冲点 一般可设在顶冲点下 上游15 20米的地段 在 顺直河段 应选在主流靠近岸边 河床稳定 水深及流速较大的地段 一般设 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 16 页 在河段最窄处 上下游构筑物可不同程度地改变原有河道的水流状态 引起河 流变化 并可能使河槽产生沉积 冲刷和位移 或者形成回流区 所以选取水 构筑物位置时 应对取水河段邻近的人工或天然障碍物进行分析 尽量避免各 种不利因素 4 2 3 污水排出口 1 生活用水水源应选在污水排出口上游100米以上或下游1000米以及的地 方 并应建立卫生防护地带 2 对潮汐河道上建取水构筑物时 应通过调查 测定 确定取水口与污染 源的距离 同时宜将取水口设在河心 4 2 4 施工条件 取水口应选在对施工有利的地段 尽量做到交通运输方便 又足够的施工 场地 较小土石方和水下工程量 取水构筑物应尽量选在地质构造稳定 承载 力高的地基上 4 3 取水构筑物形式 采用岸边合建式取水构筑物 底板水平布置 采用卧式泵 其特点为 1 集水井与泵房布置在同一高程上 2 水泵可低于低水位下 启动方便 3 泵房较深 巡视检查不便 通风条件差 适用条件 在地基条件较差 不易做阶梯布置以及安全性要求较高 取水 量较大的情况 可采用开挖或沉井法施工 4 4 水泵选择原则 1 首先要满足最高供水工况的流量和扬程要求 并使所选水泵特性曲线的 高效率范围尽量平缓 对特殊工况 必要时另设专用水泵来满足其要求 2 尽可能选用同型号水泵 或扬程相近 流量大小搭配的泵 3 应考虑近远期结合 一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵 4 一般尽量减少水泵台数 选用效率较高的大泵 但亦要考虑运行调度方 便 适当配置小泵 通常取水泵房至少需设2台 送水泵房至少2 3台 不包括 备用泵 5 泵应在高效率段运用 特别对经常运行工况 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 17 页 6 尽可能选用允许吸上真空度值大或必需气蚀余量值小的泵 以提高水泵 安装高度 减少泵房埋深 降低造价 7 水泵选择必需考虑节约能源 除了选用高效率泵外 还可考虑运行工况 的调节 8 高浊度水源的取水泵房应选用低转速 耐磨的水泵 有条件可在水泵内 壳留道 叶轮表面涂耐磨涂料 4 5 水泵的设计与计算 已知条件 近期设计规模 Q 5 0 万 d 远期设计规模 Q 10 0 万 d 3 m 3 m 水源洪水水位标高为 53 9m 死水位标高为 40 0m 水厂反应池前配水井的水位 标高为 60 9m 泵站到水厂的输水干管全长 45km 4 5 1 设计流量 Q 考虑到输水干管漏损和水厂本身用水 取自用水系数 1 08 则 近期设计流量 Q 1 08 50000 54000 d 3 m 远期设计流量 Q 1 08 100000 108000 d 3 m 4 5 2 设计扬程 1 水泵所需净扬程 洪水位时为 60 9 53 9 7 0m ST H 枯水位时为 ST H 60 9 40 0 20 9m 2 输水干管的水头损失 采用两条钢管并联作为原水输水干管 当一条输水干管检修时 另一条输 水干管通过 75 的设计流量 管径 DN1220 流速 v 1 0m s 输送距离 45km 采用压力输送 取粗糙系数 n 0 012 应用谢才公式 则有22 73 2 22 1 012 0 11 6 1 6 1 R n C m 182 22 1 74 76 450002 1 lvh 2222 d RC 3 泵站内管路水头损失粗略估计为 2 0m p h 4 安全水头取为 3 0m s h 水泵设计扬程为 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 18 页 在枯水位时 20 9 18 2 3 43 9m max H ST H d h p h s h 在洪水位时 7 0 18 2 2 29m min H ST H d h p h s h 4 5 3 水泵性能参数的确定 本设计近期取水量为 5 4 万 选用四台离心泵及配套电机 离心泵型d m3 号为 KQSN300 M9 387 KQSN 卧式单级中开式双吸离心泵 3 用 1 备 性能参数为 H 45m N 132kw 取水泵房内预留四个泵位 h 0m57Q 3 远期更换水泵 4 5 4 吸 压水管路计算 每台水泵有单独的吸 压水管 吸 压水管路中水流经济流速基本要求 吸水管路流速 DN 250 时 1 0 1 2m s DN 250 时 1 2 1 6m s 压水管路流速 DN 250 时 1 5 2 0m s DN 250 时 2 0 2 5m s 1 吸水管 管径 DN530 v 1 5m s 2 压水管 管径 DN420 v 2 0m s 4 6 机组与管道布置 为了布置紧凑 充分利用建筑面积 将四台机组交错并列布置成一排 三 台为正常转向 一台为反向转向 四台水泵由同一取水管 DN1220 取水 泵房 出水后 连接起来由两条输水管路并联输水 1 用 1 备 水泵控制管上设有多功能水泵控制阀 DN400 PN1 0MPa 和双法兰手动蝶 阀 DN400 和 DN500 PN1 0MPa 压水管上设有多功能水泵控制阀 DN900 PN1 0MPa 和双法兰手动蝶阀 DN900 PN1 0MPa 为了减少泵房建筑面积 闸阀切换井设在泵房外面 两条 DN1220 的输水 干管用 DN1220 的蝶阀连接起来 每条输水管上各设切换用的蝶阀各一个 4 7 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度 泵房形状为长方形 并且将泵房机器间底板与吸水间底板定为同一标高 因而水泵为自灌式工作 即水泵安装高度小于其允许吸上真空高度 3 5m 安装 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 19 页 高度无需计算 泵房高度 吸水井常水位标高为 40 0m 设吸水井水深为 3 5m 则吸水井 底标高为 36 5m 设泵房地面高出吸水井底 4m 则泵房地下部分高为 7 7m 设 地面以上高为 4m 则取水泵房总高为 11 7m 4 8 附属设备 4 8 1 引水设备 水泵为自灌式工作 不需要引水设备 4 8 2 排水设备 由于泵房较深 故采用电动水泵排水 沿泵房内壁设排水沟 将水汇集到 集水坑内 然后用泵抽回至吸水间 选用 IS65 40 200A 型离心泵 Q 28 h H 35m 3 m N 5 5Kw n 2900r min 两台 一台工作 一台备用 4 8 3 通风设备 由于与水泵配套的电机为水冷式 无需专用通风设备 进行空气冷却 但 由于泵房较深 仍选用风机进行换气通风 选用两台 T35 11 型轴流风机 叶轮直径 700mm 转速 960r min 叶片角 度 15 风量 10127 h 风压 90Pa 配套电机 YSF 8026 N 0 37kW 3 m 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 20 页 5 机械混合配水井 5 1 混合器的选择 静态混合器和混合池两种混合器的优缺点比较如表 5 1 所示 表表 5 1 两种混合器的优缺点比较两种混合器的优缺点比较 混合器优点缺点 静态混合器设备简单 不占地 水头损失较大 混合池混合效果好 某些池型能调 节水头高低 适应流量变化 占地面积较大 某些进水方 式要带进大量气体 本设计选用混合池 5 2 机械混合配水井设计计算的已知条件 设计水量 设置机械混合配水井 1 座 由机械h m4500d m10 8Q 33 万 混合池 稳压配水井和出水廊道合建而成 5 3 机械混合配水井的设计计算 5 3 1 池体的计算 采用四格串联 第 2 4 内置折浆式机械搅拌器 总混合时间为 t 1 3min 1 机械混合池容积 W 3 m 5 97160 3 1450060nQt W 2 机械混合池高度 单格采用正方形池体 单格平面尺寸 A B 1 9m 1 9m 则有效水深 H 为 H m8 69 14 5 974 2 ABW 池体超高取 则池子总高度为 H H 6 8 0 3 7 1m m3 0 HH 则机械混合池的尺寸取 1 9m 8 35m 7 1m 包括池子内隔板厚度与池体超 高 为了与机械混合池配合 稳压配水井的尺寸取 1 9m 8 35m 7 1m 包括池 体超高 出水廊道与稳压配水井的平面尺寸相同 取 1 9m 8 35m 固定堰顶 高取 6 0m 活动堰顶高取 6 3m 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 21 页 5 3 2 搅拌器的选择 机械混合选用浆式搅拌器形式 设两层搅拌器 两层桨叶采用 90 交叉安 装 间距为 2 5m 混合配水井搅拌器采用的型号为 TBN C 60X2 第一格配置 混合配水井搅拌器 1 台 常开 主要性能参数为 叶轮直径 650mm 叶轮转速 65rpm 电机功率 7 5kw 第二 三格各配置混合配水井搅拌器 1 台 1 用 1 备 主要性能参数为 叶轮直径 650mm 叶轮转速 35rpm 电机功率 5 5kw 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 22 页 6 填料接触折板絮凝浮沉池 填料接触絮凝浮沉池是由填料接触 絮凝 浮沉三部分组成 共设两组四 池 填料接触絮凝池共分成 30 格 前 3 格为填料接触区 后 27 格为折板絮凝 池反应区 折板絮凝池和网格絮凝池均为较常用的絮凝池 对两种池体优缺点的比较 结果如表 6 1 表表 6 1 两种絮凝池优缺点的比较两种絮凝池优缺点的比较 絮凝池优点缺点 折板絮凝池 反应时间短 容积小 反映 效果好 适合于水量变化不 大的水厂 造价比较高 网格絮凝池 絮凝效果好 水头损失小 絮凝时间短 造价较低 构造复杂 施工麻烦 存在 底部积泥现象 本设计选用折板絮凝池 6 1 填料接触絮凝浮沉池的工作原理 原水流经机械搅拌混合池 与药剂充分均匀混合 进入两侧装有两层塑料 填料的反应接触室 塑料填料的表面积很大 使所在反应池的各部位均形成了 近壁水流 充分地与填料边壁接触 加大了流层间的速度差 发挥了微旋涡的 水力功能 塑料填料的材质也很容易吸附活性絮体 填料中积累的活性絮体与 原水中脱稳的胶体起到接触反应作用 增强了反应效果 絮凝池后部分为两级 塑料折板 折板使水流达到絮凝所要求的紊流状态 使脱稳的胶体结成较大的 絮体 水流经过絮凝池后部的穿孔花墙进入絮体分离区 在絮体分离区前端与 溶气释放器发出的大量乳白状微气泡相混合 微气泡粘附于絮体微粒上 经过 斜板区上浮至水面 实现了絮体与水的分离 水在分离区的斜板中与絮体分离 后 经穿孔花墙 进入出水区 从溢流堰出水 最后进入滤池 絮体分离区表 面的浮渣 被刮沫机收集到池外 当水量充足的雨季时 地表水的浊度和温度 相对较高 微污染的水体也被高度稀释 此时气浮工艺就变为沉淀工艺 通过 强化传统的水处理工艺 保证了净化后的水质 辽宁科技学院本科生毕业设计 论文 第 23 页 6 2 填料接触池 本设计设两组四池 每池由 3 格构成 第一格曝气 内置曝气管 2 3 格 两个串联 内置塑料填料 设计水深为 6m 池子超高取 0 3m 6 2 1 第 1 格的设计计算 第 1 格中曝气时间为 40s 曝气管 DN80mm 呈方环形水平放置 管轴线 距池底 2 2m 此单格表面积为 2 m08 2 6 3600 401125 F 采用正方形池体 取其平面尺寸为 1 5m 1 5m 曝气由空压机供气 空压机的性能参数为 Q 0 32 H 0 8Mpa N 2 2KW 曝气管平面布置如图 6 1 min m3 来自配水混 合间井D720 空气管DN80 图 6 1 曝气管平面图 6 2 2 第 2 3 格的设计计算 第 2 3 格接触时间为 100s 两格采用相同尺寸 单格表面积为 采用长方形池体 两个的平面尺寸均取 2 m21 5 6 3600 1001125 F 2 7m 2m 为使水由层流状态变为紊流状态 药与水混合均匀 第 2 3 格内置塑料填 料 并用格网隔为两层 在第 1 格与第 2 格的通道处竖直放置一张格网 第 2 3 格内均水平放置三层格网 格网平面尺寸为 2 1m 1 46m 网孔规