水污染控制技术课程设计

1 班班 级级 环境监治环境监治 092092 姓姓 名名 何小雯何小雯 时时 间间 2010 20112010 2011 学年第学年第 1 1 学期第学期第 14 1514 15 周周 2 目录目录 一 设计任务一 设计任务 4 一 设计目的 4 二 设计题目 4 三 设计内容 4 1 查阅资料 4 2 工艺设计 5 3 绘图 5 4 资料汇总 5 二 二 设计说明设计说明 5 一 本设计参数与要求 5 二 工艺流程 5 三 工艺设计与计算三 工艺设计与计算 6 1 调节池设计计算 6 2 一级提升泵的选择水泵 两台相同型号 24h 运行 一用一备 7 3 隔板混合池设计计算 7 4 隔板絮凝池的计算 9 5 斜管沉定池的计算 12 6 高程图 13 四 工程造价四 工程造价 13 五 分析总结五 分析总结 14 六 参考文献六 参考文献 14 3 一 设计任务一 设计任务 一 设计目的 一 设计目的 1 通过课程设计使我了解了水污染控制技术课程设计的规范 内容和要求 以及环境工程设计规范与标准 2 理解和掌握了污水的混凝剂调制系统的处理工艺及其设备的工艺设计方 法 3 掌握并熟练运用 Auto CAD 和工程制图与标准绘制规范性工艺设计图纸 的能力以及计算工程量的能力 4 让我了解了设计说明书等资料的内容 格式与编写 以及工程量的计算 5 培养我查询与搜集相关资料 正确应用环境工程设计规范和标准的能力 6 培养了我正确 清晰地表达了设计内容 编写设计说明书等资料的能力 7 加强了我们将所学知识综合应用于工程实践 独立分析和解决工程技术 问题的能力 8 培养了我们理论联系实际 科学 严谨 求实的工作作风 塌实苦干 勇于创新的敬业精神 二 二 设计题目 设计题目 本人所在小组的设计题目为 混凝沉淀系统 三 三 设计内容 设计内容 分五个阶段完成设计内容 4 1 1 查阅资料查阅资料 查阅资料的内容包括 1 水污染控制技术课程设计的规范 内容和要求 环境工程设计规范与标准 工程制图标准 2 设计任务所及水污染控制单元 系统 及其设备与构筑物 的工艺流程 结构 工作原理 特点和用途 工艺 设计参数 计算公式及设计方法 3 设计说明等资料的内容与格式 工程量 的计算方法 4 其他资料 2 2 工艺设计工艺设计 工艺设计的内容包括 1 设计任务书所及单元系统的工艺流程设计 2 非标设备及构筑物的工艺设计与计算 3 系统的工艺设计与计算 4 设备及构筑物布置 平面和立面 设计 5 标准设备及材料选型 6 绘制工艺设计草图 3 3 绘图绘图 需绘制的图纸包括 1 设备平面布置图 2 高程布置图 3 构筑 物结构图 4 4 资料汇总资料汇总 将设计任务 设计说明 设计工艺图纸和工程量估算等内容依次汇编装订 构成 水污染控制技术课程设计报告 二 二 设计说明设计说明 一 本设计参数与要求 一 本设计参数与要求 1 污水处理量为 4500m3 d 系统采用污水泵一级提升 24h d 连续运行 2 混凝剂的投加方法为湿投法 二 工艺流程 二 工艺流程 药剂 5 原污水 调节池 泵 隔板混合池 隔板反应池 斜管沉淀池 排污 污泥 三 工艺设计与计算三 工艺设计与计算 1 1 调节池设计计算 调节池设计计算 a 采用对角线调节池 容积计算 公式为 V qt 1 4 式中 1 4 经验参数 V 调节池容积 t 废水在调节池内的停留时间 q t 小时内废水平均流量 b 计算 停留时间为 2h 4500m3 d 187 5m3 h V qt 1 4 187 5 2 1 4 267 9m3 有效水深采用 1 5m 池面积 A v h 267 9 2 0 133 95m2 采用分格数 n 10 每格宽为 1 0m 池长 L 133 95 10 1 14 9m 池宽 B 133 5 14 9 10m 超高取 0 5m 高 H h h1 1 5 0 5 2 0 m 校核 长宽比 L B 14 9 10 1 49 在 1 2 范围内合理 宽深比 B H 10 2 0 5 在 4 5 范围内 合理 6 图一 对角线调节池 2 2 一级提升泵的选择水泵 一级提升泵的选择水泵 两台相同型号 两台相同型号 24h24h 运行 一用一备运行 一用一备 水泵型号如下 表 2 水泵型号 型号排出口径流量扬程效率 Ksb100 200 21 10020029 571 Ksb100 200 2110020029 571 3 3 隔板混合池设计计算 隔板混合池设计计算 选择分流式隔板混合池如图所示 选择分流式隔板混合池如图所示 7 图二 隔板混合池 设计水量 Q 187 5m3 h 0 06m3 s 槽内设三道隔板 首末两道隔板上 的通道孔洞开在中间 中间隔板上的孔洞开在两侧 见图二 a 槽的横断面 f 槽中流速采用 0 5m s f Q V 0 06 0 5 0 12 b 末端隔板后水深 H 采用 H 0 4m c 槽宽 B B f H 0 12 0 4 0 3m d 隔板通道的水头损失 hc 通道孔洞水头流速 vc 0 8m s hc vc2 u2 2g 0 82 0 622 2 9 8 三道隔板的总水头损失为 hc 3hc 3 0 08 0 24 e 中部隔板 通道孔洞断面积 f2 中部隔板通道分两侧开设 每侧通道孔洞断面 积 f2 Q 2vc 0 06 2 0 8 0 0375 中部隔板后的水深 h2 h2 H hc 0 4 0 08 0 48m 中部隔板通道孔洞的净高度 h 2 通道孔洞的淹没水深取 0 08 m 则净高度为 h 2 h2 0 08 0 48 0 08 0 4m 中部隔板通道空洞的宽度 单侧 b2 b2 f2 h 2 0 0375 0 4 0 09375m f 末端隔板 末端隔板通道孔洞的断面积 f3 f3 Q Vc 0 06 0 8 0 075 末端隔板后水深 h3 h3 H 0 4m 通道孔洞的净高 h 3 通道孔洞的淹没水深采用 0 08m 则净高为 h 3 h3 0 08 0 4 0 08 0 32m 末端隔板通道孔洞的宽度为 b3 b3 f3 h 3 0 075 0 32 0 24m g 首端隔板 8 首端隔板通道孔洞的断面积 f1 f1 Q Vc 0 06 0 8 0 075 首端隔板后水深 h1 h1 h 2hc 0 4 2 0 08 0 56m 首端隔板通道孔洞的净高 h 1 通道孔洞的淹没水深采用 0 12m 则 净高为 h 1 h1 0 12 0 56 0 12 0 44m 首端隔板通道孔洞的宽度 b1 b1 f1 h 1 0 075 0 44 0 17m 首端隔板前水深 h0 h0 h1 hc 0 56 0 08 0 64m h 隔板间距 l l 2B 2 0 3 0 6m 4 4 隔板絮凝池的计算 隔板絮凝池的计算 选择往复式隔板絮凝池 其絮凝效果好 构造简单 选择往复式隔板絮凝池 其絮凝效果好 构造简单 施工方便 施工方便 设计要点 1 池数一般不少于两个 絮凝时间为 5 10min 2 池内廊道流速按变速设计 从起端的 0 4 0 5m s 逐步递减为末端 的 0 1 0 2m s 通常用改变隔板间距 即廊道宽度 或变更池底高度的方法 来达到变流速的要求 3 为便于施工 清洗和检修 廊道宽度应大于 0 5m 小型池子当采用 活动隔板时可适当减小 进水管口应设挡水装置 避免水流直冲隔板 4 隔板转弯处的过水断面面积应为廊道断面面积的 1 2 1 5 倍 5 絮凝池超高一般采用 0 3 米 6 为便于排泥 池底排泥口的坡度一般为 0 02 0 03 排泥管直径不 应小于 150 7 往复式隔板絮凝池总水头损失为 0 3 0 5m 8 絮凝池内的平均速度梯度 G 一般为 20 60s 1 GT 值需达到 1 104 1 105 9 墙身应有足够强度 以防倒塌 设计计算设计计算 设计水量 Q 4500 d 187 5 d 絮凝池个数 n 2 为便于与沉定池配合 絮凝池宽度和沉定池相同 取为 B 4m 池内平均水深采用 H1 1 0m 超高 H2 0 3m 絮凝时间 T 10min 廊道内流速采用 6 档 即 V1 0 4m s V2 0 3m s V3 0 25m s V4 0 2m s V5 0 15m s V6 0 1m s 隔板 转弯处的宽度取廊道宽度的 1 2 倍 总容积 W W QT 60 187 5 10 60 31 25 单池净平面面积 F F W nh1 31 25 2 1 15 625 池长 隔板间净距之和 L L F B 15 625 4 3 9m 廊道宽度和流速 廊道宽度 an 按廊道内流速不同分为 6 档 即 9 An Q 3600nVnh1 187 5 3600 2Vn 1 0 0 026 Vn m 将 an 的计算值 采用值 an 以及由此所得廊道内实际流速 Vn 0 026 an 的计算结果 列入表一中 表一 廊道宽度与流速 廊道宽度 an m设计流速 Vn m s 计算值采用值 实际流速 Vn m s 0 40 0650 070 371 0 30 08660 090 289 0 250 1040 100 26 0 20 130 130 2 0 150 1730 170 153 0 10 260 260 1 水流转弯次数 池内每 3 条廊道宽度相同的隔板为一段 共分为 6 段 则 廊道总数为 6 3 18 条 隔板数为 18 1 17 条 水流转弯次数为 17 次 池长 未计入隔板厚度 L 复核 L 3 a1 a2 a3 a4 a5 a6 3 0 07 0 09 0 1 0 13 0 17 0 26 2 46m 池子总长 L 隔板厚度按 0 2m 计算 则池子总长 L L 0 2 18 1 2 46 0 2 17 5 86m 水头损失 h 按廊道内不同流速分成 6 段进行计算 各段水头损失按下式计算 Hn snV02 2g Vn2 Cn2 Rn Vo 该段隔板转弯处的平均流速 m s Sn 该段廊道内水流转弯次数 Rn 廊道断面的水力半径 m Cn 流速系数 根据 Rn 池底和池壁的粗糙系数 n 等因素确定 隔板转弯处的局部阻力系数 往复隔板为 3 0 该段廊道的长度之和 Vo Q 3600W0n 187 5 3600 1 2an H1n 187 5 3600 1 2an 1 0 2 0 022 an m 式中 W0 为隔板转弯处面积 宽度取 1 2an Rn an H1 an 2H1 Cn Rnyn n 式中 n 为粗糙系数 絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构 外用水泥砂 浆抹面 yn 2 5 n 0 13 0 75 Rn n 0 10 絮凝池前 5 段内水流转弯次数 Sn 均为 3 则第 6 段内水流转弯次数为 17 3 5 2 前 5 段中每段的廊道总长为 Ln 3B 3 4 12m 第 6 段的廊道总长度为 10 l6 2B 2 4 8m 将各段水头损失计算结果列入表 二 中 GT 值 水温为 20 时 由表查得 1 029 10 4 s G h 60 T 1000 0 288 60 1 029 104 10 68s 1 GT 68 10 60 40800 在 1 104 1 105范围内 表二各段水头损失计算 段 SnlnRnVoVnCnhn 13120 0340 3140 37136 20 126 23120 0430 2440 28938 30 061 33120 0480 220 2639 60 054 43120 0610 1690 240 90 022 53120 0780 1290 15341 40 017 6280 1150 0850 142 70 008 总水头损失 0 288 池底坡度 i 0 288 39 85 7 2 往复式隔板絮凝池计算示意图 5 5 斜管沉定池的计算 斜管沉定池的计算 斜管沉定池是根据 浅层沉定 理论 在普通沉定池中加设许多间隔较小 的平行倾斜斜板或直径较小的平行倾斜管的沉定池 它具有沉定效率高 停留 时间短 占地少等优点 斜板 斜管沉定池 按照进水方向的不同 可分为异 上 向流 同 下 向流和侧 横 向流三种形式 其中以异向流应用最广 11 设计水量 Q 4500 d 187 5 h 0 06 s 液面上升流速 V 2 s 颗粒 沉降速度 uo 0 3 s 采用蜂窝六边形塑料斜管 板厚 0 4 内切圆直径 25 长 1000 倾角 60 沉定池的有效系数 0 92 设计计算设计计算 清水区净面积 A A Q V 0 06 0 002 30 斜管部分的面积 A A A 30 0 92 32 6 斜管部分平面尺寸 宽 长 采用 B L 4 9 进水方式 沉定池进水由边长 L 为 9m 一侧流入 该边长度与絮凝 池宽度相同 管内流速 Vo Vo V sin 2 sin60 2 0 866 2 31 s 采用 Vo 2 s 池宽调整计算如下 池宽 B B Lcos 4 1 cos60 4 0 5 4 5m 斜管支承系统采用钢筋混凝土柱 小梁及角钢架设 复核雷诺数 Re 根据管内流速 Vo 2 s 和管径 d 25 查表得雷 诺数 Re 15 6 管内沉定时间 T T L 60Vo 1000 60 3 5 56min 池高 H1 计算如下 斜板区高度 H1 Lsin 1 0 0 866 0 9m 超高采用 0 3m 清水区高度采用 1 0m 配水高度 按排泥槽顶计 采用 1 2m 排泥槽 高度采用 0 7m 所以有效池深 H 0 9 1 0 1 2 3 1m 池子总高 H H 0 7 0 3 4 1m 进口配水 进口采用穿孔墙配水 穿孔流速 0 1m s 集水系统采用淹没孔集水槽 共 8 个 集水槽中距为 1 5m 排泥系统采用穿孔管排泥 V 形槽边与水平成 45 角 共设 8 个槽 槽高 70 排泥管上装快闸门 布置图见图 12 6 6 高程图 高程图 h 排放 排放 排放 四 工程造价四 工程造价 计算依据 估算指标采用于 1989 年 1 月 1 日试行的建设部文件 88 建标字第 182 号 关于发布试行 城市基础设施工程投资概算指标 的通知中审查批准的由原城 乡建设环境保护部 城市建设管理局组织制定的 城市基础设施工程投资估算 指标 排水工程 1 第一部分费用 第一部分费用包括建筑工程费 设备 器材 工具等购置费 安装工程费 可查有关排水工程投资估算 概算指标确定 第一部分费用 30 0 10000 10 0 10000 40 万元 2 第二部分费用 第二部分费用包括建设单位管理费 征地拆迁费 工程监理费 供电费 设计费 招标管理费等 根据有关资料统计 按第一部分费用的 50 计 13 第二部分费用 40 50 20 万元 第三部分费用 第三部分费用包括工程预备费 价格因素预备费 建设期贷款利息