给水课程设计_secret

1、 给水处理课程设计 某市自来水厂工艺设计姓 名 邹 峰 班 级 07给 水 排 水 2 学 号 20071703215 学 院 名 称 环 境 工 程 学 院 专 业 名 称 给 水 排 水 工 程 指 导 教 师 万 蕾 2010年 1月 22日给水课程设计 1环境工程学院邹峰目录第 1章 设计水质水量与工艺流程的确定 ·······················

2、········································ 11.1设计水质水量 ········

3、··················································

4、······································· 1第 2章 给水处理构筑物与设备型式选择 ·······&#

5、183;·················································&#

6、183;····· 42.1加药间 ···········································

7、;··················································

8、;················ 43.1 布置说明 ································

9、··················································

10、····················· 10 3.2 生产管线设计 ··························

11、83;·················································

12、83;·················· 11 第 4章 给水处理厂工艺计算 ····························&#

13、183;·················································&#

14、183;···· 114.1 加药间设计计算 ···········································

15、;················································ 11 给水课程设计2

16、环境工程学院 邹峰给水课程设计 1环境工程学院邹峰第 1章 设计水质水量与工艺流程的确定1.1设计水质水量本 设 计 给 水 处 理 工 程 设 计 水 质 满 足 国 家 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 (GB5749-2006 ,处理的目的是去除原水中悬浮物质,胶体物质、细菌、病毒 以及其他有害万分,使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求: 1、水中不得含有病原微生物。2、水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。 3原始资料:A规划, 规划拟建一座给水处理厂,用水。 (设计供水量 10万 m 3/d(1 、自然状况城市土壤种类为砂质黏土, 地下水位 1

17、0.00m , 冰冻线深度 2.00m , 年降水量 1000mm ,最高温度 30.0,最低温度-4.0,年平均温度 10.0。主导风向:夏季西南,冬季西北。(2 、水源 (1地下水源该市地下水含水层 5.00m ,大多属于浅层滞水。总硬度达 1000 mg/L。 (2地面水源一条河流贯穿该市南北,其中最大流量 900.00m 3/s,最小流量 200.00m 3/s。 最大流速 3m/s。最高水位 100.00m ;常水位 95.00m ;最低水位(97% 90.00m 。 水质监测结果:给水课程设计 2环境工程学院邹峰水处理构筑物的生产能力, 应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计, 并

18、 以水质最不利情况进行校核。 水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方 面。 城镇水厂只用水量一般采用供水量的 5% 10%, 本设计取 5%,则设计处理 量为:式中 Q 水厂日处理量;a 水厂自用水量系数,一般采用供水量的 5% 10%,本设计取 5%; Q d 设计供水量(m 3/d ,为 10万 m 3/d.1.2给水处理流程确定给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲, 地下水只需要经消毒处理即可,对含有铁、锰、氟的地下水,则需采用除铁、除 锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合 、 絮凝、沉淀、过滤、消毒的处 理工艺。如果是微污染原水,

19、则需要进行特殊处理。 1、原水 简单处理(如用筛网隔虑适用条件:水质要求不高,如某些工业冷却用水,只要求去除粗大杂质时 2、原水 混凝、沉淀或澄清适用条件:一般进水悬浮物含量应小于 2000-3000mg/L,短时间内允许到 5000-10000mg/L,出水浊度约为 10-20度,一般用于水质要求不高的工业用水。 3、原水 混凝沉淀或澄清 过滤 消毒一般地表水广泛采用的常规流程, 进水悬浮物允许含量同上, 出水浊度小于 2NTU 。原水 接触过滤 消毒(1一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。(2进水悬浮物含量一般小于 100mg/L,水质稳定、变化较小且无藻类繁 殖。5、原水 调蓄预

20、沉、自然预沉或混凝预沉 混凝沉淀或澄清 过滤 消毒 高浊度水二级沉淀(澄清 ,适用于含砂量大,砂峰持续时间较长时,预沉 后原水含砂量可降低到 1000mg/L以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺, 其净水工艺流程如下:34 第 2.1 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

21、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。(1. 混凝剂药剂的选用混凝剂选用 :碱式氯化铝 Aln (OHm Cl 3n-m 简写 PAC. 碱式氯化铝在我国从七 十年代初开始研制应用,因效果显著,发展较快,目前应用较普遍,具用使胶粒 吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为 30mg/L。其 特点为:1净化效率高,耗药量少除水浊度低,色度小、过滤性能好,原水高浊度时尤为显著。2温度适应性高:PH 值适用范围宽(可在 PH=59的范围内,而不投加 碱剂3使用时操作方便,腐蚀性小,劳动条件好。4设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5无机高分子化合物。(2.

22、混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型 , 重力投加方式有泵前 投加和高位溶液池重力投加 ; 压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备 有孔口计量, 浮杯计量, 定量投药箱和转子流量计。 本设计采用耐酸泵和转子流 量计配合投加。耐酸泵型号 25FYS-20选用 2台,一备一用。1、靠近加氯点,以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合,接触时间不 少于 30min 。为管理方便,和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内,直通加氯点,地沟应有排水设施以 防积水。 氯气管用紫铜管或无缝钢管, 氯水管用橡胶管或塑料管, 给水管用镀锌 钢管,

23、加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开,加氯间应有直接通向外部、且向外开的门, 加氯间和值班室之间应有观察窗,以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约 0.7m ,一般高于地面 1.5m 左右,以便于操作,加氯机 (包括管道不少于两套,以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤 坑内,磅秤面和地面齐平,使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气 8-12次的通风 设备。 加氯间的给水管应保证不断水, 并且保持水压稳定。 加氯间外应有防毒面 具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效,照明和通风设备应有室外开关。 设计加氯间时,均按以上要求进行设计。52.2 混合设备在给排水处理过程中原水与

24、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。 混合是取得良好絮凝效果 的重要前提,影响混合效果的因素很多,如药剂的品种、浓度、原水温度、水中 颗粒的性质、 大小等。 混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。 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。混合的方式主要有管式混合、 水力混合、 水泵混合以及机械混合等。 由于水 力混合难以适应水量和水温等条件变化, 且占地大, 基建投资高; 水泵混合设备 复杂,管理麻烦;机械混合耗能大,维护管理复杂;相比之下,管式静态混合器 是处理水与混凝剂、助凝

25、剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备 , 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。 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%,本设计采用管式 静态混合器对药剂与水进行混合。2.3 絮凝池絮凝过程就是在外力作用下, 使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞, 而形 成更大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,主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条(网格絮凝、和穿 孔旋流絮凝。表 2-1 絮凝池的类型及特点表 6续表

26、 2-1 根据以上各种絮凝池的特点以及本次设计要求, 本设计选用往复式隔板絮凝 池。2.4 沉淀池常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能 特点和适用条件。表 2-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表 7 8环境工程学院 邹峰 续表 2-2 池中分离出来以完成澄清的作用。设计要求采用斜管沉淀池。 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。9 2.5 滤池(1 、多层滤料滤池:优点是含污能力大,可采用较大的流速,能节约反冲 洗用

27、水,降速过滤水质较好,但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂;缺点 是滤料不易获得且昂贵管理麻烦, 滤料易流逝且冲洗困难易积泥球, 需采用助冲 设备;(2 、 虹吸滤池:适用于中型水厂 (水量 2 10万吨 /日 , 土建结构较复杂, 池深大,反洗时要浪费一部分水量,变水头等速过滤水质也不如降速过滤:(3 、无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小,适用于小型水厂;(4 、移动罩滤池:需设移动洗砂设备机械加工量较大,起始滤速较高,因 而滤池平均设计滤速不宜过高, 罩体合隔墙间的密封要求较高, 单格面积不宜过 大(小于 10m 2 ;(5 、普通快滤池:是向下流、砂滤料的回阀式滤池,适用大中型水厂,

28、单 池面积一般不宜大于 100m 2 。优点有成熟的运行经验运行可靠,采用的砂滤料, 材料易得价格便宜,采用大阻力配水系统,单池面积可做得较大,池深适中,采 用降速过滤,水质较好;(6 、双阀滤池:是下向流、砂滤料得双阀式滤池,优缺点与普通快滤池基 本相同且减少了 2只阀门, 相应得降低了造价和检修工作量, 但必须增加形成虹 吸得抽气设备。(7 、 V 型滤池:从实际运行状况, V 型滤池来看采用气水反冲洗技术与单 纯水反冲洗方式相比,主要有以下优点:1 、较好地消除了滤料表层、内层泥球,具有截污能力强,滤池过滤周期 长,反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量 4060%,降低水厂自用水量, 降低

29、 生产运行成本。2 、不易产生滤料流失现象,滤层仅为微膨胀,提高了滤料使用寿命,减少 了滤池补砂、换砂费用。3 、 采用粗粒、 均质单层石英砂滤料, 保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排 污容量,使滤后水水质好。根据设计要求,选用目前较广泛使用的 V 型滤池。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。其方法分化 学法与物理法两大类,前者系水中投家药剂,如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂 等;后者在水中不加药剂,而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较, 采用液氯消毒。 氯是目前国内外应用最广的消毒剂,

30、除消毒外还起 氧化作用。加氯操作简单,价格较低,且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水 质较好时, 一般为滤后消毒, 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。第 3章 水厂平面布置3.1 布置说明水厂占地面积 52479.6m², 因地制宜并考虑到远期发展, 工艺流程力求简短, 适当增加绿地,使水厂里面丰满。当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后, 根据工艺流程和构筑物的功能 要求,结合地质和地形条件,进行平面布置,布置时应考虑以下几点:(1 布置紧凑, 以减少水厂占地面

31、积和连接管渠的长度, 并便于操作管理。 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 11 后整体布局的合理性,还应该考虑分期施工方便。3.2 生产管线设计

32、水厂工艺流程中的主要管线有生产管线、加药管线、 (ABS 塑料管 、加氯 管线、自用水管线、排水管线;具体布置详见总平面布置图。第 4章 给水处理厂工艺计算4.1 加药间设计计算已知计算水量 Q=105000m3/d=4375m3/h。 根据原水水质及水温, 参考有关净 水厂的运行经验,选碱式氯化铝为混凝剂,混凝剂的最大投药量 a=30mg/L,药 容积的浓度 b=15%,混凝剂每日配制次数 n=2次。1、溶液池容积 1W3130437510.49417417215aQ W m bn =,取 11m 3 式中:a 混凝剂(碱式氯化铝的最大投加量(mg/L ,本设计取 30mg/L; Q 设计处

33、理的水量, 4375m 3/h;B 溶液浓度(按商品固体重量计 ,一般采用 5%-20%,本设计取 15%; n 每日调制次数,一般不超过 3次,本设计取 2次。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。 沿池面接入药剂稀释环境工程学院 邹峰 采用给水管 DN60mm ,按 1h 放满考虑。2、溶解池容积 2W溶解池的放水时间采用 t =10min ,则放水流量:W q L s t =, 查水力计算表得放水管管径 DN75mm ,相应流速 v 0=1.429m/s,管材采用硬 聚氯

34、乙烯管。溶解池底部设管径 DN100mm 的排渣管一根,采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构,内壁用环氧树脂进行防腐处理3、投药管投药管流量W q L s = 查水力计算表得投药管管径 DN20mm ,相应流速为 v 0=1.268m/s。4、溶解池搅拌设备 溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5、计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型 , 重力投加方式有泵前 投加和高位溶液池重力投加 ; 压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备 有孔口计量, 浮杯计量, 定量投药箱和转子流量计。 本设计采用耐酸泵和转子流 量计配合投加。计量泵每小时投加药量 :

35、31110.92/W q m h = 式中:1W 溶液池容积(m 3耐酸泵型号 25FYS-20选用 2台,一备一用 . 6、药剂仓库考虑到远期发展, 面积为 200m 2, 仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药 , 药剂仓库平面设计尺寸为 10.0m×20.0m 。4.2混合设备设计计算设计总进水量为 Q=105000m3/d,水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个 混合单元,投药管插入管径的 1/3处,且投药管上多处开孔,使药液均匀分布, 进水管采用两条,流速 v=1.0m/s。计算草图如图 4-1。 图 4-1 管式静态混合器计算草图 1、设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中,设

36、计流量:31050000.61/610/2Q q m s L s n = 则静态混合器管径为(设计进水管流速 v=1.0m/s :0.88D m = =,本设计采用 D=900mm; 2、混合单元数 按下式计算 则混合器的混合长度为:3、混合时间:L T s v = 4、水头损失22Q h n m d =<0.5m,符合设计要求。5、校核 GT 值1727.85G s -= 4.3 往复式隔板絮凝池设计计算絮凝池设计 n=2组,每组设 1池,每池设计流量为:3311050002187.5/0.61/24242Q Q m h m s n =1、絮凝池有效容积:V QT m =,本设计取 7

37、30m 2 273024.3215V L m HB =式中: H 平均水深 (m;本设计取超高 0.5m , H=2.0m; 3、隔板间距絮凝池起端流速取 v 起 =0.6m/s,末端流速取 v 末 =0.2m/s。首先根据起,末端 流速和平均水深算出起末端廊道宽度, 然后按流速递减原则, 决定廊道分段数和 各段廊道宽度。起端廊道宽度: 1110. 610. 50. 62Q a m v H = 末端廊道宽度: 1660. 611. 5320. 2Q a m v H = 廊道按宽度分成 6段。各段廊道宽度和流速见表 4-1。应注意,表中所求廊 道内流速均按平均水深计算, 故只是廊道真实流速的近似

38、值, 因为, 廊道水深是 递减的。表 4-1 廊道宽度和流速计算表 4、水头损失计算2222it i i i i i iv v h m l g C R =+ 式中: v i 第 i 段廊道内水流速度(m/s ; it v 第 i 段廊道内转弯处水流速度(m/s ; 隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板(1800转弯 =3;i l 第 i 段廊道总长度 (m;i R -第 i 段廊道过水断面水力半径(m ; i C 流速系数,随水力半径 Ri 和池底及池壁粗糙系数 n 而定,本设计取n=0.013,通常按曼宁公式 161i i C R n=计算。a H R a H =+116C R n =, 21

39、3572.45C =絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构,外用水泥砂浆抹面,粗糙系数为 n=0.013。其他段计算结果得:R R R R R = 2345661. 4563. 6265. 1866. 0369. 63C C C C C = 22232425263776. 104047. 504248. 434359. 964848. 34C C C C C = 廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的 1.2-1.5倍, 本设计取 1.5倍, 则 第一段转弯处流速:1110.61t Q v m s a H =式中:it v 第 i 段转弯处的流速(m/s ; 1Q 单池处理水量(m 3/h ;i a

40、 第 i 段转弯处断面间距,一般采用廊道的 1.21.5倍,本设计取 1.5倍;H 池内水深(m 。其他 5段转弯处的流速为: 234560.34/0.27/0.23/0.21/0.13/tttttv m sv m sv m sv m sv m s=各廊道长度为:各段转弯处的宽度分别为 0.75m ; 0.9m ; 1.125m ; 1.35m ; ; 1.5m ; 2.25m ; 123456(0.75 4(150.75 57(0.9 5(150.9 70.5(1.125 6(151.125 83.25(1.35 5(151.35 68.25(1.5 6(151.5 81(2.25 3(15

41、2.25 38.25l n B ml n B ml n B ml n B ml n B ml n B m=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=第 1段水头损失为:222211111221134570.278tv vh m lg C R=+=+=m 5.GT 值计算 (t=200C 时 18159.2G s -=<601s -,符合设计要求; 59.2206071040GT =, (在 104-105范围之内 絮凝池与沉淀池合建,中间过渡段宽度为 1.5m 。4.4 斜管沉淀池设计计算斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用, 按照斜管中的水流方向, 分为 异向流、 同向流、 和

42、侧向流三种形式。 斜管沉淀池具有停留时间短、 沉淀效率高、 节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池,设计 2组1、沉淀池清水区面积:Q A m q = 式中 q 表面负荷 32m 32/( m m h 2. 、沉淀池的长度及宽度:A L m B = 则沉淀尺寸为 L B =14.58×15=218.7 m 2 ,为配水均匀,进水区布置在 15m 长的一侧。在 14.58m 的长度中扣除无效长度 0.5m ,因此进出口面积 (考虑斜管 结构系数 1.03 : 19式中: k 1 斜管结构系数,取 1.033、沉淀池总高度:式中 h 1 保护高度(m ,一般采用 0.3-0.5m

43、 ,本设计取 0.3m ;h 2 清水区高度(m ,一般采用 1.0-1.5m ,本设计取 1.2m ;h 3 斜管区高度(m ,斜管长度为 0.9m ,安装倾角 600,则030.9sin 600.78h m =;h 4 配水区高度(m ,一般不小于 1.0-1.5m ,本设计取 1.5m ; h 5 排泥槽高度(m ,本设计取 0.8m 。1、沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙,孔口总面积:位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。2、沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽,出水孔口流速 v 1=0.6m/s,则穿孔总面积:32A N F =,本设计取 2000个 式中 F 每个孔口的面积 (

44、m2 : 20.0254F =. 设沿池长方向布置 10条穿孔集水槽,中间为 1条集水渠,为施工方便槽底 20q m s =, 考虑池子的超载系数为 20%,起点槽中水深:H 1=0.75b=0.75×0.24=0.18m终点槽中水深:H 2=1.25b=1.25×0.24=0.30m为了便于施工,槽中水深统一按 H 2=0.30m计。集水方法采用淹没式自由跌 落,淹没深度取 0.05m ,跌落高度取 0.07m ,槽的超高取 0.15m 。则集水槽总高 度:H '=0.05+0.8+0.57=1.42m出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失,孔口损失:22v

45、 h m g = 式中: 进口阻力系数,本设计取 =2.集水槽内水深为 0.3m ,槽内水力坡度按 i=0.01计,槽内水头损失为:出水总水头损失: 21采用穿孔管进行重力排泥, 穿孔管横向布置, 沿与水流垂直方向共设 10根, 双侧排泥至集泥渠。集泥渠长 15m , B×H=0.3m×0.3m ,孔眼采用等距布置,穿 孔管长 7.5m ,首末端集泥比为 m s =0.5 ,查得 k =0.72。取孔径 d =25mm,孔口 面积 f =0.00049m²,取孔距 s =0.4m,孔眼总面积为:穿孔管直径为: 30. 125D m =,本设计取 150mm 取直径

46、为 150mm ,孔眼向下,与中垂线成 450角,并排排列,采用气动快开 式排泥阀。4. 4.3 核算(1 雷诺数 Re水力半径 R 当水温 t =10时,水的运动粘度 20.013/cm s = 斜管内水流速速为200=<500,符合设计要求 式 中 斜 管 安 装 倾 角 , 一 般 采 用 600-750, 本 设 计 取 600 ,(2弗劳德系数 r F 22 22r v F Rg -=, r F 介于 0.001-0.0001之间,满足设计要 求。(3斜管中的沉淀时间 T129002904.84min 3.1l T s v =,满足设计要求(一般在 25min之间 式中 1l

47、斜管长度(m ,本设计取 900mm4.5 V 型滤池设计计算滤池设计水量 Q=105000m³/d,设计滤速 =10m/h,过滤周期 48h滤层水头损失:冲洗前的滤层水头损失采用 1.8m第一步 气冲冲洗强度 2115/(. q L s m =气 ,气冲时间 2min t =气 ;第二步 气、水同时反冲 2215/(. q L s m =气 , 214/(. q L s m =水 , , 4min t =气 水 ;第三步 水冲强度 225/(. q L s m =水 , 4min t =水冲洗时间 t=10min;冲洗周期 T=48h反冲横扫强度 1.8L/(s. m²

48、,滤池采用单层加厚均质石英砂滤料,粒径 0.96-1.35mm ,不均匀系数 1.2-1.6。1、滤池工作时间:' 10242423.96048T h =-= 2、滤池总面积:Q F m vT =' 233、滤池的分格为了节省占地, 选双格 V 型滤池, 池底板用混凝土, 单格宽 B =3.5m,单格长L =10.5m,(一般规定 V 型滤池的长宽比为 2 :1 4 :1,滤池中央气,水分配槽将滤池宽度分成两半, 每一半的宽度不宜超过 4m 共 6座,每座面积 73.5m², 总面积 441m²。4、校核强制滤速 ' v' 61012/161

49、NV v m h N =-, 满足 v17m/h的要求。 5、滤池高度的确定H 3 承托层厚度,采用 0.050.1m ,取 0.1m H 4 滤料层厚度,一般为 1.11.2m ,取 1.2m H 5 滤层上面水深,采用 1.21.5m ,取 1.5mH 6 进水系统跌差(包括进水槽孔洞水头损失及过水堰跌差 ,一般为 0.30.5m ,取 0.5mH 7 进水总渠超高 m ,取 0.3m 6、水封井设计滤层采用单层均质滤料,粒径 0.961.35mm ,不均匀系数 80K 为 1.21.6, 均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算22220033001- 10.013(10.5 1180=

50、清 ( 式中 清 H 水流通过滤料层的水头损失 , ; 水的运动黏度 , ²/s,10时为 0.013 ²/s;g 重力加速度, 981 ²/s; 240m 滤料孔隙率,取 0.5;0d 与滤料体积相同的球体直径,取为 0.1 0l 滤层厚度, 120 v 滤速, v=10m/h=0.28m/s 滤料颗粒球度系数,天然沙粒 0.750.80,取 0.8根据经验,滤速为 812 m/s时,清洁滤料层的水头损失一般为 3050, 计算值比经验值低,取经验值的底限 30位清洁滤料层的过滤水头损失。正常 过滤时,通过长柄滤头的水头损失 h 0.22m ,忽略其他水头损失,

51、则每次反冲 洗后刚开始过滤时的水头损失为 开始 H =0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内 液面高出滤料层,水封井出水堰顶高与滤料层相同,设水封井平面尺寸 2×2m²。 堰底板比滤池底板低 0.3m ,水封井出水堰总高为:1234H 0.3H +H=0.3+0.8+0.1+0.1+1.2=2.5mH H =+水封因为每座滤池过滤水量:Q 单 =vf=10×73.5=735m³/h=0.204 m³/s所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式 321.84Q bh =计算得:2233(Q h =单本设计采用长柄滤头配水配气系统 ,

52、 冲洗水采用冲洗水泵供应 , 为适应不同冲 洗阶段对冲洗水量的要求 , 冲洗水泵采用两用一备的组合 , 水泵宜于滤池合建 , 且 冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。1、反冲洗用水流量 反 Q 的计算反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算,单独水洗时反洗强度最大为 5L/( m².sQ 反水 =q水 f=5×73.5=367.5 L/s=1323 m3/h参 考 相 似 资 料 水 泵 采 用 14sh-28型 水 泵 , 其 性 能 参 数 为 :H=12.3 2519.3m,Q=270400L/s。V 型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量:Q 表水 =q表水 f=0

53、.0018×73.5=0.1323 m³/s2、反冲洗配水系统的断面计算配水干管进口流速应为 1.5m/s左右,配水干管的截面积A 水干 =Q反水 /V水干 =0.3675/1.5=0.245m²反冲洗配水干管采用钢管, DN600,流速 1.257m/s,反冲洗水由反冲洗配水 干管输送至气水分配渠,由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水 区, 反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值, 配水支管流速 为 1.01.5m/s,取 水支 V =1.0m/s,则配水支管的截面积:A 方孔 =Q反水 /V水支 =0.3675/1.0=0.3675m&

54、#178;,此为配水方孔总面积,沿渠长方向两侧各均匀布置 15个配水方孔,共计 30个,孔中心间距 0.6m ,每个孔口面积:每个孔口尺寸取 0.1×0.1m²。反冲洗水过孔流速:v=0.3675/2×15×0.1×0.1=1.225m/s,满足要求。3、反冲洗用气量计算 反气 Q采用鼓风机直接充气,采用两组 , 一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最 大时的空气流量计算,这是气冲强度为 15L/( m².sQ 反气 =q气 f=15×73.5=1102.5L/s=1.1025m3/s4、配气系统的断面计算配气干管进口流速应为

55、 5m/s左右,则配气干管的截面积:2Q 1.10250.2205V 5A m =反气 气干气干 反冲洗配气干管采用钢管, DN350, 流速 11.5m/s(在 1015m/s之间 ,反冲 洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠, 尤其水分配渠两侧的布气小孔配 气到滤池底部布水区。26布气小孔紧贴滤板下缘,间距与布水方孔相同共计 30个,反冲洗用空气通 过布气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速为 10m/s左右,配气支管的截面积:A 气支 =Q反气 /V气支 =1.1025/10=0.11025m²每个布气小孔面积:A 气孔 =A气支 /30=0.11025

56、/30=0.003675 m²,孔口直径1d m =气孔,取 70mm 。每孔配气量:Q 气孔 5、气水分配渠的断面设计对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时, 亦即气 水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。 因此气水分配渠的断面设计按气 水同时反冲洗的情况设计。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量:3f 473.5294L/s0.294m /sQ q =反气水 水气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量:气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值, 则气水分配干渠 的断面积:2Q 0.4165m Q A =+=+=反气水反气气水 水干气干1、反冲洗管渠 (1气水分

57、配渠气水分配渠起端宽取 1.2m, 高取 1.5m ,末端宽取 1.2m ,高取 1.0m ,则起端 截面积为 1.8m²,末端截面积 1.2m²,两侧沿程各布置 15个配水小孔和 15个配 27需最小截面积为 0.4165/30=0.01392m 末端截面积 1.2 m²,满足要求。(2排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面 0.5m, 则排水集水槽起端槽高:1234H +H+H+H+0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2mH =起 式中, H 1, H 2, H 3同前, 1.5为气水分配渠起端高度。 排水集水槽末端槽高:i 1

58、0.5H H L-=末 起(3排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟(非满流, n=0.013计算公式校核集水槽排水能力。设集 水槽超高 0.3m ,则槽内水位高 1.2-0.3=0.9mh =排集 ,槽宽 1.0b m =排集 ,湿周 X=b+2h=1.0 +2×0.9=2.8m=排集水流速度 221133227.85/0.013R i v m s n =2、排水渠和进水管渠28 (1 6座滤池分成独立的两组,每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计,流 速要求 0.81.2m/s,采用 1.0m/s则过滤流量Q=105000/2=52500m3/d=0.60 m³/s过水断

59、面20.60Q F m v =,进水总渠宽 1.0m ,水面高 0.6m 。 (3 每座滤池在进水侧壁开三个进水孔, 滤池, 两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭, 中间进水孔孔口设手动调节闸板, 在反 冲洗时不关闭, 供给反洗表扫用水。 调节闸板的开启度, 使其在反冲洗时的进水 量等于表面扫洗用水量, 孔口面积按孔口淹没出流公式 0.64Q =其总 面积按滤池强制过滤水量计,强制过滤水量30.6/10.3m /s Q =-=强 (3孔口两侧水位差取 0.1m ,则孔口总面积:=孔 中间孔面积按表面扫洗水量设计:22Q 0.1323A A m m =表水 孔 中孔 强孔口宽 1.0B m =中孔 ,孔

60、口高 0.15H m =中孔两个侧孔口设阀门,采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面积:29=孔 中孔 侧 0.335-0.152孔口宽 0.3B m =侧孔 ,孔口高 0.3H m =侧孔 (4宽顶堰:为保证进水稳定性, 进水总渠引来的待滤水经过宽顶堰进入每座滤池内的配 水渠,在经配水渠分配到两侧的 V 型槽。宽顶堰堰宽取 4.5b m =宽顶 ,宽顶堰与 进水总渠平行布置,与进水总渠侧壁相距 0.5m 。堰上水头由矩形堰的流量公式2/31.84Q bh =,计算得:22330.3( ( 0.11 1.84 4.5Q h m b = = 强 宽顶宽顶 (5进入每座滤池的待滤水经过宽顶堰溢流至配水渠,

61、由配水渠两侧的进水孔进 入滤池内的 V 型槽,滤池配水渠宽取 0.4m b =配水 ,渠高为 1.0m ,渠总长等于滤 池总宽,则渠长 7.0m L =配渠 ,当渠内水深 0.4m h =配渠 时,末端流速(进来的待 滤水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去,每侧流量Q 强Q 0.3v m s =强 配渠 配渠 配渠 ,b m =+配渠 配渠 配渠 配渠 配渠配水渠水力坡降 2/3230V 型槽槽底射表扫水出水孔, 直径取 0.025m , 间隔 0.15m , 每槽共计 70个, 则单侧 V 型槽表扫水出水孔总面积为:A m =表孔表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶 0.15m , 即 V 型槽槽底的

62、高度低于集水槽 堰顶 0.15m 。 据潜孔出流公式 0.64Q =Q 应为单个滤池的表扫水流量,则表 面扫洗时 V2 ( 0.472g29.8v h m =液 表孔反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式 3/21.84Q bh =求得, 其中 b 为集水槽长 10.5m , Q 为单格反冲洗流量:(=反反单所以 2/32/3Q 0. 2499( 0. 0551. 84b 1. 8410. 5h m = 反单排槽V 型槽倾角 45°,垂直高度 1.0m ,壁厚 0.05m 。反冲洗时 V 型槽顶高出滤池 内液面高度为:反冲洗时 V 型槽顶高出槽内液面高度为:冲洗水塔容积按一座

63、滤池冲洗水量的 1.5倍计算:3133473.5V Q t Q t m =+=+=反水 水 反气水 气水 ( 冲洗水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为:10.79h m =, 配水系统水 头损失为 20.47h m =,滤料层水头损失:=-=-= 式中:1r 滤料石英砂的密度, 1r =2.65t/m3;r 水的密度, r =1 t/m3;m 0 m 0=0.41; 安全富余水头:h 4=1.5m,冲洗水箱底应高于洗砂排水槽面:1、风机选型根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力, 风量要求选 3台 LG50风 机。风量 50m 3/min,风压 49kpa ,电机功率 60kw ,两用

64、一备,正常工作鼓风量 共计 100m 3/min>1.1Q 反气 =73 m3/min。2、反冲洗水泵选型选用 12Sh-28型泵, 3台(2用一备 ,性能参数:流量 612-900m 3/h,扬程 10-14.5m , 轴功率 30.3-33.0KW , 电机功率 40KW , 允许吸上的真空高度为 4.5m 。4.6 消毒和清水池设计计算已知设计水量 Q=105000m3/d=4375m3/h, 本设计消毒采用液氯消毒, 预氯化 最大投加量为 1.5mg/L,清水池最大投加量为 1.0mg/L。321、加氯量计算 预加氯量为:清水池加氯量为:二泵站加氯量自行调节,在此不做计算,则总加氯量为 量设备。 选用 2台 ZJ 2转子加氯机, 330mm×370mm , 一用一备 .储氯量(按 20天考虑为:20242024115280G Q kg =液氯的储备于 5个 1吨氯瓶(H×D=2020mm×800mm 和 1个 0.5吨氯瓶 (H×D=600mm×1800mm 。2、清水池平面尺寸的计算 (1清水池的有效容积清水池的有效容积, 包括调节容积, 消防贮水量和水厂自用水的调节量。 清 水池的调节容积:式中:k 经验系数一般采用 10%-20%;本设计 k=10%;Q 设计供水量 Q=100000m