南京某熱電廠循環(huán)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文南京某熱電廠循環(huán)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)：土木工程指導(dǎo)教師： 目錄摘要3前言41 概述51.1 工程概況51.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)條件51.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)51.2.2 設(shè)計(jì)條件61.2.3 設(shè)計(jì)自然條件62 凈水廠工藝選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算82.1 混凝設(shè)施92.1.1 藥劑配制投加設(shè)備92.1.2 混和設(shè)備142.1.3 絮凝設(shè)備162.2 沉淀池232.2.1 沉淀池型式的選擇242.2.2 設(shè)計(jì)概述252.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算252.3 過濾設(shè)備302.3.1 濾池的選用302.3.2 設(shè)計(jì)概述312.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算312.4 消毒設(shè)施422.4.1 已知條件432.4.2 設(shè)

2、計(jì)計(jì)算432.5 清水池計(jì)算442.5.1 平面尺寸計(jì)算442.5.2 管道系統(tǒng)452.5.3 清水池的布置453 凈水站平面和高程布置463.1 平面布置463.2 高程布置474 結(jié) 論47致 謝48參考文獻(xiàn)49 摘要 本設(shè)計(jì)選題取自實(shí)際生產(chǎn)中，為南京某燃機(jī)發(fā)電有限責(zé)任公司2450mw機(jī)組二次循環(huán)供水系統(tǒng)。全廠供水系統(tǒng)為帶有冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)。電廠的凈水站位于廠區(qū)東側(cè)。全廠用水均為來自經(jīng)過凈水站處理的長(zhǎng)江水，其中循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水為來自凈水站的澄清水，化學(xué)水補(bǔ)充水則為來自凈水站的澄清、過濾水。整個(gè)工程包括取水工程，凈水工程和輸配水工程三部分。本設(shè)計(jì)選取了混凝、沉淀、過濾、消毒的常規(guī)水

3、處理工藝，使經(jīng)處理后的清水符合工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)，其中澄清水水質(zhì)為ss10mg/l、濁度10ntu；過濾水水質(zhì)為ss3mg/l、濁度3ntu。 本工程凈水站水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)出力1500m3/h。通過比較，選取了最符合本設(shè)計(jì)要求的水處理構(gòu)筑物，經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，得出了各個(gè)水處理構(gòu)筑物的尺寸以及輸配水管道的管徑，并選取了所需設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量。關(guān)鍵詞： 水處理 混凝 沉淀 過濾 消毒 abstract this design comes from practice. it is a recycling water-supply system of 2450mw generating units in a c

4、oal power co. ltd. in nanjing. the water-supply system in the plant is a recycling water-supply system with a cooling tower. the water-purifying station is in the east of the plant. the water used in the plant is purified water from the yangtze river. the supplementary water in the water cycling sys

5、tem is the settled water from the purifying station. the chemical supplementary water is the settled, filtered water from the purifying station. the project includes three parts, that is, getting water, purifying water and sending water. the normal water treatment technology such as coagulation, sed

6、imentation, filteration and sterilization is used in the design so that the treated water reaches the standard of water used in industry. the quality of settled water is: ss10mg/l, turbidity10ntu; the quality of filtered water is: ss3mg/l, turbidity3ntu.the designed output of the water treatment equ

7、ipment in the station is 1500m3/h. by comparison, the most suitable building is designed. the suitable size of the building and the calibres of the pipes are decided on by calaulating. types and quantities of the equipment are also chosen.keywords: water treatment, coagulation, sedimentation, filter

8、ation, sterilization 前言 近年來，我國(guó)的水資源日益匱乏，工業(yè)用水量也在日益增加，而冷卻用水更是占了工業(yè)總用水量的70%左右。工業(yè)用水循環(huán)將會(huì)大大節(jié)約水資源，作為電力部門，設(shè)置循環(huán)供水系統(tǒng)工業(yè)取水，量下降，就可以將省下來的水提供城市公共用水與居民生活用水，創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)，更有利于社會(huì)的穩(wěn)定。 本設(shè)計(jì)為南京某燃機(jī)發(fā)電有限責(zé)任公司機(jī)組循環(huán)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本工程凈水站水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)出力為1500m3/h，水處理設(shè)備為室外露天布置。電廠的循環(huán)冷卻水直接采用長(zhǎng)江水，本期工程凈水站處理的原水就直接來自循環(huán)水系統(tǒng)。從循環(huán)水壓力管道上引水至本期工程的凈水站，通過原水升壓泵提升后進(jìn)入水處理設(shè)

9、備。在原水升壓泵泵后與水處理設(shè)備之間的管道上設(shè)置管道混合器，在混合器前投加混凝劑（或助凝劑，根據(jù)需要設(shè)置）。水處理設(shè)備應(yīng)采用混合、反應(yīng)、沉淀、過濾工藝，處理后的清水進(jìn)入清水池，經(jīng)清水泵提升后送至電廠各用戶。 通過整個(gè)設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)了解國(guó)內(nèi)外水處理工藝流程及設(shè)備，熟悉并掌握給水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟，學(xué)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料正確地選定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算。通過比較選擇符合流體力學(xué)性質(zhì)，沉淀效果好，沉淀表面光滑，不易積泥，使用壽命長(zhǎng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的水處理設(shè)備。能夠獨(dú)立進(jìn)行整個(gè)工藝過程所涉及的所有設(shè)備及材料（包括混合、反應(yīng)設(shè)備、沉淀設(shè)備、過濾設(shè)備、管道混合器、閥門、管道以及相應(yīng)的電控設(shè)備等

10、）的設(shè)計(jì)，把所學(xué)理論知識(shí)結(jié)合到生產(chǎn)實(shí)踐中。1 概述1.1 工程概況南京某某燃機(jī)發(fā)電有限責(zé)任公司2450mw機(jī)組采用二次循環(huán)供水系統(tǒng)。電廠的凈水站位于廠區(qū)東側(cè)。本工程凈水站水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)出力為1500m3/h，水處理設(shè)備為室外露天布置。凈水站水處理工藝流程：循環(huán)冷卻水直接采用長(zhǎng)江水，本期工程凈水站處理的原水就直接來自循環(huán)水系統(tǒng)。從循環(huán)水壓力管道上引水至本期工程的凈水站，通過原水升壓泵提升后進(jìn)入水處理設(shè)備。在原水升壓泵泵后與水處理設(shè)備之間的管道上設(shè)置管道混合器，在混合器前投加混凝劑（或助凝劑，根據(jù)需要設(shè)置）。水處理設(shè)備應(yīng)采用混合、反應(yīng)、沉淀、過濾工藝，處理后的清水進(jìn)入清水池，經(jīng)清水泵提升后送至電

11、廠各用戶。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)條件1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）給水系統(tǒng)選擇和給水方案比較，確定凈水廠廠址與凈水工藝，提出可行的給水系統(tǒng)進(jìn)行方案比較；（2）凈水廠設(shè)計(jì)；（3）凈水廠的平面布置和高程布置1.2.2 設(shè)計(jì)條件本期工程全廠供水系統(tǒng)為帶有冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)。全廠用水均為來自經(jīng)過凈水站處理的長(zhǎng)江水，其中循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水為來自凈水站的澄清水，化學(xué)水補(bǔ)充水則為來自凈水站的澄清、過濾水。本工程凈水站水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)出力1500m3/h，凈水站水處理設(shè)備的設(shè)置應(yīng)考慮任一構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗或停止工作時(shí)仍能滿足出力要求。經(jīng)處理后的清水應(yīng)符合工藝用水的標(biāo)準(zhǔn)。其中澄清水水質(zhì)為ss10mg/

12、l、濁度10ntu；過濾水水質(zhì)為ss3mg/l、濁度3ntu。設(shè)計(jì)應(yīng)提供上述整個(gè)工藝過程所涉及的所有設(shè)備及材料（包括混合、反應(yīng)設(shè)備、沉淀設(shè)備、過濾設(shè)備、管道混合器、閥門、管道以及相應(yīng)的電控設(shè)備等）。需提供水處理設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)（不包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)備的基礎(chǔ)部分）。水處理設(shè)備的維護(hù)結(jié)構(gòu)可采用混凝土結(jié)構(gòu)，水處理設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)符合流體力學(xué)性質(zhì)，沉淀效果好，沉淀表面光滑，不易積泥，使用壽命長(zhǎng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。水處理設(shè)備的排泥系統(tǒng)采用可編程控制器（簡(jiǎn)稱為plc，供方提供）來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。提供的水處理設(shè)備、管道閥門的配置應(yīng)能滿足系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化控制的需要。排泥系統(tǒng)的控制方式應(yīng)包括自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)3種控制方式

13、。當(dāng)自控系統(tǒng)故障時(shí)，可通過控制箱上的控制按鈕實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制，當(dāng)電動(dòng)閥門檢修時(shí)可通過排泥管上的手動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn)排泥。1.2.3 設(shè)計(jì)自然條件（1）水文狀況南京內(nèi)主要地面水來源為長(zhǎng)江，主要水系屬感潮河段，每日漲落潮各兩次，漲、落平均延時(shí) 3 小時(shí) 25 分。 水位及潮差歷年最高水位10.22米歷年最低水位1.54米年平均水位5.31米（吳淞零點(diǎn)為基準(zhǔn)）平均洪水位： 5.20 m 平均枯水位： 0.06 m 歷年最大潮差： 2.10 m 歷年最低潮差： 0.01 m 歷年平均潮位： 0.96 m 流速 最大流速： 2.00m/s （洪水期）最小流速： 0.50m/s （枯水期） 平均流速： 1.00m/s

14、 （水位中等） 流量最大洪峰： 92600m3/s （ 1954 年8月 1日）最大平均流量： 43100 m3/s (1954年) 多年平均流量： 28600 m3/s 最小平均流量： 21400 m3/s 最小枯水流量： 4620 m3/s 年均徑流量： 8933 億 m3（2）氣候南京位于中緯地區(qū)，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，太陽(yáng)高度角比較大，日照充足，無霜期 238 天，日照時(shí)數(shù) 2057.2 小時(shí)，氣溫溫和濕潤(rùn)，四季分明，雨量豐沛。 濕度 歷年平均相對(duì)濕度： 76% 歷年最小相對(duì)濕度： 0% （1968 年 1 月 15 日） 室外平均相對(duì)濕度: 77% 風(fēng)向常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)和 ene （

15、東北偏東），其次為 ese （東南偏東）夏季主導(dǎo)風(fēng)向： ese （東南偏東） 冬季主導(dǎo)風(fēng)向：靜風(fēng)和 ene （東北偏東） 歷年平均風(fēng)速： 3.1m/s 歷年最大風(fēng)速： 23.0m/s,1959 年 8 月 31 日 ne （東北）風(fēng) 氣壓 歷年平均氣壓： 1014.0 百帕 降雨歷年平均降水量： 1070.0 毫米 歷年一日最大降水量： 262.5 毫米（ 1972 年 7 月 3 日） 日降水量大于 10 毫米的天數(shù)： 32.4 天 雨季：鎮(zhèn)江新區(qū)無明顯雨季 雷暴年雷暴日數(shù)： 28.2 天 霧年平均降霧日： 26.1 天 冰凍1951 年至 2000 年最低氣溫不高于 0 日數(shù)： 43.4

16、天 積雪 年最大積雪厚度： 34 厘米（1984 年 1 月 19 日） 地震 地震強(qiáng)度、頻度：建筑物按 7 級(jí)設(shè)防，但歷史上未發(fā)生過 5.5 級(jí)以上的地震。地震烈度：7度 氣溫 歷年平均氣溫： 15.5 室外氣溫變幅： -14.040.7（3）處理水水質(zhì)處理水進(jìn)水溫度變幅： 4.035處理水水質(zhì)類型 ： 長(zhǎng)江水江水水質(zhì)指標(biāo)見表1-1 表1-1 江水水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目項(xiàng)目外觀清混濁cod(p.p.m.o2)120溫度435pss(p.p.m)1000ph6.58.5含沙量0.0223.24kg/m3 2 凈水廠工藝選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算由于地表水水源水位變化不大，原水的濁度、色度有季節(jié)性的變化。所以選擇以下

17、處理工藝：2.1 混凝設(shè)施水的混凝是指水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程。它是近代水質(zhì)凈化處理的首要環(huán)節(jié)。它主要由藥劑配制與投加、混合、反應(yīng)三部分組成。2.1.1 藥劑配制投加設(shè)備（1）藥劑選擇本設(shè)計(jì)采用聚合氯化鋁pac為混凝劑，以聚丙烯酰胺pam為助凝劑。固體時(shí)，助凝劑為混凝劑的3%5%。配成液體時(shí)，混合凝劑的濃度控制在10%（按商品質(zhì)量算）。一般水質(zhì)情況下，干重最大投加量約為30mg/l，最低6.7mg/l，平均14.3mg/l。pac特性：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，ph 值使用范圍59。操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好，成本較低。pam特性：處理

18、高濁度水時(shí)效果顯著，既可保證水質(zhì)，又可減少混凝劑用量和沉淀池容積；適當(dāng)水解后，效果提高；常與其他混凝劑配合使用或作助凝劑；其單體丙烯酰胺有毒，用于飲用水凈化應(yīng)控制用量。（2）投加方式選擇混凝劑的投配方式可采用濕投或干投。本設(shè)計(jì)采用濕投法。在藥劑濕投法系統(tǒng)中，首先把固體藥劑置入溶解池中并注水溶化。當(dāng)濕投時(shí)，混凝劑的溶解應(yīng)按用藥量大小、混凝劑性質(zhì)，選用水力、機(jī)械或壓縮空氣等攪拌方式。（3）藥劑溶解與溶液配制設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高于地面1m，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排查

19、管，池壁需攝超高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以陳放藥液的池子和管道及配水井都應(yīng)具有防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體。溶液池一般以高架式設(shè)置，以便能依靠重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)置放空管，必要時(shí)采用溢流裝置。 溶液池容積w1； 設(shè)計(jì)流量為q=1575m3 /h，最大投加量為=30mg/l, 溶液濃度為10，每天調(diào)制次數(shù)為n=2，溶液池調(diào)節(jié)容積為： 設(shè)計(jì)取6m3 ，溶液池分三格，一格備用。每格的有效容積為3m3 ，有效高度為1.0m,超高取0.2m,則每格實(shí)際尺寸為：blh=2 m1.5m1.2m 溶解池w2 溶解池容積為： 有效高度取1.2m,超高取0.

20、3m。 溶解池實(shí)際尺寸為：blh=1.5m1m1.5m 溶解池的放水時(shí)間采用t=10min,則放水流量 查水力計(jì)算表得放水管管徑d0=40mm,相應(yīng)流速v0=2.82m/s。 溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根。 投藥管投藥管流量查水力計(jì)算表得投藥管管徑d=20mm,相應(yīng)流速為0.63m/s。（4）壓縮空氣攪拌調(diào)制藥液的計(jì)算 用壓縮空氣攪拌調(diào)制藥劑時(shí)，在靠近溶解池底部處設(shè)置格柵，用以放置塊狀藥劑。格柵下部空間設(shè)穿孔空氣管，加藥時(shí)可通入壓縮空氣進(jìn)行攪拌，以加速藥劑的溶解。穿孔空氣管應(yīng)能防腐，可采用塑料管或橡膠軟管等。 溶解池的空氣供給強(qiáng)度為810l/(s.m2),溶液池則為35 l/(s

21、.m2)?？諝夤軆?nèi)空氣流速為1015 m/s，孔眼處空氣流速為2030 m/s。穿孔管孔眼直徑一般為34mm,支管間距為400500mm. 已知條件 藥池平面尺寸：溶解池為1.5m1m；溶液池為2 m1.5m。 空氣供給強(qiáng)度：溶解池采用8 l/(s.m2)；溶液池采用5 l/(s.m2)。空氣管長(zhǎng)度為20m,其上共有900彎頭七個(gè)。 設(shè)計(jì)計(jì)算a. 需要空氣量q 式中： n藥池個(gè)數(shù)，一般溶解池應(yīng)設(shè)兩個(gè)； f藥池平面面積，m2； q空氣供給強(qiáng)度，l/(s.m2)溶解池需要空氣量q1: 溶液池需要空氣量q2: 所以，總需用空氣量q:b. 選配機(jī)組選用rb-65型諾茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)（一臺(tái)工作，一臺(tái)備用），

22、其風(fēng)量為3.33m3/min,風(fēng)壓為49.0kpa，所需軸功率為5.0kw，所配電機(jī)功率為7.5kw，轉(zhuǎn)數(shù)為2500r/min。c. 空氣管流速v: 式中： q供給空氣量，m3/min; p鼓風(fēng)機(jī)壓力，pa; d空氣管管徑，m,此處選用d=100mm.則空氣管流速為： d. 空氣管的壓力損失h沿程壓力損失： 局部壓力損失： 式中：l空氣管長(zhǎng)度，m； g管內(nèi)空氣質(zhì)量流量，g=60q（kg/h）; 空氣密度（見表3-1），kg/m3; q空氣供給量，m3/min; 阻力系數(shù)，見表3-2； d空氣管直徑，mm; 局部損失阻力系數(shù)； v空氣管流速，m/s. 表3-1 空氣密度（干空氣密度以kg/m3計(jì)

23、）壓力/pa密度kg/m3溫度-30-20-100+10+20+30+409.8061041.4061.3501.2991.2511.2071.1661.1281.0581.9611042.8122.7012.5892.5832.4142.3322.5552.1153.9221045.6245.4025.1965.0064.8294.6064.5104.2325.8831048.4368.1027.7947.4097.2446.9966.7656.3467.84510411.3510.8010.3910.019.6589.3289.0208.4649.80610414.0613.5012.99

24、12.5112.0711.6611.2810.58表3-2 根據(jù)g值確定的阻力系數(shù)g/（kg.h-1）g/（kg.h-1）102.034001.18151.926501.10251.7810001.03401.6815000.97651.5425000.901001.4540000.841501.3665000.782501.26當(dāng)溫度為0、壓力為9.8104+4.9104=1.47105（pa)時(shí)，由表3-1查知得空氣密度=1.92，則： 據(jù)此查表3-2，得=1.19，則 7個(gè)900彎頭的局部阻力系數(shù) 故得空氣管中總的壓力損失為 e. 空氣分配管的孔眼數(shù)n孔眼直徑采用 d0=4mm;單孔面積

25、為: 空眼流速采用 v0=20m/s;所需孔眼總數(shù): 用壓縮空氣調(diào)制藥液的溶解池見圖1-1(5) 藥劑倉(cāng)庫(kù)的計(jì)算藥劑倉(cāng)庫(kù)與加藥間應(yīng)連在一起，儲(chǔ)存量一般按最大投劑量期間1-2月的用量計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)藥劑供應(yīng)情況和運(yùn)輸條件等因素適當(dāng)增減。藥劑堆放高度一般為1.5m,有吊運(yùn)條件時(shí)可適當(dāng)增加。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)有磅秤，盡可能考慮汽車運(yùn)輸方便，并留有1.5m寬的過道。應(yīng)有良好的通風(fēng)條件，并應(yīng)防止受潮。1 已知條件混凝劑為聚合氯化鋁，每袋的質(zhì)量為40kg，每袋體積為0.50.40.2（m3),投藥量為30mg/l,水廠設(shè)計(jì)流量為1575m3/h,藥劑堆放高度為1.5m，藥劑有效期為30d.2 設(shè)計(jì)計(jì)算a. 聚合氯化鋁

26、袋數(shù)n 式中 ： q水廠設(shè)計(jì)流量，m3/h; u投藥量，mg/l; t藥劑儲(chǔ)存期，d; w每袋藥劑質(zhì)量，kg. b. 有效堆放面積a式中： h藥劑堆放高度，m; v每袋藥劑體積，m3; e堆放孔隙率，袋堆時(shí)e=20%。2.1.2 混和設(shè)備 混合的主要作用，是讓藥劑迅速而均勻地?cái)U(kuò)散到水中，使其水解產(chǎn)物與原水中的膠體微粒充分作用完成膠體脫穩(wěn)，以便進(jìn)一步去除。脫穩(wěn)過程一般不超過2min。對(duì)混合的基本要求是快速與均勻?！翱焖佟笔且蚧炷齽┰谠械乃饧鞍l(fā)生聚合絮凝的速度很快，需盡量造成急速的擾動(dòng)，以形成大量氫氧化物膠體，而避免生成較大的絨粒。均勻時(shí)為了使混凝劑在盡量短的時(shí)間里與原水混和均勻，以充分發(fā)揮

27、每一粒藥劑的作用，并使水中的全部雜置微粒都得到藥劑的作用。（1）混合設(shè)備的選擇 混合設(shè)備的種類很多，但基本類型主要是機(jī)械和水力作用兩種，表3-3列出了混合設(shè)備的類型及特點(diǎn)。我國(guó)常采用的混合方式為水泵混合、管式靜態(tài)混合、機(jī)械混合。表3-3 混合設(shè)備的類型及特點(diǎn)類型性能比較適用條件水 泵 混 合 優(yōu)點(diǎn)：1、設(shè)備簡(jiǎn)單2、混合充分，效果較好3、節(jié)省動(dòng)力缺點(diǎn)：1、距離太長(zhǎng)不宜用 2、吸水管較多時(shí)，安裝管理較復(fù)雜適用于各種水量的水廠，一級(jí)泵房據(jù)絮凝池應(yīng)小于120m管 式 混 合管道混合優(yōu)點(diǎn)：1、設(shè)備簡(jiǎn)單，占地少 2、水頭損失較小缺點(diǎn)：1、當(dāng)流量較小時(shí)，可能在管中產(chǎn)生沉淀 2、效果較差 適用于流量變化不大的

28、管道及各種水量的水廠。投藥點(diǎn)至末端出口應(yīng)不小于50倍管徑 管式混合器優(yōu)點(diǎn)：1、混合均勻，快速，效果好 2、構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便缺點(diǎn)：1、水頭損失較大， 2、當(dāng)流量較小時(shí)混合效果下降混 合 池 混 合多孔隔板混合槽優(yōu)點(diǎn)：混合效果較好缺點(diǎn)：1、水頭損失較大 2、當(dāng)流量較大時(shí)，影響混凝效果適用于中小型水廠分流隔板混合槽優(yōu)點(diǎn)：混合效果較好缺點(diǎn)：1、水頭損失較大 2、占地面積較大適用于大中型水廠漿板式機(jī)械混合槽優(yōu)點(diǎn)：1、混合效果較好，受水量變化影響較小 2、水頭損失較小缺點(diǎn)：1、需耗動(dòng)能管理，一般每立方米設(shè)備容量需要 0.175kw 2、維護(hù)較復(fù)雜適用于各種水量的水廠結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，以及經(jīng)濟(jì)考慮，選

29、擇管式靜態(tài)混合器。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 采用管式混合，藥劑加入水廠進(jìn)水管中，投藥管道內(nèi)的沿程與局部水頭損失之和不應(yīng)小于0.30.4m，否則應(yīng)裝設(shè)孔板或文氏管式混合器。通過混合器的局部水頭損失不小于0.30.4m，管道內(nèi)流速為0.81.0m/s,采用孔板d2/d1=0.70.8(d1為裝孔板的進(jìn)水管直徑，d2為孔板的直徑）。為了提高混合效果，可采用目前廣泛使用的“管式靜態(tài)混合器”。管式靜態(tài)混合器是按要求在混合器內(nèi)設(shè)置若干固定混合單元，每一混合單元有若干葉片按一定角度交叉組成。當(dāng)加入藥劑的水通過混合器時(shí)。將被單元分割多次，同時(shí)發(fā)生分流、交流和蝸旋，以達(dá)到混合效果。 設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)進(jìn)水量q=1575m3/

30、h,水廠進(jìn)水管投藥口至絮凝池的距離為20m，進(jìn)水管采用兩條，直徑d1=350mm.a. 進(jìn)水管的流速v 據(jù)d1=350mm,q=1575/2=788m3/h,查水力計(jì)算表知v12.269m/s，1000i21.311 混合管段的水頭損失h： 孔板的直徑d2 因?yàn)?d2/d1=0.75所以 孔板處的流速v2 ： 孔板處的水頭損失herror! reference source not found.式中： 孔板局部阻力系數(shù)，見表3-4表3-4 孔板局部阻力系數(shù)值d2/d10.600.650.700.750.8011.307.354.372.661.55 選用管式靜態(tài)混合器，其規(guī)格為dn350。2.

31、1.3 絮凝設(shè)備（1）絮凝設(shè)備的選擇絮凝階段得主要任務(wù)是，創(chuàng)造適當(dāng)?shù)乃l件，使藥劑與水混合后和產(chǎn)生微絮凝體，在一段時(shí)間內(nèi)凝聚成具有良好物理性能的絮凝體它應(yīng)有足夠大的粒度、密度、和強(qiáng)度（不易破碎）；并為雜質(zhì)顆粒在澄清階段迅速沉降分離創(chuàng)造良好的條件。絮凝效果可用gt值來表示，g為絮凝池內(nèi)水流的速度梯度 式中 ： -水的絕對(duì)粘滯系數(shù)，見表3-5； -水的密度； h-絮凝池的總的水頭損失； t-絮凝時(shí)間，一般為1030min;表3-5 水的絕對(duì)粘滯系數(shù)水溫t（0c）（pa.s）水溫t/0c（pa.s）01.778710-3151.139510-351.519010-3201.009110-3101.

32、309210-3300.808910-3 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，t=1030min,流速采用0.20.6m/s時(shí)，g值在2060s-1之間，gt值應(yīng)在104105之間為宜（t的單位為秒）。絮凝池應(yīng)與沉淀池連接起來建造，可節(jié)省造價(jià)。如果采用管渠連接，不僅增加造價(jià)，而且由于管道流速大而易使已接大的絮凝體破碎率。 絮凝池的一般類型及特點(diǎn)見下表 類型 特點(diǎn)適用條件隔板絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，過構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：容積較大，水頭損失較大水量大于30000m3/d的水廠回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便；缺點(diǎn)：出水流量不易分配均勻，出口處易積泥水量大30000m3/d水廠，水量變動(dòng)

33、小者；改建和擴(kuò)建舊池更適用漩流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較??；缺點(diǎn)：池子較深，施工困難，絮凝效果較差 一般適用于中小型水廠折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：溶劑小，水頭損失較小缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高流量變化較小的中小型水廠渦流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝時(shí)間短，容積小，造價(jià)抵；缺點(diǎn)：池子深，施工困難，絮凝效果差水量小于30000m3/d的水廠網(wǎng)格、柵條絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短缺點(diǎn)：末端池底易積泥機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修大小水量均適用，并能水量變動(dòng)較大者懸浮絮凝池加隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，造價(jià)較低缺點(diǎn)：斜檔板在結(jié)構(gòu)上處理較困難，重

34、顆粒 泥沙易堵塞在斜擋板底部中小型水廠根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際條件和實(shí)地檢測(cè)，選用柵條絮凝池。絮凝池與沉淀池連接起來建造，這樣可以減少占地面積。（2） 設(shè)計(jì)概述在絮凝池內(nèi)水平放置柵條形成柵條絮凝池，一般布置成多個(gè)豎井回流式，各豎井之間的隔墻上，上下交錯(cuò)開孔，當(dāng)水流通過豎井內(nèi)安裝的若干層?xùn)艞l時(shí)，產(chǎn)生縮放作用，形成漩渦，造成顆粒碰撞。網(wǎng)格絮凝池的設(shè)計(jì)一般分成三段，流速及流速梯度g值逐漸降低。相應(yīng)各段采用的構(gòu)件，前段為密柵，中段為疏柵，末段不安裝柵。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 1 絮凝時(shí)間一般為1015min,其中，前段35min,中段35min，末段45min.2 水流在豎井內(nèi)的流速，前段和中段的0.120.14

35、m/s,末段0.10.14m/s。3 絮凝池的分格數(shù)按絮凝時(shí)間計(jì)算，各豎井的大小，按流速確定。4 網(wǎng)格的層數(shù)，前段總數(shù)宜在16層以上，中段在8層以上，上下兩層間距為6070cm，末段一般可以不放。5 過網(wǎng)格流速，前段0.250.3m/s，中段0.220.25m/s。6 柵條的過水縫隙，應(yīng)根據(jù)過柵流速及柵條所占面積確定。一般柵條前段縫隙為50mm,中段縫隙為80mm.7 各豎井之間的過水空洞面積，以前段向末段逐漸增大。過孔洞流速，前段0.30.2m/s，中段0.20.15m/s，末段0.10.14m/s。所有過水孔經(jīng)常處于淹沒狀態(tài)。8 柵條材料可用木材，扁鋼，鋼筋混凝土預(yù)制件等。板條寬度：80m

36、m，板條厚度：木條2025mm，鋼筋混凝土預(yù)制件3070mm。9 排泥：池底布置穿孔排泥管或單斗底。穿孔排泥管的直徑150200mm，長(zhǎng)度小于5mm,并采用快開排泥閥。10 速度梯度g值：前段70100s-1,中段4050s-1，末段1020s-1.（3）設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件：設(shè)計(jì)水量q=1500m3/h，絮凝池分為四組，絮凝時(shí)間t=12min，絮凝池分為三段：前段方密柵條，過柵流速v1柵=0.25m/s，豎井平均流速v1井=0.12m/s；中段方疏柵條，過柵流速v2柵=0.22m/s,豎井平均流速v2井=0.12m/s；末段不放置柵條，豎井平均流速v3井=0.12m/s。前段豎井的過孔流速0.

37、30.2m/s，中段0.20.15m/s，末段0.10.14m/s.1 每組絮凝池的設(shè)計(jì)水量q 考慮水廠自身的用水系數(shù)5%，則：2 絮凝池的容積w 3 絮凝池的平面面積a為與沉淀池配合，絮凝池的池深為4.4m. 4 絮凝池單個(gè)豎井的平面面積f： 取豎井的長(zhǎng)為l=1.0m,寬為b=1.0m,單個(gè)豎井的實(shí)際平面面積：5 豎井的個(gè)數(shù)n： ， 取n=18個(gè)6 豎井內(nèi)柵條的布置 選用柵條材料為鋼筋混凝土，斷面為矩形，厚度為50mm,寬度為50mm，預(yù)制拼裝。每組絮凝池分為3行，每行布置6個(gè)豎井，第一行為前段，每格安裝3層?xùn)艞l，第二行為中間段，每格安裝2層?xùn)艞l，第三行為末段，不放置柵條。a. 前段放置密柵

38、條 豎井過水面積為： 豎井內(nèi)柵條面積為： 單柵過水?dāng)嗝婷娣e：所需柵條數(shù)為m1= a1柵/ a1柵=0.56/0.05=11.2根，取m1=12根，兩邊靠池壁各放置一根，中間布置10根，過水縫隙數(shù)為11個(gè)。平均過水縫寬為：實(shí)際過柵流速為：b. 中間設(shè)置疏柵條后豎井過水面積為：豎井內(nèi)柵條面積為：?jiǎn)螙胚^水?dāng)嗝婷娣e：所需柵條數(shù)為m2= a2柵/ a2柵=0.50/0.05=10(根)，兩邊靠池壁各放置一根，中間布置8根，過水縫隙數(shù)為9個(gè)。平均過水縫寬為：實(shí)際過柵流速為：7 絮凝池的總高絮凝池的有效水深為4.4m,取超高為0.3m，池底設(shè)泥斗及快開排泥閥排泥，泥斗深度0.60m，池的總高為： 8 絮凝池

39、的長(zhǎng)、寬絮凝池共分為4組，每組分為3行布置，每行分6個(gè)豎井，豎井的尺寸為10001000，相鄰豎井之間的間距為200mm,靠?jī)蛇吀髁?00mm的結(jié)構(gòu)部分，所以絮凝池的長(zhǎng)為：l=10006+2005+1002=7200mm,絮凝池的寬為：b=10003+2002+1002=3600mm。（包括結(jié)構(gòu)部分） 絮凝池的布置如圖2所示。9 豎井隔墻孔洞尺寸 豎井隔墻孔洞的過水面積=流量/過孔流速，過水孔洞流速分為3檔遞減，每行取一個(gè)流速，前端取0.3m/s,中間段取0.2m/s，末端取0.1m/s。則：前段的孔洞面積為：，取孔洞的寬為0.8m,高為0.5m；中間段的孔洞面積：，取孔洞的寬為0.8m,高為

40、0.75m；末段的孔洞面積：，取孔洞的寬為0.8m,高為1.5m。10 水頭損失h 式中： h總水頭損失，m; h1每層?xùn)艞l的水頭損失，m; h2每個(gè)孔洞的水頭損失，m; 柵條的阻力系數(shù)，前段取1.0，中間段取0.9； 孔洞的阻力系數(shù)，可取3.0； v1豎井過柵流速，m/s; v2各段孔洞流速，m/s。a. 格柵的水頭損失第一行每層格柵水頭損失得：第一行內(nèi)通過格柵總的水頭損失:第二行每層格柵水頭損失為：第二行內(nèi)通過格柵總的水頭損失:由于第三行沒有布置格柵，所以第三行的格柵水頭損失為零，故b. 孔洞水頭損失第一行總的孔洞水頭損失為：第二行總的孔洞水頭損失為：第三行總的孔洞水頭損失為：通過絮凝池的

41、總的水頭為： 各段的停留時(shí)間： 第一段 第二段 第三段 總的絮凝時(shí)間為34.0=12.0min。 gt值校核： 當(dāng)t=20 0c時(shí)，=110-3pa.s g在2060s-1之間,滿足要求。 滿足要求。采用穿孔排泥管排泥，dn150，安裝快開排泥閥。2.2 沉淀池密度大于水的懸浮物在重力作用下從水中分離出去的現(xiàn)象稱為沉淀。根據(jù)水中雜質(zhì)顆粒本身的性狀及其所處外界條件的不同，沉淀分為如下幾種:按水流狀態(tài)，分為靜水沉淀與動(dòng)水沉淀。按投加混凝藥劑與否，分為自然沉淀與動(dòng)水沉淀。按顆粒受力狀態(tài)及所處水力等邊界條件，分為自由沉淀和擁擠沉淀。按顆粒本身的物理化學(xué)性狀分為團(tuán)聚穩(wěn)定顆粒與團(tuán)聚不穩(wěn)定顆粒沉淀。另外，當(dāng)

42、水中懸浮顆粒細(xì)小，粒度較均勻，含量又很大（大于5000mg/l）時(shí)，將發(fā)生濃縮現(xiàn)象，即在沉淀過程中出現(xiàn)一個(gè)清水和渾水的交界面（渾液面），交界面的下降過程也就是沉淀的進(jìn)行過程。所以，濃縮是沉淀的特殊形式，同時(shí)屬于擁擠沉淀類型。2.2.1 沉淀池型式的選擇 用于沉淀的構(gòu)筑物稱為沉淀池。按水流方向和線路，沉淀池可以分為平流式、豎流式、輻流式、斜流式等類型。沉淀池的選擇，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量、水廠平面和高程布置的要求，并結(jié)合絮凝池結(jié)構(gòu)形式等因數(shù)確定。常見各種形式沉淀池的性能特點(diǎn)及使用條件如下表:表3-7沉淀池形式比較形式性能特點(diǎn)適用條件平流式優(yōu)點(diǎn)：1、可就地取材，造價(jià)低2、操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單3、適應(yīng)

43、強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定4、排泥效果好缺點(diǎn)：1、機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)較復(fù)雜 2、占地面積大1、一般用于大中型水廠2、原水含沙量較大時(shí)，作預(yù)沉淀池豎流式優(yōu)點(diǎn)：1、排泥較方便 2、一般與絮凝池合建 3、占地面積小缺點(diǎn)：1、一般沉淀效果較差 2、施工較平流式困難1、一般用于小型凈水廠2、常用于地下水位較低時(shí)輻流式優(yōu)點(diǎn)：1、沉淀效果好 2、有機(jī)械排泥時(shí)排泥效果好缺點(diǎn)：1、基建投資及費(fèi)用大 2、維護(hù)管理較復(fù)雜 3、施工較平流式困難1、 一般用于大中型凈水廠2、 在高濁度水地區(qū)，作預(yù)沉淀池斜管式優(yōu)點(diǎn)：1、沉淀效率高 2、池體小，占地少缺點(diǎn)：1、斜管耗用材料多，且價(jià)格較高 2、排泥較困難1、 宜用于大中型水廠

44、2、 宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖潛沉淀池池體由進(jìn)口區(qū)、沉淀區(qū)、出口區(qū)及泥渣區(qū)四部分組成。根據(jù)上述表格中各種沉淀池的特點(diǎn)及性能比較，以及結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選用斜管沉淀池。2.2.2 設(shè)計(jì)概述(1) 選用斜管沉淀池的原因水流的紊動(dòng)性用雷諾數(shù)re判別。該值表示水流的慣性力與粘滯力兩者之間的對(duì)比。，式中v表示水平流速，r表示水力半徑。re越大，水流紊動(dòng)性越大，越不利于沉淀，相反越有利于沉淀。水流穩(wěn)定性用弗勞德數(shù)fr表示。該值反映了水流的慣性力與重力兩者之間的比值。，式中v表示水平流速，r表示水力半徑。fr越大，水流的穩(wěn)定性越好，越有利于沉淀。所以在沉淀池中，要盡量減小re，而增加fr。這樣做的

45、有效措施就是減小水力半徑r，斜管沉淀池能很好的達(dá)到上述目的。一般講，斜管沉淀池中的水流基本上屬于層流狀態(tài)，其re多在200以下，甚至低于100。斜管沉淀池的fr數(shù)一般在10-310-4，甚至更大。因此，斜管沉淀池滿足了水流的穩(wěn)定性和層流的要求。(2) 斜管沉淀池的設(shè)計(jì)要求池底的底部配水區(qū)的高度不宜小于1.5m，以便均勻配水。為了使水流均勻地進(jìn)入斜管下的配水區(qū)，絮凝池出口一般應(yīng)考慮整流措施，可以采用縫隙柵條配水，縫隙前狹窄后寬，也可采用穿孔墻，整流配水孔的流速，一般要求不大于絮凝池出口流速，通常在0.15m/s0.2m/s.斜管傾角愈小，則沉淀面積越大，沉淀效率越高，但對(duì)排泥不利，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，

46、傾角宜為600。目前的斜管長(zhǎng)度多采用1000mm。斜管管徑（指多邊形的內(nèi)切圓的直徑）通常采用25mm35mm。斜管斷面形狀會(huì)影響管中水流的雷諾數(shù)，但影響不大。生產(chǎn)上多采用正六角形斷面。斜管的材料要求輕質(zhì)、堅(jiān)固、無毒、價(jià)廉，目前使用較多的是厚度約0.40.5mm的薄塑料板。一般在安裝前將薄塑料板制成蜂窩狀塊體，塊體尺寸通常不宜大于1m1m,以免安裝時(shí)出現(xiàn)過大縫隙，造成渾水短路。2.2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1 設(shè)計(jì)水量：考慮到沉淀池與絮凝池合建，因此采用4組斜管沉淀池，考慮水廠自身的用水系數(shù)5%，則單組沉淀池的設(shè)計(jì)水量:2 表面負(fù)荷取q=10.0 m3/(m2.h)3 斜管材料采用厚度0.

47、4mm塑料板熱壓成正六邊形管，內(nèi)切圓直徑d=25mm,長(zhǎng)度l=1000mm，水平傾角=600 。(2) 平面尺寸計(jì)算1 沉淀池清水區(qū)面積 式中: a單組斜管沉淀池的表面積（m2） q表面負(fù)荷m3/(m2.h),一般采用9.011.0 m3/(m2.h)。設(shè)計(jì)中取q=10.0 m3/(m2.h) 2 沉淀池長(zhǎng)度及寬度 為了與絮凝池相配合，設(shè)計(jì)中取沉淀池長(zhǎng)度l=7.8m,則沉淀池寬度： 設(shè)計(jì)中取為5.1m。為了配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在7.8m長(zhǎng)度的一側(cè)。在5.1m的寬度中扣除0.5m，則凈出口面積： 式中： a1 凈出口面積k1斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，設(shè)計(jì)中取k1=1.03 3 沉淀池的總高度 式中： h沉淀

48、池的總高度（m); h1保護(hù)高度（m）,一般采用0.30.5m，設(shè)計(jì)中取h1=0.3m; h2清水區(qū)高度（m）,一般采用1.01.5，設(shè)計(jì)中取h2=1.2m; h3斜管區(qū)高度（m）,斜管長(zhǎng)度為1.0m。安裝傾角600，則h3=1.0sin600=0.87m; h4配水區(qū)高度（m）,一般不小于1.01.5m，設(shè)計(jì)中取h4=1.5m; h5排泥區(qū)高度（m），設(shè)計(jì)中取h5=1.25m 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示（3）進(jìn)出水系統(tǒng)1 沉淀池進(jìn)水設(shè)計(jì) 沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻，孔口總面積： 式中： a2孔口總面積(m2) v孔口流速（m/s）,一般取值不大于0.150.20 m/s設(shè)計(jì)中采用v=0.2m/s。每個(gè)孔

49、口的尺寸定為15cm8cm,則孔口數(shù)為，進(jìn)水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉淀區(qū)以上部位。2 沉淀池出水設(shè)計(jì)沉淀池出水采用兩側(cè)淹沒孔口集水槽集水。集水槽布置在長(zhǎng)度為7.8m一側(cè)。在兩邊的集水槽離池壁留有相鄰集水槽之間距離的一半距離。取集水槽個(gè)數(shù)n=4，集水槽的寬度取為0.4m，相鄰集水槽之間距離a： 槽中流量q0：考慮到池子的超載系數(shù)為0.2，故槽中的流量為m3/s。槽中水深： 槽寬為b=0.4m起點(diǎn)槽中水深為：終點(diǎn)槽中水深為：為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按h2=0.5m 計(jì)。槽的高度h3：集水方法采用淹沒式自由跌落。淹沒深度取0.05m跌落高度取0.05m，槽的超高取0.15m，則集水槽總高度：孔眼計(jì)算

50、a. 所需孔眼總面積由 得式中： q0集水槽流量； m流量系數(shù)，取0.62； h孔口淹沒水深，此處為0.05m； 孔口總面積，m2.b. 單孔面積0待添加的隱藏文字內(nèi)容3孔眼直徑采用d=40mm,則單孔面積為: c. 孔眼個(gè)數(shù)n ,取48個(gè)d. 集水槽每邊孔眼個(gè)數(shù)n: e. 孔眼中心距離s0: 孔眼從中心向兩邊排立，在集水槽的兩端各留有孔眼中心距離一般的距離。由于集水槽是在沉淀池較長(zhǎng)的一側(cè)布置，所以集水槽的長(zhǎng)度等于沉淀池的寬度。 相鄰孔眼之間的距離為0.213-0.04=0.173m.（4）沉淀池斜管的選擇 斜管長(zhǎng)度一般為0.8-1.0m，設(shè)計(jì)中取1.0m，斜管材料為聚乙烯材料，采用厚度0.4mm塑料板熱壓成正六邊形管，內(nèi)切圓直徑d=25mm,長(zhǎng)度l=1000mm，水平傾角=600。(5) 沉淀池的排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用排泥斗和穿孔排泥管進(jìn)行排泥，每天排泥一次，排泥斗布置在沉淀池的5.1m的一側(cè)，排泥斗采用棱臺(tái)體，布置5組排泥斗，則排泥斗上口面的邊長(zhǎng)為5.1/5=1.02m，下口面的邊長(zhǎng)采用0.2m.排泥管布置在排泥斗以下0.25m.排泥管離地面以上0.2m,排泥區(qū)總高度為1.25m.1 單個(gè)排泥斗的容積v:2 排泥管 每個(gè)排泥斗有一個(gè)排泥管，所以一共有5條排泥管，排泥管直徑取dn200，則其斷面管上開孔孔徑5mm，孔間距15mm.3 排泥流量q泥 式中： h排泥管的作用水頭，