給水處理廠設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上給水處理廠設(shè)計計算說明書 學(xué) 院：土木工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：目 錄第一章 總論1第二章 設(shè)計任務(wù)1第三章 設(shè)計原始資料1第四章 給水處理廠用水量計算1第五章 取水泵站1第六章 混凝以及沉淀1第七章 過濾1第八章 消毒1第九章 清水池1第十章 給水處理廠總平面圖1第一章 總 論本次課程設(shè)計主要是城市給水處理廠的常規(guī)處理工藝設(shè)計，主要涉及混凝沉淀、過濾、消毒等工藝的參數(shù)設(shè)計。 第二章 設(shè) 計 任 務(wù)根據(jù)任務(wù)書所給定的資料，綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，設(shè)計一個中小型給水處理廠。該水廠所在地區(qū)為 廣東 地區(qū)。城市自來水廠規(guī)模

2、為 12.6 萬m3/d。第三章 設(shè)計原始資料1、源水水質(zhì)資料編號名稱單位分析結(jié)果水的嗅和味級類水體渾濁度<3度色度<15度總硬度450毫克升PH值6.58.5堿度度溶解性固體毫克升水的溫度：最高溫度43度 最低溫度0度細菌總數(shù)100個毫升大腸菌群3個升2.石英砂篩分曲線：篩 孔 直 徑（毫米）0.30.40.50.60.751.01.21.5通過砂量所占的百分比（%）34415864758191973、廠區(qū)地形圖（1：500）4、水廠所在地區(qū)為 廣東 地區(qū)，廠區(qū)地下水位深度 3.7 米，主導(dǎo)風(fēng)向 南 風(fēng)。5、廠區(qū)地形示意圖： 第四章 給水處理廠水量計算城市自來水廠規(guī)模為12.6萬

3、m3/d，即5250.00 m3/h, 1.45833 m3/s。當(dāng)原水濁度不超過10002000mg/L時，設(shè)計流量為：Q=Qd×（1+）=5250.00 m3/h×（1+0.06）=5565m3/h=1545.83 L/s式中為水廠自用水量系數(shù)，取值0.06。 第五章 處理流程的設(shè)計水源 泵站 管式靜態(tài)混合器 往復(fù)式隔板絮凝池 + 平流沉淀池 普通快濾池 清水池 吸水井 二泵站 用戶 混凝劑采用： FeCl3，管式靜態(tài)混合器 消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機加氯第六章 取水泵站城市給水處理系統(tǒng)，通過泵站取水，其中流量為1545.83 L/s，流速為1.21.6m/

4、s,為使水量得到保證，采用2根輸水管同時向給水處理廠輸水，即每根輸水管的流量為772.92 L/s，查水力計算表可得：每根輸水管的管徑為DN900，管內(nèi)流速為1.21m/s,坡度為1.811%。第七章 混凝以及沉淀一、混凝(1)、混凝劑選擇： 根據(jù)原水的水質(zhì)水溫和PH值的情況，選用混凝劑為聚合氯化鐵(PFC)，投加濃度為15，最大投加量為40（mg/l）。 優(yōu)點：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值使用范圍寬（PH=59）。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本較低。采用計量泵濕式投加，不需要加助凝劑。 (2)、藥劑配制及投加方式的選擇： 混凝劑的投加分干投

5、與濕投法兩種。本設(shè)計采用后者。采用計量泵投加。 (3)、混合設(shè)備的設(shè)計 本設(shè)計中采用管式靜態(tài)混合器，故不單獨設(shè)構(gòu)筑物。(4)、混凝劑的溶解與調(diào)配 藥劑調(diào)配一般有水力、機械、壓氣、水泵等方法。本設(shè)計采用空氣調(diào)制方法。(5)、溶解池容積W1因用的是聚合氯化鐵，需設(shè)溶解池，溶解池容積按溶液池容積的30%計：W1=0.3 W2=0.3×28=9 m3溶解池尺寸為L×B×H=2.5m×2.5m×1.7m,其中H為實際高度，已包括超高0.2m。 溶解池的放水時間采用t=10min, 則放水流量：q0= W1÷60t=9×1000

6、7;(60×10)=15 L/s選擇放水管管徑DN=100mm,相應(yīng)流速v0=1.95m/s。溶解池底部設(shè)管徑D=100mm的排渣管一根。溶解池采用壓縮空氣攪拌，其中，空氣供給強度設(shè)為10L/（S·m2），空氣管流速設(shè)為13m/s,孔眼直徑設(shè)為3mm，流速為26m/s,支管間距設(shè)為500mm。溶解池置于地下，池頂高出地面0.2m。溶解池和溶液池材料都采用鋼筋混凝土，內(nèi)壁襯以聚乙烯板。(6)、溶液池容積W2根據(jù)設(shè)計流量Q=5565m3/h，最大藥劑投加量為=50mg/L，溶液濃度c=12%，每天調(diào)制次數(shù)n=2，則溶液池容積為：W2=Q/417cn=50×5565/(

7、417×12×2)=28 m3采用兩個溶液池。每個池子的有效容積為W2，。溶液池的基本尺寸L×B×H=3.5m×3.5m×2.5m,其中H為實際高度，已包括超高0.2m。(7)、投加設(shè)備1）藥液提升設(shè)備2）投藥管每池設(shè)一根投藥管，投藥管流量：q=W2×2×1000/86400=0.65 L/s選擇投藥管管徑DN=50mm,相應(yīng)流速為0.34m/s。(8)、計量設(shè)備擬采用LZB-40型轉(zhuǎn)子流量計。LZB型玻璃轉(zhuǎn)子流量計由一個垂直安裝的錐形玻璃管與轉(zhuǎn)子組成，可以從錐形管外壁的刻度上直接讀出介質(zhì)的流量值。錐體管長度430

8、mm，工作環(huán)境-20120，壓力6kg/cm2。(9)、藥劑倉庫的計算1）已知條件 混凝劑為聚合氯化鐵(PFC)，每袋質(zhì)量是50Kg,每袋規(guī)格為 0.5m×0.5m×0.2m。投藥量為50mg /L，水廠設(shè)計水量為5565m3/h。藥劑堆放高度1.5 m，藥劑儲存期為28天。2）設(shè)計計算 聚合氯化鐵（PFC）的袋數(shù) N=(Q×24)ut/(1000w)=( 5565×24×50×28)÷(1000×50)=3740（袋） 堆放面積A=NV/H（1-e）=（3740×0.5×0.5×0.

9、2）÷1.5×（1-0.2）=155.83m2倉庫平面尺寸B×L=10 m×20 m=200 m2（10）、加藥間的設(shè)計計算 采用佛山水泵廠生產(chǎn)的計量加藥泵，泵型號JZ1000/16，選用三臺，二用一備， 加藥間的平面尺寸為B×L=15m×20m二、混合本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器。三、絮凝反應(yīng)池本設(shè)計采用往復(fù)式隔板絮凝反應(yīng)池。1、 設(shè)計參數(shù)：根據(jù)設(shè)計流量Q=5565m3/h，設(shè)2池。廊道內(nèi)流速采用4段：V1=0.57m/s，V2=0.46m/s，V3=0.36m/s，V4=0.25m/s，絮凝時間T=20min,池內(nèi)平均水深h1=2.8

10、m，超高h2=0.3m。2、設(shè)計計算：（1）總?cè)莘e的計算: W=Q×T/60=5565×20/60=1855m3（2）每池面積:分設(shè)2池，由于平均水深h1=2.8m則每池凈平面面積：F=W/（n×h1）=1855/(2×2.8)=331.25m2池子寬度B，按沉淀池寬采用16.8m,池子長度（隔板間凈距之和）：L=331.25m2/16.8m=19.72m（3）廊道長度隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分成4檔：1=Q/(3600×n×V1×h1）=5565/(3600×2×0.57×2.8)=0.484

11、m，取1=0.49m，則實際流速V1=0.563 m/s；2=Q/(3600×n×V2×h1）=5565/(3600×2×0.46×2.8)=0.600m，取2=0.60m，則實際流速V1=0.460m/s；按上法計算得：3=0.77m， V3=0.358m/s4=1.10m， V4=0.251m/s每一種間隔采取6條，則廊道總數(shù)為4×6=24條，水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為23次。則池子長度（隔板間凈距之和）：L=6×(0.49+0.60+0.77+1.10)=17.76m隔板厚按0.1m計，則池子總長：L=17.76+0.1

12、×（23-1）=19.96m（4）水頭損失的計算按廊道內(nèi)的不同流速分成4段分別計算水頭損失。第一段：水力半徑：R1=1×h1/(1+2h1)=0.23m槽壁粗糙度系數(shù)n=0.013,流速系數(shù)Cn=1/n×Rny，=2.5×0.114-0.13-0.75×0.480×(0.114-0.1)=0.15故C1=R1y/n=0.230.15/0.013=61.7第一段廊道長度l1=6×B=6×16.8=100.8m第一段水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)S1=6則絮凝池第一段的水頭損失為：各段水頭損失計算結(jié)果見下表：各段水頭損失計算段數(shù)1610

13、0.80.230.4140.56361.70.04526100.80.290.3340.46063.890.03636100.80.360.2920.35865.990.02646100.80.480.1970.25168.900.011h=hn=0.118m（5）GT值計算（20時），1000×0.118/(60×1.029×10-4×26)=27.1GT=27.1×20×60=32535（在104105范圍內(nèi)）（6）池底坡度：i=h/L=0.118/19.96=0.59%四、沉淀由于沉淀池占地面積比較大，而且與隔板絮凝池相連，所以

14、本設(shè)計采用平流沉淀池。共有2座沉淀池。1 每組設(shè)計流量每個沉淀池的處理流量Q0=5565m3/h/2=2782.5m3/ h=0.7729 m3/ s2設(shè)計數(shù)據(jù)的選用表面負荷Q/A=50m3/（m2·d）=2.083 m3/（m2·h），設(shè)計停留時間為1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s3 計算沉淀池表面積A=1335.81m2。沉淀池長L=3.6vT=3.6×15×1.5=81m沉淀池寬B=A/L=1335.81/81=16.49m采用16.8m。由于寬度較大，沿縱向設(shè)置一道隔墻，分成兩格，每格寬8.4m。沉淀池有效水深H=QT/BL=2782.

15、5×1.5/（16.8×81）=3.07mm.采用3.4m(包括保護高)。絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔墻上的孔口流速采用0.2m/s,則孔口總面積為2782.5/(3600×0.2)=3.86m2。每個孔口尺寸定為15cm×8cm，則孔口數(shù)為3.86/(0.15×0.08)=322個。沉淀池放空時間按3h計。則放空管直徑為：d=0.412m,采用DN=450mm出水渠斷面寬度采用1.0m,出水渠起端水深為:H=0.68m,為保證堰口自由落水,出水堰保護高采用0.1m,則出水深度為0.78m。4 水力條件校核水流截面積=8.4×

16、;3.07=25.79m水流濕周=8.4+2×3.07=14.54m水力半徑R=25.79/14.54=1.77m弗勞德數(shù)Fr=v2/Rg=1.52/(177×981)=1.30×10-5雷諾數(shù)Re=vR/=1.5×177/0.01=26550(按水穩(wěn)20度計算)第七章 過 濾九、濾池設(shè)計計算本設(shè)計采用普通快濾池。由于雙層濾料過濾效果好,濾速高,因此采用雙層濾料.如建成后選不到濾料可先裝普通石英砂,按一般快濾池使用,無煙煤厚度為0.4m,石英砂厚度為0.7m,承托層厚度0.6m,設(shè)有水頭損失計算計及流量自動控制器,全部閘閥采用水力啟動.每一濾池設(shè)控制臺一

17、座.1. 設(shè)計參數(shù)設(shè)計2個濾池，每個濾池設(shè)計水量為：Q=63000 (m3/d),2625m3/h,0.729 m3/s濾速：v1=9m/h濾池總面積:F=Q/V=2625/9=291.67 (m2)采用6個濾池,則每個濾池面積為:291.67/6=48.61(m2),采用7m×7m的池子,面積為49 m2(忽略池壁厚度),總面積294 m2.沖洗強度及澎脹率:沖洗強度為q=14L/(s· m2),沖洗時間為7min,所以最大沖洗水量為:Q沖洗=14×48.61=680.54(L/s),膨脹率選用e=42%.過濾周期:24h2. 配水系統(tǒng):采用大阻力配水系統(tǒng)干管直

18、徑選用DN=800mm,流速V=1.35m/s,1000i=2.621,干管截面積:f干=3.14×0.82/4=0.50(m2)干管始端流速取支管中心間距0.25m,干管每側(cè)支管數(shù)=7/0.25=28(根),共計56根.支管流量=680.54/56=12.15(L/S)選用支管管徑DN=75mm,流速V=2.83m/s,1000i=252,支管總橫截面積為:f支總=56×3.14×0.0752/4=0.25(m2)支管長度L支=(7-0.75)/2=3.13(m)支管長度與支管管徑之比L/d=3.13/0.075=41.67<60,滿足要求.管式大阻力配水

19、系統(tǒng)水頭損失按孔口平均水頭損失計算公式:h=q/(10uk)2/(2g)孔眼總面積與濾池總面積之比:k=q/10u(8v2濾干+10v2濾支) 1/2=14/10×0.62(8×1.352+10×2.832) 1/2=0.23%孔眼總面積:f孔總=0.0023×48.61=0.11180(m2)孔眼直徑采用10mm,每個孔眼面積為:F單孔=3.14×0.012/4=0.(m2)孔眼總數(shù)為:n總 =0.11180/0.=1425(個)支管、干管總長L總=7×28+7=203(m)則孔眼中心距為:S=l/n總=203/1425=0.142

20、4(m)通過孔眼的流速為:V=Q/1000f孔總=680.54/1000×0.11180=6.09(m/s)孔眼總面積與支管總橫截面積之比為:f孔總/ f支總=0.11180/0.25=0.4472校核干管截面積與支管截面積之比:(f孔總/ f干)2+( f孔總/ f支總) 2=(0.11180/ 0.5)2+(0.4472) 2 =0.250<0.28所以滿足要求.3. 濾池的各種管渠計算:渾水進水渠:進水流量:Q=63000 (m3/d)=2625m3/h=0.729 (m3/s)設(shè)置一條進水管渠,渠中流速1.1m/s,進水渠斷面寬0.75m,水深0.7m.進濾池支管流量為

21、:Q=729/6=121.5(L/s),采用DN350mm的鋼管,流速為1.21m/s,1000i=6.015清水出水渠:設(shè)置一條出水管渠,渠中流速1.3m/s,進水渠斷面寬0.75m,水深0.7m. 清水支管流量為:Q=729/6=121.5(L/s),采用DN350mm的鋼管,流速為1.21m/s,1000i=6.015.沖洗進水管:反沖洗流量為680.54(L/s),采用DN600鋼管,流速為2.33 m/s,1000i=11.032.廢水排水渠:沖洗流量:Q=0.681(m3/s)起點水深為:h集起=h集終(2r+1) 1/2; h集終取0.5m,集水渠寬取B集=0.8m,渠內(nèi)流速V集

22、=Q濾沖/(h集終B集)= 0.681/(0.5×0.8)=1.70(m/s)r=V集2/(gh)=1.702/(9.8×0.5)=0.59h集起=h集終(2r+1) 1/2=0.5×(2×0.59+1) 1/2=0.74沖洗排水槽:兩沖洗排水槽中心間距取1.8m,則排水槽個數(shù)為7/2=3.5，取4.排水槽末端流量680.54/4=170.14(L/s),采用流速V=0.6m/s,則末端面積為0.17014/0.6=0.28357 (m3),采用三角形標(biāo)準斷面,4a2=0.28357,a=0.266,采用0.27m,槽底厚0.01m.槽緣高出石英砂濾料面

23、的高度為:h槽緣=eH濾料+2.5a+l槽底+0.07=0.42×1.1+2.5×0.27+0.01+0.07=1.217(m)濾池高度承托層厚度H1=0.6(m)濾料層厚度H 2=1.1(m)濾層上水深H3=1.8(m) （1.52.0）保護高度H4=0.30(m)H=H1+H 2+H3+H4=0.6+1.1+1.8+0.30=3.8(m)反沖洗高位水箱:沖洗水箱容積：V=1.5Q沖洗t=1.5×0.681×7×60=429.03m3水箱內(nèi)水深采用3.5m,則圓形水箱直徑為:(4×429.03/（3.14×3.5)） 1/

24、2=13m.設(shè)置高度:水箱底至沖洗水箱的的高差H由下列幾部分組成.1.水箱與濾池間沖洗管道的水頭損失h1,管道沖洗流量為680.54(L/s), 采用DN600鋼管,流速為2.33 m/s,1000i=11.032.管長取70m.管道上主要配件及其局部阻力系數(shù)為:水箱出口1個,阻力系數(shù)為0.5.90度彎頭2個,阻力系數(shù)為2×0.6=1.2DN600閘閥3個,阻力系數(shù)為3×0.06=0.18流量計1個,阻力系數(shù)為1等徑轉(zhuǎn)彎三通3個,阻力系數(shù)為3×1.5=4.5總計0.5+1.2+0.18+1+4.5=7.38則h1=0.01103×70+7.38×

25、;2.332/(2×9.8)=2.82(mH2o)配水系統(tǒng)水頭損失h2:h2=8V2濾干/(2g)+10V2濾支/(2g) =8×1.352/(2×9.8)+10×2.832/(2×9.8)=4.83(mH2o)承托層的水頭損失h3:h3=0.022×H濾承q沖洗=0.022×0.6×14=0.198(mH2o)石英砂密度取2.65t/ m3,濾料層膨脹前的孔隙率為0.4.無煙煤密度取1.8t/ m3, 濾料層膨脹前的孔隙率為0.45,濾料的水頭損失h4:h4=(p煤/p水-1)(1-m煤)H煤+(p砂/p水-1)(1-m砂)H砂=(1.8/1-1) ×(1-0.45)0.4+(2.65/1-1) ×(1-0.4)0.7=0.85(mH2o)備用水頭h5:取h5=1.5 (mH2o)H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5=2.82+4.83+0.198+0.85+1.5=10.198(mH2o)十、消毒設(shè)計計算:已知條件水廠設(shè)計水量：Q=m3/d=5565m3/h采用濾