给水处理课程设计报告 15页

..-给水处理课程设计任务书某城市新区给水处理厂工艺设计学生XX胡小波学号20131704233班级13给水2学院名称环境工程学院专业名称给排水科学与工程指导教师X建昆-.word.zl-\n..-2015年11月28日-.word.zl-\n..-目录1概况…………………………………………………………………………………11.1背景…………………………………………………………………………………11.2规模…………………………………………………………………………………11.3根底资料及处理要求………………………………………………………………22设计计算………………………………………………………………………………32.1用水量的计算………………………………………………………………………32.2工艺流程……………………………………………………………………………32.3配水井………………………………………………………………………………42.4絮凝工艺……………………………………………………………………………42.4.1混凝剂……………………………………………………………………………42.4.2混凝工艺流程……………………………………………………………………42.4.3溶液池与溶药池…………………………………………………………………42.4.4混合设施…………………………………………………………………………52.4.5絮凝池……………………………………………………………………………52.5沉淀…………………………………………………………………………………52.5.1设计水量…………………………………………………………………………52.5.2设计尺寸…………………………………………………………………………52.5.3校核尺寸…………………………………………………………………………62.5.4排泥方式…………………………………………………………………………62.5.5放空管计算………………………………………………………………………62.6过滤……………………………………………………………………………………62.6.1滤池面积及尺寸…………………………………………………………………62.6.2滤池高度……………………………………………………………………………62.6.3反冲洗………………………………………………………………………………72.7消毒……………………………………………………………………………………7-.word.zl-\n..-2.7.1加氯量的设计计算…………………………………………………………………72.7.2加氯间的设计计算…………………………………………………………………72.8清水池…………………………………………………………………………………72.8.1清水池尺寸设计……………………………………………………………………82.8.2布水墙与水位监控…………………………………………………………………83水厂总体布置………………………………………………………………………83.1水厂平面布置…………………………………………………………………………83.2水厂高程布置………………………………………………………………………8-.word.zl-\n..-1概况1.1背景某市位于XX省北部，由于经济的开展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，原有水处理厂的生产能力已不能满足要求，对经济开展和人民生活造成了严重影响，为缓解这一矛盾，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定在新建一座地表水给水处理厂。1.2规模1.城市居住区面积约700公顷，给水人口普及率为100%。2.居住区情况：人口密度为〔333〕cap/ha；综合生活用水定额为260L/人·d；3.居住区建筑六层以下的混合建筑，不考虑耐火级别。4.城市卫生设备情况，室内有给排水设备、淋浴设备。5.由城市管网供水的企业1为造纸厂，生产能力为10t/d〔每吨纸耗水量为220m3〕，该厂建筑物耐火等级为三级，厂房火灾危险性为丙级，建筑物体为2500m3。，企业2为化肥厂，生产用水量为2000m3/d。6.浇洒道路及绿地用水量考虑500m3/d。7.工厂要求城市管网供水，对水压无特殊要求。8.未预见及管网漏失系数取k=1.2。1.3根底资料及处理要求〔1〕原水水质原水水质的主要参数见下表1。表1原水水质资料序号工程单位数值序号工程单位数值1浑浊度度45.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL29014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L918015锌mg/L<0.054色度色度单位1816BOD5mg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077pH7.2219氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO3)mg/L5620亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.97-.word.zl-\n..-12总铁mg/L0.17〔2〕地址条件根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5m左右，最大层厚达9.4m，该土层构造松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进展加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5cm，桩径为400mm，桩孔距为1m，按梅花形布置。〔3〕气象条件工程所在地属于暖温带湿润半湿润气候，受东南季风影响较大，主要气候特点是：四季清楚，光照充足，雨量适中、雨热同期。多年平均气温14.2℃，绝对最高温度40.6℃，绝对最低温度－15.8℃，无霜期209天。年平均日照时数2220小时，年平均降雨量831.7mm，年平均相对湿度69％。主导风向东北风。-.word.zl-\n..-2设计计算2.1用水量的计算1.生活用水总量城市居住区面积约700公顷，人口密度为〔333〕cap/ha；综合生活用水定额为260L/人·d生活用水总量=居住面积*人口密度*生活用水定额=700*333*260=60606m³/d2.工业用水总量1）造纸厂：生产能力*每吨耗水量=10*220=2200m³/d2）化肥厂：2000m³/d3.浇洒道路及绿地用水量为500m³/d用水总量=生活用水+工业用水+其他=60606+2000+2200+500=65306m³/d未预见及管网漏失系数为K=1.2总供水量=用水总量×未预见及管网漏失系数=78367.2t/d=3265.3t/h=0.907t/s2.2工艺流程1.工艺流程图预处理过滤沉淀混凝原水-.word.zl-\n..-消毒清水深度处理2.工艺说明本厂按照传统工艺流程进展设计，但随着近年来微污染水处理要求的提高，传统工艺的缺乏日益突出，所以本次设计在传统工艺的根底上预留了新工艺〔预处理、深度处理〕的空间。2.3配水井经算得供水流量Q=0.907m³/s，停留时间T取30s。为使水位稳定和便于后期改造，配水井出水端设置调节堰板；为防止调压阀误操作和失控，配水井一端设置溢流井和调节堰板。配水井体积V：V=Q*T=0.907*30≈27.21m³〔取28m³〕所以配水井长L取4.7m，宽D取3m，高H取2m；通常超高0.5m。2.4絮凝工艺2.4.1混凝剂本次设计选取聚合氯化铝〔碱式氯化铝〕作为混凝剂，它具有腐蚀性小，适应的PH范围在5~9，絮体形成快而严密，对低温、低浊以及高色水、高浊的处理效果均好，本钱较低的特点。M=μ*Q=20mg/L*78367.2m³/d=1567.344kg/dM------每天混凝剂的投加量μ------单位体积水需加混凝剂的量Q------供水流量2.4.2混凝工艺流程图水溶液池A-.word.zl-\n..-药剂混合设备投药设备计量设备溶解池水溶液池B2.4.3溶液池与溶药池1.溶液池容积=μQ/〔417〕=7.83m³≈8m³μ------单位体积水需加混凝剂的量Q------供水流量，m³/hC------溶液浓度，10n------每日调配次数，2次溶液池容积为8m³，形状采取长方体，超高0.5m设计尺寸为长×宽×高=2×2×2.5〔有效高度2〕2.溶药池容积=0.3=2.4m³其设计尺寸为长×宽×高=2×1.2×1.02.4.4混合设施采用静态管式混合设施管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，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、穿插混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%。2.4.5絮凝池本次设计采用水平轴式机械絮凝池1.设计参数设计进水量为Q=3265.3m³/h，絮凝时间t=20min。2.设计计算-.word.zl-\n..-单池容积W=3265.3×20/60=1088.4〔m³〕3.絮凝池尺寸为了与沉淀池合用，池有效高取3.5，超高0.5，采取四排搅拌器，α取1.5那么水池长度L≥αZH=21。α----------系数，一般为1.0~1.5。Z-----------搅拌轴排数，一般为3~4。H-----------平均水深水池宽度B=W/LH=14.8，取15m絮凝池尺寸长×宽×高=21×15×42.5沉淀池本次设计采取平流沉淀池〔两座〕2.5.1设计水量单池处理水量=Q/2=1632.65m³/h=0.4535m³/s沉淀时间T=2h，池内平均水流流速v=20mm/s2.5.2设计尺寸①　单池容积WW=×t=3265.3m³②　池长LL=3.6VT=144m③　池宽B，有效高度H=3.5，超高0.5，那么池深4m。池宽B=W/(LH)=6.46≈6.52.5.3校核尺寸长宽比：L/B=144/6.5=22＞4，符合要求-.word.zl-\n..-长深比：L/H=144/3.5=41＞10，符合要求2.5.4排泥方式为取得较好的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥2.5.5放空管计算放空管直径D===0.285mt-----------------------------------放空时间放空管径取300mm2.6过滤本次设计采用普通快滤池，滤池个数取两个。2.6.1滤池面积及尺寸滤池设计滤速为10m/h；滤池工作时间为24h，反冲洗周期为12h，反冲洗时间为6min；滤池实际工作时间为：T=24-0.1*2=23.8h滤池总面积：F=Q/(*T)=78367.2/〔10*23.8〕=329.3m³滤池分格：滤池格数为N=6，布置成双行排列；每格滤池面积：f=F/N=329.3/6=54.9m³，取55m³滤池长宽比在2.5—4:1之间，本次设计取3:1，滤池设计尺寸为41.3m×13.7m；校核强制滤速为:=N/(N-1)=12m/h-.word.zl-\n..-2.6.2滤池高度设计滤料选用石英砂单层滤料，承托层选用常用的天然卵石；承托层高度，设计高度0.1m；滤料层高度，设计高度0.7m；滤层上面水深，设计高度2m；滤池超高，采用0.3m；滤池高度H=+++=0.1+0.7+2+0.3=3.12.6.3反冲洗设计冲洗时间为6min，设计冲洗强度q为15L/(S·)①　反冲洗流量=q·f=15×55=825L/Sf--------------单格滤池面积②　反冲洗泵房本次设计使用反冲洗高位水箱供反冲洗水箱容积：V=1.5·T=1.5·825·6·60=445.5m³水箱高度：水箱底到滤池配水间的沿途及局部水头损失之和：沿程水头损失为1m配水系统水头损失为4.3m承托层水头损失=0.022q=0.033m滤料层水头损失=0.68m平安充裕水头：=1.5m水箱安装高度H=++++=7.5m2.7消毒本次设计采用加氯消毒，为了加氯方便，加氯间与氯库合建与清水池附近。加氯机取用真空加氯机3台〔2用1备〕。设置漏气报警装置，考虑到气源间漏气的危害，在气源间设置氯气吸收装置。加氯间外配置防毒面具，并保证足够的NaOH等抢救材料与工具箱。2.7.1加氯量的设计计算：计算水量Q=3265.3m³/h此次设计不考虑预氯-.word.zl-\n..-滤后水加氯最大量为1.0mg/L加氯量=0.001·aQ=0.001×1×3265.3=3.27kg/h2.7.2加氯间的设计计算仓库储藏量按30d做大用量计算M=30×3.27×24=2354.4kg加氯间中将氯瓶与加氯机分隔布置，并且有直接通向外面的门。2.8清水池2.8.1清水池尺寸设计清水池有效容积取供水量的15%清水池容积W=Q×15%=78367.2×10%=7836.72m³，取7840m³水厂内设计两座清水池，单个池容量W/2=3920m³清水池有效水深取3.5m，超高0.5m，得池面尺寸B×L=40×28m；2.8.2布水墙与水位监控考虑到清水池容积较大，为满足抗浮要求，池顶覆土0.5m清水池设有水位连续测量装置，供水为自动控制和水位报警之用。-.word.zl-\n..-3水厂总体布置3.1平面布置水厂平面布置要点1、生产构〔建〕筑物和生产附属建筑物宜分别集中布置。2、生活区宜与生产区分开布置。3、分期建立时，近、远期应协调。4、生产附属建筑物的面积及组成应根据水厂规模、工艺流程和经济条件确定。5、加药间、消毒间应分别靠近投加点，并与其药剂仓库毗邻；消毒间及其仓库宜设在水厂的下风处，并与值班室、居住区保持一定的平安距离。6、滤料、管配件等堆料场地应根据需要分别设置，并有遮阳避雨措施。7、厕所和化粪池的位置与生产构〔建〕筑物的距离应大于10m，不应采用旱厕和渗水厕所。8、应考虑绿化美化，新建水厂的绿化占地面积不宜小于水厂总面积的20%。9、应根据需要设置通向各构〔建〕筑物的道路。单车道宽度宜为3.5m，并应有回车道，转弯半径不宜小于6m，在山丘区纵坡不宜大于8%；人行道宽度宜为1.5～2.0m。10-.word.zl-\n..-、应有雨水排除措施，厂区地坪宜高于厂外地坪和内涝水位。11、水厂周围应设围墙及平安防护措施。3.2高程布置主要反映水处理流程的水头损失和水力衔接关系。经计算及查表的水头损失及流程标高见下表：构筑物及管线的水头损失名称水头损失〔m〕名称水头损失〔m〕配水井-混合器0.2配水井0.2混合器-絮凝池0.1机械絮凝池0.1絮凝池-沉淀池0.1混合器0.33沉淀池-滤池0.3平流沉淀池0.2滤池-清水池0.3普通快滤池2.5由于位置高差，坡度较缓，采用斜坡式高程布置参考文献[1]谢永波.水质工程学〔上册〕.：机械工业.2009.12.[2]给水排水设计手册.第一册.常用资料.[3]给水排水设计手册.第3册.城镇给水.-.word.zl-