水处理技术实训报告 27页

'水处理技术实训报告 格栅（一）、设计参数已知：最大设计流量为0.729设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为Q=60000+5000=0.75/2=0.38（二）、设计计算1、格栅的间隙数式中：n—格栅栅条间隙数（个）；Q—最大设计流量（m3/s）；--格栅倾角（0）；－栅条间距；h—格栅栅前水深（m）；v—格栅过栅流速（m/s）。设计中取h=0.8m，v=0.9m/s，e=20mm,=600取39个2、格栅槽宽度式中：B—格栅槽宽度（m）；S—每根格栅条的宽度（m）。设计中取S=0.010m3、进水渠道渐宽部分长度式中：l1—进水渠道渐宽部分的长度（m）；B1--进水明渠宽度（m）；--渐宽处角度（0），一般采用100-300。设计中取B1=0.7m，=200 4、出水渠道渐窄部分的长度式中：l2—进水渠道渐宽部分的长度（m）；5、通过格栅的水头损失式中：h1—水头损失（m）；--格栅条的阻力系数，查表=2.42；K—格栅受污染堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。6、栅后明渠的总高度式中：H—栅后明渠的总高度（m）；h2—明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。设计中取h0=0.3m7、格栅槽总长度式中：L—格栅槽总长度（m）；H1—格栅明渠的深度（m）。应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。图1-1 折扳絮凝池的计算（一）设计概述折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的，池内放置一定数量的平折板或波纹板，水流沿折板竖向上下流动，多次转折，促进絮凝。（二）计算1、已知条件设计水量Q=60000絮凝池分为四组絮凝时间t=12min水深H=4.5m2、设计计算（1）每组絮凝池流量Q=（2）每组絮凝池容积W=（3）每组池子面积f=（4）每组池子的净宽B为了与沉淀池配合，絮凝池净长度8.7m，则池子净宽度（5）絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程为三段：第一段第二段第三段将絮凝池分成10格，每格的净宽度为0.9m，每两格为一絮凝段。第一、二格采用单通道异波折扳；第三、四格采用单通道同波折扳，第五、六格采用直板。（6）折板尺寸及布置折板采用钢丝水泥板，折板宽度0.5m，厚度0.035m，折角90，折板净长度0.8m。如图2-1所示。（7）絮凝池长度L和宽度B 考虑折板所占宽度为，絮凝池的实际宽度取B=3.35+3×0.04=3.47m考虑隔板所占长度为0.2m，絮凝池实际长度取L=+5×0.2=8.7+1.0=9.7m，超高0.3m。（1）各隔板的间距及实际流速第一、二格第二、三格第四、五格m/s（2）水头损失hA第一、二格为单通道异波折扳计算数据如下： ①第一格通道数为4，单通道的缩放组合的个数为4个，n=4×4=16个②③0.53m/s④0.20m/s⑤0.43×0.8=0.34m/s⑥[0.43+2×0.35]×0.8=0.9m/s⑦上下弯、下转弯各为2次，取转弯高0.6m=0.38m/s⑧渐放段水头损失⑨渐缩段水头损失⑩转弯或孔洞的水头损失=16×（1.23×1+1.37×）+7.06×=0.54mB.第三、四格为单通道同波折板计算数据如下：①第三格通道数为4，每个通道放7个单通道同波折板，即单通道转弯数为7，n=4×7=28②折角为90°，③=0.35m/s C.第五格为单通道直板计算数据如下：①第五格通道为3，两块直板180°，转弯次n=2，进口、出口孔洞2个②180°转弯=3.0，进出口孔=1.06③=（10）絮凝池各段的停留时间Q=656.5=0.076A.第一、第二格水流停留时间为：已知:第一、二格的单通道为4个，则有三个异波折板，则共有折板个数24个B.第三、第四格水流停留时间均为：C.第五、第六格水流停留时间为：已知:第五、六格的单通道为3个，则有两个直板，则共有折板个数2个（11）絮凝池各段的G值水温T=20℃，A.第一段（异波折板） B.第二段（同波折板）C.第三段（直板）絮凝池的总水头损失：絮凝池时间：t=（159.95+159.95+164）×2=967.8s=16.13min（12）GT值GT==3981.04>2×此GT值在10范围内。计算简图见2-2 溶解池、溶液池（一）、已知条件计算水量混凝剂为硫酸亚铁，助凝剂为液态氮（亚铁氯化法）。混凝剂的最大投加量（按FeSO计），药溶液的浓度（按商品质量计），混凝剂每日配置次数n=2次。1、溶液池溶液池容积取4（注意：在带入上式计算时，b值为百分数的分数值。）溶解池设置2个，每个容积为。溶液池的形状采用矩形，尺寸为：长×宽×高=2m×1.5m×0.8m，其中包括超高0.2m。2、溶解池溶解池的容积溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量查水力计算表的放水水管径，相应流速2.40。溶解池底部设管径的排渣管一根。3、投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径20mm，相应流速为0.54.溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。4、亚铁氯化的加氯量 横向流斜板沉淀池的计算（一）设计概述横向斜板沉淀池与平流式沉淀池的结构相似，但其沉淀区内装有纵向斜板，为增加沉淀面积，提高去除率。斜板倾角一般为60，长度通常采用1~1.2m，板间垂直间距以80~120mm为宜，斜管内切圆直径为25~35mm。板材要求轻质，坚固，无毒，价廉。（二）计算1、已知条件设计水量Q颗粒沉降速度板内平均流速斜板板距P=100mm=0.1m斜板倾角有效系数斜板装置分上下两段，每段斜板长2、设计计算（1）斜板的计算按分离粒径法计算a、斜板面积由得到斜板投影总面积所需斜板实际面积 斜板分上下两段，每段实际总面积为b、斜板高度每段斜板高度每段斜板总高c、池宽B约28m另外，池壁阻流墙所占宽度为池子总宽为d、斜板装置的纵向长度L斜板间隔数个斜板装置纵长，约8.7me、复核颗粒沉降所需斜板长度现斜板装置纵长采用8.7m〉6.5m，故满足要求。（1）排泥采用穿孔管排泥，沿池长横向辅设6条槽，槽宽1.4m，槽壁倾角60，槽壁斜高1m。考虑到斜板支撑系统的高度及维修要求，排泥槽顶距斜板地采用1.2m。（2）沉淀部分总长整流墙距进口采用1.5m斜板区纵长为8.7m 斜板出口至整流墙采用1.2m出水渠宽采用1.0m所以，沉淀区总长为12.2m（1）池子总高度超高采用0.3m斜板全高为1.73m斜板底与排泥槽上口距离采用1.20m排泥槽高采用1.00m所以，池子总高度为4.32m（2）其他阻流板共设三道。整个池子的布置见图3-3。 V型滤池（一）设计概述V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池、六阀滤池。工作过程分为过滤和反冲洗，而反冲洗过程常采用“气冲-气水同时反冲-水冲”三步。（二）计算1、已知条件设计水量Q，水厂自用水量按5%计算；计算水量Q=60000设计滤速ν=10m/h，过滤周期T=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=15L/(s.m²)，气冲时间=2min第二步气、水同时反冲=15L/(s.m²)，=4L/(s.m²)，=4min第三步水冲强度=5L/(s.m²)，=4min冲洗时间t=10min；冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/(s.m²)，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。2、设计计算平面尺寸计算1.1滤池工作时间=24—t=24—0.167×=23.9h1.2滤池总面积F===263.6m²1.3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=3.5m,单格长=14m,（一般规定V型滤池的长宽比为2：1—4：1，滤池长度一般不宜小于11m ；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）面积49m²，共4座，每座面积98m²，总面积392m²。1.4校核强制滤速===13.3m/h,满足v≤17m/h的要求。1.5滤池高度的确定H=＋＋＋＋＋＋=0.8＋0.1＋1.2＋1.4＋0.4＋0.3＋0.1=4.3m式中：——气水室高度，0.7～0.9m，取0.8m——滤板厚度m，取0.1m——滤料层厚度m，取1.2m——滤层上水深m，取1.4m——进水系统跌差m，取0.4m——进水总渠超高m，取0.3m——滤板承托层厚度m，取0.1m1.6水封井设计滤层采用单层均质滤料，粒径0.96～1.35mm，不均匀系数为1.2～1.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算=180=180××=19.43㎝式中：——水流通过滤料层的水头损失,㎝；——水的运动黏度,㎝²/s,20℃时为0.0101㎝²/s；g——重力加速度，981㎝²/s；——滤料孔隙率，取0.5； ——与滤料体积相同的球体直径，㎝，根据厂家提供数据，取为0.1㎝——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0.75～0.80，取0.8根据经验，滤速为8～12m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为30～50㎝，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≤0.22m，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为=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：=0.3++++=0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m因为每座滤池过滤水量：=vf=10×98=980m³/h=0.27m³/s所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=计算得：===0.176m则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.176+0.52=0.696m反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤头配水配气系统,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。2.1反冲洗用水流量的计算　　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.s) =f=5×98=490L/s=0.49m3/s=1764m3/h参考相似资料水泵采用14sh-28型水泵,其性能参数为:H=12.3～19.3m,Q=270～400l/s。V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：=f=0.0018×98=0.18m³/s2.2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=/=0.49/1.5=0.33m²反冲洗配水干管采用钢管，DN700，流速1.27m/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1.0～1.5m/s,取=1.0m/s,则配水支管的截面积=/=0.49/1.0=0.49m²，此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共计40个，孔中心间距0.6m，每个孔口面积：=0.49/40=0.0123m²每个孔口尺寸取0.1×0.1m²。反冲洗水过孔流速v=0.49/2×20×0.1×0.1=1.225m/s满足要求。2.3反冲洗用气量计算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.s)=f=15×98=1470L/s=1.47m3/s2.4配气系统的断面计算　配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积===0.294m² 反冲洗配气干管采用钢管，DN250,流速9.87m/s，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。　　布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同共计40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=/=1.47/10=0.147m²0.15m2每个布气小孔面积:=/40=0.15/40=0.00375m²，孔口直径=0.07m，取70mm。每孔配气量:=/40=1.47/40=0.0368m³/s=132.48m³/h2.5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=f=4×98=392L/s0.39m³/s气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量=f=15×98=1470L/s=1.47m³/s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：=/+/=0.39/1.5+1.47/5=0.26+0.2940.554m2滤池管渠的布置3.1反冲洗管渠 （1）气水分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20个配水小孔和20个配气小孔，孔间距0.6m，共40个配水小孔和40个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.554/40=0.014﹤末端截面积1.2m²，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=++++0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m,式中，H1，H2，H3同前，1.5为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高=++++0.5-1.0=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.0=1.7m,其中1.0为气水分配渠末端高度坡底i=﹥0.02,符合设计要求。（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=0.9m，槽宽=1.0m，湿周X=b+2h=1.0+2×0.9=2.8m水流断面==1.0×0.9=0.9m2水力半径R=/X=0.9/2.8=0.32m水流速度v===6.80m/s过流能力=v=0.90×6.80=6.12m³/s实际过水量=+=0.49+0.18=0.67m³/s﹤6.12m³/s，符合设计要求。3.2.排水渠和进水管渠（1）排水渠内水深H===1.48m 取跌落高差为0.3m,则排水渠高为1.48+0.3+(4.3-1.0-0.2)=4.88m,取4.9m.（2）进水管渠：4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0.8～1.2m/s,采用1.0m/s则过滤流量=63000/2=31500m3/h=0.36m³/s过水断面，进水总渠宽1.0m，水面高0.5m。（3）单池进水孔：每座滤池在进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池，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Q=计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，强制过滤水量孔口两侧水位差取0.1m，则孔口总面积=×=0.558m20.56m2中间孔面积按表面扫洗水量设计：=×=0.56×=0.20m2孔口宽=1.0m,孔口高=0.2m两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积=0.18m2孔口宽=0.6m，孔口高=0.3m （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=4.5m，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Q=计算得：===0.15m（5）滤池配水渠：进入每座滤池的待滤水经过宽顶堰溢流至配水渠，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b配水=0.5m，渠高为1.0m，渠总长等于滤池总宽，则渠长=7.0m，当渠内水深=0.5m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/2）==1.0m/s，满足滤池进水管渠流速在0.8～1.2m/s的范围内的要求。（6）配水渠过水能力校核：配水渠水力半径==0.167m0.17m配水渠水力坡降=<0.002渠内水面降落=0.002×7/2=0.007m因为配水渠最高水位h=+=0.5+0.007=0.507m﹤渠高1.0m,所以配水渠的过水能力满足要求。V型槽的设计　V型槽槽底射表扫水出水孔，直径取0.025m，间隔0.15m，每槽共计93个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为:=×93=0.045m2 表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式Q=，其中Q应为单个滤池的表扫水流量，则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面===0.50m　　反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=求得，其中b为集水槽长14m，Q为单格反冲洗流量=/2=0.67/2=0.335m3/s　所以==0.06mV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：H=1.0－0.15－—=1.0－0.15－0.06=0.79m反冲洗时V型槽顶高出槽内液面高度为:H=1.0－0.15－－=1.0—0.15—0.06—0.5=0.29m冲洗水塔容积按一座滤池冲洗水量的1.5倍计算：冲洗水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为：，配水系统水头损失为，滤料层水头损失：式中：——滤料石英砂的密度，=2.65t/m3；——水的密度，=1t/m3；m0——滤料膨胀前的空隙率，m0=0.41；H3——滤料层膨胀前的厚度，H3=1.2m。安全富余水头：h4=1.5m，冲洗水箱底应高于洗砂排水槽面： 设备选型5.1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50m3/min，风压49kpa，电机功率60kw，两用一备，正常工作鼓风量共计100m3/min>1.1=97m3/min。5.2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612-900m3/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。见此图4-4清水池 （一）平面尺寸计算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。清水池的总有效容积式中：V—清水池的总有效容积（m3）；k—经验系数，一般采用10%-20%；Q—设计供水量（m3/d）。设计中取k=10%，Q=60000m3/d清水池共设4座，则每座清水池的有效容积V1为：1.1清水池的平面尺寸每座清水池的面积式中：A—每座清水池的面积（m2）；h—清水池的有效水深（m）。设计中取h=4.0m取清水池的宽度B为15m，则清水池长度L为：则清水池实际有效容积为25×15×4=1500m3。清水池超高h1取为0.5m，清水池总高H：2、管道系统2.1清水池的进水管式中：D1—清水池进水管管径（m）；v—进水管管内流速（m/s），一般采用0.7-1.0m/s。设计中取v=0.7m/s 设计中取进水管管径为DN800mm，进水管内实际流速为0.6m/s。2.2清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量大流量计：式中：Q1—最大流量（m3/h）；K—时变化系数，一般采用1.3-2.5；Q—设计水量（m3/d）。设计中取变化系数K=1.5出水管管径式中：D2—出水管管径（m）；V1—出水管管内流速（m/s），一般采用0.7-1.0m/s。设计中取v1=0.7m/s设计中取出水管管径为DN900mm，则流量最大时出水管内的流速为0.72m/s。2.3清水池的溢流管溢流管的直径与进水管管径相同，取为DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。2.4清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按2h内将池水放空计算。排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径D3式中：D3—排水管的管径（m）；t—放空时间（h）；v2—排水管内水流速度（m/s）。设计中取t=2h设计中取排水管管径为DN600mm。清水池的放空也常采用潜水泵排水，在清水池低水位时进行。3、清水池布置 3.1导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30min。每座清水池内导流墙设置2条，间距为5.0m，将清水池分为3格。在导流墙底部每隔1.0m设0.1×0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。3.2检修孔在清水池顶部设圆形检修孔2个，直径为1200mm。3.3通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设12个，每格设4个，通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。3.4覆土厚度清水池顶部应有0.5-1.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆土厚度为1.0m。清水池的平面及剖面图如图5-5所示。液氯消毒（一）设计概述 因液氯的加氯操作过程简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌的作用，使目前国内外应用最广的消毒剂，它除消毒外还具有氧化作用。但氯和有机物反应可生成对健康有害的物质，又被其他消毒剂取代的趋势。1、计算例题（1）已知条件：计算水量Q=60000×1.05=63000=2625（2）采用滤后加氯消毒（3）最大投氯量为a=3mg/L（4）仓库储量按30d计算（5）加氯点在清水池前2、设计计算（1）加氯量QQ=0.001a=0.001×3×2625≈7.875（kg/h）（2）储氯量G储氯量按一个月考虑G=30×24Q=30×24×7.875≈5670（kg/月）（3）氯瓶数量采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸Φ600，H=1800，共3只。另设中间加氯瓶一只，以沉淀滤气中的杂质，还可以防止水流进入氯瓶。（4）加氯机数量采用0—5kg/h加氯机2台，交替使用。（5）加氯间、氯库加氯间靠近滤池和清水池。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时8—12次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2—3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动。为搬运方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。 称量氯瓶质量的液压磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。磅秤输出20mADC信号到值班室，指示余氯量。并设置报警器，达余氯下限时报警。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给谁管，水压大于，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给谁管，通向氯瓶上空，供喷淋用，水压大于。图6-6所示'