长春市净水厂设计说明书大学论文.docx

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长春市净水厂设计说明书大学论文

长春市净水厂设计说明书

给排水13-3

学号：

20

姓名：

李宗

1、设计题目长春市净水厂设计

二、设计时间第六学期前两周

三、设计任务水厂平面布置及高程布置

四、具体要求1.书写设计说明疑问，包括下列内容：

第一，设计任务设计题目；第二，工艺流程及论证；第三，各构筑物凝聚剂消毒剂选择的依据；第四，各参数选择的原则；第五，各构筑物计算过程；第六，必要的草图

2.绘制图纸三张：

第一，水厂平面布置图；第二，高程图；第三，某一构筑物的平、立、剖面图。

五、原始资料

设计水量：

70000m³/d

水厂所在地：

长春

主导风向：

西南风

以河水为水源，水质分析报告如下表：

指标

单位

数值

浊度

NTU

最高800平均70

色度

度

13

水温

摄氏度

最高20最低1

PH

7.0~8.5

总硬度

380

总大肠菌群

枚/L

650

耗氧量

mg/L

7

mg/L

2

氨氯

mg/L

0.9

氯仿

mg/L

0.09

COD

mg/L

10

目录

1.工艺流程及论证……………………………………4

2.凝聚剂的选择与依据……………………………………5

3.消毒剂的选择与依据……………………………………6

4.混凝剂投量计算……………………………………6

5.静态混合器计算……………………………………7

6.折板絮凝池的设计计算……………………………………7

7.斜管沉淀池的设计计算……………………………………12

8.移动罩滤池的设计计算……………………………………15

9.氯消毒极其投氯设备……………………………………19

10.清水池的设计计算……………………………………19

11.给水处理工程高程布置……………………………………21

12.给水处理构筑物高程计算……………………………………21

工艺流程

原水→混合→折板絮凝池→斜管沉淀池→移动罩滤池→清水池

↑↑

Cl2Cl2

选用折板絮凝池：

在絮凝池内，放置一定数量的折板，水流沿折板上、下流动，经过无数次折转，促进颗粒絮凝。

这种絮凝因对水质水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂，因此选用折板絮凝池。

选用斜管沉淀池：

斜管沉淀池能使沉淀面积增大，因而沉淀效率高，产水量大；且其水利条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀。

适用于中小型污水厂，因而选用斜管沉淀池。

选用移动罩滤池：

移动罩滤池池深较浅，结构简单，占地面积小，不需要冲洗水箱或反冲洗水泵，造价较低，与相同规模的普通快滤池相比可节约投资20%~35%；不需要大型阀门，管配件少；能够实现自动连续运行；采用等水头降速过滤，出水水质较好；同时由于分格较多，因而可以避免一格滤池冲洗时出水量明显减少的现象。

移动罩滤池适用于大中型水厂，因而选用移动罩滤池

凝聚剂的选择

选用聚合氯化铝的依据

（1）聚合氯化铝是三氯化铝和氢氧化铝的复合盐，化学通式为。

聚合氯化铝是一种无机高分子化合物，其组成随原料及制作条件的不同而异，非单一固定的分子结构，而由各种络合物混合组成。

其分子量较一般凝聚剂大，但最大不过数千，比有机高分子絮凝剂的分子量小。

（2）聚合氯化铝的絮凝体较硫酸铝的致密且大，形成快，易于沉降，混凝效果好。

聚合氯化铝在混凝过程中消耗碱度少，适应的PH范围较硫酸铝宽且稳定。

（3）聚合氯化铝的腐蚀性较小。

（4）与硫酸铝比较，含成分高，具有投药量少，节省药耗，降低制水成本等优点。

（5）聚合氯化铝的混凝效果与盐基度关系密切。

原水浊度越高，使用盐基度高的聚合氯化铝，其混凝沉淀效果好。

当原水浊度在80~10000NTU时，相应的聚合氯化铝最佳盐基度在40%~50%之间。

我国目前生产的产品，其盐基度控制在60%以上。

（6）聚合氯化铝的外观状态与盐基度、制造方法、原料、杂质成分及含量有关

（7）聚合氯化铝的稀释与投加与其他凝聚剂相同。

投加浓度随原水浊度而异，最低浓度为5%，最浓可直接投加原液。

聚合氯化铝与硫酸铝相比，冬季析出温度更低，聚合氯化铝为-18℃，硫酸铝为-12.4℃。

（8）聚合氯化铝的质量标准：

外观：

灰褐色至灰白色液体。

相对密度

盐基度：

50%~80%

PH值：

3.5~4.5

水不溶物：

≤1%（质量百分数）

聚合氯化铝产品本身是无毒的，据全国各地使用情况、净化后的生活用水一般均符合国家饮用水水质卫生标准。

消毒剂的选择

消毒剂选择液氯

（1）主要特性：

1）氯气是一种黄绿色气体，具刺激性，有毒，重量为空气的2.5倍，密度3.2g/L（0℃，101.3kPa）。

2）氯气极易被压缩成琥珀色的液氯。

液氯的密度为1460g/L（0℃，101.3kPa）

3）在常温常压条件下，液氯极易气化，沸点为-34.5℃；一个体积液氯可其花城457.6体积的氯气；1kg液氯可气化成0.31m³氯气。

混凝剂投量计算

聚合氯化铝混凝剂投量计算

式中T——日混凝剂投量（kg/d）；

a——单位混凝剂最大投量（mg/L）

Q——日处理水量（m³/d）70000

最大投加量，平均

2.溶液池容积

式中——溶液池容积（m³）

Q——处理水量（m³/h）2916.7

a——聚合氯化铝最大投加量（mg/L）

b——溶液浓度（%）10%

n——每日调制次数2

3.溶解池容积

——溶解池容积（m³）

静态混合器计算

静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式

式中h——水头损失（m）

Q——处理水量（m³/d）

d——管道直径（m）1.0

n——混合单元（个）

设计中取d=1.0m，Q=73000m³/d，当h=0.4m时，需4.7个混合单元，当h=5时，需5.9个混合单元，选DN1100内装6个混合单元的静态混合器，加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的三分之一处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。

折板絮凝池的优点：

（1）絮凝时间较短

（2）絮凝效果好

折板絮凝池计算

1.设计水量

水厂设计水量为73000m³/d，自用水量取5%。

折板絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为：

2.设计计算

折板絮凝池每个系列设计成4组。

1.单组絮凝池有效容积

式中V——单组絮凝池有效容积（m³）

T——絮凝时间，采用12min。

2.絮凝池长度

式中——絮凝池长度（m）

——有效水深（m）3.04

B——单组池宽（m）4

絮凝池长度方向用隔墙分成三段，首段和中段格宽均为1.0m，末端格宽为2.0m，隔墙厚为0.15m，则絮凝池总长度为：

各段分格数

与斜管沉淀池组合的絮凝池池宽为24.0m，用三道隔墙分成四组，每组池宽为：

首段分成10格，则每格长度：

首段每格面积：

通过首段单格的平均流速：

中段分为8格，末段分为7格，则中段、末段的各格格长、面积、平均流速分别为：

，，

，，

4.停留时间计算

首段停留时间为：

中段停留时间为：

末段停留时间为：

实际总停留时间为：

5.隔墙孔洞面积和布置

水流通过折板上、下转弯和隔墙上过水孔洞流速，首、中、末端分别为0.3m/s、0.2/s、0.1m/s，则水流通过各段每格格墙上孔洞面积为：

，取0.35㎡，孔宽为1.0m，则孔高为0.35m，实际通过首段每格格墙上孔洞流速为：

，取0.55㎡，孔宽为1.0m，则孔高为0.55m，实际通过中段每格格墙上孔洞流速为：

，取1.1㎡，孔洞宽2.0m，孔高为0.55m，实际通过末段每格格墙上孔洞流速为：

孔洞在格墙上上、下交错布置。

6.折板布置

折板布置首段采用峰对峰，中段采用两峰相齐，末段采用平行直板。

折板间距采用0.4m。

折板长度和宽度各段分别采用2.0m×0.6m、1.50m×0.6m和1.50m×0.6m。

7.水头损失计算

（1）相对折板

式中——折板渐放段水头损失（m）；

——峰处流速（m/s）0.27

——谷处流速（m/s）0.14

式中——渐缩段的水头损失（m）

——相对峰的断面积（㎡）0.56

——相对谷的断面积（㎡）1.06

式中——转弯或孔洞的水头损失（m）3.0

——阻力系数上转弯1.8，下转弯或孔洞3.0

——转弯或孔洞流速，为0.304m/s

式中——首段相对折板总水头损失（m）；

n——折板水流收缩和放大次数，共40次

（2）平行折板

式中h——折板水头损失（m）

V——板间流速（m/s），0.16

g——重力加速度（m/s²）

式中——上、下转弯或孔洞时水头损失（m）

——转弯或穿过孔洞时流速（m/s）0.203

式中——平行折板总水头损失（m）

n——90°转弯次数，共24次

——上、下转弯或孔洞时水头损失（m）

（3）平行直板

式中h——转弯水头损失（m）

V——平均流速（m/s）0.101

（4）折板絮凝池总水头损失

8.G值和GT值

（1）首段G值和GT值

式中——首段速度梯度（）

——水的密度（1000kg/m³）

——首段水头损失（m）0.312

——水的动力粘度（Pa·s）60×1.005×

T——反应时间（min）3.54

中段和末段G值和GT值分别为：

（2）折板絮凝池总G值和GT值

折板絮凝池的布置：

在絮凝池各段每格格墙底部设200mm×200mm排泥孔，池底设2.0%坡度，坡向沉淀池，在过渡段设排泥管，管径DN200.折板絮凝池布置如图：

斜管沉淀池的优点：

（1）沉淀效率高

（2）池体小、占地少

斜管沉淀池设计计算

设计流量

式中Q——单池设计水量

——设计日产水量（m³/d）

K——水厂用水量占设计日用水量的百分比5%

n——沉淀池个数，2

平面尺寸计算

1.沉淀池清水区面积

式中A——斜管沉淀池的表面积（㎡）

q——表面负荷[m³/（㎡·h）]，9

2.沉淀池长度及宽度（m）

取沉淀池长度L=24m，则沉淀池宽度为

为了配水均匀，进水区布置在24m长度方向一侧。

在10m的宽度中扣除无效长度约0.5m，则净出口面积

式中——净出口面积（㎡）

——斜管结构系数1.03

3.沉淀池总高度

式中H——沉淀池总高度（m）

——保护高度（m）0.3

——清水区高度（m）1.2

——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角60°，则

——配水区高度（m），1.5

——排泥槽高度（m）0.83

进出水系统

1.沉淀池进水设计

沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积

式中——孔口总面积（㎡）

V——孔口流速（m/s），0.2

每个孔口的尺寸定位15cm×8cm，则孔口数为254个。

进水孔位置应在斜管以下、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=0.3=6m/s，则穿孔总面积

设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数

式中N——孔口个数

F——每个孔口的面