给水设计 2.docx
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给水设计2
水厂设计说明与计算书
第1章设计水质水量与工艺流程的确定
1.1设计水质水量
1.1.1设计水质
本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),处理的目的是去除原水中悬浮物质,胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分,使净化后水质满足生活饮用水的要求。
生活饮用水水质应符合下列基本要求:
(1)水中不得含有病原微生物。
(2)水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。
(3)水的感官性状良好。
原始资料:
当地气温(月平均)最高32.1℃,最低(月平均)4.8℃;原水水质为Ⅱ类地表水主要超标物质为含沙量和细菌及大肠杆菌。
原水含沙量:
平均为60kg/m3,细菌总数:
38000个/mL,大肠杆菌:
1300个/L,.基本符合《生活饮用水卫生标准》规定的生活或工业用水水源水质要求。
1.1.2设计水量
水处理构筑物的生产能力,应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计,并以水质最不利情况进行校核。
Qd=Qa*Kd=190000×1.3=247000m3/d
水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。
城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%,本设计取9%,则设计处理量为:
Q=(1+a)Qd=1.09×247000=269230m3/d
式中Q——水厂日处理量;
a——水厂自用水量系数,一般采用供水量的5%—10%,本设计取9%;
Qa——平均日设计供水量(m3/d),为19万m3/d;
Qd——最高日设计供水量(m3/d);
Kd——供水量日变化系数,取1.3。
1.2给水处理流程确定
1.2.1给水处理工艺流程的选择
给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。
一般来讲,地下水只需要经消毒处理即可,对含有铁、锰、氟的地下水,则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。
地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。
如果是微污染原水,则需要进行特殊处理。
一般净水工艺流程选择:
1.原水→简单处理(如用筛网隔虑)
适用条件:
水质要求不高,如某些工业冷却用水,只要求去除粗大杂质时
2.原水→混凝、沉淀或澄清
适用条件:
一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L,短时间内允许到5000-10000mg/L,出水浊度约为10-20度,一般用于水质要求不高的工业用水。
3.原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
一般地表水广泛采用的常规流程,进水悬浮物允许含量同上,出水浊度小于2NTU。
4.原水→接触过滤→消毒
1)一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。
2)进水悬浮物含量一般小于100mg/L,水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。
5.原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
高浊度水二级沉淀(澄清),适用于含砂量大,砂峰持续时间较长时,预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。
由于此水质样本中的含沙量大,故本设计采用预处理后跟一般常规的净水处理工艺,其净水工艺流程如下:
第2章给水处理构筑物与设备型式选择
2.1加药间
2.1.1药剂溶解池
设计药剂溶解池时,为便于投置药剂,溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜,池顶宜高出地面0.20m左右,以减轻劳动强度,改善操作条件。
溶解池的底坡不小于0.02,池底应有直径不小于100mm的排渣管,池壁需设超高,防止搅拌溶液时溢出。
如果药液具有腐蚀性,则盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。
溶解池一般采用钢筋混凝土池体,若其容量较小,可用耐酸陶土缸作溶解池。
2.1.2混凝剂药剂的选用与投加
(1).混凝剂药剂的选用
混凝剂选用:
聚丙烯酰胺(PAM).聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物,无色、无味、无嗅、能溶于水,没有腐蚀性。
常温下较稳定,高温时易降解,并降低絮凝效果,故其贮存应考虑防冻措施,室内温度不低于2℃。
由于聚丙烯酰胺是处理高浊度水最有效的高分子絮凝剂之一,故采用本品。
下列出个药品对比:
药剂名称
一般处理最大含沙量(kg/m3)
硫酸铝
<10
三氯化铁
<25
聚合氯化铝
<40
聚丙烯酰胺
15--100
PAM的投加量,要根据不同的水源水质和净水工艺特点,通过实验来确定,一般情况下助凝剂的投加量为0.03-0.3mg/L,絮凝剂为0.5-5mg/L,过滤助剂为0.03-0.3mg/L;浊水期原水浊度为500-1000NTU(浊度单位)时,APAM的投加量为0.01-0.05mg/L;枯水期原水有机物污染比较严重时,PAM投加量为0.05-0.3mg/L本设计水厂混凝剂最大投药量为5mg/l。
其特点为:
1)净化效率高,耗药量少出水浊度低,色度小、过滤性能好,原水高浊度时尤为显著。
2)温度适应性高:
不大于60℃即可。
3)使用时操作方便,无腐蚀性,劳动条件好。
4)设备简单、操作方便。
且由手册查得:
投加量(ml/L)
浑液面沉降速度mm/s
5
0.67
10
1.33
(2).混凝剂的投加
混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。
计量设备有孔口计量,浮杯计量,定量投药箱和转子流量计。
本设计采用离心泵和转子流量计配合投加。
泵型号25FYS-20选用2台,一备一用。
2.1.3消毒剂加药间
1、靠近加药点,以缩短加药管线的长度。
水和药剂应充分混合,接触时间不少于30min。
为管理方便,和药剂库合建。
加药间和药剂库应布置在水厂的下风向。
2、加药间的药剂管线应敷设在地沟内,直通加药点,地沟应有排水设施以防积水。
对管线有如下要求:
氯气管用紫铜管或无缝钢管,氯水管用橡胶管或塑料管,给水管用镀锌钢管,加氨管不能用铜管。
3、加药间和其他工作间隔开,加药间应有直接通向外部、且向外开的门,加药间和值班室之间应有观察窗,以便在加药间外观察工作情况。
4、加药机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右,以便于操作,加药机(包括管道)不少于两套,以保证连续工作。
称量药剂瓶重量的地磅秤,放在磅秤坑内,磅秤面和地面齐平,使药剂瓶上下搬运方便。
有每小时换气8-12次的通风设备。
加药间的给水管应保证不断水,并且保持水压稳定。
加药间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。
防毒面具应防止失效,照明和通风设备应有室外开关。
设计加药间时,均按以上要求进行设计。
2.2混合设备
在给排水处理过程中原水与混凝剂,助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善,从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。
混合是取得良好絮凝效果的重要前提,影响混合效果的因素很多,如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。
混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。
同时只有原水与药剂的充分混合,才能有效提高药剂使用率,从而节约用药量,降低运行成本。
混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。
由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化,且占地大,基建投资高;水泵混合设备复杂,管理麻烦;机械混合耗能大,维护管理复杂;相比之下,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,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。
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、交叉混合和反向旋流三个作用,混合效益达90-95%,故本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。
2.3絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下,使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞,而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。
目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式,主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条(网格)絮凝、和穿孔旋流絮凝。
表2-1絮凝池的类型及特点表
类型
特点
适用条件
隔板式絮凝池
往复式
优点:
絮凝效果好,构造简单,施工方便;
缺点:
容积较大,水头损失较大,转折处钒花易破碎
水量大于30000m3/d的水厂;水量变动小者
回转式
优点:
絮凝效果好,水头损失小,构造简单,管理方便;
缺点:
出水流量不宜分配均匀,出口处宜积泥
水量大于30000m3/d的水厂;水量变动小者;改建和扩建旧池时更适用
旋流式絮凝池
优点:
容积小,水头损失较小;
缺点:
池子较深,地下水位高处施工较难,絮凝效果较差
一般用于中小型水厂
折板式絮凝池
优点:
絮凝效果好,絮凝时间短,容积较小;
缺点:
构造较隔板絮凝池复杂,造价高
流量变化较小的中小型水厂
网格絮凝池
优点:
絮凝效果好,水头损失小,絮凝时间短;
缺点:
末端池底易积泥
根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较,本设计选用往复式隔板絮凝池。
2.4沉淀池
根据水的流动方向可分为平流式、竖流式、辐流式和斜板(管)沉淀池。
作为高浑浊度原水的预沉时常见得有辐流式沉淀池、大型平流沉淀池,也可采用斜管预沉池。
大中型预沉池一般考虑机械集泥和自流管排泥。
各种形式沉淀池性能特点和适用条件见下表:
型式
性能特点
适用条件
平流式
优点:
1、水利条件好,管理方便;
2、施工较简单;
3、易于反应设备衔接;
缺点:
1、排泥较困难,机械排泥设备维护复杂;
2、占地面积较大
一般用于大中型净水厂的预沉
辐流式
优点:
1、管理方便,工作可靠沉淀效果好;
2、便于机械排泥;
缺点:
1、占地面积大;
2、导流和配水条件差;
3、基建投资及费用大,施工较平流式困难
一般用于大中型净水厂的预沉
斜管(板)式
优点:
1、水利条件好,沉淀效果高;
2、池体小,占地少
缺点:
1、斜管(板)耗用材料多,且价格较高;
2、排泥较困难,设备复杂
可用于各种水厂的预沉
经多方面比较,本次设计采用平流沉淀池作为预沉。
作为一般浑浊度原水的混凝沉淀时常见得有辐流式沉淀池、竖流沉淀池、平流沉淀池,和斜板(管)沉淀池。
其形式沉淀池性能特点和适用条件见下表:
表2-2各种形式沉淀池性能特点和适用条件表
型式
性能特点
适用条件
平流式
优点:
1、可就地取材,造价低;
2、操作管理方便,施工较简单;
3、适应性强,潜力大,处理效果稳定;
4、带有机械排泥设备时,排泥效果好
缺点:
1、不采用机械排泥装置,排泥较困难
2、机械排泥设备,维护复杂;
3、占地面积较大
1、一般用于大中型净水厂;
2、原水含砂量大时作预沉池
竖流式
优点:
1、排泥较方便
2、一般与絮凝池合建,不需建絮凝池;
3、占地面积较小
缺点:
1、上升流速受颗粒下沉速度所限,出水流量小,一般沉淀效果较差;
2、施工较平流式困难
1、一般用于小型净水厂;
2、常用于地下水位较低时
辐流式
优点:
1、沉淀效果好;
2、有机械排泥装置时,排泥效果好;
缺点:
1、基建投资及费用大;
2、刮泥机维护管理复杂,金属耗量大;
3、施工较平流式困难
1、一般用于大中型净水厂的高浊度水预沉
斜管(板)式
优点:
1、沉淀效果高;2、池体小,占地少
缺点:
1、斜管(板)耗用材料多,且价格较高;
2、排泥较困难
1、可用于各种规模水厂
2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖潜
原水经投药、混合与絮凝后,水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。
此次设计采用斜管沉淀池。
相比之下,平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点,但是,平流式占地面积大。
而且斜管沉淀池因采
用斜管组件,使沉淀效率大大提高,处理效果比平流