城镇给排水课程设计某市新区地表水水厂工艺设计.docx

1、城镇给排水课程设计某市新区地表水水厂工艺设计1.1基本资料 31.2设计内容 32、给水厂的总体设计2.1给水水源水质的分析 42.2净水工艺流程的选择 42.3处理构筑物及设备型式的选择 43、给水处理厂的工艺计算3.1投药工艺计算 63.2混合设备计算 63.3往复式隔板絮凝池设计计算 73.4斜管沉淀池设计计算 83.5普通快滤池设计计算 103.6消毒工艺设计计算 144.1工艺流程的布置 144.2平面布置 154.3水厂绿化及道路 151、 概述1.1基本资料编号项目单位分析结果附注1色度度202浑浊度mg/200-15003嗅和味度合格4pH值7.75总硬度mg/250以CaCO

2、3计6铜mg/0.87锌mg/0.28锰mg/0.019砷mg/0.00210细菌总数个/28011大肠菌群个/731.2设计内容1、根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况选定处理案和确定处理工艺流程。2、拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数。 3、选择各构筑物的形式 和数目，初步进行水厂的平面布置和高程布置。在此基础上确定构筑物的形式、有关尺寸安装位置等。4、进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性。5、根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物间连接管道、检查井的位置。

3、6、水厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物的布置，厂区道路、绿化等总体布置。7、绘制本设计任务书中指定的水厂平面、工艺流程，单体构筑物（平面、剖面，主要材料表）工艺设计技术图纸2张（1#图）。8、写出设计说明书及计算说明书。2、给水厂的总体设计2.1给水水源水质的分析从所给原水水质资料来看，原水浊度最大为1500mg/l，最低浊度为200mg/l，超过了生活饮用水水质卫生标准中的规定，故需去除浊度。细菌总数为280个/l，大肠菌群为73个/l，也超过了生活饮用水水质卫生标准中的规定，故需进行消毒灭菌。原水水质的pH为7.7，总硬度为250mg/l，和其他参数均满足生活饮用水水质卫生标准，故

4、不需进行处理和调整。色度为20度，略超标准一点，但在经过沉淀、过滤等常规处理之后，即可达到要求，故不需进行特殊处理。2.2净水工艺流程的选择合理的净水工艺是水厂保证供水水质的关键。本设计根据原水水质并且考虑设计生产能力等因素，通过技术经济比较确定采用以下工艺流程：混凝剂消毒剂原水混合絮凝沉淀过滤清水池二级泵房用户2.3处理构筑物及设备型式的选择2.3.1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

5、时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以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。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵，不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。2.3.2混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，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。2.3.3絮凝池反应池作用在于使凝聚微粒通过絮凝形

6、成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、栅条絮凝和折板絮凝。这几种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点，并且都能达到良好的絮凝条件。经比较论证，本次设计采用往复式隔板絮凝池。2.3.4沉淀池原水经投药、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。设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。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

7、，处理效果比平流沉淀池要好。2.3.5滤池采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。它的优点是采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效果好。虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，冲洗效果不如普通快滤池稳定。故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。2.3.6消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是

8、由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。3、给水处理厂的工艺计算3.1投药工艺计算采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。3.1.2设计计算173000m/d= W1=19.7m33.2.1设计流量Q=173000m/d=7208m/h=2.0m/s；3.2.2设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为：1.596m，取D=1600mm，则实际流速为0.996m/s；3.2.3混合单元数按下式计算：N2.36V-0.5D-0.3=2.360.996-0.51.6-0.3=2.06，取N=3；则混合器的混合长度为：L=1.1N

9、D=1.131.6=5.28m3.2.4混合时间=5.3s3.2.5水头损失0.180m2000，水力条件满足要求。3.3往复式隔板絮凝池设计计算3.3.1设计参数（1）已知条件：设计水量Q=7208m/h（2）使用数据：廊道内流速采用6档：V1=0.5m/s,V2=0.4m/s,V3=0.35m/s, V4=0.3m/s,V5=0.25m/s, V6=0.2m/s；絮凝时间：T=20min；池内平均水深：H1=2.4m；超高：H2=0.3m；池数：n=23.3.2设计计算计算总容积：2403m3分为两池，每池净平面面积： 501m2池子宽度：B=20.4m池子长度（隔板间净距之和）： 隔板间

10、距按廊道内流速不同分为6档：，则实际流速=0.5m/s；按上法计算得： =1.04m，v2=0.4m/s；a3=1.2m，v3=0.37m/s；a4=1.4m，v4=0.32m/s；a3=1.7m，v5=0.26m/s；a6=2.1mv6=0.21m/s每一种间隔采取3条廊道，则廊道总数为18条，水流转弯次数为17次。则池子长度（隔板间净距之和）：=3（）=24.8m隔板厚按0.2计，则池子总长：L=24.8+0.2（18-1）=28.2m按廊道内的不同流速分成6段，分别计算水头损失。第一段：水力半径： 0.36m槽壁粗糙系数n=0.013，流速系数Cn=，=0.27，故C1=58.4第一段廊

11、道长度：l1=3B=320.4=61.2m第一段水流转弯次数：S1=3则絮凝池第一段的水头损失为0.091mV0指隔板转弯处的平均流速（m/s）。廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的1.21.5倍，本设计取1.2。则其计算公式为：则各段水头损失计算结果见下表：段数SnlnRnV0VnCnhn1361.20.360.4130.5058.40.0912361.20.430.3340.4061.50.0573361.20.480.2860.3763.30.0424361.20.540.2480.3265.40.0305361.20.630.2070.2668.10.0216240.80.730.1

12、690.2170.80.0140.255mGT值计算（t=20）： GT=452060=54000（在104105范围内）；池底坡度： 1.0%、3.4斜管沉淀池设计计算采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的边距d=30mm，长l=1000mm，斜管倾角=60。斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水平面成60角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道本设计采用5座斜管沉淀池。（1）已知条件：进水量

13、Q=7208m/h=2.0m/s；颗粒沉降速度：=0.35mm/s（2）设计采用的数据：清水区上升流速：v=2.5mm/s;管厚=0.4mm，边距d=30mm，水平倾角=60。（3）清水区面积： 800m2其中斜管结构占用面积按3%计，则实际清水区需要面积：A=8001.03824m2因为采用5座斜管沉淀池，则单池面积A=165m2为了配水均匀，采用斜管区平面尺寸为10m16.5m，使进水区沿16.5m长一边布置。（4）斜管长度l：管内流速： mm/s斜管长度： =607mm考虑管端紊流、积泥等因素，过渡区采用250mm斜管总长：l=250+607=857mm，按1000mm计(5) 池子高度

14、:采用保护高度：0.3m；清水区：1.2m；布水区：1.2m：穿孔排泥斗槽高：0.8m：斜管高度h=lsin=0.87m；池子总高：H=0.3+1.2+1.2+0.8+0.87=4.37m（6）沉淀池进口采用穿孔墙，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管，以上各项计算均同一般沉淀池或澄清池设计。（7）复算管内雷诺数及沉淀时间：式中水力半径：R=7.5mm=0.75cm管内流速：v0=0.289cm/s运动粘度：=0.01cm2/s（t=20时）所以Re=21.68沉淀时间：，满足要求。斜管沉淀池示意图：3.5普通快滤池设计计算已知条件：设计水量：Q=173000 m3/d =7208m3/h=2.

15、0 m3/s设计数据：v=10m/h；冲洗强度：q=14L/(sm2)；冲洗时间为6min由于处理水量过大，本设计中建立两座普通快滤池，以下为一座的设计计算。（1）滤池面积及尺寸：滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间T=24-=23.8h（式中只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水时间），滤池面积为： 363.4m2采用滤池数N=8，布置成对称双行排列，每个滤池面积为： 46m2采用滤池长宽比：L/B=3,采用滤池尺寸为：L=11.5m,B=4m校核强制滤速： 11.4m/h(2)滤池高度：支撑层高度：H1采用0.45m；滤料层高度：H2采用0.7m；砂面上水深：H3采用1

16、.7m；保护高度：H4采用0.3m；故滤池总高H度：H= H1+H2+H3+H4=3.15m（2）配水系统（每只滤池）：1 干管：干管流量：qg=fq=4614=644L/s；采用管径：dg=900mm（干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置）干管始端流速：vg=1.0m/s2 支管：支管中心间距：采用aj=0.25m每池支管数：nj=根每根支管入口流量： L/s采用管径：dj=70mm支管始端流速：vj=1.70m/s3 孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25%孔眼总面积：Fk=Kf=0.115m2=115000mm2采用孔径直径：dk=9mm每个孔眼面积： 63.5mm2孔眼总

17、数： 1812个每根支管孔眼数： 20个支管孔眼布置设2排，与垂线成45夹角向下交错排列。每根支管长度： 1.55m每排孔眼中心距： 4 孔眼水头损失：支管壁厚采用：5mm流量系数：=0.68水头损失： 5 复算配水系统：支管长度与直径之比不大于60，则60孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则0.5干管横截面积与支管总横截面积之比，一般为1.752.0，则：1.75孔眼中心距应小于0.2，则ak=0.155m0.2m配水系统示意图：（3） 洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距，采用a0=2.0m排水槽根数：根排水槽长度：l0=L=11.5m每槽排水量：q0=ql0a0=1411.52=322L

18、/s采用三角形标准断面。槽中流速，采用v0=0.6m/s横断面尺寸：，采用0.37m排水槽底厚度，采用=0.05m砂层最大膨胀率：e=45%砂层厚度：H2=0.7m洗砂排水槽顶距砂面高度：He=eH2+2.5x+0.075=1.365m洗砂排水槽总平面面积：F0=2xl0n0=12m2复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则25%（4） 滤池各种管渠计算：1 进水：进水总流量：Q1=92500m3/d=1.07m3/s采用进水渠断面：渠宽B1=1.2m，水深为1.0m渠中流速：v1=0.9m/s各个滤池进水管流量：Q2=1.078=0.134m3/s采用进水管直径：D2=400

19、mm，管中流速：v2=1.06m/s2 冲洗水：冲洗水总流量：Q3=qf=1410-348=0.672m3/s采用管径：D3=600mm；管中流速：v3=2.38m/s3 清水：清水总流量：Q4=Q1=1.07 m3/s清水渠断面同进水渠断面（便于布置）。每个滤池清水管流量：Q5=Q2=0.134 m3/s采用管径：D5=400mm；管中流速：v5=1.06 m/s4 排水：排水流量：Q6=Q3=0.672 m3/s排水渠断面：宽度B6=1.0m，渠中水深为0.6m渠中流速：v6=1.12 m/s（5） 冲洗水箱：冲洗时间：t=6min冲洗水箱容积：W=1.5qft=1.51448660=36

20、3m3水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和h1=1.0m配水系统水头损失：h2=hk=3.5m承托水水头损失：h3=0.022H1q=0.0220.4514=0.14m滤料层水头损失： 安全富于水头采用h5=1.5m冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面：H0=h1+h2+h3+h4+h5=6.8m普通快滤池示意图：3.6消毒工艺设计计算3.6.1加药量的确定水厂设计处理水量Q为173000m3/d=7208m3/h ；最大投氯量为a=3mg/L 则加氯量为：Q1=0.001aQ=0.00137208=21.6kg/h储氯量（按一个月考虑）为：G=3024Q=302421.6=15560Kg/月。3

21、.6.2加氯间的布置设水厂所在地主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，则设在水厂的西南部。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时812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23mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。为搬运氯瓶方便，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。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的给水管，水压大于20mH2O，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。4、水厂平面布置注意构筑物朝向：净水构筑物一般无朝向要求，但如滤池的操作廊、二级泵房、加腰间、化验室、检修间、办公楼则有朝向要求。步行道：步行道是水厂的辅助道路。它是满足场内工作人员的步行交通及小型物件的人力搬运的需要，宽度一般为1.52.0m。参考文献1生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）2崔玉川，给水厂处理设施设计计算. 北京：化学工业出版社，20033城市给水排水（第二版）中国建筑工业出版社4室外给水规范（GB50013-2006）5给水排水设计手册第3册北京：中国建筑工业出版社，19866给排水制图标准（GB50106-2001）7给水排水设计手册第3册北京：中国建筑工业出版社，1986