净水厂课程设计

环境工程09级本科生课程设计1目录一、设计基本资料及任务书…………………………………………2一．设计目的和要求……………………………………………2二．原水水质及水文地质资料………………………………2二、设计计算内容……………………………………………………5一.工艺流程……………………………………………………5二．各设计构筑物的设计流量………………………………5三．选用混凝剂、消毒剂，决定其投量……………………6四．管式静态混合器的设计……………………………………8五设置两套平行处理构筑物……………………………………9六．消毒设计计算………………………………………………16七．清水池平面尺寸的计算……………………………………16八．水厂高程布置计算…………………………………………18九．泵站设计计算………………………………………………19十．水厂平面布置及附属构筑物确定………………………21环境工程09级本科生课程设计2城市给水处理厂课程设计1．基础资料及处理要求（1）原水水质原水水质的主要参数见表1。项目数据项目数据钠离子和钾离子（mg/L）8.46总硬度（度）6.38钙离子（mg/L）32.46碳酸盐硬度（度）5.51镁离子（mg/L）8.05溶解固体（mg/L）119铁离子和亚铁离子（mg/L）0.03耗氧量（mg/L）0.78氯离子（mg/L）8.51氨氮（mg/L）0.24亚硝酸根（mg/L）0.016碱度（mg/L）120硝酸根（mg/L）2.75色度（度）10碳酸氢根（mg/L）119.6嗅味无硫酸根（mg/L）17.1pH7.6浑浊度（NTU）286最高1500最低20细菌总数（CFU/mL）38000大肠杆菌（CFU/L）1300（2）气象、水文、地质资料题目数据题目数据夏季平均气压（毫巴）1004.8最大积雪厚度（厘米）22年平均气温（度）12.2最大冻土深度（厘米）69最热月平均气温（度）30.7地下水位深度（厘米）297最冷月平均气温（度）-8.2河水最低气温（度）3极端最高气温（度）39.7河水最高气温（度）29.5极端最低气温（度）-22.9河水最低水位（米）33.0最热月平均相对湿度78河水最高水位（米）37.5环境工程09级本科生课程设计3（4）处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求。表1水质常规指标及限值指标限值1、微生物指标①总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）1002、毒理指标砷（mg/L）0.01镉（mg/L）0.005铬（六价，mg/L）0.05铅（mg/L）0.01汞（mg/L）0.001硒（mg/L）0.01氰化物（mg/L）0.05氟化物（mg/L）1.0硝酸盐（以N计，mg/L）10地下水源限制时为20三氯甲烷（mg/L）0.06四氯化碳（mg/L）0.002溴酸盐（使用臭氧时，mg/L）0.01甲醛（使用臭氧时，mg/L）0.9亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时，mg/L）0.7氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时，mg/L）0.73、感官性状和一般化学指标色度（铂钴色度单位）15浑浊度（NTU-散射浊度单位）1（%）平均年总降水量（毫米）569.9河水平常水位（90%）（米）34.0~36.4夏季平均风速（米/秒）2.6河水平均水位（米）35.5年最多风向及频率（%）NNW8河水冰冻时水位（90%）（米）35.0~35.8最多风向及频率（%）冬NNW15夏SE13冰冻厚度（厘米）地震裂度（度）32.5七度环境工程09级本科生课程设计4水源与净水技术条件限制时为3臭和味无异臭、异味肉眼可见物无pH（pH单位）不小于6.5且不大于8.5铝（mg/L）0.2铁（mg/L）0.3锰（mg/L）0.1铜（mg/L）1.0锌（mg/L）1.0氯化物（mg/L）250硫酸盐（mg/L）250溶解性总固体（mg/L）1000总硬度(以CaCO3计，mg/L）450耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L）3水源限制，原水耗氧量＞6mg/L时为5挥发酚类（以苯酚计，mg/L）0.002阴离子合成洗涤剂（mg/L）0.34、放射性指标②指导值总α放射性（Bq/L）0.5总β放射性（Bq/L）1①MPN表示最可能数；CFU表示菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。②放射性指标超过指导值，应进行核素分析和评价，判定能否饮用。环境工程09级本科生课程设计5给水处理厂方案设计一、工艺设计流程混凝剂二泵站↓↑原水→一泵站→反应沉淀→过滤→清水二、各构筑物的设计流量（一）、反应池单池设计水量水厂总设计规模为48000m3/d，絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为：hmQ31050224)05.148000(（二）、沉淀池设计流量取沉淀池个数4n，则m3/h52542405.148000Q（三）、滤池采用V型滤池8个构造相同的快滤池，布置呈对称双行排列，则每个滤池的设计流量为：Q=50400/8×24=262.5m3/h=72.92L/s，滤速V=10m/h，冲洗强度为q=14L/（s·㎡）,冲洗时间为t=6min=0.1h,滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h。（四）清水池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最大流量计。取时变化系数5.1K，则最大流量：环境工程09级本科生课程设计6Q=KQ/24=1.5×48000/24=3000m3/h=0.83m3/h三选用混凝剂、消毒剂，决定其投量1.加药间设计进水量为Q=48000m3/d,自用水量取总用水量的5%，则总进水量为Q=50400m3/d=2100m3/h。根据原水的水质水温，参考上图，选用混凝剂为碱式氯化铝（PAC），最大投药量为a=20mg/L。每日调制次数2n次,投药浓度为10%溶液池容积315.04102417210020417mbnaQW故此溶液池容积取6m3溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个溶剂为W1（一备一用）以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L×B×H=2.5×1.5×2.2，高度中包括超高0.3m置于室内地面上。溶液池实际有效容积：W1’=2.5×1.2×2.2=6.6m3满足要求溶解池容积W2W2=0.3W1=0.3×6=1.8m3溶解池也设置为2池，单池尺寸L×B×H=1.5×1.0×2，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02m。溶解池实际有效容积：W’=1.5×1.0×2=3m3溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量：环境工程09级本科生课程设计7Q0=W2/60t=3L/s投药管流量：L/s0.15360×60×241000×2×6.660×60×241000×2×Wq2．药剂仓库的计算（1）已知条件混凝剂为碱式氯化铝，每袋质量是40Kg，每袋规格为0.50.40.2mmm，投药量为40mg/L，水厂设计水量为21003/mh。药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为30d。（2）设计计算氯化铝的袋数24437540300.0240.0243150()100040QutQutNWW袋有效堆放面积231500.50.40.2105m(1e)1.5NVAH（1-0.2）仓库平面尺寸1215BLmm3.加氯间的设计计算（1）已知条件计算水量Q=48000×1.05=2100m3/h，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最大投加量为1mg/L。（2）设计计算QL=0.001aQ=0.001×1.5×2100=3.15kg/h清水池加氯量为QL=0.001aQ=0.001×1×2100=2.1kg/h二泵站加氯量自行调节，在此不做计算。为保证氯消毒时的安全和剂量正确，采用加氯机加投氯，并设校核氯量的计量设备。选用LS80-3转子真空机加氯机5台，3用2备。4.液氯仓库（1）已知条件计算水量Q=48000×1.05=2100m3/h，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最大投加量为1mg/L。（2）设计计算仓库储备量按照15天最大用量计算，则储备量为M=24×（3.15+2.1）×15=1890kg选用1t的氯瓶2个环境工程09级本科生课程设计8四．管式静态混合器的设计（1）已知条件设计进水量为Q=48000m3/d,自用水量取总用水量的5%，则总进水量为Q=50400m3/d。水厂进水管投药口至絮凝池的距离为20m，进水管采用两条DN800.v=0.92m/s（2）设计计算a.静态混合器管径为：据D=800mm，q=50400/24×3600×2=0.29m3/sD=mvq633.092.014.329.044，本设计采用D=700mmb.混合器选择选用管式静态混合器，规格DN700。c.混合单元数N65.2779.092.036.236.23.05.03.05.0Dv,本设计取N=3则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.1m31.237.0（3）、混合时间：T=svL51.292.031.2（4）、水头损失：h=0.1184mndQ38.037.0583.01184.04.424.42﹤0.5m，符合设计要求。（5）、校核GT值G=136.82051.21014.138.09800sTh，在700-10001s之间，符合设计要求。GT=820.620002.205851.2，水力条件符合设计要求。环境工程09级本科生课程设计9五设置两套平行处理构筑物（每套按1/2Q设）1.机械搅拌絮凝由于Q=50400md/3,若选择隔板絮凝池要满足：间距a0.5米。本设计Q小，所以不能选隔板。设计机械搅拌絮凝池时应注意以下几点要求：①、絮凝时间15~20min,水深3~4m；②、絮凝池数不少于3个，絮凝池多分为3~4格，每格设1档转速的搅拌机，垂直搅拌轴设在各格絮凝池中间，水平搅拌轴设于水深1/2处；③、搅拌桨板速度按叶轮桨板中心点处线速度确定，第一挡搅拌机线速度一般取0.50m/s，逐渐变小至末档的0.20m/s；④、絮凝池分格隔墙上下交错设过水孔，过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度设计。每格絮凝池池壁上安装1~2道固定挡水板，以增加水流紊动，防止短流。固定挡水板宽度0.1m左右；⑤、每台搅拌机上桨板总面积取水流截面积的10%~20%，连同固定挡水板面积最大不超过水流截面积的25%，一面水流随桨板同步旋转。每块桨板宽0.1~0.3m，长度不大于叶轮直径的75%；⑥、同一搅拌轴上两相邻叶轮相互垂直。水平轴或垂直轴搅拌机的桨板距池顶水面0.3m,距池底0.30~0.50m，距池壁0.20m。⑦、单格边长≯4.5米。1、设计参数：Q设=50400×0.5=25200md/3=1050m3/h絮凝时间20min,分为3条生产线。2、设计计算（1）、每条生产线设计流量：Q=Q设/3=350m3/h（2）、絮凝池容积：W=350×20/(3×60)=233.33m3（3）、絮凝池尺寸：为和沉淀池配套，絮凝池分为3格，每格平面尺寸4.0m4.0m,有效水深H=233.33/(3×4×4)=4.86m，取超高0.30m,则絮凝池高为5.16m。桨板挡水板面积与水利截面之比=%5.2265.3405.02412.0212，不大于25%（4）、叶轮旋转速度取叶轮桨板中心点处相对池壁的线速度为：第一格絮凝池搅拌机：smv/50.01第二格絮凝池搅拌机：smv/35.02环境工程09级本科生课程设计10第三格絮凝池搅拌机：smv/20.03则各格搅拌机旋转角速度和转速分别为：sradw/463.