给水厂课程设计

给水厂课程设计班级：电厂化学0901姓名：陈雪平学号：2009040141一、概述设计任务及依据给水厂课程设计11设计目的及基本要求通过本次设计，应达到如下教学目的:（1）掌握给水处理厂工艺设计的基本步骤，复习和消化课程讲授的内容；（2）掌握给水处理厂各处理构筑物形式的选择方法与工艺设计计算方法，给水处理厂平面布置与高程设计的原则和方法，具备初步的独立设计能力；（3）掌握设计与制图的基本技能；（4）提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。（5）设计中，应做到设计合理、计算准确、图面清晰、语言通顺、说明简练、字体端正。2、设计内容2.1设计题目某市新区地表水水厂设计2.2设计原始资料2.2.1图纸净水厂地形图见附图2.2.2基本资料水厂的净产水量和水厂自用水量总和为dm/13万2.2.3原水资料编号项目单位分析结果附注1色度度202浑浊度mg/Ｌ200-15003嗅和味度合格4PH值7.75总硬度mg/Ｌ250以CaCO3计6铜mg/Ｌ0.87锌mg/Ｌ0.28锰mg/Ｌ0.019砷mg/Ｌ0.00210细菌总数个/Ｌ28011大肠菌群个/Ｌ73给水厂课程设计22.2.4地形地貌开封界于东京113°51′51〃—115°15′42〃，北纬34°11′43〃—35°11′43〃，地势平坦，位于河南省中部偏东，是黄河冲积扇平原的尖端。平均海拔在69米至78米。2.2.5工程地质及水文地质工程地质良好，适宜于工程建设，地质构造一般皆为2.2.5工程地质及水文地质工程地质良好，适宜于工程建设，地质构造一般皆为四层：（1）表土或耕土厚0.5m左右；（2）粘土及砂质粘土，即第四纪土层，厚8m左右，耐压力2kg/cm2以上3设计成果及要求设计成果包括设计说明书一份和图纸二张；3.1设计说明书设计说明书内容包括下列各项：（1）目录；（2）概述设计任务和依据，简要分析设计资料的特点；（3）计算设计流量；（4）给水处理流程选择的各种因素分析和依据说明；（5）各处理构筑物及其辅助设备的工艺计算、工作特点的说明；（6）给水处理构筑物之间的水力计算及其高程设计；（7）处理构筑物总体布置的特点及依据说明。说明书应简明扼要，表格说明、要求文字通顺、段落分明、字迹工整。3.2图纸绘制下列图纸：（1）厂区总平面图，图中应表示出各工艺构筑物的确切位置，外形尺寸，相互距离、各构筑物连接沟管的位置、管径、管材、管长，其他辅助性构筑物的位给水厂课程设计3置。厂区内各种管道：上水、下水、雨水、暖气管、电缆等的总平面布置。厂区道路、绿化及卫生防护区的布置等。该图中各种管道以单线条表示，图中应绘出各种线条表示的图例，注明构筑物名称。绘出地形等高线，填方挖方轮廓线等。（2）工艺流程高程图，图中应标出各构筑物顶、底、水面、主要构件及沟管的设计标高，室内外地坪标高。二、给水厂的设计步骤及工艺选择1、总体设计1.1净水工艺流程的确定根据《地面水环境质量标准》（GB－3838－02），原水水质符合地面水符合第三类水质标准，除浊度、菌落总数、大肠菌数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的规定。水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。图1水处理工艺流程原水混合絮凝沉淀池滤池混凝剂消毒剂清水池二级泵房用户1.2处理构筑物及设备型式选择1.2.1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。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。1.2.2混合设备使用静态管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地给水厂课程设计4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。1.2.3反应池反应池作用在于使凝聚微粒通过絮凝形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、网格（栅条）絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这几种形式的絮凝池都具有絮凝效果好、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，网格絮凝池的絮凝效果较好，水头损失小，絮凝时间相对较少。1.2.4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，处理效果比平流沉淀池要好。1.2.5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，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。1.2.6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。2.混凝沉淀2.1混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种。我国多采用后者，采用湿投法，本设计也采用湿投法。本设计根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等，确定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件，所以参考分析相似给水厂课程设计5水源有关水厂的经验数据，药剂投加聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为30mg/L。2.1.1溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算：2417aQWcn式中2W－溶液池容积，3m；Q－处理水量，3/mh；a－混凝剂最大投加量，mg/L；c－溶液浓度，取10%；n－每日调制次数，取n＝3。代入数据得：32999.031041767.41630mW溶液池设置两个，每个容积为2W，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H1＝1.0m，总深H＝H1+H2+H3＝1.0+0.2+0.1＝1.3m。（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）溶液池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高＝1m×1m×1.3m。2.1.2溶解池溶解池容积3212997.03.0999.03.0mWW溶解池一般取正方形，有效水深H1＝1.0m，则：面积F＝W1/H1→边长a＝F1/2＝0.547m；取边长为0.55m。溶解池深度H＝H1+H2+H3＝1.0+0.2+0.1＝1.3m（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量sLtWq/665.110609996010查水力计算表得放水管管径0d＝100mm，溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根。(钢管或铸铁管）11溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。2.1.3投药管投药管流量给水厂课程设计6sLWq/023.03600242000999.0360024100021查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.8m/s。3混合设备的设计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，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。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：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，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%，构造如图2所示。设计总进水量为Q=10000m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.5m/s。计算草图如图4-2。图4.2管式静态混合器计算草图3.1设计计算(1)已知条件设计总流量Q=10000m3/d=416.7m3/d=0.116m3/d设计进水管流速应在1.0--1.2m/s，本设计ν=1.0m/s,进水管采用两条管。（2）设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量smnQq/058.02/116.0/3；则静态混合器管径为：mqD27.00.114.3058.044本设计采用D=300mm；则实际流速ν=0.82m/s3.2混合单元数按下式计算给水厂课程设计774.33.082.0/36.236.23.05.03.05.0DN，本设计取N=4；则混合器的混合长度为：mNDL32.13.041.11.13.3混合时间T=sL61.182.032.13.4水头损失mmnDQh5.024.033.0058.01184.01184.04.424.42，符合设计要求。4反应设备的设计网格絮凝池是在池内沿流程一定距离的过水断面中设置网格，水流通过网格时相继收缩、扩大，形式漩涡，造成絮凝颗粒碰撞。其构造一般由安装多层网格的多格竖井组成，各竖井之间的隔墙上、下交错开孔，各竖井的过水断面尺寸相同，平均流速相同。絮凝池的能耗由不同的网格及层数进行控制。网格絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度G值逐段降低。相应各段采用的构件，前段为密网，中段为疏网，末段不安装网格。4.1设计参数选取：絮凝池分为两组：每组设计流量Q1=sm/058.0116.021絮凝时间：sT600min10，有效水深：mH2.40（与后续沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高0.6m；絮凝池总高度为：mHH1.56.03.004.2平面尺寸计算絮凝池的有效容积：38.346010058.0mQtV絮凝池的有效面积为：2129.82.4/8.34/mhVA水流经每格的竖井流速smv/12.01。由此得单格面积：21483.012.0/058.0/mvQf给水厂课程设计8设计每格为正方形，边长采用0.7m，因此每格面积为0.492m。由此得分得格数为：9.1649.0/29.8/fAn采用17格。实际絮凝时间为：min05.1021.603058.0/172.449.0/sQfhnT实4.3网格设计絮凝池分为三段：前段放密网格条，初设过网格流速smv/25.0网，竖井平均流速10.12/vms井，竖井之间孔洞流速smv/30.0孔；中段放疏网格，初设过网格流速smv/22.0网，竖井平均流速20.12/vms井，竖井之间