某县净水厂给水处理设计计算书课程设计

给水处理课程设计计算说明书题目：某县净水厂水处理设计指导教师：专业：学号：姓名：目录第一章设计任务第二章总论2.1水源的选择2.2厂址的选择2.3净水方案的比较2.4混凝剂种类及混凝投加方式的选择第三章水处理构筑物的设计计算3.1溶解池和溶液池的设计3.2脉冲澄清池的设计3.3虹吸滤池的设计3.4加药间的设计3.5清水池的设计3.5附属构筑物的选用第四章平面布置第一章设计任务本课程设计以净水工程为主要内容。根据某县“七五”规划要求，为满足县城的工业、农业生产和人民生活需要，决定建设净水厂，其日产水量初步确定为20000m3/d,分两期建成，即第一期工程为10000m3/d，与二期工程统一考虑一次设计。主要设计内容有：1.拟定两个净水工艺方案，进行分析后，确定采用方案；2.对各处理构筑物进行设计计算；3.进行净水厂平面布置；4.主体构筑物平、剖面图。第二章总论该县城位于镇江专区西北部，距南京45Km,宁杭公路从县城东北部穿过。年平均气温16℃，主导风向：冬季-东北；春季-东北偏南；秋季-西北偏北。2.1水源的选择该净水厂可采用的水源有地下水和地表水。（1）地下水城东浅层地下水较丰富，地下水具有水质澄清，水温稳定，分布面积广等优点，比地表水更适合作水源。但它的径流量小，硬度大，易受污染，含铁量较高等缺点，若作为水源时，还需要采取除铁措施，这样未必经济。考虑有其它更好的水源，因此不选用地下水。（2）房家坝水库县城地面水资源较丰富，城东北的房家坝水库，土坝通过句容河与北山水库和句容水库相通。一方面北山水库通过长江翻水站补给，因此水库足够满足一、二水厂的供水要求。另一方面从已知的水库资料来看，它具有足够水深，水位变化小，良好的水质，水中氨氮含量很小，其它重金属离子和有毒有害物质含量也较小，附近有供建取水泵房的地质条件等优点。基于以上原因将水库作为水源最合适。综上所述，房家坝水库是句容县第二净水厂最理想的取水水源。2.2厂址的选择厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑以下几点：（1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般选在地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。（2）水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。（3）水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。（4）当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案：一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。以上方面应综合考虑并结合其它具体情况确定。2.3净水方案的比较现拟定两个净水工艺方案，进行比较分析。方案一：原水一级泵房脉冲澄清池虹吸滤池清水池二级泵房方案二：原水一级泵房械搅拌澄清池虹吸滤池清水池二级泵房（1）方案一需投入的能源量少，节能效果较好，但运行可靠性不太好，处理效果不太好。而方案二能克服以上缺点，但其投入的能源量大，耗电量大，不太环保和经济。综合考虑以上因素选用方案一。（2）澄清池机械搅拌澄清池的构造较脉冲澄清池复杂，加工困难，但其澄清效率较高，适应性较强，处理效果较稳定。另处它存在着需要机械搅拌设备，管理和维护较麻烦的缺点。然而本厂临近县城，电力设备还可以保证。脉冲澄清池设备简单，池深较浅便于布置，它的来水在脉冲发生器的作用下，有规律地间断进入池底配水区，从而使活性悬浮泥渣层有规律地上下运动，形成周期性的膨胀和收缩。但存在着对水量的变化适应性较差，操作管理要求较高。考虑该水厂为中小型水厂，每日处理的水量不太大也可以采用此种澄清池，相对比较节能和经济。2.4混凝剂种类及混凝投加方式的选择1．混凝剂种类的选择参照其它净水厂设计使用药剂的经验，决定采用粗制硫酸铝，其制造工艺简单，混凝效果好，使用方便，价格便宜，对处理后的水质无任何不良的影响，且有充足的货源，与铁盐混凝相比，腐蚀性小。2.混凝投加方式的选择在原水中投加净水药剂是进行澄清和过滤的前提。选择适宜的净水药剂和确定最佳用量是使澄清取得良好效果的必要条件。（1）常用的药剂投加方法有干投法和湿投法两种。干投法：设备占地小，一般不腐蚀设备，药液较为新鲜，但加药量大，需要一套混凝设备，劳动条件差，药剂不易与水均匀混合影响混凝效果。湿投法：容易与原水充分混合，不易堵塞入口，管理方便，投量易于调节。因此本水厂采用湿投法。（2）常用的混凝剂投加方式有：泵前投加：此种投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者。高位溶液池重力投加：建造高架溶液池利用重力将药液投入水泵压水管上或投加在混合池入口处。此种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。水射器投加：设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率较低，且易磨损。本设计决定采用适合于中小型水厂的高位溶液池重力投加。（3）本设计采用管式静态混合器进行混合，其优点是构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速而均匀。第三章水处理构筑物的设计计算3.1溶解池和溶液池的设计一、计算水量：（1）水厂净产水量：Q净=20000m3/d(2)取水厂自用水系数为1.08（包括示预见水量3%）（3）水厂设计水量：hmdmQ/900/216002000008.133二、设计参数：混凝剂最大投加量Lmga/35，药溶液的浓度c=20%,混凝剂每日调制次数n=2次。（1）溶液池的容积：3312m89.122041790035417取mcnaQw溶液池设两个，其中一个备用，每个池的容积约为2m3，采用矩形，其尺寸为1.4×1.4×1.0m(2)溶解池的容积3126.023.03.0mww，其平面尺寸：1×1×0.6m溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量为：sLtwq/0.1106010006.06020查水力计算表得放水管管径d0=18mm,相应流速v0=3.9m/s,溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。（3）投药管投药量为：sLwq/046.0606024100022606024100021查水力计算表得投药管管径d=10mm,相应流速为0.6m/s。3.2脉冲澄清池的设计一、水量计算：（同上）sLsmhmdmQ/250/25.0/900/216002000008.1333二、布局考虑：从分期建设，施工条件，运行管理等方面考虑，该水厂采用4座钟罩式虹吸脉冲澄清池，分两期建设，每期2座。三、钟罩式虹吸脉冲澄清池的计算1.设计参数：单个池子的设计水量smQ/0625.0425.031，清水区上升流速v1=0.4mm/s,脉冲周期为t=40其中进水时间t1=24s,放水时间t2=6s,稳流板缝流速v=50mm/s。2.池体的设计计算（1）澄清池面积1）清水区面积：F1=Q/v1=0.0625/0.4×10-3=156.25m22）中央渠面积：F2=1.5×2m=3m2设渠壁厚度0.2m，则中央渠总面积为:F2’=1.9×2.4=4.56m23）池总面积：F=F1+F2’=156.25+4.56=160.81≈161m2取为162m2，则池平面尺寸采用：9×18m。4）污泥浓缩室面积：一般为池总面积的10%-25%，F3=F×15%=162×15%=24.3m2浓缩室总长L=18-2.4=15.6m，每个浓缩室的长度：L1=L/2=15.6/2=7.8m每个浓缩室的宽度：B1=F3/L1=24.3/7.8=3.12m，取3.0m（2）进出水管管径采用d=300mm,v=0.88m/s。（3）配水管渠1）中央渠内流速脉冲流量Q′=smQQQQtQt/31.00625.055624321V中=Q′/F2=0.31/2=0.103(m/s)2）配水支渠（采用2条配水支渠）渠中流量:q=Q′/2=0.31/2=0.155m3/s渠中流速取0.6m/s,渠道断面面积：226.06.0155.0mvqf渠道断面尺寸采用：宽1.3m，高0.2m。3）配水支管配水支管长度为：)(8.2222.00.392mL（浓缩室壁厚0.2m）,支管间距取1.0米，支管条数：2×18/1.0=36，支管直径采用d=150mm。支管中的脉冲流量:q=0.31/36=0.01m3/s支管在脉冲流量时的流速为0.57m/s支管上孔眼总面积采用澄清池面积的0.5%，即：F孔=0.005F=0.005×62=0.81m2，孔眼直径采用d1=25mm,孔眼面积：2221000491.0025.0785.04mdf孔孔眼总数为：n=F孔/f孔=0.81/0.000491≈1650每条支管的孔眼数为：1650/36≈46孔眼间距：ml06.046/8.2支管中心离池底距离采用0.2m。（4）稳流板稳流板缝隙宽度：0.04m0.052.8600.31602缝vLQb采用人字形稳流板，顶角为90°。（5）集水槽1）穿孔集水槽共6条，槽距3米；2）集水槽断面取水量超载系数1.5，集水槽流量为)/(0156.00625.05.16131smQ槽宽mmQB0.217.00156.09.09.04.04.013取槽起点水深：0.75B3=0.75×0.2=0.15m；槽终点水深：1.25B3=1.25×0.2=0.25m；为安装方便，全槽采用槽宽0.2m，槽高0.3m。3）孔眼：采取集水槽孔口自由出流，设孔口前水位为0.05m则孔眼总面积为2100254.005.081.9262.00156.02mghQf孔眼直径采用20mm，则单孔面积f0=0.785×0.022=0.000314m2,每槽孔眼总数（个）8189.80000314.00254.000ffn每槽两侧各设一排孔眼，位于槽顶下方150mm处,孔距s=2×9/81=0.22(m)工程上采用s=0.2m,以留有充分余地4）集水总槽总槽流量Q2=6Q1=6×0.0156=0.0936（m3/s）槽中流速采用0.5m/s，水深0.5m，则槽宽为:mvHQB37.05.05.00936.02,集水总槽断面采用高0.7m,宽0.4m(6)澄清池高度H底部配水系统的高度（包括配水管渠顶板厚度0.15m）0.6m,悬浮区1.8m，清水区1.8m，超高0.3mH=0.6+1.8+1.8+0.3=4.5m(7)穿孔排泥管，每个污泥浓缩室容积：W=3.0×7.8×1.4-2(1/2×0.9×0.9×sin60°×7.8)=27.3m3排泥时间采用t=5min,排泥流量:q=W/t=27.3/5×60=0.091（m3/s）每个污泥浓缩室高2条穿孔排泥管，其直径采用d=250mmm,孔眼流速采用2.0m/s,则穿孔排泥管的孔眼总面积为：)(0455.02091.022mq，孔径采用d=20mm,则2221000314.002.0785.04mdf孔每根排泥管上孔数72000314.020455.02孔fN孔距s=2L1/N=2×7.8/72=0.22m3.3虹吸滤池的设计一、水量计算：水厂设计水量，取水厂自用水系数1.05，则hmdmQ/875/210002000005.1331二、布局考虑：该水厂采用两座矩形虹吸滤池，分两期建设，每期一座。三、矩形虹吸滤池的设计计算1.设计参数：计算流量Q2=21000/2=10500m3/d=437.5m3/h滤池过滤周期T=23.5h,冲洗时间t0=24-23=0.5h,设计滤速选用v=5m/h,冲洗强度q=14L/(s*m2)2.设计计算：（1）滤池总面积：236.895.235105005.235mQF（2）滤池分格数：分格数采用n=6,则单格面积为：f=F/n=89.36/6=14.89(m2)取15m2单池面积≤30m2，则滤池长宽比为1：1，其平面尺寸为：mfBL87.3156格