水厂设计计算书
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设计计算书
第一节、水量计算
该水厂设计产水量为 18500 m3/d
自用水系数 10%
水厂的井水量为 Q=18500(1+0.1)=20350 m3/d=847.92h /m 3=0.24s m /3
第二节、混凝
1.混凝剂药剂的选用
根据任务书,选取药剂为三氯化铁,三氯化铁的投加量选取为10㎎/L ,其特点为: 三氯化铝的混凝效果受温度影响小,絮粒较密实,适用原水的pH 值约在6.0--8.4之间。
药剂投加方式
干式与湿式的优缺点的比较:
投加方式一般有重力投加和压力投加,大多数情况下水厂采用压力投加,本设计采用水射器投加方式。如下图:
混凝剂的湿式投加系统如下图:
2、加药间的设计计算
设计要求:加药间尽量设置在投药点的附近;加药间和药剂仓库可根据具体情况设置机械搬运设备;加药管可以采用塑料管、不锈钢或橡皮管,溶药用的给水管选用镀锌钢管,排渣管采用塑料管;加药间要有室内冲洗设施,室内地面要有5‰的坡度坡向集水坑;加药间要通风良好,冬季有保温措施;加药间与仓库连在一起,仓库储量按最大投加期间的1~3个月的用量计算。
3、溶液池容积 n b Q a W ⨯⨯⨯=4171= 2
1041792.84710⨯⨯⨯ =1.02m 3 取1.5 m 3 式中:a —混凝剂(三氯化铁)的最大投加量(mg/L ),本设计取10mg/L ; b —溶液浓度,一般取5%-20%,本设计取10%;
Q —处理水量,本设计为847.92h /m 3
n —每日调制次数,一般不超过3次,本设计取2次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土结构,设置2座,一备一用,保证连续投药。单池尺寸为L ×B ×H=1.5×1.0×1.6,高度中包括超高0.3m ,沉渣高度0.3m ,置于室内地面上。溶液池实际有效容积:1W = L ×B ×H=1.5×1.0×1.0=1.5m 3,满足要求。
池旁设工作台,宽1.0-1.5m ,池底坡度为0.02。底部设置DN100mm 放空管,采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm ,按1h 放满考虑。 4、溶解池容积
式中: 2W —溶解池容积(m 3 ),一般采用(0.2-0.3)1W ;本设计取0.31W
溶解池也设置为2池,单池尺寸:L ×B ×H=1.0×0.5×1.5,高度中包括超高0.3m ,底部沉渣高度0.2m ,池底坡度采用0.02。则溶解池实际有效容积:1W = L ×B ×H=1.0
×0.5×1.0=0.5 m 3 ,满足要求。
溶解池的放水时间采用t =10min ,则放水流量:
q 0=t W 602=60
10100045.0⨯⨯=0.75 L/S, 查水力计算表得放水管管径0d =50mm ,相应流速v=0.38m/s ,管材采用硬聚氯乙烯
管。溶解池底部设管径d =50mm 的排渣管一根,采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构,内壁用环氧树脂进行防腐处理。
5、投药管
投药管流量:q=606024100021⨯⨯⨯⨯W =60
6024100025.1⨯⨯⨯⨯=0.04L/S 查水力计算表得投药管管径d =10mm ,相应流速为0.5m/s 。
6、 溶解池搅拌设备
溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
7、计量投加设备
本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
计量泵每小时投加药量:q=121W =12
5.1=0.125m 3/h
式中:1W ——溶液池容积(m 3)
耐酸泵型号25FYS-20选用2台,一备一用.
8、药库的设计参数
混凝剂三氯化铁所占体积:
T 15=1000a ×Q×15=1000
10×20350×15=3052.5㎏=3.1t 式中:T 15—药剂按最大投药量的15d 用量储存
a —三氯化铁(mg/l ),本设计取10mg/l
Q —处理水量(m 3/d )。
三氯化铁的相对密度为1.19,则算占体积V=361.219
.11.3m = 药品放置高度按1.0m 计,则所需面积为2.61m 2
考虑到药品的运输、搬运和磅秤算占体积,不同药品间留有间隔等,这部分面积按药品占有面积的30℅计,则药库所需面积:24.361.23.1A m =⨯=,则药库平面尺寸取L ×B ×H=2.5m×2..0m×3m 。
9、静态混合器的设计计算
本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。设计总进水量为Q=20350m 3/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。静态混合器的水头损失一般小于0.5m ,根据水头损失的
计算公式:h=0.11844.42
d Q n
式中:h ——水头损失(m );
Q ——处理水量(m 3
/d );
d ——管道直径(m );
n ——混合单元(个)。
设计中取d=0.6m ,Q=0.3 m 3/S,当h=0.4,n=3时,h=0.3m<0.5m 。所以选DN600内设3个混合单元的静态混合器。
图:管式静态混合器
第三节、水力循环澄清池的设计
澄清池是将絮凝和沉淀综合于一个构筑物中,主要依靠活性泥渣层达到澄清的目的。本设计采用水力循环澄清池,主要由喷嘴、混合室、喉管、第一絮凝室、第二絮凝室分离室、进水集水系统与排泥系统组成。
1、水力循环澄清池设计参数
水力循环澄清池一般为圆形池子。进水悬浮物的含量一般小2000l mg /短时 间内允许达到5000l mg /。
(1)设计回水量一般采用进水流量的3~5倍,原水浊度时取下限,反之取上限。
(2)喷嘴直径与喉管直径之比为(1:3)~(1:4),喉管截面积与喷嘴截面 积之比为12~13.
(3)喷嘴流速为7~8s m /,水头损失为3~4m 。喉管的进水喇叭口距离池底一 般为0.15m ,喷嘴顶离池底的距离为0.6m 。
(4)喉管流速为2.0~3.0s m /,喉管处的水流混合时间为0.5~1.0s 。喉管喇 叭口的扩散角为 45,喉管长度为直径的5~6倍。
(5)第一应室室的出口流速为50~60s mm /,应室时间为20~30s,锥形扩散角 小于 30。第二应室室进口流速为30~40s mm /,应室时间为110~140s 。应室室有效高度为3m 。水流时间在池中总停留时间为1.2~1.5h 。
(6)清水区水流上升流速为0.7~1.0s mm /,低温地浊水可以取低值,水流停
留时间为40min 左右。清水区高度一般为2.5~3.0m ,池子超高为0.3m 。保证出水水质,清水区高度最好取高值。在分离区内设斜板等设施能提高澄清效果,增加出水量和减少药耗。
(7)水池的斜壁与水平的夹角一般为 45
(8)排泥装置同机械搅拌澄清池。排泥耗水量约为进水量10%。池子底设放空管。 采用数据:
本设计采用4座水力循环澄清池,则单池设计流量s m q d /06.04
24.04Q 3===,采用回流比n=4,总循环流量为s m q q /24.006.04431=⨯==。
设计循环总流量 :s m q q /24.006.04431=⨯==
喷嘴流速 :s m v /5.70=
喉管流速 : s m v /5.21=
第一反应室出口流速 :s mm v /602=
第二反应室进口流速 :s mm v /403=
清水区(分离室)上升流速 :s mm v /0.14=
喉管混合时间 :s t 6.01=
第一反应室反应时间 :s t 252=