给水处理厂方案设计

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单个滤池的长宽比可根据单池面积大小来确定,即单池面积≤30m2时,长:宽=1.5:1~2:1;单池面积>30m2时,长:宽=2:1~4:1;
当滤池个数少于5个时,宜用单行排列。反之可采用双行排列;
一般砂滤料粒径为:最小粒径dmin=0.5mm,最大粒径dmax=1.2mm,不均匀系数K80≤2,滤层厚度不小于700;
F2=[0.205+(2×0.355)]×20=18.3(m2)
转弯高0.4米
V0= =0.13m/s
渐放段水头损失
h1=ζ1 =0.5× =1.66×10-3m
渐缩段水头损失
h2=[1+ζ2-( )2] =[1+0.1-( )2] =3.34×10-3m
转弯或孔洞水头损失,上转弯ζ取1.8;下转弯及进口ζ取3.0,则每格进口及转弯水头损失
分为两个系列,则每个系列平面面积
S‘=15.3/2=7.65m2
则长×宽=3×3=9m2
堰宽取长的1/3为1m
则配水井总长:
L=0.2×2+1.0×2+0.2×2+3.0×2+0.2×2+0.4×2+1.5=11.5m
宽:B=3+0.2×2=3.4m
高:H=4+0.3=4.3m
3.混凝设施
水的混凝是指水中杂质微粒和混凝剂进行混合,絮凝形成较大絮凝体(即矾花、绒粒或絮状物)的过程。它是近代水质净化处理的首要环节。
溶解池搅拌设备采用中心固定式平板桨式搅拌机,桨直径:R=1100mm,桨板深度:1100mm,池顶高出地面0.5m,池底坡度采用2.5%。
溶解池和溶液池的材料都采用钢筋混凝土,内壁衬以取乙烯板。
3.4.鼓风机
(1)溶液池鼓风机强度:15l/s·m3=0.9m3/min
则溶液池股风量:0.9×
(2)溶解池鼓风强度:18l/s·m3=1.08m3/min
设计取12m3,溶液池分三格,一格备用。每格的有效容积为6m3,有效高度为1m,超高取0.5m,则每格实际尺寸为:B×L×H=2m×4m×1.5m
(2)溶解池容积W2:
W2=0.3W1=0.3×12=3.6m3
有效高度取1.2m,超高取0.3m,则溶解池实际尺寸为:B×L×H=1.8m×1.8m×1.5m
本设计采用上向流斜管沉淀池,斜管沉淀池是根据浅池理论发展而来的,是一种在沉淀池内装置许多直径较小的平行的倾斜管的沉淀池。
斜管沉淀池的特点:沉淀效率高,池子容积小和占地面积小;斜管沉淀池沉淀时间短,故在运行中遇到水质、水量的变化时,应注意加强管理,以保证达到要求的水质。
从改善沉淀池水力条件的角度分析,由于斜管的放入,沉淀池水力半径大大减小,从而使雷诺数大为降低,而弗劳德数则大大提高,因此,斜管沉淀池也满足水流的稳定性和层流的要求。从而提高沉淀效果。
(8)管内沉淀时间t
t=L/v0=1160/5=232s 3.87min
(9)池高H1
斜管区高度H1=Lsin =1160×0.866 1.0m;
采用超高0.3m;
清水区高度采用0.9m;
配水区高度(按泥槽顶计)采用1.3m;
排泥槽高度采用0.8m。
有效池深H2=1.0+0.9+1.3=3.2m;
池子总高H=H2+0.8+0.3=3.2+0.8+0.3=4.3m
t=24-t1(24/T)=24-0.1×(24/12)=23.8(h)(式中未考虑排放初滤水)
滤池面积F
滤池总面积F=Q/(vt)=8.8×104/(10×23.8)=369.7m2,由表可得,每个系列滤池个数采用N=8个,成双行对称布置。每个滤池面积f=F/N=369.7/8=46.2m2 48m2
hi=ζ3 =(1.8+3.0+3.0+3.0)× =9.30×10-3
=nh+hi=16(1.66×10-3+3.34×10-3)+9.30×10-3=0.0893m
第二格计算同第一格
第三格计算:
h1=ζ =0.6× =1.22×10-3m
转弯高0.4米
V0= =0.13m/s
转弯或孔洞处的阻力系数,上转弯ζ3=1.8,下转弯或孔洞ζ3=3.0,上转弯有1个,下转弯及进口有3个
3.6.药剂仓库
仓库容积考虑存放15天的混凝剂用量。仓库靠近加药间。
每日混凝剂用量为:
W=20×176000/106=3.52吨。
药剂通道系数采用15%,则面积为115%。
药剂堆积高度为1.5米,则药库面积:
(3.52×15×1.15)/1.5=40.48m2
3.7.静态混合器的选型和混合比的确定
3.8.絮凝反应
斜管部分平面尺寸(宽×长)采用B1×L1=20m×22m
考虑安装间隙,宽加长0.1m
(3)进水方式
沉淀池进水由边长B为20m的一侧流入。该边长度与絮凝池宽度相同。
(4)管内流速v0
v0= = =4.04mm/s
考虑到水量波动,采用v0=5mm/s。
(5)管长
有效管长l
根据u0和v0值,按图得l/d=32,则
d—孔眼直径,m采用32mm;
L—穿孔管长度,m,采用22m。
5.过滤
本设计采用普通快滤池进行过滤,普通快滤池滤站的设施,主要由以下几个部分组成。
滤池本体。它主要包括进水管渠、排水槽、过滤介质(滤料层),过滤介质承托层(垫料层)和配(排)水系统。
管廊。它主要设置有五种管(渠),即浑水进水管、清水出水管、冲洗进水管、冲洗排水管及初滤排水管,以及闸阀、一次监测仪表设施等。
(10)进口配水
进口采用穿孔墙配水,穿孔流速0.1m/s。
(11)集水系统
采用淹没孔集水槽,共18个,集水槽中距为1.1m。
(12)排泥系统
采用穿孔管排泥,V形槽边与水平成45 角,共设18个槽,槽高80cm,排泥管上装快闸门。
穿孔管直径D=1.68d =1.68×0.032× =0.252,采用300mm铸铁管。
4.2.斜管沉淀池的设计计算
本设计采用两组斜管沉淀池,设计参数:颗粒沉速为0.4mm/s,上升流速选用3.5mm/s,斜管倾角为60o,管径为30mm,斜管长1m,斜管过渡段长度为200mm,斜管采用六边形蜂窝斜管, =0.94
(1)清水区净面积 1= = =407.4m2
(2)斜管部分面积A= =407.4/0.94=433.4m2
l=32d=32×30=960mm
过渡段长度l1采用l1=200mm
斜管总长L=200+960=1160mm
(6)池宽调整
池宽B=B1+Lcos =20+1.16cos60o=20.58m
斜管支承系统采用钢筋混凝土柱、小梁及角钢架设。
(7)复核雷诺数Re
根据管内流速5mm/s和管径30mm,查表得雷诺数Re=37.8
混凝剂的投加分干投与湿投法两种。本设计采用后者。
3.3.药剂溶解与溶液配制
(1)溶液池容积W1:
设计流量为Q=7333.333(m3/h),最大投加量为μ=20(mg/l)
溶液浓度为10%,每天调制次数为n=3,溶液池调节容积为:
W1=μQ/417bn=20×7333.333/417×10×3=11.72(m3)
各格折板的间距及实际流速
第一、二格b1= = =0.170m
第三、四格b2= = =0.255m
第五、六格b2= = =0.509m
v1实谷= = =0.05m/s
v1实峰= = =Baidu Nhomakorabea.25m/s
v2实际= = =0.20m/s
v3实际= = =0.10m/s
(2)计算水头损失
第一、二格为单通道异波折板
G= =24.4s-1
第五、六段的平均G值
G= 13.5s-1
4.沉淀
给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下,悬浮固体从水中分离的过程,原水经过投药,混合与反应过程,水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体,要在沉淀中分离出来,以完成澄清的作用,混凝沉淀后出水浊度一般在10NTU以下。
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4.1.沉淀池类型的选择
给水处理厂方案设计
1.给水厂处理规模及流程
1.1.给水厂的设计规模
给水处理厂的设计水量以最高日平均时流量计。为17.6×104m3/d(包括水厂自用水量)
1.2.处理工艺流程的选择
由于地表水水源水位变化不大,原水的浊度、色度、有季节性的变化。所以选择以下处理工艺:
2.配水井的设计计算
本设计总设计水量Q=17.6×104m3/d,处理工艺分为2个系列,每个系列处理水量17.6×104/2=8.8×104m3
(3)絮凝池各段停留时间
第一、二段的停留时间为:
t1= =11.8min
第三、四段的停留时间为:
t2= =11.8min
第五、六段的停留时间为:
t3= =5.3min
通道宽度:3666.667/(0.1×0.509×3600)=1.02m
第一、二段的平均G值
G= =35.0s-1
第三、四段的平均G值
单池平面尺寸
冲洗设施。它包括冲洗水泵、水塔及辅助冲洗设施等。
控制室、它是值班人员进行操作管理和巡视的工作场所,室内设有控制台、取样器及二次监测指示仪表等。
设计参数:
当要求水质为饮用水时,单层砂滤料滤池的正常滤速一般采用8~10m/h;
滤池的个数应根据滤池强制滤速的要求确定,单层砂滤料滤池的强制滤速一般为10~14m/h;
3.1.药剂选择
根据原水的水质水温和pH值的情况,选用混凝剂为聚合氯化铝,投加浓度为10%。优点:净化效率高、用药量少、出水浊度低。、色度小,过滤性能好,温度适应性高,pH值使用范围宽(pH=5~9)。操作方便,腐蚀性小,劳动条件好,成本较低。采用计量泵湿式投加,不需要加助凝剂。
3.2.药剂配制及投加方式的选择
滤层上面水深一般采用1.5~2.0m;
滤层工作周期一般采用24h,冲洗前的水头损失最大值一般采用2.0~2.5m;
滤池超高一般采用0.3m;
设计计算:
每个系列设计水量为Q=8.8×104m/d,滤速v=10m/h,冲洗时间t1=6min=1h,冲洗周期T=12h。
滤池24h连续运转,其有效工作时间为:
本设计采用折板絮凝池,折板絮凝池絮凝时间为10~30min,一般将絮凝过程按流速分为3段或者更多,第一段流速为0.25~0.35m/s;第二段流速为0.15~0.25m/s;第三段流速为0.1~0.15m/s。同一段内折板间距相同,流速相同。絮凝池内的流速梯度G值用进口到出口逐渐减少,一般起端至末端的G值变化范围为100~15s-1以内,且GT值达到104~105。
(1)设计计算
每组絮凝池流量QQ=176000/2=88000(m3/d)=3666.667(m3/h)
每组絮凝池容积WW= =3666.667×20/60=1222.223(m3)
每组絮凝池的面积ff= = =271.61m2
每组絮凝池净宽度为配合沉淀池,絮凝池的净宽度取20m,长度取13.58m
hi=ζ3 =(1.8+3.0+3.0+3.0)× =9.30×10-3m
第三格通道数为4,每个通道的90o转弯次数为7次,n=4×7=28次
=28×h1+hi=0.0435m
第四格计算同第三格
第五格为单通道直板
通道数为4,180o转弯次数n=3;进口出口洞2个;
=nh=nζ =(3+3+3+1.06+1.06)× =0.006m
进水管管径确定:
Q=17.6×104m3/d=2.04m3/s
D= 1500mm,v=1.15m/s
出水管径确定:
Q=2.04/2=1.02m3/s
D= 1000mm,v=1.30m/s
配水井水利平衡时间取30s,则容积为:
V=Qt=2.04×30=61.2m3
水深取4m,则面积
S=61.2/4=15.3m2
=nh+hi=n(h1+h2)+hi(m)
h1=ζ1 (m)
h2= (m)
hi=ζ3 (m)
计算数据如下:
第一格通道数为4,通道的缩放组合的个数为4个,n=4×4=16个
ζ1=0.5, =0.1,上转变 =1.8,下转变或者孔洞 =3.0
v1=0.25m/s
v2=0.05m/s
F1=0.205×20=4.1(m2)
则溶解池股风量:1.08
鼓风总量为:m3/min
选用台RD-150型罗茨鼓风机,性能如下
风量(m3/min)
风压(KPa)
进出口径(mm)
33.9
9.8
150
电动机型号
Y200
功率11KW
3.5.投药泵
采用计量泵投加,选用三台BK2-2.5/10型计量泵,一台备用。性能如下:
流量:6m3/h;扬程9m。
絮凝池的布置
絮凝池絮凝过程分三段:第一段v1=0.3m/s
第二段v2=0.2m/s
第三段v3=0.1m/s
絮凝池分为6格,每格为2.26m,每两格为一个絮凝段。第一、二格采用单通道异波折板;第三、四通道采用单通道同波折板;第五、六道采用直板。折板宽度0.5m,厚34度0.035m,折板净长度0.8m。
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