水质工程学课程设计1计算书.docx

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1、1总论21.l设计任务及要求21.2根本资料2设计规模错误!未定义书签。1.2.2 原水水质分析错误!未定义书签。1.2.3 地质条件4124气象条件错误味定义书签。1.2.5 处理要求错误!未定义书签。1.2.6 厂区地形错误!未定义书签。2总体设计42.1 净水工艺流程确实定42.2 构筑物形式选择错误!未定义书签。3混凝沉淀.43.1 混凝剂投配设计4混凝剂投量计算4水的Ph和碱度影响5石灰投量53.1.4混凝剂投加方法和调制方法5溶液池容积5溶解池容积63.1.7计量设备63.1.8加药间和加药库73.2 机械混合池的设计错误!未定义书签。有效容积错误!未定义书签。搅拌器转速错误!未定

2、义书签。搅拌器角速度错误!未定义书签。轴功率错误!未定义书签。所需轴功率错误!未定义书签。电动机功率错误!未定义书签。3.3 折板絮凝池的设计9设计水量9平面尺寸计算错误!未定义书签。各段停留时间10隔墙空洞面积与布置错误!未定义书签。折板布置错误!未定义书签。水头损失计算H3.3.7 G值和GT值123.3.8 折板絮凝池布置133.4 斜管沉淀池的设计错误!未定义书签。设计水於错误!未定义书签。平面尺寸计算15复核管内雷诺数及沉淀时间164过滤174.1 滤池的选择174.2 V型滤池的布置174.3 V型滤池的设计计算174.3.1 平面尺寸计算174.3.2 进水系统194.3.3 反

3、冲洗系统194.3.4 过滤系统224.3.5 排水系统224.3.6 游池总高度235消毒245.1 消毒方法的选择245.2 加氯量计算245.3 加氯设备的选择245.3.1 自动加氯机选择245.3.2 氯瓶245.3.3 加氯控制245.3.4 加氯间和氯库246其他设计256.1 清水池的设计256.1.1 平面尺寸计算256.1.2 管道系统266.1.3 清水池布置277水厂总体布置277.1 水厂的平面布置277.2 水厂的高程布置288设计体会309参考文献301总论1.1 设计任务及要求城市给水处理厂课程设计的目的在于学习工程设计方法、培养工程观念。通过课程设计，学会主要

4、工程节点的根本设计方法，受到专业工程师应具备的根本技能的初步训练，为今后的进一步学习和系统训练打下根底课程设计的内容是根据所给资料，完成给水处理厂方案设计，即在给出设计任务的根底上，完成所给资料的分析、整理，进行水厂选址，工艺流程选择，方案比拟，构筑物的选型，水厂的平面和高程布置以及处理构筑物的初步设计等工作。1.2 根本资料某市位于江苏省中南部。近年来，由于经济的开展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高,用水的需求不断增长，原有水处理厂的生产能力已不能满足要求，对经济开展和人民生活造成了严重影响，为缓解这一矛盾，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定以城市附件某河流为水源地,新

5、建给水处理厂一座。设计规模该给水厂总设计规模为9104m3d净水厂出水水压为4550m。原水水质分析原水水质分析如下表:序号工程单位数值备注1浑浊度度54.232细菌总数个mL280正常3总大肠菌群个/L9200正常4色度色度单位20155嗅和味-无臭无味6肉眼可见物微粒不得含有7PH7.37正常8总硬度(CaCo3)mg/L42正常9总碱度mg/L47.510氯化物mg/L15.2正常11硫酸盐mg/L13.31012总铁mg/L0.17正常13镒mg/L0.07正常14铜mg/L0.01正常15锌mg/L0.05正常16BOD5mg/L1.9617阴离子合成剂mg/L-18溶解性总固体mg

6、/L107正常19氨氮mg/L3.140.520亚硝酸盐氮mg/L0.055正常21硝酸盐氮mg/L1.15正常22耗氧量mg/L2.49正常23溶解氧mg/L6.97地质条件根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为25CM,桩径为400亳米，桩孔距为1M,按梅花形布置。气象条件工程所在地属于亚热带海洋性气候,阳光充足,雨量充分，多年平均气温

7、15,绝对最高温度38.2,绝对最低温度一1C,年平均霜冻日3.6天,最多10天。年平均日照时数1932小时，年平均降雨量1788.6mm,日最大降雨量367.8mm(81.7.1),年平均相对湿度79%。主导风向为东北(冬季)和东南(夏季)。处理要求出厂水水质指标满足生活饮用水卫生标准(GB57492006)的相关要求。厂区地形该给水处理厂处于平原地区，占地面积自拟，但应遵循构筑物布置紧凑、节约用地的原那么；厂内地面标高为15.00mo2总体设计2.1 给水工艺流程确实定根据地表水环境质量标准(GB3838-2002),氨氮含量属于地面水劣V类水质标准，其他参数绝大局部属于地面水II类水质标

8、准。除氨氮超标外，浊度，色度和硫酸盐偏高，其余参数均符合生活饮用水卫生标准(GB57492006)的规定。水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。混凝剂消毒剂原水一M絮凝沉淀池I-“二级泵房I_用户图水处理工艺流程2.2 构筑物形式的选择根据己选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反响池选用折板絮凝池，沉淀池选用斜管沉淀池，滤池选用V型滤池，采用加氯消毒。3混凝沉淀3.1 混凝剂投配设计混凝剂投量计算设计中取日处理水量Q=94500加7；采用精制硫酸铝，根据原水水质，单位混凝剂最大投量最大取。=61.3mgL,平均取=38.0当a取61.3mg/L时：日混凝齐U投量T=畦=94500=

9、5792.85kgd10001000当a取38mg/L时：水的PH和碱度影响硫酸铝除浊的最正确PH值范围在6.57.5之间，在此范围内，主要存在形态是高聚合度氢氧化铝，其对胶粒具有十分优异的聚合作用。由于硫酸铝水解过程中不断产生H+,而导致水的PH值下降。为使PH值保持在最正确范围内，应使水中具有足够的碱性物质与H中和。当原水碱度缺乏或硫酸铝投量多时，会使水的PH值大幅下降并影响硫酸铝继续水解。为此，需向水中投加碱剂，通常投加的碱剂为Caoo3.1.3石灰投量计算475由水质资料知，原水中碱度为47.5mgL,即为47.5mgLCaO,相当于二=0.85卯%。L56精制硫酸铝投量为61.3mg

10、L,市售石灰纯度为50舟。投药量折合AbO3为61.3x16%=9.81mg/L981ALO3分子量为102,投药量相当于而=0.096相“H/L。设计中取保证反响顺利进行的剩余碱度同=0.312如R/L,那么C=3-x+=3X0.096-0.85+0.312=-O.25nvolL由于计算值为负值，所以不需要投加石灰。混凝剂投加方法与调制方法混凝剂投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。3.1.5溶液池容积设计中取混凝剂的浓度=15%,每日调制次数

11、=2次，混凝剂最大投加量4=61.3mgL,设计处理水量Q=3937.57人,那么溶液池容积417bn61.3x3937.5417x2x15=9.29my溶液池采用钢筋混凝土结构，单池尺寸为LXBX=5.4x3.xl.8(m),高度中包括超高0.30m,沉渣高度0.3mo溶液池实际有效容积Wl=54X30X12=044W3满足要求。池旁设工作台，宽L0L5m,池底坡度为0.02。底部设置DNloOmm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。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按Ih放满考虑。溶解池容积溶解池尺寸为Lx8x=2.0mx2.0wx1.

12、85w,高度中含超高o.311b底部沉渣高0.2m。为操作方便，池顶高出地面0.8m。溶解池实际有效容积叱=2.02,0135=5.4加溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DNlOOmm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm,按Iomin放满溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池采用机械搅拌，搅拌桨为平桨板，中心固定式，搅拌桨板安装见图1。图1溶解池搅拌机示意图搅拌设备查给水排水快速设计手册第一册表7-6,适宜本设计的参数列于表1中。搅拌设备应进行防腐处理。搅拌设备参数表表1表1溶解池尺寸BB(m)池深H(m)桨叶直径D(mm)桨板深度1.(

13、mm)Hl(mm)H(nun)E(mm)搅拌机重量(kg)2.0X2.01.357501200100330/2003.1.7计量设备计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加。w19291,计量泵每小时投加药量q=L=1.61Mh1212耐酸泵型号25F-25选用二台，一用一备。25F-25型耐酸泵参数：流量为1.983.96/h、扬程为26.824.4m、转数为2960转/分、配套电机功率1.5kW,生产单位石家庄水泵厂。3.1.8加药间和加药库(1)加药间各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两处

14、冲洗地坪用水龙头DN25mm.为便于冲洗水集流，地坪坡度工0.005,并坡向集水坑。(2)药库药剂按最大投加量的30d用量储存。硫酸铝所占体积硫酸铝相对密度为L62,那么硫酸铝所占体积为：173.8/1.62=107.3设计中无需投加石灰。药剂所占体积为：107.3药品堆放高度按2.0m计(采用吊装设备)，那么所需面积为53.65?考虑药剂的运输、搬运和磅秤所占面积，不同药品留有间隔等，这局部面积按药品占有面积的30%计，那么药库所需面积为53.651.3=69.745m2,设计中取70?。药库平面尺寸取：7.010.0mo库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为DX0.5-10-20o3.2 机械混合池设计有效容积取混合时间T=O.5min,池数n=2个，那么机械混合池尺寸及有关参数选定：直径：D=2,6n水深：H=3.09/