自來水廠設計說明書

2022-04-27 02:00:04 字數 4814 閱讀 6300

第一章設計基本資料和設計任務

1.1 設計基本資料

近期規模1萬 m3 /d.水處理構築物按照近期處理規模進行設計.水廠的主要構築物分為1組。

第二章水廠工藝方案的確定

2.1 設計基本資料

水處理構築物型別的選擇,應根據原水水質,處理後水質要求、水廠規模、水廠用地面積和地形條件等,通過技術經濟比較確定.

初步選定方案如下:

取水→一級幫浦站→管式靜態混合器→豎井式絮凝池→斜管沉澱池→重力無閥濾池→清水池→二級幫浦房→使用者

消毒劑第三章水廠各個構築物的設計計算

3.1 一級幫浦站

1.一幫浦房吸水井

水廠地面標高0.000m,河流洪水位標高為-1.000m,枯水位標高為-6.

000m,設計一幫浦站吸水井底標高為-8.000m,進水管標高為-7.000m,一幫浦站吸水井頂標高為0.

500公尺,寬為6m,長度20m,分為兩格。

2.一幫浦房

一幫浦房底標高為-9.000m,一幫浦房頂標高為6.500m.

3.2 混凝劑的選擇和投加

設計原則:

溶液池的底坡不小於0.02,池底應有直徑不小於100mm的排渣管。池壁需設超高,防止攪拌溶液時溢位。

設計藥劑溶解池時,為便於投置藥劑,溶解池的設計高度一般以在地平面以上或半地下為宜,池頂宜高出地面1.0m左右,以減輕勞動強度,改善操作條件。溶解池一般採用鋼筋混凝土池體來防腐。

已知條件:

水廠構築物設計流量q=10000m3/d根據原水水質及水溫,參考有關水廠的執行經驗,選精緻硫酸鋁為混凝劑。最大投加量為30mg/l,精緻硫酸鋁投加濃度為10%。採用計量投藥幫浦投加。

計算過程:

1. 溶液池容積w1

w1=uq/(417bn)

式中:u—混凝劑(精緻硫酸鋁)的最大投加量,30mg/l;

q—處理的水量,416.67m3/h;

b—溶液濃度(按商品固體重量計),10%;

n—每日調製次數,2次。

所以: w1=30×416.67/(417×10×2)= 1.5 m3

溶液池容積為2 m3 ,有效容積為1.5 m3,有效高度為1m,超高為0.3m,溶液池的形狀採用矩形,長×寬×高=1.

5×1.0×1.3m.

置於室內地面上,池底坡度採用0.03.

溶液池旁有寬度為1.5m工作台,以便操作管理,底部設放空管。

2. 溶解池(攪拌池)容積w2

w2=0.3w1=0.3×1.5=0.45 m3

其有效高度為0.5m,超高為0.3m,設計尺寸為1.

0×1.0×0.8m,池底坡度為3%。

溶解池池壁設超高,以防止攪拌溶液時溢位。溶解池為地下式,池頂高出地面0.5m,以減輕勞動強度和改善工作條件。

由於藥液具有腐蝕性,所以盛放藥液的池子和管道以及配件都採用防腐措施。溶液池和溶解池材料採用鋼筋混凝土材料,內壁塗襯以聚乙烯板。

為增加溶解速度及保持均勻的濃度,採用機械攪拌裝置。使用中心固定式平槳板式攪拌機。

3.加藥間和藥庫

加藥間和藥庫合併布置,布置原則為:藥劑輸送投加流程順暢,方便操作與管理,力求車間清潔衛生,符合勞動安全要求,高程布置符合投加工藝及裝置條件.儲存量一般按最大投藥量的期間的15-30天的用量計算。

混凝劑為精製硫酸鋁,每袋的質量為40kg,每袋的體積為0.5×0.4×0.

2 m3,投藥量為30g/ m3,水廠設計水量為416.67m3/h,藥劑堆放高度為1.5m,藥劑貯存期為30d。

硫酸鋁袋數n = 24qut/1000w

24×416.67×30×30/(1000×40)≈225袋

有效堆放面積a = nv/1.5(1-e)

=225×0.5×0.4×0.2/(1.5×0.8)=7.5㎡

3.3 管式靜態混合器

計算過程:

1.設計流量

每組混合器處理水量為:10000 m/d=416.7m/h=0.116 m/s

2.水流速度和管徑

由流量為416.7 m/h,查水力計算表得:v=1.21m/s,管徑350 mm, 1000i= 6.09.

3.4 柵格絮凝池

3.4.1 反應裝置的設計

在絮凝池內水平放置柵條形成柵條絮凝池,柵條絮凝池布置成多個豎井回流式,各豎井之間的隔牆上,上下交錯開孔,當水流通過豎井內安裝的若干層柵條或柵條時,產生縮放作用,形成漩渦,造成顆粒碰撞。

柵條絮凝池的設計分為三段,流速及流速梯度g值逐段降低。相應各段採用的構件,前段為密網,中段為疏網,末段不安裝柵條。

3.4.2平面布置及尺寸確定

水廠設計流量為:q=10000m3/d=0.116m3/s

設絮凝時間為 12min ,得絮凝池的有效容積為:

v=0.116×12×60=83.52m3

設平均水深取4.5m,得池的面積為:

a==18.56m2

豎井流速取 0.12m/s,得單格面積為:

f==0.93m2 ,取0.93m2

設每格寬0.93m,邊長採用1.0m,則每格面積為0.93m2

由此得分格數為:n==20

為配合沉澱池尺寸,採用23格

實際絮凝時間為: t==848s=14.1min

池的平均有效水深為4.5m,取超高0.45m,泥鬥深度0.65

得池總高度為: h=4.5+0.45+0.65=5.6m

平面布置形式:採用23格,如下圖1所示。

圖1 柵條絮凝池平面示意圖

豎井尺寸採用1.0m×0.93,內牆用木板厚度取0.03m,外牆厚度取0.2m

池子總長l=0.93×6+0.03×5+0.2×2=6.13m,取6.0m

寬b=1.0×4+0.03×3+0.2×2=4.5m

絮凝池分為三段:

前段放密柵條,過柵流速,豎井平均流速;

中段放疏柵條,過柵流速,豎井平均流速;

末段不放柵條,豎井平均流速。

前段豎井的過孔流速為0.3~0.20m/s,中段0.2~0.15m/s,末段0.1~0.14m/s。

過柵流速:前段0.30~0.25m/s,中段0.25~0.22m/s,

3.4.3柵條設計

選用柵條材料為鋼筋混凝土,斷面為矩形,厚度為50mm,寬度為50mm。

前段放置密柵條後

豎井過水斷面面積為:a1= ==0.464m2

豎井中柵條面積為:a1柵=0.93-0.464=0.466m2

單柵過水斷面面積為:a1=1.0×0.05=0.05m2

所需柵條數為:n==0.466/0.05=9.32,取10根

兩邊靠池壁各放置柵條1根,中間排列放置8根,過水縫隙數為9個

平均過水縫寬:s1=(930-10×50)/9=0.048m2

實際過柵流速 :v=0.116/(9×0.048×1.0)=0.27m/s

1) 中段放置疏柵條後

豎井過水斷面面積為:a2= ==0.53m2

豎井中柵條面積為:a2=0.93-0.53=0.4m2

單柵過水斷面面積為:a2=1.0×0.05=0.05m2

所需柵條數為:n==0.4/0.05=8.0,取8根

兩邊靠池壁各放置柵條1根,中間排列放置6,過水縫隙數為7

平均過水縫寬s1=(930-8×50)/7=0.076m2

實際過柵流速: v2=0.116/(7×0.076×1.0)=0.22m/s

3.4.4豎井隔牆孔洞尺寸

豎井隔牆孔洞的過水面積=

孔洞高度h=

過水洞流速按進口0.3m/s遞減到出口0.1m/s計算

得各過水洞的尺寸流速如下表:

3.4.5各段水頭損失

式中 h-各段總水頭損失,m;

h1-每層柵條的水頭損失,m;

h2-每個孔洞的水頭損失,m;

-柵條阻力係數,前段取1.0,中段取0.9;

-孔洞阻力係數,取3.0;

-豎井過柵流速,m/s;

-各段孔洞流速,m/s。

中段放置疏柵條後

1) 第一段計算資料如下:

豎井數7個,單個豎井柵條層數3層,共計21層;

過柵流速=0.258m/s;

豎井隔牆7個孔洞,過孔流速分別為v1孔=0.30m/s , v2孔=0.28m/s , v3孔=0.

26m/s,v4孔=0.24m/s , v5孔=0.22m/s , v6孔=0.

21m/s , v7孔=0.20m/s ,

則 =21×1.0×+3.0×7×

=0.53m

第二段計算資料如下:

豎井數7個,每個設定柵條板2層,總共柵條板層數=14;

過柵流速=0.23m/s;

豎井隔牆7個孔洞,過孔流速分別為v1孔=0.20m/s , v2孔=0.19m/s , v3孔=0.

18m/s,v4孔=0.17m/s , v5孔=0.16m/s , v6孔=0.

15m/s , v7孔=0.15m/s ,

則 =14×0.9×+3.0×7×

=0.25m

2) 第三段計算資料如下:

水流通過的孔洞數為8,過孔流速為v1孔=0.14m/s , v2孔=0.14m/s , v3孔=0.

13m/s,v4孔=0.13m/s , v5孔=0.12m/s, v6孔=0.

12m/s, v7孔=0.11m/s , v8孔=0.10m/s,

則 =3.0×5×

=0.09m

3.4.6各段停留時間

第一段t1===253s=4.2min

第二段t2===253s=4.2min

和第三段t3===288s=4.8min

3.4.7水力校核

g= 當t=20。c時,

表4 水力校核表

gt=59.8×794=4.75×104在10000-100000之間,符合水力要求。

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