給水處理廠課程設計說明書

2023-02-08 05:39:02 字數 4494 閱讀 2703

(1)設計規模

水廠建設總規模為9.2萬m3/d,水廠自用水量按7%考慮,並考慮遠期發展的需要,預留遠期生產用地。淨水廠出水水壓為40~55m。

給水處理廠的主要構築物擬分為2組,每組5萬。

(2)原始資料

1、自然條件

1.1 地理位置:

位於中國西南地區,規劃廠區為一平地,黃海高程79.7m。

1.2 氣象資料

①風向:繪出風玫瑰圖

②氣溫:最冷月平均為:-4.8℃;最熱月平均為:32.1℃

極端溫度:最高40.5℃,最低-5.5℃

③土壤冰凍深度:1.2m

1.3 工程地質與**資料:

①地質鑽探資料

②**計算強度為:158.6kpa

③**烈度為:8 度以下。

④地下水質對各類水泥均無侵蝕作用。

1.4 河流水質資料

水廠設計出水水質達到國家現行《生活飲用水衛生標準》(-85)。

1.水處理工藝流程的擬定

為使出廠水符合《國家生活飲用水衛生標準》,按照技術合理、經濟合算、執行可靠的指導思想,設計水處理工藝流程。

水廠採用的處理工藝流程為:

t': 'span', 'c': '投加消毒劑', 'r': 'r_24'}]

→→→→→→↑

水廠處理工藝流程

2. 主要處理構築物的選擇

(1)混合工藝

混合是原水與混凝劑或助凝劑進行充分混合的工藝過程,是進行絮凝和沉澱的重要前提。混合是將藥劑充分、均勻地擴散於水體的工藝過程,對於取得良好的混凝效果具有重要作用。混合問題的實質就是藥劑水解產物在水中的擴散問題。

混合的方式有很多種,常用的有水幫浦混合、管式混合、機械混合。

① 水幫浦混合

水幫浦混合是將藥劑投加在取水幫浦吸水管或吸水喇叭口處,利用水幫浦葉輪高速旋轉以達到快速混合的目的。它適用於一級幫浦站距處理構築物較近(120m以內),優點是裝置簡單;混合充分,效果較好;不另消耗動能。缺點是安裝管理較複雜;配合加藥自動控制較難。

② 管式混合

目前廣泛採用的管式混合器是靜態管式混合器,是利用水廠進水管的水流,通過管道或管道零件產生區域性阻力,使水流發生渦旋,從而使水體和藥劑混合。管式混合的優點是裝置簡單;不占地;在設計流量範圍,混合效果好。缺點是當流量過小時效果下降。

但從總體經濟效果而言還是具有優勢的。

③ 機械混合

機械混合是依靠外部機械供給能量,使水流產生紊流。它的優點是水頭損失較小,適應各種流量變化,能使藥劑迅速而均勻的分布在原水膠體顆粒上,同時使膠體顆粒脫穩,具有節約投藥量等特點。缺點是增加相應的機械裝置,需消耗電能,同時也增加了機械裝置的維修及保養工作,管理維修比較複雜。

本設計推薦使用管式靜態混合器。

(2)絮凝工藝

絮凝過程是將投加混凝劑並充分混合的原水,在水流作用下使絮凝粒相互接觸碰撞,以形成更大的絮粒,以適應沉澱分離的要求。為了達到完善的絮凝效果,必須具備兩個主要條件:一是混凝劑水解後產生的高分子絡合物形成較強的吸附架橋連線能力,這是由混凝劑的性質決定;二是保證顆粒獲得適當的碰撞接觸而又不致破壞的水力條件,這是由裝置的動力學條件決定。

所以絮凝池形式的選擇,應根據水質、水量、沉澱池形式、水廠高程布置以及維修條件等因素來確定。

絮凝的方式有很多種,可分為機械和水力兩大類,常用的有機械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、網格(柵條)絮凝池等。

1 機械絮凝池

機械絮凝池絮凝效果好,水頭損失小,反應時間12~15分鐘,可適應水質、水量的變化,但機械裝置維護量大,管理比較複雜,在國內尚未普及。

② 隔板絮凝池

隔板絮凝池的優點是構造簡單,管理方便,當水量變化不大時,絮凝效果好。缺點是絮凝時間較長(15~24分鐘),絮凝池容積大,且當水量變化大時,絮凝效果不穩定。它適用於水量大於30000m3/d的水廠。

③ 折板絮凝池

折板絮凝池利用在池中加設一些擾流單元以達到絮凝所要求的紊流狀態,使能量損失得到充分利用,能耗與藥耗有所降低,停留時間縮短。折板絮凝池的優點為絮凝時間短,絮凝效果好,容積較小。缺點是構造較複雜,水量變化影響絮凝效果。

它適用於水量變化不大的水廠。

④ 網格(柵條)絮凝池

網格(柵條)絮凝池是應用紊流理論的絮凝池。絮凝池分成許多面積相等的方格,進水水流順序從一格流向下一格,上下交錯流動,直至出口。在全池三分之二的分格內,水平放置網格或柵條。

通過網格或柵條的孔隙時,水流收縮,過網孔後水流擴大,形成良好絮凝條件。它具有絮凝時間短、效果較好、構造簡單等優點。缺點是當水量發生變化時將影響絮凝效果;安裝維修比較麻煩;絮凝池末端的豎井底部容易產生積泥現象。

另外少數水廠還發現在網格上滋生藻類,堵塞網眼的現象。

由於機械絮凝在我國尚未普及,本設計仍考慮採用水力絮凝形式。在多種水力絮凝形式中,根據上述描述,本設計採用折板絮凝池。

(3)沉澱和澄清工藝

①沉澱工藝

給水處理中的沉澱工藝是指在重力的作用下,懸浮固體從水中分離出來的過程。它擔負著去除80~99%以上的懸浮固體,其裝置的執行狀況直接影響著出水水質。目前國內最為廣泛採用的沉澱池是平流沉澱池和斜管沉澱池。

a)平流沉澱池

平流沉澱池應用最早,可謂是經久不衰。平流沉澱池設計的關鍵在於均勻布水、均勻集水和排泥徹底與方便。平流沉澱池的進水來自絮凝池,經過穿孔花牆,以達到在整個池斷面內均勻布水;平流沉澱池出口段一般採用堰口布置,或採用淹沒式出水孔口,以使沉澱後的水盡量在出水區均勻流出;至於及時排泥,國內採用的桁架式吸泥機是一種很好的排泥方式。

平流沉澱池的優點是對水質、水量的變化適應性強,潛力大,處理效果穩定;構造簡單,池深較淺,造價較低;操作管理方便,施工較簡單;採用機械排泥效果好。缺點是占地面積大;需維護機械排泥裝置。

b)斜管沉澱池

斜管沉澱池是設定斜管的沉澱池,依靠斜管的高效沉澱效能使得水中的大顆粒絮凝體分離出來,然後沿斜管滑落至池底部,而後採用穿孔管、汙泥鬥、刮泥機或吸泥機排至池外。斜管沉澱池具有占地面積小、停留時間短、沉澱效率高、出水水質好等優點。缺點是斜管耗用較多材料,老化後尚需要更換,費用較高;對原水濁度適應性較平流池的差;斜管沉澱池的停留時間短,要求配套的絮凝池有良好的絮凝效果;斜管內易滋生藻類和積泥,要經常停池沖刷。

② 澄清工藝

澄清池是在豎流沉澱池基礎上發展起來的一種集混合、絮凝、沉澱於一體的水處理構築物,它是利用池中積聚的泥渣與原水中的雜質顆粒相互接觸、吸附,以達到清水較快分離的淨水構築物,可充分發揮混凝劑的作用和提高澄清效率。目前國內應用最多且執行管理經驗較成熟的澄清池是機械攪拌澄清池。

機械攪拌澄清池是利用機械攪拌的提公升作用來完成泥渣回流和接觸反應。加藥混合後的原水進入第一反應室,與幾倍於原水的迴圈泥渣在葉片的攪動下進行接觸反應,然後葉輪提公升至第二反應室繼續反應,以結成較大的絮粒,再通過導流室進入分離室進行沉澱分離。國內給排水工程師普遍認為,機械攪拌澄清池是一種比較好的池型。

其優點是處理效率高,單位面積產水量較大;對水質、水量的變化適應性強,出水水質好;水頭損失小,能適應大、中型水廠。缺點是增加了一套機械攪拌裝置,使維修工作量增加。

本設計採用沉澱工藝,使用平流沉澱池。

(4)過濾工藝

過濾是淨水廠最關鍵的處理工藝部分。它一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質,從而使水得到澄清的工藝過程。它不僅將水的濁度降低到1度以下,而且可以去除水中的部分有機物等,還使水中的細菌、病毒裸露出來,因此,過濾工藝的好壞直接決定淨水廠的最終水質。

國內目前全部採用的是快濾,主要池型有普通快濾池、雙閥濾池、無閥濾池、移動罩濾池、虹吸濾池和v型濾池等。

① 普通快濾池

以石英砂作為濾料的普通快濾池使用歷史最久,是國內水廠普遍採用的一種濾池。它的優點是有成熟的運轉經驗,執行穩定可靠,出水水質好;採用砂濾料,材料易得,**便宜;採用大阻力配水系統,能保證反沖洗時配水均勻,因而單池面積可做得較大。缺點是閥門較多,管理較為不便,造價略微偏高。

② 雙閥濾池

目前採用的雙閥濾池有鴨舌閥式雙閥濾池和虹吸管式雙閥濾池。前者是以鴨舌閥取代進水閥、虹吸管取代排水閥;後者以虹吸管取代進水、排水閥。雙閥濾池其實跟普通快濾池差不多,只是減少了兩個閥門,以降低工程造價。

③ 無閥濾池

無閥濾池是一種沒有任何閥門的濾池,它的優點是構造簡單,**低廉,且能自動進行反沖洗。缺點是清砂、換砂不方便,且因採用小阻力配水系統,當單個濾池面積大時,反沖洗配水不均勻。它適用於小型水廠一般在1萬m3/d以下,單池面積一般不大於25 m2。

④ 移動罩濾池

移動罩濾池由於裝置維修量較大,對裝置的要求較高,難於控制,目前國內已很少使用。

⑤ 虹吸濾池

虹吸濾池是中型水廠常用的濾池形式,其主要特點是採用中、小阻力配水系統;用真空系統控制進水和排水虹吸管,以代替進水、排水閥門;利用濾池本身的出水及其水頭進行沖洗,以代替高位沖洗水箱或水幫浦。它的主要缺點是占地面積大、池較深、處理效果不穩定、濾料沖洗頻率大、耗能高等。

⑥ v型濾池

v型濾池是法國開發研製的均質深層截汙過濾技術。v型濾池採用均質深層濾料,不均勻係數很小。此舉能大大提高濾料層的孔隙率,使濾速得以提高,過濾週期延長(比一般濾池長2~3倍),濾料層利用率高,且濾後水質好。

另外v型濾池採用先氣衝,後氣水混合洗,表面掃洗的獨特形式,具有同時可節省沖洗水量和電耗,是一種高效節能型的過濾設施。具有高度自動化程式控制,可減少執行管理人員。單池面積可達150m2以上。

該濾池的缺點是造價高,對管理技術水平需求高,維護費用高且難度大。

給水處理廠課程設計指導書

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