净水厂二期工艺给水设计(课程设计).doc

净水厂二期工艺设计一、概况： 华北某市建委批准文件决定：其进行净水厂二期工程设计，供水能力10万t/d，本课设主要是对净水厂的工艺方案设计及计算二、工艺流程的选择： 经技术经济比较，并参考一些国内水厂的成功经验，确定水厂工艺流程如下：加药PAC平流沉淀池回转隔板反应池混合池原水脱水机房溢流入雨水井 回流污泥浓缩池泥饼外运二泵站清水池双阀滤池城市管网三、构筑物工艺计算： 1、设计水量：水厂自用水量占5%~10%（室外给水设计规范），北方杂用水及蒸发量较小，则取5%，设计水量Q=Q设设（1+5%）=10万t/d*（1+5%）=10.5万t/d=1.216m3/s 2、混凝剂的配制和投加：原水浊度630~8，冬季和夏季浊度变化量大，参考国内水厂成功经验，混凝剂选用PAC（碱式氯化铝），投加量13.5~64mg/L，平均24.7 mg/L，溶液浓度取15%，采用计量泵湿投1）、溶液池容积W1=Aq/417bn=24.7*4375/417*15*2=8.64m3，溶液池分2格，每格有效容积为4.5 m3，有效高度1.5m，超高0.5m，每格实际尺寸：1.5*2*2m，置于室内地面上。

2）溶解池容积W2=0.25W1=0.25*8.64 m3=2.16 m3，分成2格，每格1.5 m3，有效高度1.0 m，超高0.3m，设计尺寸：1.3*1.5*1m，池底坡度采用2.5%，采用中心固定式桨板式搅拌机3、混合池采用2座桨式混合池 1）混合时间T混=60s，混合池流量Q混=Q/2=0.5*1.216m3/s=0.608m3/s，混合池有效容积W混=Q混*T混=0.608 m3/s *60s=36.48 m3，混合池直径D=4m，有效水深H=4W/πD2=4*36.48/（3.14*4*4）=2.90m 设固定档板四块，每块宽度0.1D=0.1*4m=0.4m，则其上下缘离静止液面和池底皆为0.25D=0.25*4m=1m，档板长为H-2*1/4D=0.90m混合池超高0.5m，则混合池全高H+0.5m=3.40m 2）搅拌器外缘线速度v=3m/s，搅拌器D0≈0.5D=0.5*4m=2m，搅拌器距池底0.5 D0=0.5*2m=1m，搅拌器叶数Z=2，搅拌器宽度B=（0.1~0.2）D0=0.2*2m=0.4m，H：D=2.90/4〈1.2，所以采用1层搅拌器转速n=60v/πD0=60*3/3.14*2=28.6≈29转/分，搅拌器旋转角速度w=2v/D0=2*3/2=3弧度/s。

3）计算轴功率N2=C*γω2ZeBR04/408g=0.4*1000*33*2*1*0.4*1/408*9.8=2.16KW，电动机功率N3=N2/∑η=2.16KW/0.85=2.54KW4、回转隔板反应池采用2座反应时间t范围为20~30min，则取25min，反应速度Vn=0.6~0.2m/s，反应池平均水深H=3.2m，则反应池容积W=QT/60=0.608m3/s*25s*60=912 m3，由平流沉淀池宽度B沉淀=12m可以取反应池宽度B反应=12m，池长L=W/HB=912/3.2*12=23.75m，则池长取L为25m5、平流沉淀池采用2座 设计参数： 沉淀时间1~3小时，取2小时，反应时间T=25min，水平流速10~25mm/s取20mm/s，反应池变流速反应vn=0.5~0.2m/s，有效水深3.0~3.5m，超高0.3~0.5m 池长L=3.6*20*1m=72m，平流池容积W1=Q1T1=0.608m3/s*3600=2188.8m3，池宽B=W1/H1L1=2188.8/（72*3）=10.13m，池宽采用12m，并采用12m轨距机械刮泥机，每池设一部。

较核：池内设导流墙，则水流断面积w=600*300=180000cm2，湿周ρ=600+2*300=1200，水力半径R=w/ρ=180000/1200=150cm，则弗劳德数Fr=v2/Rg=2*2/（150*980）=2.72*10-5在（1*10-4~1*10-5）之间，所以符合规范要求6、采用双阀虹吸式滤池，采用2座1）实际工作时间T=24-0.1*24/12=23.8h，设计流速8~10m/s取9m/s，滤池总面积F=Q/VT=5.05万t/d/(9 m/h*23.8h)=245m2，采用5个滤池，单排布置，则共计滤池10个，单池尺寸f=F/N=245/5=49m2，长宽比1：2~1：4，则取长a=10m，b=4.9m2）采用石英砂，含杂质少，具有足够的机械强度，并有适当孔隙率40%，强制滤速V‘=10*10/（10-1）=11.1m/S3）滤池高度：支承层H1=0.45m，滤料H2=0.7m，滤层上水面高度H3=1.5~2.0m，取2.0m，滤池超高采用0.3m，则滤池高度H=0.45+0.70+2.0+0.3=3.45m4）配水系统：冲洗强度12~15L/s取12L/s干管qg=fq=49*12=588L/s，干管始端流速0.8~1.2m/s取0.8m/s，管径800mm。

支管中心距0.25~0.3m取aj=0.25m，每池支管数nj=2*10/0.25=80根，每根支管入口流量qj=qg/nj=588/80=7.35L/s，支管始端流速vj=1.4~1.8m/s取1.5m/s，采用管径80mm孔眼布置：支管孔眼面积与滤池面积之比K取0.25%，孔眼总面积Fk=Kf=0.25%*49=0.1225m2，孔眼采用直径9~12mm，取9mm，每个孔眼面积fk=πd2/4=0.785*9*9=63.6mm2，孔眼总数Nk=0.1225m2/63.6mm2=1926个，每根支管孔眼总数nk=Nk/nj=1926/80=24个，支管孔眼布置2排，与垂线成45度夹角向下交错排列，每根支管长度lj==0.5*（B-dg）=0.5*（4.9-0.8）=2.05m，每排孔眼中心距ak=lj/（0.5*nk）=2.05/（0.5*24）=0.171m 孔眼水头损失：支管壁厚5mm，直径与壁厚之比10/5=2，查表6-30可得：μ=0.67，水头损失hk=1/2g（a/10μk）2=2.62m5）复算配水系统：支管长度与直径之比不大于60，l/d=2.05/0.08=25.6〈60，符合要求；孔眼总面积与支管总截面积之比1.75~2.0，fg/njfj=1.25，孔眼中心距小于0.2，ak=0.171m〈0.2m。

6）洗砂排水槽中心 距1.5~2.1m取1.7 m，排水槽根数n0=b/1.7-1=2根，长度l0=L=10m，排水量q0=ql0a0=12*10*2=240L/s，采用三角形标准断面，槽中流速v0=0.6m/s，槽断面尺寸x=0.5*（q0/1000v0）0.5=0.316m，槽底厚0.05m，砂层最大膨胀率40%，砂层厚0.70m，洗砂排水槽距砂面He=eH+2.5x+δ+0.075=0.45*0.7+2.5*0.316+0.05+0.075=1.22m，洗砂排水槽总截面积F0=2x0l0n0=2*0.316*10*2=12.5m2，则F0/f=12.5/49=25.6%=25%7）进水Q=1.216m3/s，进水断面B=1.2m，水深0.8m，流速v=1.26m/S；单池流流量q=Q/10=0.1216m3/s，选用400mm的管虹吸进水，V=0.97m/s 冲洗水Q=qf=12*49=0.588 m3/s，采用600mm的管电动阀门控制，流速V=2.08m/s 清水Q=进水Q=1.216 m3/s，每个清水管管径350mm电动阀门控制，流速V=1.26m/s 反冲洗排水Q=冲洗Q=0.588 m3/s，出水断面宽度B=1.0m，水深0.6m，流速V=0.98m/s，选用400mm的管虹吸进水，V=0.97m/s8）高位水箱的设置： 冲洗时间t=6~8min取6min，冲洗水箱容积W=1.5qft=1.5*12*49*6*60=317.5m3取339m3，圆形水箱高3.0m，半径为6.0m 水箱底距滤池反冲洗进水管间沿程及局部水头损失H1=1.0m， 配水系统水头损失H2=2.62m， 承托层水头损失H3=0.022hq=0.022*0.45*12=0.12m， 滤料水头损失H4=（γ料/γ-1）（1-m）H=0.68m， 安全水头损失H5=1.5m，则水箱底高出洗砂排水槽面H=∑H=5.92m，取6.0米。

7、清水池2座共计处理水量10万t/d,有效水深3.00m,表面尺寸60*40m2,总有效容积2*3*60*40=14400m3,占日产水量的44%,,清水池为半地下式钢筋混凝土构筑物,池内采用DB43C型液位变送器2台,以测量水位. 8、二泵站采用半地下式与一期合建，平面尺寸10*30m，采用15SA-10B型2台，15SA-10b型1台（一期）；SA60-59型3台（二期）水泵采用自灌式，泵房内采用电动单桥式起重机，起重5t四、水厂工艺构筑物高程设计：构筑物 水头损失 （m） 连接管线 水头损失（m）混合槽 0.4~0.5取0.5 至反应池 0.3反应池 0.4~0.5取0.5 至沉淀池 0.3沉淀池 0.2~0.3取0.3 至滤池 0.2~0.3取0.3滤池 2.5~3.0取3.0 至清水池 0.3从混合池至清水池共计水头损失5.20m，总长度为189+4*4m=205m则高程图如下：五、设计小结：1、水厂厂址选择合理，不占良田；2、高程布置上，以清水池进水管水面为高程控制点（距河180m，39.20m），顺南北坡度布置，减少土方的填挖；3、采用双阀虹吸式滤池节省大量设备造价；4、浓缩池部分排水冬季回流至混合池，使低温低浊水处理效果增加，进行微絮凝过滤以达到饮用水处理标准。

2005年 月 日星期五。