城市给水处理厂课程设计.doc

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1、 目 录第一章1城市给水处理厂课程设计基础资料11.1工程设计背景11.2设计规模11.3基础资料及处理要求1（1）原水水质1（2）地址条件2（3）气象条件3（4）处理要求3第二章5给水处理厂方案设计52.1资料分析与整理5 2.1.1水域功能和标准分类5 2.1.2水质评价与分析82.2水厂地址9 2.3工艺流程选择10第三章11净水构筑物的计算113.1配水井113.2混凝设施123.2.1混凝剂类型及加药间123.2.2混合设施183.3反应池/絮凝池223.3.1絮凝形式比选233.3.2折板式絮凝池计算243.4沉淀池323.4.1沉淀池类型比选323.4.2设计计算和校核333.5

2、滤池373.5.1滤池形式必选373.5.2滤池的设计计算403.5.3反冲洗管渠系统和V形槽的设计423.6消毒设施的设计483.7清水池50第四章54给水处理厂布置544.1工艺流程布置544.2平面布置544.3厂区道路布置554.4厂区绿化布置554.5厂区管线布置564.6高程布置574.7管渠水力计算584.8给水构筑物高程计算59参考文献60第一章城市给水处理厂课程设计基础资料1.1背景资料某市位于河南省近年来，由于经济的发展、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，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。1.2设计规模水源：地表水

3、源水。水质：类地表水。设计规模：29104m3/d，征地面积约40000m2。1.3基础资料及处理要求（1）原水水质原水水质的主要参数见下表。 原水水质资料 序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L1.3，搅拌器设置4层，即e=4。搅拌器直径。搅拌器宽度B=0.6m。搅拌器叶数Z=4。轴转速：桨板外缘线速度采用则桨板旋转角速度计算轴功率 式中：C阻力系数，C=0.20.5,采用0.3 水的相对密度，1000kg/； 旋转的角速度，rad/s； Z桨板叶数，此处Z=4； B搅拌器

4、宽度，m； e搅拌器层数； 搅拌器半径，m； g重力加速度，9.81m/。所以 =需要轴功率 计算结果与相差不大，满足要求。传动机效率去0.85，电动机功率： 3.3反应池/絮凝池絮凝阶段的主要任务是，创造适当的水力条件，使药剂与水混合后所产生的微絮凝体，在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，它应有足够大的粒度(0.61.0）、密度和强度(不易破碎);并为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。一般要求：1) 絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小；2) 絮凝池要有足够的絮凝时间，一般宜在1030min，低浊、低温水宜采用较大者；3) 絮凝池的平均速度梯度G一般在3060

5、s-1之间，GT值达104105，以保证絮凝过程的充分与完善；4) 絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接。如需用管渠连接时，管渠中的流速应小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水头跌落；5) 为避免已形成絮体的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于0.10m/s；6) 应避免絮体在絮凝池中沉淀。如难以避免时，应采取相应排泥措施。3.3.1絮凝形式比选絮凝设备与混合设备一样，可分为两大类:水力和机械。前者简单，但不能适应流量的变化；后者能进行调节，适应流量变化，但机械维修工作量较大。絮凝池形式的选择，应根据水质、水量、沉淀池形式、水厂高程布置以及维修要求等因素确定。几种不同形式絮凝池的

6、主要优缺点和适用条件如下表：形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点:1.絮凝效果较好2.构造简单，施工方便缺点:1.絮凝时间较长2.水头损失较大3.转折处絮粒易破碎4. 出水流不易分配均匀1.水量大于30000 /d的水厂2.水量变动小回转式优点:1.絮凝效果较好2.水头损失较小3.构造简单.管理方便缺点:出水流量不易分配均匀1.水量大于30000/d的水厂2.水量变动小3.适用于旧池改建和扩建折板絮凝池优点:1.絮凝时间较短2.絮凝效果好缺点:1.构造较复杂2.水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂网格（栅条）絮凝池优点:1.絮凝时间短2.絮凝效果较好3.构造简单缺点:水量变化影响絮凝效果.

7、 水量变化不大的水厂. 单池能力以12.5万m3/d为宜机械絮凝池优点:1.絮凝效果好2.水头损失小3.可适应水质、水量的变化缺点:需机械设备和经常维修大小水量均适用，并适应水量变动较大的水厂 此方案采用折板式絮凝池3.3.2折板式絮凝池计算 絮凝池以182700m3/d为一组，建个系列，每列建三池，每池规模为60900m3/d。为适应水量变化和清理检修，每池分两格，每格可单独运行，每格规模为30450m3/d已知条件：总设计水量Q=365400m3/d，单池设计水量为Q=60900m3/d=2537.5m3/h=0.70m3/s设计参数：反应采用折板絮凝池，絮凝区设在沉淀池的端部。取絮凝时间

8、t=16min，水深H=3.3m。超高0.3m。折板采用不锈钢板，板宽采用300mm，折板夹角采用90o，折板厚度采用30mm。设计计算：a、每池的容积W=Qt=0.701660=672m3b、每池的面积f=W/H=672/3.3=203.6m2为与沉淀池配合，取絮凝池净宽度：（将池分成两格）则净:=203.6/（29.6）=10.6mc、取净长L=12m，并将每格反应池分成6格，每格净宽为2m。反应分成四段，第一、二段（14格）折板均采用相对折板，第三段（45格）折板采用平行折板，第四段（56格）折板采用直折板，波峰流速分别为0.35m/s，0.30m/s，0.20m/s和0.12m/s。d

9、、考虑墙厚（采用钢筋混凝土墙），外墙厚采用400mm，内墙采用250mm。则絮凝池的实际长宽如下B=9.6+0.42=10.4mL=12+50.25+20.4=14.05m e、各段絮凝区折板间距及实际流速：已知流量Q1=2537.5/2=1268.8m3/h（单格计）第一段絮凝区：取m则实际流速: 第二段絮凝区： 取=0.59m则实际流速: 第三段絮凝区：取=0.88m则实际流速:第四段絮凝区：取=1.47m f、水头损失计算：A第一段絮凝区为异波折板 1）、第一段絮凝区第一格通道数为12，单通道的缩放组合个数为3个，n=312=36个2)、=0.5，=0.1，上转变=1.8，下转变成孔洞=

10、3.0，3）、=0.35m/s，=0.157m/s，4）、F1=0.65B（m2），F2=（0.65+20.3），B=1.25B（m2）5）、上转弯、下转弯各为6次，取转弯高度0.8m，6）、渐放段损失：7）、渐缩段损失： 8）、转弯或孔洞的水头损失如图布置每格有36个渐缩和渐放，故每格水头损失： 第一段絮凝区第二格的计算同第一格，水头损失为0.36m。B第二段絮凝区为异波折板 1） 、第二段絮凝区第一格通道数为10，单通道的缩放组合个数为3个，n=310=30个2）、=0.5，=0.1，上转变=1.8，下转变成孔洞=3.0，133）、=0.3m/s，=0.157m/s，4）、F1=0.75B

11、（m2），F2=（0.75+20.3）B=1.35B（m2）5）、上转弯、下转弯各为5次，取转弯高度0.8m，6）、渐放段损失：7）、渐缩段损失：8）、转弯或孔洞的水头损失 如图布置每格有30个渐缩和渐放，故每格水头损失：第二段絮凝区第二格的计算同第一格，水头损失为0.23m。C第三段絮凝区为同波折板 同第二段絮凝区1）、第三段絮凝区第一格通道数为7，单通道转弯个数为5个，n=75=35个2）、折角90o，=0.63）、v=0.2m/s，则：第三段絮凝区第二格的计算同第一格，水头损失为0.1m。D第四段絮凝区为平行直板1）、第四段絮凝区第一格通道数为5，四块直板180o，转弯个数为5个，进口出

12、口孔洞2个n=75=35个2）、180o转弯，=3.0，进出口孔=1.063）、v=0.12m/s，则：第四段絮凝区第二格的计算同第一格，水头损失为0.015m。水头损失：=0.36+0.23+0.1+0.015=0.705（m） g、絮凝池各区段停留时间：第一絮凝区停留时间：第二、三絮凝区停留时间均为T2=T3=352.55s第四絮凝区停留时间： h、絮凝池各区段G值： 13T絮凝时间（min）水温T=20oC， 6第一絮凝区第二絮凝区第三絮凝区第四絮凝区絮凝池总水头损失=1.41m，絮凝总时间T=1414.9s=23.6min各絮凝段主要指标絮凝段絮凝时间（s）水头损失（m）G（）GT值第

13、一絮凝段352.550.72141.1949776.53第二絮凝段352.550.46112.8539785.27第三絮凝段352.550.2074.4126233.25第四絮凝段357.250.0328.6310228.07合计1414.91.4198.62139537.44 计算简图如下:3.4沉淀池用于沉淀的构筑物称为沉淀池。按照水在池中的流动方向和线路，沉淀池分为平流式(卧式)、竖流式(立式)、辐流式(辐射式或径流式)、斜流式(如斜管、斜板沉淀池)等类型。此外，还有多层多格平流式沉淀池.中途取水或逆坡度斜底平流式沉淀池等。沉淀池型式的选择，应根据水质、水量、水厂平面和高程布置的要求，并

14、结合絮凝池结构型式等因素确定。3.4.1沉淀池类型比选常见各类型式沉淀池的性能特点及适用条件如下表：型式性能特性适用条件平流式优点:1.可就地取材，造价低 2.操作管理方便，施工较简单 3.适应性强，潜力大、处理效果稳定 4.带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点:1.不采用机械排泥装置时，排泥较困难 2.机械排泥设备.维护较复杂 3.占地面积较大1.一般用十大中型净水厂2.原水含砂量大时，作预沉淀池竖流式优点:1.排泥较方便 2.一般与絮凝池合建，不需另建絮凝池3.占地面积较小缺点：1.上升流速受颗粒下沉速度所限出水量小，一般沉淀效果较差2.施工较平流式困难 1.一般用于小型净水厂 2.常用于地

15、下水位较低时辐流式优点:1.沉淀效果好 2.有机械排泥装置时，排泥效果好缺点:1.基建投资及费用大 2.刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大 3.施工较平流式困难 1.一般用于大中型净水厂 2.在高浊度水地区，作预沉淀池斜管（板）式优点:1.沉淀效率高 2.池体小，占地少缺点:1.斜管(板)耗用材料多，且价格较高 2.排泥较困难 1.宜用于大中型水厂 2.宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖潜 此设计方案采用平流式沉淀池且与絮凝池合建在一起，与絮凝池对应，沉淀池个数n=6.3.4.2设计计算和校核设计参数：采用平流式沉淀池，指形槽出水，虹吸桥式吸泥机。总设计流量为365400m3/d15225m3/h=4.229m3/s，单池设计流量为0.70m3/s。沉淀时间T=100min。沉淀池平均流速v16.0mm/s。有效水深H1=3.0m，超高取0.6m，池深3.6m。长宽设计：a、沉淀池容积：b、沉淀池与絮凝池合建，池宽：B=9.6