给水厂设计1万吨每天d——设计说明书

作者:365竞猜 | 2020-10-31 09:37

  给水厂设计1万吨每天d——设计说明书_建筑/土木_工程科技_专业资料。黄河水利职业技术学院环境与化学工程系 给水厂设计 1 万吨/d 班级:电厂化学 0901 指导老师:丁可轩 姓名:孟海军 学号:2009040108 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 目录

  黄河水利职业技术学院环境与化学工程系 给水厂设计 1 万吨/d 班级:电厂化学 0901 指导老师:丁可轩 姓名:孟海军 学号:2009040108 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 目录 2 黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书 给水厂设计 1 万吨/d 1 概述设计任务及依据 1.1 原水水质资料 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项目 色度 浑浊度 嗅和味 PH 值 总硬度 铜 锌 锰 砷 细菌总数 大肠菌群 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 个/L 个/L 单位 度 mg/L 度 分析结果 20 200-1500 合格 7.7 250 0.8 0.2 0.01 0.002 280 73 以 CaCO3 计 附注 1.2 设计任务与步骤 根据所给原始资料,进行城市净水厂工艺设计及工程扩大初步设计。设计任 务与步骤如下所示: (1)根据原始资料计算水厂设计水量; (2)根据水质、水量、地区条件、施工条件和相似条件水厂运转情况选定 处理方案和确定处理工艺流程; (3)水厂自用水量按设计净产水量的 5%计; (4)选择各构筑物的形式和数目,初步进行水厂的平面布置和高程布置, 在此基础上确定构筑物的形状、有关尺寸和安装位置等; (5)进行各构筑物的设计和计算,定出各构筑物和主要构件的尺寸,设计 时要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性; 3 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 (6)根据各构筑物的确切尺寸,确定各种构筑物平面布置上的确切位置, 并最后完成平面布置。确定各构筑物的连接管道的位置、管径、长度、材料及其 附属设施,并最后定出水厂的高程布置; (7)绘制厂区总平面图、高程图(比例自定); (8)就设计中需要说明的主要问题和计算成果写出设计计算说明书。 2.给水处理工艺流程的选择 2.1 项目 色度 浑浊度 嗅和味 PH 值 总硬度 铜 锌 锰 砷 细菌总数 大肠菌群 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 个/mL 个/L 原水水质与处理标准对照分析 单位 度 mg/L 度 原水 20 110-140 合格 7.7 250 0.8 0.2 0.01 0.002 280 73 6.5-8.5 ≤450 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.1 ≤0.05 ≤100 ≤3 处理标准 ≤15 ≤3 度 分析结果 需处理 需处理 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 需处理 需处理 附注:总硬度以 CaCO3 计 根据原水水质资料可知: 原水中色度 20 度, 浑浊度 110—140mg/L, 细菌总数 280 个/L,大肠菌数 73 个/L,以上四项均超标。而其他项均符合水质要求。 实际水质标准要求如上表所示,所以原水应属于高浊度水,对水的处理工艺选择 应着重在与处理水的浊度。 2.2 水厂工艺流程选择 给水处理工艺方法和工艺的选择, 应根据原水水质及设计生产生产能力等选 择,由于水源不同,水质各异,生活饮用水处理系统的组成和工艺流程也多种多 样。当以地表水作为水源时,处理工艺流程通常包括混凝、沉淀、过滤及消毒。 4 黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书 2.2.1 设备选择 1 配水井工艺选择 配水井主要用于调节水量,保证给水厂正常运行,保持必要的配水井容积并 使出水均匀。由于原水中含有大量泥沙,配水井中沉降大量泥沙影响水厂正常工 作,故选用两个配水井,配水井 1 主要用以沉降泥沙。配水井 2 主要用于调节水 量。 2 混凝设施选择 混凝的作用有:(1)降低水的浊度和色度,去除多种高分子有机物、某些 重金属和放射性物质。(2)改善污泥的脱水性能。 我国现常用的混合设施有管式静态混合器、机械混合器、扩散混合器。 表1 方 式 优 缺 混合方式比较 点 适 用 条 件 优点:1.设备简单,维护管理方便 2.不需土建构筑物 3.在设计流量范围,混合效果好 4. 不需外加动力 管式静态混合器 缺点:1.运行水量变化影响效果 2.水头损失较大 3.混合器构造复杂 适用于水量变化不大的各 种规模的水厂 优点:1. 混合效果好 2.石头损失较小 3.混合效果基本不受水量变化影响 缺点:1.需耗动能 机械混合器 2.管理维护复杂 3.需建混合池 适用于各种规模的水厂 优点:1.不需外加动力 2.不需土建构筑物 扩散混合器 3 .不占地 缺点:混合效果受水量变化有一定影响 适用于中等规模水厂 给水厂的水量较稳定,且给水能力较小。因此经技术,经济比较,三种池型 5 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 各有优缺点,此次设计推荐采用管式静态混合器。 3 凝聚剂的选择 凝聚剂通常在混凝过程中起脱稳作用,常用的凝聚剂有硫酸铝、硫酸亚铁、 三氯化铁和碱式氯化铝(PAC)等。PAC 在混凝过程中消耗碱度少,耗药量少, 净化效率高,适应的 PH 范围较硫酸铝宽(可在 PH=5~9 的范围内)且稳定。出 水浊度低,色度小,过滤性好,对原水浊度高时较为显著。因此次设计推荐采用 PAC。 4 絮凝池选取 絮凝池习惯上也称为反应池, 它是完成絮凝过程的设施, 现常用的絮凝池有: (1)隔板絮凝池:水流以一定的流速在隔板之间通过从而完成絮凝过程。水流 方向是水平运动的称为水平隔板絮凝池; 水流方向为上下运动的称为垂直隔板絮 凝池 (2)折板絮凝池:在池中加设一些扰流单元(平折板或波纹折板)以达到 絮凝所要求的状态。 表2 形 式 优 两种絮凝池的比较 缺 点 使 用 条 件 优点:1.絮凝效果较好; 2.构造简单,施工方便; 往复式 隔板 絮凝池 回转式 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.出水流量不易分配均匀;. 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; 优点:1.絮凝时间段; 折板絮凝池 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 1.水量大于 3 万 m3/d 的水厂 2.水量变动小 3.适用于旧池改建和扩建 1.水量大于 3 万 m3/d 的水厂 2.水量变动小 所设计的给水厂水量变化不大,能力小于 3 万 m3/d。经技术,经济比较, 两种池型各有优缺点,折板絮凝池絮凝时间段,絮凝效果好,因此此次设计推荐 采用折板絮凝池。 6 黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书 5. 沉淀池选择 目前沉淀池常用的有竖流式沉淀池、平流式沉淀池和辐流式沉淀池。 竖流式沉淀池 竖流沉淀池为中心进水,周边出水。原水从中心管进流入后,向下经反射板 呈上向流流至出水堰,污泥沉入污泥斗并在静水压力的作用下排出池外。 平流沉淀池 平流沉淀池原水从池一端进入,按水平方向在池内流动,从池另一端溢出。 原水中悬浮物在重力作用下沉淀,刮泥机按纵向和横向刮泥,将泥收集到在进水 处的底部贮泥斗中,通过排泥管将沉淀污泥送至初沉污泥泵房。 辐流沉淀池 辐流沉淀池表面呈圆形, 原水从池子中心进入, 呈水平方向向四周辐射流动, 流速从大到小变化,澄清水从池四周溢出。原水中悬浮物在重力作用下沉淀,采 用回转式刮泥机将污泥沿径向刮进中心贮泥斗, 利用池面水压将污泥排放到初沉 污泥泵房。 表 3 三种沉淀池的比较 形 式 优 缺 点 适 用 条 件 优点:1.排泥方便,管理简单; 2.占地面积较小 竖流式沉淀池 缺点;1.池深大,造价高; 2.对冲击负荷和高温变化的适应能力较差; 3.池径不宜过大,否则布水不均匀 优点:1.沉淀效果好; 2.对冲击负荷和温度变化适应能力较强; 平流式沉淀池 3.施工简单,造价较低; 4.带有机械排泥设备时,排泥效果好; 缺点:1.占地面积大,配水不易均匀; 2.不采用机械排泥装置时,排泥较困难; 3.需维护机械排泥设备 优点:1.多为机械排泥,运行可靠,管理简单; 辐流式沉淀池 2.排泥设备已定型化 缺点:机械排泥设备复杂,对施工质量要求高 地下水位较高地区,大、 中型水厂 地下水位高及地质较差 地区,大、中、小型水厂 小型水厂 所设计的给水厂给水能力为 1 万 m3/d 属于小型水厂。经技术,经济比较, 三中形式的沉淀池各有优缺点,综合考虑此此次设计推荐采用竖流沉淀池。 7 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 6. 过滤设施的选择 过滤一般用在混凝、沉淀或澄清等处理之后,用于进一步去除水中的细小悬 浮颗粒,降低浊度。目前常见的快滤池有虹吸滤池、重力式无阀滤池和 V 型滤 池。 虹吸滤池的主要优点: 无需大型阀门及相应的开闭控制设备, 操作管理方便, 易于实现自动化;不需要设置冲洗水塔(箱)或冲洗泵;出水水位高于滤料层, 过滤时不会出现负水头现象。主要存在问题是:由于虹吸滤池的构造特点,池深 比普同快滤池大且池体构造复杂;冲洗均匀性差。适用于 5000~50000m3/d 的中 小型水厂。 重力式无阀滤池 优点:运行全部自动,操作管理方便;节省大型阀门,造 价较低;出水面高出滤层,在过滤过程中滤料层内不会出现负水头。缺点:冲洗 箱建于滤池上部,滤池总高度较大,出水水位较高,给水厂高程布置带来困难; 池体结构较复杂,滤料处于封闭结构中,装御困难。适用于 1×104m3/d 的小型 水厂,单池面积一般不大于 16m2。 V 型滤池 特点:采用较厚的均匀级配粗砂滤料层,虑速较高,含污能力大, 过滤周期长,出水水质好;采用气—水结合冲洗,再加始终存在的表面扫洗,冲 洗效果好,冲洗耗水量大,而且冲洗强度较小,滤料层不膨胀,不会产生水力筛 分现象;整个运行过程中容易实现自动化控制管理。我国新建的大、中型水厂都 采用 V 型滤池的虑水工艺。 经过技术经济比较,三种工艺方案都能满足过滤要求,技术上都是可行的, 经分析认为:虹吸滤池池大且池体构造复杂,冲洗均匀性差适用于 5000~ 50000m3/d 的中小型水厂;重力式无阀滤池虽适用本次所设计的给水厂但池体结 构较复杂, 滤料处于封闭结构中, 装御困难。 型滤池含污能力大, V 过滤周期长, 出水水质好,容易实现自动化控制管理且我国新建的大、中型水厂都采用 V 型 滤池的虑水工艺。 综上所述,此次设计推荐采用 V 型滤池。 7 消毒剂的选取 8 黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书 现常用的消毒有物理消毒法:加热消毒,紫外线消毒,辐射消毒。化学消毒 法:漂白粉消毒,臭氧法消毒,氯气消毒。 加热消毒费用高,不经济;紫外线消毒,处理水层薄,耗电量大,成本高, 没有持续消毒作用;辐射消毒,一次性投入大,且还要用到辐射源,有一定的风 险;漂白粉消毒,一般用于小水厂或临时性用;臭氧法消毒,投资大,耗电大, 成本高,设备管理较复杂;氯气消毒较适合大、中、小型水厂,投资相比较小, 危险性也比较小,有持续消毒作用。 因此综上所述,此次设计推荐采用氯气消毒。 2.2.2 初步制定工艺流程图示如下: 加药、加氯及贮 PAC 存 加氯气 泵来水 配水井 2 静态混合器 折板絮凝池 竖流式沉淀池 V 型滤池 清水池 排泥 泵 站 污泥浓缩池 污泥脱水 用 城市下水道 户 污 附注:混凝剂选择聚合氯化铝(PAC) 折板絮凝池与竖流沉淀池合建 滤池选用 V 型滤池 消毒剂选用氯气 2.3 水厂设计规模 泥 处 理 水厂工艺设计供水能力 120000 m 3 /d。 水厂构筑物及设施含配水井、加药间、药库、加氯间、氯库、絮凝池、沉 9 给水厂 1 万吨/d 设计水明书 淀池、滤池、清水池等。 2.4 2.4.1 水处理构筑物设计计算 配水井的设计 已知:设计总进水量:Q =120000 m 3 /d= 5000 m 3 /h, 流量充满配水井的时间为 T=6min=0.1h, 则: 配水井容量 V= QT=5000×0.1=500 m 3 设配水井水深 H=8m,宽为 B=6m,长为 L=10.5m。 则:配水井设计尺寸应为 V=HBL= 8×6×10.5=504 m 3 2.4.2 管式静态混合器的设计 (1)已知条件:设计总进水量:Q =120000 m 3 /d= 5000 m 3 /h 设计进水管流速应在 1.0—1.2m/s,所以进水管采用 2 条 DN900。 (2)设计计算: 进水管流速 v 根据 d=900mm,q=120000/(3600×24×2)=0.69 m 3 /s=690L/s 查水利计算表知 v=1.08m/s,符合要求。 混合器选择:选用管式静态混合器,规格 DN900,静态混合器采用三节,静态混 合器总长 4600mm,混合器井占地面积采用 7.2m×5m。 2.4.3 折板絮凝池的设计 (1)已知条件:设计进水量:Q =120000 m 3 /d= 50000 m 3 /h (2)设计计算: 絮凝池设 2 组,取絮凝时间 T=7 min,水深 H=3.2m 则每组絮凝池的流量:Q =120000/2=60000 m 3 /d =2500 m 3 /h =0.69 m 3 /s 每组絮凝池的容积:W=Qt/60=2500×7/60=291.7 m 3 每组池面积:f=W/H=291.7/3.2=92 m 3 絮凝池长度取 L=16m,则净宽 b=f/L=92/16=5.75 m,取 6 m。 10 黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书 将其垂直水流方向分 8 格,每格净宽 2 m,平行水流方向分 6 格,每小格长 1 m, 共分 48 格,单格面积 2 m×1 m。絮凝过程分三段,第一絮凝段采用多通道同波 折板,v=0.3m/s;第二絮凝段采用多通道同波折板,v=0.2 m/s;第三絮凝段采用 直板,v=0.1m/s。 折板采用钢丝水泥板,折板宽 0.5m,厚 0.035m,折角 90 度,折板净长 1.0m。 采用钢筋混凝土墙,外墙厚采用 300mm,内墙采用 250mm,则絮凝池 实长:16+0.3×2+0.25×7=18.35m 实宽:6+0.3+0.25×6+1=8.8m 11


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