水质工程学1课程设计任务、指导书.doc

水质工程学1课程设计任务、指导书.doc 水质工程学1课程设计 任务(指导)书 目: 某县城净水厂初步设计 院 系:环境与市政工程学院 专 业:给水排水工程 学 号: 姓 名: 2010年1月 第1章 总论 1.1给水处理课程设计任务及要求 1.1.1设计题目 某县城净水厂设计 1.1.2基本资料 31、水厂产水量:1组:30000m/d。 32组:50000 m/d。 33组:80000 m/d。 2、水源为河水，原水水质如下: 项 目 数 量 项 目 数 量 浑浊度 100~500mmg/l 总硬度 40度 色度 1度 碳酸盐硬度 4度 水温 0~20? 氯根 21mg/l PH值 7.2 硫酸根 32mg/l 细菌总数 12000个/ml 硝酸根 0.05mg/l 大肠菌数 3000个/ml 铁 1mg/l 臭和味 略有 亚硝酸根 0.033mg/l 耗氧量 7.69ml/l 碱度 4度 3、厂区地形平坦，地面标高为黄海高程160.0m，水厂占地(1、2组):2.26公顷 (155×145m)。3组:2.4公顷(155×155m) 4、当地气象资料: 风向:东北 1 气温(月平均):最高28?，最低-1.9?。 5、厂区地下水位高:-5m(水厂相对地面标高为0.00m)。 6、水源取水口位于水厂西北方向50m，水厂位于城市北面2km处。 7、二级泵扬程设为40米。 1.2、设计内容及要求 1、根据河流的原水水质与水厂设计水量确定净水厂的流程。要求至少提出两 种工艺流程，进行技术经济比较，从中优选出一种工艺; 处理常规构筑物，如絮凝池、沉淀池、滤池、2、根据优选的工艺流程，进行净水 清水池、二泵房等的选型及其工艺计算; 3、进行净水厂的平面布置和高程布置。 1.3、设计成果 1、设计计算说明书1份。 2、图纸2张(A2幅面)，计算机出图，净水厂平面布置图和高程布置图，图纸绘制 应符合《给水排水制图》。 第2章 总体设计 2.1 给水处理工艺流程的选择 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经过消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。 根据设计要求，选择:原水—混合—絮凝沉淀—过滤—消毒—二级泵房—城市管网的处理工艺。 2.2 给水处理构筑物选择 给水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。 2 选用混凝药剂为聚合氯化铝，采用计量加药泵投药，管式静态混合器混合，网格絮凝池絮凝，平流沉淀池沉淀，普通快滤池过滤，氯消毒。 2.3设计水质水量的计算 2.3.1设计水质 给水处理工程设计水质应满足《生活饮用水水质卫生规范》中检测项目要求，生活饮用水水质应符合下列基本要求:水中不应含有病原微生物，水中所含化学物质及放射物质不应危害人体健康，水的感官形状良好。 2.3.2设计用水量 3设计产水量Q=30000m/d，水厂自用水量取总用水量的10%，则总水量 333Q=30000，1.5,33000m/d,1375m/h,0.382m/s 第3章 混凝处理 3.1混凝药剂的选择 生活用水处理用的混凝剂，不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响，用于生产用水处理时，不得含有对生产有害成分。 3.1.1常用混凝剂及其性质 混凝药剂种类很多，按其化学成分可分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铁盐和铝盐及其水解聚合物，如硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。无机混凝剂品种虽少，但在水处理中应用最多。有机混凝剂是高分子物质，品种多，在水处理中用量比无机的少。 3.1.2混凝剂投量的计算 用于生活饮用水厂的混凝剂首先应满足以下要求:对人体健康无害;混凝效果好;货源 充足、运输方便。 原水水质不同，其适用的混凝剂药剂和最佳用量也不同。设计中采用聚合氯化铝，根据原水水质，最大投药量取a=40mg/L。 3 混凝剂投量计算 T,aQ/1000,30.0，33000/1000,990kg/d 3.2混凝剂的配置和投加 3.2.1混凝剂的投加 混凝剂的投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。 3.2.2混凝剂的调制方法 混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般是适用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。 3.2.3溶液池容积 aQ40，13753W,,,6.59m13m417bn417，2，10 设计中取6.6 3m 溶液池设置2个，每个溶剂为3.3，形状采用矩形，尺寸为B，L，H,1.8，1.2，(1.5，0.3，0.3)高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m。 '3W,1.8，1.5，1.5,3.24m1 溶液池实际有效容积 池旁设工作台，宽1.0~1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。 3.2.4溶解池容积 W,(0.2~0.3)W21 3W,0.3W,0.3，3.3,0.99 m21设计中取溶解池池体尺寸为:B，L，H,0.9，1.2，(0.9，0.3，0.3)高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.3m。 '3W,1.2，0.9，0.9,1.0m2溶解池实际有效容积 溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm，按10min放满溶解池考虑， 4 管材采用硬聚氯乙烯管。 3.2.5投药管 投药管流量 W，n，10006.6，2，10001q,,,0.153L/S24，60，6024，60，60 查表得:投药馆管径d=20mm,相应流速为0.50m/s 3.2.6投药计量设备 采用计量加药泵，泵型号JZ-320/10，选用2台，一用一备。 3.2.7加药间及药库 加药间 1. 各种管线布置在管沟内:给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度?0.005，并坡向集水坑。 2.药库 0.5，0.4，0.25m药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg，每袋规格为，，投 3333000m/d,1375m/h药量为40mg/L,水厂设计水量为，药剂堆放高度为 1.5m。 Q，24ut1375，40，30,0.024,7921000W50聚合氯化铝的袋数N=袋 NV792，0.5，0.4，0.252,,35.2mH(1,e)1.5，(1,e)有效堆放面积A= 考虑药库的运输，搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品 235.2，1.3,45.76m占有面积的30%计，则药库所需面积为，药库平面尺寸取: 29，5m,45m 3.3混合设施 3.3.1混合方式 混凝剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混 5 合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器等。 本设计采用静态混合器混合。 2Qh,0.1184n4.4d 静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式 式中h—水头损失(m) 3m/d Q—处理水量() D—管道直径(m) n—混合单元(个) 设计中取d=0.6m,Q=0.382m3/s，当h=0.4时n=2.4个单元，当h=0.5时，n=3个单元，选DN600内装3个混合单元的静态混合器，加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，是药液均匀分布。选择管式静态混合 -DN700，采用两节，管式静态混合器总长2700mm,投药口器(参数如下表一)。规格GW 径:32mm ，占地面积为3m×2.5m=7.5m2 表 一 型号 管安装长度 外法兰尺寸 径径两三D D1 D2 b d n (mm) (mm) 节 节 GW-700 700 270360720 890 840 800 36 30 24 0 0 6 药剂 管道混合单元体管道原水 静态混合器 静态混合器 第4章 网格絮凝池 4.1设计水量 3m/d水厂设计水量为30000，水厂自用水量为10%，分成两池，则每池流量为 333Q/2,33000/2,16500m/d,687.5m/h,0.191m/s 4.2设计计算 絮凝池的有效容积 V,QT1 T —絮凝时间，一般采用10~15min。设计中采用10 min。 10 3V,QT,60m1则687.5×=114.6 絮凝池面积 Q114.61,AA,,38.2mH3 设计中取H=3.0m，则 单格面积 Q10.1912f,f,,1.59mvvm/s0.1211 —竖井内流速，设计中取0.12，则 为配合沉淀池尺寸，设每格为矩形，长边取1.60m，短边取1.0m，每格实际面积为 2m/sm1.60，实际流速为0.119有此得分格数为: 38.2n,,251.60个 7 每行分5格，每组布置5格，絮凝池布置如图4-1所示。 24a,b,Ht,Q实际絮凝时间为: 24，1.60，1.0，3.0t,,560s,10min0.191H—水深，设计中取3.0m则 池的平均有效水深为3.0m，超高取0.40m，得池的总高度为: H=3.0+0.40=3.40m 过水孔洞和网格设置 m/sm/s过水孔洞流速从前向后分5档递减，每列取一个流速，进口为0.3，出口为0.1，则从前至后各行隔墙上孔洞尺寸为0.60m×1.1m、0.9m×1.1m、0.87m×1.1m、1.0m×1.3m和0.73m×1.3m。 网格布置分3段。第一段不少于16层，第二段不少于8层。 水头损失计算 22vv12hhh,，,,，,,,,,12122g2g h1—每层网格水头损失。 h2—每个孔洞水头损失。 ,1—栅条网格阻力稀疏，前段1.0，中段0.9。 ,2—孔洞阻力稀疏，取3.0。 第一段水头损失计算如下: ,1 竖井7个，3个竖井设3层，4个竖井设2层，共计17层，=1.0，过栅流速 ,m/sm/sm/s2v1=0.253,7个空洞，=3.0，过孔流速v1-6=0.3，v6-7=0.25。则: 8 2222vv0.2530.312h,h，h,，,17，1.0，，，6,,,,,,12122g2g2，9.812，9.81 20.25，，2,0.10m2，9.81 第二段水头损失计算如下: ,,m/s12=0.9，过栅流速v2=0.224,8个空洞，=3.0，竖井8个，各设一层栅条，共计8层， m/sm/s过孔流速v8-10=0.25，v11-17=0.20。则: 2222vv0.2240.2512h,h，h,,，,,8，0.9，，，3.0,,,,12122g2g2，9.812，9.81 20.20，，5,0.04m2，9.81 m/s第三段(孔数为10，过水流速为0.15，0.1。 220.150.1h,h,5，(，),0.01m,22，9.812，9.81 h,0.1，0.04，0.01,0.15m, GT校核 ,h1000，0.15,1G,,,49S,4,60T60，1.029，10，10 445GT,49，60，10,2.9，101.0，10~1.0，10在之间，满足要求。 第5章 平流沉淀池 平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种 常用的沉淀池形式。 5.1平面尺寸计算 沉淀池有效容积 V,QT T—停留时间，一般取1.0~3.0h，设计中取T=1.5 h 3V,1375，1.5,2062.5m 9 沉淀池长度 L,3600vT m/sm/svv—水平流速，一般取0.01~0.025，设计中取=0.012 L,3600，0.012，1.5,65m 沉淀池宽度 VB,Lh hmm—沉淀池有效池深，一般取3.0~3.5，设计中取3.0 2062.5B,,11.0mm65，3 设计中取12 池中间设一导流墙，导流墙采用砖砌，宽240mm，则沉淀池每格宽度为(12-0.24)/2=5.88m 校核沉淀池尺寸比例 L/B,65/10,6.5沉淀池的长宽比:,4 L/h,65/3,21.7沉淀池的长深比:,10 22vv,5Fr,,,1.0，10Rg1.5，9.81复核沉淀池中水流的稳定性，计算 满足要求。 5.2进出水系统 5.2.1沉淀池进水部分设计 Q0.3822A,,,2.55mv0.151 vm/sm/s1—孔口流速，一般不大于0.15~0.20，设计中取0.15 沉淀池进口处用穿孔墙布水，墙长12m，墙高3.3m，有效水深3.0m，穿孔墙孔眼形式采用方形的半砖孔洞，每个孔口的尺寸为125×125cm，则孔口数为164个，开孔率为:0.12，0.12,33.3%0.12，0.12，3 10 22v0.151h,,,2，,0.00412g2，9.8进口水头损失为:可以看出计算得到的进水部分水头损 失非常小，为了安全，此处取0.05m 5.2.2沉淀池出水部分设计 Q175，24l,,,73mq450溢流堰的总堰长 3450m/(m.d)设计中q取，出水堰采用指形堰，共4条，双侧集水。 5.2.3集水系统 槽的尺寸 0.40.4b,0.9q,0.9，0.115,0.378m0m槽宽 为便于施工取0.40 73l,,9.1m2，4槽长 H,0.75b,0.75，0.40,0.30m1起点槽中水深: H,1.25b,1.25，0.40,0.50m2终点槽中水深: m为了便于施工，槽中水深统一取0.50。 槽的高度 mmm集水方法采用孔口自由出流，孔口深度取0.07，跌落高度取0.05，超高取0.15， 则集水槽的总高度 H,H，0.07，0.05，0.15,0.56，0.07，0.05，0.15,0.83m32 出水渠计算 '0.40.4b,0.9Q,0.9，，0.382,0.61m出水渠宽 m为了便于施工，取0.6。 'H,0.75b,0.75，0.60,0.45m1起点水深: 11 'H,1.25b,1.25，0.60,0.75m2终点水深: mm为了便于施工，取0.75,自由跌水高度取0.07，则排水槽总高度为 m0.83+0.07+0.75=1.65 出水斗平面尺寸为1600×1600mm 4Q4，0.382v,,,0.76m/s22,D3.14，0.8沉淀池出水管管径初定为DN800，此时管道内流速为 满足要求。 5.2.3沉淀池放空管 0.50.50.7BLh0.7，12，65，3d,,,0.362mt2，3600放空时间t取2h， 设计中取放空管DN400 5.2.4排泥设备选择 B,0.6m,h,1.0m，2KW选用SXH—12型虹吸式吸泥机，并设排泥槽，驱动功率为0.4， m/min行车速度为1.0。 5.2.5沉淀池总高度 H,h，h,3，0.4,3.4mh33m —沉淀池超高，取0.4 第6章 过滤处理 普通快滤池是目前水处理工程中常用的滤池形式之一，普通快滤池每一池上装有混水进水阀，清水出水阀，反冲洗进水阀，反冲洗排水阀，共四个阀门。普通快滤池运行稳定，出水水质较好。其缺点是阀门数量多，阀门易损坏，还必须有全套的冲洗设备。 普通快滤池适于大中型水厂，单池面积不大于100m2,以免冲洗不均匀,在有条件时尽量采用表面冲洗或空气助冲设备。 6.1普通快滤池平面尺寸计算 12 1.滤池总面积 Q vT F= F-滤池总面积(m2) Q- 设计水量(m3/d) -设计滤速(m/h),石英砂单层滤料一般采用8~10 ,双层滤料一般采用10~14m/h. v T=T0-nt0-nt1 T-滤池每日的实际工作时间(h)T0-滤池每日的工作时间 (h) t0-滤池每日的冲洗后停用和排放初滤水时间(h) t1-滤池每日冲洗时间(h) n-滤池每日冲洗次数 设计中取n =2次，t1=0.1,不考虑排放初滤水时间，即t0=0 T=24-2×0.1=23.8h 3300Q 8，23.8vT设计中选用单层滤料石英砂滤池取v=8 m/h F===173.32(m2) 2.单池面积 F173.32 N5 f===34.66(m2) 设计中取N=5 单排布置 L=7.0m，B=5.0m，滤池的实际面积为7.0×5.0=35(m2) ， 实 3300 5，35，23.8际流速v ==7.92 m/h Nv N,1当一座滤池检修时，其余滤池的冲洗强度v,= 5，7.92 5,1一般采用10~14 m/h v,==10 m/h 6.2滤池高度 H=H1+H2+H3+H4 H -滤池高度(m)，一般采用3.20-3.60m 13 H1-承托层高度(m)，一般可按表6-1确定 H2-滤料层厚度(m)，一般可按表6-2确定 H3-滤层上水深(m)，一般取1.5-2.0m H4-超高，一般采用0.3m 设计中取H1=0.45， H2=0.70， H3=1.80 ，H4=0.30 H=H1+H2+H3+H4=0.45+0.70+1.80+0.30=3.25m 表6-1 普通快滤池承托层的粒径和厚度 层数(自上而下) 尺寸(mm) 厚度(mm) 1 2~4 100 2 4~8 100 3 8~16 100 4 16~32 150 表6-2 普通快滤池的滤料层厚度 滤料组成 类别 粒径(mm) 不均匀系数K80 厚度(mm) Dmax=1.2 单层石英砂滤料 Dmin=0.5 〈2.0 700.0 无烟煤 Dmax=1.8 Dmin=0.5 〈2.0 300~400 石英砂 Dmax=1.2 双层滤料 Dmin=0.5 〈2.0 400 14 无烟煤 Dmax=1.6 Dmin=0.8 〈1.7 450 石英砂 Dmax=1.2 Dmin=0.5 〈1.5 230 重矿石 Dmax=0.5 三层滤料 Dmin=0.25 〈1.7 70 6.3配水系统 1.最大粒径滤料的最小流态化流速 2.311.31md00.540.54(1,m),，0.0010vmf=12.26×× 2.311.310.380.01200.540.54(1,m0.38)0.98，0.001=12.26××=1.08cm/s ,,设计中去粗取d=0.0012m, =0.98,m=0.38,水温20?时=0.01(N.s/m2) 2.反冲洗强度:q=10kvmf =10×1.3×1.08=14L/(s.m2) k-安全系数，一般采用1.1-1.3，设计中取k=1.3 3.反冲洗流量:qg=fg=35×14=490L/s 3,3,，，4q104，0.490，10g 22,，D3.14，0.84.干管始端流速:vg===0.98m/s 设计中取D=0.8m 5.配水只管根数 L anj=2=2×7.0/0.28=50根 nj—单池中支管根数(根) 15 L—滤池长度(m) α—支管中心间距(m)，一般采用0.25-0.30m，设计中取α=0.28m 6.单根支管入口流量:qj=qg/nj=490/50=9.8L/s ,3q，10j,34，9.8，10,2，Dj43.14，0.0927.支管入口流速:vi==1.54m/s 设计中Dj=0.09m=90mm 8、单根支管长度:Lj=0.5×(B-D)=0.5×(5-0.8)=2.1m 9、配水支管上孔口总面积:FK=Kf=0.25%×35=0.0875=87500mm2 K-配水支管上孔口总面积与滤池面积之比一般采用0.2%-0.25%，设计中取0.25% 10、配水支管上孔口流速:vK =qg/Fk=0.490/0.0875=5.6m/s ,24K11、单个孔口面积:fK=d=3.14/4×92=63.5mm 87500FK 63.5fK12、孔口总数:NK== =1378个 13、单根支管上孔口数:nK=NK/nj=1378/50=28个 支关上孔口布置二排，与垂直成45夹角向下交错排列. L2.1j n28K 2214、孔口中心距:aK===0.15m 16 45? 孔口示意图 单个滤池的配水系统 : 7000270270 21008002100 接冲洗水管配水干管DN800 14 10，0.68，0.2515、孔口平均水头损失:hK=1/2g()2=3.5m ,表6-3 流量系数值 孔口直径与壁厚之比 1.25 1.5 2.0 3.0 ,0.76 0.71 0.67 0.62 流量系数 16、配水系统校核:对大阻力配水系统，要求其支管长度与直径之比不大于60 17 2.1 Lj0.09 dj==23.3,60 对大阻力配水系统，需按下式校核， ff22()，(),0.29wnwa0 87500，487500，422()，(),0.076，0.03,0.11,0.2950，3.14，903.14，800，800即 6.4冲洗排水槽 冲洗排水槽中心距 L n1a0= 因冲洗排水槽长度不宜大于6米，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠 L n1两侧对称布置冲洗排水槽，每侧排水槽数为3条，池中冲洗排水槽总数为6条 , a0== 7 3=2.33m 每条冲洗排水槽长 B,b5,0.6 22l0===2.2m b-中间排水槽宽度，取0.6m qg490 n62每条冲洗排水槽的排水量:q0= ==82L/s=0.082m3/s 冲洗排水槽断面模数 冲洗排水槽采用三角形标准断面，其断面模数为 0.40x=0.45×q=0.45×0.0820.4=0.165m 18 2x701.5 x x δ 冲洗排水槽断面计算图 5.冲洗排水槽距砂面高度:He=eH2+2.5x+8+c=0.4×0.7+2.5×0.165+0.05+0.01=0.81m 6.排水槽总平面面积:F0=2xl0N2+bL=2×0.165×2.2×6+0.6×7=8.556m2 F08.556 f35校核排水槽总平面面积与滤池面积之比:==24.4%,25% ，满足要求 中间排水渠:采用矩形断面，渠底距冲洗排水槽底部的高度 7. 22qg0.493322gB9.8，0.6Hc=1.73×+0.2=1.73×+0.2=0.906m 单格滤池的反冲洗排水系统布置如图: 冲洗排水渠 22006002200 至排水渠中间排水渠 19034301903430952952430 7000 6.5滤池反冲洗 1.单个滤池的反冲洗用水量 W=qft/1000=14×35×300/1000=147m3 19 t-单个滤池的反冲洗历时(s),可根据下表确定 设计中取t=5min,q=14L/(s.m2) 滤层 冲洗强度膨胀度(%) 冲洗时间(min) (L/s.m2) 石英砂滤料 12-15 45 7-5 双层滤料 13-16 50 8-6 三层滤料 16-17 55 7-5 2.高位水箱冲洗 高位水箱冲洗容积 W1=1.5W=1.5×147=220.5m3 (2)承托层的水头损失 h,0.022H，q,0.022，0.40，14,0.12mw31 冲洗时滤层的水头损失 ,砂2650 水,1000hw4=(-1) (1-m0) H2=(-1) (1-0.4)×0.07=0.69m ,砂,水-滤料的密度 ，-水的密度 m0-滤料未膨胀前的空隙率 ，H2-滤料未膨胀前的厚度 ,砂,水设计中取m0=0.4， =1000kg/m3 ，=2650 kg/m3 ，H2=0.7m 冲洗水箱高度 Ht=hw1+hw2+hw3+hw4+hw5=1.0+3.5+0.138+0.69+1.5=6.83m hw1-水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和(m) hw1-配水系统的水头损失(m) hw5-备用水头(m)，一般采用1.5-2.0m 20 设计中取hw1=1.0m，hw1= hk=3.5m, hw5=1.5m 6.6进水系统 1.进水总渠:滤池的总进水量为Q=36300m3/d=0.382m3/s,设计中取进水总渠宽0.8m水深0.6m，流速v1=0.61m/s 2.反冲洗进水管:冲洗水量q=490L/s,采用管径d=500mm,管中流速v=2.49m/s 3.清水管:清水总流量Q=0.382m/s,为了便于施工渠断面采用和进水渠断面相同的尺寸单个进水管流量Q=0.0764m3/s,采用管径D=400,v=0.61m/s 4.排水渠:排水流量qg=490L/s=0.490m3/s, 排水渠断面宽度B=0.8m,渠中水深0.6m,流速v=1.02m/s 第7章 消毒处理 氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用，加氯消毒操作简单，价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。 7.1加氯设计 7.1.1加滤量计算 每天的投滤量q=Qb=3300×1.0=3300 g/m3=33可kg/m3 b-加滤量(g/m3),一般采用0.8-1.0 g/m3，设计中取1.0 g/m3 7.1.2加氯设备的选择 加氯设备应包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等 自动加氯机选择:采用IJ-?型转子加氯机2台，1用1备，每台加氯机的加氯量为:0.5-9kg/h,加氯机的外型尺寸为:宽×高=3300mm×370mm,加氯机安装在墙上，安装高 度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。 氯瓶:采用容量为100kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为:外径350mm,瓶高1335mm,氯瓶自重82.5kg,公称压力3Mpa，采用8个氯瓶，使用周期为24d。 加氯控制:根据余氯值，采用计算机进行自动投氯量。 21 7.1.3加氯间和氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的 方式，中间用墙隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为4×3m,氯库平面尺寸为8×4m。 加氯间在设计时应注意: 氯瓶中氯气气化时，会吸收氧量，一般采用自来水喷淋在氯瓶上，以供给热量，设计中，在氯库内设置DN25mm的自来水管，位于氯瓶上方，帮助液氯气化。 在氯库和加氯间内，安装排风扇，设在墙的下方，同时安装测定氯气浓度的仪表和报警装置。 7.2清水池计算 经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变滑冰储存消防用水，此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。 7.2.1清水池有效容积 清水池有效容积，包括调节容积 消防容积和水厂自用水量的调节量， 水池的总有效溶剂V=KQ， K—经验系数 一般10—20%， 取K=20% ，，Q=30000m 3 V=0.23104=6000m3， 清水池共设2座 ，则每座清水池有效容积V1=V/2=3000m3 7.2.2 清水池的平面尺寸 每座清水池的面积A=V1/h，则有效水深h=4.0m A=3000/4=750m2 则长度L=A/B=750/25=30m 取清水池宽度B= 25m 清水池超高 h1=0.5m 则清水池总高度 H=h1+h=4.0+0.5=4.5m 7.2.3 管道系统 22 进水管 Q 2(,/4)VD1= 取V=0.7m/s (0.7-1.0m/s) ，10，Q=34 1.1=0.382m3/s Q0.382 2(,/4)V2，0.785，0.7==0.590 取D=600mm D1= 4Q/2 23.14，0.6进水管的实际流速V==0.676m/s 出水管 Kq 24由于用户的用水量变化，清水池的出水管按出水最大流量计Q1=, K 时变化系数取 K=1.5, 41.5，3.3，10 2，24Q1==1.31.25m3/h=0.286m3/s 取V1=0.7m/s 0.286 0.785V1则D2==0.721 取 D2=700mm 4Q 23.14，0.7 则流量最大流速==0.744m/s 溢流管 溢流管的管径与进水管相同，取为600mm在溢流管端设喇叭口，管上不设阀门，出口设置网罩防止虫类进入池内。 排水管 清水池内的水在检修时需放空，因此应设排水管。 排水管的管径按2h内将池水放空计算，排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径 23 V3000 t，3600，0.785，V22，3600，0.785，1.2D3===0.665 取 D3=700mm 7.2.4清水池布置 导流墙 在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不少于30min，每座清水池内的导流墙设置2条，间距4.0m，将清水池分隔成三格，在导流墙底部每隔 ，1.0m设0.1m0.1m的过水方孔，使清水池清洗时方便。 检修孔 在清水池顶部设圆形检修孔3个，直径为1200mm。 通气管 为了使清水池空气流通，保证水质新鲜，通气孔共设12个，每格4个，通气管径为200mm，通气管伸出地面高度高低落错，便于空气流通。 覆土厚度 清水池顶部应有0.5-1.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境，此取覆土厚度1.0。 7.3二级泵站 根据Q=490L/s， H=40m， 选型号20sh-13 ， 流量430-670 m3/h ， H 30-40m， 选2台，一备一用，配套电机JS-137-6 转数980。 第8章 给水处理工程布置 8.1给水工程平面布置 8.1.1给水处理工程设施组成 根据选定的处理和处理工艺流程，给水处理工程设施包括生产性构筑物、辅助建筑物、各类管道和其他设施。 24 1.生产性构筑物:包括静态混合器，网格絮凝池，斜管沉淀池，普通快滤池，清水池，加药间，加滤间，二级泵房，药库，氯库 2.辅助设施:分为生产和生活辅助设施。生产辅助设施包括综合办公楼(含化验室、中心控制室)、仓库、车库、检修间、堆砂场、管配件厂。生活辅助设施包括食堂、浴室、锅炉房、值班宿舍、门卫室。 上述辅助设施一般化验室与办公楼合建，机修间，水表间、电修间、泥木工间合建，锅炉房与浴室合建，仓库与车库合建，其他为自行车、摩托车等。 各类管道:厂区管道包括生产管道、厂区给水管道、排水管道、加药管、排雨水沟、3. 电缆沟、供热管道、消防管道。 4.其他设施:道路、绿化、照明、围墙、大门。 8.1.2平面布置 1.工艺流程:根据设计任务书提供的厂区面积和地形，采用直线型，这样布置生产联路管线短，管理方便，且有利于日后扩建。 2.平面布置:按照功能将厂区分成以下三区: 生产区:有各项水处理设施组成，一般呈直线型布置。 生活区:将办公楼、食堂、浴室、锅炉房、宿舍等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑物过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍，浴室与锅炉房合建，使这些建筑物相对集中。布置在水厂门附近，便于外来人员联系。 维修区:将机修间、水表修理间、电修间、泥、木工间合建，仓库与车库合建，和管配件场、砂场组合在一起，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开，考虑扩建后生产工艺系统的使用，维修区位置兼顾今后的发展。 加药区:加药间、加氯间设于絮凝沉淀池附近。 8.1.3场区道路布置 25 1.主厂道布置:由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽6.0m,设双侧1.5m人行道，并植树绿化。 2.车行道布置:主要构筑物间，道宽4.0m，呈环状布置，以便车辆回程。 3.步行道布置:加药间、加氯间、药库与絮凝沉淀池间，设步行道联系 8.1.4 场区绿化布置 1.绿地:在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、滤池、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。 2.花坛:在正对厂门内布置花坛 3.绿带:利用沉淀池与建筑物间的带状空地进行绿化， 4.行道树和绿篱:步行到两侧，草坪周围栽种，高度0.6-0.8m，围墙采用1.8m 8.1.5水厂管线布置 原水管道 原水由一条输水管道进入水厂，阀门井后用联络管连接接入静态混合器，为事故检修不影响水厂运行，分别超越沉淀池、滤池设置超越管。 加药管和加氯管 为了防止管道腐蚀，加药管和加氯管采用塑料管，管道安装在管沟内，上设活动盖板，以便管道阻塞时管道清通，加药管线以最短距离至投加点布置。 水厂自用水管道 水厂自用水包括生产用水、生活用水、消防用水等，由二级泵房压水管路接出，送至各构筑物用水点。DN70以上埋地管采用球墨铸铁管，DN70以内采用复合管或塑料管。 消火栓设置 厂区内每隔120.0m间距设置1个室外消火栓。 排水系统布置 厂区排水包括生活排水、生产排水(沉淀池排泥、滤池反冲洗排水)、排雨水三部分。 26 生产排水经预沉淀后流至静态混合器前接入生产管道系统，污泥经浓缩脱水后造田。生活污水系统单独设置，经处理后排放。 供电系统 厂区供电线路集中敷设于电缆沟内，上铺盖板，以便于检修。 8.2高程布置 在处理流程中，各处理构筑物之间水流为重力流，包括构筑物本身、连接管道、计量水头损失在内。 -1数据， 各处理构筑物中的水头损失于构筑物形式和构造有关，估计时可采用下表8一般需通过计算确定。该水头损失应包括建筑物内集水槽等水头跌落在内。 当各项水头损失确定后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程不尽与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高。 各构筑物之间的连接管断面尺寸由流速确定。当地形有适当坡度可以利用时，可选用较大流量以减小管径及相应配件和阀门尺寸;当地形平坦时，为避免增加填挖土方量和构筑物造价，可采用较小流速。在选定管道流速时，应适当留有数量发展的余地。连接管的水头损失(包括沿程和局部)应通过水力计算确定，估计可采用下表8-2。 表8-1 处理构筑物种的水头损失 构筑物名称 水头损失 构筑物名称 水头损失 进水井格网 0.2-0.3 无筏滤池 1.5-2.0 絮凝池 0.4-0.5 虹吸滤池 1.5-2.0 沉淀池 0.2-0.3 直接过滤池 2.0-2.5 澄清池 0.6-0.8 普通快滤池 2.0-2.5 表8-2 连接管的水头损失 27 连接管段 允许流速水头损失(m) 附注 (m/s) 絮凝池至沉淀池 0.15—0.2 0.1 应防止絮凝体破 碎 沉淀池至滤池 0.8—1.2 0.3—0.5 滤池至清水池 1.0—1.5 0.3—0.5 流速宜取下限 快滤池清洗水管 2.0—2.5 视管道长度而 定 快滤池清洗水排水1.0—1.5 视管道长度而 管 定 当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物搞成布置。构筑物高程布置与水厂地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置，当地形平坦时，高程布置既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝池沉淀池或澄清池在地面上抬高而增加造价，尤其当地质条件差、地下水位高时。通常，当采用普通快滤池时，应考虑清水池地下埋深;当采用无阀滤池时，应考虑絮凝、沉淀池或澄清池是否抬高。 有上面两个表格取絮凝池水头损失为0.5m，沉淀池水头损失为0.3m，滤池水头损失为2m。 配水井到絮凝池的水头损失:V=0.3m/s,管径取D=900mm,水力坡度I=0.000137 则 h,2.5，2，0.000137,0.000685m 絮凝池到沉淀池的水头损失取0.1m;沉淀池到滤池水头损失取0.5m;滤池到清水渠水头损失取0.5m。 参考文献及资料 1、室外给水设计规范(GB 50013-2006)(中国计划出版社，2006 28 2、给水排水制图标准(GB/T 50106-2001)(中国计划出版社，2002 3、给水排水设计手册(第3册)城镇给水(中国建筑工业出版社，2004 4、严煦世，范瑾初主编(给水工程(第四版)(中国建筑工业出版社，1999 5、崔玉川等(给水厂处理设施设计计算(化学工业出版社，2003 29