機械攪拌澄清池、V型濾池設(shè)計計算

第一篇凈水廠設(shè)計說明書第一章總論第一節(jié)設(shè)計任務(wù)及要求一．設(shè)計目的通過本次凈水廠的設(shè)計，培養(yǎng)和鍛煉應(yīng)用理論知識解決工程實際問題的能力。二．設(shè)計內(nèi)容〔一〕確定凈水廠的位置。凈水廠水處理工藝流程及凈水構(gòu)筑物〔或設(shè)備〕的類型和數(shù)量。要求作出最少兩套方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比擬，推出最正確方案?！捕尺M行凈水廠構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計計算，并在計算書上繪制凈水工藝有關(guān)的一系列草圖?！踩尺M行水廠各構(gòu)筑物，建筑物及各種管渠等總體布置。三．設(shè)計成果〔一〕設(shè)計說明書與計算書各一份?！捕吃O(shè)計圖紙4—6張包括：1．凈水廠平面布置圖〔1:100—1:500〕。2．凈水廠工藝流程高程布置圖〔縱向1:50—1:100；橫向1:100—1:200〕。3．濾池或其它凈水構(gòu)筑物的工藝構(gòu)造圖〔平面及剖面1:50—1:100〕。四．設(shè)計說明書與計算書的要求應(yīng)說明水廠凈水工藝過程，以及選擇凈水構(gòu)筑物形式的簡單理由，尤其對水廠的總平面布置和高程系統(tǒng)及設(shè)計中的獨到之處作深入的闡述。應(yīng)詳細地計算出水廠的藥劑投配設(shè)備，混合池，反響池，沉淀池，澄清池，過濾池及清水池的全部主要尺寸。應(yīng)用消毒等選用設(shè)備的選用理由及主要規(guī)格參數(shù)進行簡要說明。在計算中，應(yīng)列出所應(yīng)用的全部計算公式。同時應(yīng)對所取的計算數(shù)據(jù)的選擇加以說明并注明其資料來源。所計算的構(gòu)筑物及設(shè)備，皆應(yīng)繪出相應(yīng)的計算草圖。根據(jù)水廠規(guī)模，列出水廠人員編制數(shù)目，初擬水廠附屬建筑物的占地面積等。其它：1．設(shè)計在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下應(yīng)由每個學(xué)生獨立完成。2．對設(shè)計內(nèi)容及質(zhì)量的要求。設(shè)計要點與步驟以及設(shè)計參考資料等參見城市凈水廠畢業(yè)設(shè)計指示書。第二節(jié)設(shè)計資料一．設(shè)計題目R市凈水廠設(shè)計二．根本資料〔一〕設(shè)計水量Q=5.2×(1+5%)萬=54600m3/d=2275m3/h=〔水廠的自用水量5%-10%，這里取5%〕〔二〕水源水質(zhì)資料表項目數(shù)量項目數(shù)量濁度300—800度總硬度〔以CaCO3計〕200毫克/升色度10度氯化鈉21毫克/升pH6.5—7.3硝酸鹽〔以氮計〕10毫克/升細菌總數(shù)12000個/毫升鐵0.1毫克/升大腸桿菌8500個/升溶解性固體500毫克/升臭和味略有耗氧量9.68毫克/升〔三〕對水質(zhì)的根本要求〔生活飲用水水質(zhì)標準〕1．無漂浮物，無令人作嘔的不愉快的臭和味；2．水的酸堿度到達pH=6.5—8.5；3．色度不超過15度，并不得呈現(xiàn)出其他異色；4．渾濁度不超過1度，特殊情況下不超過5度；5．總硬度〔以CaCO3計〕為450mg/L;6．氯化物250mg/L,溶解性總固體為1000mg/L;7．耗氧量〔以計〕為3mg/L,特殊情況下不超過5mg/L;8．細菌總數(shù)100CFU/mL;9．總大腸桿菌在每100mL中不得檢出?！菜摹硰S區(qū)地形平坦〔五〕當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：氣溫〔月平均〕：最高30℃最低-6〔六〕土壤冰凍深度：地面下0.8米〔七〕廠區(qū)地下水位標高：-5米〔水廠相對地面標高定為0.00〔八〕水源取水口位于城市西北方向5公里第二章總體設(shè)計第一節(jié)處理流程確實定水處理的任務(wù)主要是去除水中懸浮物、膠體、病毒、細菌及異臭、異味。屬于水的凈化和水的消毒處理。水的凈化主要采用自然沉淀、混凝沉淀〔澄清〕、浮升、過濾、吸附技術(shù)，水的消毒主要采用化學(xué)消毒法和物理消毒法。根據(jù)水源水質(zhì)資料可知，濁度、細菌總數(shù)、大腸桿菌、臭和味、耗氧量不符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》〔GB5749-85〕。而其他指標均處于正常范圍內(nèi)。所以凈水廠設(shè)計的處理工藝可采用一般的水源凈水工藝流程。一．具體流程↓混凝劑↓消毒劑原水→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒→飲用水二．工藝流程方案Ⅰ：↓PAC↓二氧化氯原水→一泵房→機械攪拌澄清池→V型濾池→清水池→二級泵站→用戶方案Ⅱ：↓PAC↓二氧化氯原水→一泵房→機械絮凝池→平流沉淀池→普通快濾池→清水池→二泵站→用戶第二節(jié)處理構(gòu)筑物及設(shè)備形式的選擇一．廠址的選擇從廠址的選擇來看，有兩套方案：〔一〕將水廠設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近優(yōu)點：1．水廠和取水構(gòu)筑物可集中管理2．節(jié)省水廠自用水〔如濾池沖洗和沉淀池排泥〕的輸水費用并便于沉淀池排泥和濾池沖洗水排除；缺點：1．離城市管網(wǎng)較遠，用管道輸水會增加輸水工程造價，且輸水管道需按最高日最高時水量確定管徑，所受壓力較大，從而提高了管道的造價。2．需在主要配水區(qū)增設(shè)配水廠，凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送至城市管網(wǎng)，增加了給水系統(tǒng)的設(shè)施和管理工作?！捕硨⑺畯S設(shè)在城市管網(wǎng)附近優(yōu)點：無需增設(shè)配水廠，且從水廠到主要用水區(qū)的管道口徑要減小，管道承壓要小，節(jié)省了一些輸水管道費用。缺點：1.增加了水廠的自用水輸送費用2．不便于反沖洗水的排放。根據(jù)以上比照，由于給水廠與人們的生活密切相關(guān)，為了方便管理，需要隨時監(jiān)控，并無須增設(shè)配水廠，降低造價，應(yīng)選擇廠址設(shè)在城市管網(wǎng)附近。二．處理構(gòu)筑物及設(shè)備的選擇和確定〔一〕凈水構(gòu)筑物的選擇本著以下幾點原那么：1．新建的水廠應(yīng)采用具有潛力的構(gòu)筑物。2．采用單位面積產(chǎn)水率高的構(gòu)筑物。3．采用簡單可靠，效果好的設(shè)備。4．盡量考慮運行自動化?！捕尘唧w選擇如下：1．混凝劑常用混凝劑有AL2〔SO4〕3·18H2O、Fecl3.6H2O、FeSO4.7H2O、堿式氯化鋁、聚丙烯酰胺等，兩套設(shè)計方案均采用PAC作為混凝劑，它又名聚合氯化鋁。優(yōu)點：〔1〕PAC的絮凝體致密且大，形成快，易于沉降，混凝效果好；〔2〕在混凝過程中消耗堿度少，溫度適應(yīng)性高，且適應(yīng)的PH范圍較寬且穩(wěn)定；〔3〕使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好〔4〕投藥量少，節(jié)省藥耗，降低制水本錢〔5〕來源廣，價格較廉價2．混合方式兩種設(shè)計方案均采用泵站混合，將藥劑加在吸水井喇叭口處，設(shè)備簡單，混合充分，效果好，不另外消耗動能，另外泵中的葉輪可以讓PAC與原水充分混合，從總體經(jīng)濟效益而言具有一定優(yōu)勢。3．投藥方法及方式確實定〔1〕投藥方法①濕式投法：易于混合，投量易于調(diào)節(jié)，不易堵塞出口，管理方便，但占地面積大，易腐蝕，人工調(diào)節(jié)時工作繁重。②干式投法：與濕式投法優(yōu)缺點相反，但勞動條件差，設(shè)備復(fù)雜，混凝劑用量小時不易調(diào)節(jié)。本設(shè)計采用濕式投法?！?〕投藥方式①重力投加：需建造高位溶液池，利用重力作用將藥液投入水內(nèi)，適用于中小型水廠，輸液管線不長的情況。②水射器投加：設(shè)備簡單，使用方便，不受藥液池高程限制，但效率低，假設(shè)藥液濃度不當(dāng)，易引起堵塞。③計量泵投加：計量泵采用耐酸泵配以轉(zhuǎn)子流量計進行投加，可定量投加，不受壓力管限制，適用于大中型水廠。本設(shè)計采用重力投加方式。4．反響沉淀設(shè)備方案Ⅰ用機械攪拌澄清池，它處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大，適應(yīng)性較強，處理效果也較穩(wěn)定，并適用于大中型水廠，其主要缺點是需要機械攪拌設(shè)備，池徑大且原水濁度高時需設(shè)機械刮泥設(shè)備，維護管理較麻煩。方案Ⅱ反響池采用機械絮凝池，沉淀池采用平流沉淀池。機械絮凝池絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便，但是絮凝時間長，占地面積較大；平流沉淀池，可用于各種規(guī)模水廠，沉淀效率高，但是池體大，占地面積大，對廠址選擇有要求。5．過濾設(shè)備方案Ⅰ采用V型濾池：它可實現(xiàn)恒水位等速過濾，采用均質(zhì)粗砂濾料且厚度較大，截污量較大，出水水質(zhì)好；采用小阻力配水系統(tǒng)，承托層較?。粴馑?lián)合反沖洗加外表掃洗；水沖洗強度低，沖洗水耗省；采用砂濾料，材料易得，價格廉價。但是配套設(shè)備多，土建較復(fù)雜。方案Ⅱ采用普通快濾池：它造價低，有成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗；采用砂濾料，材料易得，價格廉價；不需要大量閥門設(shè)備；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做的較大；池深較淺；可采用降速過濾，水質(zhì)較好。但是，閥門多，必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備。6．消毒方法常用消毒劑優(yōu)缺點分析：液氯：優(yōu)點：本錢低，設(shè)備簡單，操作方便，消毒效果穩(wěn)定，余氯保持時間長。缺點：當(dāng)加氯量大時，可能導(dǎo)致水味不好。有機物含量較多時，采用液氯將導(dǎo)致許多有機氯化物的產(chǎn)生，被疑心對人體的健康有害。漂白粉：優(yōu)點：適用于液氯供給不方便的地方，價格低，設(shè)備簡單。缺點：含氯量低，用量大，制備容積大，操作麻煩。氯胺：優(yōu)點：能延長管網(wǎng)中剩余氯的持續(xù)時間，能減輕由于加氯而產(chǎn)生的不良水味。缺點：氯胺消毒過程速度慢，要求接觸時間長，需增加加氨設(shè)備。=4\*GB3④二氧化氯：優(yōu)點：不會生成有機氯化物；較自由氯的殺菌效果好；具有強烈的氧化作用，可除臭、去色、氧化錳、鐵等物質(zhì)；投加量少，接觸時間短，余氯保持時間長。缺點：本錢高；一般需現(xiàn)場隨時制取；制取設(shè)備較復(fù)雜；需控制氯酸鹽和亞氯酸鹽等副產(chǎn)物。本設(shè)計兩方案均選用二氧化氯消毒。因為二氧化氯比其它消毒方式的殺菌效果好，余氯保持的時間長，可直接采用電解法二氧化氯消毒，利用新型復(fù)合二氧化氯發(fā)生器，只需加鹽，其余工作過程全部自動控制。三．結(jié)論通過以上對各水處理構(gòu)筑物的比擬，方案Ⅰ所選用的水處理構(gòu)筑物無論從經(jīng)濟因素，長遠利益或是運行效果，總的來說都較方案Ⅱ具有優(yōu)勢，故本設(shè)計選用方案Ⅰ。注：方案Ⅰ中各構(gòu)筑物的設(shè)計詳見設(shè)計計算書。第三章混凝沉淀第一節(jié)藥劑投配設(shè)備一．藥劑投配的流程攪拌攪拌溶液池反響流量攪拌攪拌溶液池反響流量計混合溶解池溶液池水水投藥流量計耐酸泵二．混凝劑本設(shè)計采用PAC加藥量：30mg/L每日配置次數(shù)：3次采用重力投加方式三．溶解池、溶液池溶液池形狀采用矩形，采用兩個池子，交替使用。每個容積W1=2.42m3，尺寸為：長寬高=1m1m0.9m，其中包括超高0.2m，采用壓縮空氣攪拌。底部設(shè)置排空管，采用鋼筋混凝土池體。溶解池形狀采用矩形，采用1個池子，容積為0.7m3，尺寸為：長寬高=1.4m1.5m1.2m，其中包括超高0.2m，采用壓縮空氣攪拌。底部設(shè)置排渣管，池體采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁進行防腐處理，涂襯環(huán)氧玻璃鋼。第二節(jié)混合設(shè)備本設(shè)計采用水泵混合，藥劑加在泵前吸水井喇叭口處，采用重力投加方式，泵站中葉輪可將PAC與原水充分攪拌混合，故無需再另外加設(shè)混合設(shè)備。第三節(jié)反響設(shè)備方案Ⅱ采用機械攪拌絮凝池一．設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計進水量：Q=54600m3/d=2275m3/h=絮凝池個數(shù)：n=2個池內(nèi)平均水深：H1=2.0m，超高取0.3m絮凝時間：t=20min廊道內(nèi)流速采用6檔，即v1=0.5m/s；v2=0.4m/s；v3=0.35m/s；v4=0.3m/s；v5=0.25m/s；v6=0.2m/s；二．設(shè)計計算〔一〕總?cè)莘e：ω=957m〔二〕單池平面面積：f=281.5〔三〕池長、寬：9.0×9.0m〔四〕GT值計算：水溫t=20°CGT=40800〔在104～105之間〕第四節(jié)沉淀設(shè)備的設(shè)計方案Ⅱ采用平流沉淀池一．設(shè)計參數(shù)〔一〕設(shè)計水量：Q=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s設(shè)2座，每座〔二〕水平流速：v=10mm/s二．設(shè)計計算〔一〕池長：L=54m〔二〕池寬：B=9m〔三〕池深：H=3.8m〔其中超高0.3m〕第五節(jié)澄清設(shè)備的設(shè)計方案Ⅰ采用機械攪拌澄清池：它處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大，適應(yīng)性較強，處理效果穩(wěn)定，并且采用機械刮泥設(shè)備，對較高濁度水處理也具有一定的適應(yīng)性。但是機械攪拌澄清池需要機械攪拌設(shè)備，并且維修較麻煩。一．設(shè)計參數(shù)〔一〕澄清池的設(shè)計流量Q=0.632m3/s(包括自耗水量)，該設(shè)計中采用2座澄清池，那么單座池設(shè)計流量為〔二〕污泥回流量按4倍設(shè)計流量計；第二反響室的提升流量=(3~5)=5×0.316=1.58〔三〕水的總停留時間T=(1.2~1.5)h，取T=1.5h〔四〕第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流=(40~70)mm/s取50mm/s〔五〕第二反響室水的停留時間t1＝〔0.5～1.0〕min＝1min=60s〔六〕別離室上升流速＝(0.8~1.1)mm/s=1mm/s二．設(shè)計計算〔一〕第二反響室內(nèi)徑D1=6.4m，外徑6.9m，第二反響室高度H1=3m〔二〕導(dǎo)流室導(dǎo)流筒直徑D2=9.4m，導(dǎo)流室外徑9.6m〔三〕澄清池直徑D=22.24m〔四〕池超高H0=0.3m，池直壁高H4=2.3m，池圓臺高度H5=4.1m，池子圓臺斜邊傾角為45o，圓臺底直徑DT=14.04m〔五〕球冠高H6=1.05m，球冠半球R球=23.99m〔六〕池總高H=7.75m〔七〕配水槽直角邊長B1=0.83m，出水孔直徑d=0.1m，出水孔數(shù)n=90個〔八〕第一反響室底板厚為0.15m，上端直徑D3=8.86m，高度H7=3.25m，傘形板延長線交點處直徑D4=14.7m，傘形板下端圓柱直徑D5=14.07m，下檐圓柱體高度H8=0.63m，傘形板距池底高度H10=0.015m，錐部高度H9=2.305m〔九〕容積計算1.第一反響室容積： V1=424.22m2.第二反響室容積：V2=235.41m3.別離室容積：V3=1314.44m4.池各室停留時間為：第二反響室：T1=9.81min，第一反響室：T2=17.66min，別離室：T3=54.74min第一反響室和第二反響室停留時間之和為9.81+17.66=27.47min(20～30min)第四章過濾第一節(jié)方案Ⅰ的V型濾池本設(shè)計采用4座濾池，每池分2格一.設(shè)計數(shù)據(jù)〔一〕采用兩座濾池，每座處理水量為：Q=0.316m3〔二〕設(shè)計濾速：8m/h〔三〕沖洗強度：q=14L/〔s·m2〕；〔四〕沖洗膨脹度：50%；〔五〕沖洗時間：6min；〔六〕濾池工作24小時，沖洗周期12小時〔七〕采用單層濾料：石英砂：0.4m。二.設(shè)計計算〔一〕濾池實際工作時間：T=24-0.1=23.9h〔二〕每個濾實際總面積：86.9m〔三〕單格面積：37.4m〔四〕單格有效尺寸采用L×B=11×3.4，實際單格面積為37.4m2〔五〕濾池高度：4.7m第二節(jié)方案Ⅱ的普通快濾池本設(shè)計采用2座普通快濾池。一．設(shè)計數(shù)據(jù)每座濾池的設(shè)計水量為：Q=27300m3正常濾速：v=10m/s反沖洗強度：q=14L/(s·m2)濾料：單層濾料，石英砂0.7m二．設(shè)計計算〔一〕池總尺寸每座濾池的面積115m對稱雙行排列，每排3格，每格面積19.2m濾池總高度：H=3.15m濾池尺寸：L=5.5m，B=3.5m〔二〕濾速實際濾速：v=12m/h〔三〕進水系統(tǒng)進水管徑：D=600mm〔四〕排水系統(tǒng)排水管管徑為：D=600mm〔五〕放空管系統(tǒng)放空管管徑為：D=300mm第五章消毒本設(shè)計采用濾后二氧化氯消毒，這種消毒方式不會生成有機氯化物；較自由氯的殺菌效果好；具有強烈的氧化作用，可除臭、去色、氧化錳、鐵等物質(zhì)；投加量少，接觸時間短，余氯保持時間長。但是本錢高；一般需現(xiàn)場隨時制取；制取設(shè)備較復(fù)雜；需控制氯酸鹽和亞氯酸鹽等副產(chǎn)物。一．投藥量為了保證平安，產(chǎn)氣量為2mg/L，那么每小時總產(chǎn)氣量Q=4.55kg/h二．耗鹽量及儲鹽量耗鹽量G=4258.8kg/月，食鹽儲量按1個月設(shè)計，每袋固體食鹽為50kg，共約86袋三．設(shè)備選型選擇3臺YLD—3000型號的二氧化氯發(fā)生器，2用1備，主機外形尺為1200×950×1000，整流電源外形尺寸800×800×1200〔單位：mm〕第六章其他設(shè)計第一節(jié)清水池清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量的15%~20%估計，這里取15%。采用矩形鋼筋混凝土清水池2座，那么W=15%×54600/2=4095m3，考慮到消防水量，取清水池的容積4100m3,采用矩形鋼筋混凝土標準圖。每座尺寸L×B=32×32m，H=4.3m，有效水深為4m,超高0.3m。清水池進水管直徑為D=第二節(jié)二泵站泵房面積144m2，尺寸為：第七章水廠總體布置一．設(shè)計原那么〔一〕水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進行設(shè)計，并以原水水質(zhì)最不利情況進行校核。〔二〕水廠應(yīng)按近期設(shè)計，考慮遠期開展?！踩乘畯S設(shè)計應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進行檢修，清洗及停止工作時仍滿足用水要求?！菜摹吃O(shè)計中必須遵守設(shè)計標準的規(guī)定。二．平面布置水廠的根本組成分兩局部：〔一〕生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級泵房、加藥間等?！捕齿o助建筑物，其中又分為生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種，前者包括化驗室、修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍等，后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍。1．布置內(nèi)容各構(gòu)筑物和建筑物的平面定位，各種輸水管道、閥門布置，排水管道〔明渠〕及窨井的布置，各種管道交叉的布置，供電線路位置，道路綠化、圍墻及輔助構(gòu)筑物布置等。2．布置原那么：〔1〕按功能分區(qū)，配置得當(dāng)。〔2〕功能明確，布置緊湊。〔3〕順序排列，流程簡捷?！?〕充分利用地形〔5〕力求重力排泥，防止加壓提升。〔6〕留有適當(dāng)余地，考慮擴建的和施工的可能?！?〕建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。3．水廠其他輔助建筑面積一覽表及人員配置：表水廠其他輔助建筑面積一覽表及人員配置附屬建筑面積〔m2〕人員配置〔人〕辦公樓216〔12×18〕15化驗室108〔9×12〕6機修間162〔9×18〕8車庫108〔9×12〕1倉庫162〔9×18〕1食堂108〔9×12〕5傳達室27(4.5×6)2浴室、鍋爐房90〔6×9+6×6〕2電修間36〔3×12〕4堆場90〔6×15〕1職工宿舍108〔9×12〕2附屬建筑面積〔m2〕人員配置〔人〕總計118847注：辦公樓包括生產(chǎn)管理用房和行政辦公用房，其中生產(chǎn)管理用房包括技術(shù)室1人，技術(shù)資料室1人，勞開工資室2人，財務(wù)室2人，會議室1人，調(diào)度室2人；另外行政辦公用房包括辦公室2人〔廠長1人，副廠長1人〕，打字室2人，資料室1人，接待室1人?？傆嬣k公樓15人。三．水廠高程布置本設(shè)計中廠區(qū)平坦，布置時充分利用重力流。原水只經(jīng)一次提升就可以通過各構(gòu)筑物，中間不需要再設(shè)加壓提升裝置。沉淀〔澄清〕池的排泥和放空，濾池的沖洗水的排除均靠重力進行，且水廠的填挖量趨于平衡。處理構(gòu)筑物的水頭損失及構(gòu)筑物間的沿程損失按《凈水廠設(shè)計知識》中所提供的估算數(shù)據(jù)進行估算。各項水頭損失確定后，便可進行構(gòu)筑物高程布置。構(gòu)筑物高程布置與廠區(qū)地形、地質(zhì)條件及采用的構(gòu)筑物形式有關(guān)。當(dāng)?shù)匦斡凶匀黄陆禃r，有利于高程布置，當(dāng)?shù)匦纹教箷r，高程布置中既要防止清水池埋入地下太深，又要防止絮凝池，沉淀池或濾池在地上抬高而造價增大，尤其在當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件差，地下水位高時。第二篇凈水廠設(shè)計計算書第一章方案Ⅰ的設(shè)計計算第一節(jié)混凝一．計算數(shù)據(jù)〔一〕計算水量Q=5.2×(1+5%)萬=54600m3/d=2275m3/h=〔水廠的自用水量5%-10%，這里取5%〕〔二〕藥劑種類：聚合氯化鋁(PAC)〔三〕加藥量：20mg/L〔四〕每日和藥次數(shù)n=3次，每班1次〔五〕藥液濃度b=15%〔按固體質(zhì)量計，范圍5%～15%〕〔六〕儲藥量：半月用量二．工藝流程攪拌攪拌溶液池攪拌攪拌溶液池反響流量計混合溶解池溶液池水水投藥流量計耐酸泵圖工藝流程圖三．設(shè)計計算〔一〕溶液池容積：式中：Q—處理水量，m3/hu—混凝劑最大投加量，20mg/Lc―溶液濃度，百分值5―15，取15n―每日調(diào)制次數(shù)，取3溶液池設(shè)置兩個,以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池容積W1為2.42m有效高度采用1.0m,超高0.2m溶液池的形狀采用矩形，尺寸：長×寬×高=2m×1.5m×1.2m，底坡取0.03，底部應(yīng)設(shè)置排空管，采用鋼筋混凝土池體〔二〕溶解池容積：溶解池采用一個池子，它的容積為0.7有效高度采用0.7m，超高0.2m溶解池形狀采用矩形，尺寸為：長×寬×高=1m×1m×0.9m溶解池的放水時間采用t=10min，那么放水流量：查水力計算表得放水管管徑do=80mm時，相應(yīng)流速v0=0.63m/s。底坡取0.03，池底部設(shè)管徑為100mm的排渣管一根，排渣管采用塑料管。溶解池設(shè)置在地平面以下，池頂高于地面0.2m，采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁進行防腐處理，涂襯環(huán)氧玻璃鋼?！踩硥嚎s空氣攪拌調(diào)制藥液的計算1．需用空氣量Q溶液池空氣供給強度：4溶解池空氣供給強度：8溶液池需用空氣量：Q1＝nFq＝1×(2×1.5)×4＝12L/s溶解池需用空氣量：Q2＝nFq＝1×(1×1)×8＝8L/s式中：n—藥池個數(shù)，一般應(yīng)設(shè)兩個；F—藥池平面面積，m2；q—空氣供給強度，L/(s.m2)總需空氣量＝Q1＋Q2＝12＋8＝20〔L/s〕＝1.2〔m3/min〕2．選配空壓機機組：選擇兩臺同樣型號的空壓機，一用一備表型號排氣量m3/min排氣壓力MPa軸功率kW冷卻方式耗水m3/h外形尺寸〔mm〕電動機長寬高型號功率kWVF-2.8/72.80.717風(fēng)冷173712001317Y200L1-618.5〔四〕投藥管投藥管流量〔設(shè)兩個投藥管〕連接每臺計量泵的投藥流量為qz=0.056L/s=201.6L/h，加藥管采用塑料管，取投藥管管徑d=15mm，相應(yīng)的流速為0.25m/s〔五〕流量計采用三臺轉(zhuǎn)子流量計，兩用一備選用BQ型轉(zhuǎn)子流量計，其可計量的范圍0.5~350L/h，那么201.6L/h可通過其計量?！擦臣铀庨g及藥劑庫的布置藥劑庫考慮存15d的混凝劑用量，按固體含PAC為95%計每日投加混凝劑量=PAC采用桶裝，每桶重40kg，桶直徑D=0.4m，高0.5m需桶數(shù)為庫中堆高為三桶，每桶占地面積為0.1257m總占地面積為考慮通道系數(shù)30%，藥劑庫面積為18.86×1.3=24.52m2,取為30m加藥間面積為30m2，藥劑庫面積為30m加藥間和藥劑庫合建，考慮擴建，其尺寸定為L×B=10×6=60m〔七〕耐酸泵在溶解池和溶液池之間加設(shè)一臺耐酸泵選用兩臺IH50-32-125耐酸泵，其中一臺備用，耐酸泵的用途是將已溶解的PAC打入溶液池中。該耐酸泵的流量為4.17L/s，揚程為18m，轉(zhuǎn)速為2900r/min，軸功率為1.5kW。〔八〕進水管水廠進水管為兩條，每條管道的流量為316L/s，選用鑄鐵管，管徑為D=700mm，其相應(yīng)流速為v=0.824m/s，1000i=1.22?！簿拧澄驹O(shè)計設(shè)一個吸水井，采用吸水井與泵房合建的方式，那么吸水井的容積為54m3，采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其尺寸為L×B=9×6m2，那么水在吸水井中停留時間約為〔十〕混合方式本設(shè)計采用泵站混合，藥劑加在泵前吸水井喇叭口處，采用重力投加方式，泵站中葉輪可將PAC與原水充分攪拌混合，故無需再另外加設(shè)混合設(shè)備。第二節(jié)機械攪拌澄清池澄清池的設(shè)計流量Q=0.632m3/s(包括自耗水量)，設(shè)計中采用2座澄清池，那么單座池設(shè)計流量為一．條件1．污泥回流量按4倍設(shè)計流量計；第二反響室的提升流量=(3~5)=5×0.316=1.582．水的總停留時間T=(1.2~1.5)h，取T=1.5h3．第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流=(40~70)取504．第二反響室水的停留時間t1＝(0.5~1.0)min取1min=60s5．別離室上升流速＝(0.8~1.1)=1二．第二反響室1．第二反響室截面積式中：—第二反響室計算流量〔〕u1—第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流速〔〕，取0.05m/s2．第二反響室內(nèi)徑式中：A1—第二反響室中導(dǎo)流板截面積，內(nèi)設(shè)12塊導(dǎo)流板，為0.035m那么第二反響室壁厚=0.25m，那么第二反響室外徑3．第二反響室高度式中：t1—第二反響室內(nèi)停留時間，0.5~1.0min，取為60s三．導(dǎo)流室導(dǎo)流板截面積A2=A1=0.035m2，導(dǎo)流室面積導(dǎo)流室內(nèi)徑：取導(dǎo)流室壁厚δ2=0.1m，那么導(dǎo)流室外徑第二反響室出水窗高度：導(dǎo)流室出口流速：u6=0.06m/s(取值范圍40~70mm/s)出口面積：出口截面寬：出口垂直高度：四．別離室設(shè)別離室上升流速u2=0.001m/s(范圍0.8～1.1mm/s)，那么別離室面積：池子總面積：池子直徑：五．池深取水在池中的停留時間T=90min=1.5h那么池有效容積：考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積，那么池計算總?cè)莘e取池超高：H0=0.3m，設(shè)池直壁高：H4=2.3m，池直壁局部容積：取池圓臺高度：H5=4.1m，池圓臺斜邊傾角450那么圓臺底直徑：本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高H6=1.05m，故圓臺容積：球冠半徑：球冠體積：池實際有效容積：V=W1+W2+W3=893.49+1077.66+81.88=2053.03m實際總停留時間：池總高度：六．配水三角槽進水流量增加10%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速u3=0.5m/s〔0.5～1.0m/s〕，那么三角槽的直角邊長三角槽采用孔口出流，孔口流速同u3，那么出水孔總面積，采用孔口d=0.1m，出水孔數(shù)n=，為施工方便，采取沿三角槽每40設(shè)置一孔，共90孔?？卓趯嶋H流速：七．第一反響室第二反響室底板厚：δ3取為0.15m，那么第一反響室上端直徑：第一反響室高度：傘形板延長線與池壁交點處直徑：，取泥渣回流縫流速u4=0.15m/s，泥渣回流量，那么泥渣回流縫寬度：設(shè)裙板厚：δ4=0.06m傘形板下端圓柱直徑：按等腰三角形計算：傘形板下檐圓柱體高度，傘形板離池底高度傘形板錐部高度八．容積計算第一反響室容積：第二反響室容積：別離室容積：那么實際各室容積比為：第二反響室:第一反響室:別離室=池各室停留時間為：第二反響室，第一反響室，別離室第一反響室和第二反響室停留時間之和為：9.81+17.66=27.47min(20～30min)九．進水系統(tǒng)選用球墨鑄鐵管進水管D=800mm，v6=0.824m/s出水管D=800mm，v6=0.824m/s十．集水系統(tǒng)本池因池徑較大，采用輻射式集水槽和環(huán)形集水槽集水。設(shè)計時輻射槽、環(huán)形槽、總出水槽之間按水平連接考慮，還以2Q進行校核，決定槽斷面尺寸。如圖：圖集水槽草圖1-輻射集水槽；2-環(huán)形集水槽；3-淹沒出流；4-自由出流〔一〕輻射集水槽全池共設(shè)12根槽內(nèi)流量：設(shè)輻射槽寬：b1=0.25m，槽內(nèi)水流流速v51=0.4m/s，槽底坡降il=0.1m，槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深=0.301m式中槽臨界水深按2q1校核，取槽內(nèi)水流流速設(shè)計取槽內(nèi)起點水深為0.3m，槽內(nèi)終點水深為0.4m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m,槽超高0.20m,如圖圖輻射集水槽草圖槽起點斷面高為0.30+0.07+0.05+0.20=0.62m槽終點斷面高為0.40+0.07+0.05+0.20=0.72m〔二〕環(huán)形集水槽：取v52=0.6m/s，槽寬b2=0.5m，考慮施工方便，槽底取為平底，即il=0，那么槽內(nèi)終點水深槽臨界水深槽內(nèi)起點水深流量增加一倍時，設(shè)槽內(nèi)流速v52′=0.8m/s設(shè)計取用環(huán)形槽內(nèi)水深為0.75m，槽超高定為0.3m，那么槽斷面高為0.75+0.07+0.05+0.3=1.17m〔三〕總出水槽設(shè)計流量為Q?=0.316m3/s，槽寬b3=0.7m槽內(nèi)水流流速，槽底坡降il=0.20m，槽長為5.3m。槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深按設(shè)計流量增加一倍時Q=0.632m3/s，b=0.7，v53′=0.9m/s槽內(nèi)終點水深n=0.013，槽內(nèi)起點水深所以設(shè)計取用水槽內(nèi)起點水深為0.9m，槽內(nèi)終點水深1.1m，槽超高為0.3m按設(shè)計流量計算得從輻射起點至總出水槽終點的水面坡降為設(shè)計流量增加一倍時，從輻射起點至總出水槽終點的水面坡降為〔四〕孔口出流本池輻射集水槽集水方式，采用孔口集水：取孔口前水位高0.05m，流量系數(shù)μ=0.62，那么孔口面積：在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋DN25塑料管作集水孔，如安裝斜板〔管〕時，可將塑料管剔除，那么集水孔徑改為D=32mm每側(cè)孔口數(shù)目：安裝斜板(管)后流量為2q1，那么孔口面積增加一倍為0.0856m每側(cè)孔口數(shù)目采用每側(cè)孔口數(shù)為50〔包括環(huán)形集水槽1/2長度單側(cè)開孔數(shù)目〕。十一．排泥及排水計算〔一〕污泥濃縮室總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗按池總?cè)莘e的1%考慮分設(shè)三斗，每斗設(shè)污泥斗上口尺寸為3.5×3.0m，下部尺寸為0.5×0.5m。設(shè)計污泥斗上緣距圓臺體頂面為1.2m，那么污泥斗上底面積下底面積S下=0.5×0.5=0.25m污泥斗容積三斗容積：V4=36.57m污泥斗總?cè)莘e為池容的〔二〕排泥周期本池在重力排泥時進水懸浮物含量S1一般≤1000mg/L，出水懸浮物含量一般≤5mg/L，污泥含水率P=98%，濃縮污泥密度S1-S4與T0關(guān)系值見下表：表S1-S490190290390490590690790890995T0437.2207.1135.7100.980.366.757.049.844.239.5排泥歷時：設(shè)污泥斗排泥管為DN100，其斷面為：電磁排泥閥適用水壓h≤0.04MPa取，管長局部阻力系數(shù)：進口ξ=1×0.5=0.5，丁字管ξ=1×0.1=0.1出口ξ=1×1=1，45°彎頭ξ=1×0.4=0.4閘閥ξ=0.15+4.3=4.45〔閘閥，截止閥各一個〕∑ξ=6.45流量系數(shù):排泥流量排泥歷時：〔三〕放空時間計算設(shè)池底中心排空管直徑DN250，本池開始放空時水頭為池運行水位至池底管中心高差H2ˊ,圖放空管計算示意圖取，管長局部阻力系數(shù)ξ：進口QUOTE，出口QUOTE閘閥，丁字管ξ4=1×0.1=0.1，∑ξ=2.0流量系數(shù)：瞬時排水量放空時間:式中：,ctg=1,DT=12.2=13940.6s=3.87h十二．機械設(shè)備計算主要設(shè)計數(shù)據(jù):葉輪外徑為池徑的0.15～0.2倍，葉輪提升水頭H提=0.05m葉輪周邊線速度u2=0.5～1.5m/s葉輪計算系數(shù)K=3攪拌葉片高度均為第一反響室高度的1/3攪拌葉片數(shù)位6～10片計算〔1〕提升葉輪設(shè)計計算葉輪的外徑〔取葉輪外徑為池徑的0.15〕取葉輪直徑葉輪直徑為池外徑的4.0/23.8=0.17倍。葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為：葉輪寬度為：設(shè)計取葉輪寬度為300mm.葉輪提升消耗功率：=1.40kwγ：泥渣水容量，一般采用1010kg/m3η：葉輪提升的水力功率，一般采用0.6ht：提升水頭，一般采用0.05m槳葉消耗功率：式中C-阻力系數(shù)，取0.3h-槳葉高度，h=1/3×4.85=1.62m,(其中4.85m為第一反響室高度)R1-槳葉外緣半徑，R2-槳葉內(nèi)半徑，b-槳葉寬度，Z-槳葉數(shù)，Z為6片那么：攪拌功率：電動機功率：采用自鎖螺桿時，電磁調(diào)速電動機效率η1一般采用0.8～0.833；三角皮帶傳動效率η2一般采用0.9渦輪減速器效率η3，按單頭蝸桿考慮時取0.7，軸承效率取η4=0.9；那么：〔2〕攪拌葉片計算葉片高度為：設(shè)計采用葉片高度為。葉片寬度為：葉片外緣直徑為：設(shè)計采用葉片外緣直徑d=2.68m〔3〕葉片數(shù)計算葉片總面積采用第一反響室平均縱截面積的5%-15%第一反響室平均縱截面積為：=73.90取葉片總面積為第一反響室平均縱截面積的10%，那么葉片數(shù)為：實際取用葉片數(shù)為6片，那么葉片總面積為第一反響室平均縱截面積的第三節(jié)V型濾池一．設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=5.2×(1+5%)萬=5.46萬m3/d=54600m3/d=2275m3/h=(水廠的自用水量5%-10%，這里取5%)。濾速v=8m/h,沖洗時間為t=6min=0.1h，濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，采用石英砂單層濾料。二．池體計算采用先氣洗，然后氣水同時洗，最后水洗的沖洗方式?！惨弧碁V池有效工作時間T=24-0.1=23.9h〔二〕濾池面積濾池格數(shù)n=4,每格濾池設(shè)2個濾床，每個濾床面積為濾床模板為0.6m×1.2m,濾床寬度Bc=3.4m,濾床長度濾床長寬比L/Bc=11/3.4=3.2(在范圍2.5～4內(nèi)，符合要求)單個濾床實際面積〔三〕校核強制濾速按一格沖洗情況計算強制濾速為單個濾池強制產(chǎn)水量為〔四〕濾池寬度為施工方便，排水槽寬度Bp取0.8m,排水槽結(jié)構(gòu)厚度δp取0.15m,濾池寬度為〔五〕濾池高度為方便檢修，氣水室高度H1=0.9m；采用整體澆筑式濾板，厚度H2=0.2m；承托層厚度H3=0.1m；濾料層厚度H4=1.3m；濾料淹沒高度H5=1.5m；進水系統(tǒng)跌差〔包括進水槽、孔洞水頭損失及過水堰跌差〕H6=0.4m；進水總渠超高H7=0.3m；濾池總高度為〔六〕進水系統(tǒng)①進水總渠濾池單列布置，進水總渠流速Vzjs采用1.0m/s,進水總渠過水?dāng)嗝鏋檫M水總渠寬度Bzjs取0.8m,進水總渠水深為超高取0.3m,進水總渠高度為進水總渠水力半徑為進水總渠粗糙系數(shù)n取0.013，進水總渠坡度為根據(jù)計算結(jié)果，進水總渠設(shè)計坡度取0.005②進水孔外表掃洗強度qbx取2.0L/(s?m2)，單個濾池外表掃洗流量為外表掃洗進水孔2個，過孔流速Vk取1.2m/s,斷面采用正方形，進水孔邊長為強制過濾時主進水孔進水流量為主進水孔采用正方形，過孔流速取1.2m/s,主進水孔邊長為強制過濾時，3個進水孔同時工作，過孔流速修正為查《給水排水設(shè)計手冊》〔第1冊〕，淹沒孔口出流時局部阻力系數(shù)ξ=1.06,。強制過濾時，過孔水頭損失為沖洗時，2個進水孔同時工作，過孔流速修正為沖洗時，過孔水頭損失為③進水堰進水堰槽寬度取0.5m,強制過濾時堰上水頭h取0.1m，流量系數(shù)m取0.436，進水堰寬度為設(shè)計選用寬度4m的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)堰，堰上水頭修正為④V型槽外表掃洗時單個V型槽配水流量V型槽與池壁夾角取45°，外表沖洗時V型槽始端流速VV按0.6m/s計算，V型槽水深為根據(jù)上述計算，超高取0.1m,V型槽高度HV取0.65m出水孔淹沒深度0.15m,忽略V型槽起端和終端的水位變化，V型槽內(nèi)外水位差H0=0.387m,外表掃洗時出水孔過孔流速為出水孔直徑dVk取20mm,每個V型槽出水孔個數(shù)為⑤進水槽進水槽是將經(jīng)溢流堰進入的水經(jīng)V型過水洞配至兩端的V型槽。強制過濾時每個V型槽進水流量。過水洞斷面與V型槽相同，強制過濾時過洞流速為強制過濾時，進水槽的V型過水洞屬于淹沒出流，過洞水頭損失為進水槽底與V型槽持平，低于排水槽頂面0.1m。排水槽距最高水位1.0m，進水槽最高水位等于池內(nèi)最高水位加hj,進水槽最大水深為進水槽寬度Bj取0.5m,按強制過濾時計算，進水槽流速為外表掃洗時，進水槽水深等于V型槽水深，此時進水槽流速為〔七〕排水系統(tǒng)①排水槽水沖洗強度qs取6L/(s·m2)，外表掃洗強度qbm為2.0L/(s·m2)，排水槽設(shè)計排水量為排水槽頂高出濾料層0.5m，起端底板高出濾板0.5m,起端深度1.3m，終端底板高出濾板0.1m，終端深度1.7m，排水槽坡度為沖洗時排水槽頂水深為因此，V型槽底低于排水槽頂100mm②排水暗槽排水暗槽設(shè)在溢水堰槽和進水槽下面，寬度取1.1m,流速取1.2m/s，其水深為排水暗渠水力半徑為排水暗渠粗糙系數(shù)n取0.013，排水暗渠水力坡度為根據(jù)計算結(jié)果，排水暗渠設(shè)計坡度取0.005〔八〕配水配氣系統(tǒng)①配水配氣渠水沖洗強度qs取6L/s,水沖洗流量為起端水流速度Vsxq按1.5m/s計算，水沖洗所需斷面面積為氣沖洗強度qqs取17L/s，氣沖洗流量為起端氣流速Vqxq按5m/s計算，氣沖洗所需斷面面積為配水配氣渠寬度0.8m，起端高度1.6m，起端面積1.28m2，大于Fsx與Fqx之和0.5535m②配水配氣渠配水孔為避開濾板支撐梁，配水孔間距Ssk取0.5m，配水孔個數(shù)為配水孔采用正方形，邊長0.1m×0.1m，配水孔面積為：配水孔流速：③配氣孔為避開濾板支撐梁，配氣孔間距0.4m，配氣孔個數(shù)為配氣孔采用圓形，直徑50mm,配氣孔面積為：配氣孔流速：④濾板和濾頭布置設(shè)計采用整體澆注濾板，鋁板模板規(guī)格為0.6m×1.2m，每塊模板安裝濾頭24個，單個濾池共需模板104塊，共安裝濾頭2496個。濾板支撐梁間距1.2m，長度3.6m?！簿拧硾_洗設(shè)備①水泵水泵設(shè)計流量=Qsx水泵吸水池最低水位到排水槽頂高差H0按5m計；沖洗管道水頭損失h1按1.5m計；濾頭柄內(nèi)徑dn為17mm,濾頭柄內(nèi)水流速度為濾頭水頭損失為承托層水頭損失石英砂濾料密度γs為2.65kg/m3,濾料層孔隙率m0為45%,濾料層水頭損失為充裕水頭h5按1.0m計，沖洗水泵揚程為②鼓風(fēng)機流量和揚程鼓風(fēng)機流量Qqx=1.2716m3鼓風(fēng)機風(fēng)壓應(yīng)等于濾帽淹沒深度加系統(tǒng)阻力損失，再加濾頭、承托層和濾料層水沖洗壓力損失。系統(tǒng)損失hxt均按1.0m計，H8=0.5m,鼓風(fēng)機揚程〔風(fēng)壓〕為〔十〕進出管道①沖洗進水管沖洗進水管流速Vsxg按2.5m/s計算，管徑為強制過濾時，作為清水出水管流速為②沖洗進氣管沖洗進氣管流速Vqxg按12m/s計算，管徑為③出水總管出水總管管流速Vzg按1.0m/s計算，管徑為第四節(jié)二氧化氯消毒一．條件〔一〕設(shè)計流量Q1=5.2×(1+5%)萬=54600m3/d=2275m3/h=〔水廠的自用水量5%-10%，這里取5%〕。擬采用電解法二氧化氯消毒〔二〕選用某公司生產(chǎn)的新型復(fù)合二氧化氯發(fā)生器，只需加鹽，其余工作過程全部自動控制。根據(jù)供貨方提供的資料，該發(fā)生器的生產(chǎn)原料為自來水和工業(yè)食用鹽，每生產(chǎn)1kg有效氯，約需食鹽c=1.3kg二．設(shè)計計算〔一〕投藥量為了保證平安，確定產(chǎn)氣量為2mg/L。那么所需總產(chǎn)氣量為：〔二〕耗鹽量及儲鹽量食鹽儲量按1個月設(shè)計，那么儲量為4258.8kg/月，每袋固體食鹽50kg,共約86袋〔三〕用水量二氧化氯溶液濃度采用6mg/L,那么耗水量〔四〕設(shè)備選型選擇型號為YLD-3000的發(fā)生器3臺，2用1備表型號消毒氣體產(chǎn)量g/h電解槽功率kW電源電壓消毒劑投加系統(tǒng)(L×B×H)mm管徑動水壓力MPa出口壓力MPa主機整流電源YLD-3000300018380VDN32≥0.25≤0.051200×950×100800×800×1200三．加氯間及氯庫的布置取加氯間面積為15m2，氯庫的面積為20m2，采用加氯間與氯庫合建的方式，采用尺寸：第五節(jié)清水池及二泵站一．清水池清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量的15%~20%估計，這里取15%。采用矩形鋼筋混凝土清水池2座，那么W=15%×54600/2=4095m3，考慮到消防水量，取清水池的容積4100m3，采用矩形鋼筋混凝土標準圖。每座尺寸L×B=32×32m，H=4.3m，有效水深為4m，超高0.3m。清水池進水管直徑為D=二．二泵站泵房面積144m2，尺寸為：第六節(jié)高程計算凈水廠采用重力流處理系統(tǒng)，可以減少動力費用。在處理工藝流程中，兩構(gòu)筑物之間的高程差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身、連接管道、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過計算確定，并留有余地。處理構(gòu)筑物中的水頭損失與構(gòu)筑物型式和構(gòu)造有關(guān)。計算過程如下：表構(gòu)筑物間連接管渠水力計算表〔局部損失為20%〕工程設(shè)計流量〔L/s〕管渠設(shè)計參數(shù)長度〔m〕管徑〔mm〕1000i流速〔m/s〕清水池至二泵63210000.7310.8090.53167001.220.8246.5清水池至V型濾池63210000.7310.80523167001.220.82461585001.810.807V型濾池至澄清池3168000.6290.6314計算過程二泵吸水井中的水位0-0.3-0.9=-1.2m清水池的構(gòu)筑物水頭損失為0.3m沿程損失(0.731×90.5+1.22×6.5)×10-3=0.07m合計0.07×1.2=0.09m清水池中的水位0.00m沿程損失(0.732×52+1.22×6+1.81×7)×10-3=0.06m合計0.06×1.2=0.07mV型濾池的構(gòu)筑物水頭損失為2mV型濾池中的水位2+0.07=2.07m自由跌落0.1mV型濾池進水堰中的水位2.07+0.1=2.17m沿程損失0.629×14×10-3=0.009m合計0.009×1.2=0.01m澄清池的構(gòu)筑物水頭損失為0.60m澄清池中水位2.17+0.01+0.60=2.78m第二章方案Ⅱ的設(shè)計計算第一節(jié)混凝混凝的計算同方案一第二節(jié)垂直軸式機械絮凝池一．設(shè)計參數(shù)1．池數(shù)一般不小于2個。2．?dāng)嚢杵髋艛?shù)一般為3~4排〔不應(yīng)小于三排〕，水平攪拌軸應(yīng)設(shè)于池中水深1/2處，垂直攪拌軸設(shè)于池中間。3．葉輪槳板中心處的線速度，第一排采用0.4~0.5m/s，最后一排采用0.2m/s，各排線速度逐漸減小。4．垂直軸式的上漿板頂端應(yīng)設(shè)于水面下0.3米處，下槳板底端設(shè)于距池底0.35．水平軸式絮凝池每只葉輪槳板數(shù)目一般為4~6塊，槳板長度不大于葉輪直徑的75%。6．同一攪拌器的兩相鄰葉輪應(yīng)互相垂直設(shè)置。7．每根攪拌軸上槳板總面積為〔10%~20%〕水流截面積，不宜超過25%，每塊槳板寬為槳板長的1/10~1/15，一般采用10~30cm。8．必須注意不要產(chǎn)生水流短路，垂直軸式應(yīng)設(shè)置固定擋板。9．絮凝池深度按照水廠標高系統(tǒng)布置確定，一般為3~4m。二．設(shè)計計算采用2個池子進行反響，那么每個池的設(shè)計水量為Q=27300m3/d=1137.5m〔一〕絮凝池尺寸絮凝時間取T=20min，絮凝池有效容積為配合沉淀池尺寸，絮凝池分為3格，每格尺寸9.0×9.0m絮凝池水深絮凝池超高取0.3m,總高度取2.3m絮凝池分格隔墻上過水孔道上下交錯布置，每格設(shè)一臺攪拌設(shè)備。為加強攪拌效果，于池子同壁設(shè)四塊固定擋板?！捕硵嚢柙O(shè)備〔1〕葉輪直徑取池寬的80%，采用7.2m葉輪槳板中心點的線速度分別取為：V1=0.5m/s,V2=0.35m/s，V3=0.2m/s槳板長度取L=1.4m(槳板長度與葉輪直徑之L/D=1.4/7.2=19.4%＜75%)槳板寬度取b=0.12m〔槳板寬度與長度之比0.12/1.4=1/12，在1/10~1/15范圍內(nèi)〕每根軸上槳板數(shù)為8塊，內(nèi)、外側(cè)各4塊。旋轉(zhuǎn)槳板面積與絮凝池進水?dāng)嗝婷娣e之比為：四塊固定擋板寬×高的乘積為0.2×1.2m，其面積與絮凝水?dāng)嗝婷娣e之比為槳板總面積占過水?dāng)嗝婷娣e為7.5%+5.3%=12.8%<25%且在10%~20%范圍〔2〕葉輪槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑D0為：D0=[(3600-1600)÷2+1600]×2=5200=5.2m葉輪轉(zhuǎn)速分別為：槳板長寬比b/L=0.12/1.4=0.091，查表得=1.10槳板旋轉(zhuǎn)式克服水的阻力所耗功率：式中：y—每個葉輪上的槳板數(shù)目，個k—系數(shù)L—槳板長度，mW—葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度，rad/sr1—葉輪半徑與槳板寬度之差，mr2—葉輪半徑，m第一格外側(cè)槳板：第一格內(nèi)側(cè)槳板：第一格攪拌軸功率：以同樣方法，可求得第二、三排每個葉輪所耗功率分別為0.108、0.020kW〔3〕設(shè)三臺攪拌設(shè)備合用一臺電動機，那么絮凝池總功率為：電動機功率〔取攪拌器機械總效率η1=0.75，傳成效率η2=0.7〕=〔三〕核算平均速度梯度G值及GT值按水溫20℃計，μ=102×10-6kg第一格第二格第三格絮凝池平均速度梯度：，在20~70s-1內(nèi)GT=34×20×60=4.08×104，在104~105內(nèi)經(jīng)核算，G值和GT值均較適宜。第三節(jié)平流式沉淀池一．設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計采用兩組池子每組設(shè)計流量：Q=27300m3/d=1137.5m3停留時間T=1.5h〔取值范圍1.5~3.0h)水平流速v=10mm/s〔取值范圍10~25mm/s有效水深H=3.5m〔取值范圍3.0~3.5m)池的超高H0=0.3m〔取值范圍0.3~0.5m)池的長寬比不小于4:1池的長深比不小于10:1二．設(shè)計計算1．池長2．池平面積：3．池寬池長寬比L:b=54:9=6>4滿足池長深比L:H=54:3.5=15>10滿足4．進水絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔墻上的孔口流速采用0.2m/s，孔口總面積為0.316/0.2=1.58m2。每個孔口尺寸定為15cm×8cm,那么孔口數(shù)5．放空管沉淀池放空時間按3h計，那么放空管直徑為采用DN=250mm.6．出水出水渠斷面寬度采用1.0m，那么出水渠起端水深為保證堰口自由落水，出水堰保護高采用0.1m,那么出水渠深度為0.47m。7．水利條件校核①水力半徑②弗勞德數(shù)(約在1×10-4~1×10-5內(nèi))③雷諾數(shù)(按水溫20℃計算)〔約在4000~15000內(nèi)〕第四節(jié)普通快濾池一．設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量Q總=5.2×(1+5%)萬=54600m3/d=2275m3/h=普通快濾池采用2個，每個濾池的設(shè)計水量為濾速：v=10m/s沖洗強度：q=14L/(s·m2)〔范圍12~15〕沖洗時間為6min二．設(shè)計計算〔一〕濾池的面積及尺寸1．濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h濾池實際工作時間〔式中只考慮反沖洗停留時間，不考慮排放初濾水的時間〕，濾池面積2．采用濾池數(shù)N=6，布置成對稱雙行排列，每個濾池的面積3．采用濾池長寬比：4．采用濾池尺寸：L=5.5m，B=3.5m5．校核強制濾速：〔二〕濾池高度支承層高度：H1=0.45m〔0.45～0.5〕濾料層高度：H2=0.7m砂面上的水深：H3=1.7m（1.5～2保護高度：H4=0.3m（0.25～0.3故濾池總高：〔3～3.5m〕〔三〕配水系統(tǒng)1．干管：采用管徑：〔干管應(yīng)該埋入池底〕干管始端流速：2．支管：支管中心距離：采用每池支管數(shù)：每根支管的入口流量：采用管徑：支管始端流速：3．孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25%孔眼總面積：采用孔眼直徑：每個孔眼的面積：孔眼總數(shù)：每根支管的孔眼數(shù)：支管孔眼布置成兩排，與垂線成45°夾角向下交錯排列每根支管的長度：每排孔眼中心距：4．孔眼水頭損失：支管壁厚采用：流量系數(shù)：水頭損失：5．復(fù)算配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不大于60，那么孔眼總面積與支管總截面積之比小于0.5，那么：干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.75～2.0，那么孔眼中心距應(yīng)小于0.2，那么〔四〕洗砂排水槽洗砂排水槽中心距：采用排水槽根數(shù)：排水槽長度：每槽排水量：采用三角形標準斷面：槽中流速，采用橫斷面尺寸：，采用0.25m排水槽底厚度，采用砂層最大膨脹率：砂層厚度洗砂排水槽頂距砂面高度：洗砂排水槽總平面面積：復(fù)算：排水槽總平面面積與濾池的面積之比，一般小于25%，那么〔五〕濾池各種管渠計算1．進水：流速范圍：0.8~1.2m/s進水總流量：各個濾池進水管流量：采用進水管直徑：D2=250mm管中流速：2．沖洗水：流速范圍2.0~2.5m/s沖洗水總流量：采用管徑：D3=400mm管中流速：3．清水：流速范圍1.0~1.5m/s清水總流量：每個濾格清水管流量：采用管徑：D5=225mm管中流速：4．排水：流速范圍1.0~1.5m/s排水流量：采用管徑：D6=500mm管中流速：5．沖洗水箱：沖洗時間:沖洗水箱容積：水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和：配水系統(tǒng)水頭損失：承托層水頭損失：濾料層水頭損失：平安充裕水頭：采用沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽面：第五節(jié)消毒消毒方法采用二氧化氯消毒，計算方法同方案一第六節(jié)清水池及二泵站清水池及二泵站的設(shè)計計算同方案一參考資料1．給水工程〔下冊〕〔楊欽、嚴煦世主編，1987.7〕2．凈水廠設(shè)計知識〔崔玉川1988.6〕3．凈水廠設(shè)計〔鐘淳昌1986.7〕4．《給水排水設(shè)計手冊》第1冊5．《給水排水設(shè)計手冊》第3冊6．《給水排水設(shè)計手冊》第11冊7．《給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南》〔化學(xué)工業(yè)出版社〕8．《給水工程設(shè)計標準GB50014-2006》致謝這次畢業(yè)設(shè)計，我認真細致地對各構(gòu)筑物進行了設(shè)計，對每個構(gòu)筑物由陌生到比擬熟悉，從中學(xué)到了很多知識。同時我體會到實際與理論之間確實存在不少差異，以及許多理論上的變形。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我提高了自己獨立分析解決問題的能力，掌握了凈水廠的根本流程設(shè)計的步驟，要求，原那么等，為以后的學(xué)習(xí)與工作奠定了根底。由于知識水平所限，凈水廠設(shè)計仍然存在許多缺乏，但是整個設(shè)計過程是自己獨立完成，也算作是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個總結(jié)。在設(shè)計過程中得到了曹昉老師認真細致的指導(dǎo)。在此，特向老師表示衷心的感謝。英文文獻:OxidizetheditchcraftindirtywaterhandleofapplicationanddevelopmentSummary:ThistextexpatiatedprimarilytheCarrouseloxidizestheconstruction,craftmechanismoftheditchandcirculatetheproblemexsitedintheprocesswiththehomologousthemethodofsolution.Finally,introducetheCarrouseloxidizethelatestresearchprogressoftheditchandpointedoutthefutureandmainresearchdirection.Keyphrase:TheCarrouseloxidizestheditchdividedsbythephosphortakesoffthenitrogenconstructionmechanismApplicationandDevelopmentofCarrouselOxidationDitchProcessonWastewaterTreatmentKeywords:Carrousel;oxidationditch;nitrogenandphosphorremoval;structure;techniques1.ForewordTheoxidationditch—acontinuouscirculationspiritpond(Continuousloopreactor),isakindofactivatedsludges.Theoxidationditchwastewatertreatmenttechnologywasdevelopedsuccessfullyinthe1950byDutchHealthEngineeringResearchInstitute.SinceitwasfirstputintouseintheNetherlandsin1954,becauseofthegoodtreatmenteffluent,stableoperation,convenientmanagementandsoon,ithasbeenwidelyappliedinsewageandindustrialwastewatertreatmentathomeandabroad.Currentlyappliedwidelyoxidationditchtypesinclude:ThePasveeroxidationditch、theCarrouseloxidationditch、Orbaloxidationditch、thetypeofToxidationditch〔thetypeofthreeditchs)、thetypeofDEoxidationditchandtheintegralwholeoxidationditch.Theseoxidationditch,becauseofthedifferenceofesseinconstructionwithcirculating,thereforetheyhaveeachcharacteristic.Thistextwillintroducetheconstruction,mechanism,existentproblemandlatestdevelopmentsofCarrouseloxidizeditchesprimarily.2.TheconstructionoftheCarrouseloxidationditchTheCarrouseloxidationditchisdevelopedtomanufacturebyDutchDHVcompanyin1967.onthebasisoftheoriginalCarrouseloxidationditch,thecompanyofDHVandanothercompanyofitsintheUSAinventthesystemofCarrousel2000(seechart1),realizingthehigherrequirementofthefunctionofbiologicalnitrogenandphosphorusremoval.Andnow,therearemorethan850CarrouseloxidationditchandCarrousel2000systembeingrunningintheworld.Thefigurebelowshows:Carrouseloxidationditchuseorientationcontrolaerationandstirringapparatus,tointermixturetransmissionlevelspeed,thuscausestheintermixturewhichmixestobemobileintheoxidationditchclosedchannelinternalrecycling.Thereforetheoxidationditchhasthespecialhydraulicsfluidstate,bothhasthecompletemixedstylereactor'scharacteristic,andhasthedrifttypereactor'scharacteristic.Intheditchhastheobviousdissolvedoxygenconcentrationgradient.Theoxidationditchcrosssectionistherectangleorthetrapezoid.Theplanformmanyaretheellipse.Intheditch,thewaterdepthis2.5~4.5mgenerally.Thewidedepthcomparedtoitis2:1,italsohasthewaterdepthtoreach7m,andthefluentaveragevelocityis0.3m/s.Theoxidationditchaerationmixingdevicehasthesuperficialinsolationinternalcombustionengine,theaerationextensiontobrushortheturntable,thejetflowaeration,thedrivepipetypeaerationandthepromotiontubularinsolationinternalcombustionengineandsoon,inrecentyearscoordinatedtheusealsotohavesubmarinedriverunit.Figure1：Carrousel2000systemgraphiccharts3.Carrouseloxidationditchmechanism

3.1Carrouseloxidationditchsewagetreatmentprinciple

TheinitialgeneralCarrouseloxidationditchprocesswithsewagesludgedirectlybackintotheoxidationditchsystem.

SurfaceaeratorstoDOconcentrationsofdissolvedoxygeninthemixturetoabout2~3mg/L.

Inthisfullymixedwithoxygenundertheconditionsofmicro-organismsgetenoughoxygentoremoveBOD;thesametime,ammoniawasoxidizedtonitrateandnitrite,thistime,themixtureataerobiccondition.

Intheaeratordownstreamfromtheaerationzoneoftheturbulentflowstateintothestratosphereafterthestatemaintainaminimumflowrateofwaterflow,ensuringactivatedsludgeinsuspension(meanvelocity>0.3m/s).

Microbialoxidationofdissolvedoxygenconsumedinwater,untiltheDOvalueiszero,themixturewashypoxia.

Afteranoxicdenitrificationzone,themixtureintotheaerobiczonetocompleteacycle.

Thesystem,BODdegradationisacontinuousprocess,nitrificationanddenitrificationoccurredinthesamepool.

Asthestructurallimitations,suchoxidationditchAlthoughyoucanplaceaneffectiveBOD,butthelimitedcapacityofnitrogenandphosphorusremoval.

Nitrogenandphosphorusremovalinordertoobtainbetterresults,Carrousel2000Carrouseloxidationditchsystemingeneralanincreaseofananaerobiczoneandtheanaerobiczone(alsoknownaspre-denitrificationzone).

Allreturnsludgeand10-30%ofthesewageintotheanaerobiczone,thesludgecanbereturnedintheresidualnitratenitrogenintheoxygenandcarbonconditions,10-30%completedenitrification,oxygentankforthefuturemustcreateabsolute

oxygenconditions.

Meanwhile,theanaerobiczoneandbacteriatosolubleBODintoVFA,phosphateaccumulatingbacteriagetintoVFAtothesamePHB,therequiredenergyfromthehydrolysisofphosphorusandleadtothereleaseofphosphate.

Anaerobiczonewithintheinstallationofwaterintotheblenderanaerobiczone,theso-calledanaerobictanksmixtureisneithermolecularoxygennoroxygencompounds(nitrate),inanaerobicconditions,70-90%ofthesewagecanbe

providesufficientcarbontophosphorusaccumulatingthefullreleaseofphosphorus.

AnaerobiczonefollowedbyageneralCarrouseloxidationditchsystem,furthercompletetheremovalofBOD,nitrogenandphosphorus.

Finally,themixtureofoxygen-richzoneintheoxidationditchdischarge,theoxygen-richenvironment,excessiveuptakeofphosphorusaccumulatingbacteria,thetransferofphosphorusfromwatertosludge,withsludgeremovalsystem.

Thus,intheCarrousel2000system,werewellcompletedtheremovalofBOD,CODandnitrogenandphosphorusremoval.

IntegratedwiththeprocessofKunmingisthefirstwastewatertreatmentplant[9],thesecondwastewatertreatmentcenterinChangshaCity[10]andLuoheruneffectsofsewagetreatmentplantscanbeseen:afterCarrousel2000systemaftertreatment,BOD,COD,SSremoval

ratereached90%,TNremovalefficiencyreached80%,TPremovalratesreached90%.3.2CarrouseloxidationditchimpactfactorsofphosphorusandnitrogenremovalCarrouselOxidationDitchaffectphosphorusremovalsludgeageisthemainfactor,nitrateconcentrationandsubstrateconcentration.Researchshowsthatwhenthetotalsludgeageof8~10dwhentheactivatedsludgeformaximumphosphoruscontentof4%oftheamountofdrysludge,heterotrophicbacteriaforthequalityof11%,butmorethan15d,sewagesl