1凈水廠工藝選擇與計算案例凈水廠工藝選擇與計算案例 1.1設(shè)計水廠情況 1 1 2 21.2.1初定方案 1.2.2方案比較 1.3水廠各構(gòu)筑物設(shè)計計算 4 4 51.3.3混凝劑的選擇與投加 51.3.4溶液池設(shè)計計算W 61.3.5溶解池設(shè)計計算W? 61.3.6投藥管設(shè)計 1.3.7加藥間藥庫設(shè)計 1.3.8管式靜態(tài)混合器設(shè)計 1.3.9機械攪拌澄清池 91.3.10V型濾池設(shè)計 1 1.4.1清水池容積設(shè)計 1.5.1最不利點 1.6凈水廠附屬構(gòu)筑物 水廠制水能力為10398.75m3/h,其中包含7%水廠自用水量，所以本次設(shè)計凈水廠處理規(guī)模為10398.75m3/h,取10400.00m3/h,設(shè)計水廠凈水構(gòu)筑物分16組，每組構(gòu)筑物組成相同，每組構(gòu)筑物處理規(guī)模為650.00m3/h。本次設(shè)計區(qū)域，東陽江貫穿其中，東陽江設(shè)計江段水質(zhì)標準符合地表水Ⅲ類水質(zhì)標準：編號分析結(jié)果1級弱2混濁度3總硬度4碳酸鹽硬度5非碳酸鹽硬度6鈣硬度7鎂硬度8一9溶解性固體在水量和水質(zhì)方面均有保障，且距離市中心及用水用戶較近。減少了輸水距離，節(jié)省水廠建設(shè)的投資成本和維護費用。所以選擇東陽江上游為水源地。本次設(shè)計規(guī)劃一座水廠為金東區(qū)供水，考慮設(shè)計范圍內(nèi)工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)位置以及地形西高東低，同時充分考慮工程建設(shè)的經(jīng)濟性與可靠性，本次設(shè)計水廠選址在設(shè)計區(qū)西邊，東陽江上游處。1.2凈水處理工藝的確定水處理構(gòu)筑物類型選擇，應(yīng)該根據(jù)原水水質(zhì)、處理后水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠占地面積與地形條件再結(jié)合技術(shù)與經(jīng)濟比較確定最終方案，現(xiàn)初步擬定三種方案一：原水→一級泵站→管式靜態(tài)混合器(添加混凝劑)→機械攪拌澄清方案二：原水→一級泵站→管式靜態(tài)混合器(添加混凝劑)→機械攪拌澄清方案三：原水→一級泵站→機械混合(添加混凝劑)→機械攪拌澄清池→V三個方案都有著設(shè)備簡單，維護管理方便，不需要大型土建構(gòu)筑物的優(yōu)點，結(jié)合原水處理要求，均符合設(shè)計經(jīng)濟使用權(quán)的宗旨，且在設(shè)計流量范圍內(nèi)混合效方案一中設(shè)計存在大量閥門，單池占地面積大，抗沖擊負荷能力相對較弱，且必須要有全套沖洗設(shè)備，綜上所述，方案一整體的繁雜性要比方案二高且經(jīng)濟方案二中V型濾池在工作中不僅濾料粗大容易獲取，且運行可靠，濾床含污量大，運行周期長，濾速高，處理后出水水質(zhì)好，不會發(fā)生水力分級現(xiàn)象，濾層含污能力好，具有氣水反沖洗和表面掃洗，沖洗效果好，使得洗水用水量大大減少，經(jīng)濟效益好，處理高效且穩(wěn)定。適用于單池面積150m2以上的大中型水廠。方案三中混合方式與方案二不同，機械混合雖然產(chǎn)生的水頭較小，但是需要為其單獨設(shè)立電力線路與相關(guān)電力附屬設(shè)備，結(jié)合經(jīng)濟與處理效果，管式靜態(tài)混最終方案：原水→一級泵站→管式靜態(tài)混合器(添加混凝劑)→機械攪拌澄清池→V型濾池→消毒→清水池→二級泵站→管網(wǎng)→用戶。1.3水廠各構(gòu)筑物設(shè)計計算1.3.1一級泵站考慮0.5m吸水水頭損失，吸水間最低動水位標高為49m,為保證吸水管正常式中：49——吸水間最低動水位標高m;47.5——吸水管中心標高m;D——吸水管管徑，取1000mm。本次設(shè)計吸水管下緣距吸水間底板為2m,則吸水間底板標高為：最高水位為63m,考慮1.5m浪高，則本次設(shè)計操作平臺標高為：式中：63——設(shè)計區(qū)域最高水位m;操作平臺以上建筑高度，根據(jù)起重設(shè)備安裝及起吊高度，電梯井機房高度，采光及通風要求，吊車梁底板到操作平臺樓板距離為5m,從平臺樓板到房頂?shù)装蹇紤]到供水量與處理水的可靠性，本次設(shè)計4座配水井，每個配水井設(shè)計規(guī)本次設(shè)計配水井水力停留時間為2min,設(shè)計配水井有效容積為87m3,結(jié)合處理效果與構(gòu)造經(jīng)濟考慮，配水井設(shè)計為圓柱體，每座配水井內(nèi)徑6.5m外徑7m,配水井進水管采用DN1000鋼管(v=2.93,1000i=9.18),配水井出水管采用DN500鋼管(v=0.72,1000i=1.49)。又又DN1000圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1配水井示意圖1.3.3混凝劑的選擇與投加溶液池設(shè)計底坡不宜小于0.02池底應(yīng)設(shè)有直徑不小于100mm的排渣管，池壁為便于投放藥劑，溶解池的設(shè)計高度以地上形式或半地下為宜，池頂高出地本次設(shè)計凈水廠16組水處理構(gòu)筑物，每組構(gòu)筑物設(shè)計處理規(guī)模為650m3/h,溶液池設(shè)計4座，每座提供4組構(gòu)筑物混凝劑，為2600m3/h。根據(jù)本次設(shè)計原水水質(zhì)及水溫，以及各混凝劑性能，本次設(shè)計采用精致硫酸鋁為混凝劑，最大投加量為30mg/L,精致硫酸鋁投加濃度為15%,投加設(shè)備為計1.3.4溶液池設(shè)計計算W?本次設(shè)計溶液池容積為W?:式中：W?——設(shè)計溶液池容積m3;Q—一單座溶液池處理規(guī)模，2600m3/h;c—一投加藥劑濃度，15%;×1.5m×2m,設(shè)計容積為6m3,有效容積為4.2m3,超高0.6m,在室內(nèi)地面上，1.3.5溶解池設(shè)計計算W?本次設(shè)計溶解池容積為W?:式中：W?——溶液池有效容積m3;W?——溶解池有效容積m3。L×B×H=1.5m×1m×1.2m,設(shè)計容積為1.5m3,有效容積1.3m3,超高0.33m,池底坡度為0.03,超高是為了防止攪拌溶液時溢出。此外溶解池底部設(shè)管徑DN100mm的排渣管一根。某些水工藝處理藥液帶有一定腐蝕性，所以本次設(shè)計盛放藥液的池體以及管道和相關(guān)配件均采用一定防腐措施(采用塑料管道，金屬管外涂抹防腐漆等)。投式中：q—一投藥管設(shè)計流量L/s;W?——溶液池有效容積m3。q=4.16×2×1000/(24×36溶液池與溶解池均采用防腐材料鋼筋混凝土，內(nèi)壁涂襯聚乙烯板，為增加溶1.3.7加藥間藥庫設(shè)計為提高操作效率，保障操作流程，本次設(shè)計加藥間藥庫合并布置，并遵循藥劑輸送投加流程順暢、便于操作管理、高程布置符合投加設(shè)備工藝條件、儲存量按最大投藥量30天計算的原則，確保投藥的可靠性。經(jīng)過綜合比較，本次選擇的混凝劑為精致硫酸鋁，每袋質(zhì)量為40kg,每袋體積約為L×B×H=0.5m×0.4m×0.2m=0.04m3,本次設(shè)計投藥量為30g/m3,藥劑堆放高度為1.5m,藥劑存放期為30d,設(shè)計水量為10400m3/h。Q-—設(shè)計水量，m3/h;t—一藥劑貯存期，d;袋N=24×10400×30×30/(1000×40)=5616袋藥劑有效堆放面積為：式中：A—一藥劑堆放面積，m2;N——藥劑貯存袋數(shù)，袋；V—一每袋藥劑體積，m3;e—一藥劑堆放孔隙率，20%。A=5616×0.04+1.5+0.8=181.3.8管式靜態(tài)混合器設(shè)計管式靜態(tài)混合器原理為在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)按一定角度交叉固定的葉片，使水流經(jīng)過多次分流，同時產(chǎn)生反向渦旋旋轉(zhuǎn)以及水流交叉流動，以此達到使液體混合目的，混合的同時產(chǎn)生分流、交流、渦流三種混合作用，混合效果好，構(gòu)造簡單，維護方便，無附屬部件，安裝方便故本次設(shè)計選擇管式靜態(tài)混合器。每一組構(gòu)筑物配備一臺管式靜態(tài)混合器，故管式靜態(tài)混合器設(shè)計流量為650m3/h=0.18m3/s,查閱相關(guān)水力計算表本次管式靜態(tài)混合器配備DN500mm鋼圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2管式靜態(tài)混合器示意圖泥渣濃縮室?guī)撞糠纸M成。轉(zhuǎn)動的葉輪與漿板位于第一絮凝區(qū)中上部，其作用是攪動液體，可對流入池體的水進行攪拌。原水加藥后，通過進水管流入池中三角形配水槽，配水槽與第一絮凝區(qū)由配水槽周邊孔眼連接，在漿板的高速攪拌下與絮本次設(shè)計每組機械攪拌澄清池設(shè)計流量為650m3/h=180.56L/s,設(shè)計泥渣回流量為4倍設(shè)計流量。本次設(shè)計總水力停留時間為1.6h,第二反應(yīng)室上升流速及導(dǎo)流室下降流速為70mm/s=0.07m/s,第二反應(yīng)室水力停留時間為0.6min=36s,分離室上升流速為設(shè)計第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面面積為0.04m2,則池面面積 圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3機械攪拌澄清池示意圖本次設(shè)計濾池為V型濾池，池中心設(shè)雙層渠道，平面為矩形，廢水從渠道上層排除，渠道下層用以分配反沖洗水和壓縮空氣。本次設(shè)計濾池渠道兩側(cè)為粗濾長柄濾頭配水系統(tǒng)位于濾層下部，溢流堰位于濾層上部，以便于反沖洗廢水濾池兩旁設(shè)有孔眼，進水經(jīng)其流入V型渠道，渠道下部是水平配水孔，進水濾池清水池設(shè)有堵板或者短管，防止濾池翻修后排放初濾水入清水池，濾池底部設(shè)有排空管，入口設(shè)置柵罩，池底坡度設(shè)計為0.005,坡向排空管。配水系統(tǒng)干管末端裝排氣管，排氣管位于濾池頂部的部位加截止閥，每個濾結(jié)合本次設(shè)計水廠處理規(guī)模，本次設(shè)計4組V型濾池，每組濾池設(shè)計處理水量為Q=15600m3/d,濾速v=m/h,反沖洗強度q=12L/(s·m2),保護層高為0.5m,本次設(shè)計分四組構(gòu)筑物集中加氯，每組構(gòu)筑物設(shè)計水量為Qi=2600m3/h,設(shè)計清水池最大投加濃度a=1mg/L,則加氯量為：本次設(shè)計倉庫儲備量按照30d最大用量計算，則總用氯量為：根據(jù)計算結(jié)果，本次設(shè)計采用1t氯瓶2個，氯瓶長為2020mm,直徑為800mm,公稱壓力2.2Mpa。加氯間內(nèi)氯瓶與加氯機分隔布置，屋外設(shè)有防毒面具以及相關(guān)安全規(guī)范，搶救器材以及相關(guān)工具箱，照明設(shè)備與通風設(shè)備開關(guān)也設(shè)計在室外確水液閥升器D圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-5加氯系統(tǒng)1.4清水池設(shè)計本次設(shè)計清水池主要起水量調(diào)節(jié)作用與為消毒反容積的大小需根據(jù)水廠處理規(guī)模、消防用水量、水廠自用水量等決定，本次設(shè)計式中：W——清水總有效容積m3;W?—一凈水構(gòu)筑物沖洗及其他水廠用水量，本次設(shè)計取6000m3;W?—一安全儲水量和消防儲水量，本次設(shè)計取2500m3。W=10000+6000+2500=1本次設(shè)計采用矩形清水池兩個，每個清水池容積為1000W×H=50×50×4=10000m3,其中有效水深3.7m,安全超高0.3m。尺寸為120mm×120mm。柱子尺寸為300mm×300mm。1.4.3清水池配管設(shè)計1.4.4人孔及通氣孔設(shè)計氣孔設(shè)計高于覆土面1m,同時要保證能阻隔雨水的進入，其設(shè)計管徑為1.4.5集水坑設(shè)計尺寸為L×W×H=3m×3m×1.5m。1.5二級泵站揚程設(shè)計通過對管網(wǎng)的水力計算，可知本次設(shè)計最不利點13節(jié)點，該點距離二級泵站較遠，且處于工業(yè)集中區(qū)，所需流量較大，該點設(shè)計自由水壓為24m,地面標高14.91m,節(jié)點水頭38.91m。為滿足管網(wǎng)中各個節(jié)點供水壓力，保證最不利點自由水頭達到24m,現(xiàn)進行∑h一管網(wǎng)中最不利管路水頭損失，本次設(shè)計本次設(shè)計最高時供水量為2888.54L/s,二級泵站所需揚程為41.85m,取42m,型清水泵7臺(5用2備),水泵采用并聯(lián)工作形式。引水設(shè)備：SK-3型水環(huán)式真空泵2臺(1用1備),抽氣量2.88m3/min,轉(zhuǎn)速n=1440r/min,重量W=320kg;配套電機型號為J02-52-4,功率N=10kw,轉(zhuǎn)速n=1450r/min,重量W=228kg。插入深度為400m