给水处理厂课程设计计算书

1给水处理厂课程设计计算书1.1工艺流程方案水厂采用如图1所示的工艺流程。通过对主要处理构筑物的分析比较，从中制定出水厂处理工艺流程如图2所示。投加消毒剂↓一级泵站→配水井→絮凝→沉淀→过滤→清水池→二级泵站↑投加混凝剂图1水厂处理工艺流程一级泵站↓配水井↓管式静态混合器←投加混凝剂（硫酸铝）↓折板絮凝池↓平流沉淀池↓V型滤池↓←投加消毒剂（液氯）清水池↓吸水井2↓二级泵站图2水厂处理工艺流程框图（构筑物）1.2水处理构筑物计算1.2.1配水井设计计算1.设计参数配水井设计规模为4012.5m3/h。2.设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间采用2～3min，取2.5minT，则配水井有效容积为：34012.52.5/60167.19WQTm（2）进水管管径1D配水井进水管的设计流量为334012.5/1.11/Qmhms，查水力计算表知，当进水管管径11100Dmm时，1.179/vms（在1.0～1.2/ms范围内）。（3）矩形薄壁堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为334012.5/22006.25/0.557/qmhms。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。①堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为30.557/557/qmsLs，一般大于100/Ls采用矩形堰，小于100/Ls采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量公式为：3/22qmbgH式中q——矩形堰的流量，3/ms；m——流量系数，初步设计时采用0.42m；b——堰宽，m，取堰宽6.28bm；3H——堰上水头，m。已知30.557/qms，0.42m，5.71bm，代入下式，有：2/32/30.557()()0.1420.426.2829.8qHmmbg②堰顶宽度B根据有关试验资料，当0.67BH时，属于矩形薄壁堰。取0.05Bm，这时0.36BH（在0～0.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。（4）配水管管径2D由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为30.557/qms，查水力计算表可知，当配水管管径2800Dmm时，1.11/vms（在0.8～1.0/ms范围内）。（5）配水井设计配水井外径为6m，内径为4m，井内有效水深05.9Hm，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为6.2m。1.2.2混合工艺设计计算考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50米。进水管采用两条,设计流量为Q=96300/24/2=0.5573/ms。进水管采用钢管,直径为DN800,查设计手册1册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8m，混合管段的水头损失501.80.091000hiLm。小于管式混合水头损失要求为0.3-0.4m。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器,本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图1.3。1.设计参数：采用玻璃钢管式静态混合器2个。每组混合器处理水量为0.557m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m，，进水管采用两条DN800钢管。42.设计计算：（1）进水管流速v：据1800dmm，30.557/Qms，查水力计算表可知，1.11/vms（手册：0.8～1.0m/s；厂家：0.9～1.2m/s，基本均在上述范围内）。（2）混和器的计算:混合单元数取N=3,则混合器长度为1.11.10.832.64LDN混合时间2.642.38/1.11LTmsv水头损失:2224.44.40.5570.11840.118430.29420.8vQhNNmgD校核G：1598000.2941049.11.1102.38hGsT1049.12.382496.82000GT。水力条件符合。（3）混合器选择：静态混合器采用3节，静态混合器总长4100mm，管外径为820mm，质量1249kg，投药口直径65mm。原水管道药剂混合单元体静态混合器管道管式静态混合器1.2.3投药工艺及投药间的设计计算1.设计参数本设计选用硫酸铝为混凝剂，最大投加量为32mg/L，平均为25mg/L。5（1）溶液池:溶液池的容积：31241000324012.55.1310001000417417154uQuQWmbnbn式中u－混凝剂最大投加量，32/mgLQ－设计流量，为34012.5/mhb－混凝剂的投加浓度，取15％。n－每日的投加次数，取4次。溶液池按两个设计，一次使用一个池子，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，有效水深取1.3m，则边长为2.0m。考虑超高为0.5m。则溶液池尺寸为L×B×H＝2.0m×2.0m×1.8m。溶液池池底设DN200的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。（2）溶解池：容积3210.30.35.131.54WWm溶解池建两座，一用一备，交替使用,每日调制两次。取有效水深为1.0m，平面为正方形形状，边长为1.5m。考虑超高0.5m，则池体尺寸L×B×H＝1.5m×1.5m×1.5m。溶解池的放水时间采用10mint，则放水流量为：201.542.57/606010WqLst查水力计算表：放水管管径采用DN70，相应流速为1.34m/s。溶解池底部设管径DN200的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。投药管的流量为：3314105.134100.24/243600243600WqLs查水力计算表得，投药管直径为DN32，相应流速为0.6m/s。溶解池的搅拌装置：6每池设搅拌机一台。选用ZJ-700型折桨式搅拌机，功率为4KW,转速为85r/min。（3）计量泵加药采用计量泵湿式投加，总流量为：31/125.13/60.855/855/WmhLh安装3台，两用一备。计量泵型号为J-Z400/2.5，单台的设计流量为427.5L/s。（4）药剂仓库计算：药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间1－2个月用量计算。仓库内应设有磅秤，并留有1.5m的过道，尽可能考虑汽车运输的方便。混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是40kg,每袋的体积为0.5×4×0.2m3,药剂储存期为30d，药剂的堆放高度取2.0m。①硫酸铝的袋数：公式为：240.0241000QutQutNWW式中，Q水厂设计水量，3/mh；u混凝剂最大投加量，/mgL；t药剂的最大储存期，d；W每袋药剂的质量，kg；将相关数据代入上式得，4012.532300.024231240N袋。②有效堆放面积A：公式为：1NVAHe式中，H药剂得堆放高度，m；V每袋药剂得体积，3m；e堆放孔隙率，袋堆时20%e代入数据得：7223120.50.40.257.8210.2Am1.2.4反应（絮凝）工艺:折板絮凝池的设计计算：1.设计参数设计两座,每座设2组,每组设计水量为0.2785m3/s。两组之间的隔墙厚取200mm，采用三段式，总絮凝时间18min，第一段为相对折板,第二段为平行折板,第三段为平行直板。絮凝池布置如下图。速度梯度G要求由90s-1减至20s-1左右，絮凝池总GT值大于2×104。絮凝池与沉淀池合建，为配合沉淀池，单座絮凝池实际宽采用14m；絮凝池有效水深H0采用3.8m。集水渠穿孔花墙进水孔第一段絮凝区第二段絮凝区第三段絮凝区上折板上折板絮凝池布置图2.设计计算：8（1）第一絮凝区:设通道宽为1.4m,设计峰速为0.34m/s,则峰距1b:10.27850.5850.341.4bm,取0.6m。实际峰速为：10.27850.332/0.61.4vms。谷距2b:2120.620.3551.31bbcm。折板布置如草图，板宽采用500mm，夹角90°，板厚60mm。第一絮凝区布置草图：侧边峰距3b:3415()6.940.65(0.3550.04)1.26322Bbtcbm侧边谷距:431.2630.3551.618bbcm中间部分谷速2v:20.27850.152/1.41.31vms侧边峰速1v:10.27850.158/1.41.263vms侧边谷速2v:20.27850.123/1.41.618vms9水头损失计算:①中间部分:渐放段损失:22221120.3320.15210.50.0022229.8vvhgm渐缩段损失:22221210.60.3322110.10.005221.3129.8vFhFgm按图布置,每格设有12个渐缩和渐放,故每格水头损失:h=12×(0.0022+0.005)=0.0864m。②侧边部分:渐放段损失:2222121''0.1580.1231'0.50.00025229.8vvhgm。渐缩段损失:222'212''11.2630.1582'110.10.000625221.61829.8vFhFgm每格共6个渐缩和渐放,故h’=6×(0.00025+0.000625)=0.0053m。③进口及转弯损失:共1个进口,2个上转弯,3个下转弯,上转弯处水深H4为0.7米,下转弯处水深为H3=1.2米,进口流速取0.3m/s。进口尺寸为0.9m×1.0m。上转弯流速为:40.27850.284/1.4vms,下转弯流速:50.27850.166/1.21.4vms上转弯δ取1.8,下转弯及进口取3.0,则每格进口及转弯损失之和h为:2220.2840.1660.30.29040.2480.27''1.823330.041229.829.829.829.8hm④总损失:每格总损失:0.08640.00530.04120.1329hhhhm10第一絮凝区总损失:1220.13290.2658Hhm＝第一絮凝区停留时间:121.46.93.84.39min0.278560T第一絮凝区平均G值:1114110000.26589960601.029104.39rHGST（2）第二絮凝区:采用平行折板,折板间距等于第一区的中间部分峰距即0.6米。通道宽取2.0米。布置形式如下图:中间部分流速为:0.27850.232/20.6ms,可以.侧边峰距b3:b3=6.9-6×0.6-7×0.04=3.02m.由图可知,b3+b3+c=3.02m,故3.020.35531.33252bm侧边谷距b4=b3+c=0.335+1.3325=1.6675m.侧边峰速'10.27850.105/2.01.3325vms11侧边谷速'20.27850.084/2.01.6675vms水头损失计算:①中间部分:一个90º弯头的水头损失2210.2320.60.00165229.8vhmg按图布置,共有18个/每格,则每格水头损失180.001650.0297hm.②侧边部分渐放段损失:'2'222'12110.1030.0840.50.0001229.8vvhmg渐缩短损失:22''22'1122'21.33250.105110.10.0002621.667529.8FvhmFg每格共有6个渐缩和渐放