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1、建筑给排水工程 给水厂设计 建筑给排水工程 给水厂设计 2. 设计说明 2.1 方案比较 2.1.1 预选方案 进行综合考虑之后,拟采用以下 两种工艺流程: 加矾 方案一: 源水斗槽(一泵房)栅条 絮 凝 池 凝 池 加 氯 平流式沉淀池 V 型滤池 清水池 吸水井 二泵城市管网 加矾 方案二: 源水斗槽(一泵房)机 械絮凝池 + 往复式隔板絮 加氯 斜管沉淀池普通快滤池 清水池 吸水井 二泵 城市管网 2.1.2 方案技术比较 从这两个方案来看都符合一般的 流程要求而且出水的水质可以得到保 障,所不同的主要是单体构筑物有区 别,现将其比较如下: (1)絮凝工艺: 方案一 采用网格絮凝池。 优
2、点:絮凝效果好;水头 损失小;絮凝时间短。 缺点 : 存在池底积泥现象, 如有积泥现象应当及时清除。 方案二 采用机械絮凝池和往复 式隔板絮凝池组合使用 机械絮凝池 优点:絮凝效果好,节省 药剂;水头损失小;可适应水质水量 的变化。 缺点:需机械设备和经常 维修。 往复式隔板絮凝池 优点:絮凝效果好;构造 简单;施工方便。 缺点:容积较大;水头损 失较大;转弯处絮粒容易 破碎;出水流量不易分配 均 匀 ; 出口处易积泥, 适用于流量每日大于 3 万 立方米且水量变化较小 的水厂。 两种形式絮凝池组合使用 有如下优点:当水质水量发 生变化时,可以调节机械 搅拌速度以弥补隔板往复 式絮凝池的不足;
3、当机械搅 拌装置需要维修时, 隔板往 复式絮凝池仍可继续运行。 此外,若设计流量较小,采 用往复式隔板絮凝池往往 前端廊道宽度不足 0.5m, 不利于施工, 则前端采用机 械絮凝池可弥补此不足。 (2)沉淀工艺: 方案一 采用平流沉淀池 优点:造价较低;操作管 理方便;施工简单; 对源水浊度适应性 较强;处理效果稳 定;采用机械排泥 设施时,排泥效果 好。 缺点:需要维护机械排泥 设备;占地面积较 大;水力排泥时排 泥困难;一般使用 于中型水厂。 方案二 采用斜管沉淀池 优点:沉淀效率高;池体 小;占地面积小。 缺点:斜管耗材多;对源水 适应性较平流沉淀 池差;若不设排泥装 置时排泥困难若设
4、排泥装置, 维护管理 麻烦;尤其使用于沉 淀池改造扩建和挖 潜。 (3)过滤工艺: 方案一 V 型滤池 优点:可以采用均质滤料, 截污能力大,反冲 洗干净,过滤周期 长, 处理水质稳定, 节省反冲洗水量。 缺点:对施工的精度和操 作管理水平要求甚 严,否则会产生如 下问题:反冲洗不 均匀,有较严重的 短流现象发生;跑 砂;滤板接缝不平、 滤头套管处密封不 严,滤头堵塞甚至 发生开裂;阀门启 闭不畅等现象时有 发生。 方案二 采用普通快滤池 优点:运行管理可靠,有 成熟的运行经验,池深较浅。 缺点:阀件较多,一般为 大阻力冲洗,需设冲洗设备。 方案一较好,故本设计中采用方 案一给水处理工艺流程。
5、 2.2 水厂设计说明 2.2.1 设计规模 设计用水量定额是确定设计用水 量的主要依据,它可影响给水系统相 应设施的规模、工程投资、工程扩建 的期限、今后水量的保证等方面,所 以必须慎重考虑,应结合现状和规划 资料并参照类似地区或企业的用水情 况,确定用水定额。 城市生活用水和工业用水的增长 速度,在一定程度上是有规律的,但 如果对生活用水采取节约用水措施, 对工业用水采取计划用水、提高工业 用水重复利用率等措施,可以影响用 水量的增长速度,在确定设计用水量 定额时应考虑这种变化。 居民生活用水定额和综合用水定 额,应根据当地国民经济和社会发展 规划和水资源充沛程度,在现有用水 定额基础上,
6、结合给水专业规划和给 水工程发展条件综合分析确定。 设计任务书已给出最高日用水量 为 : 49000, 水厂自用水系数按5计, 则 设 计 水 量 为 : = 490001.05 = 51450。 2.2.4 混凝剂的配制与投加。 混凝剂投加采用如下流程:搅拌 提升 贮液 计量 投加 拟定:选用精制硫酸铝, 最大的 投加量为 40mg/l,混凝剂每日配置次 数为 3 次,药溶液浓度为 10,不用 助凝剂。 2.2.4.4 投药计量设备 采用 JM 型微型机械隔膜计量泵。 2.2.4.5 药剂仓库 混凝剂为精制硫酸铝,每袋质量 是 40kg,每袋规格为。药剂堆放高度 为 1.5 m,药剂储存期为
7、 30 d 。仓库 平面尺寸为:。 2.2.4.6 投药间 投药间靠近投药点,与药剂仓库 相连,设置两条投药管路,具有良好 的通风和采光效果。投药间要求有值 班室,面积在 15 左右。 3 设计计算 3 设计计算 3.1 给水处理厂设计用水量 3.1.1 最高日设计用水量 设计任务书已给出最高日用水量 为:49000 ,水厂自用水系数按 5 计 , 则 最 高 日 设 计 用 水 量 为 : =490001.05 =51450= 2143.750.60。 3.3 混凝剂的配制和投加 3.3.1 混凝剂的配制和投加 混凝剂的配置和投加采用如下流 程: 搅拌 提升 贮液 计量 投加 3.3.1.1
8、 设计参数 3 混凝沉淀 3.1 混凝剂投配设备的设计 水质的混凝处理,是向水中加入 混凝剂(或絮凝剂) ,通过混凝剂水解 产物压缩胶体颗粒的扩散层,达到胶 粒脱稳而相互聚结;或者通过混凝剂 的水解和缩聚反应而形成的高聚物的 强烈吸附架桥作用,使胶粒被吸附粘 结。 混凝剂的投加分为干投法和湿投 法两种,干投法指混凝剂为粉末固体 直接投加,湿投法是将混凝剂配制成 一定浓度溶液投加。我国多采用后者, 采用湿投法时,混凝处理工艺流程如 图 2 所示。 图 2 湿投法混凝处理工艺流程 本应根据原水水质分析资料,用 不同的药剂作混凝试验,并根据货源 供应等条件,确定合理的混凝剂品种 及投药量。 聚合铝,
9、包括聚合氯化铝(PAC) 和聚合硫酸铝(PAS)等,具有混凝效 果好、对人体健康无害、使用方便、 货源充足和价格低廉等优点,因而使 用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混 凝剂最大投加量为 40mg/L。 3.1.1 溶液池 溶液池一般以高架式设置,以便 能依靠重力投加药剂。池周围应有工 作台,底部应设置放空管。必要时设 溢流装置。 溶液池容积按下式计算: 式中 溶液池容积, ; Q处理水量, ; a混凝剂最大投加量, mg/L; c溶液浓度,取 10%; n每日调制次数, 取n2。 代入数据得: 溶液池设置两个,每个容积为 =5.14,取 5,以便交替使用,保证连 续投药。 取有效水深 H11.0
10、m,总深 H H1+H2+H3(式中 H2为超高,取 0.3 m; H3为 贮 渣 深 度 , 取 0.2m) 1.0+0.3+0.21.5m。 溶液池形状采用矩形,尺寸为长 宽高3m2.5m1.5m。 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。沿池面 接入药剂稀释采用给水管 DN60mm,按 1h 放满考虑。 3.1.2 溶解池 溶解池容积 式中: 溶解池容积(m3 ) ,一 般采用(0.2-0.3) ;本设计取 0.3 溶解池一般取正方形,有效水深 H11.0m,则: 面积 FW1/
11、H1边长 aF1/2 1.75 m; 溶解池深度 HH1+H2+H3 (式中 H2为保护高,取 0.3m; H3为贮渣深度, 取 0.2m)1.75+0.3+0.22.25 m 和溶液池一样,溶解池设置 2 个, 一用一备。 溶解池的放水时间采用t10min, 则放水流量: q=5.13 L/S, 查水力计算表得放水管管径80mm, 相应流速 v=0.92m/s,管材采用硬聚 氯乙烯管。溶解池底部设管径 d 80mm 的排渣管一根, 采用硬聚氯乙烯 管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝 土结构,内壁用环氧树脂进行防腐处 理。 溶解池搅拌装置采用机械搅拌: 以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。 3.1.
12、3 投药管 投药管流量 查水力计算表得投药管管径 d 15mm,相应流速为 1.24L/s。 3.2 混合设备的设计 在给排水处理过程中原水与混凝 剂,助凝剂等药剂的充分混合是使反 应完善,从而使得后处理流程取得良 好效果的最基本条件,同时只有原水 与药剂的充分混合,才能有效提高药 剂使用率,从而节约用药量,降低运 行成本。 管式静态混合器是处理水与混凝 剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的 理想设备:具有高效混合、节约用药、 设备小等特点,它是有二个一组的混 合单元件组成,在不需外动力情况下, 水流通过混合器产生对分流、交叉混 合和反向旋流三个作用,混合效益达 90-95%,构造如图所示。 图
13、管 式静态混合器 3.2.2 设计流速 静态混合器设在絮凝池进水管中, 设计流速 v=1.0m/s,则管径为: 采用 D=900mm,则实际流速 3.2.3 混合单元数 按下式计算 取 N=3, 则混合器的混合长度 为: L=1.1ND=1.1 3.2.4 混合时间 T= 3.2.5 水头损失 3.3 反应设备的设计 在絮凝池内水平放置栅条形成栅 条絮凝池,栅条絮凝池布置成多个竖 井回流式,各竖井之间的隔墙上,上 下交错开孔,当水流通过竖井内安装 的若干层栅条或栅条时,产生缩放作 用,形成漩涡,造成颗粒碰撞。 栅条絮凝池的设计分为三段,流 速及流速梯度 G 值逐段降低。相应各 段采用的构件,前
14、段为密网,中段为 疏网,末段不安装栅条。 3.3.1 平面布置 絮凝池分为两组 每组设计流量 3.4 给水处理构筑物设计 3.4.1 絮凝池设计 3.4.2 平流沉淀池设计 (1)设计数据 采用两组平流沉淀池,总设计流 量为 =490001.05 =51450= 2143.750.60。 每组设计流量为, , 沉淀池停留时 间取,沉淀池水平流速取。沉淀 池有效水深取 3.5 m。 (2)池体尺寸 沉淀池容积:; 沉淀池长为:; 沉淀池宽为:,取 9.00 m; 沉淀池有效水深为H=3.5 m, 取保护高为 0.3 m ,沉淀池总 高度为 3.8 m。 校核池子尺寸比例: 长宽比,符合要求; 长
15、深比,符合要求。 (3)穿孔墙设计 过渡段与沉淀池之间采用 钢筋混凝土穿孔布水墙,墙长 6.00m,墙高 3.8m,有效水深 3.5 m,超高 0.3m。穿孔墙上的 孔口流速采用, 则孔口总面积为, 每个孔口尺寸为,则孔口数为: 个。 孔口布置成 5 排,每排孔 口数为:个,每排孔口间距为 0.35m, 孔 口 与 侧 壁 间 距 为 0.325m。上下各排孔口间距为 0.5m,底排孔口与底板距离为 0.6m,上排孔口与水面距离为 1.0m。穿孔墙具体尺寸见下图 图 3-10 穿 孔布水墙孔口布置图 (4)校核 水流截面积为, 水流湿周为, 水力半径为, 弗劳德数为, 雷诺数为(按水温计) ,均 符合要求。 (5)指形集水槽 采用两侧三角锯齿堰指形集 水槽集水。集水槽总个数为,集 水槽的中心距为,槽中流量为, 考虑到池子的超载系数为 20%, 故槽中流量为。 槽宽,为便于施工取 0.4 m 。 集水槽长度按堰口溢流率计 算,堰口溢流率取,则集水槽总 长度为:,8 个集水槽,双侧进 水,每个集水槽长度取 10 m , 则集水槽实际总长度为:,符合 要求。 起点槽中水深为, 终点槽中水深为,为便于施 工,槽中水深统一取。 集水方法采用三角锯齿堰, 跌落高度取 0.05 m ,槽起高取 0.15 m