二、设计计算内容 2.1. 设计水质水量
(1)、设计水质:本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),处理的目的是去除原水中悬浮物质,胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分,使净化后水质满足生活饮用水的要求。
生活饮用水水质应符合下列基本要求:水中不得含有病原微生物;水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康;水的感官性状良好。
(2)、设计水量
水处理构筑物的生产能力,应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计,并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%,本设计取6%,则设计处理量为:
dQ=q×(1+0.06)=55000×(1+0.06)=58300(m3/d) 式中: Q——水厂日处理量;
a——水厂自用水量系数,一般采用供水量的5%—10%,本设计取6%; Qd——设计供水量(m3/d),为5.5万m3/d。 根据水厂设计水量1万~5万m型水厂,10万m
2.2. 水厂工艺方案确定及技术比较
3
3
小型水厂,5万~10万m
3
为中
以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。
(1)、给水处理厂工艺流程方案的选择及确定
方案一:原水 → 一泵房 → 静态混合器 → 机械搅拌絮凝池 →平流沉淀池 → 普通快滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户
方案二:原水 → 一泵房 → 扩散混合器 → 往复式隔板絮凝池 → 平流沉淀池 → V型滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户 (2)、方案技术比较:
综上所述:根据以上各构筑物的特点以及实际情况并进行比较,本设计选用方案一较合理。 2.3给水单体构筑物设计计算
2.3.1 混凝剂配置和投加 (1)、设计参数
根据原水水质及水温,参考有关水厂的运行经验,选精致硫酸铝为混凝剂。最大投加量为20mg/L,精致硫酸铝投加浓度为10%。采用计量投药泵投加。
(2)、溶液池设计及计算
溶液池设计为以高架式设置,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。 1).确定溶液池容积:
根据《给水排水设计手册第3册第二版城镇给水》P455页 .溶液池容积 按下式计算:
W2
aQ
417bn
式中 W2-溶液池容积,m3; Q-处理水量,m
3
/h;本设计Q=2429.2m
3
/h
a-混凝剂最大投加量,20mg/L; b-溶液浓度(5%-20%),取10%; n-每日调制次数,取n=3。 代入数据得:W2=3.884m3,取3.88m3
取有效水深H1=1.0m,总深H=H1+H2+H3(式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取0.1m)=1.0+0.2+0.1=1.3m。
溶液池形状采用矩形,尺寸为长×宽×高=2m×1.5m×1.3m。溶液池
设置两个,每个容积为W2,以便交替使用,保证连续投药。 3).溶解池容积计算:
溶解池容积w1=0.3*w2=0.3*3.88=1.164 m3 溶解池一般取正方形,有效水深H1=1.0m,则:
面积F=W1/H1,有边长a=F1/2=1.079m;取边长为1.1m。 溶解池深度H=H1+H2+H3 (式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取
H=1.0+0.2+0.1=1.3m
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t=10min,则放水流量
查水力计算表得放水管管径d0=100mm,溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根(钢管或铸铁管)。
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)药剂仓库: 设计投药量:
每天投药量a*Q=58300х20=1166kg/d 每月投加量=1166*15=17.49t
2.3.2 静态混合器
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:
1、设计参数:设计总进水量为Q=58300m3/d=2429.2 m3/h=0.675 m3/s,水厂进水管投药口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,使药液均匀分布,进水管采用两条,流速v=1.12m/s。 2、设计计算 (1)、设计管径
静态混合器设在絮凝池进水管中,设计流量:q=Q/2=0.337m/s 则静态混合器管径为:本设计采用D=650mm (2)、混合单元数
=2.36
本设计取N=3
则混合器的混合长度为:L=1.1DN=1.1*0.65*3=2.15m (3)、混合时间:
(4)、水头损失:合设计要求。
2.3.3往复式隔板絮凝池 1.设计水量(包括自耗水量) Q=58300m3/d=2429.2m3/h 2.采用数据:
廊道内流速采用4档:v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.3m/s, v4=0.25m/s, 絮凝时间:T=20min 池内平均水深:H1=1.8m 超高:H2=0.3m 池数:n=2 3.计算
计算总容积:W=QT/60=2429.2×20/60=809.7m3 分为两池,每池净平面面积: F’=W/(nH1)=809.7/(2×1.8)=225m2 池子宽度B:按沉淀池宽采用20m
池子长度(隔板间净距之和):L’=225/20=11.3m 隔板间距按廊道内流速不同分成4档:
α1=Q/(3600nv1H1)=2429.2/(3600×2×0.5×1.8)=0.37m 取α1=0.4m,则实际流速v1’=0.47m/s
α2=Q/(3600nv2H2)=2429.2/(3600×2×0.4×1.8)=0.47m
,符
取α2=0.5m,则实际流速v2’=0.37m/s
α3=Q/(3600nv3H3)=2429.2/(3600×2×0.3×1.8)=0.62m 取α3=0.65m,则实际流速v3’=0.29m/s
α4=Q/(3600nv4H4)=2429.2/(3600×2×0.25×1.8)= 0.75m 取α4=0.8m,则实际流速v4’=0.23m/s 廊道条数
条
每一种间距采取5条,则廊道总数为20条,水流转弯次数为19次。则池子长度(隔板间净距之和): L’=5×(α1+α2+α3+α4) =5×(0.4+0.5+0.65+0.8)=11.75m
隔板厚按0.2m计,则池子总长:L=11.75+0.2×(20-1)=15.55m 按廊道内的不同流速分成5段,分别计算水头损失。 第一段:
水力半径:R1=α1H1/(α1+2H1)=0.4×1.8/(0.4+2×1.8)=0.18m 槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数Cn
故:
GT值计算(t=20℃):
γ⨯h
-1
G= 60μT=38.67s
GT==46409.5
此GT值在104~105的范围内 2.3.4 平流沉淀池
已知设计水量(包括自耗水量):Q=2429.2m3/h =0.47 m3/s 沉淀池个数:n=2,每组设计流量为1214.6 m3/h 沉淀池沉淀时间:T=2.0h 池内平均水平流速:v=0.015m/s 有效水深:H=2.0m,超高:0.3m 原水平均浑浊度为200mg/l 设计计算 (1)池体尺寸 ① 单池容积V
V=Qt/n=2429.2*2/2=2429.2 m3 ② 池长L
L=3600vT=3600×0.015×2=108 m ③ 池宽B
池的有效水深采用H=2.0m,超高采用0.3m,则池深为2.3m。则池宽
B=V/LH=2429.2/(108*2)=11.2 m 取12m (2)校核池子尺寸比例
长宽比:L/B=108/11.2=9.6>4 符合要求 长深比:L/H=108/2.0=54>10 符合要求 (3)进水穿孔墙
沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水,墙长12m,墙高2.5m,有效水深2.0m,用虹吸式机械吸泥机排泥,其积泥厚度为0.1m,超高0.2m。 穿孔墙孔眼形式采用矩形的半砖孔洞,其尺寸为15cm×8cm。孔洞处流速采用v0=0.2m/s,则
穿孔墙孔洞总面积 :Ω=Q/3600v0=1214.6/(3600*0.2)=1.69m3 孔洞个数:N=Ω/(0.15*0.8)=1.69/(0.15*0.08)=140 个 (4)出水渠
① 采用薄壁堰出水,堰口保证水平 ② 出水渠宽度采用1m,则渠内水深
h=1.73*(q/gb2)1/3=1.73*[Q/(3600n)gb2]1/3=≈0.50 m 为保证堰口自由溢水,出水渠的超高为0.1m,则渠道深度 为0.6m。
堰口溢流率按400m3/(m•d)计算,出水堰长度L=Q/400=3.03m
为了取得较好的排泥效果,可采用机械排泥。即在池末端设集水坑,通过排泥管定时开启阀门,靠重力排泥。
由于平流沉淀池的池底沉泥主要集中在近絮凝池的前端1/3左右沉淀池池长范围,因此沉淀池后端2/3池长范围排出的泥水往往含固率很低,导致水厂平流沉淀池的排泥水量消耗较多,实施水厂排泥水处理时就会相应增加排泥水处理成本。为了减少不必要的排泥水量消耗,必须通过合理排泥来提高沉淀池排泥水的整体含固率。池内存泥区高度为0.1m,池底有1.5‰的坡度,坡向末端积泥坑(每池一个),坑的尺寸为50cm×50cm×50cm.
排泥管兼沉淀池放空管,其管径d应按下式计算: d=(0.7BLH00.5/t)0.5=0.46m 采用500mm 式中:H0—池内平均水深,m,此处为2.3+0.1=2.4m; t—放空时间,s,此处按2h计。 (6)沉淀池水力条件复核
1、水流截面积 w=BH=12×2.3=27.6m3 2、 水流湿周 χ=2H+B=2×2.3+12=16.6m 3、 水力半径 R=w/χ=1.66 m 4、雷诺数 Re
Re=vR/γ=1.5×166/0.01=24900 5、弗劳德数 Fr
Fr=v2/(Rg)=1.52/(166×981)=1.38×10 (在规定范围1×10-5~10-4内)
5
(五) 普通快滤池 设计参数
设计2组滤池,每组滤池设计水量为:Q=29150 m3/d 冲洗强度q=10L/(s· m2),滤速:v1=10m/h 设计计算
2.1 滤池面积及尺寸
滤池工作时间为24h,冲洗周期为12h,滤池实际工作时间为: T=24-0.1×24/12=23.8h
滤池面积为:F=Q/(v1T)=29150/10×23.8=122.48 m2 每组滤池单格数为N=6,布置成对称双行排列。 每个滤池面积为:f=F/N=122.48/6=20.4m2
采用滤池长宽比为:2左右,滤池设计尺寸为6m×3.4m。 校核强制滤速v2为:v2=Nv1/(N-1)=6×10/(6-1)=12m/h 2.2 滤池高度
承托层厚度H1,采用0.45m 滤料层厚度H2,采用0.7m 砂面上水深H3,采用1.8m 保护高度H4,采用0.30m
滤池高度H为:H=0.45+0.7+1.8+0.30=3.25m 2.3 每个滤池的配水系统 1,干管 干管流量:
qg=fq=15.89⨯10=158.9L/s
采用管径:
dg=500mm
干管始端流速:vg=0.81m/s 2,支管 支管中心间距:每池支管数:
aj=0.25m
nj=2⨯
L5.5=2⨯=44根a0.25 qj=
qgnj
=
158.9
=3.62L/s44
每根支管入口流量:采用管径:
dj=60mm
采用始端流速:3,孔眼布置:
vj=1.28m/s
支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25% 孔眼总面积:
Fk=Kf=0.25%⨯15.89=0.038m2=38000mm2
采用孔眼直径:dk=8mm 每个孔眼面积:孔眼总数:
Nk=
fk=
π
4
dk2=0.785⨯82=50.3mm2
Fk38000==755.5个fk50.3,取756个 nk=
NK756
==17.2个nj44
每根支管孔眼数: ,取18个
支管孔眼布置设二排,与垂线成450夹角向下交错排列。
11
lj=(B-dg)=(3-0.5)=1.25m
22每根支管长度:
ak=
lj1.25
==0.208m11nk⨯1222
每排孔眼中心距:
4,孔眼水头损失: 支管壁厚采用:ζ=5mm 流量系数:μ=0.68 水头损失:
hk=
1q2110()=()2=1.76m2g10μK2g10⨯0.68⨯0.25
5,复算配水系统:
lj
支管长度与直径之比不大于60,则dj
=
1.25
=21
孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5,则
fgnjfj
=
0.0503
=0.41
44⨯0.785⨯(0.06)2
干管横截面积与支管总横截面积之比,一般为1.75-2.0,则
0.785⨯0.52
=1.24≈1.862
njfj44⨯0.785⨯(0.06)fg
符合
孔眼中心距应小于0.2,则ak=0.173
洗砂排水槽中心距采用a=1.8m水槽设2根。排水槽总长l0=5.5m,每槽排水量为:
q0=ql0a=10×5.5×1.8=99L/s
采用三角形标准断面,槽中流速采用v0=0.9m/s
排水槽断面尺寸为:x=0.5(q0/1000v0) 0.5=0.166m,采用0.17m 排水槽底厚度用0.05m,砂层最大膨胀率45%,砂层厚度0.7m。 洗砂排水槽顶距砂面高度:He=eH2+2.5x+ζ+0.075=0.96m 砂石排水槽总面积为:
F0=2xl0n0=2⨯0.17⨯5.5⨯2=3.74m2
F0/f=3.74/15.89=23.3%
设一条,进水管的流量为0.263m3/s
渠中流速为1.02m/s,进水渠断面采用宽0.65m,渠中水深0.4m,各个滤池进水管流量0.132m3/s,管中流速为0.9m/s。则各进水支管的管径取400mm。 B.反冲洗水管
流量为qf=10×15.89=158.9L/S,采用管径350mm,管中流速为2.18m/s C.清水管
3m,每个滤池清水管的流量为清水总流量为进水总流量即0.263
0.132 m3/s,采用管径350mm,管中流速为1.2m/s。 D.反冲洗水排水
排水流量为0.284 m3/s,管中流速为1.45m/s 采用排水管的管径为500mm。 E.反冲洗高位水箱
冲洗水箱容积:V=1.5fqt=1.5×0.01589×10×6×60=85.81m3 水箱高度:水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为:h1=1.0m 配水系统水头损失为h2=hk=1.76m
承托层水头损失:h3=0.022H1q=0.022⨯0.45⨯10=0.099m 滤料层水头损失:
h4=(
γ12.65
-1)(1-m0)H2=(-1)(1-0.41)⨯0.7=0.68mγ1
安全富余水头:h5=1.5m 冲
洗
水
箱
底
应
高
于
洗
砂
排
水 槽
面
:
H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+1.76+0.099+0.68+1.5=5.04m
2.6 配气系统设置
供气方式采用空压机通过中间储气罐向滤池送气。
二、设计计算内容 2.1. 设计水质水量
(1)、设计水质:本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),处理的目的是去除原水中悬浮物质,胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分,使净化后水质满足生活饮用水的要求。
生活饮用水水质应符合下列基本要求:水中不得含有病原微生物;水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康;水的感官性状良好。
(2)、设计水量
水处理构筑物的生产能力,应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计,并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%,本设计取6%,则设计处理量为:
dQ=q×(1+0.06)=55000×(1+0.06)=58300(m3/d) 式中: Q——水厂日处理量;
a——水厂自用水量系数,一般采用供水量的5%—10%,本设计取6%; Qd——设计供水量(m3/d),为5.5万m3/d。 根据水厂设计水量1万~5万m型水厂,10万m
2.2. 水厂工艺方案确定及技术比较
3
3
小型水厂,5万~10万m
3
为中
以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。
(1)、给水处理厂工艺流程方案的选择及确定
方案一:原水 → 一泵房 → 静态混合器 → 机械搅拌絮凝池 →平流沉淀池 → 普通快滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户
方案二:原水 → 一泵房 → 扩散混合器 → 往复式隔板絮凝池 → 平流沉淀池 → V型滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户 (2)、方案技术比较:
综上所述:根据以上各构筑物的特点以及实际情况并进行比较,本设计选用方案一较合理。 2.3给水单体构筑物设计计算
2.3.1 混凝剂配置和投加 (1)、设计参数
根据原水水质及水温,参考有关水厂的运行经验,选精致硫酸铝为混凝剂。最大投加量为20mg/L,精致硫酸铝投加浓度为10%。采用计量投药泵投加。
(2)、溶液池设计及计算
溶液池设计为以高架式设置,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。 1).确定溶液池容积:
根据《给水排水设计手册第3册第二版城镇给水》P455页 .溶液池容积 按下式计算:
W2
aQ
417bn
式中 W2-溶液池容积,m3; Q-处理水量,m
3
/h;本设计Q=2429.2m
3
/h
a-混凝剂最大投加量,20mg/L; b-溶液浓度(5%-20%),取10%; n-每日调制次数,取n=3。 代入数据得:W2=3.884m3,取3.88m3
取有效水深H1=1.0m,总深H=H1+H2+H3(式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取0.1m)=1.0+0.2+0.1=1.3m。
溶液池形状采用矩形,尺寸为长×宽×高=2m×1.5m×1.3m。溶液池
设置两个,每个容积为W2,以便交替使用,保证连续投药。 3).溶解池容积计算:
溶解池容积w1=0.3*w2=0.3*3.88=1.164 m3 溶解池一般取正方形,有效水深H1=1.0m,则:
面积F=W1/H1,有边长a=F1/2=1.079m;取边长为1.1m。 溶解池深度H=H1+H2+H3 (式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取
H=1.0+0.2+0.1=1.3m
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t=10min,则放水流量
查水力计算表得放水管管径d0=100mm,溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根(钢管或铸铁管)。
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)药剂仓库: 设计投药量:
每天投药量a*Q=58300х20=1166kg/d 每月投加量=1166*15=17.49t
2.3.2 静态混合器
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:
1、设计参数:设计总进水量为Q=58300m3/d=2429.2 m3/h=0.675 m3/s,水厂进水管投药口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,使药液均匀分布,进水管采用两条,流速v=1.12m/s。 2、设计计算 (1)、设计管径
静态混合器设在絮凝池进水管中,设计流量:q=Q/2=0.337m/s 则静态混合器管径为:本设计采用D=650mm (2)、混合单元数
=2.36
本设计取N=3
则混合器的混合长度为:L=1.1DN=1.1*0.65*3=2.15m (3)、混合时间:
(4)、水头损失:合设计要求。
2.3.3往复式隔板絮凝池 1.设计水量(包括自耗水量) Q=58300m3/d=2429.2m3/h 2.采用数据:
廊道内流速采用4档:v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.3m/s, v4=0.25m/s, 絮凝时间:T=20min 池内平均水深:H1=1.8m 超高:H2=0.3m 池数:n=2 3.计算
计算总容积:W=QT/60=2429.2×20/60=809.7m3 分为两池,每池净平面面积: F’=W/(nH1)=809.7/(2×1.8)=225m2 池子宽度B:按沉淀池宽采用20m
池子长度(隔板间净距之和):L’=225/20=11.3m 隔板间距按廊道内流速不同分成4档:
α1=Q/(3600nv1H1)=2429.2/(3600×2×0.5×1.8)=0.37m 取α1=0.4m,则实际流速v1’=0.47m/s
α2=Q/(3600nv2H2)=2429.2/(3600×2×0.4×1.8)=0.47m
,符
取α2=0.5m,则实际流速v2’=0.37m/s
α3=Q/(3600nv3H3)=2429.2/(3600×2×0.3×1.8)=0.62m 取α3=0.65m,则实际流速v3’=0.29m/s
α4=Q/(3600nv4H4)=2429.2/(3600×2×0.25×1.8)= 0.75m 取α4=0.8m,则实际流速v4’=0.23m/s 廊道条数
条
每一种间距采取5条,则廊道总数为20条,水流转弯次数为19次。则池子长度(隔板间净距之和): L’=5×(α1+α2+α3+α4) =5×(0.4+0.5+0.65+0.8)=11.75m
隔板厚按0.2m计,则池子总长:L=11.75+0.2×(20-1)=15.55m 按廊道内的不同流速分成5段,分别计算水头损失。 第一段:
水力半径:R1=α1H1/(α1+2H1)=0.4×1.8/(0.4+2×1.8)=0.18m 槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数Cn
故:
GT值计算(t=20℃):
γ⨯h
-1
G= 60μT=38.67s
GT==46409.5
此GT值在104~105的范围内 2.3.4 平流沉淀池
已知设计水量(包括自耗水量):Q=2429.2m3/h =0.47 m3/s 沉淀池个数:n=2,每组设计流量为1214.6 m3/h 沉淀池沉淀时间:T=2.0h 池内平均水平流速:v=0.015m/s 有效水深:H=2.0m,超高:0.3m 原水平均浑浊度为200mg/l 设计计算 (1)池体尺寸 ① 单池容积V
V=Qt/n=2429.2*2/2=2429.2 m3 ② 池长L
L=3600vT=3600×0.015×2=108 m ③ 池宽B
池的有效水深采用H=2.0m,超高采用0.3m,则池深为2.3m。则池宽
B=V/LH=2429.2/(108*2)=11.2 m 取12m (2)校核池子尺寸比例
长宽比:L/B=108/11.2=9.6>4 符合要求 长深比:L/H=108/2.0=54>10 符合要求 (3)进水穿孔墙
沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水,墙长12m,墙高2.5m,有效水深2.0m,用虹吸式机械吸泥机排泥,其积泥厚度为0.1m,超高0.2m。 穿孔墙孔眼形式采用矩形的半砖孔洞,其尺寸为15cm×8cm。孔洞处流速采用v0=0.2m/s,则
穿孔墙孔洞总面积 :Ω=Q/3600v0=1214.6/(3600*0.2)=1.69m3 孔洞个数:N=Ω/(0.15*0.8)=1.69/(0.15*0.08)=140 个 (4)出水渠
① 采用薄壁堰出水,堰口保证水平 ② 出水渠宽度采用1m,则渠内水深
h=1.73*(q/gb2)1/3=1.73*[Q/(3600n)gb2]1/3=≈0.50 m 为保证堰口自由溢水,出水渠的超高为0.1m,则渠道深度 为0.6m。
堰口溢流率按400m3/(m•d)计算,出水堰长度L=Q/400=3.03m
为了取得较好的排泥效果,可采用机械排泥。即在池末端设集水坑,通过排泥管定时开启阀门,靠重力排泥。
由于平流沉淀池的池底沉泥主要集中在近絮凝池的前端1/3左右沉淀池池长范围,因此沉淀池后端2/3池长范围排出的泥水往往含固率很低,导致水厂平流沉淀池的排泥水量消耗较多,实施水厂排泥水处理时就会相应增加排泥水处理成本。为了减少不必要的排泥水量消耗,必须通过合理排泥来提高沉淀池排泥水的整体含固率。池内存泥区高度为0.1m,池底有1.5‰的坡度,坡向末端积泥坑(每池一个),坑的尺寸为50cm×50cm×50cm.
排泥管兼沉淀池放空管,其管径d应按下式计算: d=(0.7BLH00.5/t)0.5=0.46m 采用500mm 式中:H0—池内平均水深,m,此处为2.3+0.1=2.4m; t—放空时间,s,此处按2h计。 (6)沉淀池水力条件复核
1、水流截面积 w=BH=12×2.3=27.6m3 2、 水流湿周 χ=2H+B=2×2.3+12=16.6m 3、 水力半径 R=w/χ=1.66 m 4、雷诺数 Re
Re=vR/γ=1.5×166/0.01=24900 5、弗劳德数 Fr
Fr=v2/(Rg)=1.52/(166×981)=1.38×10 (在规定范围1×10-5~10-4内)
5
(五) 普通快滤池 设计参数
设计2组滤池,每组滤池设计水量为:Q=29150 m3/d 冲洗强度q=10L/(s· m2),滤速:v1=10m/h 设计计算
2.1 滤池面积及尺寸
滤池工作时间为24h,冲洗周期为12h,滤池实际工作时间为: T=24-0.1×24/12=23.8h
滤池面积为:F=Q/(v1T)=29150/10×23.8=122.48 m2 每组滤池单格数为N=6,布置成对称双行排列。 每个滤池面积为:f=F/N=122.48/6=20.4m2
采用滤池长宽比为:2左右,滤池设计尺寸为6m×3.4m。 校核强制滤速v2为:v2=Nv1/(N-1)=6×10/(6-1)=12m/h 2.2 滤池高度
承托层厚度H1,采用0.45m 滤料层厚度H2,采用0.7m 砂面上水深H3,采用1.8m 保护高度H4,采用0.30m
滤池高度H为:H=0.45+0.7+1.8+0.30=3.25m 2.3 每个滤池的配水系统 1,干管 干管流量:
qg=fq=15.89⨯10=158.9L/s
采用管径:
dg=500mm
干管始端流速:vg=0.81m/s 2,支管 支管中心间距:每池支管数:
aj=0.25m
nj=2⨯
L5.5=2⨯=44根a0.25 qj=
qgnj
=
158.9
=3.62L/s44
每根支管入口流量:采用管径:
dj=60mm
采用始端流速:3,孔眼布置:
vj=1.28m/s
支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25% 孔眼总面积:
Fk=Kf=0.25%⨯15.89=0.038m2=38000mm2
采用孔眼直径:dk=8mm 每个孔眼面积:孔眼总数:
Nk=
fk=
π
4
dk2=0.785⨯82=50.3mm2
Fk38000==755.5个fk50.3,取756个 nk=
NK756
==17.2个nj44
每根支管孔眼数: ,取18个
支管孔眼布置设二排,与垂线成450夹角向下交错排列。
11
lj=(B-dg)=(3-0.5)=1.25m
22每根支管长度:
ak=
lj1.25
==0.208m11nk⨯1222
每排孔眼中心距:
4,孔眼水头损失: 支管壁厚采用:ζ=5mm 流量系数:μ=0.68 水头损失:
hk=
1q2110()=()2=1.76m2g10μK2g10⨯0.68⨯0.25
5,复算配水系统:
lj
支管长度与直径之比不大于60,则dj
=
1.25
=21
孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5,则
fgnjfj
=
0.0503
=0.41
44⨯0.785⨯(0.06)2
干管横截面积与支管总横截面积之比,一般为1.75-2.0,则
0.785⨯0.52
=1.24≈1.862
njfj44⨯0.785⨯(0.06)fg
符合
孔眼中心距应小于0.2,则ak=0.173
洗砂排水槽中心距采用a=1.8m水槽设2根。排水槽总长l0=5.5m,每槽排水量为:
q0=ql0a=10×5.5×1.8=99L/s
采用三角形标准断面,槽中流速采用v0=0.9m/s
排水槽断面尺寸为:x=0.5(q0/1000v0) 0.5=0.166m,采用0.17m 排水槽底厚度用0.05m,砂层最大膨胀率45%,砂层厚度0.7m。 洗砂排水槽顶距砂面高度:He=eH2+2.5x+ζ+0.075=0.96m 砂石排水槽总面积为:
F0=2xl0n0=2⨯0.17⨯5.5⨯2=3.74m2
F0/f=3.74/15.89=23.3%
设一条,进水管的流量为0.263m3/s
渠中流速为1.02m/s,进水渠断面采用宽0.65m,渠中水深0.4m,各个滤池进水管流量0.132m3/s,管中流速为0.9m/s。则各进水支管的管径取400mm。 B.反冲洗水管
流量为qf=10×15.89=158.9L/S,采用管径350mm,管中流速为2.18m/s C.清水管
3m,每个滤池清水管的流量为清水总流量为进水总流量即0.263
0.132 m3/s,采用管径350mm,管中流速为1.2m/s。 D.反冲洗水排水
排水流量为0.284 m3/s,管中流速为1.45m/s 采用排水管的管径为500mm。 E.反冲洗高位水箱
冲洗水箱容积:V=1.5fqt=1.5×0.01589×10×6×60=85.81m3 水箱高度:水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为:h1=1.0m 配水系统水头损失为h2=hk=1.76m
承托层水头损失:h3=0.022H1q=0.022⨯0.45⨯10=0.099m 滤料层水头损失:
h4=(
γ12.65
-1)(1-m0)H2=(-1)(1-0.41)⨯0.7=0.68mγ1
安全富余水头:h5=1.5m 冲
洗
水
箱
底
应
高
于
洗
砂
排
水 槽
面
:
H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+1.76+0.099+0.68+1.5=5.04m
2.6 配气系统设置
供气方式采用空压机通过中间储气罐向滤池送气。