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1、精心打造 未来1 设 计 说 明 与 计 算 书 一、设计项目 某城市给水厂给水处理工艺初步设计 二、给水处理工艺流程 混凝剂 消毒剂 原水 混凝池 沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用户 污泥浓缩池 脱水机房 污泥处理 三、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 8%，则设计处理量为；dmQ/12247211340008.1a)Q1(3d dmQ/1134006300183d 式中 Q水厂日处理量；a水厂自用水量系数，一般采用供水
2、量的5%10%，本设计取 8%；Qd设计供水量（m3/d），为 115668m3/d.四、给水处理厂工艺计算 1、加药间设计计算 已知计算水量 Q=122472m3/d=5103m3/h。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量 a=51.4mg/L，药容积的浓度 b=15%，混凝剂每日配制次数 n=2 次。4.1.2.设计计算 精心打造 未来2 1 溶液池容积1W m9.201524175103x4.51417b1naQV，取 21m3 式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取 30mg/L;Q设计处理的水量，3600m3/
3、h;B溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用 5%-20%，本设计取 15%；n每日调制次数，一般不超过 3 次，本设计取 2 次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2 个，每个容积为 W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为1m.35m.20m.3HBL高度中包括超高 0.3m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积：m1.28.25.20.3W满足要求。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。2 溶解池容积2W
4、 312m3.6213.03.0WW 式中：2W 溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）1W；本设计取 0.31W 溶解池也设置为 2 池，单池尺寸：mmmHBL1.25.15.2，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度 0.2m，池底坡度采用 0.02。溶解池实际有效容积：34.67.15.15.2mW 溶解池的放水时间采用 t10min，则放水流量：SLt/5.10106010003.660wq20 查水力计算表得放水管管径0d100mm，相应流速 d=1.16m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径 d100mm 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
5、结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理 3 投药管 投药管流量 精心打造 未来3 2 100021 2 1000=0.48624 60 6024 60 60wLqS 查水力计算表得投药管管径 d25mm，相应流速为 1.17m/s。4 溶解池搅拌设备 溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5 计量投加设备 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:hW/m75.1122112q31 式中：1W溶液
6、池容积（m3）耐酸泵型号 J-D1600/2.0 选用 2 台，一备一用.6 药剂仓库 考虑到远期发展，面积为 150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为 10.0m15.0m。4.2 混合设备设计计算 4.2.1 设计参数 设计总进水量为 Q=86400m3/d，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=1.0m/s。计算草图如图 2-1。图 4-1 管式静态混合器计算草图 4.2.2 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 精心打造 未来4 h
7、mdmQq/7.0/612362122472n33 则静态混合器管径为：mvqD94.00.114.37.044，本设计采用 D=800mm；2.混合单元数 按下式计算 40.09.00.136.2v36.23.0-5.0-3.0-5.0-DN，本设计取 N=3；则混合器的混合长度为：10m.339.01.11.1DNL 3.混合时间 T=sL10.3110.3v 4.水头损失 5m.023.0394.07.01184.0d1184.04.424.42nQh,符合设计要求。5.校核 GT 值 1363.79810.31014.123.09800rSuThG，在 700-10001s之间，符合设
8、计要求 884.022.642333.822000GT，水力条件符合设计要求。4.3 机械搅拌絮凝池工艺设计 设计参数 设计流量 Q=122472m3/d=5103m/h,池数 n=2 座，单池设计流量 Q=2552m/s，絮凝时间 t=20min.1、絮凝池尺寸设计计算 絮凝池的有效容积:3m8516020255260QTW 根据水厂系统布置，水深 H 取 4.5m,采用三排搅拌器，则水池长度：LzH 18m5.433.1L 池子宽度：mLHWB5.105.418851 精心打造 未来5 2、搅拌器尺寸 每排上三个搅拌器，每个搅拌器长：ml2.33/2.04-5.10 式中 0.2搅拌器间的
9、净距和其离壁的距离为 0.2m 搅拌器外缘直径：D=4.520.15=4.2m 式中 0.15为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离 0.15m 每个搅拌器上装有 4 块叶片，叶片宽度采用 0.2m，每根轴上桨板总面积为 27.7342.02.3m，占水流截面积225.475.45.10m的 21%，小于 25%的要求。3、每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：各排叶轮桨板中心点线速度采用：smvsmvsmv/2.0;/35.0;/5.0321。叶轮桨板中心点旋转直径：0D=4.20.2=4m。叶轮转数及角速度分别为：第一排：sradwDvn/24.0,minr/4.20.414.35.060
10、60011 第二排 sradwDvn/17.0,minr/7.1414.335.06060022 第三排 sradwDvn/10.0.minr/0.10.414.32.06060033 桨板宽长比 b/l=0.20/3.2=0.068.06m,可满足颗粒沉降的要求长度 4.5 滤池工艺计算 1.设计参数 采用两组滤池，滤池的设计流量：Q=1.3m3/S 设计滤速 10m/h1，冲击强度 14L/Sm21，冲洗时间 6min，膨胀率 45%1 2.设计计算（按每日工作 23h 计1）（1）滤池面积：F=Q/V24/23=5103/1024/23=532.5m2（2）单个面积 F=F/N=532.
11、5/6=88.75m2，取单池宽 B 为 8m，长为 10m。单格实际面积为 f=BL=810=80 m2，实际流速 V=Q/（Nf）24/23=11.09m3/h，校核强制滤速V=35)1(NQ24/23=13.3m3/h （3）进水虹吸管 虹吸管进水量 Q 进=)1(3600NQ=5103/3600(6-1)=0.28 m3/s（注：当一格冲洗时）事故冲洗时进水量 Q 事=)2(3600NQ=5103/3600(6-2)=0.47 m3/s 采用矩形断面，断面面积 W 进=Q 进/V 进=0.256m2 （V 进 取 0.5m/s1）采用断面 W 进=BL=0.60.91=0.21 m2
12、精心打造 未来11 进水虹吸管局部水头损失 h 局=1.2gV22进事 V 进事=进进事WQ=0.47/0.56=0.84m/s=进+290 弯头+出口=0.5+1.928+1.0=3.42 hf局=3.420.84x0.84/2*9.81x1.2=0.14m 进口虹吸管沿程水头损失 h 沿=RCV22进L，水力半径 R=XW进=0.33m 谢才系数 C=1/nR61=1/0.013(0.33)61=92.53（满流 n 取 0.0134）hf沿=0.001m，hf=0.072+0.001=0.073 取 h=0.1m （4）进水槽及配水槽 进水虹吸管至槽底 h1取 0.2m1，进水虹吸管淹没
13、深度 h2取 0.2m1，配水槽堰宽 b1取1.2m，配水堰上水头：h3=(184.1bQ进)32=0.25m 进水堰超高取 0.3m9 H 进=h1+h2+h3+hf+C=0.2+0.2+0.3+0.1+0.14=0.94m,取 10m（5）清水堰上水头 选堰宽 b2=6m 则堰上水头 H 堰=0.11m（6）滤板水头损失 开孔比：上层 1.32%1 下层为 1.0%,孔口流量系数 取 0.71 开孔面积：上层 W 上=801.32%=1.05m，下层 W 下=801.0%=0.8m 冲流时孔眼内流速：V 上=qWf=0.014801.05=1.07m/s V 下=qWf=0.01480/0
14、.8=1.4m/s 滤板内水头损失：h 上=gV222上=22211m.081.927.007.1 h 下m203.081.927.04.12g2222下h 板=h 上+h 下=0313,取 0.35m（7）排水虹吸管 精心打造 未来12 冲洗排水量 Q 排=qf=0.01480=0.1.12m3/s 查水力计算表 当 Dg=900mm 时，V 排=1.27m/S，1000i=2.88 排水虹管长为 L=10m hf局=gV22排=（0.5+1.92+1.0）81.9227.12=0.44m h 沿=LI=104.4/1000=0.028m，hf=hf局+hf沿=0.44+0.044=0.48
15、4m（8）洗砂排水槽 采用槽底为三角形断面的排水槽，洗砂排水量：Q=qLa=148.0 1.75=196L/S，洗砂排水槽中心间距 a 为 1.75 m，每个滤池 4 条排水槽，槽的长度 L 等于滤池宽 B：5.0 m，槽中流速为 0.6m/s 槽底为三角形断面时尺寸：mqLX286.06.010001965.01000a5.0 槽 高 度 为：2.5X=0.56m,槽 宽 度 为 2X=0.45m,所 以 洗 砂 槽 顶 至 砂 面高度：H=e2H+2.5X+05.0075.0=45%0.7+0.56+0.06+0.07=1.01 m 复算洗砂排水槽：洗砂排水槽总面积：F0=20.2868.
16、04=18.3m2 0023803.18符合要求（9）滤池高度 H=H0+H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8+H9+H10=0.3+0.2+0.2+0.7+0.484+0.69+0.1+1.0+0.15+1.5+0.3=6.35m 其中 H 滤池高度（m），取 5-5.5 m9 H0 集水室高度（m），取 0.3-0.4 m H1 滤板厚度（m），取 0.1-0.2 m H2 承拖层高度（m），取 0.1 m9 H3 滤料厚度（m），取 0.8 m9 H4 洗砂排水槽底至砂面距离 m H5 洗砂排水槽高度 m H6 洗砂排水槽堰上水头（m）0.1 m9 H7 冲洗水头（m），取 1
17、.2 m H8 清水堰上水头（m），取 0.1 m9 H9 过滤水头（m），取 1.5 m H10 滤池超高（m），取 0.15-0.2 m9（10）虹吸滤池管径 进水管管径：600 mm 取流速为 0.7 m/s，进水渠断面：700mm700mm，清水管管径：700 mm 取流速为 1.0 m/s，排水管管径：900 mm 取流速为 1.2 m/s 4.6 消毒和清水池设计计算 精心打造 未来13 4.6.1 设计参数 已知设计水量 Q=122473m3/d=5103m3/h，本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为 1.7mg/L，清水池最大投加量为 1.0mg/L。4.6.2 设计计算
18、 1 加氯量计算 预加氯量为 haQQkg/7.851037.1001.0001.01 清水池加氯量为 hQQkg/1.551031001.0a001.02 二泵站加氯量自行调节，在此不做计算，则总加氯量为 hQQQ8kg/.131.57.821 为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用 2 台 ZJ 2 转子加氯机，选用宽高为：330mm370mm，一用一备.储氯量（按 20 天考虑）为：kgQG66248.1324202420 液氯的储备于4个 1吨氯瓶（HD=2020mm800mm）和 1 个0.5 吨氯瓶（HD=600mm1800mm）。2 清水池
19、平面尺寸的计算（1）清水池的有效容积 清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：1V=kQ=0.1113400=11340m 式中：k经验系数一般采用 10%-20%；本设计 k=10%；Q设计供水量 Q=113400m/d；消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取 25L/s，连续灭火时间为 2h，则消防容积：322.2551005103225mV 根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：精心打造 未来14 321m115952.255113400VVV 清水池共设 2 座，有效水深取 H=4.5m，则每座清水池的
20、面积为：F=23.12885.42115952mHV 取BL=2250=1100 m2，超高取 0.5m，则清水池净高度取.5m。（2）管道系统 1）清水池的进水管：mnQD02.18.0214.3313.14v41（设计中取进水管流速为v=0.8m/s）设计中取进水管管径为 DN800mm，进水管内实际流速为：1.00/s 2）清水池的出水管 由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取 时变化系数k=1.5，所以：m5.7654241224725.11Q 出水管管径：3.18.0214.31.24v412nQD（设计中取出水管流速为v=0.8m/s）设计中取出水
21、管管径为 DN1100mm，则流量最大时出水管内流速为：0.79m/s 3）清水池的溢流管 溢流管的管径与进水管相同，取为 DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4）清水池的排水管 清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按 2h 内将水放空计算。排水管流速按 1.2m/s 估计，则排水管的管径为：mvtD92.022.114.3360021159544v3 设计中取排水管径为 DN800mm（3）、清水池的布置 1）导流墙 精心打造 未来15 在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间 30min。每座清水池内导流
22、墙设置3条，间距为15m将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m0.1m的过水方孔。2）检修孔 在清水池的顶部设圆形检修孔 2 个，直径为 1000mm。3）通气管 为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设 4 个通气管，通气管管径为 200mm 其伸出地面高度高低错落，便于空气流通 4）覆土厚度 取覆土厚度为 0.7 m。5）清水池剖面示意图图 4-4 4.7 泵房设计 4.7.1 一泵房的设计 1.一泵房吸水间设计 水厂地面标高 68.0m，河流洪水位标高为 42.50 米，枯水位标高为 38.7 米，本设计一泵站吸水井底标高为 10.65 米，进水管标
23、高为 12.00 米，一泵站吸水井底标高为 24.5 米，宽为 6m，长度 20m，分为两格。2.一泵房设计 水泵选择：一泵房中水泵型号选择：2 用 1 备，选用 24SA-10B，水泵参数为：流量 473L/s,扬程为0.00-4.00-4.40DN800 进水管0.00DN800 溢流管DN1100 出水管DN800 排水管i=0.005精心打造 未来16 57.8m，轴功率为 533KW，电机功率为 600KW，效率 90%，一泵房底标高为 40.5 米，圆形钢筋混凝土尺寸为：R=12m，H=6.2m。4.7.2 吸水井的设计 地面标高 68.00m，清水池有效深度为 4m，吸水井的低于
24、清水池地面 1.5m，吸水井标高为 45m，宽为 6m，长度 15m，分为两格。4.7.3 二泵房的设计 1.水泵选择 二泵房中泵型号的选择：3 用 1 备 39m/5103Q3Hhm，扬程流量，查给排水设计手 11 册常用设备选泵。选用型，水泵的参数如下：型号 流量（3/mh）扬程(m)转数(r/min)功率（KW)配电动机功率(KW)效率（）真空度（m）500S59A 1500 57 970 315 400 74 6 1872 49 333 75 2170 39 320 72 泵房的尺寸：40m20m，长度为控制间 4m，泵轴之间的间距为 4.0m，靠近控制间的泵与靠近吊装间的泵距离墙的距
25、离也为 4.0m，另外设 4.0m 做为吊装机械电葫芦用，共计 40m。2、水泵吸水管路 吸水管路长 10m，Q=5103/3=1701m3/h，管径 DN=500mm，v1=1.27，1000i=4.3。吸水管路局部水头损失计算资料见表 4：表 4 吸水管路局部水头损失计算表 名称 喇叭口 90弯管 闸阀 渐缩阀 水泵进口 DN/mm 700 500 500 500-350 350 数量 1 1 1 1 1 局部阻力系数 0.3 0.8 0.06 0.2 1.0 流速/m/s 1.27 1.27 1.27 2.60 2.60 精心打造 未来17 水泵吸水管的水头损失：221(0.30.80.
26、06)1.27(4.3 10)1.2 2.600.5519.619.61000hm 泵房所在室外地坪为 50.5m，二泵房室内地面低于地面 3m.。二泵房为半地下式泵房。3、泵房高度 选用 LH5t 电动葫双梁乔式起重机，泵房地面上高度为：1221.4001.1201.20.810.20.13.854Hacdehnm 式中，a2 为行车梁高度，mm；c2 为行车梁底至其重钩中心的距离，a2+c2=1400mm；d为起重机钩的垂直高度，电机宽 1120mm；e 为最大机组的高度，810mm；h 为吊起物底部与泵房进口平台的距离，200mm；n 为 100mm.泵房高度地面下高度为 H=1.2m,
27、则泵房高度为：3.8541.25.054Hm 第 5 章 水厂高程布置计算 构筑物高程布置与厂区地形，地质条件及所采用的构筑物形成有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，本设计采用清水池的最高水位与地面标高相同。本设计规定清水池的最高水位为0.00m。5.1、管渠的水力计算（1）清水池 清水池最高水位标高为0.00m，池面超高为 0.5m，则池顶标高为 0.5m，有效水深 4.0m,则池底标高为-4.0m。（2）吸水井 清水池到吸水井的管线最长为 83.66m，管径为 DN1100，最大时流量 Q=0.75m3/s，查水力计算表：水力坡度为 i=0.6，流速 v=0.79m/s，沿线设有
28、 3 个闸阀，进口和出口，3 个90 弯头.一个等径丁字管，局部阻力系数分别为 0.06，1.0，1.0，1.05，1.05，则管中水 精心打造 未来18 头损失为：220.683.66(0.06 3 1.0 1.03 1.05 1.05)210000.790.25m2 9.81vhilg 因此，吸水井水面标高为-0.25m，加上超高 0.5m，顶面标高为 0.25m。（3）滤池 滤池到清水池之间的管长为：23.56m，设 2 根管，每根管流量为 0.5 m3/s，管径为 DN800，查水力计算表：流速 v=1.0m/s，坡度 i=1.5，沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，阻力系数
29、分别为：0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：221.51.023.56(0.062 1.05 1 1.0 1.0)210002 9.810.197mvhilg 滤池的最大作用水头为 2.02.5m，设计中取为 2.3m。（4）反应沉淀池 沉淀池到滤池管长为 L=20.48m,设 2 根管，每根管流量为 0.5m3/s，管径为 DN800，查水力计算表：流速 v=1.0m/s,坡度 i=1.5,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为 0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：221.5120.48(0.062 1.05 1.01.0)210
30、002 9.810.192mvhilg 絮凝池最大作用水头为：0.40.5m，设计中取 0.45m。沉淀池最大作用水头为 0.20.30m，设计中取 0.25m。（5）管式混合器 混合池到沉淀池之间的管线长为 17.07m，设两根管，每根管流量为 0.5l/s，管径为DN800，查水力计算表：流速 v=1m/s，坡度 i=1.5，沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06，1.05，1.0，1.0，则水头损失为：精心打造 未来19 221.51.017.07(0.062 1.05 1.0 1.0)210002 9.810.187mvhilg 管式混合器水头为 0.05m。