6万吨给水处理厂设计说明书Word文件下载.docx
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药剂调配一般有水力、机械、压气、水泵等方法。
本设计采用空气调制方法。
（5）、溶解池容积W1
因用的是聚合氯化铁，需设溶解池，溶解池容积按溶液池容积的30%计：
W1=0.3W2=0.3×
28=9m3
溶解池尺寸为L×
B×
H=2.5m×
2.5m×
1.7m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。
溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量：
q0=W1÷
60t=9×
1000÷
（60×
10）=15L/s
选择放水管管径DN=100mm,相应流速v0=1.95m/s。
溶解池底部设管径D=100mm的排渣管一根。
溶解池采用压缩空气搅拌，其中，空气供给强度设为10L/（S·
m2），空气管流速设为13m/s,孔眼直径设为3mm，流速为26m/s,支管间距设为500mm。
溶解池置于地下，池顶高出地面0.2m。
溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。
（6）、溶液池容积W2
根据设计流量Q=2650m3/h，最大药剂投加量为α=50mg/L，溶液浓度c=12%，每天调制次数n=2，则溶液池容积为：
W2=αQ/417cn=50×
2650/（417×
12×
2）=13.2m3
采用两个溶液池。
每个池子的有效容积为W2，。
溶液池的基本尺寸L×
2.5m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。
（7）、投加设备
1）药液提升设备
2）投药管
每池设一根投药管，投药管流量：
q=W2×
2×
1000/86400=0.31s
选择投药管管径DN=50mm,相应流速为0.21s。
（8）、计量设备
拟采用LZB-40型转子流量计。
LZB型玻璃转子流量计由一个垂直安装的锥形玻璃管与转子组成，可以从锥形管外壁的刻度上直接读出介质的流量值。
锥体管长度430mm，工作环境-20～120℃，压力≦6kg/cm2。
（9）、药剂仓库的计算
1）已知条件
混凝剂为聚合氯化铁（PFC），每袋质量是50Kg,每袋规格为0.5m×
0.5m×
0.2m。
投药量为50mg/L，水厂设计水量为2500m3/h。
药剂堆放高度1.5m，药剂储存期为28天。
2）设计计算
聚合氯化铁（PFC）的袋数
N=（Q×
24）ut/（1000w）=（2650×
24×
50×
28）÷
（1000×
50）=1780（袋）
堆放面积
A=NV/［H（1-e）］=（1780×
0.5×
0.2）÷
［1.5×
（1-0.2）］=74m2
仓库平面尺寸
L=10m×
10m=100m2
（10）、加药间的设计计算
采用佛山水泵厂生产的计量加药泵，泵型号JZ1000/16，选用三台，二用一备，加药间的平面尺寸为B×
L=15m×
20m
二、混合
本设计采用管式静态混合器。
三、絮凝反应池
本设计采用往复式隔板絮凝反应池。
1、设计参数：
根据设计流量Q=2500m3/h，设2池。
廊道内流速采用4段：
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=2.8m，超高h2=0.3m。
2、设计计算：
（1）总容积的计算:
W=Q×
T/60=2650×
20/60=883m3
（2）每池面积:
分设2池，由于平均水深h1=2.5m则每池净平面面积：
F=W/（n×
h1）=883/（2×
2.5）=176.6m2
池子宽度B，按沉淀池宽采用16.8m,
池子长度（隔板间净距之和）：
L’=176.6m2/16.8m=9.3m
（3）廊道长度
隔板间距按廊道内流速不同分成4档：
α1=Q/（3600×
n×
V1×
h1）=2650/（3600×
2.8）=0.263m，
取α1=0.27m，则实际流速V1=0.563m/s；
α2=Q/（3600×
V2×
0.4×
2.8）=0.329m，
取α2=0.33m，则实际流速V1=0.460m/s；
按上法计算得：
α3=0.45m，V3=0.358m/s
α4=0.63m，V4=0.251m/s
每一种间隔采取6条，则廊道总数为4×
6=24条，水流转弯次数为23次。
则池子长度（隔板间净距之和）：
L’=6×
（0.49+0.60+0.77+1.10）=17.76m
隔板厚按0.1m计，则池子总长：
L=17.76+0.1×
（23-1）=19.96m
（4）水头损失的计算
按廊道内的不同流速分成4段分别计算水头损失。
第一段：
水力半径：
R1=α1×
h1/（α1+2h1）=0.23m
槽壁粗糙度系数n=0.013,流速系数Cn=1/n×
Rny，
=2.5×
0.114-0.13-0.75×
0.480×
（0.114-0.1）=0.15
故C1=R1y/n=0.230.15/0.013=61.7
第一段廊道长度l1=6×
B=6×
16.8=100.8m
第一段水流转弯次数S1=6
则絮凝池第一段的水头损失为：
各段水头损失计算结果见下表：
各段水头损失计算
段数
1
6
100.8
0.23
0.414
0.563
61.7
0.045
2
0.29
0.334
0.460
63.89
0.036
3
0.36
0.292
0.358
65.99
0.026
4
0.48
0.197
0.251
68.90
0.011
h=∑hn=0.118m
（5）GT值计算
（20℃时），
1000×
0.118/（60×
1.029×
10-4×
26）=27.1
GT=27.1×
20×
60=32535（在104~105范围内）
（6）池底坡度：
i=h/L=0.118/19.96=0.59%
四、沉淀
由于沉淀池占地面积比较大，而且与隔板絮凝池相连，所以本设计采用平流沉淀池。
共有2座沉淀池。
1．每组设计流量
每个沉淀池的处理流量Q0=2650m3/h/2=1325m3/h=0.368m3/s
2．设计数据的选用
表面负荷Q/A=2m3/（m2·
h），设计停留时间1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s
3．计算
沉淀池表面积A=662.5m2。
沉淀池长L=3.6vT=3.6×
15×
1.5=81m
沉淀池宽B=A/L=662.5/81=8.1m
沉淀池有效水深H=QT/BL=1325×
1.5/（8.1×
81）=3.07m.采用3.4m（包括保护高）。
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。
穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s,则孔口总面积为1325/（3600×
0.2）=1.84m2。
每个孔口尺寸定为15cm×
8cm，则孔口数为1.84/（0.15×
0.08）=154个。
沉淀池放空时间按3h计。
则放空管直径为：
d=0.412m,采用DN=450mm
出水渠断面宽度采用1.0m,出水渠起端水深为:
H=0.68m,为保证堰口自由落水,出水堰保护高采用0.1m,则出水深度为0.78m。
4．水力条件校核
水流截面积ω=8.4×
3.07=25.79m
水流湿周χ=8.4+2×
3.07=14.54m
水力半径R=25.79/14.54=1.77m
弗劳德数Fr=v2/Rg=1.52/（177×
981）=1.30×
10-5
雷诺数Re=vR/ν=1.5×
177/0.01=26550（按水稳20度计算）
第五章过滤
滤池设计计算
本设计采用普通快滤池。
由于双层滤料过滤效果好,滤速高,因此采用双层滤料.如建成后选不到滤料可先装普通石英砂,按一般快滤池使用,无烟煤厚度为0.4m,石英砂厚度为0.7m,承托层厚度0.6m,设有水头损失计算计及流量自动控制器,全部闸阀采用水力启动.每一滤池设控制台一座.
1.设计参数
设计2个滤池，每个滤池设计水量为：
Q=31800（m3/d）,1325m3/h,0.368m3/s
滤速：
v1=7m/h
滤池总面积:
F=Q/V=1325/7=189.3（m2）
采用6个滤池,则每个滤池面积为:
189.3/6=32（m2）,采用6m×
6m的池子,面积为36m2（忽略池壁厚度）,总面积216m2.
冲洗强度及澎胀率:
冲洗强度为q=14L/（s·
m2）,冲洗时间为7min,所以最大冲洗水量为:
Q冲洗=14×
26=364（L/s）,膨胀率选用e=42%.
过滤周期:
24h
2.配水系统:
采用大阻力配水系统
干管直径选用DN=800mm,流速V=1.35m/s,1000i=2.621,干管截面积:
f干=3.14×
0.82/4=0.50（m2）
干管始端流速取
支管中心间距0.25m,干管每侧支管数=7/0.25=28（根）,共计56根.
支管流量=364/56=6.5（L/S）
选用支管管径DN=100mm,流速V=0.84m/s,1000i=16.249,支管总横截面积为:
f支总=56×
3.14×
0.12/4=0.44（m2）
支管长度L支=（7-0.1）/2=3.45（m）
支管长度与支管管径之比L/d=3.45/0.1=34.5<
60,满足要求.
管式大阻力配水系统水头损失按孔口平均水头损失计算公式:
h=[q/（10uk）]2/（2g）
孔眼总面积与滤池总面积之比:
k=q/[10u（8v2滤干+10v2滤支）1/2]=14/[10×
0.62（8×
1.352+10×
2.832）1/2]=0.23%
孔眼总面积:
f孔总=0.0023×
26=0.0598（m2）
孔眼直径采用10mm,每个孔眼面积为:
F单孔=3.14×
0.012/4=0.0000785（m2）
孔眼总数为:
n总=0.0598/0.0000785=762（个）
支管、干管总长L总=7×
28+7=203（m）
则孔眼中心距为:
S=l/n总=203/762=0.266（m）
通过孔眼的流速为:
V=Q/1000f孔总=364/1000×
0.0598=2.18（m/s）
孔眼总面积与支管总横截面积之比为:
f孔总/f支总=0.0598/0.44=0.136
校核干管截面积与支管截面积之比:
（f孔总/f干）2+（f孔总/f支总）2=（0.0598/0.5）2+（0.4472）2
=0.250<
0.28
所以满足要求.
3.滤池的各种管渠计算:
浑水进水渠:
进水流量:
Q=31800（m3/d）=1325m3/h=0.368（m3/s）
设置一条进水管渠,渠中流速1.1m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m.
进滤池支管流量为:
Q=368/6=61.33（L/s）,采用DN350mm的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015
清水出水渠:
设置一条出水管渠,渠中流速1.3m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m.清水支管流量为:
Q=368/6=61.33（L/s）,采用DN350mm的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015.
冲洗进水管:
反冲洗流量为364（L/s）,采用DN600钢管,流速为2.33m/s,1000i=11.032.
废水排水渠:
冲洗流量:
Q=0.364（m3/s）
起点水深为:
h集起=h集终（2r+1）1/2;
h集终取0.5m,集水渠宽取B集=0.8m,渠内流速V集=Q滤冲/（h集终B集）=0.364/（0.5×
0.8）=1.70（m/s）
r=V集2/（gh）=1.702/（9.8×
0.5）=0.59
h集起=h集终（2r+1）1/2=0.5×
（2×
0.59+1）1/2=0.74
冲洗排水槽:
两冲洗排水槽中心间距取1.8m,则排水槽个数为7/2=3.5，取4.
排水槽末端流量364/4=170.14（L/s）,采用流速V=0.6m/s,则末端面积为0.17014/0.6=0.28357（m3）,采用三角形标准断面,
4a2=0.28357,a=0.266,采用0.27m,槽底厚0.01m.
槽缘高出石英砂滤料面的高度为:
h槽缘=eH滤料+2.5a+l槽底+0.07
=0.42×
1.1+2.5×
0.27+0.01+0.07
=1.217（m）
滤池高度
承托层厚度H1=0.6（m）
滤料层厚度H2=1.1（m）
滤层上水深H3=1.8（m）（1.5~2.0）
保护高度H4=0.30（m）
H=H1+H2+H3+H4=0.6+1.1+1.8+0.30=3.8（m）
反冲洗高位水箱:
冲洗水箱容积：
V=1.5Q冲洗t=1.5×
0.681×
7×
60=429.03m3
水箱内水深采用3.5m,则圆形水箱直径为:
（4×
429.03/（3.14×
3.5））1/2=13m.
设置高度:
水箱底至冲洗水箱的的高差△H由下列几部分组成.
1.水箱与滤池间冲洗管道的水头损失h1,
管道冲洗流量为364（L/s）,采用DN600钢管,流速为2.33m/s,1000i=11.032.管长取70m.
管道上主要配件及其局部阻力系数为:
水箱出口1个,阻力系数为0.5.
90度弯头2个,阻力系数为2×
0.6=1.2
DN600闸阀3个,阻力系数为3×
0.06=0.18
流量计1个,阻力系数为1
等径转弯三通3个,阻力系数为3×
1.5=4.5
总计0.5+1.2+0.18+1+4.5=7.38
则h1=0.01103×
70+7.38×
2.332/（2×
9.8）
=2.82（mH2o）
配水系统水头损失h2:
h2=8V2滤干/（2g）+10V2滤支/（2g）
=8×
1.352/（2×
9.8）+10×
2.832/（2×
=4.83（mH2o）
承托层的水头损失h3:
h3=0.022×
H滤承q冲洗=0.022×
0.6×
14=0.198（mH2o）
石英砂密度取2.65t/m3,滤料层膨胀前的孔隙率为0.4.无烟煤密度取1.8t/m3,滤料层膨胀前的孔隙率为0.45,滤料的水头损失h4:
h4=（p煤/p水-1）（1-m煤）H煤+（p砂/p水-1）（1-m砂）H砂
=（1.8/1-1）×
（1-0.45）0.4+（2.65/1-1）×
（1-0.4）0.7
=0.85（mH2o）
备用水头h5:
取h5=1.5（mH2o）
△H=h1+h2+h3+h4+h5=2.82+4.83+0.198+0.85+1.5=10.198（mH2o）
第六章消毒设计计算
已知条件
水厂设计水量：
Q=63600m3/d=2650m3/h
采用滤后水加液氯消毒
加氯量取2mg/L
仓库储量按20d计算
加氯点在清水池前
设计计算
加氯量Q:
Q=0.001×
2.0×
2650=5.3kg/h
储氯量G:
G=20×
5.3=2544kg/20天
氯瓶数量:
采用容量为600kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸：
直径600mm，H=1800mm，共5瓶,另采用中间氯瓶一只,以沉淀氯气中的杂质,还可防止水流进氯瓶.
加氯机数量:
采用加氯机2台，交替使用
加氯间、氯库:
加氯间靠近氯池和清水池.因与反应池距离较远，无法与加药间合建。
设置在水厂的北部.
第七章清水池设计计算
水厂内建两座清水池，每座有效容积为：
W=W1+W2+W3+W4
清水池调节容积取设计水量的15%，则调节容积为W1:
W1=63600×
0.15=9540（m3）
消防用水量按同时发生两次火灾,一次灭火用水量取25L/s,灭火时间为2h,则消防容积W2为:
W2=25×
3600/1000=180（m3）
生产自用水量取设计水量的6%,W3为:
W3=63600×
0.06=3816（m3）
根据本水厂选用的构筑物特点，水厂自用水贮备容积W4为0.
W=9540+180+3816+0=13536（m3）
池深采用h=5m，采用矩形清水池，则每座清水池平面面积为A=13536/2×
5=1354（m3），采用边长60m×
25m的正方形。
超高0.3m，则清水池净高度为5.3m。
进水管（钢管）DN=9000mm,出水管DN=900mm,流速=1.21m/s，益流管与进水管直径相同DN=900mm，排水管直径DN=600mm，清水池设2个检修孔DN=1000mm，池顶设6个通气管DN=200mm，池顶的覆土厚度为0.7m。
图3-5清水池简图
第八章水厂平面布置
当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置，布置时应注意下列要求。
（1）按照功能，分区集中：
将工作上有直接联系的辅助设施，尽量予以靠近，以利于管理，一般水厂可分为：
1）生产区：
生产区是水厂布置的核心，除上述系统流程布置要求外，尚需对有关辅助生产构筑物进行合理安排。
加药间（包括投加混凝剂、加氯及相应的药剂仓库）应尽量靠近投加点，一般可设置在沉淀池附近，形成相对完整的加药区。
冲洗泵房和鼓风机房宜靠近滤池布置，以减少管线长度和便于操作管理。
2）生活区，将办公楼、值班宿舍、食堂厨房等建筑物组合为一区。
生活区尽可能放在进门附近，便于外来人员联系。
同时，也可以使生产免受外来干扰。
（2）注意净水构筑物扩建时的衔接，净水构筑物一般可以逐组扩建，但二泵房、加药间以及某些辅助设施不宜分组过多，为此在布置平面时，应郑重考虑远期净水构筑物扩建后的整体性。
（3）考虑物料运输、施工和消防要求：
日常交通、物料运输和消防通道是水厂道路设计的主要目的，也是水厂平面设计的重要组成。
一般在主要构筑物的附近必须有道路到达，为了满足消防要求和避免施工影响，某些构筑物之间必须留有一定间距。
（4）因地制宜和节约土地：
水厂布置应避免点状分散，以致增加道路，多用土地。
第九章高程布置
在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。
两构筑物之间的水面高差即为流程中的允许流速水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。
水头损失通过计算确定，并留有余地。
当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。
构筑物高程布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物型式有关。
本设计所给地形有自然坡度，有利于高程布置，应充分利用。
第十章设计心得
通过本次课程设计，我加深了对给水工程理论课程教学内容的理解，进一步复习和消化了课程讲授的内容，培养了理论联系实际的综合素质，巩固了学习成果。
在本次为期一周的设计过程中，我掌握了给水处理厂工艺设计的基本步骤，掌握了给水处理厂各处理构筑物形式的选择方法与工艺设计计算方法，给水处理厂平面布置与高程设计的原则和方法，具备了初步的独立设计能力；
掌握了设计与制图的基本技能；
提高了综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。
在此过程中我走了不少弯路，尤其在绘制图纸过程中发现很多问题，但最终我完成了设计.
感谢周赛军老师和肖华政老师对我的帮助！
肯请老师检阅并批评指正。
参考文献
（1）严熙世，范谨初.给水工程（第四版）.中国建筑工业出版社，1999，北京
（2）崔玉川等.给水厂处理设施设计计算.化学工业出版社，2003，北京
（3）《给水排水设计手册》，第三册，城镇给水，中国建筑工业出版社：
北京，2004.4
（4）《给水排水设计手册》，第一册，常用资料，中国建筑工业出版社：
北京，1986.7
（5）《给水排水设计手册》，第十一册，常用设备，中国建筑工业出版社：
北京，2004.6
（6）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）
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