给水厂设计15万吨.doc

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目录

第一章设计原始资料

第二章工艺流程选择

第三章构筑物设计计算

第一节、配水井

第二节、药剂混合

第三节、澄清池

第四节、滤池

第五节、清水池

第六节、二泵房

第七节、加氯间及氯库

第八节、高程计算

设计计算书

第一章设计原始资料

⑴地理条件：

地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高22m（河岸边建有防洪大堤）。

⑵厂位置占地面积：

水厂位置距离河岸200m，占地面积充分。

⑶水文资料：

河流年径流量3.76－14.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。

取水点附近水位：

五十年一遇洪水位：

21.84m；

百年一遇洪水位：

23.50m；

河流平常水位：

15.80m；

河底标高：

10m。

⑷气象资料及厂区地质条件：

全年盛行风向：

西北；全年雨量：

平均63mm；冰冻最大深度1m。

厂区地基：

上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细砂，再下为中砂。

地基允许承载力：

10－12t/m2。

厂区地下水位埋深：

3－4m。

地震烈度为8度。

⑸水质资料：

浊度：

年平均68NTU，最高达3000NTU；PH值：

7.4－8.6；水温：

4.5－21.5℃；色度：

年平均为11－-13度；臭味：

土腥味；总硬度：

123.35mg/LCaCO3;溶解氧：

年平均10.81mg/L；Fe：

年平均0.435mg/L，最大为0.68mg/L；大肠菌群：

最大723800个/mL，最小为24600个/mL；细菌总数：

最大2800个/mL，最小140个/mL。

⑹水质、水量及其水压的要求：

设计水量：

根据资料统计，目前在原地下水源继续供水的情况下，每天还需15万立方米。

水质：

满足现行生活饮用水水质标准。

水压：

二级泵站扬程按50米考虑。

第二章工艺流程选择

水厂采用河水作为新水源，由于水源为河水，故需先除藻再进行原水的净水工艺，本厂采用预加氯的方法除藻。

由水质分析结果可知（对照生活饮用水水质标准），原水的色度，浊度，大肠杆菌和细菌总数需要处理。

流程的确定

1.流程：

原水→混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→用户

2.方案：

方案一：

原水→管式静态混合器→隔板絮凝池→平流沉淀池→V型滤池→清水池→二泵房→用户

方案二：

原水→管式静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→清水池→二泵房→用户

3.技术经济比较

方案一、二中的不同部分为絮凝沉淀部分，故比较方案一中隔板絮凝池和平流沉淀池与方案二中的机械搅拌澄清池的优劣性即可。

（一）

（1）隔板絮凝池

优点：

1、絮凝效果较好。

2、构造简单。

缺点：

1、出水流量不易分配均匀。

2、絮凝时间较长。

3、水头损失较大。

使用条件：

1、水量变化不大的水厂；

2、单池能力以大于30000m3/d为宜。

（2）平流式沉淀池（与絮凝池合建）

平流沉淀池占地面积较大，排泥较困难，机械排泥设备较复杂，费用较高。

（二）机械搅拌澄清池

优点：

1、处理效果好，单位面积产水量大；

2、适应性较强，处理效果较稳定；

3、采用机械刮泥设备后，对较高浊度水处理也具有一定适应性。

缺点：

1、需要机械搅拌设备；

2、维修较麻烦。

使用条件：

1、进水悬浮物含量一般小于1000mg/l，短时间内允许达3000～5000mg/l；

2、一般为圆形池子；

3、适用于大、中型水厂。

由于水厂处理水量的要求，以及日常运行维修费用的要求，故选择方案二比较济。

第三章构筑物设计计算

第一节、配水井

取水厂的自用水系数为5％，故总水量为：

考虑虹吸管事故时调节的时间

虹吸管淹没与动水位以下的深度为3m

配水井容积

采用矩形配水井，长为9m，宽为8.1m。

第二节、药剂混合

根据流河水水温不太低，浊度中等，水生生物不多，所以采用碱式氯化铝，其絮凝能力强。

投量小，沉淀效果好，能对浊度高，色度高和温度变化的适应性强。

PH值使用范围较宽，腐蚀性小，设备简单，操作方便。

采用管式静态混合。

1、用量计算

T=Q×a/1000

式中T——碱式氯化铝用量（kg/d）

a——碱式氯化铝投加量（mg/l）

Q——厂处理水量（m3/h）

设计中取Q=157500m3/d（包括自用水量），最大投药量Tmax=50mg/l,平均投药量Taverage=20mg/l

Tmax=157500×50÷1000=7875kg/d

Taverage=157500×20÷1000=3150kg/d

最大混凝剂投量为，流速保持在之间，硫酸铝溶液按考虑，每日调三次，每8h一次。

2、溶液池容积

W1=a×Q/417bn

式中W1=溶液池容积（m3）;

Q=处理水量（m3/h）;

a=碱式氯化铝投加量（mg/l）;

b=溶液浓度%，一般采用5%~20%；

n=每日调节次数，一般不超过3次。

设计中取Q=6562.5m3/h,b=15%,采用n=3次

W1=50×6562.5/（417×3×15）=17.48m3

采用2个池子，每个池子容积约为9。

有效高采用1.8m，超高0.3m，总高2.1m，平面尺寸2.5×2.0m，面积约5.0，则实际总体积为。

3、溶解池容积

W2=（0.2~0.3）W1

式中W1=溶液池容积m3;

W2=溶解池容积m3;一般采用0.2~0.3W1

设计中取W2=0.28W1

W2=0.28×17.48=4.89m3≈5m3

采用1个池子，每个池子容积约为5m2。

有效高采用1.4m，超高0.3m，总高1.7m，平面尺寸2.0×1.8m，面积约3.6。

本设计选用管式混合。

管事混合不需要设计专用的混合池，混合效果较好，但是受水量的变化影响较大。

常用的管式混合器有静态混合器、孔板混合器、扩散混合器。

管式静态混合器混合效果好，安装容易，维修工作量小，但水头损失较大，流量过小时效果下降。

适用于流量变化较小的水厂。

拟采用管式静态混合器

设计计算：

处理水量为1.823m3/s，设计6个静态混合器，水流速度取1.1m/s。

静态混合器设3节混合元件，即n=3。

混合器距离澄清池10m，混合时间为13s。

静态混合器直径为：

（mm）

取DN600mm，两个静态混合器。

第三节、澄清池

本设计拟采用机械搅拌澄清池。

设计进水量:

设计水量（包括5%自用水）:

本设计设6组，每组一座澄清池，则每座澄清池的制水能力Q=1.823÷6=0.304m3/s。

在计算过程中对进出水，集水等流路系统按2Q校核，其它有关工艺数据采用低限。

计算：

1、二反应室

设第二反应室内导流板截面积A1为0.035m2,μ1为40mm/s

取二反应室直径D1=7.0m，反应室壁厚δ1=0.25m，

t1取60s

考虑构造布置，选用H1=2.40m。

2、导流室

导流室中导流板面积：

A2=A1=0.035m2

导流室面积：

ω2=ω1=38m2

取导流室直径D2为10.0m，导流室壁厚δ2=0.1m，

设计中取用H2=1.2m，导流室出口流速：

μ6=0.04m/s

出口面积：

则

取H3=1.3m，出口垂直高度

3、分离室

取μ2=0.001m/s，分离室面积：

池总面积：

池直径：

取池直径为22m，半径R=11m。

4、池深计算

池深见下图，取池中停留时间T为1.5h，

有效容积：

考虑增加4%的结构容积，则池计算总容积：

取池超高：

H0=0.3m,设池直壁高：

H4=1.8m，

池直壁部分容积：

取池圆台高度H5=4m，池圆台斜边倾角为450，

则底部直径：

本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6=1.0m。

圆台容积：

球冠半径：

球冠体积：

池实际有效容积：

实际总停留时间：

池总高度：

5、配水三角槽

进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速μ3=0.5m/s

取B1=0.85m,

三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同μ3，

出口孔总面积为

采用孔口d=0.1m，每孔面积为

出水孔数个

为施工方便采用沿三角堰每40设置一孔共90孔。

孔口实际流速

6、第一反应室

二反应室底板厚：

δ3=0.15m

取μ4=0.15m/s，泥渣回流量：

回流缝宽度：

取B2为0.2m。

设裙板厚：

δ4=0.06m，

按等腰三角形计算

7、容积计算：

则实际各室容积比：

二反应室：

一反应室：

分离室=145.55：

483.44：

1096.9=1：

3.32：

7.54

池各室停留时间：

第二反应室=

第一反应室=7.98×3.32=26.49min

分离室=7.98×7.54=60.17min

其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为34.47min。

8、进水系统

取进水流速为=1.1m/s,进水管管径

设计中取进水管管径为DN600，则实际进水流速为：

据此设计出水管管径为600mm。

9、集水系统

本池因池径较大采用辐射式集水槽和环形集水槽集水。

设计时辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑。

（1）、辐射式集水槽全池共设12根辐射集水槽，每根集水槽流量为：

设辐射槽宽b1=0.25m，槽内水流速度为μ51=0.4m/s，槽底坡降il=0.1m。

槽内终点水深为：

槽临界水深为：

槽起点水深为：

按2q1校核，取槽内水流流速μ,51=0.6m/s，

设计槽内起点水深为0.30m，槽内终点水深为0.40m，出流孔口前水位为0.05m，孔口出流跌落0.07m，槽超高0.2m，见下图

1-辐射集水槽；2-环形集水槽；3-淹没出流；4-自由出流

槽起点断面高为：

0.30+0.07+0.05+0.20=0.62m

槽终点断面高为：

0.40+0.07+0.05+0.20=0.72m

（2）、环形集水槽

取μ52=0.6m/s，槽宽b2为0.5m，考虑施工方便槽底为平底，即il=0

槽内终点水深为：

槽内起点水深为：

流量增加一倍时，设槽内流