5万立方米净水厂设计计算书.docx
《5万立方米净水厂设计计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5万立方米净水厂设计计算书.docx（95页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5万立方米净水厂设计计算书
.
第一章：
设计原始资料
一、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）。
二、水厂位置占地面积：
水厂位置距离河岸200m，占地面积充分。
三、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。
四、气象资料及厂区地址条件：
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，其下为粉细沙，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。
地震烈度位8度。
五、水质资料：
浊度：
年平均68NTU，最高达3000NTU；pH值：
7.4－6.8；
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/L
CaCO3；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。
六、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
5万立方米。
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：
用水量的计算
设计给水工程首先耍确定设计水量,通常将设计用水量作为设计水量。
设计
用水量是根据设计年限内用水单位数、用水定额和用水变化情况所预测的用户日
用水总量。
设计用水量包括下列用水：
综合生活用水量Q1，包括居民生活用水
量和公共建筑及设施用水；工业用水量Q2
；浇洒道路和绿地用水量Q3；未预见
水量及管网漏失量Q4
。
本设计为日供水量为50000m3/d，城镇水厂自用水量一
般采用供水量的
5%～10%，本设计取7%，，时变化系数Kh取1.5。
1、最高日用水量：
Q
q（1
7%）50000
1.07m3
d53500m3
d
d
2、最高时用水量：
Qh
Qd53500
m3d
2229m3d
24
24
式中Kh取1.5，即时变化系数。
...
.
第三章给水处理构筑物与设备型式选择
第一节加药间
一、药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。
溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。
由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。
溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
二、混凝剂的选用与投加
1、混凝剂的选用
混凝剂选用:
碱式氯化铝[Aln（OH）mCl3n-m]，最大投药量为30mg/L。
2、混凝剂的投加
本设计采用自动投药设备JZM630/1.6，一用一备。
三、加氯间
设计加氯间时，须按以下要求进行设计：
（1）加氯间靠近滤池和清水池，以缩短加氯管线的长度。
水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。
为管理方便，和氯库合建。
（2）加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。
该水厂所在地主导风向为西北风，加氯间应设在水厂的东南部。
（3）加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。
输送氯气的管使用无缝钢管,输送配制成一定浓度的氯水管使用橡胶管,
给水管使用镀锌管。
（4）加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。
（5）加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。
称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，
磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。
有每小时换气8-12次的通风设备。
加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。
加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。
防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。
第二节配水井
配水井体积为320m3，平面尺寸为10m×4m=40m2，水力停留时间T=4min，有效水深8m。
...
.
第三节混合设备
为提高混合效果，采用管式静态混合器，加药点设在混和器进口处，并增加药液扩散器，使混凝剂在管道内很好的扩散，形成均匀混合。
管式静态混合器具有投资较低，无需额外提供能源，易于安装，无需经常维修，混合效果好的显著优点。
第四节絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。
目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿
孔旋流絮凝等。
根据各种絮凝池的特点以及实际情况进行比较，本设计选择往复式隔板絮凝池。
第五节沉淀池
本设计采用斜管沉淀池。
相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。
而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。
第六节滤池
从实际运行状况来看，V型滤池由于采用气水反冲洗技术，它与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：
1、较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，
反冲洗水量小特点。
可节省反冲洗水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产
运行成本。
2、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少
了滤池补砂、换砂费用。
3、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排
污容量，使滤后水水质好。
根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。
第七节消毒方法
水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物，防止水致传染病的危害。
其方法分化学法与物理法两大类，前者往水中投加药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。
经比较，本设计采用液氯作为消毒剂，滤后消毒。
氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。
加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。
虽然二氧化氯消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，
...
.
但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。
第四章：
净水厂工艺计算
第一节加药间设计计算
一、设计参数
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=30mg/L，药的容积的浓度按b=15%考虑，混凝剂每日配制
次数n=3次。
二、设计计算
1、溶液池容积
W1
aQ
252229
417
15
2
4.2m3
417cn
式中：
a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取25mg/L;
3
Q—设计处理的水量，2229m/h;
b—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取
16%；
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，一备一用，交替使用，保证连
续投药。
有效高采用1m,则单池尺寸为LBH1.5m1.5m1.3m，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：
W1.51.512.25m3,满足要求。
2、溶药池
容积：
W2
0.3W10.34.21.26m3
式中：
W2
3
），一般采用（0.2-0.3
）W1；本设计取0.3
——溶解池容积（m
W1。
采用2个池子（一备一用），每个池子容积为0.63m3。
有效高采用0.7m，超高0.5m，总高1.2m，池底坡度采用0.02，平面尺寸1×0.9m，面积0.9m2，
则实际总体积为Wp'
0.63m3，满足要求。
3、药剂仓库
药库与加药间合建在一起，药库储备按最大投药量的
30天用量
MaQ/（1000
1000）5350025/（10001000）1.61t
堆高取1.5m,通道系数采用1+15%=1.15，则仓库面积为：
...
.
1.61301.15
m2
44.4m
2,取44m
2
1.25
4、计量设备
4.2
2
1000
投药管流量：
q
0.0972L/s
24
3600
查表得投药管管径：
d
15mm,相应流速为0.55m/s。
第二节配水井设计计算
一、设计参数
设计流量：
Q5.35
104m3
/d
0.62m3
/s37.15m3/min
水力停留时间：
T
5.0min
二、设计计算
配水井体积：
V
QT
37.155.0
185.8m3；
配水井平面尺寸：
10m
4m
40m2；
有效水深：
H
185.8m4.6m。
超高取0.4m，则井深为5.0m。
40
配水井出水处设溢流堰，采用渠道与絮凝池连接，渠道宽b=1.0m,流速取
v=1.0m/s，则有效水深为
H'Q
0.62m
0.62m，取0.7m
bv
1.0
1.0
超高取0.3m，渠道深H'
（0.7
0.3）m
1.0m。
配水井设DN=1200mm的溢流
管，溢流水位10.0m，放空管直径DN=800mm。
第三节混合设备设计计算
一、设计参数
3
设计总进水量为Q=53500m/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5条，流速v=1.0m/s。
计算草图如图4-1。
...
.
图4-1管式静态混合器计算草图
二、设计计算
1、设计管径
Q
53500
3
0.12m
3
静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量q
5
10700md
d；
n
则静态混合器管径为：
4q
4
0.12
D
0.39m，本设计采用D=400mm；
v3.141.0
2、混合单元数
按下式计算N2.36v0.5D0.32.360.760.50.40.33.56，本设计取
N=4；
则混合器的混合长度为：
L1.1DN1.10.441.76m
3、混合时间
L1.76s2.32s
v0.76
4、水头损失
2
2
hi0.1184
q
n0.1184
0.12
40.38m<0.5m,符合设计要求。
4.4
4.4
d
0.4
第四节往复式隔板絮凝池设计计算
一、设计参数
设计进水量Q5.35104m3/d2229m3/h=0.62m3/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
隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的1.2-1.5倍。
二、设计计算
1、计算总容积
V
QT
222920m3
743m3
60
60
...
.
2、每池净平面面积
F'
V
743m2
206m2
分为两池，每池净平面面积：
nH1
21.8
3、池子宽度B
按絮凝池宽取B=10m。
4、池长
池长（隔板间净距之和）
'
206
取21m。
L=
=20.6m
10
5、隔板间距
絮凝池起端流速取v0.5m/s，末端流速取v0.2m/s。
首先根据起、末端流速和平均水深算出起、末端隔板间距，然后按流速递减原则，决定隔板分档数和各档隔板间距。
起端廊道宽度：
末端廊道宽度：
Q1
0.62
a1
0.34m
nvH
20.51.8
Q1
0.62
a
0.86m
nvH
20.21.8
隔板间距按廊道内流速不同分为6档：
v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s,v6=0.2m/s
取a10.3m，则实际流速v1'0.57ms，按上法计算得：
a20.4m,v2'0.43ms
a30.5m,v3'0.34ms
a40.6m,v4'0.29ms
a50.8m,v5'0.22ms
a0.9m,v'0.19ms
每一种间隔采取4条，则廊道6总数为624条，水流转弯次数为23次。
则池子
长度（隔板间净距之和）：
L'4（a1a2a3a4a5a6）
4
（0.3
0.4
0.50.60.80.9）14m
取隔板厚度0.2m，则池总长L
14
0.2
23
18.6m
...
.
5、水头损失
按廊道内的不同流速分成6段后进行计算。
各段水头损失按下式计算
hiSi
v02
vi2
Li
2gCi2Ri
式中：
vi
——第i段廊道内水流速度（m/s）；
v0——第i段廊道内转弯处水流速度（m/s）；
S
i——第i段廊道内水流转弯次数；
——隔板转弯处局部阻力系数。
往复式隔板（1800转弯）
=3；
Li——第i段廊道总长度（m）；
Ri
----第i段廊道过水断面水力半径（m）；
Ci——流速系数，随水力半径Ri和池底及池壁粗糙系数n而定，
1Ri
1
通常按曼宁公式计算，Ci
6
。
n
第一段水力半径：
R1
a1H1
0.3
1.8
2H1
0.3
2
m0.14m
a1
1.8
絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥沙浆抹面，粗糙系数n0.013，
流速系数C1
1R1/6
1
0.141/6
55.43，C1
2
3072.48
n
0.013
其他各段计算结果得：
R2
0.18
C2
57.80
C22
3340.84
R3
0.22
C3
59.77
C32
3572.45
R4
0.26
C4
61.45
C42
3776.10
R5
0.33
C5
63.95
C5
2
4089.60
R6
0.36
C6
64.88
C6
2
4209.41
...
.
隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的1.5倍，则第一段转弯处流
速：
Q1
0.62
v01
0.38m/s
1.5na1H
1.520.31.8
其他各段转弯处的流速：
v02
，
v03
0.23m
/s
0.29m/s
v04
，
v05
0.14m
/s
0.19m/s
v06
0.13m/s
第一段廊道长度：
L14B41040m
第一段廊道内水流转弯次数：
S14
则絮凝池第一段的水头损失率
h
S
v02
v12
L134
0.382
0.572
0.14
40
0.107m
2g
C1
2R1
29.813072.48
1
1
将各段水头损失计算结果列表如表
4-1所示
表4-1
各管段水头损失计算
段数
S
L
R
v
0
v
n
C
h
n
n
n
n
n
1
4
40
0.14
0.38
0.57
55.43
0.107
2
4
40
0.18
0.29
0.43
57.80
0.0656
3
4
40
0.22
0.23
0.34
59.77
0.0324
4
4
40
0.26
0.19
0.29
61.45
0.0260
5
4
40
0.33
0.14
0.22
63.95
0.0136
6
3
30
0.36
0.13
0.19
64.88
0.0112
∑hi
0.272m
hhi0.272m
6、GT值计算
水温T200c，1.029104（kggs/m2）
G
h
1000
0.272
s1
46.9s1
0
T
601.029
104
20
...
.
GT46.9206056280
GT值在104105范围内，说明设计合理。
7、池底坡度
h
0.272
i
1.5%
L
18.6
第五节
平流式沉淀池设计计算
一、设计参数
设计水量：
Q1
5104m3/d,分设2池,水厂自用水量为6%。
则每组设计水量
1
1
50000
1.07
=1114.5m
3
/h=0.31m
3
/s
Q=
224
表面负荷：
Q/A=38.4m3/（m2/d）
沉淀时间：
T1=2h
絮凝时间：
T2=20min
沉淀池水平流速：
v=0.010m/s
二、设计计算
1、沉淀池表面积
A
1114.524m2=697m2
38.4
2、沉淀池长
L=3600vT1=36000.0102=72m
3、沉淀池宽
697
B=m=9.6m，取10m。
4、沉淀池有效水深
H=QT=1114.52m=3.2m采用3.5m（包括保护高）
BL9.672
5、放空管直径
沉淀池放空时间按5h计，则放空管直径：
0.7BLH
0.5
0.79.6
723.20.5
mm
。
d=
=
5
3600
=0.22m，采用DN=250
T
6、出水渠深度
...
.
出水渠断面宽度采用0.6m，出水渠起端水深
0.372
H=1.733+0.2m=0.69m
9.810.6
为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用
0.11m，则出水渠深度为0.8m。
7、水力条件校核
沉淀池长度L与宽度B之比：
LB
729.6
7.5
4，满足要求；
沉淀池长度L与深度h之比：
Lh
723.2
22.5
10,满足要求；
水流截面积
9.6
3.2m2
30.72m2
水流湿周
=9.6+2
3.2=16m
水力半径R=30.72m=1.92m
16
弗劳德数Fr=
v2
=
0.0102
=5.31
10-6
Rg
1.929.81
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
0.15m/s，
则孔口总面积为0.37/0.15=2.47m2。
每个孔口尺寸定为15cm8cm，则孔口数为2.47/0.150.08=206个。
第六节V型滤池设计计算
一、设计参数
设计处理水量：
Q5104
1.075.35104m3/d
2229m3/h0.62m3/s
滤速：
v12m/h；
强制滤速：
m/h；
第一步气冲冲洗强度q气1
15L/（m2s）；
第二步气
水同时反冲，空气强度q气2=15L/（m2s）
水强度q水1=4L/（m2
s）；
第三步水冲洗强度q水2=5L/（m2s）；
，
第一步气冲时间t气=3min，第二步气水同时反应时间t气水=4min；单独水冲
洗时间t水=5min；冲洗时间共计t=12min=0.2h；冲洗周期T=48h；反冲横扫强度1.8L/（m2s）。
...
.
图4-2V型滤池剖面示意图
二、
升级会员 