净水厂设计.docx

1、净水厂设计第一章设计原始资料第二章设计水量与工艺流程的确定第一节设计水量计算 第二节给水处理流程确定第三章给水处理构筑物与设备型式选择第一节 加药间第二节 配水井第三节 混合设备第四节 絮凝池第五节 沉淀池第六节 滤池第七节消毒方法第四章净水厂工艺计算第一节加药间设计计算第二节配水井设计计算第三节混合设备设计计算第四节往复式隔板絮凝池设计计算第五节平流式沉淀池设计计算第六节普通快滤池设计计算：第七节消毒和清水池设计计算第八节 取水水泵选配及一级泵房设计计算第九节二级泵站第五章水厂平面布置和高程布置计算第一节水厂平面布置第二节水厂高程布置计算第三节净水管道水力计算第四节 附属建筑物 第四节净水厂

2、绿化与道路第六章 净水工艺自动化设计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；河底标咼：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

3、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 C；色度：年平均为11 13度；臭味：土腥味；总硬度：123.35mg/L CaCO 溶解氧：年平均10.81 mg/L ； Fe：年平均0.435 mg/L，最大为0.68 mg/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 7万立方米。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

4、考虑。第二章设计水量与工艺流程的确定第一节设计水量计算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 自用水量一般采用供水量的5%-10%本设计取10%则设计处理量为：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10%3 3Q d 设计供水量（m/d ），为7万m/d。第二节给水处理流程确定给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。 本设计以地表水为 水源，为满足现行生活饮用水水质标准，通常采用混合 、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处 理工艺。经

5、技术经济比较确定的净水工艺流程如下:混-凝1章给水处理构筑物与设备型式选择 r 轧 丄 r絮一节加药间沉淀滤池一、药剂溶解池4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，池顶宜高出地卅10.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件溶解池的底坡不小于0.0二级泵站有直径不小于市政&管的排渣管，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：精制硫酸铝，每袋质量是40Kg,每袋体

6、积为0.5*0.4*0.2（m 3）,最大投 药量为 30mg/L。2、混凝剂的投加 本设计采用计量加药泵，泵型号 JZ-800/10, 选用 3 台，两用一备。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

7、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, 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213.6m3，平面尺寸为11mX 4m=44n，水力停留时间T=4m

8、in,有效水 深 5m。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，混合效果好的显着优点。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 沉淀池本设计采用平流

9、沉淀池。相比之下，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和 排泥效果好等特点，且占地面积大。第六节 滤池从实际运行状况来看，普通快滤池主要有以下优点：1、 有成熟的运转经验，运行稳妥可靠。2、 采用砂滤料，材料易得，价格便宜。3、采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅4、可采用降速过滤，水质较好。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的普通快滤池。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

10、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，选精制硫酸铝为混凝剂，混凝 剂的最大投药量a=30mg/L,药的容积的浓度按b=10%考虑，混凝剂每日配制次数n=3次二、 设计计算1、溶液池式中：a混凝剂（精制硫酸铝）的最大

11、投加量（mg/L），本设计取30mg/L;Q 设计处理的水量，3208riVh;b 溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%本设计取10%n 每日调制次数，一般不超过 3次，本设计取3次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2个，。有效高采用1.0m,则单池尺寸为L B H 2.0m 2.0m 1.3m，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：W 2.0 2.0 1.3 5.2m3,满足要求。2、溶药池容积： W2 0.3W1 0.3 4 1.2m3式中：W 溶解池容积（m），一般采用（0.2-0.3）W;本设计取0.3 W1溶解池池体尺寸为：BX LX H=2.

12、0mx 1.0mX（ 0.6+0.3 ） m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=50mm相应流速v0=1.02m/s。溶解池底部设管径d=100mn排渣管一根。3.投药管投药管流量：查表得投药管管径d=25mm相应流速为0.57m/s。溶解池底部设管径d=100mn的排渣管一根。4.投药计量设备采用计量加药泵，泵型号JZ 800/10，选用三台，两用一备。加药间的平面尺寸取为 BX L=12mX 25m5.药剂仓库的计算(1)已知条件混凝剂为精制硫酸铝，每袋质量是 40kg，每袋体积为0.5 X 0.4 x 0.2(m3)。投药量 为40mg/L,水

13、厂设计水量为3208riVh。药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为30d。(2)设计计算硫酸铝的袋数：有效堆放面积：仓库平面尺寸 BX L=7nX 11m第二节配水井设计计算一、 设计参数设计流量：Q 7.7 104m3 /d 0.89m3 / s 53.4m3 / min水力停留时间：T 4.0min ;二、 设计计算配水井体积： V QT 53.4 4 213.6m3 ；配水井平面尺寸：11m 4m 44m2 ；有效水深：H 2136 4.85m。取5m超高取0.5m,则井深为5.5m。44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

14、深为超高取0.3m，渠道深H (0.9 0.3)m 1.2m。配水井设DN=1000m的溢流管，溢流水位0.60m,放空管直径DN=700mm第三节混合设备设计计算一、设计参数设计总进水量为Q=77000r3/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 2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 互000 38500m3 /d 0.45m3 / s ;n 2则静态混合器管径为：2、混合单元数按下式计算则混合器的混

15、合长度为:3、混合时间4、水头损失5、校核GT值786.57s 1，在700-1000 s 1之间，符合设计要求GT 786.57 2.64 2076.54 2000，水力条件符合设计要求第四节往复式隔板絮凝池设计计算设计参数设计进水量 Q=7.7 104 m3/d =3208m3/h =0.89m3/s絮凝时间：T=20mi n池内平均水深：H=2.4m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 1.5倍二、设计计算1 .已知条件：设计进水量 Q=7.7 104 m3 / d =3208m3 /h絮凝池个数 N=2个池内平均水深H1 2.4米絮凝时间T=20分钟

16、廊道内流速采用6挡，即隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.5倍。2设计计算：(1)总容积 W : W= Qt=3208 20 =1069.3 m360 60(2)单池平面面积 f : f= =1069=222m2nW 2 2.4(3) 池长(隔板间净距之和)L：(池宽B=11.1n)f 222L=丄=222=20mB 11.1(4)廊道宽度和流速：廊道宽度an按廊道内流速不同分为6挡。将an的计算值，采用值an/以及由此所得廊道内实际流速 V 的计算结果,an列入下表：表：廊道宽度与流速设计流速 W(ms)廊道宽度an ( m实际流速Vn/(m/s)计算值采用值(5)水流转弯次数池内每5条廊道宽度

17、相同的隔板为一段，共分为 6段，则廊道总数5 6 30条，板 数为：30 1 29条，水流转弯次数为29次。(6)池长复核(未计入隔板宽度)取隔板厚度0.2m，则池总长L/ 20 0.2 29 25.8m(7)池底坡度池内平均水深2.4m，最浅端水深取2.2m，最深取2.8m，则池底坡度2 8 2 2i 0.027 (在 0.02-0.03 之间)25.7(8)水头损失h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反应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 n 0.013。反池前四段内水流转弯Sn 5，第六段水流转弯次数为4次，则第六段Wo 隔板转弯处面积，宽度

18、取1.2 an/将各段水头损失计算结果列表，段1555.50.180.390.4759.50.1362555.50.210.340.4060.90.1003555.50.230.310.3761.70.0824555.50.270.260.3163.20.0575555.50.310.220.2764.50.0406444.40.380.170.2066.50.019总水头损失:（9）GT 值水温 T 200c， 1.029 10 4（kggs/m2）GT 57.41 20 60 70800。此GT值在104 105范围内，说明设计合理第五节平流式沉淀池设计计算一、设计参数（1） 已知条件水厂

19、设计产水量Q=77000r/d,沉淀池采用n=2,沉淀时间t=1.5h,池内平均水平流速v=10mm/s（2） 设计计算设计水量：Q=770000r/d=3208m/h ;单池处理水量 Q=Q/2=1604rr/h=0.45m3/s池体尺寸：单池容积：与絮凝池配合取池净宽 B=11.1m有效水深采用H=3m则池长1每池中间设一导流槽，导流槽采用砖砌，导流槽宽为 240mm则沉淀池每格宽度：b= (11.1-0.24 ) /2=5.43m2校核池子尺寸比例长宽比L/b=72/5.43=134 符合要求；长深比L/h 2=72/3=2410符合要求；沉淀池水平流速v丄72 1000 13.3mm/

20、s符合要求。t 1.5 3600进水穿孔墙3沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长11.1m,墙高3.3m，有效水深 3m布水墙见图3-69。用虹吸式机械吸泥机排泥，其泥厚度0.1m,超高0.3m。4穿孔墙孔洞总面积s孔洞处流速采用 v=0.1m/s 贝卩：s=Q/V=0.45/0.1=4.5m 2孔洞个数N穿孔墙孔眼形式采用矩形的半砖孔洞，其尺寸为 0.150mX 0.080m,孔口数 N=4.5/(0.15*0.8)=38 个开孔率为：排泥设施：为取得较好的的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥。泥量 Q干=38500X( 1000-10) x 10-6=38.12ni7d。设含水率为 98%2

21、则污泥量 Qs=Q/ (1-98%) =1906rd=79.42m3/h。3吸泥机往返一次所需时间t=U=口2 144min。(栅车行进速度v 1v=1m/mi n)4虹吸管计算：设吸泥管排列数为10根，管内流速为1.5m/s,单侧排泥最长虹吸管长I=22.5m采用连续式排泥，管径:选用DN50水煤气管v=1.1m/s.5吸口的断面确定6吸泥管路水头损失计算。进口 1 0.1，出口 2 1，900弯头3 1.975 2，则局部水头损失管道部分水头损失：含水率98% 一般为紊流状态总水头损失：考虑管道使用年久等因素，实际 H=1.3h=1.3 x 1.03=1.3m排泥槽总长取70m槽宽取0.8

22、m,深取1.0m。引流泵选用YQX-5型潜水泵。沉淀池放空管直径：其中：H 0池内平均水深 m 此处为3+0.1=3.1m t 放空时间，按3h计。管径采用300mm沉淀池水力条件校核：水力半径:弗劳德数：4 5该Fr值在规定范围1X 101X 10内。集水系统，采用两侧孔口自由出流式集水槽集水。1集水槽个数N=82集水槽的中心距 a 5.43 1.4mN 4槽中流量 q0 Q 0.45 0.06m3/sN 8考虑到池子的超载系数为20%故槽中流量qo 1.2q0 1.2 0.06 0.072m3/s槽的尺寸槽宽 b 0.9q；4 0.9 0.07204 0.314m，为便于施工取 b=0.4

23、m。槽长l 55000 6.87m (堰上负荷小于500nV (d m)500 8 2取槽长L=10m则堰上负荷为 卫0型 481.25m3/(d m),符合要求10 8 2起点槽中水深0.75b 0.75 0.4 0.3m终点槽中水深 H2 1.25b 1.25 0.4 0.5m为了便于施工，槽中水深统一取 H2=0.5m计。5槽的高度H集水方法采用孔口自由出流，孔口深度取 0.07m,跌落高度取0.05m,槽起高取0.15m，则集水槽总高度 H=H+0.07+0.05+0.15=0.77m6孔眼计算a.所需孔眼总面积w由 q= 口3 J2gh 得 3 =q 0.072 0.099m2V2g

24、h 0.62 v2 9.8 0.07b.单孔面积3 0孔眼直径采用d=10mm则单孔面积:c.孔眼个数nd.集水槽每边孔眼个数n =1264/ (8X2) =79个e.孔眼中心距离S0 10_1000 125mm79 1配水槽计算配水槽宽b/0.9Q0.40.9 0.450.40.654m，为了便于施工取0.8m。起点槽中水深Hi=0.75b/ 0.75 0.80.6m中点槽中水深Hb=1.25b/ 1.25 0.81m为了便于施工，槽中水深统一取1m计。自由跌水高度取0.07m,则排水槽总高度为:0.77+0.07+1.0=1.84m。出水斗尺寸出水斗底板取低于排水槽底0.5m，自由跌落高度

25、为0.07m，出水斗平面尺寸 1.6 x 1.6m第六节普通快滤池设计计算1、设计水量:Q=7.7 x 104nVd (包括自用水量10%),滤速v=10m/h,冲洗强度q=14L/(s.m 2)，冲洗时间为6min。2、设计计算:(1) 滤池工作时间为24h,冲洗周期为12h,滤池实际工作时间T=24-0.1 24/12=23.8h(只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水时间)(2)滤池面积及尺寸：滤池面积为f=qvT =77000心0*23.8)=324m采用滤池数N=6,布置成对称双行排列，每个滤池面积为F 2f= =324/6=54 mN（3）单池面积尺寸：采用滤池长宽比：L/B=1.

26、5左右，滤池尺寸：L=9 m，B=6 m（4）校核强制滤速:（5）滤池高度H :支撑层咼度：H=0. 5 m滤料层咼度：H2=1.4 m砂面上水深：Hb=1.50 m保护高度：H=0.30 m故滤池总高 H= H + H 2 +H3+ H4=0. 5+1.4+1.5+0.30=3.7 m（6）配水系统（每只滤池）：1）干管:干管流量：qg =fq=54*14=756l/s采用管径：dg =900m m （干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置）干管始端流速：Vg =1.m/s （在1.01.5m/s之间）2）支管：支管中心间距：采用aj=0.25m每池支管数：nj =2*l/a=2*9/0.25

27、=72 根每根支管入口流量：qj = qg/ n j=756/72=10.5L/s采用管径：dg =90mm支管始端流速：Vj=1.65m/s （在1.52.0m/s之间）3）孔眼布置：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%*54=0.135m2=135000mm米用孔眼直径：dk 9mm每个孔眼面积：fk -dk 0.785 9 63.6mm4 k每根支管孔眼数： nk 坐 2130/72 30nj支管孔眼布置设二排，与垂直成45。夹角向下交错排列每根支管长度 lj 1(B dg) 1(6 0.9) 2.55m每排孔眼中心距：ljak2.55n 4

28、7 mU.I7 m1 “nk30224）孔眼水头损失支管壁厚米用：5mm流量系数： 0.68水头损失：hk(q )21 ( 14 )2 35m( )3.5 m2g0 k2g 10 0.68 0.255）复算配水系统支管长度与直径之比不大于60,则上255 28.3 6dj 0.09孔眼总面积与支管总横截面积之比小于 0.5，则干管横截面积与支管总横截面积之比，一般为1.75 : 2.0，则1.39 1.75孔眼中心距应小于0.2，则0.17 0.2m 6）洗砂排水槽洗砂排水槽中心距，采用ao 2.0m排水槽根数：no 6 3n2排水槽长度：l0 L 6m每槽排水量：采用三角形标准断面。槽中流速

29、，采用v0 0.6m/s槽断面尺寸：x=1 % 168 0.26m采用0.30m2屮00（0/0 2Y1000 0.6排水槽底厚度，采用 0.05m砂层最大膨胀率：e 45%砂层厚度：H2 0.7m洗砂排水槽顶距砂面高度洗砂排水槽总平面面积： F0 2xl0 n0 2 0.30 6 3 10.8m2复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于 25%F0 10.8则一0 0.2 20%f 54（7）滤池各种管渠计算二、 进水总流量：0.89m/s米用进水渠断面：渠宽： B 1.2m水深：0.8m渠中流速：V1 0.93m/s （在0.8 1.0之间）各个滤池进水管流量：Q2 0 0.148m3 /s6采用进水管直径：D2 450mm管中流速：v2 0.93m/s三、 冲洗水冲洗水总流量：Q3 qf 14 54 0.001 0.756m3 /s采用管径： D3 650mm管中流速： v3 2.28m / s