水厂水质水量与工艺流程设计书

水厂 水质水量与工艺流程 设计书 1 设计水质水量与工艺流程的确定 计总用水量 最高日供水量为 d 344210 设计总用水量 d/8631/ 采用一用一备的设计，两套设计系统一样 则一套系统的流量为 1 水流程 根据水质资料分析，本设计采用常规处理流程 原水 混合 絮凝 过滤 消毒 二泵站 城市管网 合设备设计计算 合 采用管式静态混合器混合 （ 1）管式混合器的流速不宜小于 1m/s，投药后的水头损失不小于 态混合器设在絮凝池进水管中 取 D=500时 v=s 1m/s，满足条件 （ 2）水头损失计算公式： 采用 2 个管式静态混合器，即混合单元为 2，则 总时间 T=5s 算 G 公式16 足规范规定 700 1000 1s 的要求 积及尺寸计算 设计水量为： Q=组絮凝池有效容积 V=中 V 单组絮凝池有效容积（） Q 单组设计处理水量（） T 絮凝时间，一般采用 10 设计中取 T=12 组池子面积 f 水深 H=组池子的净宽 组池子的净长 絮凝池的絮凝过程为三段：第一段： 第二段： 第三段： 将絮凝池分成 5 格，第一第二格为絮凝第一段，采用单通道异峰折板，每格净宽 三第四格为絮凝第二段，采用单通道同峰折板，每格净宽 五为絮凝第三段，采用直板，每格 净宽 格折板的间距及实际流速 第一二格： 第三四格：，取。 第五六格：，取。 头损失 h 第一二格为单通道异峰折板 式中 总水头损失（ m） 转弯或孔洞的水头损失（ m） n 缩放组合的个数 渐放段水头损失（ m） 渐放段阻力系数 渐缩段水头损失（ m） 渐缩段阻力系数 相对峰的断面积（） 相对谷的断面积（） 峰速（） 谷速（） 转弯或孔洞处流速（） 转弯或孔洞的阻力系数。 计算数据如下： 第一格通道数为 4，单通道的缩放组合的个数为 3 个， n=43=12 个 ，上转变，下转变或孔洞 ， 上转弯 2 次，下转弯 2 次，取转弯高 渐放段水头损失 渐缩段水头损失 转弯或孔洞的水头损失 第二格同第一格。 第三格为单通道同峰折板。 式中 每一转弯的阻力系数 n 转弯的个数 v 板间流速（） 同上 计算数据如下： 第三格通道数为 4，单通道转弯数为 7， n=47=28 折角为 90， 第四格的计算同第三格。 第五格为单通道直板。 式中 转弯的阻力系数 n 转弯的个数 v 平均流速（） 计算数据如下： 第五格通道数 7，两块直板 180，转弯次数 n=6，进口出口孔洞 2 个 180转弯，进出口孔 凝池各段的停留时间 第一，第二格水流停留时间为： 第三，第四格水流停留时间为： 第五，第六格水流停留时间为： 凝池各段的 水温 T=20 ， =一段： 第二段： 第三段： 絮凝的总水头损失，絮凝时间 t=19s。 3斜管沉淀池 斜管沉淀池与絮凝池合建 设计流量为 Q=s，表面负荷 q=9m2h，斜管材料采用厚 料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径 d=25 1000平倾角 =60，斜管沉淀池计算草图见图 4 图 4面尺寸计算 (1)沉淀池清水区面积 21 291 0 1 4 式中 q 表面负荷（），一般采用 设计取 9 (2) 沉淀池的长度及宽度 则沉淀尺寸为 0=112 进水区布置在一个 一侧。在 10m 的长度中扣除无效长度 此进出口面积 (考虑斜管结构系数 式中： 斜管结构系数，取 水槽沿长度方向布置取集水支槽中心间距 槽数 n= 根 (3)沉淀池总高度 式中 保护高度（ m），即水面超高，一般采用 设计取 清水区高度（ m），一般采用 23232 ，所以本设计取 斜管区高度（ m ）， 斜 管 长 度 为 安 装 倾 角 ， 则 ； 配水区高度（ m），一般不小于 排泥槽高度（ m），即积泥区高度， 设计取 采用三角集泥槽穿孔板排泥，在 度方向布置 5 条集泥槽 核计算 v=内流速 符合设计要求 沉淀时间基本符合 水槽计算 设矩形池槽间距为 水槽条数为 8 按每条槽设计流量确定槽的宽度： 为施工方便，槽底为平波：槽内水深 h=水量计算 三角堰出流： 一个三角堰口流量 三角堰口夹角，堰口高 宽 水总渠计算 总渠内水位低于支槽终点水位 集水总渠深： B 渠宽取值 这里取 . 滤池设计 计流量 选择普通快滤池，采用两个系统合用一个管廊的方式，即不分组。 则 池总面积 （ 1）每天实际时间为： 40取 ， 2取n ，不考虑初排滤水时间 00取t ， 则 （ 2）滤池的总面积： 选择单层滤料石英砂滤池，则 池面积设计 （ 1）单个滤池面积为： N 取 8 个，布置成对称双行排列，如下图 取 L 为 B 为 池的实际面积为 实际滤速 : 满足 8 10m/s 的要求。 （ 2）校核强制滤速为一格换砂同时一格反冲洗时，其余继续过滤。 则强制滤速： 满足 10 14m/s 的要求。 水系统计算 （ 1）反冲洗强度 设计 K 取 ： 满足 12 15 要求 （ 2）反冲洗水量： （ 3）干管始端流速： 设计 D 取 满足 1 s 要求。 （ 4）配水支管根数： a 一般在 根 （ 5）单根支管流入流量 （ 6）支管入口流速 j 80取 ,则 满足 s （ 7）单根支管长度 )(21 j 设计中取 B=5m， D=l 为支管末端与池壁间距取 端共 ml j 1 配水系统图如下 池高度计算 4321 式中 H 滤池高度（ m），一般采用 1H 承托层高度（ m）；由承托层草图， 30000 20020 在 60 处开孔 可知取为 2H 滤料层厚度（ m）；单层石英砂滤料一般取 3m)；一般采取 4H 超高（ m）；一般采用 式中， 水系统校核 （ 1）配水支管的横截面积校核 对大阻力配水系统，要求其支管长度0 满足要求 对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积 所有支管横截面积之和的比值小于 0.5 24 f ，则 满足要求 （ 2）配水均匀性校核 0 2020 支管干 合配水均匀性达到 95%以上的要求 沙排水槽 （ 1）排水槽 排水槽水量 每个滤池设 2 条冲洗排水槽，槽长 L= 心距 每槽排水流量： 则 洗砂排水槽断面模数 洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图 冲洗排水槽断面，按公式求断面模数： 式中： 冲洗单排水槽出口流量。 则 槽顶距砂面高度 式中： e 冲洗时滤层膨胀度； 2H 滤料层厚度。 滤层膨胀率 0%，滤层厚度 洗排水槽底厚度采用 ，保护高 c= 校核排水槽种面积与滤池面积之比 = 满足要求。 单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下： 池反冲洗 滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水箱供水反冲洗。 （ 1）单个滤池的反冲洗用水总量： 反冲洗历时，查下表取 t=660s （ 2）水箱反冲洗 反冲洗水箱的容积： 承托层的水头损失： 滤层的水头损失： 滤料的密度，石英砂密度一般采用 2650 水的密度 1000 滤料未膨胀前的厚度 冲洗水箱高度： 式中： H 冲洗水箱的箱底距离冲洗排水槽顶的高度（ m）； 水箱与滤池之间的冲洗管道的沿程和局部损失之和 1m； 配水系统水头损失 3m； 承托层水头损失 冲洗时滤层的水头损失 安全水头 般采用 12m。 出水系统 （ 1）进水总渠 滤池的总进水量为 设计进水总渠宽为 B=深 中流速 s 单个滤池进水管 设计中取进水管为 中流速为 s （ 2）反冲洗进水渠 冲洗水总流量 设计冲洗水总渠宽为 B=深 中流速 s 冲洗水流量 用管径 =450中流速 s （ 3）清水管 滤池的总进水量为设计清水总渠宽为 B=深 中流速 s 单个滤池进水管 =s 设计中取进水管为 中流速为 s （ 4）排水渠 设计排水总渠流量，宽为 B=深 中流速 s 排水流量，排水管管径 中流速 s。 消毒处理 加氯量计算 式中 q 每天的投氯量（ g/d） Q 设计水量（） b 加氯量（），一般采用 计中取 Q=48631， b=. 加氯设备的选择 动加氯机的选择 选用 台，一用一备，每台加氯机加氯量为 Kg/h。加氯机的外形尺寸为：。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上 台加氯机之间的净距为 瓶 采用容量为 500氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径 600高 1800瓶自重 146称压力 2瓶采用两组，每组 4 个，一组使用，一组备用，每组使用周期约为 36d。 加氯间及氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库 才用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人同行的小门。加氯间平面尺寸为：长 库平面尺寸为：长 7m。宽 氯间与氯库的平面布置如图 6. 清水池 1. 清水池的容积，根据管网设计的清水池容积为 16196 清水池分为两个，单个清水池容积为 清水池的有效水深为 水池的面积为 设计尺寸为长 53m，宽为 40 米 7. 水厂布置 水厂布置原则 （ 1）流程力求最短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近，即沉淀池应尽量紧靠滤池，二级泵站尽量靠近清水池，但各构筑物之间应留出必要的施工和检修间距。 （ 2）考虑近远期协调。在流程布置时既要有近期的完整性，又要求有分期的协调性，布置时应避免近期占地过早过大。 本设计水厂常规处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为管式静态混合器、机械絮凝池、斜管沉淀池、 V 型滤池、清水池。从进水到出水整个流程呈直线，这种布置具有生产管线短、管理方便、有利于日后逐组扩建等优点。面布置设计 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。 本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来进行水厂的总平面设计。平面布置具体如下： 首先，将综合楼、化验室、车库、配电间、泥木工间、仓库、传达室等建筑物组合为一区，称为办公区。办公区设置在进门附近，便于外来人员的联系，使生产系统少受外来干扰。 其次，食堂、锅炉房浴室、宿舍等划分为生活区。 最后，将常规处理构筑物与清水池、水厂加药加氯间规划为生产区。这 样便于管理。远期预留地作为绿化用地。 水 厂 平 面 布 置 示 意 详 见 净 水 厂 平 面 及 净 水 构 筑 物 高 程 布 置 图 。 厂区管线一般包括：给水管线、排水（泥）管线、超越管线、反冲洗管线、加药和厂内自用水管线等 1. 给水管线 给水管线包括原水管线、沉淀水管线、清水管线和超越管线。给水管道采用钢管，布置方式为埋地式。 2. 厂内排水 厂内生活污水与雨水采用分流制，雨水就近排入水体；污水排入城市下水道。 生产废水（沉淀池排泥水及滤池反冲洗水）出路：沉淀池排泥水经排泥槽汇集排入排泥池进行泥处理，具体 在排泥水处理处进行详述；滤池反冲洗水集中排入回收水池，上清液经回收泵送回原水配水井再次进行处理，底部沉泥由回收水池的放空管直接排入厂区下水道。 3. 加药管线 加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。加药管采用硬聚氯乙烯管；氯气管采用无缝钢管。 4. 自用水管线 厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水。厂内自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出。 头损失计算 在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有余地 . （ 1）处理构筑物水头损失 处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据设计手册第3 册表 15行估算，估算结果如下表所示。 净水构筑物水头损失估算值 构筑物名称 水头损失 （ m） 构筑物名称 水头损失 （ m） 泵 房 淀 池 式静态混合器 0 40 V 型滤池 凝 池 水 池 书上没有 絮凝池与沉淀池合建，其损失取 沉淀池至普通快滤池连接管线水头损失 通快滤池至清水池连接管线水头损失 处理构筑物高程确定 当各项水头损失确定以后，便可进行构筑物的高程布置。净水构筑的高程布置采用目前常用的高架式布