净水厂设计计算说明书

1、福州市西区水厂一期扩建工程设计说明书1 自然条件地形、地质福州市地处闽江下游福州盆地，盆地总面积约 200Km,四周有鼓山、旗山、 五虎山莲花峰等群山环抱。 地貌类型以平原为主， 地势由西北向东南倾斜， 市中 心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。市区高程 一般为515m(黄海高程系)，闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害， 需沿江、河筑堤。市区主要有两类地质：一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、 乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约； 二是淤积、冲积地区为高压缩性土，范围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为， 地下水位高，一般在地面下 2.

2、0m。气象条件福州市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。( 1 )气温年平均： 19.6 摄氏度极端最高： 41.1 摄氏度( 1950年7月 19日) 极端最低： 2.5 摄氏度( 1940 年 1 月 25 日)( 2)水量年平均： 1355.8mm 年平均降水天数：天 24小时最大降水量： 167.4mm 暴雨主要出现月份： 5 9 月( 3 )霜冻年无霜期 326 天( 4 )风 常年主导风向为西北风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。 平均风速： 2.8m/s 极大风速： 40.7m/s 基本风压： m2台风影响本市始于 5 月，结束于 11 月中旬，以 7月中

3、旬至 9月中旬次数最（5）湿度年平均相对湿度 77% 最大相对湿度 84% 最小相对湿度 5% （6）蒸发量 年平均蒸发量 1451.1mm水文条件闽江是福建省最大河流， 水量充沛。闽江在淮安以下分为两支， 北支为北港， 穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km,平均水面坡降。，枯水季水面宽150200m南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、 湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长 34.4km,进入河口段经亭江、倌口、琅歧流入东海。闽江流域面积60992Km2水系全长2959Km流经36个县、市。根据竹歧水文站1936年至1980年统计

4、资 料：闽江下游年平均径流总量为亿 m3 1992年7月7日最大洪峰流量30300m3/s, 1971年8月30日最枯流量196m3/s，水口电站建成后，水库对洪峰调节作用不 显著，最大下泄流量（坝下保证流量）为308m3/s 。市区西端洪山桥最高水位8.441m、最低水位 1.181m。地震发生情况福州市区位于福建沿海长乐诏安深大断裂带北段， 为中等地震潜在震源 区（M= 6级），在未来100年内具有发生大于Mh级以上地震的危险性。在活动 断裂带附近地段可能会局部放大地震效应， 故在断裂带附近的建筑物除 7 度地震 烈度抗震设防外，还应因地制宜采用有效的构造加强措施。2 城市概况城市经济发展

5、情况福州市市福建省省会， 我国东南沿海重要的经贸中心之一， 国家级历史文化 名城，是国务院批准的沿海十四个开放城市之一。福建市中心城范围包括江北的鼓台区、 鼓山区、新店区和江南的金山区、 建新区、 盖山区、 城门区、 仓山区。 1995年市区人口万人， 其中中心城区 133万人， 2000 年规划人口 166万，其中中心城区 144万。改革开放后，福州市城市建设和经济建设发展迅速， 1996 年以来福州市曾 两次调整城市总体规划。 为进一步加大改革力度， 继续改善投资环境， 加强和完 善功能建设， 使之成为具有坚实基础的全省政治、 经济、科技、信息和文化中心。 充分发挥侨乡和区位优势， 大力发

6、展外向型经济， 建设全方位开放的现代化大都 市。建设以高新技术为先导，第三产业发达，产业结构合理，具有高效益、高素 质的经济格局。形成公共设施配套、基础设施完善、生态环境良性循环、适应对 外开放大都市的需要。福州市经济发展计划确定， 2000 年全市城乡人均各项主要指标水平达到国 内先进城市水平，人均国民生产总值比 1990 年翻两翻多，即国民生产总值达到 700亿元(1990年不变价)。1995年中心城GNP达到亿元，人均GNP为14687元。城市用水资料福州市中心城现有六座水厂， 实行联网供水， 水源均取自闽江， 设计供水能 力共为万 m3/d 。其中江北总供水量为万 m3/d ，江南总供

7、水量为万 m3/d 。 1997 年 最高日用水量为万 m3/d ，平均日用水量万 m3/d ，日变化系数为。现规划建设西区水厂一期扩建工程，设计水量为 25 万 m3/d 。水厂出水水压为4055m以缓解城市的高峰用水量。3 工程方案设计及计算设计依据依据的规范规程室外给水设计规范( GB50013-2006) 城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准( GJJ41-91) 生活饮用水水源水质标准( CJ3020-1993) 生活饮用水卫生标准( GB5749-2006) 给水排水设计手册 第3册 城镇给水(第二版)给水排水制图标准( GB/T50106-2001)给水排水设计基本术语标准( G

8、BJ125-89)工艺设计流程的选择水厂的工艺流程采用：原水-混合一絮凝池一沉淀池一过滤池一清水池，在混合之前投加絮凝剂；在清水池之前投加消毒剂。工艺流程图如图 1。消玉剂膿水_ _混合斗須擬他T沉淀池 |滤迪 一一 清水池|1二圾采剧|堆户图1工艺流程图各处理构筑物设计计算设置溶解池与溶液池(2个)，并采用压缩空331药剂投配与混合设施混凝剂选用固体硫酸铝混凝剂，气搅拌调制药剂。1) 溶液池容积W1uQ417bn取混凝剂最大投加量u 20mg/L，药液浓度b 15%，混凝剂每日配制次数n 2，水厂设计流量Q 25万m3/d 1041.6.7m3/h 2.89m3/s。带入数据计算得溶液池容积

9、W116.7m3按规范，溶液池设置2个，交替使用，每个容积都为16.7m3，形状采用 矩形，尺寸为：长宽高 5m 5m 1m。其中超高为0.2m。2) 溶解池容积3W20.3W10.3 16.75.0m溶解池设置1个，形状采用矩形，尺寸为：长宽高2.5m 2m 1.2m， 其中超高为0.2m。3) 搅拌空气量根据规范，溶解池空气供给强度为8 10L/(s m2)，取10L/(s m2)；溶液池空气供给强度为3 5L/(s m2)，取5L/(s m2)。溶液池需要的空气量2Q1 nFq 2 (5 5) 5250L/(s m )溶解池需要的空气量2Q2 nFq 1 (2.5 2) 1050L/(s

10、 m )需要空气总量Q0 Q, Q2300L/（s m2）根据规范，空去管流速为10 15m/s，取12m/s。4）投加方式由于水射器投加法使用方便、设备简单、工作可靠，适用于大中型水厂药剂的投加，所以本次设计采用水射器投加方式，进水压力为图2水射器投药系统图溶解池浮球阀5）混合方式管式静态混合器设备简单，维护管理方便；不需土建构筑我；不需外加 动力设备；混合效果好，适用于各种规模的水厂，所以本次设计混合方式采 用管式静态混合器。6）药库与加药间布置方式：采用加药间与药库合并布置，按规范，药剂存储期为15-30天，取30天。332絮凝池1）絮凝池的选取由于往复式隔板絮凝池絮凝效果好，构造简单，

11、适用于水量大于3万m3/d ,的水厂，所以选用往复式絮凝池。设絮凝池数4个，絮凝时间T=20min,池内平均水深2.4m，超高0.3m。廊道内流速采用 6 档：片 0.5m/s,v21 0.4m/s,v3 0.35m/s,v4 0.3m/ sv50.25m/s,v60.2m/ s2）池体的计算总容积：W Qt 3472m360单池平面面积： W 34722f362 mn4 2.4池宽B:按沉淀池长（详见沉淀池计算）算，取 B=20.4m池长（隔板间净距之和儿：L f 17.7mB隔板间距：按廊道内流速不同分成6档，对应廊道宽度为anQ3600nvnH110416.73600 4 2.4 vn0

12、.301求得 a1 0.60m，取 a1 0.60m，则实际流速 v1 0.301 0.5m/s a1各廊道宽度与流速计算值见表1。表1廊道宽度与流速计算表计算值采用值123456每一种间隔采用3条廊道，共18条。水流转弯17次，则实际池长（隔板间净距之和）：L 3(a1 a2 a3 a4 a5 a6)17.9m隔板厚按0.2m计，池实际总长：L0 L0.2 1721.3m3）水头损失的计算按廊道内地饿不同流速分成6段，分别计算每一段的水头损失第一段：水力半径：R1啊O6 240.27ma1 2H10.6 2 2.4流速系数：C11 R1y1n粗糙系数n=，y1 2.5 “n 0.13 0.7

13、5 一 R( n 0.10) 0.15计算得C163.1。第一段廊道长度：l1 3B 3 20.461.2m第一段水流转弯的次数：S13（前5段为3,第6段为2）絮凝池第一段水头损失:段数SnInRnV。VnCnhn132333v0v1h1E-0-l12g 2g其中为局部阻力系数。取Vo为转弯处的平均流速Q3600 1.2a1 nHi0.419m/s带入数据。计算得第一段水头损失:h10.095m其余各段水头损失计算结果见表232表2各段水头损失计算表总水头损失：h hn 0.256m4) GT值的计算水密度 取 1000kg/m3，水动力粘度在20C时取1.029 10 4kg s/m2。所

14、以G值：GT值：GT 46 20 60 55200GT值在104 105范围内，满足要求。沉淀池1) 沉淀池及其参数的选取斜管沉淀池沉淀效率高，占地面积少，本次设计选用斜管沉淀池。根据规范, 沉淀池参数设计如下。沉淀池个数设置为4个。液面上升流速v 3.0mm/s，颗粒沉降速度0 0.4mm/s。采用蜂窝六边形塑料斜管，管厚0.4mm内切圆直径d 30mm，水瓶倾斜角60。进水方式采用长边一侧进水，该边长度与絮凝池宽度相同。进口配水采用穿孔墙配水系统，穿孔流速取0.1m/s;集水系统采用淹没孔集水槽，集水槽中距取1.5m2）沉淀池池体设计计算 清水区净面积:Qnv2.894 0.003240.

15、8m2斜管占用面积安3%十实际清水区面积: 2A A 1.03248.1m斜管区采用矩形平面尺寸：长 宽20.4m 12m 斜管长计算管内流速：V0 3.46mm/ssin斜管长I d 638mm0 cos考虑管段紊流，积泥等因素，过渡段采用250mm斜管总长l 250 638 888mm 按 1000mm计。 沉淀池高度依据规范，选取高度参数：采用保护高度0.3m清水区高度1.2m布水区高度1.2m穿孔排泥斗槽高0.8m斜管高度h lsin0.87m沉淀池总高：H 0.3 1.2 1.2 0.8 0.87 4.37m 复算管内雷诺数及沉淀时间水力半径：R -300.75cm44运动粘度（按稳

16、定为20E时计）：0.01cm2 s雷诺数:25.95满足要求rRv0 0.75 3.46Re -0.01沉淀时间：T l1000 289s 4.82min 在 4-8min 内。v3.46滤池1) 滤池及其参数的选取均粒滤池(v型滤池)采用均粒滤料，含污能力高，单池面积大，冲洗方式 采用气水反洗、表面扫洗像结合的方式，反洗效果好，适用于大中型水厂。本次 设计采用均粒滤池。根据规范，设计参数选取如下：滤池设置个数N 8，采用并排双格布置。过滤周期为48h,正常虑速取v 10m/h。气水冲洗时间共计t 12min，单独水洗时间2min，气水同时冲洗时间5min， 单独水洗时间5min,扫洗时间为

17、全部冲洗时间。单独气洗强度 q气1 15L/(s m2)，气水同时冲洗强度 q气2 15L/(s m2)， q水1 4L/(s m2)，单独水洗强度q水2 4L/(s m2)。2) 滤池池体设计计算滤池每日有效工作时间： 24 t(24/T)23.9h滤池总面积：F Q/vT1046m2单个滤池面积：f F/N 130.7m2210m2取单池宽度B单4.0m，单池单格长度L单16.3m实际单池面积：f 2L单B单130.4m2实际滤池总面积：F fN 1043.2m2虑速修正为：v Q/TF10.03m/h校核强制虑速：v强 vN/(N 1) 11.46m/s在(10-18m/h)之间，满足要

18、求。3) 高度计算气水室高度取Hi0.8m，滤板厚度取H2 0.1m ,4)5)承托层厚度取H30.08m，滤料层厚度取H41.1m滤层上水深h5进水总渠高H7滤池总高度:H H1滤头个数计算1.3m，进水系统跌差取He 0.3m0.3m参数选取：开孔比单池滤头个数:H2 H3 H4 H5 He H73.98m 取 4m1.5%，每个滤头缝隙面积f10.0004m21.5% 便40.00044875个每平方米滤板滤头个数：n1冲洗水泵扬程计算n/ f 37在30-55之间，满足要求。排水槽溢流水面至吸水池水面高差取 H 0水泵吸水口至滤池的输水管道水头损失:5mh1hf hj。取反冲洗配水干管

19、为550mm钢管，管长取I 50m。则管内流速:4Q反水4q水24 0.004 130.423.14 0.552.20m/s (在之间)沿程水头损失:21 3hf0.00107IV 水/d0.28m局部水头损失:hj6.78 2.22/(22g9.8) 1.67m其中 沿程水头损失系数 取总水头损失:h1hf hj 0.28 1.67 1.95m配水系统水头损失h2主要为滤头水头损失，滤头水头损失h滤0.22m，故取 h20.22m。承托层水头损失h3，取200Pa,即滤料层水头损失h4，取14700Pa,即富余扬程hs，取15000PQ即水泵扬程：Hp H 0 g h2 h3 h4 h510

20、.16m消毒设施1）消毒方式的选取因液氯消毒操作简单，价格较低，且在官网中有持续消毒杀菌的作用，所以本次设计采用液氯消毒。2）加氯量与储氯量计算投加位置选在滤池之后清水池之前，最大投加量取a=L。加氯量：Q氯 0.001aQ0.001 1.0 10416.7 10.42kg/h按规范，储氯量为7-15d，取10d。储氯量：G 10 24Q 氯 2500.8kg/10d3）加氯机：采用转子加氯机型号：MJL-U 型（2-18kg/h ）两台交替使用清水池1）容积计算清水池容积：W W1 W2 W3 W4式中 W 清水池的有效容积Wi 清水池的调节容积，本设计中调节系数取10%;W2 清水池的消防

21、贮水量；W3 水厂的自用水量，本设计中取设计水量的5%；W4 清水池的安全储量，按设计水量的计。 w KtQ 10% 25 10425000m3 查规范知，同一时间火灾次数为 2, 一次灭火用水量55L/S，则:W22 2 55 3600/1000792m3 W35% 5% 25 104625m3 安全储量W4二清水池面积最小水深取清水池水深Hs 4.5m，最小水深 Hmin 0.2m清水池面积FW1 W325000 6252135959.3m2Hs Hmin4.5 0.23W4 FH min 5959.3 0.21191.9m清水池容积：W 25000792 625 1191.927609m

22、2）清水池尺寸的确定池型设置为矩形，池数2座，池深，最大水深，长65m宽46m最低水位, 消防水位，并设置导流墙，墙间距。3）消毒时间校核消防容积：V nLBH 22 65 46 1.026099.6m3消防水力停留时间：T V/Q 6099.6/10416.7 0.59h有效停留时间与水力停留时间比值:t10 /T 0.185ln( L/ B) 0.0440.185 ln（ 650/ 4.6） 0.044 0.872有效接触时间：t10 0.872T 0.514h 0.5h 满足规范要求4）CT值出水余氯控制在L,贝CT 0.4 0.514 60 12.3（mg / L） min满足肠内病毒灭火率 %的要求水厂的总体设计水厂总体布置主要是将水厂各项构筑物进行合理的组合和布置, 以满足工艺 流程、操作联系、生产管理和无聊运输方的要求。布置原贝是流程合理、管理方 便、节约用地、美化环境,并考虑日后留有发展的可能。工艺流程布置水厂的工艺流程布置是水厂布置的基本任务,布置时应遵循以下原贝:（ 1）流程力求最短,避免迂回重复,使净水过程中的