(完整word版)给水厂设计总说明书

1、上海理工大学给水处理设厂计1目录第一章 前言.4.1.1设计的目的和意义 .4.1.1.1总体目标.4.1.1.2具体目标.4.1.2主要设计指导思想、设计内容和需要解决的问题 .41.2.1本设计的指导思想.4.1.2.2本设计应解决的主要问题 .51.3设计参考资料 .5.1.4设计成果.5.第二章 给水厂处理工艺的选择 .6.2.1设计资料.6.2.1.1城市现状 .6.2.1.2水文及水文地质资料 .6.2.1.3水源水质资料 .6.2.2给水处理流程的选择 .7.2.2.1 一般净水工艺流程 .7.2.2.2本设计净水处理工艺流程 .7.2.3给水处理构筑物与设备型式选择 .82.3

2、.3絮凝池.9.上海理工大学给水处理设厂计22.3.4沉淀池 .10235 滤池 .11第三章 主要单体构筑物的设计计算 .133.1加药间设计计算 .133.1.1.设计参数 .133.12设计计算.133.2混合设备设计计算 .1.53.2.1设计参数.53.2.2设计计算 .151. 设计管径 .152. 混合单元数.153. 混合时间.154. 水头损失.155. 校核GT值 .163.3机械絮凝池设计计算 .163.3.1主要设计参数 .163.3.2计算 .163.4沉淀设备的设计 .203.5滤池设计计算 .253.5.1计算依据 .263.5.2设计计算 .26上海理工大学给水

3、处理设厂计33.5.3校核强制滤速v .274.5.4滤池高度 .273.5.5水封井的设计 .273.5.6水反冲洗管渠系统 .283.5.7滤池管渠的布置 .303.5.9反洗空气的供给 .363.5.10设备选型 .383.6清水池设计计算 .383.6.1清水池平面尺寸的计算： .383.6.2清水池的管道系统 .393.6.3清水池的布置 .403.7液氯消毒及加氯间设计 .403.8泵房设计 .423.8.1 一级泵房设计 .423.8.2吸水井设计 .453.8.3二泵房的设计 .45第4章水厂平面布置和高程布置 .474.1工艺流程布置设计 .474.2平面布置设计 .474.

4、3水厂管线设计 .484.4高程布置设计计算 .48上海理工大学给水处理设厂计4第一章 前言1.1设计的目的和意义给水处理是一门实践性很强的课程，是学生毕业后经常能用到的专业核心 课程之一。通过开展此课程设计，以使学生更好地掌握其基本理论、熟悉和掌握 给水厂（自来水厂）设计的原则、步骤与方法，独立完成相关工艺选择、主要构 建筑物设计计算、设备选型，从而培养学生运用所学理论和技术知识， 综合分析 及解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在设计计算、绘图、查阅资料和设 计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。1.1.1总体目标按照工程实际的具体要求，以某市地表水为水源进行一个给水厂（

5、自来水厂） 的工艺设计。包括工艺计算和图纸绘制两部分工作， 计算成果达到扩大初步设计 要求。工艺选择和设计要能满足现行国家规范和标准的要求， 经构筑物处理后的 水即要保证城市用水量要求，又要满足出厂水达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的具体标准值。1.1.2具体目标1 完成设计说明书1份内容完整、方案合理、格式规范、论证合理、章节设置合理、层次分明、计 算正确、文字通顺、图表清晰；2绘制工艺图1套图纸深度基本上达到初步设计要求、图面整洁、表达正确、布局合理、线条 分明、尺寸标注规范；3意义通过对水厂的设计，能在学习理论知识的同时，有效的将理论知识与生产实 际相结合，在对水厂处理工

6、艺和处理流程进行计算设计的同时，进一步掌握并熟练运用城镇给水处理厂工艺设计的相关理论知识和设计方法、程序、技巧等，并学会充分利用现今发达的网络资源进行辅助设计和资料查询，为今后走上工作岗位，能够胜任工作打下基础。1.2主要设计指导思想、设计内容和需要解决的问题1.2.1本设计的指导思想1.对水处理工艺流程方案进行比较和选择；2对各个水处理构筑物的类型进行比较和选择；3.对推荐的构筑物进行完整的工艺设计及计算；4.对推荐的各个构筑物的工艺设备进行比较和选择；5.完成构筑物的工艺图的绘制；6.完成整个厂区的平面布置和规划；7.完成整个厂区的高程布置1.2.2本设计应解决的主要问题上海理工大学给水处

7、理设厂计51.对水处理构筑物的类型进行比选；2.对反应池、沉淀池、滤池平面布置方案的选择；3.对反应池、沉淀池、滤池图纸的绘制；4.对水处理工艺流程方案的比较和选择；5.借鉴其他水厂的经验，对整个水厂进行平面和高程的布置。1.3设计参考资料1.给水排水常用资料设计手册；2.给水排水城镇给水设计手册；3.给水排水器材与装置设计手册；4.给水排水专用设备设计手册；5.简明给排水设计手册；6.给水排水设计规范；7.给水净化新工艺净水厂设计；8给水排水标准规范实施手册；9给水排水标准图集；10.给水排水标准图集净水厂设计知识。1.4设计成果1.编写设计说明书一份，说明书中应包括设计任务、设计依据的资料

8、、决定 净水工艺流程和选择构筑物型式的理由， 主要净水构筑物的设计计算，并附必要 的单线草图。2.绘制给水厂平面布置图（1: 200 1: 500）和给水厂高程布置图（纵向1: 5 1: 100,横向 1: 100 1: 500）各一张，分别为 A1 和 A2纸。3.单体净水构筑物的构造图（平面及剖面 1: 50 1: 200），A3纸。上海理工大学给水处理设厂计6第二章给水厂处理工艺的选择2.1设计资料 2.1.1城市现状某市地处东南中部，属亚热带，东南季风气候，年平均气温16 C , 最冷月平均温度2 C,最热月平均温度34 C,最高温度39 C,最低温 度-3 C。年平均降雨量1125m

9、m , 80%以上的降雨发生在6月至9月的四 个月中，多年平均最大时降雨量为54.45mm ,最大日降雨量为 147.2mm ,常年最大风速为2.9m/s ,主导风向为西北风。该市水源主 要为河流。拟建一给水厂，以某一河流为水源。水厂近期净产水量为 30 万 m7d。2.1.2水文及水文地质资料1.河水洪水位标77.15米，枯水位65.90米，常年平均水位标高70.20米。2.地质资料：给水厂地区高程以下 03.2米为粘质砂土，3.26米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.80公斤/厘米。3.厂区地形平坦，平均高程为 71.00米，水源取水口位于水厂西北 60米, 水厂位于城市北

10、面1km4.二级泵站扬程（至水塔）为40米。2.1.3水源水质资料测定值分析项目单位最大最小水温C19.5 C3.3 C色度度513浑浊度度702小于60pH值7.87.0细菌总数个/毫米101045大肠菌群个/ml33BOD5mg/L7.641.26COD mnmg/L64.2氨氮mg/L30.5总硬度度195.04酚mg/L00铜mg/L0.650上海理工大学给水处理设厂计7铁mg/L0.30锰mg/L0.10砷mg/L-0锌mg/L0.240硒mg/L00氰化物mg/L00汞mg/L00铬mg/L00镉mg/L002.2给水处理流程的选择2.2.1 一般净水工艺流程1.原水混凝、沉淀或澄

11、清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L ,短时间内允许到5000-10000mg/L,出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。2.原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于 2NTU3.原水接触过滤消毒1）一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。2）进水悬浮物含量一般小于100mg/L,水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。4.原水调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉 后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。2.2.2本设计

12、净水处理工艺流程图2-1水厂处理工艺流程上海理工大学给水处理设厂计8图2-2水厂处理工艺流程框图（含构筑物）2.3给水处理构筑物与设备型式选择2.3.1力卩药间 1 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。2.混凝剂药剂的选用与投加1）混

13、凝药剂的选用混凝剂选用：碱式氯化铝Aln（OH）mCL3n-m简写PAC.碱式氯化铝在我国从 七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶 粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为 30mg/l。其 特点为：a）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度 时尤为显著；b）温度适应性高：PH值适用范围宽（在PH=59的范围内，而不投加碱 剂）；c）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；d）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低；e）无机高分子化合物。2）混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型，重力投加方式有泵 前

14、投加和高位溶液池重力投加；压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设 备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子 流量计配合投加。耐酸泵型号 25FYS-20选用2台，一备一用。3.加氯间1）靠近加氯点，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。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2）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。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管， 加氨管不能用铜管。上海理工大学给水处理设厂计93）加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部

15、、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。4）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。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。2.3.2混合设备混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀 的重要前提。混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体

16、的工艺过程，对于取得良好 的混凝效果具有重要作用。混合问题的实质就是药剂水解产物在水中的扩散问 题。混合的方式有很多种，常用的有水泵混合、管式混合、机械混合。1.水泵混合水泵混合是将药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。它适用于一级泵站距处理构筑物较近（120m以内），优点是设备简单；混合充分，效果较好；不另消耗动能。缺点是安装管理 较复杂；配合加药自动控制较难。2.管式混合目前广泛采用的管式混合器是静态管式混合器，是利用水厂进水管的水流， 通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使水体和药剂混合。 管式混合的优点是设备简单；不占地；在设计

17、流量范围，混合效果好。缺点是当 流量过小时效果下降。但从总体经济效果而言还是具有优势的。3.机械混合机械混合是依靠外部机械供给能量， 使水流产生紊流。它的优点是水头损失 较小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水胶体颗粒上， 同时 使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增加相应的机械设备，需消耗 电能，同时也增加了机械设备的维修及保养工作，管理维修比较复杂。通过以上的分析与比较，管式静态混合器是处理水与混凝剂、 助凝剂、消毒 剂实行瞬间混合的理想设备，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合 效果好和管理方便等优点，故本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。2.3.3

18、絮凝池絮凝过程是将投加混凝剂并充分混合的原水，在水流作用下使絮凝粒相互接 触碰撞，以形成更大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。絮凝的方式有很多种，可分为机械和水力两大类，常用的有机械絮凝池、隔 板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池等。1.机械絮凝池机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，反应时间1215分钟，可适应水质、 水量的变化，但机械设备维护量大，管理比较复杂。2.隔板絮凝池上海理工大学给水处理设厂计10隔板絮凝池的优点是构造简单，管理方便，当水量变化不大时，絮凝效果好。 缺点是絮凝时间较长（1524分钟），絮凝池容积大，且当水量变化大时，絮凝 效果不稳定。它适用于水量大于 30000m3/d

19、的水厂。3.折板絮凝池折板絮凝池利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态，使能量损失得到充分利用，能耗与药耗有所降低，停留时间缩短。折板絮凝池的优 点为絮凝时间短，絮凝效果好，容积较小。缺点是构造较复杂，水量变化影响絮 凝效果。它适用于水量变化不大的水厂。根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用机械絮凝池。2.3.4沉淀池给水处理中的沉淀工艺是指在重力的作用下， 悬浮固体从水中分离出来的过 程。它担负着去除8099%以上的悬浮固体，其设备的运行状况直接影响着出水 水质。常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能 特点和适用条件。表2-1各种形

20、式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件平流式优点：1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应性强，潜力大，处理效果稳疋；4、带有机械排泥设备时，排泥效果好 缺点：1、不采用机械排泥装置，排泥较困难2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大1、 一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小缺点：1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难1、 一般用于小型净水厂；2、常用于地下水位较低时斜管（板）式优点：1、沉淀效果咼；2、池体小，占地少缺点：1

21、、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难1、 宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀 池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池。相斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高， 上海理工大学给水处理设厂计11处理效果较好。235滤池过滤是净水厂最关键的处理工艺部分。它一般是指以石英砂等粒状滤料层截 留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。它不仅将水的浊度降低到1度以下，而且可以去除水中的部分有机物等，还使水中的细菌、病毒裸露出来， 因此，过滤工艺的好坏直接决定净水厂的最终水质。国内目前全部采用的

22、是快滤，主要池型有普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、 移动罩滤池、虹吸滤池和 V型滤池等。常见各种形式滤池的性能特点及适用条 件见如下的各种形式滤池性能特点和适用条件。表2-2各种形式滤池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件多层滤料滤池优点：1、含污能力大；2、可采用较大的流速；3、能节约反冲洗用水，降速过 滤水质较好；缺点：1、滤料不易获得昂贵管理麻烦2、滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备；只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂普通快滤池优点：1、有成熟的运行经验运行可靠2、采用的砂滤料，材料易得价 格便宜；3、采用大阻力配水系统，单池 面积可做得较大，池深适中，采 用降速过滤，水

23、质较好向下流、砂滤料的回阀式滤池， 适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100mfV型滤池优点：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4060%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，滤层仅为微上海理工大学给水处理设厂计12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236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

24、有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。其方法分化 学法与物理法两大类，前者系水中投家药剂，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。液氯消毒和二氧化氯消毒具有余氯持续的消毒作用，能有效防止二次污染。 这两者相比，二氧化氯的杀菌能力是液氯的 35倍，不会与水体中的有机物反 应生成致癌物三卤甲烷，还可避免液氯消毒发生泄氯恶性事故的危险， 生产安全 性较高，但其成本较高，维护工作量大，运行成本是液氯的2倍以上。通过以上比较，同时考虑到液氯消毒在国内使用的时间比较的长， 经验也比 较丰富，经济有效，因此本设计采用传统的液氯消毒方法。上海理工

25、大学给水处理设厂计13aQ417bn304375417_5_231. 47m3取 32m330mg10%105000m3/d1210kg/m330d780m3第三章主要单体构筑物的设计计算3.1加药间设计计算3.1.1.设计参数已知计算水厂净产水量 Q净=100000m3/d。取水厂自用水量系数：1.05。则：水厂的设计水量33Q 1.05 100000105000m /d 4375m / h根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选混凝剂为碱式氯化铝PAC 药剂（原液浓度b=10%需要稀释成5%的浓度方可使用），混凝剂的最大投药量 a=30mg/L，每日混凝剂有原液池向溶液池抽取次数n

26、=2。3.1.2.设计计算1.溶液池容积W式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L;Q设计处理的水量，4375riVh;B溶液浓度（按商品固体重量计）一般采用5%-20%本设计取5%n 每日调制次数，一般不超过 3次，本设计取2次。溶液池设两个，其中一个备用，每个池的容积约为32m3，采用矩形，尺寸为B L H 4.0 5.0 （1.6 0.3），高度中包括超高取 0.3m。置于室内地面上。 池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100m放空管，采 用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。 沿池面接入药剂稀释采 用给水管D

27、N60mm按1h放满考虑。2.原液池容积W2设计储存量按30天考虑，则原液池容积为原液池设置两座，每座容积97.5m3形状为矩形：BX L X H-4.5X 20.0X (4.0+0.3) m3其中 0.3m 为超高3.投药管1210X 30d=上海理工大学给水处理设厂计14W 3212 122.68m3 / h投药管流量Wi 2 100032 2 1000q=1=0.74L/S 2664L/h24 360024 3600查水力计算表得投药管管径d= 40mm,相应流速为1.88m/So 溶液池底部设管径Dg=100mm的排渣管一根4.溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。

28、5.计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型，重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加；压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备 有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流 量计配合投加。计量泵每小时投加药量：式中：W 溶液池 容积（m3）耐酸泵型号25FYS-20选用4台，三用一备.6.药库的设计参数考虑到远期发展，面积为15om,仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药 药剂仓库平面设计尺寸为10.0 mx 15.0m。图3-1加药间内部布置图上海理工大学给水处理设厂计152.50，本设计取N=3;0.1184 Q4 30.11840.620

29、.9440.2m 0.5m,符合设计要求。3.2混合设备设计计算3.2.1设计参数设计总进水量为Q=105000md，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。水厂进水管投药口至絮凝池的距离为 10m计算草图如下图：葯剂图3-1管式静态混合器3.2.2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 10500033q52500m3 /d 0.6m3 /sn 2查水利计算表知，流速v=0.95m/s则静态混合器管径为：DI_4_06_ 0.9m，本设计采用 D=900mm勺 3.14 0.952.

30、混合单元数N 2.36v 0.5D 0.32.36 0.95 0.50.9则混合器的混合长度为：L3.混合时间1.1DN1.1 0.90 3 2.97m管道血900二二罟900混合单元体1 MI25三乜I 900T上海理工大学给水处理设厂计16TL 2.973.12sv 0.954.水头损失上海理工大学给水处理设厂计175.校核GT值QT60n(m3)Q设计流量，m3/h(3-3-1)740 sGT 740 3.22200，水力条件符合设计要求3.3机械絮凝池设计计算3.3.1主要设计参数（1）T= 1520min,平均 G= 2070 S 1, GT= 1X 104 1 x 105（2）设3

31、4档搅拌机，每档用隔墙或穿孔墙分隔，以免短流。（3） 第一级（进口处）搅拌机浆板中心处线速度0.5 0.6m/s;最后一级（出口 处）搅拌机浆板中心处线速度 0. 1 0. 2 m/s;（4） 浆板总面积宜为水流截面积的10%20%,不宜超过25%（5）浆板长度不大于叶轮直径 75%，宽度宜1030cm垂直轴：1）浆板顶应设于水面下0.3m；2）浆板底应设于池底以上0.30.5m；3）浆板长度不大于叶轮直径的75%;4）浆板距池壁间距不大于0.25m;5）每块浆板宽度为长度的1/101/15，一般为1030cm3.3.2计算1.反应池的容积：T絮凝时间，min n池数333Q 105000m

32、/d 4375m /d 1.22m /s絮凝时间T 一般取15-20min 这里取T=15min。设置四组絮凝反应池，所以n=4 则每组反应池的有效容积为V QT60n4375 15273.5m360 4（有效容积比较小，搅拌器采用垂直轴式安装）2.絮凝池的布置取絮凝池长L=16m宽度B=4m则高度H 27354.27LB 16 4G9800 0.21.14 10 33.12上海理工大学给水处理设厂计188 0.12 1.684.57 34 0.2 1.24.57 37%。总桨板面积与絮凝池过水断面积之比为：水池超咼取0.3m,则水池全咼为4.60m。每组絮凝池按长度方向分4格，每格的长度L仁

33、B=4m每格的容积为73.12 m3。3.搅拌器的布置搅拌器采用垂直轴式安装。絮凝池分格墙上过水孔洞上下交错布置，每格设一台搅拌设备，具体布置见下图:1 浆板；2叶轮；3 旋转轴；4隔墙1）叶轮直径取池宽的80 %，采用3.2m，叶轮桨板中心点线速度分别采用：第一格取Vi0.50叹，第二格V20.40叹，第三格V30.35%，第三格V40.20叹。桨板长度与叶轮直径之比取0.7,桨板长度为1.68 m，桨板宽度取0.12 m。每根轴上桨板数为8块，内外侧各4块（装置尺寸见下图）。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为：11.8%。为了防止水流短路，每格设四块挡板，尺寸为:宽高=0.2m1.2m，

34、其面积与絮凝池过水断面积之比为：7%+11.8%=19.8%,小于 25%，满足要求。图3-2机械絮凝池内部布置图上海理工大学给水处理设厂计v19轮转速为：w10.75 0.50.47rad /s0.8w20.75 0.40.38rad / s0.80.75 0.350.33rad /sw30.8w40.75 0.20.19rad / s（为叶轮中心点的旋转半径）2）浆板所需功率计算：（以第1格为例） 计算依据：n CD344-l （r2 ri ）i 8每根旋转轴全部浆板所耗功率，同一旋转半径上浆板数(3-3-2)cD阻力系数，-旋转角速度，r2,斤-浆板外缘、CD=1.1rad / s内缘旋

35、转半径,设浆板相对于水流的线速度等于浆板旋转线速度的0.75倍，则相对于水流的叶外侧浆板r1=1.68m，r2=1.8m ;内侧浆板r1=0.74m，r2=0.86m.内外侧浆板各 4 块（因为：浆板宽比长=0.12/1.681,所以CD =1.1 ）：桨板功率计算图上海理工大学给水处理设厂计20第一格为:第二格为:第三格为:G1G2G3第四格为絮凝池平均速度梯度:266.581.14 10 3 73.12|140.88,1.14 10 3 73.1292.27 1.14 10 3 73.12G T 39.39 15 603.55 104经核算：G和GT值均较合适。4.孔洞设计56.55s41

36、.11s33.27s14.53s266.5831.14 10 3 4 73.1238.39s 1，第一格进水管管径取 400 mm ，则进水流速为：Q/4/4 D2.43m/s，满足平均经济流速要求。进水孔洞流速分别取:第一个孔洞取V11.0m/s；第二个孔洞取V20.8m/s;第三个孔洞取V30.7m/s ；第四个孔洞V40.4m/s。266.58WN。4 1 20.405634 0.75 0.700.193KW。n CD3 444 1.1 100034444P1D l 3(r24 ri4)1.68 0.473 (1.84 1.684) (0.864 0.744)i 88同理可得：P2=14

37、0.88W; P3=92.27W, P4=17.61W机械絮凝池总功率为：F0(266.58 140.88 92.27 17.61) 4 2069.36W设4台搅拌设备各配备一台电动机，每台电动机功率为(取 10.75, 20.70):选用型号为丫801-2小型三相鼠笼式异步电动机，额定功率为0.75KW3）核算平均速度梯度G值和GT值（按水温15。计，水的动力粘度1.14 10 3PaS）:G417.611.14 10 373.12上海理工大学给水处理设厂计v21则孔洞面积分别为:第一个孔洞为FiQ/44375/43600 1.020.304m ；第二个孔洞为F2竺竺沁0.380m2v236

38、00 0.8第二个孔洞为F3Q/4V34375/43600 0.720.434 m ；第三个孔洞为F4Q/4V44375/43600 0.40.76m2孔洞直径分别为:第一个孔洞为di第三个孔洞为d35.孔洞水损计算第一个孔洞为hi1.060.054m （孔洞局部水损系数取 1.06）第二个孔洞为h22V21.060.820.0348m ；第三个孔洞为h32V32g1.060.722g0.0264m ；第四个孔洞为h42V42g1.060.422g0.0088m ；故总水头损失为：(0.054 0.0348 0.0264 0.0088) 40.5m3.4沉淀设备的设计斜管/板沉淀池是根据浅池原

39、理开发的一种沉淀池。在沉淀池的沉淀区内放置倾角为60的斜管或斜板（斜管管径约2540毫米，长为8001000毫米。斜板 间距约100毫米）。因沉淀区分隔为许多区，沉淀面积和沉淀效率显著增加；同 时，沉到管底或板面上的污泥将自动滑离沉淀区，解决了除泥问题。池型分三种：在斜管或斜板间水与污泥异向流动（水流从下向上），称为异向流，应用最广； 水与污泥同向流动（水流从上向下），称同向流；水流水平向流过斜板间隙，称 为横向流。0.62 m ；第二个孔洞为d20.70m0.74m ；第四个孔洞为d40.98m。上海理工大学给水处理设厂计22Q 0.5Q00.5 100000m3/d 1.052187m3/

40、h0.61m3/s斜管/板沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。适用于流动 性高粘度低的给水处理工艺设计中。 斜管沉淀池与斜板沉淀池原理相似， 但是管 式比板式沉淀池的接触面积大，更容易冲洗及安装。综上，本次设计决定采用异向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向 上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。设计 2座。如图1-1所示。斜管与水平面成60角。放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥 则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。斜管的内切圆直径 d为30mm，长 I为1000mm。颗粒的沉降速度 错误!未找到引用源。，清水

41、区沉速错误!未找到 引用源。2.5mm/s排泥集水管1 1 1 1 1 1清水区.ill斜管区 配水区穿孔排泥管积泥区如图3-4-1斜管沉淀池剖面图2)每组设计水量该水厂处理水量10万吨每天，自用水量5%2.沉淀池尺寸设计1.清水区面积式中：A为斜管沉淀池的表面积， m2q为表面负荷，m3/(m2 h)，根据给排水快速设计手册异相流一般采用 9.011.0 n?/(m2 h) 设计中，取 10.0 m3/(m2 h)， 即 q=10.0 m3/(m2 h)=0.0028m3/(m2 s)=2.8mm/s清水区有效面积 错误!未找到引用源。a)沉淀池初拟面积斜管结构占用面积按3%计，则错误！未找

42、到引用源。A =217.9 X 1.03=22m2上海理工大学给水处理设厂计23初拟平面尺寸 Li XBi=19.2m X1.6mb)沉淀池建筑面积A建 斜管有效长度L2计算：错误!未找到引用源。mm/s图3-5-1 V 型滤池剖面示意图3.5.1计算依据1设计数据：1）设计水量Q=100000X1.05=105000m3/d （水厂自用水量占6%）,滤速V=14m/h。2）滤池冲洗时间见表2.3。3） 总冲洗时间12min，冲洗周期T=48h,反冲横扫强度1.8L/（sm2） 般为 1.42.0 L/（s - m2）。3.5.2设计计算1 设计计算1）池体设计a.滤池工作时间TT =241

43、：24/T=24 - 0.2 送4/48 = 24- 0.1 = 23.9 h式中未考虑排初滤水。表3-5-1滤池冲洗时间冲洗强度（L/s m2）冲洗时间（min）第一步（气冲）153空气15第二步（气水同时冲洗）水44第三步（水冲）451.2滤池总面积F=Vr - =366.1m21.3滤池的分格为了节省占地，选双格 V型滤池，池底板用混凝土，单格宽 B=4m,单格长L=8m,面积32m2，分为并列的6组，每组2座，共12座，总面积384m2上海理工大学给水处理设厂计283.5.3校核强制滤速vv NV 416.8(m/h) 满足 7m/h三 V三 20 m/h 的要求。N-16-1,4.5

44、.4滤池高度滤池超高H5 0.3m，滤层上的水深H4 1.5m，滤料厚度H3 1.0m，滤板厚度H2 0.13m，滤板下布水区高度 Hi 0.9m，则滤池总高H 3.83m。3.5.5水封井的设计均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算H清 180 （1 囈（）%v g m do式中:H清为水流通过清洁滤料层的水头损失，cm；V为水的运动黏度(cm2/s); 20E时为0.0101cm2/s；g为重力加速度，981cm/s2 ;m。为滤料孔隙率，取0.5;d。为与滤料体积相同的球体直径(cm)，根据厂家提供数据为0.1cm；L 0为滤层厚度，L =100cm;.；/%丁 T 111 1 1 1

45、1 1 1 1 1U n1 1 1 1 1* 1 1 1 1图3-5-2 V型滤池剖面图Ff上海理工大学给水处理设厂计29v 为滤速，v=14m/h=0.39cm/s；为滤料粒径球度系数，天然砂粒为 0.750.8,取0.8H清=180X).0101/981 (*0.5)2/0.53 (1/0.8 (X1) 100X).39=22.59cm根据经验，滤速为810mh时，清洁滤料层的水头损失一般为3040cm，计 算值比经验值低，取经验值的低限 30 cm为清洁滤料层的水头损失。正常过 滤时，通过长柄滤头的水头损失h 0.22m，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤式水头损失为：H开始0.

46、3 0.22 0.52m，为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高取滤料层上表面标高 以上0.2 m。设计水封井平面尺寸2m 2m,堰底板比滤池底板低0.3m,水封井出水堰总高H水封 0.3 H1 H2 H3 0.30.3 0.9 0.13 1.0 0.22.53m，因为每座滤池过滤水量 Q单=v f=14 X 64=896m /h=0.25 m /s ，3所以水封井出水堰上水头由Q 1.84b计算得2* 2 -H水封 = Q 单 /(1.84b堰)3 =0.25/(1.84 2X=0.17m则滤池施工完毕，初次投入运行时，清洁滤料层过滤，滤池液面比滤料层高0.17+0.5

47、2+0.2=0.89m随时间的增加，过滤水损越来越大，正常过滤较清洁滤料层增加的水损为0.65m，贝U正常过滤时，通过调整出水阀门的开启度，保证滤池液面比滤料层高0.17+0.52+0.2+0.65=1.54m，为留有余地，取 亦。3.5.6水反冲洗管渠系统a.长柄滤头配水配气系统长柄滤头安装在混凝土滤板上，滤板固定在梁上，滤板用0.05厚预制板，上面浇注0.08m厚混凝土层，滤板下的长柄部分浸没于水中，长柄上端有小孔， 下端有竖向条缝，气水同时反冲洗时，约有2/3空气有上缘小孔进入，1/3空气由缝隙进入柄内，长炳下端浸没部分还有一个小孔，流进冲洗水，这部分气水在柄内混合后由长柄滤头顶部的条缝

48、喷入滤层冲洗。 长柄滤头固定板下的气水室高度为 0.70.9m，其中冲洗时形成的气垫层 厚度为0.10.15m。向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80,每平方米的滤头数量为4964个。冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为5m/s左右；配气支管或孔口流速为10m/s左右。配水干管进口流速为1.5m/s左右；配水支管 或孔口流速为11.5m/s。上海理工大学给水处理设厂计30长柄滤头结构如图2.4所示：b

49、.反冲洗用水量Q反的计算：反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算，单独水洗时反冲洗强度最大为 5L/(s m2)3Q 反水=q水 f = 5 64 =320L/s=0.32m /sV型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行，其流量：Q表水=q表水 f=0.0018 64=0.1152 m3/s水反冲洗系统的断面计算如下：配水干管进口流速应为1.5s左右，配水干管的截面积A 水干=Q/v 水干=0.32/1.5=0.21m2反冲洗配水干管用钢管，DN500，流速v=1.43m/s，反冲洗水由反冲洗配水 干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部布 水区。反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗

50、配水支管的流速取值。配水支管流速取VZK支1%，则配水支管的截面积为：A 水支=Q/v 水支=0.32/1=0.32m2此即配水方孔总面积。沿渠长方向两侧各均匀布置21个配水方孔，共42个，孔中心间距0.4m，每个孔口面积A小=0.32/42=0.0076吊，每个孔口尺寸取0.087m 4.087m。反冲洗用气量Q气的计算 反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气量计算,Q 反气=q 反气 f=15 X 64=960L/s=0.96m3/s上海理工大学给水处理设厂计31 配气系统的断面计算配气干管进口流速为5叹左右，则配气干管的截面积为:A 气干=Q 气干/v 气干=0.96/5=0.192m2反冲

51、洗配气干管用钢管，DN500,流速4.28m/s。反冲洗空气由反冲洗配气 干管输送至气水分配取，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布 水区。布气小 孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计 42个。 配气支管流速应为10m/s左右，则配气支管的截面积为：A气支=Q反气/v气支 =0.96/10=0.096则每个布气小孔总面积为：A 孔=Q 孔/v 孔=0.096/42=0.002m2孔口直径 d= (4X 0.002/3.14) 0.5=0.05m反洗空气过孔流速为v=0.096X4/ (3.1 X42X 0.052) =1.18m/s满足要求。 每孔配气量 Q 气孔=Q 反气/42=0

52、.96/42=0.02m3/s=72m3/h。 气水分配渠的断面设计气水同时反冲洗时反冲洗水量为Q 反气水=q 水f=4 X54=256L/s=0.256m3/s气水同时反冲时反冲洗用空气量为Q 反气=q 气 f=15 X4=960L/s=0.96m3/s气水分配渠的气、水流速均按相应的配气、配水干管流速取值。则气水分 配渠的断面积为A气水=Q反气水/v水干+Q反气/v气干=0.256/1.5+0.96/5=0.36*3.5.7滤池管渠的布置反冲洗管渠a气水分配渠气水分配渠起端宽0.4m,高取1.5m，末端宽取0.4m,高取1.0m，则起端截 面积0.6m2，末端截面积0.4m2，两侧沿程各布

53、置21个配水小孔和21个布水方 孔，孔间距0.4m，共42个配气小孔和42个配水方孔，气水分配渠末端所需最 小截面积0.317/42=0.007川 末端截面积0.4m2，满足要求。图3-5-3池内排水槽、气水分配渠上海理工大学给水处理设厂计32过流能力3 0.157g、0.06250.01335.60m/ sb排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5 m，则排水集水槽起端槽高为H 起 Hi H2 H3 0.5 1.50.9 0.13 1 0.5 1.51.03m，排水集水槽末端高为 H末 H1 H2 H30.5 1.00.9 0.13 1 0.5 1.0 1.53m，底坡1=(1.53 -

54、 1.03)/L=0.5/8.0=0.0625c排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟(非满流，n = 0.013)计算公式校核集水槽排水能力。设集水槽超高0.3m,则槽内水位高h排集1.03 0.3 0.73m，槽宽b排集=0.4m,湿周X=b+2h=0.4 +2 J0.73=1.86m2水流断面A排集=b 来=0.4 为.73=0.292m2水力半径R=A 排集 /X=0.292/1.86=0.157m水流速度Q排集=A排集 v=0.292 5.60=1.635m / s实际过水量:Q反=Q反水 +Q 表水=0.32+0.1152=0.4352m3/ s过流能力Q排集=1.635m3/ s满

55、足要求。进水管渠a进水总渠滤池分为独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速 取1.0m/s (一般0.81.2m/s)，则强制过滤流量：Q强=(105000/3 )x 2=70000rd =0.81 m 3/s进水总渠水流端面积：A 总=Q 强 /v=0.81/1.0=0.81m2取进水总渠宽1.0m，水面高0.81m。b每座滤池的进水孔每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池，两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反上海理工大学给水处理设厂计33冲洗时不关闭，供给反冲洗表扫用水，调节闸门的开启度，使其在反冲

56、洗时的进水量等于表扫水用水量，孔口面积按口淹没出流公式：Q 0.8A j2gh计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m，则孔口总面积为A 孔=Q 强 /（ 0.8 2gh）=0.81/（ 0.8一 ；忙丄戸 1 械 口 I） =0.72中间面积按表面扫水量设计：A 中孔=A 孔 X（ Q 表水/Q 强）=0.72X（ 0.1152/0.81） =0.1024孑L口宽 B排=0.1024m，高 H中孔=1.0m。两侧孔口设闸门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积A 侧=（A 孔一A中孔）/2=（0.72-0.1024）/2=0.31m2孔口宽0.31m，咼H侧孔=1.0m。c宽顶

57、堰宽顶堰堰宽b宽顶5m，与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.53m。堰上水头由矩形堰的流量公式 Q 1.84h2得：h 宽堰 Q 强 / （1.84 b 宽堰） = 0.81/（ *1.84 冷）3 0.2md每座滤池的配水渠滤池配水渠宽b配渠0.5m，渠高1m，渠总长等于滤池总宽，则渠长L配渠3.0 2 1.2 7.2m，当渠内水深h配渠0.5m时，渠内流速为：进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠， 由配水渠两侧的进水孔进入 滤池内的V形槽。滤池配水渠宽b配渠=0.6m。渠高1.0m。渠总长等于滤池总宽。 则渠长L配渠=7m。当渠内水深h配渠=0.60m时，流速（进来的浑水由分配渠

58、中段向 渠两侧进水孔流出，每侧流量为 Q强/ 2）为配渠Q 强 / ( 2b 配渠 h 配渠)0.81/ (2X).6 E.6) 1.125m/s满足滤池进水管渠流速0.81.2m/soe配水渠的水力半径:R宽堰 b配渠 h配渠 / b配渠 2h配渠=(0.6 X 0.6)/(0.6+2 X 0.6 ) ONm/s上海理工大学给水处理设厂计34Q反单Q 反0.4352 20.218叹，所以h排槽2Q反单 31.84b20.21831.84 10.500.05m(0.013 X 1.125/0.2_ = 0.0016/渠内水面降落量h渠 I 渠L配渠 / 2 =0.0018 6/2=0.0054

59、m因为配水渠最高水位为h配渠h渠=0.6+0.0054=0.6504m 1.1Q反气=49 m3 /min。在滤池出口设 置浊度、余氯控制点，由在线浊度仪、余氯仪进行连续检测。根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力风量要求,选三台SD36X 35 40/11000 风机，一台备用，风量 40nVmin。风压11mbD=107KPa,电机功功率135KW型 JS115-4，正常工作风量： 80nn/min1.1Q 反气=79 m3/min滤池出口设置浊度、余氯控制点，由在线浊度仪、余氯仪进行连续检测3.6清水池设计计算3.6.1清水池平面尺寸的计算：清水池的作用在于调节泵站供水量和用水量之间

60、的流量差值。清水池的调节 容积，有一、二级泵站供水量曲线确定。清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量和安 全贮量容积。清水池有效容积： W=W1+W2+W3 +W4) (mW1调节容积，m3；W2消防贮水量，m3，按3小时火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，m3，等于最高日用水量的5%10%;W4安全储水量，m3;为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保留一 定水深的容量，作为安全储量。(1) 清水池的调节容积：W1=kQ=0.100.005),并防止由于施工允许误差，和 泵房与管道的布均匀沉降而引起取水管的倒坡，必要时采用较大的上升坡度。为 了