城给水处理厂方案设计

1、第一章 总 论 11.1 设计任务及要求 1.1.2 原始资料及分析1.第二章设计原则与净水工艺选择 62.1 设计原则6.2.2 厂址选择6.2.3 工艺流程7.第三章预处理设施及配水井1.03.1 设计水量1.0.3.2 预处理的设施及参数1.03.3 配水井 1.0.第四章混凝设施1.1.4.1 混凝剂 114.2 混凝剂的配置1.34.3 混合设施1.6.4.4 絮凝设施2.2.第五章沉淀池 2.9.5.1 沉淀池平面尺寸2.95.2 进出水系统2.9.5.3 排泥设施2.9.5.4 水力校核2.9.第六章过滤池 3.3.6.1 普通快滤池的属性3.36.2 普通快滤池的设计3.4第七

2、章消毒设施4.1.7.1 加氯量及储氯量 417.2 加氯设备 417.3 泄氯控制 417.4 加氯间布置 43第八章 清水池 4.58.1 清水池平面尺寸计算 458.2 管道系统 458.3 清水池布置 46第九章 给水厂布置489.1 水厂的平面布置 489.2 水厂的高程布置 50总结与感想5.2参考文献 5.4第一章总论1.1 设计任务及要求1.1.1 设计题目城市给水处理厂方案设计1.1.2 设计背景某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生 活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门 批准，决定新建一座给水处理厂。1.1.3

3、设计任务设计规模：该净水厂总设计规模为 12X104m3/d。即设计流量为5000m3/h,征地面积约40000m2设计要求：完成水源水质评价，设计包括工艺确定、主体处理构筑物初步设 计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。设计成果：设计说明及计算书1份（总篇幅1万字以上），包括：目录、原 始资料、系统选择、处理工艺设计计算、平面及高程等内容。完成给水处理厂平 面图（1: 500）和处理系统高程图（1: 100） 1张。1.2 原始资料及分析1.2.1 设计规模该净水厂总设计规模为12x104m/d。征地面积约40000m。1.2.2 原水水质及分析1.原水水质资料厅P项目单位数值厅P项目

4、单位数值1浑浊度度54.213钮mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L<0.054色度2016BODmg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077PH7.3719氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO)mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.172.水质分析结合生活饮用水卫生标准(GB5749-

5、2006)和地表水环境质量标准(GB3838-2002 ,进行原水的水质特性分析。生活故用*At常鼻祖修理目及网值欢 目运 直感官性状和微化学指标；隹也就不跳过】5慎，彝不得星母菖他肆色谭修置不超过1型NTl”用殊精祝下r«jd 3度网TU1鼻和咔小科书昇昆.等肉姬可见榭不得含有阳£.-8, 3息局工（也口C%汁1幅口21用0, J-mg I.件U.Smt/L但（h m & L粗1 r 5+L锌iHtn舟L樨发斯类1以孽段计10.l02mg；阴离手含眼疾獐刑也 Hng L眈阖北驯 nu，L色物25St»*/L河狼隹总固体lOCOmgL题口小计】3吨;L用辣

6、情况R不好过山吵工：细隐敷急大胫蓟杯养大服点群10CLTU L®蠹1 口UmL水样中不带检出餐tnoml.水样中不得检出地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L顷目I类II类田类IV类V类容解氧饱和率90%域7.5）化学需氧量（COD 156532五日生化需氧量（BOD）3461015氨氮（NH-N） 0.1515203040总磷（以P计）0.02（湖、库 0.01 ）34610总氮（湖、库，以N计）0.20.51.01.52.03.分析结果项目单位是否符合标准项目单位是否符合标准浑浊度度不符合钮mg/L符合细菌总数个/mL不符合铜mg/L符合总大肠菌群个/L不符合锌mg/L

7、符合色度不符合BODmg/L不符合嗅和味-阴离子合成剂mg/L-肉眼可见物不符合溶解性总固体mg/L符合PH符合氨氮mg/L符合总硬度(CaCO)mg/L符合亚硝酸盐氮mg/L0.055氯化物mg/L符合硝酸盐氮mg/L1.15硫酸盐mg/L符合耗氧量mg/L符合总铁mg/L符合溶解氧mg/L不符合1.2.3 地址条件根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程 地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层， 为提高地基承载力及减少构筑 物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填

8、充物为碎石，碎石粒径为25CM桩彳全为400毫米，桩孔距为1M按梅花形布置。1.2.4 气象条件项目所在地，属暖温带、半湿润大陆季风气候，四季分明。春季干旱风沙多，夏季炎热雨集中，秋季凉爽温差大，冬季寒冷雨雪少。盛行风向：夏季南风，冬季东北风。年平均气温14.0 ，最热月平均气温（7 月份 ）27.1 ，最冷月平均气温（1月份 ）- 0.5 ，平均日照时数2267.6 小时，无霜期（年平均 ）214 天，年平均降雨量627.5mm 年最大降雨量948.4mm 年最小降雨量248.2mm年主导风向为 NNE风和SSVMo最大风速28mze年平均风速3.0m/秒，最大冻土深度210mm主导风向东北

9、风。1.2.5 处理要求出厂水水质指标满足生活饮用水卫生标准（ GB5749 2006） 的相关要求。24第二章 设计原则与净水工艺选择2.1 设计原则(1) 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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5% 10%，必要时可通过计算确定。(2) 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理性等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3)

10、水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(4) 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5) 设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。 但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束

11、。2.2 厂址选择厂址选择应通过方案比较，即：技术上：供水安全、管理方便经济上：造价与管理费用最低水厂选址的原则：1. 厂址应选择在工程地质条件较好的地方；2. 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施；3. 水厂应少占农田或不占农田，并留有适当的发展余地；4. 水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；2.3 工艺流程2.3.1 选择依据净水工艺选择的原则应是针对当地原水水质的特点以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质。在进行净水工艺选择时，必须充分掌握以下资料:(1) 原水水质的历史资料: 对原水的水质应该作长期的观察。就地表水而言。

12、丰水期和枯水期的水质、受潮汐影响河流的涨潮与落潮水质以及表层与探层的水质都要加以分析比较。(2) 污染物的形成及其发展趋势: 对产生污染物的原因进行分析，寻找污染源。对潜在的污染影响和今后发展的趋势也应做出分析和判断。 3)出水水质的要求: 不同的供水对象对水质的要求有所不同。就城市供水而言， 必须符合国家规定的水质要求。在确定水质目标时还应结合今后水质可能的提高做出相应规划考虑。(4) 当地或者相类似水源净水处理的实践: 当地已有给水处理厂，其处理效果是对所采用净水工艺最可靠的验证，也是选择净水工艺的重要参考内容口(5) 操作人员的经验和管理水平: 要使工艺过程能达到预期的处理目标，操作管理

13、人员具有十分重要的作用。同样的处理设备由于操作人员的不同可能产生不同的效果。因此在工艺选择时，应尽量选择符合当地习惯和使用要求的净水工艺。(6) 场地的建设条件: 不同处理工艺对于占地或地基承载等会有不同的要求，因此在工艺选择时还应结合建设场地可能提供的条件进行综合考虑。有些处理工艺对气温关系密切( 如生物处理) ，在其选用时还应充分注意当地的气候条件。(7) 今后可能的发展：随着水质要求的提高，或者原水水质的变化，可能会对今后净水工艺提出新的要求，因此选择的工艺要求对今后的发展具有较大的适应性。(8) 经济条件：经济条件是工艺选择中一个十分重要的因索。有些工艺虽然对提高水质具有较好的效果，但

14、是由于投资较大或运行费用较高而难以被接受。因此工艺选择还应结合当地的经济条件进行考虑。2.3.2不同水质的处理流程及特点1.地面水(1) 一般浊度水投药原水(2)低浊度水投药原水消毒剂(3)高浊度水用水投药(4)微污染水合铁水消毒却3.不同工艺流程的特点给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。合给水水质的特点，水处理工艺流程见表 2.1。表2.1各净水工艺流程的特点净水工艺流程适用条件I原水一简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用 水，只要求去除粗大杂质。R原水一混凝沉

15、淀或澄清一过滤一消毒一般进水浊度不大于20003000NTU短时间内可达500010000NTUm原水一接触过滤一消毒进水浊度一般不大于25NTU水质较稳定且无藻内繁殖IV原水一混凝沉淀一过滤一消毒（洪水期） 原水一自然预沉一接触过滤一消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高V原水一混凝一气浮一过滤一消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTUVI原水一（调蓄预沉或自然预沉或混凝预 沉）一混凝沉淀或澄清一过滤一消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理VU原水一混凝一气浮（沉淀）一过滤一消毒经常浊度较低，米用气浮澄清；洪水 期浊度较高，则采用沉淀工

16、艺2.3.3工艺流程的选择此次设计选择的工艺为:原水第三章预处理设施及配水井3.1 设计水量本设计处理水量为 Q=120000 m/d=5000 m3/h3.2 预处理的设施及参数预氧化、预加氯等预处理的方式、药剂类型、投加量等。般化学预处理厂用药剂的投加量如下:厅P药齐1J投加量备注1氯0.51.0mg/L2臭氧1.03.0mgO7L3高钮酸钾1.0mg/L与水中还原性物质浓度后关3.3 配水井一般按照设计规模一次建成，停留时间取 30so为使水位稳定和便于后期改 造，配水井出水端设置调节堰板； 为防止调压阀误操作和失控，配水井一端设置 溢流井和调节堰板。1 .已知条件水厂设计流量 Q=12

17、0000m3/d =5000m3/h =1.39 m3/s停留时间为30s2 .设计计算(1)配水井容积W=Qt=1.39 X 30=41.7 m3(2)配水池平面尺寸取其有效水深为4.5 ,超高为0.3m,总高度为4.8m,则其面积为：A=41.7/4.5=9.27.所以配水井直径为：D=3.4m第四章混凝设施4.1混凝剂4.1 . 1常用混凝剂无机铝系硫酸铝明研聚合氯化铝（PAC聚合硫酸铝（PAS适宜 pH: 5.58铁系三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁适宜 pH: 511,但腐蚀性强阳离子型：含氨基、业氨基的聚合物国外开始增多，人工阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPA

18、M国内尚少有合成非离子型：聚丙烯酰胺（PAM,聚氧化乙烯（PEO机两性型使用极少天淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等然微生物絮凝剂（1）硫酸铝:水溶液呈酸性，一般配制成10%£右的重量百分浓度使用，溶解与投加设备需考虑防腐。优点：运输方便，操作简单，混凝效果好；缺点：水温低时，水解困难，絮凝体松散，效果差。(2) 三氯化铁：三氯化铁适合于干投和浓溶液投加，但是配制和投加设备均需采用耐腐蚀器材。优点：易溶解，絮凝体密实，沉降速度快，适用的PH值范围较宽；缺点：极易潮解，不易保管，腐蚀性较强，最佳投加量范围较窄，不易控制。(3) 硫酸亚铁：需溶解投加，配制成10%左右的重量百分比浓度使用。优点

19、：易溶解，絮凝体密实，沉降速度快，适用的PH值范围较宽；缺点：混凝效果不如三价铁，且会带来色度问题。调PH (大于8.0)、加入氯(PH值较低时)、曝气等使二价铁氧化成三价铁。(4) 聚合氯化铝(PAC) ：碱式氯化铝或羟基氯化铝，分子量1000左右。盐基度50%-80%。盐基度：引起聚氯化铝形态多变的基本成分是 OHK子，衡量聚氯化铝中OH离子的指标叫盐基度(Basicity ， 缩写为B)， 通常将盐基度定义为聚氯化铝分子中OH与Al的当量百分比(OH /AlX 100(%)优点：形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好；投加量比无机盐类混凝剂低；对原水水质适应性好，无论低温、低浊、高

20、浊、高色度、有机污染等原水，处理效果稳定；最佳混凝PH值范围较宽；对设备腐蚀程度小，处理后水的 PH变化较小。(5) 聚合硫酸铁(PFS) ：优点：形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好；投加量少；PH值范围较宽；对设备腐蚀程度小，处理后水的色度和铁离子含量较低。(6) 聚丙烯酰胺(PAM) ：处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂， 具单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。4.1.2混凝剂的选择、混凝剂投加量确定本设计的混凝剂采用聚合氯化铝（PAC,投加

21、量按照20mg/L设计4.2混凝剂的配置4.2.1 溶液池及溶解池4.2.2 容积WiW1 a=错误！未指定书签。=11.99m3 12m417 c n式中：a混凝剂的最大投加量，本设计取 20mg/L;Q 设计处理的水量，120000m/d=5000 m3/h ;c溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-15%本设计取10%;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，每个容积为 W1（一备一用）， 以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为LX BX H=3X 2 .1 X2.0,高度中包括超高0.3m,沉渣高度0.3m, 置于室内地面上。则溶

22、液池平面尺寸：3X 2 .1=6.33溶椒池实际有效容积： W=LX BX H=3.0X 2. 1X1.4= 8.82m ,潴足要求。池旁设工作台，宽1.01.5m,池底坡度为0.02。底部设置DN100mm（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。沿地面接入药剂稀释 用给水管DN80mrrr条，于两池分设放水阀门，按 1h放满考虑。4.2.3 容积W23W2= （0.2 0.3） W=0.2 12=2.4m式中：W2溶解7容积（m3 ）, 一般采用（0.2-0.3 ） Wi ;本设计取0.2 Wi溶解池也设置为2池，单池尺寸：LX BX H=3.0 X 0.7 X 1.2

23、,高度中包括超 高0.3m,底部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02。溶解池平面尺寸：3.0 X 0.7=2.13溶解池实际有效容积：W = L X BX H=3.0 X 0.7 X 0.7= 1.47 m溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量:q。W2 100060tN4 1000 4L/s60 10查水力计算表得放水管管径d° = 70mm相应流速v=1.04m/s ,管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d= 100mm勺排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解 池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。4.2.4 投药管投药管流量皿 2 1000 12

24、2 1000 _q=-=错误！未找到引用源。=0.28L/S24 60 6024 60 60查水力计算表得投药管管径d = 20mm相应流速为0.53m/s。4.2.5 溶解池搅拌设备溶解池采用机械搅拌，搅拌桨为平桨板，中心固定式，搅拌桨板安装见图 1溶解池搅拌机示意图搅拌设备查给水排水快速设计手册第一册表 7-6 ,适宜本设计的参数列于表 1中。搅拌设备应进行防腐处理。搅拌设备参数表表1溶解池尺寸BX B(m)池深H(m)桨叶直 径D(mm)桨板深 度L(mm)H1 (mm)H (mm)E (mm)搅拌机重量(kg)2.1 X2.11. 77501200100330/2004.2.6 计量投

25、加设备1 .投加方式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 投和高位溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。(1)干投和湿投投加方法优点缺点1.没备占地小1.当用药量大时需套破碎混凝2.设备被腐蚀的可能性较小剂的设备干投法3.当要求加药量突变时，易于调整投加2.混凝剂用量少时，不易调节量3.劳动条件差4.药液较为新鲜4.药剂与水不易混合均匀1.容易与原水充分混合1.设备占地大2.不易阻塞入口，管理方便2.人工调制时，工作量较繁重湿投法3.投量易于调节3.设备容易受腐蚀4.当要求加药重差变时，投药重调整较慢(2)重力投加和压力投加投加方式作用原理优缺点适

26、用情况重力投加建造商位药液池，利用重用作用将药液投人水内优点：操作较简单、投加安全可靠缺点：必须建造高位药液池，增加加药同层局1 .中小型水厂2 .考虑到输液管线的沿程水头损失.输液管线不宜过长压力投加水射器利用高压水在水射器喷 嘴处形成的负压将药液 吸人并将药液射入压力 水臂优点：设备简单，使用方便，不受约液池高程所限缺点：效率较低，如药液浓度不当可能引起堵塞各种水厂规模均可适用加泵在药液池内直接吸取优点：可以定量投加，不受压适用于大中型水厂药泵药液、加入压力水管内力管压力所限缺点：价格较贵，养护较麻烦此次设计选用重力投加。2 .计量设备计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。

27、本设计采用计量泵投加混凝剂。计量泵每小时投加药量：q3=1.0 m3/h12 12式中：Wi 溶液a容积，m。计量泵型号为J-D1000/3.2 ,选用两台，一备一用。4.2.5.加药间及药库1 .加药问各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管 为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头 DN25mm为便于冲洗水集流，地 坪坡度二0.005 ,并坡向集水坑。2 .药库药库布置的一般要求如下：(1)固体药库和液体药剂储存他的储备量应符合设计规范的规定，固定储备量视 当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的15A30d用量计算，其周转储备量应根据当地具体条件确定(周转

28、储备量是指药剂消耗与供应时间之间的差 值所需的储备量)。(2)药库宜与加药间合并布置，室外储液他应尽量靠近加药问。(3)药库外设置汽车运输道路，并有足够的倒车道。药库一般设汽车运输进出的 大门，门净宽不小于3nl(4)混凝剂堆放高度一般采用1.5 -2. 0m,当采用石灰时可为1. 5m,有吊运设 备时可适当增加。(5)药库面积根据储存童和堆高计算确定，并留有1.5m左右宽的通道以及卸货的 位置。(6)为搬运方便和减轻劳动强度，药库一般设置电动的产或电动单梁悬挂起重机c(7)药库层高一般不小于 4m,当设有起吊设备时应通过计算确定。设计时应注窗台的高度高于药剂堆放高度。(8)应有良好的通风条件

29、，并应防止药剂受潮。(9)地坪与墙壁应根据药剂的腐蚀程度采取相应的防腐措施。(10)对于储存量较大的散装药剂，可用隔墙分格。药库的设计(1)药剂仓库与加药问宜连接在一起，存储量一般按最大投加量期的1个月用量计算。(2)仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽 车运输方便，留有1.5米宽的过道。(3)应有良好的通风条件，并组织受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的 防腐措施。PACff占体积：T30=30aQ/1000=3O< 20 X 120000/1000=72000kg=72tPACf对密度为2.34,则PACT占体积为：372/2.34=30.77m药品堆放高度

30、按2.0m计，则所需面积为30.77/2=15.39m2考虑药剂的运输、搬运和磅秤等所占面积，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为：15.39 X1.3= 20.007ml,设计中取 21m药库平面尺寸取：3.0 X 7.0m。4.3混合设施4.3.1混合方式混合方式比较方式优缺点使用条件水泵混合优点:1.设备简单2.混合充分.效果较好适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的水厂3 .不另消耗动能缺点：1.吸水管较多时，投药 设备耍增加，安装、管理较 麻烦4 .配合加药自动控制较困难5 .G值相对较低管式静态混合器优点：1.设备简单，维护管理方便2 . /、需土建构筑物3 .在

31、设计流量范围，混合效果较好4 .不擂外加动力设备缺点:1.运行水量变化形响效果5 .水头损失较大6 .混合器构造较复杂适用于水量变化不大的各种规模的水厂扩散混合器优点：1. /、需外加动力设备2 . /、需土建构筑物3 .不占地缺点：混合效果受水量变化有晌适用于中等规摸水厂跌水混合优点：1.利用水头的跌落扩散药剂2 .受水量变化影响较小3"、需外加动力设备缺点：1.药剂的扩散不易完全均匀2,需建混合池3 .容易夹带气泡适用于各种规模水厂，特别当重力流进水水头有富余时机械混合优点:1.混合效果较好2水头损大较小3 .混合效果基本不受水量变化影响缺点:1.需耗动能4 .管理维护较复杂5

32、.需建混合池适用于各种规模的水厂附：一般要求1 .混合设施应使药剂投加后水流产生剧烈紊动，在很短时间内使药剂均匀地扩散到整个水体，也即采用快速混合方式；2 .混合时间一般为1060s；3 .搅拌速度梯度G一般为6001000s1;4 .当采用高分子絮凝剂时，混合不宜过分剧烈；5 .混合设施与后续处理构筑物的距离越近越好，尽可能采用直接连接方式。最 长距离不超过120ml6 .混合设施与后续处理构筑物连接的管道可采用0.81.0m/s。4.3.2桨板机械混合池的参数确定 （包括池型、桨式、混合时间、桨板外缘线速度等）项目符号单位搅拌器形式桨式推进式搅拌器外缘线速度vm/s1.0 5.0315搅拌

33、器直径Dom(1/3 2/3)D(0.2 0.5)D搅拌器距混合池底高 度H0m(0.5 1.0)D°无导流筒:=D0有导流筒：1.2D0搅拌器桨叶数Z2或43搅拌器宽度bm(0.1 0.25) D0搅拌器螺距Sm=D0桨叶和旋转平面所成的角度945°搅拌器层数e当 H/D 0 1.2 1.3 时 e=l当 H/D > 1.2 1.3 时，e>l当 H/Db04 时，e=l当 H/D0>4 时，e>l层间距m(1.0 1.5)D。(1.0 1.5)D。安装位置要求相邻两层桨交叉900安装本设计采用圆形桨板式机械混合池对药剂和水进行混合1.已知条件设计

34、水量 Q=12000Cm3/d =5000m3/h 池数 n=2 个2.设计计算池体尺寸的计算有效容积取混合时间T=40s,则QT24 3600n混合池高度120000 4024 3600 227.78m3机械混合池尺寸及有关参数选定:直径:D=3.5m水深：Hi空4分8 2.9m D2(3.5)2取超高为0.45,则：池体总高:H=Hi+0.45(超高)=3.35m搅拌设施的计算 桨板尺寸搅拌器外缘速度：v=3.0m/s( 一般采用1.03.0m/s,这里取3.0m/s)搅拌器直径：d=(2/3)D=2.33m ,设计中取2.0 m搅拌器宽度：B=0.1D=0.35m,设计中取0.3 m搅拌

35、器层数：因H:D< 1.21.3 ,设计中取1层0.5d=1.0m搅拌器叶数：Z=4搅拌器距池底高度:搅拌转速60vno60 3.02.3324.59; min搅拌器角速度2 3.02.332.58rad /s轴功率取阻力系数c 0.47,搅拌器层数e 1层，搅拌器半径R0 1.0m,则N23 4ZeR0408 g0.471000 3.03 4 1 1.04408 9.812.69 kW所需轴功率取水的动力黏度1.029 10-4Pa s,速度梯度G 670s1,则_2 _-4_2NiWG 1.029 1027.78 67012.58 kW102102Ni N2,满足要求。电动机功率取传

36、动机械效率n 0.85,则N2n12.690.8514.92kW桨板式机械混合池布置如下图所示4.4絮凝设施4.4.1 一般要求1 .絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小；2 .絮凝池要有足够的絮凝时间，一般宜在1030min,低浊、低温水宜采用较大者；3 .絮凝池的平均速度梯度 G一般在3060s-1之间，GTS达104105,以保 证絮凝过程的充分与完善；4 .絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接。如需用管渠连接时， 管渠中的流速应小于0.15m/s,并避免流速突然升高或水头跌落；5 .为避免已形成絮体的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于 0.10m/s ;6 .应避免

37、絮体在絮凝池中沉淀。如难以避免时，应采取相应排泥措施。4.4.2絮凝设施的设计1 .已知条件采用四组絮凝池絮凝时间T=20min有效水深H=4.5m2 .设计计算(1)单组絮凝池流量=1250m3 卜 0=0.35m3120000Q=4 24(2)单池有效容积1250 203V=QT= 416.7m60(3)每组池子面积Aa V 416.72A=92.6 mH 4.5(4)每组池子的净宽B/为了与沉淀池配合，每组絮凝池的净长L/=10.3 m,则池子的净宽B/_ AB=?= 92.6103=9m2s(5)絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程为三段：第一段 Vi 0.3m/s ；第二段 V20.2m/s

38、；第三段V30.1m/s；将絮凝池垂直水流方向分为 9格，每格净宽为1.14m,每三格为一絮凝段，第一二、三格采用单通道异波折板；第四、五、六格采用单通道同波折板；第七、 八、九格采用直板。(6)折板尺寸及布置(如图3.6所示)折板采用钢丝水泥板，折板宽度0.5m,厚度0.06m,折角90° ,折板净长度0.8m。图3.6 折板尺寸示意图(7)絮凝池长度L和宽度B考虑折板所占宽度为0.07,池壁厚200mm池底厚300mm絮凝池的实际宽度B=9.12m；考虑隔板所占长度为0.2m,絮凝池的实际长度L=11.9m,超高0.3m因此，由以上计算尺寸对絮凝池进行平面布置，絮凝池平面图如图3

39、.7所示。图3.7折板絮凝池平面布置图21(8)各折板的间距及实际流速第一、二、三格：1.02m,取 b=1.02m, Q 0.35 biViL 0.3 1.14第四、五、六格：b2Q 0.35V2L0.2 1.141.5m ,取 b=1.5m第七、八、九格: Q 0.35b3 - 3.07m 取 b=3.1mV3L 0.1 1.14V实谷0.35,0.18m/s (1.020.7) 1.140.351.02 1.140.3m/s0.35bzL1.5 1.140.2m/s0.350.1m/s3.1 1.14图3.8 折板絮凝池计算简图(9)水头损失h计算参照图3.8。第一、二、三格为单通道异波

40、折板h nh hi n(h 1 h2) hi27h12V112V22gh2F12 v 2ghi2V0式中h 总水头损失，mh 一个缩放组合的水头损失，m；h i转弯或孔洞的水头损失，m；n缩放组合的个数；h1 渐放段水头损失，m；&渐放段段阻力系数；上一一渐缩段阻力系数；心转弯或孔洞处阻力系数;F1 相对峰的断面积，m2 ;F2 相对谷白断面积，m2 ;v1峰速，m/s；V2Vo-谷速，m/s；转弯或孔洞处流速，m/s025第一格通道数为4,单通道的缩放组合个数为4个，n=4 4 16。0.5,“ 0.1,上转弯己31.8,下转弯己33.0® v2 0.18m/s1.82nf

41、 ；h122V1 V22g0.50.32 0.18 29.81.4710 3m0.3m/s ；1.02 1.14 1.16吊；1.02 (2 0.35) 1.14上转、下转弯各为两次，取转弯高为 1.5m,0.35v0 0.2m/s ；1.14 1.5渐放段水头损失：渐缩段水头损失:h21FiF2Vi2g0.11.16区 3.19 10 3m 2 9.8 转弯或孔洞的水头损失:2V03而1.83.00.2 21.962 9.8210 2 m则： h nh hi n(h 1 h2) hi33-216 1.47 103.19 101.96 10=0.077m第二、三格的计算同第一格 第四格为单通道

42、折板2nh hiv hn E hi2g i式中 己每一转弯的阻力系数；n转弯的个数；v板间流速，m/s ;hi 同Ju。计算数据如下：第四格通道数为4,单通道转弯数为6, n 4 6 24。折角为90° ,己0.6 v 0.2m/s,则2 v h n hi 24 1.5 0.22 2 9.8 0.0196=0.0926第五、六格的计算同第四格。第七格为单通道直板：2 v h nh n 士 2g式中 己转弯处阻力系数；n转弯次数；v平均流速，m/so其计算数据如下：第七格通道数为3,两块直板180° ,转弯次数n 2,进口、出口孔洞2个;180°转弯3.0,进口孔

43、1.06; v=0.10m/sv20.10 23h n 2 (3 1.06)-4.14 10 3m2g2 9.8(10)絮凝池各段的停留时间t1v1 vbQ第一、二、三格水流停留时间为：1.14 9.12 4.5 0.06 0.5 1.14 24 彳 131.33s0.35第四、五、六格均为t2 t1 131.33s第七、八、九格水流停留时间为：Vlv3bQ1.14 9.12 4.5 0.06 3.0 1.14 2(11)絮凝池各段的G值132.50s0.35356001式中G 速度梯度（s1）；水的容重（kg/m3）;水的动力粘度（kg s/m2）T反应时间（min ）3水温为20C,仙1

44、10 Pa?s第一段（异波折板）第二段（同波折板）1000 9.8 0.12 2 ,131.33 2 1.0 10-394.63sG "000 0.0409.8 2 :131.33 2 1 10-354.63s絮凝段絮凝时间（s）水头损失（mG(小第一絮凝段394.020.07794.63第二絮凝段394.020.092654.63第三絮凝段397.50.00421.07合计1185.540.174170.33第三段（直板）21.07s则可求得GTfi:G .1000 0.006 2 9.8 :132.50 2 1 10-3GT1000 9.8 0.1741.0 10 3 1185.

45、54441185.54 4.496 102 10第五章沉淀池本次设计采用平流沉淀池5.1沉淀池平面尺寸1 .已知条件水厂设计流量 Q=12000Cm3/d =5000m3/h ,沉淀池个数采用 4个，沉淀时间t 1.5h,沉淀池内平均水平流速 v 14 mm /s。2 .设计计算(1)单池容积WQt5000 1.54_31875m(2)单池池长LL 3.6vt 3.6 14 1.5 75.6 m采用76m(3)单池宽度B取沉淀池有效水深h=3m,则° W 1875B8.27 mLh 75.6 3采用9m(为配合絮凝池的宽度)每池中间设一个导流墙，则每格宽度为:94.5m2(4)校核沉

46、淀池长宽比:LB75.6/9 8.4 4 ,满足要求;沉淀池长深比:75.6/3 25.2 10 ,满足要求。3 .2进出水系统5.2.1进水系统(1)进水穿孔墙沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式。墙长9m墙高3.3m (有效水深3m用机械刮泥装置排泥，其积泥厚度 0.1m,超高0.2m) (2)穿孔墙孔洞总面积A孔洞处采用流速vi0.25 m/s,则2.08m2Q 1875A - vi0.25 60 60(3)孔洞个数N每个孔口采用矩形的半砖空洞，其尺寸为0.12mx 0.16m,则0.12 0.160.12 0.16208 108.33 109 个取局部阻力系数2则进口水头损失2hv1Oh

47、1 22g也 0.006 m2 9.8可以看出，计算得出的进水部分水头损失非常小，为了安全，此处取为0.05m。(4)布水墙布水墙示意图5.2.2出水部分(1)沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水，并尽量浮取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用穿孔集水槽。沿池长方向布置6条穿孔集水槽，中间为2条集水渠，为施工方便槽底平坡。指形槽的中心距：L'9 1.5mn 6则每条集水槽长为：75.6 1.6 18.5m每槽集水量为：q 1.39 0.058 m3 s 6 4查给水排水计算手册第3册得槽宽为0.2m,槽高为0.54m。集水槽双侧开孔，孔径d 25mm,孔数为115个，孔距6cmt

48、每条集水渠的流量为：Q 139 0.695(m3/s) 22假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b 0.9 0.6950.4 0.78m为方便施工采用0.7m,起端水深0.78m。考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌水，跌落高度取0.08m,即集水槽底应高于集水渠起端水面 0.08m。同时考虑到集水槽顶与集水渠顶相平，则集水渠总高度为：H1 0.78 0.08 0.54 1.40m0.5出水管流速V41.2m/s,则直径为：D 1.39 41.21m 1200mm1.2(2)沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形，堰口应保证水平3 ,取溢流堰的堰上负荷q0 300m /(m d),则溢流堰的总堰长Q 120000 q 300 2200 m出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化 取渠道宽度b 1m ,h 1.733 q 2 :gb2Q 3600n则出水渠起端水深：gb221.7330.40m5000123600 4 9.8 12为保证自由溢水，出水渠的超高定为 0.1m,则渠道深度为0.50m。出水渠道的总深设为1.1m,跌水高度0.24m。5.3排泥设施为取得较好的排泥效果，可采用机械排泥。既在池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。池内存泥区高度为0.1m,池底有1.5 %坡度，坡向末端积泥