水厂设计计算书

第一节、水量计算该水厂设计产水量为18500m3/d自用水系数10%水厂的井水量为Q=18500（1+0.1）=20350m3/d=847.92m3/h=0.24m3/s第二节、混凝混凝剂药剂的选用根据任务书，选取药剂为三氯化铁，三氯化铁的投加量选取为10mg/L，其特点为：三氯化铝的混凝效果受温度影响小，絮粒较密实，适用原水的pH值约在6.0--8.4之间。药剂投加方式干式与湿式的优缺点的比较：投加方式一般有重力投加和压力投加，大多数情况下水厂采用压力投加，本设计采用水射器投加方式。如下图：混凝剂的湿式投加系统如下图：2、 加药间的设计计算设计要求：加药间尽量设置在投药点的附近；加药间和药剂仓库可根据具体情况设置机械搬运设备；加药管可以采用塑料管、不锈钢或橡皮管，溶药用的给水管选用镀锌钢管，排渣管采用塑料管；加药间要有室内冲洗设施，室内地面要有5%。的坡度坡向集水坑；加药间要通风良好，冬季有保温措施；加药间与仓库连在一起，仓库储量按最大投加期间的1〜3个月的用量计算。3、 溶液池容积W=。*Q=1。x847.92=］如3 取1.5m31417xbxn 417x10x2式中：a一混凝剂（三氯化铁）的最大投加量（mg/L），本设计取10mg/L；b一溶液浓度，一般取5%-20%，本设计取10%；Q—处理水量，本设计为847.92m3/h

〃一每日调制次数，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座，一备一用，保证连续投药。单池尺寸为LXBXH=1.5X1.0X1.6，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m，置于室内地面上。溶液池实际有效容积：W1=LXBXH=1.5X1.0X1.0=1.5m3，满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm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DN60mm，按1h放满考虑。〔 |\ 「_〔4、溶解池容积式中：W—溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）叶；本设计取0.3w溶解池也设置为2池，单池尺寸：LXBXH=1.0X0.5X1.5,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。则溶解池实际有效容积：w=LXBXH=1.01X0.5X1.0=0.5m3，满足要求。溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量：=0.75L/S,w0.45X1000=—2= =0.75L/S,060t10x60查水力计算表得放水管管径d0=50mm，相应流速v=0.38m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d=50mm的排渣管一根，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。5、投药管投药管流量：q=W1X*1000=1.5X2X1000=0.04L/S24x60x60 24x60x60查水力计算表得投药管管径d=10mm，相应流速为0.5m/s。6、 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。7、 计量投加设备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:q=^1=^^=0.125m3/h1212式中：W]——溶液池容积（m3）耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.8、 药库的设计参数混凝剂三氯化铁所占体积：T=-^xQx15=~^x20350x15=3052.5kg=3.1t151000 1000式中：T15一药剂按最大投药量的15d用量储存a一三氯化铁（mg/1），本设计取10mg/lQ—处理水量（m3/d）。31三氯化铁的相对密度为1.19，则算占体积V二史=2.61m31.19药品放置高度按1.0m计，则所需面积为2.61m2考虑到药品的运输、搬运和磅秤算占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积：A=1.3x2.61=3.4m2，则药库平面尺寸取LXBXH=2.5mx2..0mx3m。9、 静态混合器的设计计算本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。设计总进水量为Q=20350m3/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。静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失的Q2_计算公式:h=0.1184d%n式中：h 水头损失（m）；Q——处理水量（m3/d）;d一一管道直径（m）；n 混合单元（个）。设计中取d=0.6m，Q=0.3m3/S,当h=0.4，n=3时，h=0.3m<0.5m。所以选DN600内设3个混合单元的静态混合器。图:管式静态混合器第三节、水力循环澄清池的设计澄清池是将絮凝和沉淀综合于一个构筑物中，主要依靠活性泥渣层达到澄清的目的。本设计采用水力循环澄清池，主要由喷嘴、混合室、喉管、第一絮凝室、第二絮凝室分离室、进水集水系统与排泥系统组成。1、水力循环澄清池设计参数水力循环澄清池一般为圆形池子。进水悬浮物的含量一般小2000mg/1短时间内允许达到5000mg/1。设计回水量一般采用进水流量的3〜5倍，原水浊度时取下限，反之取上限。喷嘴直径与喉管直径之比为(1：3)〜(1：4)，喉管截面积与喷嘴截面积之比为12〜13.喷嘴流速为7〜8m/s，水头损失为3〜4m。喉管的进水喇叭口距离池底一般为0.15m，喷嘴顶离池底的距离为0.6m。喉管流速为2.0〜3.0m/s，喉管处的水流混合时间为0.5〜1.0s。喉管喇叭口的扩散角为45。，喉管长度为直径的5〜6倍。第一应室室的出口流速为50〜60mm/s，应室时间为20〜30s,锥形扩散角小于30。。第二应室室进口流速为30〜40mm/s，应室时间为110〜140s。应室室有效高度为3m。水流时间在池中总停留时间为1.2〜1.5h。清水区水流上升流速为0.7〜1.0mm/s，低温地浊水可以取低值，水流停留时间为40min左右。清水区高度一般为2.5〜3.0m，池子超高为0.3m。保证出水水质，清水区高度最好取高值。在分离区内设斜板等设施能提高澄清效果，增加出水量和减少药耗。水池的斜壁与水平的夹角一般为45。排泥装置同机械搅拌澄清池。排泥耗水量约为进水量10%。池子底设放空管。采用数据：本设计采用4座水力循环澄清池，则单池设计流量q=如=024=0.06m3/s，采用回流4 4比n=4，总循环流量为q=4q=4x0.06=0.24m3/s。i设计循环总流量：q=4q=4x0.06=0.24m3/si喷嘴流速：七=7.5m/s喉管流速：v=2.5m/s第一反应室出口流速：v=60mm/s第二反应室进口流速：v=40mm/s清水区(分离室)上升流速：v4=1.0mm/s喉管混合时间：t=0.6si第一反应室反应时间：t=25s2第二反应室反应时间：t3=100s分离时间：/40血啊+w) (5,83+4,17)_叩2响，…第二反应室反应时间：t3=100s分离时间：/40血啊+w) (5,83+4,17)_叩2响，… 7■4 =3,职土(jui实际断面积:姬,=0.78SX3. 1?=6,03m2实际进口流速：巧=处=华碧_ 4%右 _ 4X0*233X100堵二一3.UX(3：伊一土3勺=L8nu取2.取0.25m,则必=九+虬=Z4丰仇25=A65m,见图A50布置口(7)进出水系统计算进水管采用d=300mm，管内流速取1.2m/s出水系统：采用环形穿孔集水槽，根据澄清池设计经验，环形集水槽中心线n内所围面积等于分离区面积的45%即0.45七+匕+七=4D2则环形集水槽中心线处直径D=：0.45x58.3+4.17+5.83=6.79m环形集水槽宽度按经验公式b=0.9q1 c0.7850.42q2=0.5qk=0.5x0.06x1.2=0.036m3/sk为超载系数b=0.9x(0.5x0.06x1.2加=0.238m1.2则槽起点水深h7=0.75b=0.75x0.238=0.179m槽终点水深h=1.25b=1.25x0.238=0.298m8集水槽平均流速为:0.036V2/0.238xVbq =0.63m/s0.179+0.298)(8)孔眼计算:没深度h=0.05m9则所需孔眼面积为nf=—2q没深度h=0.05m9则所需孔眼面积为nf=—2q20R2x0.036.v'2gh9 0.62^.2x9.8x0.05=0.117m2采用孔眼直径』4=2讪，则每个孔眼面积f=0.785x0.0252=0.000494m2，要求的孔眼数n=0.117=236.8r237个0 0.000494孔眼间距：（采用等间距法）237=3.14公+0.238)=0.093m采用93mm

n237兀D-b)3.14x(6.79-0.238)237——1——= =0.087m米用87mm237n8条辐射集水槽的开孔部分总长度为：2x8=39.52m假定环形集水槽所占宽度为0.38m靠池壁的的环形集水槽开孔部分长度为：3.14（9.3-2X0.38）-8X0.32=24.26m穿孔集水槽（包括辐射槽和环形槽）的开孔部分总长度L为:L=39.52+24.26=63.78孔口近距x为:L63.78x二一= =0.27mn237（9）储水槽计算:总出水量g3=2q2=2x0.036=0.072m3/S总槽流速采用°.75m/S槽宽B=-^0.9h 0.9x0.298（10）排泥系统计算:污泥浓缩室容积V=«C'=270(20°-10)=5.13m310000其中：*=200mg/1s4=10mg/1,t'=1h,c=10000mg/1,q=270m3/1泥斗只+•数n0=4, 513则每只泥斗容积V0=丁=1.26m3（11）排泥管米用d=150mm.兀-•一一一•一一w=—x0.152=0.01766m2排泥流量q0=rw0%/2gh=0.4x0.01766J2x9.8x3.3=0.0568m3/s其中：r=0.4,h'=3.3m一澄清池水面至排泥出口的高差排泥历时t=匕=a%=45s0q00.0568（12） 放空管采用d=200mm（13） 溢流管采用d=300mm与进水管相同第四节、普通快滤池的设计设计要点滤池清水管应设短管或留有堵板，管径一般采用75--200mm.以便滤池翻修后排放初滤水。滤池底部宜设有排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约0.005，坡向排空管。配水系统干管的末端一般装排气管，当滤他面积小于25皿时。管径为400mm，滤池面积为25--100皿时，管径为50mm排气管伸出滤池顶处应加截止阀。每个滤池上应装有水头损失计或水位尺以及取样设备等。滤池数目较少，且直径小于300mm的阀门，可采用手动，但冲洗阀门一般采用电动、液动或气动。各种密封渠道上应有1---2个人孔。管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检修方便。滤池池壁与砂层接触处抹面应拉毛，避免短流口滤池管廊内应有良好的防水、排水措施和适当的通风，照明等设施。采用滤池数"，布置成对称双行排列，每个滤岫.积为(2)支管:第五节、清水池的设计本工程不设水塔或高位水池，二泵供水量应与用水情况保持一致，一泵用水量按最高日用水量来确，所以设计2座清水池。1、 清水池总容积的计算清水池容积按最高日用水量的10%-20%计算，则清水池贮存水量：30525米用两座清水池，每座清水池容积为：W= =1526.25m3o2取清水池超高0.5m，有效水深为4.0m。则清水池平面面积：取清水池宽度B=15m，则长为L=A=3816=25.5mB15则每池尺寸为：25.5mX15mX4.5m=1721.25m3。2、 清水池各管管径的确定清水池进水管与出水管流速取1.0m,；，进水管管径按最高日平均时水量计算，出水管管径按最高日最高时用水量计算。由用水量变化规律可知，最高日最高时用水量为：式中：kh—时变化系数，取1.3 ：4。 ；4X024所以进水官官径为：d=「一p=： -650mm。1、丸v \丸x1.04Q .4x031 一出水官官径为：d—'—h—' =716mm，取750mm。2 \nv\兀x1.0溢流管与进水管直径相同取650mm，放空管管径可按2小时内将池中水泄空计算，取d-400mm，放空流速取2.0m/s。设两个检修孔，检修孔直径为650mm，检修孔靠近进水管和出水管。池顶设6个通气管，均匀布置，通气管直径为100mm，池顶的覆土厚度为0.7m。第六节、液氯消毒及加氯间的设计氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，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。根据相似水厂运行经验，并按最大容量确定，余氯量应该符合生活饮用水卫生标准，出厂水游离余氯不低于0.3mg/L，管网末稍不低于0.05mg/L，水和氯的接触时间大于30min。水厂设计水量Q—20350m3/d-847.92m3/h （包括水厂自用水量）d采用滤后加氯消毒，仓库储量按30d计算，加氯点在絮凝池和清水池前。1、 加氯量的确定本工程絮凝池前耗氯有两部分，一是微生物的氧化；二是水中常规还原性物质的氧化。清水池前加氯用于消毒杀菌。用于常规物质氧化的氯量取a取0.8mg/L。则总加氯量为：储氯量按一个月考虑，M—24x1.19x30——856%2、 加氯设备 ||加氯机的作用是保证消毒安全和计量准确，为保证连续工作，其台数应按最大加氯量选用。加氯机应安装2台以上（包括管道），备用台数不少于一台。选用LS80-4转子真空加氯机，安装3台，2用1备，加氯量为1.19kg/h，外型尺寸为：8xH=610mmx260mm，两台加氯机的间距在0.8，安装高度高出地面0.9m。氯瓶采用900kg液氯钢瓶，尺寸为：外径X瓶高=600mmX1800mm，自重246kg,公称压力2Mpa，氯瓶采用2组，每组4个，一组使用一组备用，使用时使用多只氯瓶并联直接供氯。采用计算机控制自动加氯方式。3、 加氯间、氯库为了减少占地面积，同时节省土建成本，考虑加矶间与加氯间临近合建中间用墙隔开。在加氯间、氯库低处各设排气扇一个，换气量每小时8〜12次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上30cm，设报警仪，当检测的漏气量达到2〜3mg/kg为搬运氯瓶方便，氯库内设CDn~60单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。4、 氯气收集装置适用范围：氯气吸收装置可以使加氯间内因事故泄漏的大量Cl2气体迅速吸收。是保证安全操作的一项措施。组成：氯气吸收装置主要有喷淋器、离心分离器、循环泵、碱液槽等组成。本次设计选用LX型氯气吸收装置尺寸为:LxBxH=4164mx2140mx4500m第四章、水厂平面和高程布置第一节、平面布置水厂的基本组成分位两部分：⑴生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等。⑵辅助建筑物，其中又分为生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库及宿舍等；后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。水厂平面主要内容有：各种构造物和建筑物的平面定位；各种管道，阀门及管道配件的布置；排水管（渠）及窨井布置；道路，围墙，绿化及供电线路的布置等。一般水厂的布置由以下四部分组成： U口1、水处理构筑物 水处理构筑物中，如絮凝池、沉淀（澄清、气浮）池、滤池、清水池、二级泵房、加药间、滤池冲洗设施，以及排水泵房等是水厂的主体;2、 辅助建筑物 为水处理构筑物服务的建筑物，如变配电室、化验间、机修间、仓库、食堂、值班宿舍、办公室、门卫室等；3、 连接管道（渠） 水处理构筑物之间的连接管（渠）以及加药管、排泥管、厂区用水管、雨水管、污水管、电缆沟（槽）和相应得仪表、；阀门等；4、 道路及其他 交通运输道路、厂区绿化布置、照明设施、围墙等。水厂布置采用直线式，此种布置有如下优点：工艺流程合理；各构筑物之间的连接管短，水头损失小；水处理构筑物各系列采用平行布置，易达到水厂分配的均衡；有利于水厂的扩建进行扩建工程时，对原有系统影响小。水厂规模是26000m3/d，按照《给水排水设计手册》第三册确定各建筑物面积如下：1） 生产管理用房取160m2;办公楼面积，取180m2,尺寸为15x12m22） 化验室面积，取100m2，定员取4人；3） 机修间面积取用120m2,定员6人；电修机面积为28m2，长宽尺寸为7mx4m人数取3人；4） 车库，一般由停车间、检修坑、工具间和休息室组成，其面积根据车辆的配备确定，取其面积为120m2；长宽为12mx10m。5） 仓库面积取140m2，长宽为14mx10m（其中净水和消毒药剂的贮存不属于仓库范围，但包括仓库管理人员的办公面积）；6） 食堂面积定额为2.4m2/人，设计水厂职工定员为50人，其面积取120m2；7） 浴室面积为40m2；长宽为8mx5m8） 锅炉房面积为40m2；长宽为8mx5m9） 传达室面积取用15m2；10） 宿舍面积按4人/m2计算，宿舍人数约为水厂定员人数的45%，即0.45x50=23人，宿舍面积为4x23=92m2长宽为11.5mx8m11）管配件堆放场为120m2

12）设一个标准篮球场28m15m各水处理构筑物和辅助建筑物一览表序号名称尺寸（m）材料单位数量1水力循环澄清池9.3X6.2钢筋混凝土组42普通快滤池6.5X3.4X3.15钢筋混凝土组63清水池25.5X15X4.5钢筋混凝土组24吸水井10.0X1.50X5.00钢筋混凝土座15二级泵房26.00X8.00X6.00钢筋混凝土座16办公楼15.00X12.00钢筋混凝土座27食堂12.0X10.0钢筋混凝土座18办公楼15.0X12.0钢筋混凝土座19传达室5.0X3.0钢筋混凝土座110堆场15.0X12.0钢筋混凝土座111机修间12.0X10.0钢筋混凝土座112车库12.0X10.0钢筋混凝土座113仓库14.0X10.0钢筋混凝土座114宿舍11.5X8.0钢筋混凝土座115浴室8.0X5.0钢筋混凝土座116锅炉房8.0X5.0钢筋混凝土座117化验室10.0X10.0钢筋混凝土座118加氯间11.0X10.0钢筋混凝土座119加药间15.0X12.0钢筋混凝土座1

20篮球场28.0X15.0个1第二节、高程布置在处理工艺流程中，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。处理构筑物中的水头损失与构筑物类型和构造相关，该水头损失包括构筑物内集水槽等水头跌落损失在内。各构筑物之间的连接管断面尺寸由流速决定，其值按下表采用，当地形有适当坡度可以利用时，可选用较大流速以减少管道直径及相应配件和阀门尺寸；当地形平坦时，为避免增加填、挖土方量和构筑物造价，宜采用较小流速。在选定管道流速时，应适当留有水量发展的余地。连接管的水头损失估算时通过下表确定连接管段允许流速（m/s）水头损失（m）附注一级泵站至絮凝池1.0-1.2视管道长度而定絮凝池至沉淀池0.15-0.20.1应防止絮凝体破碎沉淀池至滤池0.80-1.200.30〜0.50滤池至清水池1.0-1.50.30〜0.50流速宜取下限留有余地当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程布置与厂区地形，地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝池在地面上抬高而增加造价，尤其当地质条件差，地下水位高时。根据设计计算，可知各构筑物间的管道直径如下表:构筑物管径（mm）流速（m/s）混合器一澄清池4001.0澄清池-滤池4001.0滤池-清水池6000.73清水池-吸水井6000.73给水处理构筑物水头损失计算及高程计算在处理工艺流程中，各构筑物之间水流均为重力流。两构筑物之间水面高差即位流程中的允许流速水头损失，包括构筑物本身，连接管