给水工程设计方案

给水工程设计方案给水工程设计第一章总论一设计任务及要求 1二设计原始资料 3-第二章水厂规模 城市用水量计算 第三章总体设计 二设备型式选择 第四章各构筑物的选择及设计计算 四斜管沉淀池 五V型滤池 26-第五章水厂高程布置计算 31-1.1.1设计任务1.根据设计水量(某市20万吨/天给水处理工程设计)(不包含厂内自用水量)、原始资料和提供的基本工艺流1.1.2、设计要求1.2设计原始资料(2)气象资料气温：历年最高气温40C°历年最低气温-10C降雨量：年平均1100mm;冬季冰冻期：7天；土壤冰冻线深度：0.15m;(3)土壤地质资料土壤承载力2.1kg/cm²;浅层地下水离地面1.5mm;地面下土壤的种类及厚度见下表。土壤种类站房旁黄色亚粘土绿灰色粘土夹砂河岸边淤泥软亚粘土粗沙夹卵石(2)水质资料表1-2水源水质分析结果水质水质臭和味无碳酸盐硬度6度浑浊度400度(平均)900度(雨季)非碳酸盐硬度5度色度16度水温15度总硬11度细菌总数2500个每ml大肠菌群72个每L(一)地表水源常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，(2)地下水源该市地下含水层5.00m,大多属于浅层滞水。总(二)处理要求第二章设计水质水量与工艺流程的确定2.1.2设计水量—10%,本设计取8%,则设计处理量为：式中Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%,本设计取8%;2.2给水处理流程确定2.2.1给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水→混凝→沉淀→过滤→活性炭(颗粒)吸附→消毒框图表示为：原水混合池絮凝池沉淀池液氯性炭颗粒)清水池二级泵站市政管网混合池絮凝池沉淀池滤池空压机紫外线消毒反冲洗泵清水箱原水泵恒位水箱第三章给水处理构筑物与设备型式选择3.1.1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。3.1.2混凝剂药剂的选用与投加3.1.2.1.混凝剂药剂的选用固体碱酸码1.制道工艺复杂，水解作用暖慢3.适用于水瀏为20~40℃4.当pH=4-7时.主要去除水中有机物pH=5.74~7.8时，主要去除水中愚浮物pH=6.4~7.8时，处理浊度高，色度低液体德酸铝1.制造工艺简单2.含AlzO.约6%3.缸装或灌装车、船运输4.配制使用比固体方便5.使用范围同围体弹酸帽6.易受温度及晶核存在影确形成结品新出7.近年来在南方地区较广泛采用1.基奉性能同固体硫酸铝2.现已大部被硫酸铝所代替硫酸亚嫉(绿砚)1.旗蚀性较高2.素体形成较快，较稳定，沉淀时问短3.适用于碱度高，油度高，pH=8.1~9.0的水不论在冬举或举使用都很稳定，港凝作用良好，但原水的色度较高时不宜采用，当pH较低时，常使用氯米氧化.使“_价铁氧化成二价铁二氧化铁1+对金属C尤其对铁器)腐蚀性大，对混凝上亦腐性·对望料管也会因发热南引起变形2.不受温度影响，紫体结得大，沉淀速度快，敦果较好3.易溶解，易混合，流滓少4.原水pH=6.0～8.4之间为宜，当原水碱度不足时定量的石灰3.在处理高法度水时，三氯化铣用谢--般要比硫酸铝少6.处理低浊度水时，效聚不显善 (通式)原水高蚀度时尤为显著2.沮度适应性高：pH适用范图宽(可在pH=5≈9的范刚内》,因而可不投加破剂3.使用时操作方便，腐性性小，势动条件好4.设备商单，操作方便，成本较三氧化铁低5-是无机离分子化合物3.1.2.2.混凝剂的投加3.1.3加氯间4、加氯机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机(包括管道)不少于两套，以保证连续优点：1.设备简单2.混合充分，效果较好3.不另消耗动能较麻烦2.配合加药自动控制较困难3.G值相对较低适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的水厂管式静态优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果较好4.不需外加动力设备缺点，1.运行水量变化影响效果2.水头损失较大3.混合器构造较复杂适用于水量变化不大的各种规摸的水厂扩散混合器优点：1.不需外加动力设备2.不篇土建构筑物3.不占地缺点：混合效果受水量变化有一定影响适用于中等规模水尸跌水(水妖)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.不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忧点：1.混合效果较好2.水头损失较小3.混合效果基本不受水量变化影响缺点；1.靠耗动能2.管理维护较复杂适用于各种规模的水厂特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；转折处钒花易破碎水量大于30000m³/d的水厂;水量变动小者回转式构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m³/d的水厂;水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥3.4沉淀池表3-2各种形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，处理效果稳定；4、带有机械排泥设备时，排泥效果好2、机械排泥设备，维护复杂；型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池3、占地面积较大竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管(板)式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管(板)耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难2、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽3.5滤池隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大(小于10m²);3.6消毒方法第四章各构筑物的选择及设计计算据试验：表4.1原水浊度与最佳投药量最佳投加量/(mg-L-)最佳投加量/(mg·L-¹)4.1.2.设计计算式中：a—混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取20mg/L;B—溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取15%;溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为WL×B×H=2.0×2.0×1.8,高度中包括超高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DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环4.1.2.2溶解池容积W₂式中：W₂——溶解池容积(m³),一般采用(0.2-0.3)W₁;W溶解池也设置为2池，单池尺寸：L×B×H=1.5×1.0×1.5,高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02。溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量：=1.04m/s,1000i=16.63m/s4.1.2.3投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径d=15mm,相应流速为0.75m/s。4溶解池搅拌设备5计量投加设备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6药剂仓库估算面积为150m²,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104.2.1设计参数设计总进水量为Q=54000m³/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，且图4.2管式静态混合器计算草图4.2.2设计计算4.2.2.1设计管径本设计采用D=700mm;4.2.2.2混合单元数按下式计算N≥2.36V-0.5D-0.3=2.36×1-⁰-50.631-0.3=2.709,则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.1×0.7×3=2.31m4.2.2.3混合时间本设计取N=3;4.2.2.4水头损失在700-1000s-¹之间，符合设计要求。GT=795.39×2.31≈2000,水力条件符合设计要求。4.3往复式隔板絮凝池设计计算4.3.1设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为4.3.2设计计算考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m,池宽取B=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效长度4.3.2.3隔板间距絮凝池起端流速取v=0.5m/s,末端流速取v=0.2m/s。首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度起端廊道宽度：末端廊道宽度：廊道宽度分成4段。各段廊道宽度和流速见表2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道表4.2廊道宽度和流速计算表廊道分段号1234各段廊道宽度(m)各段廊道流速(m/s)各段廊道数7655各段廊道总净宽(m)式中：y第i段廊道内水流速度(m/s);v,——第i段廊道内转弯处水流速度(m/s);m第i段廊道内水流转弯次数；5——隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板(1800转弯)5=3;C值计算表aRC4.4.1设计参数表4-4拐弯流速计算表拐弯数据计算a拐弯宽度第1段水头损失为：表4.5各段水头损失表段数17263545合计4.4斜管沉淀池设计计算气絮凝池4.4.2设计计算H=h₁+h₂+h₃+h+h₅=0.3+1.2+0.87+1式中h₁——保护高度(m),一般采用0.3-0.5m,本设计取0.3m;h₂——清水区高度(m),一般采用1.0-1.5m,本设计取1.2m;h斜管区高度(m),斜管长度为1.0m,安装倾角60°,则h₃=sin60°=0.87m;h₁——配水区高度(m),一般不小于1.0-1.5m,本设计取1.5m;h₃——排泥槽高度(m),本设计取0.8m。4.4.2.2.进出水系统1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：式中v孔口速度(m/s).一般取值不大于0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速vi=0.6m/s,则穿孔总面积：设每个孔口的直径为4cm,则孔口的个数式中F——每个孔口的面积(m²),考虑池子的超载系数为20%,故槽中流量为：起点槽中水深H₁=0.75b=0.75×0.20=0.15m,终点槽中水深H₂=1.25b=1.25×0.20=0.25m为了便于施工，槽中水深统一按H=0.25m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.02m,跌落高度取0.03m,H=H₂+0.05+0.07+0.15=0.25+0.02+0.03+0集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm,每侧孔数为50个，孔间距为5cm8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.3125m³/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为跌落高度取0.02m,即集水槽应高于集水渠起端水面0.02,同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：式中：ξ——进口阻力系数，本设计取与=2.集水槽内水深为0.3m,槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：4.4.2.3.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长15m,口面积f=0.00049m²,取孔距S=0.4m,图4.4K值对应表度0和0,弱K孔眼总面积为：孔眼总面积为：取直径为150mm,孔眼向下，与中垂线成45°角，并排排列，F,介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。(3)斜管中的沉淀时间T满足设计要求(一般在2～5min之间)4.5.2滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间T=24-0.1×2=23.8h滤池的总面积每个滤池的面积f=227/8=28.375m²,采用30m²,正方形滤池，每个池的边长为5.5m。确定滤池的高度支承层高度H,采用0.45m滤池层高度H₂,采用0.7m砂面上水深Hs,采用1.7m保护高度H,采用0.30m每格滤池的总高度为H=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3配水系统的计算(单个滤池)干管流量q:=fq=30×14=420L/s,采用钢管DN900,干管埋入池底，顶部开孔布置。干管始端流速为vo=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心间距采用a=0.25m每池支管数取44根。每根支管入口流量q₁=420/44=9.55L/s,采用钢管DN100,始端流速为2.0m/s。4.5.3.3孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比采用K=0.25%4.5.3.4孔眼水头损失4.5.3.5复算配水系统孔眼与中心距小于0.2,则Ak=0.17<0.2,符合条件。4.5.4洗砂排水槽采用0.2m。H=eH₂+2.5x+δ+0.075=0.45×0.7+2.5×0.2+0.05+0.074.5.5滤池的各种管渠计算4.5.5.1进水进水渠断面：渠宽B=1.0m,水深为1.4.5.5.2冲洗水冲洗水管采用DN700,流速为v₃=2.11m/s.4.5.5.3清水4.5.5.4排水4.5.5.5冲洗水箱安全富余水头采用hs=1.5mH₀=h₁+h₂+h₃+h₁+h₅=1.0+3.5+0.14+0.64.6消毒和清水池设计计算4.6.1设计参数HOCi-H'+0C1-0瓶已知设计水量Q=54000m²/d=2250m²/h,本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大4.6.2设计计算Q₁=0.001aQ=0.001×1.清水池加氯量为为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台Z]—2转子加氯机(图4.7),选用宽高为：330mm×370mm,一用一备图4.7转子加氯机储氯量(按20天考虑)为：液氯的储备于3个1吨氯瓶(H×D=2020mm×800mm)表4.5氯瓶规格表瓶自重素瓶总量4.6.2.2清水池平面尺寸的计算4.6.2.2.1清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：经验系数一般采用10%-20%;本设计k=10%;根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：清水池共设2座，有效水深取H=4.0m,则每座清水池的面积为：4.6.2.2.2管道系统m²,超高取0.5m,则清水池净高度取4.5m。1)清水池的进水管：设计中取进水管管径为DN800mm,进水管内实际流速为：1.00m/s2)清水池的出水管3)清水池的溢流管4)清水池的排水管4.6.2.3清水池的布置4.6.2.3.1导流墙间距为15m,将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。4.6.2.3.2检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。4.6.2.3.3通气管4.6.2.3.4覆土厚度图4-8清水池剖面示意图合合分—4第5章水厂高程布置计算5.1管渠的水力计算5.1.1清水池清水池最高水位标高为±0.00m,池面超高为0.5m,则池顶标高为0.5m,有效水深4.0m,则池底标高为-4.0m。5.1.2吸水井清水池到吸水井的管线最长为63m,管径为DN1000,最大时流量Q=0.625m³/s,查水力计算表水力坡度为i=0.7%流速v=0.80m/s,沿线设有2个闸阀，进口和出口，2个90°弯头.一个等径丁字管，局部阻力系数分别为0.06,1.0.1.0,1.05,1.05,则管中水头损失为：标高为-0.25m,加上超高0.5m,顶面标高为0.25m。5.1.3滤池滤池到清水池之间的管长为：135m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有2个闸阀，2个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06,1.05,1.0.1.0,则管中水头损失为：滤池的最大作用水头为2.0～2.5m,设计中取为2.3m。5.1.4反应沉淀池沉淀池到滤池管长为L=67.5m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06,1.05,1.0,1.0,则管中水头损失为：沉淀池最大作用水头为0.2～0.30m,设计中取0.25m。5.1.5管式混合器混合池到沉淀池之间的管线长为30.4m,设两根管，每根管流量为0.6251/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06,1.05,1.0.1.0,则水头损失为：管式混合器水头为0.05m。5.2给水处理构筑物高程计算名称设计流量管段设计参数水头损失构筑物水面标高管径管长构筑物水头损失(m)管道水头损失(m)合计清水池清水池至吸水井吸水井清水池至V型滤池沉淀池连接渠絮凝池[3].上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册第3册(城镇给水).第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004[4].中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册底11册(常用设备).第2版.北京：中国建筑工业出版社，给水工程设计方案给水工程设计第一章总论一设计任务及要求1.1.1设计任务1.根据设计水量(某市20万吨/天给水处理工程设计)(不包含厂内自用水量)、原始资料和提供的基本工艺流1.1.2、设计要求1.2设计原始资料(2)气象资料气温：历年最高气温40C°历年最低气温-10C降雨量：年平均1100mm;冬季冰冻期：7天；土壤冰冻线深度：0.15m;(3)土壤地质资料土壤承载力2.1kg/cm²;浅层地下水离地面1.5mm;地面下土壤的种类及厚度见下表。土壤种类站房旁黄色亚粘土绿灰色粘土夹砂河岸边淤泥软亚粘土粗沙夹卵石(2)水质资料表1-2水源水质分析结果水质水质臭和味无碳酸盐硬度6度浑浊度400度(平均)900度(雨季)非碳酸盐硬度5度色度16度水温15度总硬11度细菌总数2500个每ml大肠菌群72个每L(一)地表水源常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，(2)地下水源该市地下含水层5.00m,大多属于浅层滞水。总(二)处理要求第二章设计水质水量与工艺流程的确定2.1.2设计水量—10%,本设计取8%,则设计处理量为：式中Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%,本设计取8%;2.2给水处理流程确定2.2.1给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水→混凝→沉淀→过滤→活性炭(颗粒)吸附→消毒框图表示为：原水混合池絮凝池沉淀池液氯性炭颗粒)清水池二级泵站市政管网混合池絮凝池沉淀池滤池空压机紫外线消毒反冲洗泵清水箱原水泵恒位水箱第三章给水处理构筑物与设备型式选择3.1.1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。3.1.2混凝剂药剂的选用与投加3.1.2.1.混凝剂药剂的选用固体碱酸码1.制道工艺复杂，水解作用暖慢3.适用于水瀏为20~40℃4.当pH=4-7时.主要去除水中有机物pH=5.74~7.8时，主要去除水中愚浮物pH=6.4~7.8时，处理浊度高，色度低液体德酸铝1.制造工艺简单2.含AlzO.约6%3.缸装或灌装车、船运输4.配制使用比固体方便5.使用范围同围体弹酸帽6.易受温度及晶核存在影确形成结品新出7.近年来在南方地区较广泛采用1.基奉性能同固体硫酸铝2.现已大部被硫酸铝所代替硫酸亚嫉(绿砚)1.旗蚀性较高2.素体形成较快，较稳定，沉淀时问短3.适用于碱度高，油度高，pH=8.1~9.0的水不论在冬举或举使用都很稳定，港凝作用良好，但原水的色度较高时不宜采用，当pH较低时，常使用氯米氧化.使“_价铁氧化成二价铁二氧化铁1+对金属C尤其对铁器)腐蚀性大，对混凝上亦腐性·对望料管也会因发热南引起变形2.不受温度影响，紫体结得大，沉淀速度快，敦果较好3.易溶解，易混合，流滓少4.原水pH=6.0～8.4之间为宜，当原水碱度不足时定量的石灰3.在处理高法度水时，三氯化铣用谢--般要比硫酸铝少6.处理低浊度水时，效聚不显善 (通式)原水高蚀度时尤为显著2.沮度适应性高：pH适用范图宽(可在pH=5≈9的范刚内》,因而可不投加破剂3.使用时操作方便，腐性性小，势动条件好4.设备商单，操作方便，成本较三氧化铁低5-是无机离分子化合物3.1.2.2.混凝剂的投加3.1.3加氯间4、加氯机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机(包括管道)不少于两套，以保证连续优点：1.设备简单2.混合充分，效果较好3.不另消耗动能较麻烦2.配合加药自动控制较困难3.G值相对较低适用于一级浆房离处理构筑物120m以内的水厂管式静态优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果较好4.不需外加动力设备缺点，1.运行水量变化影响效果2.水头损失较大3.混合器构造较复杂适用于水量变化不大的各种规摸的水厂扩散混合器优点：1.不需外加动力设备2.不篇土建构筑物3.不占地缺点：混合效果受水量变化有一定影响适用于中等规模水尸跌水(水妖)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.不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忧点：1.混合效果较好2.水头损失较小3.混合效果基本不受水量变化影响缺点；1.靠耗动能2.管理维护较复杂适用于各种规模的水厂特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；转折处钒花易破碎水量大于30000m³/d的水厂;水量变动小者回转式构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m³/d的水厂水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥3.4沉淀池表3-2各种形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，处理效果稳定；4、带有机械排泥设备时，排泥效果好2、机械排泥设备，维护复杂；型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池3、占地面积较大竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管(板)式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管(板)耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难4、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽3.5滤池隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大(小于10m²);3.6消毒方法第四章各构筑物的选择及设计计算据试验：表4.1原水浊度与最佳投药量最佳投加量/(mg-L-)最佳投加量/(mg·L-¹)4.1.2.设计计算式中：a—混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取20mg/L;B—溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取15%;溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为WL×B×H=2.0×2.0×1.8,高度中包括超高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DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环4.1.2.2溶解池容积W₂式中：W₂——溶解池容积(m³),一般采用(0.2-0.3)W₁;W溶解池也设置为2池，单池尺寸：L×B×H=1.5×1.0×1.5,高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02。溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量：=1.04m/s,1000i=16.63m/s4.1.2.3投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径d=15mm,相应流速为0.75m/s。4溶解池搅拌设备5计量投加设备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6药剂仓库估算面积为150m²,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104.2.1设计参数设计总进水量为Q=54000m³/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，且图4.2管式静态混合器计算草图4.2.2设计计算4.2.2.1设计管径本设计采用D=700mm;4.2.2.2混合单元数按下式计算N≥2.36V-0.5D-0.3=2.36×1-⁰-50.631-0.3=2.709,则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.1×0.7×3=2.31m4.2.2.3混合时间本设计取N=3;4.2.2.4水头损失在700-1000s-¹之间，符合设计要求。GT=795.39×2.31≈2000,水力条件符合设计要求。4.3往复式隔板絮凝池设计计算4.3.1设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为4.3.2设计计算考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m,池宽取B=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效长度4.3.2.3隔板间距絮凝池起端流速取v=0.5m/s,末端流速取v=0.2m/s。首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度起端廊道宽度：末端廊道宽度：廊道宽度分成4段。各段廊道宽度和流速见表2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道表4.2廊道宽度和流速计算表廊道分段号1234各段廊道宽度(m)各段廊道流速(m/s)各段廊道数7655各段廊道总净宽(m)式中：y第i段廊道内水流速度(m/s);v,——第i段廊道内转弯处水流速度(m/s);m——第i段廊道内水流转弯次数；C值计算表aRCH——池内水深(m)。4.4.1设计参数表4-4拐弯流速计算表拐弯数据计算a拐弯宽度第1段水头损失为：表4.5各段水头损失表段数17263545合计4.4斜管沉淀池设计计算气絮凝池4.4.2设计计算H=h₁+h₂+h₃+h+h₅=0.3+1.2+0.87+1式中h₁——保护高度(m),一般采用0.3-0.5m,本设计取0.3m;h₂——清水区高度(m),一般采用1.0-1.5m,本设计取1.2m;h斜管区高度(m),斜管长度为1.0m,安装倾角60°,则h₃=sin60°=0.87m;h₁——配水区高度(m),一般不小于1.0-1.5m,本设计取1.5m;h₃——排泥槽高度(m),本设计取0.8m。4.4.2.2.进出水系统1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：式中v孔口速度(m/s).一般取值不大于0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速vi=0.6m/s,则穿孔总面积：设每个孔口的直径为4cm,则孔口的个数式中F——每个孔口的面积(m²),考虑池子的超载系数为20%,故槽中流量为：起点槽中水深H₁=0.75b=0.75×0.20=0.15m,终点槽中水深H₂=1.25b=1.25×0.20=0.25m为了便于施工，槽中水深统一按H=0.25m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.02m,跌落高度取0.03m,H=H₂+0.05+0.07+0.15=0.25+0.02+0.03+0集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm,每侧孔数为50个，孔间距为5cm8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.3125m³/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为跌落高度取0.02m,即集水槽应高于集水渠起端水面0.02,同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：式中：ξ——进口阻力系数，本设计取与=2.集水槽内水深为0.3m,槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：4.4.2.3.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长15m,口面积f=0.00049m²,取孔距S=0.4m,图4.4K值对应表度0和0,弱K孔眼总面积为：孔眼总面积为：取直径为150mm,孔眼向下，与中垂线成45°角，并排排列，F,介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。(3)斜管中的沉淀时间T满足设计要求(一般在2～5min之间)4.5.2滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间T=24-0.1×2=23.8h滤池的总面积每个滤池的面积f=227/8=28.375m²,采用30m²,正方形滤池，每个池的边长为5.5m。确定滤池的高度支承层高度H,采用0.45m滤池层高度H₂,采用0.7m砂面上水深Hs,采用1.7m保护高度H,采用0.30m每格滤池的总高度为H=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3配水系统的计算(单个滤池)干管流量q:=fq=30×14=420L/s,采用钢管DN900,干管埋入池底，顶部开孔布置。干管始端流速为vo=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心间距采用a=0.25m每池支管数取44根。每根支管入口流量q₁=420/44=9.55L/s,采用钢管DN100,始端流速为2.0m/s。4.5.3.3孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比采用K=0.25%4.5.3.4孔眼水头损失4.5.3.5复算配水系统孔眼与中心距小于0.2,则Ak=0.17<0.2,符合条件。4.5.4洗砂排水槽采用0.2m。H=eH₂+2.5x+δ+0.075=0.45×0.7+2.5×0.2+0.05+0.074.5.5滤池的各种管渠计算4.5.5.1进水进水渠断面：渠宽B=1.0m,水深为1.4.5.5.2冲洗水冲洗水管采用DN700,流速为v₃=2.11m/s.4.5.5.3清水4.5.5.4排水4.5.5.5冲洗水箱安全富余水头采用hs=1.5mH₀=h₁+h₂+h₃+h₁+h₅=1.0+3.5+0.14+0.64.6消毒和清水池设计计算4.6.1设计参数HOCi-H'+0C1-0瓶已知设计水量Q=54000m²/d=2250m²/h,本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大4.6.2设计计算Q₁=0.001aQ=0.001×1.清水池加氯量为为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台Z]—2转子加氯机(图4.7),选用宽高为：330mm×370mm,一用一备图4.7转子加氯机储氯量(按20天考虑)为：液氯的储备于3个1吨氯瓶(H×D=2020mm×800mm)表4.5氯瓶规格表瓶自重素瓶总量4.6.2.2清水池平面尺寸的计算4.6.2.2.1清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：经验系数一般采用10%-20%;本设计k=10%;根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：清水池共设2座，有效水深取H=4.0m,则每座清水池的面积为：4.6.2.2.2管道系统m²,超高取0.5m,则清水池净高度取4.5m。1)清水池的进水管：设计中取进水管管径为DN800mm,进水管内实际流速为：1.00m/s2)清水池的出水管3)清水池的溢流管4)清水池的排水管4.6.2.3清水池的布置4.6.2.3.1导流墙间距为15m,将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。4.6.2.3.2检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。4.6.2.3.3通气管4.6.2.3.4覆土厚度图4-8清水池剖面示意图合合分—4第5章水厂高程布置计算5.1管渠的水力计算5.1.1清水池清水池最高水位标高为±0.00m,池面超高为0.5m,则池顶标高为0.5m,有效水深4.0m,则池底标高为-4.0m。5.1.2吸水井清水池到吸水井的管线最长为63m,管径为DN1000,最大时流量Q=0.625m³/s,查水力计算表水力坡度为i=0.7%流速v=0.80m/s,沿线设有2个闸阀，进口和出口，2个90°弯头.一个等径丁字管，局部阻力系数分别为0.06,1.0.1.0,1.05,1.05,则管中水头损失为：标高为-0.25m,加上超高0.5m,顶面标高为0.25m。5.1.3滤池滤池到清水池之间的管长为：135m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有2个闸阀，2个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06,1.05,1.0.1.0,则管中水头损失为：滤池的最大作用水头为2.0～2.5m,设计中取为2.3m。5.1.4反应沉淀池沉淀池到滤池管长为L=67.5m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06,1.05,1.0,1.0,则管中水头损失为：沉淀池最大作用水头为0.2～0.30m,设计中取0.25m。5.1.5管式混合器混合池到沉淀池之间的管线长为30.4m,设两根管，每根管流量为0.6251/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06,1.05,1.0.1.0,则水头损失为：管式混合器水头为0.05m。5.2给水处理构筑物高程计算名称设计流量管段设计参数水头损失构筑物水面标高管径管长构筑物水头损失(m)管道水头损失(m)合计清水池清水池至吸水井吸水井清水池至V型滤池沉淀池连接渠絮凝池[3].上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册第3册(城镇给水).第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004[4].中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册底11册(常用设备).第2版.北京：中国建筑工业出版社，给水工程设计方案给水工程设计第一章总论一设计任务及要求2、设计要求 1二设计原始资料 3-第二章水厂规模 城市用水量计算 第三章总体设计 二设备型式选择 第四章各构筑物的选择及设计计算 四斜管沉淀池 五V型滤池 26-第五章水厂高程布置计算 31-土壤承载力2.1kg/cm²;浅层地下水离地面1.5mm;地面下土壤的种类及厚度见下表。土壤种类站房旁黄色亚粘土绿灰色粘土夹砂河岸边淤泥软亚粘土粗沙夹卵石(2)水质资料表1-2水源水质分析结果水质水质臭和味无碳酸盐硬度6度浑浊度400度(平均)900度(雨季)非碳酸盐硬度5度色度16度水温15度总硬11度细菌总数2500个每ml大肠菌群72个每L土壤承载力2.1kg/cm²;浅层地下水离地面1.5mm;地面下土壤的种类及厚度见下表。土壤种类站房旁黄色亚粘土绿灰色粘土夹砂河岸边淤泥软亚粘土粗沙夹卵石(2)水质资料表1-2水源水质分析结果水质水质臭和味无碳酸盐硬度6度浑浊度400度(平均)900度(雨季)非碳酸盐硬度5度色度16度水温15度总硬11度细菌总数2500个每ml大肠菌群72个每L(一)地表水源常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，(2)地下水源该市地下含水层5.00m,大多属于浅层滞水。总(二)处理要求第二章设计水质水量与工艺流程的确定2.1.2设计水量(一)地表水源常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，(2)地下水源(二)处理要求第二章设计水质水量与工艺流程的确定2.1.2设计水量—10%,本设计取8%,则设计处理量为：式中Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%,本设计取8%;2.2给水处理流程确定2.2.1给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水→混凝→沉淀→过滤→活性炭(颗粒)吸附→消毒框图表示为：原水混合池絮凝池沉淀池液氯性炭颗粒)清水池二级泵站市政管网22空压机混合池絮凝池沉淀池滤池反冲洗泵清水箱第三章给水处理构筑物与设备型式选择3.1.1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。3.1.2混凝剂药剂的选用与投加碱式摄化铝碱式摄化铝表7-2固体碱酸帽1、制道工艺复杂，水解作用暖慢2.含无水氧酸铝50%-52%,含AL,O.约15%3-适用于水温为20~40T4-当pH=4--7时.土要去除水中有机物pH=6.4~7.8时，处理浊度高，色度低(戦悴硫酸铝1.制造工艺简单2.含Al₂O:约6%3.缸装或雕装车、船运输4.配制使用比固体方便5.使用蒋国间固体算酸帽6.易受温度及晶核存在影响形成结品新出7.近年来在南方地区较广泛采用1-基本性能同固体硫酸铝2.现已大部被硫酸铝所代苔硫献亚性(绿载)1.膑蚀性较高2.兼体形成较快，较稳足，沉淀时间短3,适用于碱度高，浊度高，pH=8.1～9.6的水不论在冬率或用，当pH较低时，常使用氯米氧化，使”价铁氧化成三价铁二氧化铁1.对金属C尤其对铁器〕腐蚀性大，对混凝上亦腐性.对塑料管也会因发热两引起变形2.不受温度影响，紫体结得大，沉淀遮度快，敏果较好3.易溶解，恳混合，漆淬少4.原水pH=6.0-8.4之间为宜，当原定量的石灰5.在处理高法度水时，三额化铁用谢--般要比硫酸铝少6.处理低浊度水时，效聚不显苦(通式)简写PAC原水高蚀度时尤为显著2.温度适应性高；pH适用范图宽(可在pH=5≈9的范用内》,因而可不投加剂3.使用时操作方便，腐烛性小，剪动条件好4.设备商单，操作方便，成本较三氧化铁低5-是无机离分子化合物本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。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。3.1.3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。4、加氯机的间距约0.7m,一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机(包括管道)不少于两套，以保证连续优点：1.设备简单2.混合充分，效果较好3.不另消耗动能较麻烦2.配合加药自动控制较困难3.G值相对较低适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的水厂管式静态优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果较好4.不需外加动力设备缺点，1.运行水量变化影响效果2.水头损失较大3.混合器构造较复杂适用于水量变化不大的各种规摸的水厂扩散混合器优点：1.不需外加动力设备2.不篇土建构筑物3.不占地缺点：混合效果受水量变化有一定影响适用于中等规模水尸跌水(水妖)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.不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忧点：1.混合效果较好2.水头损失较小3.混合效果基本不受水量变化影响缺点；1.靠耗动能2.管理维护较复杂适用于各种规模的水厂特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；转折处钒花易破碎水量大于30000m³/d的水厂;水量变动小者回转式构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m³/d的水厂;水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥3.4沉淀池表3-2各种形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，处理效果稳定；4、带有机械排泥设备时，排泥效果好2、机械排泥设备，维护复杂；型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池3、占地面积较大竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管(板)式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管(板)耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难6、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽3.5滤池3、占地面积较大竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管(板)式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管(板)耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难8、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽3.5滤池隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大(小于10m²);3.6消毒方法第四章各构筑物的选择及设计计算据试验：表4.1原水浊度与最佳投药量最佳投加量/(mg-L-)最佳投加量/(mg·L-¹)4.1.2.设计计算式中：a—混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取20mg/L;B—溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取15%;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),以便据试验：表4.1原水浊度与最佳投药量最佳投加量/(mg-L-)最佳投加量/(mg·L-¹)4.1.2.设计计算式中：a—混凝剂(碱式氯化铝)的最大投加量(mg/L),本设计取20mg/L;B—溶液浓度(按商品固体重量计),一般采用5%-20%,本设计取15%;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L×B×H=2.0×2.0×1.8,高度中包括超高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DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环4.1.2.2溶解池容积W₂式中：W₂——溶解池容积(m³),一般采用(0.2-0.3)W₁;W溶解池也设置为2池，单池尺寸：L×B×H=1.5×1.0×1.5,高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02。溶解池的放水时间采用t=10min,则放水流量：=1.04m/s,1000i=16.63m/s4.1.2.3投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径d=15mm,相应流速为0.75m/s。4溶解池搅拌设备5计量投加设备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耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.6药剂仓库估算面积为150m²,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104.2.1设计参数设计总进水量为Q=54000m³/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，且图4.2管式静态混合器计算草图4.2.2设计计算4.2.2.1设计管径本设计采用D=700mm;4.2.2.2混合单元数按下式计算N≥2.36V-0.5D-0.3=2.36×1-⁰-50.631-0.3=2.709,则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.1×0.7×3=2.31m4.2.2.3混合时间本设计取N=3;4.2.2.4水头损失在700-1000s-¹之间，符合设计要求。GT=795.39×2.31≈2000,水力条件符合设计要求。4.3往复式隔板絮凝池设计计算4.3.1设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为4.3.2设计计算考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m,池宽取B=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效长度4.3.2.3隔板间距絮凝池起端流速取v=0.5m/s,末端流速取v=0.2m/s。首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度起端廊道宽度：末端廊道宽度：廊道宽度分成4段。各段廊道宽度和流速见表2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道表4.2廊道宽度和流速计算表廊道分段号1234各段廊道宽度(m)各段廊道流速(m/s)各段廊道数7655各段廊道总净宽(m)在700-1000s-¹之间，符合设计要求。GT=795.39×2.31≈2000,水力条件符合设计要求。4.3往复式隔板絮凝池设计计算4.3.1设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为4.3.2设计计算考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m,池宽取B=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效长度4.3.2.3隔板间距絮凝池起端流速取v=0.5m/s,末端流速取v=0.2m/s。首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度起端廊道宽度：末端廊道宽度：廊道宽度分成4段。各段廊道宽度和流速见表2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道表4.2廊道宽度和流速计算表廊道分段号1234各段廊道宽度(m)各段廊道流速(m/s)各段廊道数7655各段廊道总净宽(m)式中：y第i段廊道内水流速度(m/s);v,——第i段廊道内转弯处水流速度(m/s);m第i段廊道内水流转弯次数；5——隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板(1800转弯)5=3;C值计算表aRC4.4.1设计参数表4-4拐弯流速计算表拐弯数据计算a拐弯宽度第1段水头损失为：表4.5各段水头损失表段数17263545合计4.4斜管沉淀池设计计算气絮凝池4.4.2设计计算H=h₁+h₂+h₃+h+h₅=0.3+1.2+0.87+1式中h₁——保护高度(m),一般采用0.3-0.5m,本设计取0.3m;h₂——清水区高度(m),一般采用1.0-1.5m,本设计取1.2m;h斜管区高度(m),斜管长度为1.0m,安装倾角60°,则h₃=sin60°=0.87m;h₁——配水区高度(m),一般不小于1.0-1.5m,本设计取1.5m;h₃——排泥槽高度(m),本设计取0.8m。4.4.2.2.进出水系统1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：式中v孔口速度(m/s).一般取值不大于0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速vi=0.6m/s,则穿孔总面积：设每个孔口的直径为4cm,则孔口的个数式中F——每个孔口的面积(m²),考虑池子的超载系数为20%,故槽中流量为：起点槽中水深H₁=0.75b=0.75×0.20=0.15m,终点槽中水深H₂=1.25b=1.25×0.20=0.25m为了便于施工，槽中水深统一按H=0.25m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.02m,跌落高度取0.03m,H=H₂+0.05+0.07+0.15=0.25+0.02+0.03+0集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm,每侧孔数为50个，孔间距为5cm8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.3125m³/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为跌落高度取0.02m,即集水槽应高于集水渠起端水面0.02,同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：式中：ξ——进口阻力系数，本设计取与=2.集水槽内水深为0.3m,槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：4.4.2.3.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长15m,口面积f=0.00049m²,取孔距S=0.4m,图4.4K值对应表度0和0,露K孔眼总面积为：孔眼总面积为：取直径为150mm,孔眼向下，与中垂线成45°角，并排排列，F,介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。(3)斜管中的沉淀时间T满足设计要求(一般在2～5min之间)4.5.2滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间T=24-0.1×2=23.8h滤池的总面积每个滤池的面积f=227/8=28.375m²,采用30m²,正方形滤池，每个池的边长为5.5m。确定滤池的高度支承层高度H,采用0.45m滤池层高度H₂,采用0.7m砂面上水深Hs,采用1.7m保护高度H,采用0.30m每格滤池的总高度为H=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3配水系统的计算(单个滤池)干管流量q:=fq=30×14=420L/s,采用钢管DN900,干管埋入池底，顶部开孔布置。干管始端流速为vo=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心间距采用a=0.25m每池支管数取44根。每根支管入口流量q₁=420/44=9.55L/s,采用钢管DN100,始端流速为2.0m/s。4.5.3.3孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比采用K=0.25%4.5.3.4孔眼水头损失4.5.3.5复算配水系统孔眼与中心距小于0.2,则Ax=0.17<0.2,符合条件。4.5.4洗砂排水槽采用0.2m。=0.45×0.7+2.5×0.2+0.05+0.074.5.5滤池的各种管渠计算4.5.5.1进水4.5.5.2冲洗水冲洗水管采用DN700,流速为v₃=2.11m/s.4.5.5.3清水4.5.5.4排水4.5.5.5冲洗水箱安全富余水头采用hs=1.5mH₀=h₁+h₂+h₃+h₁+h₅=1.0+3.5+0.14+4.6消毒和清水池设计计算4.6.1设计参数HOCi-H'+0C1-0瓶已知设计水量Q=54000m²/d=2250m²/h,本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大4.5.5.5冲洗水箱安全富余水头采用hs=1.5mH₀=h₁+h₂+h₃+h₁+h₅=1.0+3.5+0.14+4.6消毒和清水池设计计算4.6.1设计参数HOCi-H'+0C1-0瓶已知设计水量Q=54000m²/d=2250m²/h,本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大4.6.2设计计算Q₁=0.001aQ=0.001×1.清水池加氯量为为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台Z]—2转子加氯机(图4.7),选用宽高为：330mm×370mm,一用一备图4.7转子加氯机储氯量(按20天考虑)为：液氯的储备于3个1吨氯瓶(H×D=2020mm×800mm)表4.5氯瓶规格表瓶自重素瓶总量4.6.2.2清水池平面尺寸的计算4.6.2.2.1清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：经验系数一般采用10%-20%;本设计k=10%;根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：V=V₁+V₂=5000+180=5180清水池共设2座，有效水深取H=4.0m,则每座清水池的面积为：4.6.2.2.2管道系统m²,超高取0.5m,则清水池净高度取4.5m。1)清水池的进水管：设计中取进水管管径为DN800mm,进水管内实际流速为：1.00m/s2)清水池的出水管3)清水池的溢流管4)清水池的排水管4.6.2.3清水池的布置4.6.2.3.1导流墙间距为15m,将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。4.6.2.3.2检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。4.6.2.3.3通气管4.6.2.3.4覆土厚度图4-8清水池剖面示意图分分O第5章水厂高程布置计算5.1管渠的水力计算5.1.1清水池清水池最高水位标高为±0.00m,池面超高为0.5m,则池顶标高为0.5m,有效水深4.0m,则池底标高为-4.0m。5.1.2吸水井清水池到吸水井的管线最长为63m,管径为DN1000,最大时流量Q=0.625m³/s,查水力计算表水力坡度为i=0.7%流速v=0.80m/s,沿线设有2个闸阀，进口和出口，2个90°弯头.一个等径丁字管，局部阻力系数分别为0.06,1.0.1.0,1.05,1.05,则管中水头损失为：标高为-0.25m,加上超高0.5m,顶面标高为0.25m。5.1.3滤池滤池到清水池之间的管长为：135m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有2个闸阀，2个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06,1.05,1.0.1.0,则管中水头损失为：滤池的最大作用水头为2.0～2.5m,设计中取为2.3m。5.1.4反应沉淀池沉淀池到滤池管长为L=67.5m,设2根管，每根管流量为0.625m³/s,管径为DN900,查水力计算表流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06,1.05,1.0,1.0,则管中水头损失为：沉淀池最大作用水头为0.2～0.30m,设计中取0.25m。5.1.5管式混合器混合池到沉淀池之间的管线长为30.4m,设两根管，每根管流量为0.6251/s,管径为DN900,查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98%,沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06,1.05,1.0.1.0,则水头损失为：管式混合器水头为0.05m。5.2给水处理构筑物高程计算名称设计流量管段设计参数水头损失构筑物水面标高管径管长构筑物水头损失(m)管道水头损失(m)合计清水池清水池至吸水井吸水井清水池至V型滤池沉淀池连接渠絮凝池[3].上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册第3册(城镇给水).第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004[4].中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册底11册(常用设备).第2版.北京：中国建筑工业出版社，给水工程设计方案给水工程设计第一章总论一设计任务及要求1.1.1设计任务1.根据设计水量(某市20万吨/天给水处理工程设计)(不包含厂内自用水量)、原始资料和提供的基本工艺流1.1.2、设计要求1.2设计原始资料(2)气象资料气温：历年最高气温40C°历年最低气温-10C降雨量：年平均1100mm;冬季冰冻期：7天；土壤冰冻线深度：0.15m;(3)土壤地质资料土壤承载力2.1kg/cm²;浅层地下水离地面1.5mm;地面下土壤的种类及厚度见下表。土壤种类站房旁黄色亚粘土绿灰色粘土夹砂河岸边淤泥软亚粘土粗沙夹卵石(2)水质资料表1-2水源水质分析结果水质水质臭和味无碳酸盐硬度6度浑浊度400度(平均)900度(雨季)非碳酸盐硬度5度色度16度水温15度总硬11度细菌总数2500个每ml大肠菌群72个每L(一)地表水源常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，(2)地下水源(二)处理要求第二章设计水质水量与工艺流程的确定2.1.2设计水量—10%,本设计取8%,则设计处理量为：式中Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%,本设计取8%;2.2给水处理流程确定2.2.1给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水→混凝→沉淀→过滤→活性炭(颗粒)吸附→消毒框图表示为：原水混合池絮凝池沉淀池液氯性炭颗粒)清水池二级泵站市政管网22第三章给水处理构筑物与设备型式选择3.1.1药剂溶解池左右，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。3.1.2混凝剂药剂的选用与投加碱式摄化铝碱式摄化铝表7-2固体碱酸帽1、制道工艺复杂，水解作用暖慢2.含无水氧酸铝50%-52%,含AL,O.约15%3-适用于水温为20~40T4-当pH=4--7时.土要去除水中有机物pH=6.4~7.8时，处理浊度高，色度低(戦悴硫酸铝1.制造工艺简单2.含Al₂O:约6%3.缸装或雕装车、船运输4.配制使用比固体方便5.使用蒋国间固体算酸帽