给水厂设计计算书

目录

第一章设计原始资料

第二章设计水量与工艺流程的确定

第一节设计水量计算

第二节给水处理流程确定

第三章给水处理构筑物与设备型式选择

第一节加药间

第二节配水井

第三节混合设备

第四节絮凝池

第五节沉淀池

第六节滤池

第七节消毒方法

第四章净水厂工艺计算

第一节加药间设计计算

第二节配水井设计计算

第三节混合设备设计计算

第四节往复式隔板絮凝池设计计算

第五节平流式沉淀池设计计算

第六节V型滤池设计计算

第七节消毒和清水池设计计算

第八节二级泵站

第五章水厂平面布置和高程布置计算

v第一节水厂平面布置第

二节水厂高程布置计算

第三节净水管道水力计算

第四节附属建筑物

第五节净水厂绿化与道路

第六章净水工艺自动化设计

1

第一章设计原始资料

一、地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高22m(河岸边建有防

洪大堤)。

二、水厂位置占地面积：水厂位置距离河岸200m,占地面积充分。

三、水文资料：河流年径流量3.76—14.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。

取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m；

百年一遇洪水位：23.50m：

河流平常水位：15.00m：

河底标高：10m。

四、气象资料及厂区地址条件：全年盛行风向：西北；全年雨量：平均63mm；

冰冻最大深度1m。厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细沙，再下为

中砂。地基允许承载力：10—12t/m2。厂区地下水位埋深：3—4m。地震烈度位

8度。

五、水质资料：浊度：年平均68NTU,最高达3000NTU；PH值：7.4—8.6；

水温：4.5-21.5℃；色度：年平均为11一13度；臭味：土腥味；总硬度：123.35mg/L

CaCO3；溶解氧：年平均10.81mg/L；Fe：年平均0.435mg/L,最大为0.68mg/L；

大肠菌群：最大723800个/mL,最小为24600个/mL；细菌总数：最大2800个/

mL,最小140个/mLo

六、水质、水量及其水压的要求：

设计水量：根据资料统计，目前在原地下水源继续供水的情况下，每天还需

5万立方米。

水质：满足现行生活饮用水水质标准。

水压：二级泵站扬程按50米考虑。

第二章设计水量与工艺流程的确定

第一节设计水量计算

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

以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。

城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%-10%本设计取5%,则设计处理

量为：

44333

Q(1a)Qd(15%)5105.2510m/d2187.5m/h0.61m/s

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

5%；

Qd-----设计供水量(m3/d),为5万m3/do

第二节给水处理流程确定

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。本设计以地

表水为水源，为满足现行生活饮用水水质标准，通常采用混合、絮凝、沉淀、过

滤、消毒的处理工艺。

经技术经济比较确定的净水工艺流程如卜.：

2

笫三章给水处理构筑物与设备型式选择

第一节加药间

一、药剂溶解池

设计药剂溶解池时，为便于投置.药剂，溶解泡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。

二、混凝剂的选用与投加

1、混凝剂的选用

混凝剂选用：碱式氯化铝［Aln（OH）mCl3n加］,最大投药量为30mg/L。

2、混凝剂的投加

本设计采用自动投药设备JZM630/1.6,一用一备。

三、加氯间

设计加氯间时，须按以下要求进行设计：

0）加氯间靠近滤池和清水池，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<,为管理力便，和氯库合建,

0）加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。该水厂所在地主导风向为西北风，

加氯间应设在水厂的东南部。

0）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。输送氯气的管使用无缝钢管，输送配制成一定浓度的氯水管使用橡胶管，

给水管使用镀锌管。

④）加氯间和其池工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、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。

6）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。

第二节配水井

配水井体积为160m3,平面尺寸为10mX4m=40m2,水力停留时间T=4min,

有效水深4m。

第三节混合设备

3

为提高混合效果，采用管式静态混合器，加药点设在混和器进口处，并增加

药液扩散器，使混凝剂在管道内很好的扩散，形成均匀混合。管式静态混合器具

有投资较低，无需额外提供能源，易于安装，无需经常维修，混合效果好的显著

优点。

第四节絮凝旭

絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形

成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力

絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿

孔旋流絮凝等。

根据各种絮凝池的特点以及实际情况进行比较，本设计选择往复式隔板絮凝

池。

第五节沉淀泡

本设计采用平流式沉淀池，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排

泥效果好等特点。

第六节滤池

从实际运行状况来看，V型滤池由于采用气水反冲洗技术，它与单纯水反冲

洗方式相比，主要有以下优点：

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。可芍省反冲洗水量40〜60%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。

第七节消毒方法

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

中的有害病原微生物，防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，

前者往水中投加药剂，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。

经比较，本设计采用液氯作为消毒剂，滤后消毒。氯是目前国内外应用最广

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。虽然二氧化氯消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，

但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处

理方面应用尚不多。

第四章净水厂工艺计算

第一节加药间设计计算

一、设计参数

根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，

混凝剂的最大投药量a=30mg/L,药的容积的浓度按c=15%考虑，混凝剂每日配

制次数n=3次。

二、设计计算

4

三、1、溶液池

3

容积：W1aQ—302187.5——--------3.5m

417cn417153

式中：一混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L）,本设计取30mg/L;

Q一设计处理的水量，2187.5m3/h;

b—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%,本设计

取15%；

n一每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。

溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，有效高采用1.0m,尺寸为

LBH2.0m2.0m1,5m,高度中包括超高0.5m,置于室内地面.上。溶液池实

际有效容积：W2.02.01.04m:满足要求。溶液池池底设DN200的排渣管一

根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。

2、溶解池

容积：W0.3W0.33.51.05m3

21

式中:W2一一溶解池容积（m3）,一般采用（0.2-0.3）Wi；本设计取0.3Wi。

有效高采用1.0m,超高0.5m,总高1.5m,池底坡度采用0.02,平面尺寸

23

2.0mX2.0m,面积4.0m,则实际总体积为WP=4.0m,满足要求。溶解池底部

设管径DN200的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防

腐）。每池设搅拌机一台。选用ZJ-700型折桨式搅拌机，功率为4KW,转速为

85r/min。

3、药剂仓库

（4）药剂仓库计算：

药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间7-15d用量计算。

仓库内应设有磅秤，并留有1.5m的过道，尽可能考虑汽车运输的方便。

混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是40kg,每袋的体积为0.7凶.502m3,药

剂储存期为15d,药剂的堆放高度取1.5m。

Q24atQut

N-----------------0.024-----

硫酸铝的袋数：公式为：I。。。wW

式中，Q-水厂设计水量，m3/h；a-混凝剂最大投加量，mg/L；t-药剂的最大

储存期，d：

W每袋药剂的质量，kg；

21R7sanis

将相关数据代入上式得，N0.024591袋。

40

NV

A

H1

有效堆放面积A：公式为：

式中，H-药剂得堆放高度，m；V-每袋药剂得体积，m3；e堆放孔隙率，

5

袋堆时e20%

x将te俎A5910.70.50.2_.2

代入数据得：A-------------------------34.4o8rr

1.510.2

4、计量设备

5外g,右H3.521000.

投药管流量：q〜八…0nn.0Q81L/S

243600

查表得投药管管径；d25mm,相应流速为0.50m/s。

第二节配水井设计计算

一、设计参数

设计流量：Q5.25104m3/d0.61mJ/s36.45m3/min

水力停留时间：T5.0min

二、设计计算

配水井体积：VQT36.455.0182.29m3；

配水井平面尺寸：10m4m40m2；

[8229

有效水深：H—:—4.56m20超高取0.5m，则井深为5.06m。

40

配水井出水处设溢流堰，采用渠道与絮凝池连接，渠道宽b=1.0m,流速取

v=1.Om/s,则有效水深为

h—0,610.61m,取0.7m

bv1.01.0

超高取0.3m,渠道深H'(0.70.3)m1.0mu配水井设DN=1200m的溢流

管，溢流水位10.0m,放空管直径DN=800mm

第三节混合设备设计计算

一、设计参数

考虑设絮凝池2座，混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离

3

为50米。进水管采用两条，设计流量为Q0.6120.305m/So本设计推荐采

用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图1。

静态混合器6

图1管式静态混合器计算草图

二、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q00610.305m3/s；

7T-2-

则静态混合器管径为：

0.62m,本设计采用D=650mm,此时流速为

v=0.92m/s；

2、混合单元数

按下式计算

N2.36v05D032.360.92050.650,32.74,本设计取N=3；

则混合器的混合长度为：

L1.1DN1.10.732.15m

3、混合时间

4、水头损失

22

h0.118494n0.1184°圾30.22mv0.5m,符合设计要求。

d0.65

5、校核GT值

G尸I98000.22—899sL在700-1000S,之间，符合设

^1.141032.34

GT8992.3421042000,水力条件符合设计要求。

第四节往复式隔板絮凝池设计计算

一、设计参数

4333

设计进水量Q(1a)Qd5.2510m/d2187.5m/h0.61m/s

絮凝时间：T=20min

池内平均水深：Hi=1.8m

超图：H2=0.3m

池数：n=2

隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的1.2-1.5倍。

二、设计计算

1、计算总容积

QT2187.520

730m

6060

7

2、每池净平面面积

分为两池，每池净平面面积:F=工二匹;2。3m2

nH121.8

3、池子宽度B

按沉淀池宽取B=10m«

4、池长

203

池长（隔板间净距之和）L,20.3m

10

设计中取21m。

5、隔板间距

絮凝池起端流速取v0.5m/s,末端流速取v0.2m/s,首先根据起、末端流

速和平均水深算出起、末端隔板间距，然后按流速递减原则，决定隔板分档数和

各档隔板间距。隔板间距按廊道内流速不同分成6档：

Qi0.61…

ai-----------------------0.34m

nvH20.518

0.61八“

Qi--------------0.85m

a2------

nvH20.21.8

隔板间距按廊道内流速不同分为6档:

Vi=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s,v6=0.2m/s

取0.3m,则实际流速vj0.57m/s,按上法计算得:

按上法计算得：

as0.4m,V2,0.425rr/s

a30.5m,V3'0.34rr/s

a40.6m,V4'0.28rr/s

as0.8m,vs'0.21m/s

a61.0m,ve'0.17nVs

每一种间隔采取5条，则廊道总数为30条，水流转弯次数为29次。则池子

长度(隔板间净距之和)：

L'5(a1a2a3a,asa^)5(0.30.40.50.60.81.0)18m

取隔板厚度0.2m,则池总长L180.22923.8m

6、水头损失

按廊道内的不同流速分成6段后进行计算。各段水头损失按下式计算

hiS日

2gGR.

式中：Vi------第i段廊道内水流速度（m/s）；

vo一一第i段廊道内转弯处水流速度（m/s）；

8

Si——第i段廊道内水流转弯次数；

——隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板（180°转弯）=3；

L一一第i段廊道总长度（m）；

R--第i段廊道过水断面水力半径（m）：

G——沆速系数，随水力半径Ri和池底及池壁粗糙系数n而定,

通常按曼宁公式计算，C,1呼。

n

第一段水力半径：

Hi0.32

RDi------------------------0n.13Qm

a.2Ht0.322

絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥沙浆抹面，粗糙系数

n0.013,

11/61［冶

流速系数：G-R-------0.1352.41

n0.013

隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的1.5倍，则第一段转弯处流

速：

Qi0.61

Voi-----------------0.377m/s

1.5naiH1.E20.31.8

第一段廊道长度：L5B52030m

第一段廊道内水流转弯次数：&5

则絮凝池第一段的水头损失率

0.3772(0.5)2

hiSiL,35-----------------V一1000.1095m

2g丁2凡29.852.4120.13

将各段水头损失计算结果列表如表4--1所示

表4-1各管段Z〈头损失计算

段数SnLnRnV0VnCnhn

151000.130.3770.5052.410.1095

251000.180.2820.4057.800.0612

351000.220.2260.3559.770.0394

451000.230.1880.3060.210.0273

551000.290.1400.2562.580.0152

64800.400.1130.2066.020.0099

hhn0.2625m

9

7、GT值计算

水温T15°c,1.1410(Pa/s)

p7：98000.2625

GV斤\136s

GT43.36206052037

45

GT值在1010范围内，说明设计合理。

第五节平流式沉淀池设计计算

一、设计参数

设计水量：Q5104m3/d,分设2池，水厂自用水量为酩则每组设计水量

C1500001.053/unon3/

Q=__________=1093.75m/h=0.30m/s

224

表面负荷：Q/A=38.4m3/(m2/d)

沉淀时间：T尸2h

沉淀池水平流速：v=0.010m/s

二、设计计算

1、沉淀池表面积

1093.7524”，

A-----------------=684m

38.4

2、沉淀池长

L-3600vT,=36000.0102-72m

3、沉淀池宽

B=—=9.5m,设计中取10m0

72

4、沉淀池有效水深

H=QT=1093,75?=32m采用3.5m（包括保护高）

BL9.572

5、放空管直径

沉淀池放空时间按5h计，则放空管直径

（OJBLH^[0.79.5723.2必

d=\=J=0.22m,采用DN=300mmo

vTV53600

6、出水渠深度

出水渠断面宽度采用0.6m,出水渠起端水深

I0.302

H=1.730-----------7=063m

'9.80.6

为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用0.12m,则出水渠深度为0.75m.

10

7、水力条件校核

沉淀池长度L与宽度B之比：L/B729.57.64,满足要求：

沉淀池长度L与深度h之比：L/h72/3.222,510,满足要求；

水流截面积9.53.230.4m2

水流湿周=9.5+23.2=15.9m

304

水力半径R=^=1.912m

15.9

v20.0102工

弗劳德数F===1.1510

rRg1.9129.81

弗劳德数介于0.0001-0.00001之间，满足要求。

絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔墙上的孔口流速采用0.15m/s,

则孔口总面枳为0.30/015=2.00m2o每个孔口尺寸定为15cm8cm,则孔口数为

2.00/0.150.08=167个。

第六节V型滤池设计计算

一、设计参数

33

设计处理水量：Q(1a)Qd2187.5m/h0.61m/s

滤速：v12m/h；

强制滤速：m/h：

第一步气冲冲洗强度qp15L/(m2