给水厂设计说明书 计算书

1、 设 计 说 明 与 计 算 书一、设计项目某城市给水厂给水处理工艺初步设计2、 给水处理工艺流程混凝剂 消毒剂 原水 混凝池 沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用户 污泥浓缩池 脱水机房 污泥处理三、设计水量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。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%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%；Qd设计供水量（m3/d），为115668m3/d.4、 给水处理厂工艺计算1、加药间设计计

2、算 已知计算水量Q=122472m3/d=5103m3/h。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=51.4mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。4.1.2. 设计计算 1 溶液池容积 ，取21m3 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，3600m3/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

3、投药。单池尺寸为高度中包括超高0.3m，置于室内地面上. 溶液池实际有效容积： 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。 2 溶解池容积 式中： 溶解池容积（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，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。 溶解池实际有效容积： 溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量：查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速d=1.16

4、m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d100mm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3 投药管投药管流量 查水力计算表得投药管管径d25mm，相应流速为1.17m/s。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。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：溶液池容积（m3）耐酸泵型号J-D

5、1600/2.0选用2台，一备一用. 6 药剂仓库 考虑到远期发展，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10.0m×15.0m。4.2混合设备设计计算4.2.1设计参数设计总进水量为Q=86400m3/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，进水管采用两条，流速v=1.0m/s。计算草图如图2-1。图4-1 管式静态混合器计算草图4.2.2 设计计算1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量则静态混合器管径为： ，本设计采用D=800mm； 2.混合单元数按下式计

6、算，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：3.混合时间 T=4.水头损失,符合设计要求。5.校核GT值 ，在700-1000之间，符合设计要求 ，水力条件符合设计要求。 4.3机械搅拌絮凝池工艺设计设计参数设计流量Q=122472m3/d=5103m³/h,池数n=2座，单池设计流量Q=2552m³/s，絮凝时间t=20min.1、絮凝池尺寸设计计算 絮凝池的有效容积: 根据水厂系统布置，水深H取4.5m,采用三排搅拌器，则水池长度： L 池子宽度： 2、 搅拌器尺寸 每排上三个搅拌器，每个搅拌器长： 式中 0.2搅拌器间的净距和其离壁的距离为0.2m 搅拌器外缘直径： D

7、=4.520.15=4.2m 式中 0.15为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离0.15m 每个搅拌器上装有4块叶片，叶片宽度采用0.2m，每根轴上桨板总面积为 ，占水流截面积的21% ，小于25%的要求。3、 每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：各排叶轮桨板中心点线速度采用：。叶轮桨板中心点旋转直径：=4.20.2=4m。叶轮转数及角速度分别为：第一排： 第二排 第三排 桨板宽长比b/l=0.20/3.2=0.06<1，查表得 第一排每个叶轮所耗功率： 用同样的方法，可求得第二、第三排每个叶轮所消耗功率分别为0.024kw、 0.005kw.4 、电动机功率：第一排所需功率为第二排

8、所需功率为第三排所需功率为设三排搅拌器合用一台电动机带动，则絮凝池所耗总功率为为电动机功率（取）： 5、核算平均速度梯度G及GT值（按水温20°C计，=102×10-6 kg·s/m2） 第一排： 第二排： 第三排：絮凝池平均速度梯度： 经核算，G值和GT值均较合适。 4.4 斜板沉淀池设计计算采用异向流斜板沉淀池1. 设计所采用的数据 由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s 斜板有效系数取0。75，=0.60.8 斜板水平倾角 =60° 斜板斜长 L=1.5m 斜板净板距 P=0.1m P一般取50150mm 颗粒沉

9、降速度 =0.4mm/s=0.0004m/s2. 沉淀池面积 式中 Q进水流量，m3/s q容积负荷，mm/s3.斜板面积 需要斜板实际总面积为4.斜板高度5.沉淀池长宽设斜板间隔数为N=130个则斜板部分长度为 斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l2=0.1m，斜板底部右边距池边距离l3=0.8m，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m池宽6.斜板组合全长计算斜板间隔数 斜板组合全长 斜板沉淀池布置示意图 沉淀池长度12m8. 沉淀池高度9. 复核颗粒需要长度 颗粒沉降需要时间 颗粒沉降需要长度 现采用长度12m>8.06m,可满足颗粒沉降的要求长度 4.5 滤池工艺计

10、算1.设计参数采用两组滤池，滤池的设计流量：Q=1.3m3/S设计滤速10m/h1，冲击强度14L/S·m1 ，冲洗时间6min，膨胀率45%12.设计计算（按每日工作23h计1）（1） 滤池面积：F=Q/V×24/23=5103/10×24/23=532.5m（2） 单个面积F=F/N=532.5/6=88.75m，取单池宽B为8m，长为10m。单格实际面积为f=B×L=8×10=80 m，实际流速V=Q/（N·f）·24/23=11.09m3/h，校核强制滤速V=×24/23=13.3m3/h （3） 进水虹吸

11、管虹吸管进水量Q进=5103/3600(6-1)=0.28 m3/s （注：当一格冲洗时）事故冲洗时进水量Q事=5103/3600(6-2)=0.47 m3/s采用矩形断面，断面面积W进=Q进/V进=0.256m （ V进 取0.5m/s1 ）采用断面W进=B×L=0.6×0.91=0.21 m进水虹吸管局部水头损失h局=1.2V进事=0.47/0.56=0.84m/s=进+290弯头+出口=0.5+1.928+1.0=3.42h局=3.42×0.84x0.84/2*9.81x1.2=0.14m进口虹吸管沿程水头损失h 沿=L，水力半径R=0.33m谢才系数C=1

12、/nR=1/0.013(0.33) =92.53（满流n取0.0134）h沿=0.001m，h=0.072+0.001=0.073 取h=0.1m （4）进水槽及配水槽进水虹吸管至槽底 h取 0.2m1，进水虹吸管淹没深度h取0.2m1，配水槽堰宽b取1.2m，配水堰上水头：h=()=0.25m 进水堰超高取0.3m9H进= h+ h+ h+ h+ C=0.2+0.2+0.3+0.1+0.14=0.94m, 取10m（5）清水堰上水头选堰宽b=6m 则堰上水头 H堰=0.11m（6）滤板水头损失 开孔比：上层1.32%1 下层为1.0%,孔口流量系数µ取0.71开孔面积：上层W上=8

13、0×1.32%=1.05m，下层W下=80×1.0%=0.8m冲流时孔眼内流速：V上=q=0.014×801.05=1.07m/s V下= q=0.014×80/0.8=1.4m/s滤板内水头损失：h上= h下h板= h上+ h下=0·313, 取0.35m（7）排水虹吸管 冲洗排水量 Q排=qf=0.014×80=0.1.12m3/s查水力计算表 当Dg=900mm时，V 排=1.27m/S，1000i=2.88 排水虹管长为L=10mh局=（0.5+1.92+1.0）=0.44mh 沿=L×I=10×4.4/1

14、000=0.028m，h= h局+ h沿=0.44+0.044=0.484m（8）洗砂排水槽采用槽底为三角形断面的排水槽， 洗砂排水量：Q=qLa=14×8.01.75=196L/S，洗砂排水槽中心间距a为1.75 m，每个滤池4条排水槽，槽的长度L等于滤池宽B：5.0 m，槽中流速为0.6m/s槽底为三角形断面时尺寸：槽高度为：2.5X=0.56m,槽宽度为2X=0.45m,所以洗砂槽顶至砂面高度：H=e+2.5X+=45%×0.7+0.56+0.06+0.07=1.01 m复算洗砂排水槽：洗砂排水槽总面积：F0=2×0.286×8.0×4=

15、18.3m符合要求（9）滤池高度 H=H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H=0.3+0.2+0.2+0.7+0.484+0.69+0.1+1.0+0.15+1.5+0.3=6.35m其中H 滤池高度（m），取5-5.5 m9 H0 集水室高度（m），取0.3-0.4 m H1 滤板厚度（m）， 取0.1-0.2 mH2 承拖层高度（m），取0.1 m9H3 滤料厚度（m），取0.8 m9H4 洗砂排水槽底至砂面距离mH5 洗砂排水槽高度m H6 洗砂排水槽堰上水头（m）0.1 m9H7 冲洗水头（m），取1.2 mH8 清水堰上水头（m），取0.1 m9H9 过滤水头（m），取1.5 m

16、H10 滤池超高（m），取0.15-0.2 m9（10）虹吸滤池管径进水管管径：600 mm 取流速为0.7 m/s，进水渠断面：700mm×700mm，清水管管径：700 mm 取流速为1.0 m/s，排水管管径：900 mm 取流速为1.2 m/s4.6 消毒和清水池设计计算 4.6.1 设计参数已知设计水量Q=122473m3/d=5103m3/h，本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.7mg/L，清水池最大投加量为1.0mg/L。4.6.2 设计计算1 加氯量计算 预加氯量为 清水池加氯量为 二泵站加氯量自行调节，在此不做计算，则总加氯量为 为了保证氯消毒时的安全和计

17、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ZJ 2转子加氯机，选用宽高为：330mm×370mm，一用一备.储氯量（按20天考虑）为：液氯的储备于4个1吨氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1个0.5吨氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。2 清水池平面尺寸的计算（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：=kQ=0.1×113400=11340m³ 式中：k经验系数一般采用10%-20%；本设计k=10%；Q设计供水量Q=113400m&#

18、179;/d；消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：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=4.5m，则每座清水池的面积为： = 取=22×50=1100 m2 ，超高取0.5m，则清水池净高度取.5m。 （2）管道系统1）清水池的进水管：（设计中取进水管流速为=0.8m/s） 设计中取进水管管径为DN800mm，进水管内实际流速为：1.00/s2）清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取 时变化系数=1.5，所以：³

19、;出水管管径：（设计中取出水管流速为=0.8m/s） 设计中取出水管管径为DN1100mm，则流量最大时出水管内流速为：0.79m/s3）清水池的溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4）清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为： 设计中取排水管径为DN800mm（3）、清水池的布置1）导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为15m将清水池分成4格

20、。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。2） 检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。3） 通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设4个通气管，通气管管径为200mm其伸出地面高度高低错落，便于空气流通4） 覆土厚度取覆土厚度为0.7 m。5）清水池剖面示意图图4-4 4.7 泵房设计4.7.1 一泵房的设计1.一泵房吸水间设计水厂地面标高68.0m，河流洪水位标高为42.50米，枯水位标高为38.7米，本设计一泵站吸水井底标高为10.65米，进水管标高为12.00米，一泵站吸水井底标高为24.5米，宽为6m，长度20

21、m，分为两格。2.一泵房设计 水泵选择：一泵房中水泵型号选择：2用1备，选用24SA-10B，水泵参数为：流量473L/s,扬程为57.8m，轴功率为533KW，电机功率为600KW，效率90%，一泵房底标高为40.5米，圆形钢筋混凝土尺寸为：R=12m，H=6.2m。4.7.2 吸水井的设计地面标高68.00m，清水池有效深度为4m，吸水井的低于清水池地面1.5m，吸水井标高为45m，宽为6m，长度15m，分为两格。4.7.3 二泵房的设计1.水泵选择二泵房中泵型号的选择：3用1备，查给排水设计手11册常用设备选泵。选用型，水泵的参数如下： 型号流量（）扬程(m)转数(r/min)功率（KW

22、)配电动机功率(KW)效率（）真空度（m）500S59A1500 57 970315 4007461872 493337521703932072泵房的尺寸：40m×20m，长度为控制间4m，泵轴之间的间距为4.0m，靠近控制间的泵与靠近吊装间的泵距离墙的距离也为4.0m，另外设4.0m做为吊装机械电葫芦用，共计40m。2、水泵吸水管路吸水管路长10m，Q=5103/3=1701m3/h，管径DN=500mm，v1=1.27，1000i=4.3。吸水管路局部水头损失计算资料见表4：表4 吸水管路局部水头损失计算表名称喇叭口90°弯管闸阀渐缩阀水泵进口DN/mm70050050

23、0500-350350数量11111局部阻力系数0.30.80.060.21.0流速/m/s1.271.271.272.602.60水泵吸水管的水头损失：泵房所在室外地坪为50.5m，二泵房室内地面低于地面3m.。二泵房为半地下式泵房。3、泵房高度选用LH5t电动葫双梁乔式起重机，泵房地面上高度为：式中，a2为行车梁高度，mm；c2为行车梁底至其重钩中心的距离，a2+c2=1400mm；d为起重机钩的垂直高度，电机宽1120mm；e为最大机组的高度，810mm；h为吊起物底部与泵房进口平台的距离，200mm；n为100mm.泵房高度地面下高度为H=1.2m,则泵房高度为：第5章 水厂高程布置计算构筑物高程布置与厂区地形，地质条件及所采用的构筑物形成有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，本设计采用清水池的最高水位与地面标高相同。本设计规定清水池的最高水位为±0.00m。5.1、管渠的水力计算（1）清水池清