给水厂设计说明书.doc

目录一、设计概要41.1设计题目41.2设计任务41.3原始资料41.3.1 工程设计背景41.3.2 设计规模41.3.3基础资料及处理要求5二、总体设计72.1设计原则72.2 厂址选择72.3 水厂工艺流程选择82.4 水处理工艺的选择92.4.1 混凝92.4.2 沉淀132.4.3 过滤152.4.4 消毒16三、净水构筑物的设计计算183.1 配水井设计计算183.1.1 配水井设置183.1.2 配水井有效体积183.1.3 配水井尺寸确定183.2加药间设计计算183.2.1混凝剂剂量183.2.2混凝剂的投加193.2.3 加药间及药库的设计213.3混合设备设计223.4 反应池设计263.4.1 设计参数263.4.2 反应池尺寸计算和确定263.4.3 网格的设计布置273.4.4 水头损失计算293.4.5 校核303.5 沉淀池的设计与计算313.5.1 设计流量313.5.2 平面尺寸计算313.5.3 校核323.5.4 进水穿孔墙设计333.5.5 出水系统设计333.5.6 沉淀池的放空管353.5.7 排泥设施选择353.5.8 沉淀池的总高度354.1 高程布置474.1.1 管渠水力计算474.1.2 给水处理构筑物高程计算484.4.3给水处理构筑物高程布置49一、设计概要1.1设计题目 城市给水处理厂方案设计(工艺 )1.2设计任务1) 主要任务：完成城市给水处理厂方案设计。设计规模为190000m3/d。 原水水质资料、地形地址、气象条件等参数见附 城市给水处理厂课程设计基础资料2) 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。3) 设计成果：设计说明及计算书1份，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。4) 图纸要求：给水处理厂平面图（1：500）；处理系统高程图（1：100）； 重要构筑物(混凝沉淀池/滤池)工艺设计的三视图12张；1.3原始资料1.3.1 工程设计背景某市位于广东省中南部，北接广州，南连深圳，是近年来珠江三角洲经济发展和城市化进程较快的地区。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，原有水处理厂的生产能力已不能满足要求，对经济发展和人民生活造成了严重影响，为缓解这一矛盾，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定在东江南支流南岸、鳌峙塘新建一座给水处理厂。1.3.2 设计规模 该净水厂总设计规模为180000m3/d。征地面积约40000m2，地形图见附图。1.3.3基础资料及处理要求（1）原水水质表1-1 东江原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L4，满足要求。（2）长深比沉淀池长深比为L/h=144/3.5=20.610，满足要求。（3）弗罗徳数水力半径弗劳德数（在110-4-110-5之间），满足要求。 式中， Fr弗劳德数； v水平流速，m/s； R水力半径，m； g重力加速度，m/s2；（4）雷诺数雷诺数（在400015000之间）,为紊流状态，符合设计要求。 式中， Re雷诺数； v水平流速，mm/s； R水力半径，cm； 水的运动粘度，22下为0.9580。3.5.4 进水穿孔墙设计（1）沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长16.2m，墙高3.8m（有效水深3.5m，用机械刮泥装置排泥，其积泥厚度0.1m，超高0.2m）。（2）穿孔墙孔洞总面积絮凝池与沉淀池之间采用穿孔花墙配水。孔口总面积为A=Q/v=1.095/0.2=5.5m2式中：A孔口总面积，m2； v孔口流速，m/s，一般取值不大于0.150.2 m/s设计中取为0.2m/s 。（3）孔洞个数每个孔口尺寸定为15cm15cm，则孔口数为5.5/（0.150.15）=244个。穿孔墙在池底积泥面以上0.3m处至池底部分不设孔眼。（4）进口水头损失：h1=v12/2g=20.22/（29.8）=0.004m 式中： h1进口水头损失，m； 孔洞阻力系数，此处取为2。3.5.5 出水系统设计沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水，并尽量吸取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，目前采用的办法多为指型槽出水。（1）指型槽的长度为：式中， Q沉淀池处理水量，m3/d； q设计单位堰宽负荷，此处取为200m3/m.d； B池宽，m。(2)指型槽的个数本设计每个格子布置N=8条长15m的指型槽，指型槽中心距为： (3) 指型槽中的流量此处考虑池子超载率为20%。(4) 指型槽的尺寸槽宽，取0.5m。则堰上负荷为：，符合。起点槽中水深：终点槽中水深：(5)槽的高度集水方法采用锯齿形三角堰自由出流，槽的超高取0.12m，跌落高度取0.1m，则指型槽的总高度：。该高度为三角堰到槽底的距离。(6) 三角堰的计算采用钢板焊制直角三角堰集水槽，取堰高0.1225m,堰宽0.245m。A. 每个三角堰流量q1:堰上水头取0.05m,则B.三角堰的个数：池子总集水堰长240m，则三角堰中心距：240/1600=0.15m。(7) 集水槽的总设计槽宽起点槽中水深：终点槽中水深：为便于施工，槽中水深统一取1.0m,自由跌水高度0.1m，超高0.20m，集水槽总高度H=0.1+0.2+1=1.30m，为便于与后续构筑物连接，出水斗低于排水槽底0.5m，出水斗平面尺寸取为1.5m1.5m。(8) 出水管管径初选DN1100，则，。3.5.6 沉淀池的放空管沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径为采用DN=400mm。T放空时间，此处按3h计；H池内平均水深，此处为3.5m；3.5.7 排泥设施选择沉淀池底部设泥斗，污泥斗深0.6m。采用刮泥机排泥，池底坡度2%，排泥管取400mm,排渣管取200mm。3.5.8 沉淀池的总高度H总=h3+h4+H=0.5+2.0+3.5=6.0m式中：H总沉淀池总高度，m； h3 沉淀池超高，m，一般采用0.30.5m，设计中取为0.5m； h4 泥斗高度，m； H池内水深，为3.5m。图3-3平流沉淀池布置3.6 滤池计算3.6.1设计参数本设计采用普快滤池，分两个系列，则Q1=Q/2=（18.9/2）104=94500(m3/d)滤速：v=10m/h ；冲洗强度：10L/(s*m2) ；冲洗时间：6min。3.6.2滤池面积及尺寸滤层工作周期T=24h，冲洗周期12h,实际工作时间T=24-0.1（24/12）=23.8h。F=Q/vT=94500/(1023.8)=397m2式中，Q-设计水量，m3/d； V-设计滤速，m/h； T-滤池每日实际工作时间，h。采用8个池子，双行排列，f=F/N=397/8=50m2 ,采用长宽比为2:1，则单池尺寸，L=10m B=5m。校核强制滤速：v=Nv/(N-1)=810/（8-1）=11.4m/h ,符合要求。3.6.3滤池高度支撑层高度：H1=0.45m ； 滤料层层高度：H2=0.7m ；砂面上水深：H3=1.7m ； 保护高度（超高）：H4=0.3m ；总高度: H=H1+H2+H3+H4=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m 。3.6.4配水系统（1） 干管流量：qg=fq=5010=500 L/s 式中，f-单个滤池面积，m2； q-冲洗强度，L/(s*m2)；采用管径800mm,干管始端流速：vg=1.1m/s(干管应埋地）(2) 支管：支管中心距离aj=0.3m，每池支管数nj=2L/aj=210/0.3=67根。每根支管入口流量：qj=qg/nj=500/67=7.5 L/s。取管径75mm,支管始端流速：vj=1.7m/s。（3） 孔眼布置：支管孔眼总面积占滤池总面积的0.25%，则孔眼总面积FK=500.25%=0.125m2=125000mm2 。采用孔眼直径dk =9mm，每个孔眼面积f=63.6mm2；孔眼总数：Nk =FK/f=1966个；每根支管孔眼数：nk =Nk /nj=1966/67=30,支管孔眼布置两排，与垂线成45夹角向下交错排列，每根支管长度lj=(B-dg)/2=(5-0.7)/2=2.15m。每排孔眼中心距：ak =lj/（nk /2)=2.15/（30/2)=0.14m。（4） 孔眼水头损失：支管壁厚采用=5mm ,流量系数=0.68。水头损失： hk=(1/2g）（q/10k)2 =1/(29.8）10/(100.680.25)2 =1.8m式中，q-冲洗强度，L/(s*m2) k-支管孔眼总面积占滤池总面积,% -流量系数(5) 复算配水系统：1）支管长度与直径之比不大于60，Lj/dj=2.15/0.075=2960,满足要求。孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5， FK/nj(dj23.14/4) =125000/67(7523.14/4) =0.40.5,满足要求。2）干管横截面与支管总横截面积之比在1.75-2.0， (dg23.14/4)/nj(dj23.14/4) =(80023.14/4)/67(7523.14/4) 1.75，满足要求。3）孔眼中心距0.2m,ak =0.140.2m,满足要求。3.6.5洗砂排水槽(1)洗砂排水槽中心距采用a0 =2.5m,排水槽根数：n0 =B/a0 =5/2.5=2根,排水槽长度：l0=L=10m。(2)每槽排水量：q0=qa0 l0=10102.5=250 L/s 式中，q0-每槽排水量，L/s q-冲洗强度，L/(s*m2)采用三角标准断面，槽中流速v0= 0.6m/s,槽断面尺寸:=1/2 （q0/1000v0）=0.30m 。(3)砂排水槽顶距沙面高度： He=eH2+2.5+0.075 =40%0.7+2.50.3+0.05+0.075 =1.155m式中，-排水槽底厚度，采用0.05m H2-砂层厚度，0.7m e-砂层最大膨胀率，40% 0.075-槽的超高，m(4)排水槽总平面面积： F0=2l0n0 =20.3102=12m2 式中，-槽断面尺寸，m l0-排水槽长度，m n0 -排水槽根数复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般不小于25%，则F0/f=12/50=25% ,满足要求。3.6.6滤池各种管渠计算(1)进水进水总流量：Q1=94500 m3/d=1.095 m3/s采用进水渠断面:渠宽B1=1.5m,水深0.8m,渠内流速v1=0.91m/s。各个滤池进水管流量:Q2=Q1/8=1.095/8=0.14 m3/s采用进水管管径D2=450mm,管中流速v2=0.88m/s。(2) 冲洗管冲洗水总流量：Q3=qf=1050=500 L/s =0.5m3/s采用管径D3=500mm