自来水厂设计—计算书.doc

目 录第一部分 说明书3第一章 净水厂厂址选择3第二章 处理流程选择及说明4第一节 岸边式取水构筑物8第二节 药剂投配设备10第三节 机械搅拌澄清池10第四节 普通快滤池11第五节 消毒间12第六节 清水池14第七节 送水泵站14第三章 水厂的平面布置16第一节 水厂的平面布置要求16第二节 基本设计标准16第三节 水厂管线16第四节 水厂的高程布置17第四章 排泥水处理20第一节 处理对象20第二节 处理工序20第二部分 计算书21第一章 岸边式取水构筑物21第一节 设计主要资料21第二节 集水间计算21第三节 泵站计算22第二章 混凝设施26第一节 药剂配制投加设备26第三章 机械搅拌澄清池计算35第一节 第二反应室35第二节 导流室35第三节 分离室36第四节 池深计算37第五节 配水三角槽38第六节 第一反应室39第七节 容积计算40第八节 进水系统40第九节 集水系统41第十节 污泥浓缩斗42第十一节 机械搅拌澄清池，搅拌机计算43第四章 普通快滤池计算48第一节 设计参数48第二节 冲洗强度48第三节 滤池面积及尺寸49第五节 配水系统49第六节 洗砂排水槽50第七节 滤池各种管渠计算51第八节 冲洗水泵52第五章 消毒处理54第一节 加氯设计54第二节 加滤量计算54第三节 加氯间和氯库54第六章 清水池计算56第一节 清水池有效容积56第二节 清水池的平面尺寸56第三节 管道系统56第四节 清水池布置56第七章 送水泵站58第一节 流量计算58第二节 扬程计算58第三节 选泵58第四节 二级泵房的布置59第五节 起重设备选择59第六节 泵房高度计算60第七节 管道计算60第八章 给水处理厂的总体布置61第一节 平面布置61第九章 泥路计算64第一节 泥、水平衡计污泥处理系统设计规模64第二节 排泥水处理构筑物设计计算67结束语73致 谢74参考文献75 第一部分 说明书第一章 净水厂厂址选择净水厂一般应设在工程地质条件较好、地下水位底、 承载力较大、湿陷性等不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。水厂还应考虑防洪措施，同时尽量把水厂设在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。设计中水源选择一般要考虑以下原则：1 所选水源水质良好，水量充沛，便于卫生防护；2 所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便；3 所选水源具有施工条件。张家川水源共有三处1 北川河水源丰富，常年有水，冬季较清、夏季水呈淡黄色，含沙量较高；2 南川河水量小，枯水期不能保证；3 地下水埋藏较深，并且为苦咸水，不易做给水水源。由于北川河水质较好，水量较充沛，并且水源较易取用，所以选择北川河上游作为取水水源。根据水文资料：北川河水面标高：最高水位1698.0米，最低水位1694.0米，水位变化在4米左右，变化不大；北川河河床、河岸较稳定 河岸较陡，有足够水深。设计选择岸边式取水构筑物，并且集水间和取水泵房合建。第二章 处理流程选择及说明设计开始时初步拟定了两个处理流程的方案：方案：水源 泵站 机械搅拌澄清池 普通快滤池 加滤消毒 清水池 吸水井 二泵站 用户混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。方案：水源 泵站 水力循环澄清池 虹吸滤池 加滤消毒 清水池 吸水井 二泵站 用户混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。两个方案的区别在于澄清池和滤池的选择有所差异，其它方面基本相同。本人将现在常出现的澄清池和滤池列表进行比较，进行选择。见表2.1澄清池选择和表2.2滤池选择表2.1 澄清池选择类型性能特点使用条件机械搅拌澄清池优点：1.处理效率高，单位面积产水量大；2.适应性较强，处理效果稳定；3.采用机械刮泥设备后，对高浊度水处理也具有一定适应性。缺点：1.需要一套机械搅拌设备；2.加工和安装要求精度高；3.维修较麻烦。1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达500010000mg/L；2.一般为圆形池体；3.适用大、中型水厂。水力循环澄清池优点：1.无机械搅拌设备；2.构造简单。缺点：1.投药量较大，需要较大的水头；2.对水质水温变化适应性较差 。1.进水悬浮物含量一般小于2000mg/L，短时间内允许达5000mg/L；2.一般为圆形池体；3.适用中、小型水厂。脉冲澄清池优点：1.虹吸式机械搅拌设备较为简单；2.混合充分，布水较均匀；3.池深较浅，便于布置。缺点：1.需要一套真空设备，较为复杂；2.虹吸式水头损失较大，周期难控制；3.操作管理要求较高。1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达500010000mg/L；2.可建成圆形、矩形或方形池体；3.适用大、中、小型水厂。悬浮澄清池优点：1.构造比较简单；2.能处理高浊度和水；3形式较多，可间歇运行。缺点：1.需设气水分离器；2.队水温、水量等因素较敏感；3.双层式时池深较大。1.进水悬浮物含量小于3000mg/L时，宜用单层式，在300010000mg/L时，宜用双层式；2. 可建成圆形或方形池子；3.一般流量变化每小时步大于10。表2.2 滤池选择名称性能特点适用条件进水浊度（mg/L）规模普通快滤池单层滤料优点：1.运行管理可靠；2.池深较浅；缺点：1.阀件较多；2.一般用大阻力冲洗，须设冲洗设备。一般不超过201.大、中、小型水厂均适用；2.单池面积不大于100m2。双层滤料优点：1.滤速较高；2.含污能力较大，工作周期长；3.无烟煤作滤料易取得；缺点：1.滤料粒径选择严格；2.冲洗时操作要求较高；3.煤砂之间易积泥。一般不超过20，个别时间不超过50 1.大、中、小型水厂均适用；2.单池面积不大于100m2。虹吸滤池优点：1.不需大型闸阀，可节省阀井；2.不需冲洗水泵；3.易于实现自动化；缺点：1.一般需设真空设备；2.池深较大。一般不超过201.大、中型水厂适用；2.一般采用小阻力排水，单池面积不大于25m2。无阀滤池重力式优点：1.一般不设闸阀；2.管理维护简单，能自动冲洗；缺点：1.清砂较为不便。一般不超过201. 适用于中、小型水厂；2.单池面积不大于25m2。压力式优点：1.可一次净化；2.可省去二级泵房；缺点：清砂较为不便。一般不超过1501. 适用于小型水厂；2.单池面积不大于5m2。压力滤池优点：1.滤池多为钢罐；2.移动方便，可用作临时供水；3.用作接触过滤时，可一次净化省去二级泵房；缺点：1.清砂不便；2.需耗用钢材。一般不超过201501. 适用于小型水厂；2.可与除盐、软化床串联使用。根据表2.1和表2.2对比，本人选用机械搅拌澄清池与普通快滤池作为工艺流程中的构筑物。从技术可靠性而言，由于原水浊度在351200NTU，是含沙量比较小的水源，设计采用机械搅拌澄清池或水力循环澄清池进行处理，完全可以达到排放标准，但是设计水量达到27500 m3/d，若采用水力循环澄清池，根据计算就会有46座池子，占用大量的空间，还会造成施工时间和费用的提升，是得不偿失的；采用机械搅拌澄清池，经计算，只有2座池子，可以大量的降低成本和土地占用率，也使得施工工期大大缩短，所以设计采用机械搅拌澄清池。同样设计采用普通快滤池或虹吸滤池都可以达到良好过滤的效果。但是，虹吸滤池的池深较大，会造成取水泵站水泵的扬程提高，使得取水泵站的造价提高；虹吸滤池需要真空设备，易出现设备故障，且造价高于普通快滤池；普通快滤池由于运行可靠，有成熟的运行管理经验，且池深较浅，不会对取水泵站造成压力，其次普通快滤池工程造价较低，工期较短。所以采用普通快滤池。综上所述，设计采用方案为工艺流程最终选择。张家川回族自治县净水厂工艺流程见图2.1 图2.1 净水厂工艺流程图第一节 岸边式取水构筑物一、集水间集水间采用淹没式，集水间与泵房合建。合建式岸边取水构筑物，北川河河水经过进水孔进入进水间的进水室，再经过格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂的机械搅拌澄清池。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中的细小漂浮物。格栅采用给排水标准图集S321-1,型号6。格栅尺寸为BH=1100mm1100mm,栅条间孔数为15孔，栅条根数为16根，有效面积为0.84m2。格网采用给排水标准图集S321-5，C10型，格网尺寸为BH=2130mm1130mm,有效面积为1.39 m2。设计采用4个单独的集水间，在分格墙上设置连通管和阀门。二、取水泵房(一) 选泵根据设计流量和设计扬程选择水泵的型号和数量；选用4台300s-12型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=14.5m的水泵；吸水管的流速为1.05m/s，管径为DN400mm，L=2.8m。吸水管选用铸铁管；出水管流速为3.89m/s，管径DN350mm，L=2.5m。，出水管选用钢管；四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。 (二) 泵房布置水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。因所选的泵的是300s-12型水泵是侧向进水和侧向出水的水泵，所以采用横向排列。要适当增加泵房的长度，但跨度小，进出水管顺直，水利条件好，可减少水头损失，省电。 1 水泵凸出部分到墙的净距A1=2.0m； 2 出水侧水泵基础与墙的净距B1=2.04m（包括一个止回阀和一个闸阀的长度）； 3 进水侧水泵基础与墙的净距D1=3.2m（包括一个闸阀的长度）； 4 电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并保持一定的距离C1=2.4m； 5 水泵基础之间的净距E1=2.0m；水泵房的尺寸为(按长方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=17.5mB= D1+ B1+ B5=6m(三) 起重设备的选型与布置因最大设备的重量为709kg，所以选用起重在0.5-2.0吨之间的电动单轨吊车梁。单轨吊车梁配置电动葫芦；即可垂直起举设备，也能水平运移；其运动轨迹取决于吊车梁的布置；采用U形布置形式。根据起重量、跨度，起升高度选用DX型电动单梁悬挂起重机。跨度1.25-16m，起升高度12m，大车电机运行速度20m/s，型号2DY12-4配套电动葫芦型号CD1；精确的跨度15.5m，长17.5m，最大轮压0.98吨总重1.69吨，CD1 1-12D电动葫芦。主要尺寸长954-974m，重量1.98吨。(四) 泵房高度 水泵采用自灌引水方式，其泵心低于吸水井的最低水位；泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重时，高度 。第二节 药剂投配设备一、药剂选择根据原水的水质水温和PH值的情况，选用混凝剂为三氯化铁，投加浓度为10，最大投加量为33（mg/L）。 优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=59）。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。 二、药剂配制药剂通过溶解池进行溶解，溶解池采用压缩空气进行药剂溶解搅拌；溶解池采用矩形建造，有效尺寸BLH=2.0m1.2m0.65m，超高0.2m；放水管管径d0=25mm，相应流速v0=3.06m/s；溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根；空气压缩机设在加药间内，选用SSR100型罗茨鼓风机两台，1用1备。三、药剂投加及药剂混合溶解的药液在溶液池中静置储藏，而后通过计量泵投加到机械搅拌澄清池。混凝剂的投加分干投与湿投法两种。设计采用采用计量泵湿式投加。计量泵采用三台J-ZM250/4.0型隔膜计量泵。药剂混合采用静态混合器混合，混合器采用JT-500型静态混合器混合。第三节 机械搅拌澄清池澄清即净化，指靠重力作用的泥水分离过程，亦即沉淀范畴的处理工序。设计采用机械搅拌澄清池。其池体主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分离室三部分组成。机械搅拌澄清池工艺流程如下：加过混凝剂的原水由进水管，通过环形配水三角槽下面的缝隙流进第一絮凝室，与数倍于原水的回流活性泥渣在叶片的搅动下，进行充分地混合和初步絮凝。然后经叶轮提升至第二絮凝室继续絮凝，结成良好的矾花。再经导流室进入分离室，由于过水断面突然扩大，流速急速扩大，泥渣依靠重力下沉与清水分离。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循环流动形成回流泥渣，另一小部分泥渣进入泥渣浓缩室排出。一、设计参数池数设计取两座；第二絮凝室提升水量为原水进水水量的4倍；水在池中的总停留时间为1.25h；第二絮凝室中停留时间为50s，导流室中的停留时间为3min；第二絮凝室、第一絮凝室、分离室的容积比1：1.99：6.66；为使进水分配均匀，采用配水三角槽分配进水；配水三角槽上设排气管，以排出槽中积水；池下部圆台坡度为45，池底采用球壳式结构，取球冠高1m；集水方式采用淹没口环形集水槽，孔径25mm；池子设泥渣浓缩斗3个，浓缩室总容积约为池子容积的1，设100mm排泥管；在进水管、第一第二絮凝室、分离室、泥渣浓缩室、出水槽等处设取样管；设计池子尺寸：采用2个池子，每个池子直径14.8m，面积为171.95m2，澄清池总高度为6.60m；机械搅拌的叶轮直径，一般按第二絮凝室内径的70%设计，其提升水头约为0.10m；搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的8%，叶片高度为第一絮凝室高度的1/3，叶片对称装设，安装10片。第四节 普通快滤池过滤就是悬浮液流经过多孔介质或滤网进行固液分离的过程，大多数过滤工艺采用粒料层过滤。最常用的粒料为石英砂，它的主要目的是去除浊度。设计中采用普通快滤池。一、设计参数强制滤速是指一个或两个滤池检修时，其他滤池在超过正常负荷下的滤速，在滤池面积和个数决定后，应以强制滤速进行校核；如果强制滤速过高，设计滤速应适当降低或滤池个数适当增加。滤池个数多，冲洗效果好，运转灵活，强制滤速较低，但单位面积滤池造价增加。(一) 滤池尺寸滤池个数选择见表2.1表2.1 滤池面积与个数关系滤池面积滤池数当滤池总面积小于30m2一般采用2个滤池当滤池总面积为30m2-100m2一般采用3-4个当滤池总面积为150m2一般采用5-6个滤池当滤池总面积为200m2一般采用6-8个当滤池总面积为300m2以上一般采用10个以上滤池平面形状可为正方形或矩形。设计滤池两座，每座设四格，采取双排布置滤池单格面积24m2，长宽比1.28：1，单池有效尺寸采用BL=4.3m5.5m，滤池高度为2.55米，包括超高0.3m滤池高度包括超高0.3m，滤层上水深1.10m，滤料层厚度0.7m、承托层厚度0.45m等。 (二) 大阻力配水系统干管始端流速1.5m/s，采用管径为400mm支管始端流速3.38m/s，采用管径50mm反冲洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264 ，扬程15.70m(三) 管廊设置管廊设置应力求紧凑，简捷，要留有设备管配件等安装、维修等的必要空间；要有良好的防水、排水、通风、照明设备；由于设计采用双行排列，管廊位于两排滤池中间。管廊中包括1 给水管 管径DN400mm, 管中流速为1.26m/s2 排水管 管径DN500m3 冲洗水管 管径DN300mm，管中流速为4.07m/s4 过滤水管 管径DN400mm，管中流速为1.26m/s滤池底部应设排空管，其入口处设隔栅，池底坡度约为0.005，坡向排空管；每个滤池上宜装设水头损失计或水位尺及取水样设备；各种密封渠道上应设人孔，以便检修；滤池壁与砂层接触处应拉毛成锯状，以免过滤水在该处形成“短路”而影响水质。第五节 消毒间设计选用液氯消毒。氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为-33.6，在0压力大于3.66大气压时转化为液体。0时每升液氯的重量为1468.4克，同样重量的液氯，其体积仅为气态氯的1/457。在10以下时，在氯的饱和溶液中会析出氯的水化结晶物，这种现象会造成加氯设备故障。氯所以能消毒，主要是它能破坏细菌中的酶系统。主要反应如下： 一、加氯量根据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求.投加量一般取决于滤化的目的，并随水中的氨氮比、PH值、水温和接触时间等变化。投量取2mg/L，管网末端含量0.05 mg/L，接触时间不少于32min。二、加氯设备大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因，国内水厂目前已少采用。设计采用加氯机投加。ZJ-2型转子加氯机，加氯机是由旋流分离器、弹簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平衡水箱及水射器等组成。加氯量2-10kg/h,加氯机的外型尺寸为：宽高=3300mm370mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。氯瓶：采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为：外径600mm,瓶高1800mm。采用4个氯瓶，使用周期为30天。三、加氯间的布置设置加氯间，加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向下游。加氯间尽量靠近投加点。加氯机设置两台，分别有两根加氯管通到加氯点，互作备用。加氯机按最大投氯量来选用，原则上以一台加氯机对接一只氯瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑1台备用。加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，加氯间平面尺寸为55m,氯库平面尺寸为12.5m10m。第六节 清水池一、清水池容量清水池容量由两部分组成，一是调节容量，一是储备容量，前者为调节用水负荷而必须储存的水量，后者为消防或其他特殊需要而储备的水量，这部分水量在一般请情况下是不动用的。清水池的总调节容量按水厂产水量20设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750 m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。二、清水池尺寸清水池的总调节容量按水厂产水量20设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750 m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。清水池设2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m 。每座清水池设计尺寸为 ：BLH=35m20m4.0m。 有效容积为 ：2750m3。清水池最高水位标高为0.00米。储备水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，发生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考虑。小城镇用水量不多，消防用水量所占的比例应增大。进水管选用DN450mm，水力计算 ；出水管选用DN450mm，水力计算 。第七节 送水泵站一、选泵 根据设计流量和设计扬程(出厂水压力0.35mpa)选择水泵的型号和数量。 选用4台250s-65型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=56m的水泵。 吸水管：流速为3.89m/s，管径DN350mm，用铸铁管L=4.0m; 出水管：流速为1.05m/s，管径DN400mm，用钢管L=0.9m; 四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。二、泵房布置泵房和吸水井合建，吸水井尺寸：BLH=5m32m5m，其中超高0.5m。水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。因所选的泵的是300s-12型水泵是侧向进水和侧向出水的水泵，所以采用横向排列。要适当增加泵房的长度，但跨度小，进出水管顺直，水利条件好，可减少水头损失，省电。 1 水泵凸出部分到墙的净距A1=3.0m； 2 出水侧水泵基础与墙的净距B1=4.24m（包括一个止回阀和一个闸阀的长度）； 3 进水侧水泵基础与墙的净距D1=3.0m（包括一个闸阀的长度）； 4 电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并保持一定的距离C1=3.0m； 5 水泵基础之间的净距E1=2.0m；水泵房的尺寸为(按长方形布置)L=A1+C1 +3E1+4L=21.6m，B= D1+ B1+ B5=8.0m。三、起重设备的选型与布置因最大设备的重量为709kg，所以选用起重在0.5-2.0吨之间的电动单轨吊车梁。单轨吊车梁配置电动葫芦。即可垂直起举设备，也能水平运移。其运动轨迹取决于吊车梁的布置。采用U形布置形式。根据起重量，跨度，起升高度选用DX型电动单梁悬挂起重机。跨度1.25-16m，起升高度12m，大车电机运行速度20m/s，型号2DY12-4配套电动葫芦型号CD1。精确的跨度15.5m，长17.5m，最大轮压0.98吨总重1.69吨，CD1 1-12D电动葫芦。D=7.4m主要尺寸长954-974m重量1.98吨。四、泵房高度 泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重时，高度 第三章 水厂的平面布置第一节 水厂的平面布置要求1 布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位；2 充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；3 各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施；4 建筑物布置应注意朝向和风向；5 有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全；6 对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。水厂平面布置的内容包括：各构筑物的平面定位，各种管道（处理工艺用的原水管、加药管、加氯管、排泥管；水厂自用水管、产区排水管、雨水管等），阀门及配件布置，厂区道路、围墙、绿化等。第二节 基本设计标准主要车行道的宽度，单车道为5m，并应有回车道；人行道的宽度为1.5-2.0m；车行道转弯半径为5m；城镇水厂或设在工厂区外的工业企业自备水厂周围，应设置围墙，其高度采用2.0m。第三节 水厂管线1 给水管线 原水管线，采用钢管，设1根；生产管线，管线埋地1m以下；清水管线，两座清水池之间有联络管线，池底相同；超越管线，超越滤池。2 排水管线排除厂内地面雨水；排除厂内生产废水；排除办公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。3 电缆沟集中式电缆沟方式，上做盖板，深度为1.0米，宽度为0.8米，沟底有底坡，以利积水排出。4 加药管线浅沟敷设，上做盖板，管材为塑料管，以防止腐蚀。5 泥水管线管线埋地1m以下。本工程在原有水厂基础上进行扩建，整个厂区在总平面布局上做到功能区分明确，分为生活区、生产区、污泥处理区。厂区交通流线清楚流畅，主干道贯穿东西。新建构筑物包括取水泵房及配电，二级泵房及配电，变电间，清水池，机械搅拌澄清池，清水池，普通快滤池，加氯间，机修车间管配件堆放场，综合楼，化验室，传达室等。各单体构筑物在建筑风格上做到清新明快，既保持原有水厂的园林风味，又体现了现代水厂的流畅简洁的气派。水厂的工艺流程采用直线型布置，管线力求简短，厂区内水配以草地、树木等绿化。水厂总占地面积48.5公顷，因地制宜并考虑到远期发展。总平面图中，绿化面积约占20，附属面积约占总面积的25。第四节 水厂的高程布置厂的工艺流程布置，使水厂布置的基本内容，由于厂址地形和进出水管方向等的不同，流程布置可以有各种方案，但必须考虑以下布置原则：1流程力求简短，避免迂回重复，是净水过程中的水头损失最小。构筑物尽量靠近，便于操作管理和联系活动。水流方向要顺，并考虑施工、检修的方便，避免过多的立体交叉。2尽量适应地形，因地制宜地考虑流程，力求减少土方石量。地形自然坡度较大时，应尽量顺等高线布置，在不得已的情况下，才做台阶式布置。充分利用地形，力求实现各处理构筑物间的重力流衔接（尽量避免中途加压）以及各构筑物的重力排泥或放空。3注意构筑物朝向：经水厂一般无朝向要求，但如滤池的操作廊、二级泵房、加药间、检修间、办公楼则有朝向的要求，尤其是散发大量热量的二级泵房对朝向和通风的要求，更应注意，布置时应符合当地最佳方位。加药间、加氯间、药剂仓库等，尽可能设在水厂主导风向的下风方向，泵房及其他建筑物，尽量布置成南北方向。设计中采用直线型。直线型最常见的布置方式，从进水到出水整个流程呈直线，这种布置方式，生产联系管线段，管理方便，有利于日后水厂发展在处理工艺流程中，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。水头损失应通过取值估算确定，并留有空地。生活辅助建筑物面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助建筑物面积根据水厂规模、工艺流程和当地的具体情况而定。各构筑物高程见表3.1表3.1 构筑物高程构筑物名称顶标高(m)水面标高（m）底标高(m)一级泵站1706.001693.80机械搅拌澄清池1703.301703.001696.70普通快滤池1702.401702.101700.00清水池1700.501700.001696.00吸水井1700.001699.501695.00二级泵站1703.001697.00净水厂构筑物见表3.2表3.2 净水厂构筑物 第四章 排泥水处理第一节 处理对象净水厂污泥处理对象主要是滤池的冲洗废水和机械搅拌澄清池的排泥水。其成分一般为原水中的悬浮物质和部分溶解物质以及在净水过程中投加的各种药剂。第二节 处理工序排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、脱水以及泥饼处置等工序。调节：为了使排泥水处理构筑物均衡运行以及水质的相对稳定，一般在浓缩前需设置调节池。净水厂滤池的冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，其量和质都不稳定，设置调节池可使后续设施负荷均匀，有利于浓缩池的正常运行。通常把接纳滤池冲洗废水的调节池称为排水池，接纳沉淀池排泥水的称为排泥池。浓缩：净水厂排泥的含固率一般很低，仅在0.05%-0.5%左右,因此需进行浓缩处理.浓缩的目的是提高污泥浓度,缩小污泥体积,以减少后续处理设备的能力,如缩小脱水机的处理规模等。当采用泥水自然干化时间，节约用地面积。当采用机械脱水时，供给的污泥浓度有一定要求，也需要对排泥水进行浓缩处理。 含水率高的排泥水浓缩较为困难，为了提高泥水的浓缩性，投加絮凝剂、酸或设置二级浓缩。平衡：当原水浊度及处理水量变化时，净水厂排泥量和含固率也会作相应调整。为了均衡脱水机的运行要求，宜在浓缩池后设置一定容量的平衡池。设置平衡池还可以满足原水浊度大于设计值时起到缓冲和贮存浓缩污泥的作用。脱水：浓缩后的浓缩污泥需经脱水处理，以进一步降低含水率，减小体积，便于搬运和最后处理。当采用机械方法进行污泥脱水处理时，还需投加石灰或高分子絮凝剂。泥饼及分离液处置：脱水后的泥饼可以外运作为低洼地的填埋土、垃圾场的覆盖土或作为建筑材料的原料或掺加料等。泥饼的成分应满足相应的环境质量标准。排泥水在浓缩过程中将产生上清液，在脱水过程中将产生分离液。当上清液水质符合排放水域的排放标准时，可直接排放；当水质满足要求时也可考虑回液，本设计将排放水回用。第二部分 计算书第一章 岸边式取水构筑物第一节 设计主要资料一、取水量Q=41250m3/d=0.477 m3/s(按远期考虑)二、河流水位设计取北川河为取水水源北川河河流水水位、流速、流量资料见表1.1表1.1 北川河河流水水位、流速、流量资料 水位水面标高（m）流 速（m/s）流 量（m3/s）设计频率保证率 最高水位1698.04.53501% 最低水位1694.00.91297% 常水位1695.52.867河流水经岸边式取水构筑物装有格栅的进水口进水，集水间与泵房合建。第二节 集水间计算 一、格栅进水口 进水口装有粗格栅，进水口流速采用 栅条采用扁钢，厚度10mm，栅条净距采用50mm 粗格栅阻塞系数采用 栅条引起的面积减少系数 进水口面积 设置进水口四个，每个进水口尺寸BH=1000mm1000mm格栅采用给排水标准图集S321-1,型号6。格栅尺寸为BH=1100mm1100mm,栅条间孔数为15孔，栅条根数为16根，有效面积为0.84m2。二、格网进水口 格网设在进水间内，用以拦截水中细小的漂浮物。用平板格网，过网流速采用v1=0.3m/s;网眼尺寸采用55mm;网丝直径d=2mm。格网面积减少系数格网阻塞系数采用k2=0.5,水流收缩系数采用=0.8。进水口面积 设置进水口四个，每个进水口尺寸BH=2000mm1000mm格网采用给排水标准图集S321-5，C10型，格网尺寸为BH=2130mm1130mm,有效面积为1.39 m2。三、集水间平面尺寸集水间分为四个独立分格，在分格墙上设置连通管和阀门，根据进水间内阀门和平板格网的尺寸，水泵吸水管的直径和布置，检修清洗和使水流均匀平稳等要求，决定进水室和吸水室的宽度各为1.5m，集水间长宽的净尺寸为14.933m。(其中隔墙0.3m)第三节 泵站计算一、取水水泵选配及一级泵站工艺布置（一） 扬程计算 式中 最低水面到净水厂处理构筑物的高度； 富余水头损失； 吸水管水头损失； 输水管水头损失。（二） 选泵根据扬程和设计水量确定水泵，选用300s12型水泵4台。（三用一备，其中一台为期增加） 水泵详细见表1.2和表1.3表1.2 水泵性能型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)轴功率(kw/h)电动机效率汽蚀余量型号功率(kw/h)300s1261214.5145030.2Y225S-437805.5表1.3 水泵安装尺寸(带底座)型号电动机尺寸（mm）底座尺寸（mm）L4hHL1L2L3bb1300s128205302251520280990730730E(mm)H2(mm)L(mm)出口锥管法兰尺寸(mm)DN3D03D3n3-d3300635178930039543512-22 配套：底阀1个，止回阀1个，吐出锥管1个，钩扳手1个； 水泵经校核符合流量和扬程的要求； 其他各尺寸都和前面所选泵相同给泵留相应的空间。（三） 水泵机组的布置水泵机组的布置是泵房布置的重要内容,他决定泵房建筑面积的大小.机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。一级泵房有3台水泵及1台远期预留泵的空间,4台泵的尺寸为L=1789mm,B =730mm因300s12型泵是侧向进水和侧向出水的水泵,所以采用横向排列.横向排列可能要增加加泵房的长度,但跨度小,进出水管顺直,水力条件好,可减少水头损失,省电费。水泵凸出部分到墙壁的净距： 实际需大于2m，实际取2.0m出水侧水泵基础与墙壁的净距选用一个止回阀 选用一个闸阀 但 是水泵出水侧管理操作的要道，实际 =2.04m进水侧水泵基础与墙壁的净距此处安装一个闸阀,同出水管L=0.51m,但 不得小于1m，实际 =3.2m 电动机凸出部分与配电设备的净距,应保证电动机转子检修时能拆卸,并保持一定的距离 实际水泵基础之间的净距 （五） 水泵房的尺寸 选用长方形的泵房起重设备的选型和布置： 因泵房重最重物体的重量为800kg，且在0.5t2.0t之间。所以采用电动单轨吊车梁，采用u形布置方式。选用DX型电动单梁悬挂起重机： （六） 泵房高度计算采用自灌式引水方式，所以其泵轴心低于吸水井的最低水位。泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊车起重设备时，其高度 （七） 管道计算吸水管:流速为1.05m/s,管径DN400mm,用铸铁管,L=2.8m;出水管:流速为3.89m/s,管径DN350mm,用钢管,L=2.5m;四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。第二章 混凝设施第一节 药剂配制投加设备一、溶液池和溶解池计算（一） 设计参数 水厂日产水量Q=25000m3/d，水厂自用水系数10%； 设计水量Q=27500m3/d=0.318m3/s； 混凝剂采用三氯化铁 净水处理混凝剂投加量参考资料见表2.1 表2.1 净水处理混凝剂投加量参考资料1002505001000硫酸铝20263341三氯化铁12162027碱式氯化铁591319根据表3-1中三氯化铁的投加量参考数据，绘制三氯化铁的投加量和所处理水的浑浊度关系曲线。图2.1 三氯化铁的投加量和浑浊度关系曲线 根据图2.1可知，最大投加量u=33mg/L；药溶液的浓度b=10%；混凝剂每日投配次数n=3。（二）设计计算 1 溶液池溶液池容积W1= = 设计取溶液池容积为3.0 溶液池设置两个，交替使用。形状采用矩形，其有效尺寸为BLH=2.5m2.0m0.8m，其中包括超高0.2m。 2 溶解池溶解池容积占溶液池的30溶解池容积W2=0.3 W1=0.33.0= 0.93 设计取溶解池容积为0.9 溶解池设置两个，交替使用。形状采用矩形，其有效尺寸为BLH=2.0m1.2m0.65m，其中包括超高0.2m。溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量q0 查水力计算表 放水管管径d0=25mm，相应流速v0=3.06m/s；溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。3 投药管 投药管流量： q= = 查水力计算表 设计取管径d0=20mm，相应流速v0=0.23m/s。（三） 压缩空气搅拌1 设计参数空气供给强度：溶解池9L/s，溶液池4 L/s空气管流速：12 m/s孔眼流速：25 m/s孔眼直径：4mm支管间距：450mm药池平面尺寸：溶解池3.15，溶液池7.2空气管长度为20m，其上共有90弯头7个2 设计计算需用空气量 式中 n药池个数，溶解池设置两个； F池面积，； q空气供给强度，L/s。溶解池药池平面面积 需用空气 其中 溶液池药池平面面积 需用空气量 其中 总需用空气量 选配机组选用SSR100型罗茨鼓风机两台，一用一备，风量5.44 m3/min，风压为19.6kpa，所需轴功率3.10kw，所配电动机功率4.0kw。空气管流速 式中Q供给空气量，m3/min；P鼓风机压力，Mpa；d空气管管径，m,此处选用d=100mm； 空气管的压力损失h沿程压力损失 局部压力损失 式中L空气管长度，m；G管内空气质量流量， ； 空气密度，kg/m3； 供给空气量， m3/min； 阻力系数；d空气管直径，mm；局部损失阻力系数；v空气流速，m/s；当温度为0，压力为9.8104+1.96104=1.176105时，查表2.3知空气密度=1.51，则 据此查表2.3得=1.16 5个90弯头的局部阻力系数。 故得空气管中总的压力损失为 空气分配管的孔眼数孔眼直径采用d0=4mm;单孔面积;孔眼流速采用v0=20m/s;所需孔眼总数 用压缩空气调制药液的溶解池见图2.2 图2.2 压缩空气调制药液的溶解池（单位mm）表2.2 空气密度（干空气密度以kg/m3计） 压力（kpa） 温度-30 -20-100+10+20+30+409.80651041.4061.3501.2991.2511.2071.1661.1281.0581.96131052.8122.7012.5892.5832.4142.3322.5552.1153.92261055.6245.4025.1965.0064.8294.6044.5104.2325.88391058.4368.1027.7947.5097.2446.9966.7656.3467.845210511.2510.8010.3910.019.6589.3289.0208.4649.806510514.0613.5012.9912.5112.0711.6611.2810.58 表2.3 根据G值确定的阻力系数 G（kg/h）G（kg/h）102.034001.18151.926501.10251.7810001.03401.6815000.97651.5420000.901001.4540000.841501.3665000.782501.26（四）投药泵 设计采用计量泵投加 根据投药管流量 进行选泵。 选用三台J-ZM250/4.0型隔膜计量泵，一台备用。性能见表2.4表2.4 隔膜计量泵性能型号流量L/h排出压力Mpa泵速次/min电动机功率kw净出口直径mm重量kgJ-ZM250/4.02502.0-4.01261.520240 加药间布置见图2.3和图2.4 图2.3 加药间布置图（单位m） 图2.4 加药间流程图（五）混合设施1 混合方式 设计采用静态混合器混合。 静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式 式中H水头损失（m） Q处理水量（ ） D管道直径（m） N混合单元（个） 设计中取d=0.5m,处理水量Q=318m3/s，经计算，当h=0.5时，n=2个单元。选DN500内装2个混合单元的静态混合器，加药点设于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。选择管式静态混合器规格JT-500型。 管式静态混合器尺寸见表2.5表2.5 混合器尺寸公称直径mm管外径mm法兰盘外径mm长度mm重量kg5005186701950103 图2.5 管式静态混合器第三章 机械搅拌澄清池计算 其特点是利用机械搅拌澄清池的提