水厂水质水量与工艺流程设计书.docx

水厂水质水量与工艺流程设计书1 设计水质水量与工艺流程的确定1.1 设计总用水量最高日供水量为设计总用水量采用一用一备的设计，两套设计系统一样则一套系统的流量为1.2 净水流程根据水质资料分析，本设计采用常规处理流程原水 混合 絮凝 过滤 消毒 二泵站 城市管网1.3 混合设备设计计算1.3.1 混合采用管式静态混合器混合（1）管式混合器的流速不宜小于1m/s，投药后的水头损失不小于0.30.4m静态混合器设在絮凝池进水管中 取D=500mm，此时v=1.44m/s1m/s，满足条件（2）水头损失计算公式：采用2个管式静态混合器，即混合单元为2，则总时间T=5s1.3.3 验算G公式满足规范规定7001000的要求2.絮凝设计2.1 面积及尺寸计算设计水量为：Q=24315.5=0.2822.2 单组絮凝池有效容积V=QT式中V单组絮凝池有效容积（）Q单组设计处理水量（）T絮凝时间，一般采用10-15min。设计中取T=12min。2.3 每组池子面积f 水深H=4.2m2.4 每组池子的净宽2.5 每组池子的净长2.6絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程为三段：第一段： 第二段： 第三段：将絮凝池分成5格，第一第二格为絮凝第一段，采用单通道异峰折板，每格净宽0.85m。第三第四格为絮凝第二段，采用单通道同峰折板，每格净宽0.85m。第五为絮凝第三段，采用直板，每格净宽1.5m.絮凝池超高0.3m。2.7 各格折板的间距及实际流速第一二格：第三四格：，取。第五六格：，取。2.8 水头损失h第一二格为单通道异峰折板式中总水头损失（m） 转弯或孔洞的水头损失（m） n缩放组合的个数 渐放段水头损失（m） 渐放段阻力系数 渐缩段水头损失（m） 渐缩段阻力系数 相对峰的断面积（） 相对谷的断面积（） 峰速（） 谷速（） 转弯或孔洞处流速（） 转弯或孔洞的阻力系数。计算数据如下：第一格通道数为4，单通道的缩放组合的个数为3个，n=43=12个，上转变，下转变或孔洞，上转弯2次，下转弯2次，取转弯高0.6m渐放段水头损失渐缩段水头损失转弯或孔洞的水头损失第二格同第一格。第三格为单通道同峰折板。式中每一转弯的阻力系数n转弯的个数v板间流速（）同上计算数据如下：第三格通道数为4，单通道转弯数为7，n=47=28折角为90，第四格的计算同第三格。第五格为单通道直板。式中转弯的阻力系数n转弯的个数v平均流速（）计算数据如下：第五格通道数7，两块直板180，转弯次数n=6，进口出口孔洞2个180转弯，进出口孔2.9 絮凝池各段的停留时间第一，第二格水流停留时间为：第三，第四格水流停留时间为：第五，第六格水流停留时间为：2.10 絮凝池各段的G值水温T=20，=0.001pa.s第一段：第二段：第三段：絮凝的总水头损失，絮凝时间t=4.14+4.14+3.7=11.98min=719s。3斜管沉淀池斜管沉淀池与絮凝池合建设计流量为Q=0.282m3/s，表面负荷q=9m3/ m2h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角=60，斜管沉淀池计算草图见图4-2.图4-23.1 平面尺寸计算(1)沉淀池清水区面积式中 q表面负荷（），一般采用9.0-11.0，本设计取9 (2) 沉淀池的长度及宽度则沉淀尺寸为11.210=112 m2 ，进水区布置在一个11.2m的一侧。在10m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03)式中： k1斜管结构系数，取1.03集水槽沿长度方向布置取集水支槽中心间距1.4m，支槽数n=11.2/1.4=8根(3)沉淀池总高度式中 h1保护高度（m），即水面超高，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，所以本设计取1.2m； h3斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角，则； h4配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，取h5排泥槽高度（m），即积泥区高度，mm本设计取1.07m。采用三角集泥槽穿孔板排泥，在11.2m长度方向布置5条集泥槽3.2 校核计算 v=0.0101管内流速符合设计要求沉淀时间基本符合3.3 集水槽计算设矩形池槽间距为1.4m,集水槽条数为8按每条槽设计流量确定槽的宽度：为施工方便，槽底为平波：槽内水深h=1.25b=0.328m3.4 出水量计算三角堰出流：一个三角堰口流量三角堰口夹角，堰口高0.1m，口宽0.2m。3.5 出水总渠计算总渠内水位低于支槽终点水位0.1m。集水总渠深：B渠宽取值0.50.7 这里取0.6m4. 滤池设计4.1 设计流量选择普通快滤池，采用两个系统合用一个管廊的方式，即不分组。则 4.2 滤池总面积（1）每天实际时间为：，不考虑初排滤水时间，则（2）滤池的总面积：选择单层滤料石英砂滤池，则4.3 单池面积设计（1）单个滤池面积为：N取8个，布置成对称双行排列，如下图取L为5.5m，B为5.0m，滤池的实际面积为实际滤速:满足810m/s的要求。（2）校核强制滤速为一格换砂同时一格反冲洗时，其余继续过滤。则强制滤速：满足1014m/s的要求。4.4 配水系统计算（1）反冲洗强度设计K取1.2则：满足1215要求（2）反冲洗水量：（3）干管始端流速：设计D取0.6m则满足11.5m/s要求。（4）配水支管根数：一般在0.250.30m，取0.30m则根（5）单根支管流入流量（6）支管入口流速,则满足1.52.0m/s（7）单根支管长度设计中取B=5m，D=0.60m；l为支管末端与池壁间距取0.1m，两端共0.2m配水系统图如下4.5 滤池高度计算式中滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m；承托层高度（m）；由承托层草图，300-100=200200-80=120在60处开孔可知取为0.64m；滤料层厚度（m）；单层石英砂滤料一般取0.7m；滤层上水深（m)；一般采取1.52.0m；超高（m）；一般采用0.3m；式中， 4.6 配水系统校核（1）配水支管的横截面积校核对大阻力配水系统，要求其支管长度与直径之比不大于60，满足要求对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5且配水支管的横截面积：，则，满足要求（2）配水均匀性校核则 符合配水均匀性达到95%以上的要求4.7 洗沙排水槽（1）排水槽排水槽水量每个滤池设2条冲洗排水槽，槽长L= 5.5m，中心距每槽排水流量： 则洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图冲洗排水槽断面，按公式求断面模数：式中：冲洗单排水槽出口流量。则槽顶距砂面高度式中：冲洗时滤层膨胀度； 滤料层厚度。滤层膨胀率e取40%，滤层厚度H2取0.7m，冲洗排水槽底厚度采用，保护高c=0.07m，则校核排水槽种面积与滤池面积之比=满足要求。单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下：4.8 滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水箱供水反冲洗。（1）单个滤池的反冲洗用水总量：反冲洗历时，查下表取t=6min=360s（2）水箱反冲洗反冲洗水箱的容积： 承托层的水头损失：滤层的水头损失：滤料的密度，石英砂密度一般采用2650水的密度1000 滤料未膨胀前的厚度0.7m冲洗水箱高度：式中：冲洗水箱的箱底距离冲洗排水槽顶的高度（m）； 水箱与滤池之间的冲洗管道的沿程和局部损失之和1m；配水系统水头损失3m；承托层水头损失0.11m；冲洗时滤层的水头损失0.68m； 安全水头1.6m，一般采用12m。4.9 进出水系统（1）进水总渠滤池的总进水量为设计进水总渠宽为B=0.9m，水深0.6m，渠中流速1.04m/s单个滤池进水管设计中取进水管为DN300，管中流速为0.99m/s（2）反冲洗进水渠冲洗水总流量设计冲洗水总渠宽为B=1.2m，水深1.0m，渠中流速2.38m/s冲洗水流量qg=357.5,采用管径=450mm，管中流速2.25m/s（3）清水管滤池的总进水量为设计清水总渠宽为B=0.8m，水深0.6m，渠中流速1.18m/s单个滤池进水管Q2=0.56/8=0.07m3/s设计中取进水管为DN250，管中流速为1.43m/s（4）排水渠设计排水总渠流量，宽为B=0.7m，水深0.6m，渠中流速1.28m/s排水流量，排水管管径DN600，管中流速1.27m/s。消毒处理加氯量计算式中q每天的投氯量（g/d） Q设计水量（） b加氯量（），一般采用0.51.0设计中取Q=48631，b=1.05. 加氯设备的选择 5.1 自动加氯机的选择选用ZJ-II型转子真空加氯机2台，一用一备，每台加氯机加氯量为0.59Kg/h。加氯机的外形尺寸为：。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。5.2 氯瓶采用容量为500Kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组4个，一组使用，一组备用，每组使用周期约为36d。 5.1 加氯间及氯库加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库才用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人同行的小门。加氯间平面尺寸为：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长7m。宽9.0m。加氯间与氯库的平面布置如图6. 清水池1. 清水池的容积，根据管网设计的清水池容积为16196清水池分为两个，单个清水池容积为清水池的有效水深为3.8m，清水池的面积为设计尺寸为长53m，宽为40米7. 水厂布置7.1 净水厂布置原则（1）流程力求最短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近，即沉淀池应尽量紧靠滤池，二级泵站尽量靠近清水池，但各构筑物之间应留出必要的施工和检修间距。（2）考虑近远期协调。在流程布置时既要有近期的完整性，又要求有分期的协调性，布置时应避免近期占地过早过大。本设计水厂常规处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为管式静态混合器、机械絮凝池、斜管沉淀池、V型滤池、清水池。从进水到出水整个流程呈直线，这种布置具有生产管线短、管理方便、有利于日后逐组扩建等优点。7.2 平面布置设计当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置。本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来进行水厂的总平面设计。平面布置具体如下：首先，将综合楼、化验室、车库、配电间、泥木工间、仓库、传达室等建筑物组合为一区，称为办公区。办公区设置在进门附近，便于外来人员的联系，使生产系统少受外来干扰。其次，食堂、锅炉房浴室、宿舍等划分为生活区。最后，将常规处理构筑物与清水池、水厂加药加氯间规划为生产区。这样便于管理。远期预留地作为绿化用地。 水厂平面布置示意详见净水厂平面及净水构筑物高程布置图。 7.3水厂管线设计厂区管线一般包括：给水管线、排水（泥）管线、超越管线、反冲洗管线、加药和厂内自用水管线等1. 给水管线给水管线包括原水管线、沉淀水管线、清水管线和超越管线。给水管道采用钢管，布置方式为埋地式。2. 厂内排水厂内生活污水与雨水采用分流制，雨水就近排入水体；污水排入城市下水道。生产废水（沉淀池排泥水及滤池反冲洗水）出路：沉淀池排泥水经排泥槽汇集排入排泥池进行泥处理，具体在排泥水处理处进行详述；滤池反冲洗水集中排入回收水池，上清液经回收泵送回原水配水井再次进行处理，底部沉泥由回收水池的放空管直接排入厂区下水道。3. 加药管线加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。加药管采用硬聚氯乙烯管；氯气管采用无缝钢管。4. 自用水管线厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水。厂内自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出。7.4 水头损失计算在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高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。水头损失应通过计算确定，并留有余地.（1）处理构筑物水头损失处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据设计手册第3册表15-13（P868）进行估算，估算结果如下表所示。净水构筑物水头损失估算值构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）泵 房0.12沉 淀 池0.30管式静态混合器040V型滤池2.30絮 凝 池0.50清 水 池书上没有絮凝池与沉淀池合建，其损失取0.1m。沉淀池至普通快滤池连接管线水头损失0.4m普通快滤池至清水池连接管线水头损失0.5m7.5 处理构筑物高程确定当各项水头损失确定以后，便可进行构筑物的高程布置。净水构筑的高程布置采用目前常用的高架式布置形式，因为高架式布置时，主要净水构筑物池底埋设地面下较浅，构筑物大部分高出地面，从而造价较低。水厂地面标高为0.00m，各净水构筑物水位