水厂设计计算书.doc

设计计算书第一节、水量计算该水厂设计产水量为 18500 m/d自用水系数 10% 水厂的井水量为 Q=18500（1+0.1）=20350 m/d=847.92=0.24 第2节 、混凝 1.混凝剂药剂的选用根据任务书，选取药剂为三氯化铁，三氯化铁的投加量选取为10/L，其特点为：三氯化铝的混凝效果受温度影响小，絮粒较密实，适用原水的pH值约在6.0-8.4之间。药剂投加方式干式与湿式的优缺点的比较： 投加方式一般有重力投加和压力投加，大多数情况下水厂采用压力投加，本设计采用水射器投加方式。如下图：混凝剂的湿式投加系统如下图：2、加药间的设计计算 设计要求：加药间尽量设置在投药点的附近；加药间和药剂仓库可根据具体情况设置机械搬运设备；加药管可以采用塑料管、不锈钢或橡皮管，溶药用的给水管选用镀锌钢管，排渣管采用塑料管；加药间要有室内冲洗设施，室内地面要有5的坡度坡向集水坑；加药间要通风良好，冬季有保温措施；加药间与仓库连在一起，仓库储量按最大投加期间的13个月的用量计算。3、溶液池容积 = =1.02m 取1.5 m 式中：混凝剂（三氯化铁）的最大投加量（mg/L），本设计取10mg/L； 溶液浓度，一般取5%-20%，本设计取10%； 处理水量，本设计为847.92 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座，一备一用，保证连续投药。单池尺寸为LBH=1.51.01.6，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m，置于室内地面上。溶液池实际有效容积：= LBH=1.51.01.0=1.5m，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。 4、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：LBH=1.00.51.5，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。则溶解池实际有效容积：= LBH=1.00.51.0=0.5 m ，满足要求。 溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量：q=0.75 L/S, 查水力计算表得放水管管径50mm，相应流速v=0.38m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d50mm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。5、投药管 投药管流量：q=0.04L/S 查水力计算表得投药管管径d10mm，相应流速为0.5m/s。6、 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。7、计量投加设备 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:q=0.125m/h 式中：溶液池容积（m3）耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.8、药库的设计参数 混凝剂三氯化铁所占体积： T=Q15=2035015=3052.5=3.1t 式中：T药剂按最大投药量的15d用量储存 a三氯化铁（mg/l），本设计取10mg/l Q处理水量（m/d）。 三氯化铁的相对密度为1.19，则算占体积V= 药品放置高度按1.0m计，则所需面积为2.61m 考虑到药品的运输、搬运和磅秤算占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的30计，则药库所需面积：，则药库平面尺寸取LBH=2.5m2.0m3m 。9、静态混合器的设计计算 本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。设计总进水量为Q=20350m3/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。静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失的计算公式:h=0.1184n 式中：h水头损失（m）； Q处理水量（m/d）; d管道直径（m）； n混合单元（个）。 设计中取d=0.6m，Q=0.3 m/S,当h=0.4，n=3时，h=0.3m0.5m。所以选DN600内设3个混合单元的静态混合器。 图:管式静态混合器第三节、水力循环澄清池的设计澄清池是将絮凝和沉淀综合于一个构筑物中，主要依靠活性泥渣层达到澄清的目的。本设计采用水力循环澄清池，主要由喷嘴、混合室、喉管、第一絮凝室、第二絮凝室分离室、进水集水系统与排泥系统组成。1、水力循环澄清池设计参数 水力循环澄清池一般为圆形池子。进水悬浮物的含量一般小2000短时间内允许达到5000。 （1）设计回水量一般采用进水流量的35倍，原水浊度时取下限，反之取上限。（2）喷嘴直径与喉管直径之比为（1：3）（1：4），喉管截面积与喷嘴截面积之比为1213.（3）喷嘴流速为78，水头损失为34m。喉管的进水喇叭口距离池底一般为0.15m，喷嘴顶离池底的距离为0.6m。（4）喉管流速为2.03.0，喉管处的水流混合时间为0.51.0s。喉管喇叭口的扩散角为，喉管长度为直径的56倍。（5）第一应室室的出口流速为5060，应室时间为2030s,锥形扩散角小于。第二应室室进口流速为3040，应室时间为110140s。应室室有效高度为3m。水流时间在池中总停留时间为1.21.5h。（6）清水区水流上升流速为0.71.0，低温地浊水可以取低值，水流停留时间为40min左右。清水区高度一般为2.53.0m，池子超高为0.3m。保证出水水质，清水区高度最好取高值。在分离区内设斜板等设施能提高澄清效果，增加出水量和减少药耗。（7）水池的斜壁与水平的夹角一般为（8）排泥装置同机械搅拌澄清池。排泥耗水量约为进水量10%。池子底设放空管。采用数据：本设计采用4座水力循环澄清池，则单池设计流量，采用回流比n=4，总循环流量为。设计循环总流量 ：喷嘴流速 ： 喉管流速 ： 第一反应室出口流速 ：第二反应室进口流速 ：清水区（分离室）上升流速 ：喉管混合时间 ：第一反应室反应时间 ：第二反应室反应时间 ：分离时间 ：:（7）进出水系统计算 进水管采用=300，管内流速取1.2出水系统：采用环形穿孔集水槽，根据澄清池设计经验，环形集水槽中心线 内所围面积等于分离区面积的45% 即0.45 则环形集水槽中心线处直径 环形集水槽宽度按经验公式 k为超载系数取1.2 则槽起点水深 槽终点水深 集水槽平均流速为：（8）孔眼计算：设孔眼淹没深度 则所需孔眼总面积为 采用孔眼直径=25mm，则每个孔眼面积，要求的孔眼数个孔眼间距：（采用等间距法）外侧 采用93内侧 采用87 8条辐射集水槽的开孔部分总长度为： 假定环形集水槽所占宽度为0.38m靠池壁的的环形集水槽开孔部分长度为： 3.14（9.3-20.38）-80.32=24.26m穿孔集水槽（包括辐射槽和环形槽）的开孔部分总长度L为： L=39.52+24.26=63.78孔口近距x为： x=（9）储水槽计算：总出水量=2=2总槽流速采用0.75槽宽B=（10）排泥系统计算：污泥浓缩室容积其中：，泥斗只+数，则每只泥斗容积（11）排泥管采用=150 排泥流量其中：澄清池水面至排泥出口的高差排泥历时（12）放空管采用=200（13） 溢流管采用=300与进水管相同第4节 、普通快滤池的设计1.设计要点(1) 滤池清水管应设短管或留有堵板，管径一般采用75-200mm.以便滤池翻修后排放初滤水。 (2) 滤池底部宜设有排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约0.005，坡向排空管。(3) 配水系统干管的末端一般装排气管，当滤他面积小于2 5时。管径为400mm,滤池面积为25-100时，管径为50mm排气管伸出滤池顶处应加截止阀。(4) 每个滤池上应装有水头损失计或水位尺以及取样设备等。(5) 滤池数目较少，且直径小于300mm的阀门，可采用手动，但冲洗阀门一般采用电动、液动或气动。(6) 各种密封渠道上应有1- 2个人孔。(7) 管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检修方便。(8) 滤池池壁与砂层接触处抹面应拉毛，避免短流口(9) 滤池管廊内应有良好的防水、排水措施和适当的通风，照明等设施。 4， （2） 支管：第五节、清水池的设计本工程不设水塔或高位水池，二泵供水量应与用水情况保持一致，一泵用水量按最高日用水量来确，所以设计2座清水池。1、清水池总容积的计算清水池容积按最高日用水量的10%-20%计算，则清水池贮存水量： 采用两座清水池，每座清水池容积为： 取清水池超高0.5m，有效水深为4.0m。则清水池平面面积： 取清水池宽度B=15m，则长为 则每池尺寸为：25.5m15m4.5m=1721.25m。2、清水池各管管径的确定 清水池进水管与出水管流速取，进水管管径按最高日平均时水量计算，出水管管径按最高日最高时用水量计算。由用水量变化规律可知，最高日最高时用水量为： 式中：时变化系数，取1.3所以进水管管径为：。 出水管管径为：，取750。 溢流管与进水管直径相同取650，放空管管径可按2小时内将池中水泄空计算，取，放空流速取。设两个检修孔，检修孔直径为650 ，检修孔靠近进水管和出水管。池顶设6个通气管，均匀布置，通气管直径为100 ，池顶的覆土厚度为0.7 。第六节、液氯消毒及加氯间的设计氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，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。根据相似水厂运行经验，并按最大容量确定，余氯量应该符合生活饮用水卫生标准，出厂水游离余氯不低于0.3，管网末稍不低于0.05，水和氯的接触时间大于30 min 。水厂设计水量 （包括水厂自用水量）采用滤后加氯消毒，仓库储量按30d计算，加氯点在絮凝池和清水池前。1、加氯量的确定本工程絮凝池前耗氯有两部分，一是微生物的氧化；二是水中常规还原性物质的氧化。清水池前加氯用于消毒杀菌。用于常规物质氧化的氯量取a取0.8 mg/L。则总加氯量为： 储氯量按一个月考虑，2、 加氯设备加氯机的作用是保证消毒安全和计量准确，为保证连续工作，其台数应按最大加氯量选用。加氯机应安装2台以上（包括管道），备用台数不少于一台。选用LS80-4转子真空加氯机，安装3台，2用1备，加氯量为1.19kg/h，外型尺寸为：，两台加氯机的间距在0.8，安装高度高出地面0.9m。氯瓶采用900kg液氯钢瓶，尺寸为：外径瓶高=600mm1800mm，自重246kg，公称压力2Mpa，氯瓶采用2组，每组4个，一组使用一组备用，使用时使用多只氯瓶并联直接供氯。采用计算机控制自动加氯方式。3、加氯间、氯库为了减少占地面积，同时节省土建成本，考虑加矾间与加氯间临近合建中间用墙隔开。在加氯间、氯库低处各设排气扇一个，换气量每小时812次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上30cm，设报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg为搬运氯瓶方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。4、氯气收集装置适用范围：氯气吸收装置可以使加氯间内因事故泄漏的大量气体迅速吸收。是保证安全操作的一项措施。组成：氯气吸收装置主要有喷淋器、离心分离器、循环泵、碱液槽等组成。本次设计选用型氯气吸收装置尺寸为：第四章、水厂平面和高程布置第一节、平面布置水厂的基本组成分位两部分：生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等。辅助建筑物，其中又分为生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库及宿舍等；后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。水厂平面主要内容有：各种构造物和建筑物的平面定位；各种管道，阀门及管道配件的布置；排水管（渠）及窨井布置；道路，围墙，绿化及供电线路的布置等。一般水厂的布置由以下四部分组成：1、水处理构筑物 水处理构筑物中，如絮凝池、沉淀（澄清、气浮）池、滤池、清水池、二级泵房、加药间、滤池冲洗设施，以及排水泵房等是水厂的主体；2、辅助建筑物 为水处理构筑物服务的建筑物，如变配电室、化验间、机修间、仓库、食堂、值班宿舍、办公室、门卫室等；3、连接管道（渠） 水处理构筑物之间的连接管（渠）以及加药管、排泥管、厂区用水管、雨水管、污水管、电缆沟（槽）和相应得仪表、；阀门等；4、道路及其他 交通运输道路、厂区绿化布置、照明设施、围墙等。水厂布置采用直线式，此种布置有如下优点：工艺流程合理；各构筑物之间的连接管短，水头损失小；水处理构筑物各系列采用平行布置，易达到水厂分配的均衡；有利于水厂的扩建进行扩建工程时，对原有系统影响小。水厂规模是，按照给水排水设计手册第三册确定各建筑物面积如下：1）生产管理用房取；办公楼面积，取，尺寸为2）化验室面积，取，定员取人；3）机修间面积取用，定员6人；电修机面积为，长宽尺寸为人数取3人；4）车库，一般由停车间、检修坑、工具间和休息室组成，其面积根据车辆的配备确定，取其面积为；长宽为。5）仓库面积取，长宽为（其中净水和消毒药剂的贮存不属于仓库范围，但包括仓库管理人员的办公面积）；6）食堂面积定额为，设计水厂职工定员为50人，其面积取；7）浴室面积为；长宽为8）锅炉房面积为；长宽为9）传达室面积取用；10）宿舍面积按计算，宿舍人数约为水厂定员人数的，即人，宿舍面积为 长宽为11）管配件堆放场为 12）设一个标准篮球场 各水处理构筑物和辅助建筑物一览表序号名称尺寸（m）材料单位数量1水力循环澄清池9.36.2钢筋混凝土组42普通快滤池6.53.43.15钢筋混凝土组63清水池25.5154.5钢筋混凝土组24吸水井10.01.505.00钢筋混凝土座15二级泵房26.008.006.00钢筋混凝土座16办公楼15.0012.00钢筋混凝土座27食堂12.010.0钢筋混凝土座18办公楼15.012.0钢筋混凝土座19传达室5.03.0钢筋混凝土座110堆场15.012.0钢筋混凝土座111机修间12.010.0钢筋混凝土座112车库12.010.0钢筋混凝土座113仓库14.010.0钢筋混凝土座114宿舍11.58.0钢筋混凝土座115浴室8.05.0钢筋混凝土座116锅炉房8.05.0钢筋混凝土座117化验室10.010.0钢筋混凝土座118加氯间11.010.0钢筋混凝土座119加药间15.012.0钢筋混凝土座120篮球场28.015.0个1第二节、高程布置在处理工艺流程中，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。处理构筑物中的水头损失与构筑物类型和构造相关，该水头损失包括构筑物内集水槽等水头跌落损失在内。各构筑物之间的连接管断面尺寸由流速决定，其值按下表采用，当地形有适当坡度可以利用时，可选用较大流速以减少管道直径及相应配件和阀门尺寸；当地形平坦时，为避免增加填、挖土方量和构筑物造价，宜采用较小流速。在选定管道流速时，应适当留有水量发展的余地。连接管的水头损失估算时通过下表确定。连接管段允许流速（m/s）水头损失（m）附注一级泵站至絮凝池1.0-1.2视管道长度而定絮凝池至沉淀池0.15-0.20.1应防止絮凝体破碎沉淀池至滤池0.80-1.200.300.50滤池至清水池1.0-1.50.300.50流速宜取下限留有余地当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程布置与厂区地形，地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝池在地面上抬高而增加造价，尤其当地质条件差，地下水位高时。 根据设计计算，可知各构筑物间的管道直径如下表： 构筑物管径（mm）流速（m/s）混合器澄清池4001.0澄清池-滤池4001.0滤池-清水池6000.73清水池-吸水井6000.73给水处理构筑物水头损失计算及高程计算在处理工艺流程中，各构筑物之间水流均为重力流。两构筑物之间水面高差即位流程中的允许流速水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失通过计算确定，并留有余地。经计算和查表得管线的水头损失及流程标高见下表： 水厂高程布置表名称水头损失（m）水位标高池底标高池顶标高连接管段构筑物沿程及局部构筑物mmm澄清池0.665.659.665.8澄清池至滤池0.25滤池2.2062.3559.562.65滤池至清水池0.35清水池0.1060.056.060.9清水池至吸水井0.10吸水井59.855.260.2第五章、设