5000吨水厂设计说明

1、某师净水厂设计一 设计原始资料1. 净产水量： 5000m3/d2. 水源为河水，3. （ 1）最高浑浊度为 2000NTU（ 2）碱度为 5mg/L（ 3）总硬度：月平均最高 368mg/L, 月平均最低 156mg/L （4）PH 值： 6.97.6（5）色度： 12度（ 6）大肠菌群数： 1800CFU/100ml（7）水温：月平均最高277C月平均最低6.9C4净化出水要求： 达到国家生活饮用水卫生标准 （ GB5749-2006） 要求。5净水厂地形图：比例尺 1： 200 6地形资料：拟建水厂厂址地形平坦，地质为砂质粘土，地基承载力特征值fa=600kPa无地下水7各种材料均可供应

2、。二、水厂工艺流程选择（一）确定净水厂的设计水量根据 GB50013 2006 规定：水处理构筑物的设计水量，应按最高 日供水量加水厂自用水量确定。水厂自用水率应根据原水水质、 所采用的处理工艺和构筑物类型等因素通过计算确定，一般可采用设计水量的 5%10%。当滤池反 冲洗水采取回用时，自用水率可适当减小。 考虑滤池反冲洗水采取回用及用水安全，自用水率取 8%则设计水量 G=5000X （1+0.08）=5400 m3/d（二）确定净水厂工艺流程和净化构筑物的型式 原水的含沙量或色度、有机物、致突变前体物等含量较高， 臭味明显或为改善凝聚效果， 可在常规处理前增设预处理。 原水 来自河水含沙量

3、较低，色度 1 2度，满足 GB5749-2006 生活饮 用水卫生标准，可以不进行原水的预处理。设计工艺流程：取水-一级泵站-管式静态混合器-穿孔旋流絮凝池-斜管沉淀池-无阀滤池-消毒剂-清水池-二级泵站-用户三、混凝剂的投配 根据最高浊度，此河水水质与长江水类似，则混凝剂 PAC 采用碱式 氯化铝（含三氧化二铝10%）,投加量最高为20mg/L,无需助凝剂。沉淀或澄清时间1.2h。每天工作时间为18h。1.溶解池W和溶液池W的确定W=aQ/417cn=18 x 100 x 20 x 5400/18 /（1000 x 1000 x 10 x32）=0.54m3n液体投加混凝剂时，溶解次数应根

4、据混凝剂投加量和配制条件等因素确定，每日不宜超过 3次,取2次。c 混凝剂投配的溶液浓度，可采用5%20%（按固体重量计算）取 10溶液池采用矩形砖混结构，设置 1 个 0.64m3 ，保证连续投药。池子尺寸为LXBXH=0.8xD.8 x.1 （其中超高0.25m ）。W1=(0.2-0.3)W 2取 0.3 ，则 W1=0.3W2=0.16 m 3溶解池设置为 1 池，容积为 0.2m3 ，用圆柱形耐腐蚀强化塑料桶。溶解池底部设管径d=100mm排渣管一根，选两台JBY型移动式调速搅拌机。2药库设计（ 1 ）设计参数：水量Q=300m3/h最大加药量a=20mg/l仓库储量按15d计且与加

5、氯合并布置（2）设计计算加药量 R=15X 20/1000X 5400=1620 kg固体每袋40kg，需1620/40=40.541袋（3）加药间和药库加药间和药库合并布置，布置原则为 :药剂输送投加流程顺畅 , 方便操作与管理。储存量一般按最大投药量的期间的 15 天的用量 计算。设每袋的体积为0.5X 0.4X 0.2 m3,药剂堆放高度为1.5m。有效堆放面积 A = NV/1.5=41 X 0.5X 0.4X 0.2/ 1.5=1.08 m2（4）絮凝剂投加：采用计量泵投加，不必另备计量设备，泵有计量标志，可过 改变计量泵行程改变药液投量，适用于絮凝剂自动控制系统。混 合器采用管式静

6、态混合器。四、絮凝设备的确定目前我国正在推广应用穿孔旋流絮凝池，所以本设计采用穿孔旋流絮凝池。一般分格数不少于6格，起点孔口流速宜取l. 0-1.5m/s,末端孔口流速宜取0.05-0.1m/s，絮凝时间15-25min,絮凝时间10-20min,其优点构造简单，施工方便， 造价低，可用于中小型水厂，所以选择穿孔旋流絮凝池，分1个池，每池格数取为6格。(1) 絮凝池设计流量 Q=5400/ (18X3600) =0.083m3/s,则絮凝池体积 W=0.0 8 3 X 2 0 X 60= 1 0 0 m3(2) 设平均水深为3m,则絮凝池面积为S=10 0 /3= 3 32m。每格面积s= 3

7、 3 /6= 5 . 5 m2则每格边长a=2 . 3 6 m,为方便施工取2 . 4 m(3) 孔口流速起点孔口流速V0取1 . 0 m/s,末端孔口流速V6取0 .1m/sJn i iV01ns1求得：M=0.71m/s;V 2=0.56m/s;V 3=0.44m/s;V 4=0.34m/s;V=0.25m/s。(4) 孔口水头损失2计算式为hi=1.06?Z2g求得 ho=O.O 5 3m hi-2=0.026m, h2-3=0.0 1 7n, h3-4=0.01m,h4-5=0.0 0 6m h5-6=0.0 0 3m,h6=0.001m(5) 孔口尺寸及位置出口孔口尺寸的长取边长 a

8、,高l =Q/(v6xa)=0.0627/(0.08x 1.85)=0.42m;其中它孔口尺寸按长高比3:2计算(进口孔口除外)，I i = - ,计算其孔口高度依次为 0.2m,0.24m,0.27m,0.31m,0.35m , l.5y0 .4 m,0 .64。孔口上边缘宜在水面下至少2 0cm孔口下边缘宜在泥斗上30cm(6) 泥斗泥斗设在穿孔旋流絮凝池下，对应一格一个，共六个。倾角取45。，泥斗下孔口为正方形，边长取 0.30m。泥斗高为1.05m。(7) 总高度保护高0.30m,平均水深3.00m,泥斗高度取1.05m。则总咼为 0.30+3.00+1.05 = 4 .35m。五、沉

9、淀设备的确定本设计采用斜管式沉淀池，具体参数如下：3.1设计数据：(1) 设计流量 Q=0.083m3/s;(2) 表面负荷取 q=9m3/(m2.h)= 2 . 5 mm/s;(3) 颗粒沉降速度卩o: 0.4mm/s;(4) 采用蜂窝形斜管，D30, L1000, 060。(5) 沉淀区的平面尺寸每个沉淀池的沉淀区表面积F= R083 33.2 m2，其中斜管结构0.0025占用面积按3%计，则实际清水区需要面积：F 3 3 . 2 X 1.03= 3 4 .2 m2.为了配水均匀，采用清水区平面尺寸7 .6X5 m,有效面积为7.6 X 4.5使进水区沿7 .6m长一边布置；每个沉淀池实

10、际沉淀面积7.6X(5-0 .5)=34 .2 m2;沉淀池清水区实际上升流速为：V 上=Q 0083 21.8mm/sF 38(6) 沉淀池的总高度超高0.30m,清水区高度1.20m,布水区高度1.50m,泥斗高度1.05m,斜管高度h=l X sin 0 =1 X sin60 =0.87mo因此，沉淀池总高度 为：H = 0.30+ 1.20+ 1.50+ 0.87 + 1.1 = 4.97m(7) 穿孔集水槽计算一个沉淀池设有5个集水槽，集水槽间距1.52m，每个集水槽流量 q= 0083 0.0166m3/s ;集水槽宽 b = 0.9 ( q 4 ( B般取 1.21.5)=0.9

11、 (1.2 X 0.0138) 0.4= 0.188m, 取 0.2m;集水槽水深：h1 = 0.75b= 0.15; h2=1.25b= 0.25为了施工方便，采用平底集水槽，集水槽水深h = 0.2m;集水槽深 H = h+ h3 +h4 +h5=0.2+0.07+0.05+0.07=0.39mh3跌水高度，70mm;h4孔口上水头，50mm;h5超高，70mm(8) 孔眼计算孔径d取25mm每孔流量qi2gh40.62 0.000491 . 2 9.8 0.05=0.000301 m3/s其中 为孔口面积每根集水槽孔眼数n门0.0166 66个；q10.000301两侧交错开孔，每侧开孔

12、数33个；集水槽上孔距I型0 152mm33排泥斗斗底坡度经验算：斗底坡度为5055排泥顺畅。六、过滤设备的确定选用重力式无阀滤池，两个无阀滤池合用一个冲洗水箱。4.1设计数据(1) 设计水量净产水量为54 00/1 8= 3 00m3/h，滤池分为2格，每格水量为150m3/h=0.042m3/s。设计滤速采用 7 .5 m/h;4.2主要计算(1)滤池面积过滤面积 fi=Q =150/7 . 5 =20m2;v连通渠考虑采用边长为0.3m等腰直角三角形，其总面积f2= 4X 0.5X 0.4X 0.4=0.32m2并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚为 80mm,则每边长二aX 0.08=0.4

13、m,a=0 .29 面积为：f 2=4 X 0.5X 0.2 9 X 0.2 9 =0.168 m24.5m;故要求滤池面积f= fi+ f2=2 0 +0.32=20.32杆滤池为正方形，每边长L=f=4.51m，为了便于施工取用滤池实际面积F=4.5X 4.5=20.25 *实际过滤面积F =20.25-0.32=19.93川实际滤速 V 二Q/ F =150/19.93=7.53m/h(2) 滤池高度底部集水区高度采用H10.40m;滤板高度采用 出 0.10m;承托层高度采用出 0.20m;滤料层高度采用H40.70m;净空高度采用H550% X 0.70+0.10=0.45m;顶盖咼

14、度米用H60.5X 4.5X tan12 =0.48m;冲洗水箱高度H7 :为降低高度，采用两格共用一个冲洗水箱(1)水箱容积按冲洗一次所需水量，同时考虑在一个冲洗时，另一格滤池向水箱供水。所以：V=Ft( 3.6q-v)/60式中:q冲洗强度，取15L/S m2t冲洗历时,5minv 滤速(m/h) ,7.53m/hF-滤池总面积,20.25m2计算得V=78.42m3水箱有效水深H；二V/2F=1.94m(3) 水箱连通管水头损失，取为 0.05m冲洗水箱高度为 H7=1.94+0.05=1.99m超高H8采用0.15m池顶板厚度0.10m故滤池总高度为：0.4+0.1+0.2+0.7+0

15、.48+0.48+1.99+0.15+0.10=4.6m3进水系统(1) 进水分配槽面积f=Q/v=0.042/0.05 =0.84m2采用长方形分配槽，规格为1mx 0.84m(2) 进水管滤池进水管由沉淀池总出水渠接出，进水管流量Q=150m3/h，取流速 0.6m/s,管径d= ,4Q/( v) =299mm，选用 DN300管道，流速Vj=0.567m/s,水力坡度降 ij=1.83%。，管长 lj=14m;进水管水头损失:2h二刀 il+ 刀E 2g05 6 722g考虑局部阻力，包括管道进口， 90弯头3个的损失，三通一个hj= 0.00183X 14+ (0.5+3X 0.6 +

16、 1 . 5 )=0.0879m4.配水系统小阻力，采用孔板或陶瓷滤板5几个控制标高滤池出水口(即冲洗水箱水位)高程 二滤池总高度-滤池底板入土埋深-超高=4.6-0.50-0.15=+3.95m。虹吸辅助管管口高程二滤池出水口高程+期终容许水头损失值=3.95 +1.70=5.65m。进水分配槽槽低标高一般与滤池出水口标高相同或再降低10cm进水分配槽堰顶标高二虹吸辅助管管口标高+进水管水头损失+安全高度=5.65+0.0879+0.1=5.838m进水分配槽槽顶标高二堰顶标高+堰上水头=5.838+0.2=6.038m6.虹吸管管径(1) 连通渠的水头损失取hl =0.07m(2) 配水系

17、统的水头损失h2h2 =q2/ 2g(10 )2=152/2x 9.81 (10X0.75X 1.1)2=0.168m卩流量系数，取0.75a开孔比，取1.1%(3) 承托层水头损失h3h3=0.022qH=0.022 x 15X 0.2=0.066mH3 承托层厚度，0.20m(4) 滤料层水头损失h4h4=(丄-1)(1-m) H42=(2.65/1-1) (1-0.4)x 0.7=0.693m(5) 挡水板的水头损失h5，取0.05m(6) 虹吸管的沿程水头损失，假设冲洗时不停止进水，因冲洗时不停止进水 Qj=41.6L/sQ=qA+ Qj =15x 19.93+41.6=340.55L

18、/s滤池水量为340.55L/S，假设虹吸管上升管 D1=400mm,下降管 D2=400mm ,查水力计算表得，V1=V2=0.73m/s, h=i2=1.96%o。沿程水力损失：hy =i 1h+i2l2li上升管的长度，取3mI2下降管的长度，取6m贝卩 hy =0.00196X 3+0.00196X 6=0.0176m局部水头损失：hj = 3 进口 Vo2/2g+( 3 三通+3 60+3 120 ) v12/2g+(3 缩小 + 3 出口 )v22/2g=0.5 X 0.5672+ (0.1+0.5+2+0.17+1.0)x 0.732/2 X 9.81=o.11mh6= hy +

19、hj =0.0176+0.11=0.1276m(7) E h=0.07+0.168+0.066 +0.693+ 0.05+0.0176+0.1276=1.19 m滤池出水口标高二滤池高度一超高=4.60. 15=4.45m冲洗水箱平均水位标高二出水口标高一H7/2=4.45-1.19/2=3.855m平均冲洗水头Ha二冲洗水箱平均水位标高一排水井堰顶标高=3.855 0.7=3.155mHa 刀h虹吸水位差大于反冲洗水量时的总水头损失，可以 保证冲洗。( 6)排水管径排水流量Qha=83.3L/s，采用砼管，管径D300,该时流速Vp=1.2m/s.七、消毒设备的确定1. 加氯量已知条件 :

20、设计水量 Q1=5400 m3/d=300m3/h （按一天 24小时计 算），清水池最大投加量a为1.5mg/L.预加氯量为 0清水池加氯量 Q= O.OOIaQ仁 0.001 X 1.5 x 300=0.45kg/h 二泵站加氯量不做考虑2. 加氯间仓库储备量按15d最大用量计算：M= 0.45X20X18= 121.5kg选用350kg的氯瓶2个，一用一备。氯瓶长L=1335mm直径D=350mm氯甁自重350kg。加氯机选用LS80-4转子真空加氯机，安装 2 台， 1 用 1 备，加氯量为 0.45kg/h ，外型尺寸为 BXH=610mmx 260mm两台加氯机的间距在0.8m,安

21、装高度高出地面0.9m。 加氯间中将氯瓶和加氯机分隔布置 . 加氯间有直接通向外部的门, 保持通风. 加氯间外布置防毒面具、 抢救材料和工具箱, 照 明和通风设备在室外设开关.按照GB50013-2006加氯（氨）间 及其仓库应设有每小时换气812次的通风系统。所以在加氯间、 氯库低处各设排气扇一个, 换气量每小时 10 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自动报警。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD11-60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。八、清水池的设计设计规模，Q=5400m3/d;清水池的容积取为最高日供

22、水量的15%;则清水池的容积为 V=5400 x 15%=810m3;清水池内用导流隔墙 导流；清水池分两个矩形钢筋混凝土池，尺寸为：B H L=11.00X 10.00x 4.2m，有效水深：3.7m;故其有效容积 V 有效=2 X11.00X 10.00X 3.7=814m3;清水池各管管径的确定清水池进水管与出水管流速取1.2m/s ,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：Q二KhX Qd/24=1.15x 5400/18=345m3/h=95.8L/s式中：Kh 时变化系数，取1.3进水管管径为：d1=PQ

23、 J： 083 =0.297m,取 300mm出水管管径为：d2=. 4Qh 、4 0.0958 =0.318m,取 300mmV v V 1.2溢流管与进水管直径相同取 300mm放空管管径可按2小时内将 池中水泄空计算，取d3=300mm放空流速取2.0m/s。设两个检修孔，检修孔直径为650mm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 100mm池顶 的覆土厚度为0.7m。九、泵房的设计二级泵房水泵吸水管管径为 DN200，喇叭口外形尺寸查标准图集S311- (32-27), DN200吸水管的喇叭口直径为300,由此可得吸 水井宽度为：依据吸水喇叭口据池壁距离和泵站吸水管路布置，得出吸水井长 度为：L x B=14.50 x 2.10m。十、水厂高程计算各构筑物水头损失穿孔旋流絮凝池：0.4m斜管沉淀池：0.3m无阀滤池：2.579 m清水池：0.0m连接各构筑物的生产管线管内流速及水头损失沿