长春市净水厂设计说明书

1、长春市净水厂设计说明书给排水13-3学号：20姓名：李宗一、设计题目长春市净水厂设计二、设计时间第六学期前两周三、设计任务水厂平面布直及高程布置四、具体要求 1书写设计说明疑问，包括下列内容：第一，设计任务设计题目；第二， 工艺流程及论证；第三，各构筑物凝聚剂消毒剂选择的依据；第四，各参数选择的原则；第 五，各构筑物计算过程；笫六，必要的草图2.绘制图纸三张：第一，水厂平面布置图；第二，高程图；第三，某一构 筑物的平、立、剖面图。五、原始资料设计水量：70000m3 /d水厂所在地：长春主导风向：西南风以河水为水源，水质分析报告如下表:指标单位数值浊度ntu最高800平均70色度度13水温摄氏

2、度最高20最低1ph7.08.5总硬度mg/lcaco3380总人肠菌群枚/l650耗氧量mg/l7bod5mg/l2氨氯mg/l0.9氯仿mg/l0.09codmg/l107192121目录1 工艺流程及论证 42. 凝聚剂的选择与依据 53. 消毒剂的选择与依据 64 混凝剂投量计算 65 静态混合器计算6 折板絮凝池的设计计算7 斜管沉淀池的设计计算8 移动罩滤池的设计计算9 氯消毒极其投氯设备10 清水池的设计计算 给水处理工程高程布置12 给水处理构筑物高程计算工艺流程原水f混合f折板絮凝池f斜管沉淀池f移动罩滤池f清水池ttcl2cl2选用折板絮凝池：在絮凝池内，放置一定数量的折板

3、，水流沿折板上、下流动，经过无数次折转，促进颗 粒絮凝。这种絮凝因对水质水屋适应性强，停留时间短，絮凝效果好，乂能节约絮凝药剂, 因此选用折板絮凝池。选用斜管沉淀池：斜管沉淀池能使沉淀而积增大，因而沉淀效率高，产水量大；且其水利条件好，re小, fr大，冇利于沉淀。适用于中小型污水厂，因而选用斜管沉淀池。选用移动罩滤池：移动罩滤池池深较浅，结构简单，占地面积小，不需要冲洗水箱或反冲洗水泵，造价较 低，与和同规模的普通快滤池相比可节约投资20%35%；不需要人型阀门，管配件少；能 够实现自动连续运行；采用等水头降速过滤，出水水质较好；同时由于分格较多，因而可以 避免一格滤池冲洗吋出水量明显减少的

4、现象。移动罩滤池适用丁大中型水厂，因而选用移动 罩滤池凝聚剂的选择选川聚合氯化铝的依据（1）聚合氯化铝是三氯化铝和氢氧化铝的复合盐，化学通式为aln（ohncl3n_m。聚合氯 化铝是一种无机高分子化合物，其组成随原料及制作条件的不同而异，非单一固定的分子结 构，而由各种络合物混合组成。其分子量较一般凝聚剂大，但最大不过数千，比有机高分子絮凝剂的分子量小。（2）聚合氯化铝的絮凝体较硫酸铝的致密且大，形成快，易于沉降，混凝效果好。聚合氯 化铝在混凝过程屮消耗碱度少，适应的ph范囤较硫酸铝宽且稳定。（3）聚合氯化铝的腐蚀性较小。（4）与硫酸铝比较，含al2o3成分高，具有投药量少，节省药耗，降低制

5、水成本等优点。（5）聚合氯化铝的混凝效果与盐基度关系密切。原水浊度越高，使用盐基度高的聚合氯化 铝，其混凝沉淀效果好。当原水浊度在80-10000ntu时，和应的聚合氯化铝最佳盐基度在 40%50%z间。我国冃前生产的产品，其盐基度控制在60%以上。（6）聚合氯化铝的外观状态与盐基度、制造方法、原料、杂质成分及含量有关（7）聚合氯化铝的稀释与投加与英他凝聚剂和同。投加浓度随原水浊度而界，最低浓度为 5%,最浓可直接投加原液。聚合氯化铝与硫酸铝相比，冬季析出温度更低，聚合氯化铝为18°c,硫酸铝为-12.4°co（8）聚合氯化铝的质量标准：外观：灰褐色至灰白色液体。相对密度（

6、t/f）:>1.2aga 10%（质量百分数）盐基度：50%80%ph 值：3.54.5水不溶物：<1% （质量百分数）聚合氯化铝产品木身是无毒的，据全国各地使用悄况、净化示的生活用水一般均符合国家饮 用水水质卫生标准。消毒剂的选择消毒剂选择液氯（1）上要特性：1）氯气是一种黄绿色气体，具刺激性，有毒，重量为空气的2.5倍，密度3.2g/l （0°c, 101.3kpa）。2）氯气极易被压缩成琥珀色的液氯。液氯的密度为1460g/l （0°c, 101.3kpa）3）在常温常压条件下，液氯极易气化，沸点为-34.5°c； 一个体积液氯可其花城457.6

7、体 积的氯气；1kg液氯可气化成0.31m3氯气。混凝剂投量计営聚合氯化铝混凝剂投量计算t =-1000式中t日混凝剂投量（kg/d）；a单位混凝剂最人投量（m"l） q日处理水量（m3/d） 70000最大投加量=40mg/l,平均7；叫严30.0mg"40t=x 70000 = 2800kg/1/max 100030taverage =上-x 70000 = 2100kg / da'erage 10002. 溶液池容积w, = - = 40x2916,7 = 13.99m3 417bn417x2x10式中 溶液池容积（m3）q处理水量（rrp/h）2916.7a

8、聚合氯化铝最人投加量（mg/l）b溶液浓度（） 10%n每口调制次数23. 溶解池容积=(0.2 - 0.3) =0.28x13.99 = 3.92m3巴溶解池容积（计）静态混合器计算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o2h=0184-n d44式中h7j头损失（m）q处理水量（rr?/d）d管道直径（m）1.0n混合单元（个）设计中取d=1.0m, q=73000m3/d,当h=0.4m时,需4.7个混合单元,当h=5时,需5.9个混合单元，选dn1100内装6个混合单元的静态混合器，加约点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的三分z处，h投约管上多处开孔

9、，使药液均匀分布。折板絮凝池的优点：（1）絮凝时间较短（2）絮凝效果好折板絮凝池计算1设计水量70000x 1.05_2x24水厂设计水量为73000m3/d,自用水量取5%。折板絮凝池分为两个系列，每个系列设 计水量为：= 1531.25m3/? = 0.425w3/52.设计计算折板絮凝池每个系列设计成4纟fl。1. 单组絮凝池冇效容积v = qt=153l254x60x12 = 77m3式屮v单纽絮凝池有效容积（mjt絮凝时间，采用12mino2. 絮凝池长度1 =爲=77= 6.33mhb 3.04x4式中l'絮凝池长度（m）h'有效水深（m）3.04b单组池宽（m）4

10、絮凝池长度方向用隔墙分成三段，首段和中段格宽均为1.0m,末端格宽为2.0m,隔墙厚为 0.15m,则絮凝池总长度为：l = 6.33 + 5x0.15 = 7.08m各段分格数与斜管沉淀池组合的絮凝池池宽为24.0m,用三道隔墙分成四组，每组池宽为:= 24 -（3 x 0.15） - 4 = 5.8875m首段分成10格，则每格长度厶：厶=25.8875 （4x015）+10 = l06m首段每格而积人:f, = 1.0x1.06 = 1.06加 2通过首段单格的平均流速屮段分为8格，末段分为7格,1.06则中段、末段的各格格长、面积、平均流速分别为:/2 = 1.36m ,/2=l36m

11、2, v2 = 0.082m/52l = 0.7 bn ,f3 = a2m2, v3 = 0.078;? /54.停留时间计算 首段停留时间为:t、= 10x3.04-0.1 = 304s « 5.07min中段停留时间为:t2 = 8x3.04-0.082 = 296.6s - 4.94min末段停留时间为:人=7x3.04-0.078 = 272.8s = 4.55min实际总停帘时间为:t=t+u= 5.07 + 4.94 + 4.55 = 14.56min5.隔墙孔洞面积和布置水流通过折板上、下转弯和隔墙上过水孔洞流速，首、中、末端分別为03m/s、00s、0.1m/s, 则

12、水流通过各段每格格墙上孔洞面积为：/ = 01106 = 0 352取0 35 m2,孔宽为1.0m,则孔高为0.35m,实际通过首段每格格墙 0.3上孔洞流速为：0.1060.35=0.303m/ s宀需6=0 53",取。孔宽为伽，则孔高为。对，实际通过中段每格格墙上孔洞流速为：詈= 0.193必心晋".（w,取，孔洞宽2叽孔高为。.55m,实际通过末段每格格墙上孔洞流速为：孔洞在格墙上上、0j061.1=0.096/77/5f交错布置。6 折板布置折板布直百段采川峰对峰，屮段采用两峰相齐，末段采川平行直板。折板间距釆用0.4m。折板长度和宽度各段分别采用20mx06m

13、、1.50mx0.6m和1.50mx0.6mo7.水头损失计算（1）相对折板h, =0.5 叮 v = 0.5= 0.00136m2g2x9.81式小h,折板渐放段水头损失（m）；vj峰处流速（m/s） 0.27v2谷处流速（m/s） 0.14r 加 h.= 1 + 0 = 0.00082m -也丿k式中h2渐缩段的水头损失（m）耳相对峰的断面积（nf） 0.56相对谷的断面积（m2） 1.062式中山转弯或孔洞的水头损失（m） 3.0§3阻力系数 上转弯1.8, k转弯或孔洞3.0v0转弯或孔洞流速，为0.304m/s2hi=1-8=000848m（± 时）2叫=3.0

14、鼎菁= 0.014（下转弯或孔洞时）eh = n（h 4-h2）+shj式中zh首段相对折板总水头损失（m）；n折板水流收缩和放人次数，共40次zh = 40（0.00136 + 0.00082）+10（0.00848 + 0.014） = 0.312m（2）平行折板2 。h = 0.6 = 0.6 0 16= 0.00084m2g 2x9.81式中h折板水头损失（m）v板间流速（m/s） , 0.16g重力加速度（m/s2）式中山上、下转弯或孔洞时水头损失（m）v,-转弯或穿过孔洞时流速（m/s）0.203（）203吃丽（上转弯时）（）7032h'=30=00042m （下转弯或孔洞

15、时）zh = nh + zhi= 24x0.00084 + 8（0.00378 + 0.0042）= 0.084m式小zh平行折板总水头损失（m）n90°转弯次数，共24次入上、下转弯或孔洞时水头损失（m）（3）平行直板0.10122x9.810.00156m式中h转弯水头损失（m）v平均流速（m/s）0.101x h = n h = 7x0.00156 = 0.01 lm（4）折板絮凝池总水头损失hz二相对折板+平行折板+平行直板= 0.312 + 0.084 + 0.011 = 0.407m8. g值和gt值 首段g值和gt值-38s'1ph,1000x0,31260/t

16、 v60xl.005xl0_3x3.54g7, =38x3.54x60 = 8071.2式中g首段速度梯度（s“）p 水的密度（1000kg/m3 ）h|首段水头损失（m）0.312“水的动力粘度（pas） 60x 1.005x 10-3t反应时间（min） 3.54中段和末段g值和gt值分别为：g2= 19.6s-1g27； = 4260.8g3=7.4s_,gj? = 1476.6（2）折板絮凝池总g值和gt值=25.4s"i 1000x0,407v60xl.005xlq-3xl0.48gt = 25.4 x 60 x 10.48 = 1.6 x 104折板絮凝池的布置：在絮凝池

17、各段每格格墙底部设200mm x 200mm排泥孔，池底设2.0%坡度，坡向沉淀池,在过渡段设排泥管，管径dn200.折板絮凝池布置如图：fld.v600图4.6折板絮凝池布懂斜管沉淀池的优点：(1) 沉淀效率高(2) 池体小、占地少斜管沉淀池设计计算设计流量0 设 x(l + k)""24n70000x(1 + 0.05)24x2=1531.25m3=0.425m3/s式中q单池设计水量设计日产水量(m3/d)k水厂用水量占设计h用水量的百分比5% n沉淀池个数，2平面尺寸计算1. 沉淀池清水区而积1531.25""9= 170m式中a斜管沉淀池的表面

18、积(m2)q表面负荷m3/ （m2h） ,92.沉淀池长度及宽度（m）b 亠 122取沉淀池长度l=24m，则沉淀池宽度为= 7.1ml 24为了配水均匀，进水区布置在24m长度方向一侧。在10m的宽度中扣除无效氏度约0.5m,则净出口面积= 221m2_（3-0.5）" _ （10-0.5）x24* -l03式中人净出口而积（m2）k斜管结构系数1.033. 沉淀池总高度h = h| + h° +h "h4=0.3 + 1.2 + 0.87 + 1.5 + 0.83 = 4.7m式中h沉淀池总高度（m）h.保护高度（m）0.3h2清水区高度（m） 1.2h3斜管

19、区高度（m）,斜管长度为1.0m,安装倾角60。,则h3=sin60° = 0.87mh4配水区高度（m） ,1.5h5排泥槽高度（m）0.83进出水系统1沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积4 q 0.425 小aa. = = 2.125m-v 0.2式中 a2孔口总而积（nf）v孔口 流速（m/s） , 0.2每个孔口的尺寸定位15cmx8cm,则孔口数为254个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区 以上部位。2. 沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速=0.3=617）/$,贝ij穿孔总面积e=0425=()71m23 v, 0.6设每个孔口的直径为4c

20、m,则孔口的个数n=bf式中n孔口个数f每个孔口的血积（nf） , f=-x0.042 = 0.001256m24n = 566个0.001256设每条集水槽的宽度为0.4m,间距1.5m,共设10条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为40个，孔间距为20cmo10条集水槽汇水至出水总渠，出水总渠宽度0.8m,深度l.omo出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失。孔口损失0.622x9.8=0.037m式中 工虬一 孔口水头损失（m）§进口阻力系数2集水杷/内水深取为0.4m,杷j内水流速度为0.38m/s,槽内水里坡度按0.01 ih栖内水 头损失zh2 =il = 0.01xl0 =

21、 0.1m式中xh2集水槽内水头损失（）i水力坡度 0.01i集水槽长度（m） 10m出水总水头损火eh=eh>+eh2 = 0.037 + 0.1 = 0.137m,取0.15m3. 沉淀池斜管选择斜管长度取1.0m,斜管管径取30mm,斜管为聚丙烯材料，厚度0.40.5mm4. 沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，每天排泥一次，穿孔管管径为200mm,管上开孔孔径为5mm, 孔间距15mmo沉淀池底部为排泥杷（，共12条。排泥杷i顶宽2.0m，底宽0.5m,斜面与水平 夹角约为45° ,排泥槽斗高为0.83m。5. 斜管沉淀池草图移动罩滤池优点：（1）造价低、不需人量

22、阀门设备（2）池深浅，结构简单（3）能口动连续运行，不需冲洗水塔或水泵（4）节约用地，节约电耗（5）降速过滤移动罩滤池设计滤池面积和尺寸式中：f滤池面积（册）q滤池设计流量（rr?/h）2917n滤池分组数 2v设计滤速（m/h）10取每一个滤格的平面尺寸为f, =2.5x 2.5 m2,并取每组滤池为24格，分两排布置，每组滤池的实际过滤1何积f = 6.25x24 = 150m2实际滤速vz = - = 2917 = 9.72m/h2xf 2x150进水系统阻 = 0.62 卄y 砂 v3.14x1.402917*aq.=竺= 1458.5n?/2 = 0.405/$1 n 2式中d.进水

23、管直径（m）q|组滤池的设计流量（rr?/s）v,进水管流速（m/s）1.4设计中选用dn700的钢竹作为进水管出水虹吸管与水位恒定器1. 出水虹吸管2 v2 1.3式中/2岀水虹吸管横断面积（nf）v2出水虹吸管流速（m/s） ,1.3设虹吸管断面为矩形，取其长度为1.2m,宽度为0.4m,则虹吸管实际血积1.2x0.4 = 0.48m2滤池高度h = 0 + 比 + 比 + 弘 + 比 + h（、= 0.30 + 0.70 + 1.50 + 0.5 + 0.7 + 0.15 = 3.85m式小h一-滤池高度（m）承托em/m （m）0.3h2-滤料层厚度（m）0.7比一滤层上水深（m）1.

24、50h4超茴（m）0.5h6滤板厚度（m）0.15为了保证正水头过滤，避免滤层发牛气阻，设计中取出水堰顶水位高出滤层0.15m,也即过 滤水头为1.35m 反冲洗系统1缝隙滤板水头损失u j 1 .0.502 nainh.= 1.5x= 0.019/771 2g 2x9.81式屮hj反冲洗时缝隙式滤板的局部水头损失（m）§滤板局部阻力系数1.5v3缝隙式滤板屮谁的流速（m/s）0.52. 承托层水头损失h2 = 0.022/fjq = 0.022x0.3x15 = 0.099m式中h2承托层水头损失（m）虬承托层厚度（m）0.33. 滤料层水头损失h 产厶-1 x （1 -= f-1

25、1x（1-0.44）x 0.7 = 0.647mia 丿11000 丿式中h3滤料层水头损失（m）p2滤料的密度（kg/m3 ）2650p、水的密度（kg/m3 ） 1000m滤料层的孔隙率0.44h2滤料层厚度（m）0.704. 反冲洗虹吸管水头损失 反冲洗水量为<2j = q xf ,= 15 x 9 = 135l / 5式屮q个滤池反冲洗的水最（l/s）选用管径400mm的钢管，可得流速v=1.04m/s,水力坡度i=3.85%o 反冲洗虹吸水头损失21 （a匚=（$+爹+養+盒）= + /d = 3x +6x0.00385 = 089m45 勺力 ”2g2x9.81式中h4反冲洗

26、虹吸管水头损失（m）&进口局部阻力系数0.5§2出口局部阻力系数1.0&60°弯头局部阻力系数0.5£120°弯头局部阻力系数1.2i排水虹吸管长度（m）6.0i水力坡度反冲洗时总的水头损失eh=hi + h 2 + h< + h斗=0.019 + 0.099 + 0.647 + 0.189 = 0.95m设计中取虹吸管反冲洗水头差为1.2m冲洗罩选用虹吸式冲洗罩。短流活门孔面积a = vmax /（36oovo） = 9x25 /（3600 x0.5）= 0.125m2式中a短流活门孔口面积（nv）f每一个滤格的面积（nv）vma

27、x冲洗后的最大初始滤速（m/h） 25v0短流活门孔口流速（m/s）0.5设置两个孔,每孔尺寸为0.25mx0.25m, u偶们的启闭采用牵引浮筒。消毒处理加氯量计算q = gb = 1.0x70000 = 70000g/d = 70kg/d式中q每天的投氯量（g/d）q设计水量（m3/d）70000b加氯量（g/m3 ）1.0加氯设备的选择动加氯机的选择选择zj-ii型转子真空加氯机2台，1用1备，每台加氯机加氯量为0.59kg/h。加氯机 的外形尺寸为：宽x高=330mmx370mmo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。2. 氯瓶采用容虽为500

28、kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为：外径600mm,瓶高1800mm0氯瓶自 146kg,公称压力2mpao氯瓶釆用两组，每组8个，1组使用，1组备用，每组使用周期 约为36d03. 加氯控制根据余氯值，采用计算机进行自动控制投氯呆。加氯间和氯库加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是贮备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方 式，中间用墙分隔开，但应超有供人通行的小门。加氯间平而尺寸为：长3.0m,宽9.0m； 氯库平面尺寸为:长12.0m,宽9.0mo清水池计算平面尺寸计算1清水池的有效容积清水池的冇效容积，包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水的调节氐清水池的总冇效容 积v = k2 = 0.1x 7

29、0000 = 7000m3式中v清水池的总有效容积（r?）k经验系数，10%q设计供水量（rr?/d） 70000清水池共设2座，则每座清水池的侑效容积为:70002= 35002.清水池的平面尺寸 每朋清水池的面积.v. 3500 o_ 7a = - = 875m-h 4式中a每座清水池的面积（nf）h清水池的有效水深（m）4.0取清水池的宽度b为15m,则清水池长度l为：l = - = = 58.3m,设计中取为59m b 15则清水池实际有效容积为59x15x4=3540m3。清水池超高h|取为0.5m,清水池总高h：h = hj +h = 4.0 + 0.5 = 4.5m管道系统1.清水池的进水管q（x81门“=j= 0.86m2x0.785xv v 2x0.785x0.7式中£>,清水池进水管管径（m）v进水管管内流速（m/s）, 0.7取进水管管径为dnlloomm,进水管内实际流速为0.6m/s2.清水池的出水管由于用户的用水量时时变化,清水池的出水管应按出水最大流量计:o_kq_0-云-1.5x70000 = 4375m3/? = 1.215m3/s24才比a爲十沛吕f m3 /h取人血ui k m /n）k时变化系数，1.5q设计水量（n?/d）出水管管径02xo.785x v