给排水毕业设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要本设计的主要任务是唐山市丰润区给水工程初步设计。设计的主要内容包括：给水方案比较、净水厂设计。设计书由设计资料、设计说明书和设计计算书三部分组成。本设计的一期设计规模是12.0万m3/d，以水库水为水源。净水厂的设计是指净水厂的位置选择、水处理工艺流程的确定、处理构筑物的设计计算以及水厂的平面和高程布置。水厂出水水质要求达到生活饮用水卫生规范（2001）。水厂位于该区北部，地面标高为14.20m，绿化面积约占25，附属面积约占总面积的15，内设标准化篮球场和排球场，力争创建一个清新怡人的现代化水厂。关键词净水工程；机械搅拌澄清池；普通快滤池；清水池，ABSTRA

2、CTThe main task of this design is in fengrunqu in Tangsan City, the preliminary design of the county water supply project. The key elements of design: water supply schemes, water treatment plant design .Water distribution network with the calculation and adjustment. Design information from design do

3、cuments, design specification and design of the book is composed of three parts calculation. This design is the size of the recent design of 120,000 m3 / d, for the water to lakewater. The surface water diversion project consists of the selection of water source location, the form of water diversion

4、 and the design of pump station. And so does the ground water diversion project.Water plant to meet water quality requirements, "Drinking Water Health Standards" (2001). Wen County Water Treatment Plant is located in suburban counties, northof the city, the ground elevation is 14.20m , acc

5、ounting for about 25% green area, sub area of about 15% of the total area, will include the standardization of the basketball court and volleyball court, and strive to create a modern and pleasant fresh water plant.Keywordswater treatment project; mechanical stirring; high speed filter cell Clearanc

6、e pond 专心-专注-专业目录第一章 绪论1.1设计资料介绍近年来，由于工业的日益发展，人类生活水平不断发展提高，以及活动范围的逐渐扩大，各国的水体都出现了不同程度的污染。因此，大多数的水体都要经过给水处理厂的处理以后才能供给人们的生活和生产。本设计水源取自唐山市邱庄水库水，为低温低浊水。低温低浊水随着水温的降低，水的粘滞度增加，絮凝速度降低，颗粒沉降减速减慢。原水浊度的减少，使絮凝过程中颗粒碰撞的机率降低，影响絮凝过程的进行。因此，低温低浊水的处理较常规水的处理困难。即使加大混凝剂的投加量，仍难以达到要求的水质标准。根据唐山市城市发展规划，该市丰润区需要新建一期日产12万吨给水处理厂一座

7、，以足该市居民生活用水和工业用水的需要。1.1.1任务依据：根据该市建委和规划局对该市给水系统的审批意见，提出本设计任务书。1.1.2设计资料：1 水源： 新建水处理厂源水取自该区西北的邱庄水库，由还乡河引水渠岸边取水泵站将水送至水处理厂。2 规模：该水厂规划规模为远期24万吨/日；一期产水量12万吨/日。3 厂址： 该水处理厂设在该区西北部。占地待初步设计上报批准后确定。厂址地域地形平坦，南高北低，有约0.01的坡度，标高为14.20米。4 源水水质： 源水为邱庄水库水。 夏季：最高水温300C，浊度63080NTU，SS最高为1600mg/L。 冬季：最低水温30 C，浊度1602.5NT

8、U。5 水渠设计水位：最高水位：11.2m 。 最低水位：9.3m。水库岸边较缓。6 水厂地质条件：水厂位于该区西北部。地形平坦，地表层为0.35m的耕土。其下为8.4m的粘土，以下是石灰岩。7 取水泵房地质条件：表层0.35m的耕土，8.8m的粘土，以下是基岩。 8气象条件：该区域全年主导风向为西北风。冬季最低气温:-25度。冰冻深度:720mm。三 设计范围：1.水处理厂工艺设计。2.水处理厂工艺的施工图设计。四 设计要求：1.水处理厂的工艺设计计算及施工图设计。(1). 确定取水泵房，即泵房的工艺设计；进行输水管线的设计。(2). 确定水厂净水方案，并进行技术经济的论证。（要求最少作两个

9、方案，经比较后确定一个方案。不做详细技术经济比较）(3). 净水构筑物设计计算及施工图。(4). 净水厂平面布置设计。 (5). 净水厂高程布置设计。(6). 净水厂排水系统设计。（仅雨水系统）(7). 净水厂给水系统设计。2.编写设计说明书（包括计算书）。五. 毕业设计成果要求：1、设计说明书：80120页。 2、电源：根据规范要求为双电源。 3、图纸数量： 1012 A1张。并要求每人最少有两张手绘图;最少有两张计算机绘图。 4、编写英文毕业设计简介。两页以上。5、说明书中必须有计算机设计内容。有程序框图；程序；计算结果。6、参考资料目录：设计资料：给排水设计手册111册；水工业设计手册1

10、4册；给排水数据手册；室外给水设计规范；建筑制图标准。实习收集的技术资料。 参考资料索引；英文参考资料；及英文参考资料译文（不少于10万英文字符的英译汉或5000汉字的汉译英）。7、设计说明书的编写：数据、公式要有出处。注明：书名、页数、公式号、数表号、行、列、等。8、设计时间：18周。1.2各个构筑物工艺概况1.2.1混合工艺水厂处理的水源水多为厂址附近的地表水，包括河流、湖泊和水库水等，水中含有大量的胶体粒子和微小的悬浮物。直接进行沉淀、过滤，则这些胶体和悬浮物很难得到去除。因此水厂在水处理工艺过程中，首先要向水中加入混凝剂，使之与水中的杂质微粒进行混合，目的是为了改变水中胶体、粘土、细菌

11、等悬浮固体的存在性质和状态，凝聚形成较大的絮凝体，以便在后序工艺中沉淀去除。这也是近代水质净化处理的首要环节。混合是絮凝的基础，要求快速剧烈的混合，以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。80年代中后期陆续出现了多种混合设备，有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。目前工业上常见的混合设备为；机械混合池，管式混合等。本设计采用机械混合器。1.2.2絮凝过程药剂投于原水中，经混合设备混合后，通过电性中和、吸附架桥等作用使水中的胶体相互聚集，在絮凝设备中形成肉眼可见的大的密实絮凝体。混凝阶段的主要任务是，创造适当的水力条件，使药剂和

12、水混合后所产生的微絮凝体，在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，它应该具有足够大的粒度，密度和强度；并为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉淀分离创造良好的条件。目前工程上常用的反应池有隔板式反应池、折板反应池以及机械反应池等。本设计采用机械絮凝池。1.2.3沉淀过程给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下，悬浮固体从水中分离的过程，原水经过投药，混合与反应过程，水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来，以完成澄清的作用，混凝沉淀后出水浊度一般在10度以下。目前工艺上常见的的沉淀构筑物为：平流沉淀池、斜管（斜板）沉淀池等。本设计采用斜管沉淀池。 1.2.4过滤过程水厂流程中，通过絮凝沉

13、淀后的水还要经过滤池的过滤。滤池通常置于沉淀池之后，以石英砂等粒状滤层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清。滤池一般要定期的反冲洗滤料，使滤料保持高效的过滤能力。目前工业上常见的滤池有：普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池、V型滤池等。本设计采用普通快滤池。1.2.5吸附过程经过过滤之后的水还要经过吸附池的吸附。由于水源上有有农田和村庄，水中含有农药和洗涤剂等物质，活性炭可以有效的去除这类物质。1.2.6清水输送过程经过处理后的清水储存在清水池中，在通过泵房将清水池中的清水输送给城市管网。1.3方案比较与设计计算给水处理工艺流程以及各个环节构筑物的比较选择见本设计第二章给水厂设计方案论证；各个环节中构

14、筑物的结构尺寸计算设计见本设计第三章构筑物设计计算说明书。第二章 给水厂设计方案论证2.1方案比较原则1 水源水质：原水为低温低浊水，经过常规处理可以达到生活饮用水卫生标准规定，可供生活饮用和工业用水需求。2 出水水质：符合我国生活饮用水卫生标准（GB5749-85）和工业用水要求。3 废水回收：沉淀池的排泥水和反冲洗水经过简单处理后返回配水井进行合理利用，节省水资源。4 污泥处理：污泥处理后外运。2.2处理工艺流程选择给水工艺选择的原则是针对当地源水水质特点以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质。城镇水厂净水处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净

15、化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求： 水中不得含有病原微生物。 水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。 水的感官性状良好。在进行给水工艺选择的时候，必需充分掌握以下资料：1 原水水质的历史资料：就地表水而言，丰水期和枯水期的水质，表层与深层水质都要加以分析比较。2 污染物的形成及发展趋势：对产生污染物的原因进行分析，寻找污染源。对潜在的污染影响和今后的发展应该做出分析和判断。3 出水水质的要求：必须符合国家规定的水质要求。在确定水质目标的同时，还应该结合今后水质可能的提高做出相应规划考虑。4 当地或者类似水源净水厂的实践：当地已有给水处理厂，其处理效果是对所

16、采用的给水工艺最可靠的验证，也是选择给水工艺的重要参考内容。5 操作人员的经验和管理水平。6 场地的建设条件：不同的处理工艺对于占地或地基承载等会有不同的要求，因此在工艺选择时还应结合场地可能提供的条件进行综合考虑，还应当充分注意当地的气候条件。7 今后发展的可能：选择的工艺要求对今后的发展具有较大的适应性。8 经济条件：工艺的选择必须结合当地的经济条件进行综合考虑，达到最经济水质最好的最终效果。下表是【给水排水设计手册第三册城镇给水（p437）】一般水源净水工艺流程以上原则为基础，通过原始资料分析，进行工艺流程的选择。初步拟定以下两种水处理工艺，具体工艺流程如图：方案一：方案二：2.2.1混

17、合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混凝药剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器、跌水混合器等。所选方案混合方式有管式混合和机械混合等，混合方式的比较见下表：表2-1混合设备优缺点比较混合设备优缺点比较适用条件 静态混合器优点：1）设备简单，维护管理方便2）不需土建构筑物3）在设计流量范围内，混合效果较好4）不需外加动力设备缺点：1）运

18、行水量变化影响效果2）水头损失较大3）混合器构造较复杂适用于水量变化不大的各种规模的水厂机械混合池优点：1）混合效果好2）水头损失较小3）混合效果基本不受水量变化影响缺点：1）需要消耗动能2）维护管理复杂3）需建混合池适用于各种规模的水厂，特别当重力流进水水头有富裕时根据以上两种混合池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用机械混合池。2.2.2反应絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。工程上常采用的反应池有隔

19、板式絮凝池、涡流絮凝池、机械絮凝池、折板絮凝池、栅条絮凝池等。结合工程实践和本水厂设计资料等因素，对本水厂拟采用的两套工艺流程中的反应池进行比较如下表：表2-2反应絮凝池优缺点比较反应絮凝池形式优缺点比较适用条件机械絮凝池优点：1）絮凝效果好 2）水头损失小3）可适应水质和水量的变化缺点：需机械设备和经常维修大小水量均适用，并使用水量变化较大的水厂折板絮凝池优点：1）絮凝效果好2）絮凝时间短缺点：1）构造较复杂2）水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂根据以上两种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用机械絮凝池。2.2.3沉淀池原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，

20、要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。沉淀工艺是指在重力作用下悬浮固体从水中分离的过程。按沉淀池的水流方向可分为竖流式、平流式和辐流式；按截除颗粒沉降距离不同，沉淀池可分为一般沉淀和浅层沉淀。结合工程实践和本水厂设计资料等因素，对本水厂拟采用的两套工艺流程中的沉淀池进行比较如下表：表2-3沉淀池优缺点比较沉淀池形式优缺点比较适用条件平流沉淀池优点：1）操作管理方便，施工较简单2）造价较低3）对原水浊度适应性强，处理效果稳定4）带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点：1）占地面积大2）不采用机械排泥设备时，排泥较困难3）需危害进行排泥设备一般用于大中型净水厂斜管沉淀池优点：1）沉淀效率高，沉淀效果好

21、2）池体占地面积小缺点：1）斜管费用较高，老化需更换3）对原水浊度适应性较平流池差2）维护管理不方便1）可用于各种规模水厂2）宜用于改建和扩建3）适用于需保温的低温地区4）单池处理水量不宜过大设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。2.2.4滤池在常规水处理中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。滤池通常置于沉淀池或澄清池之后，进水浊度一般在10度以下。滤池过滤的功效不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中

22、有机物、细菌等将随水的浊度降低而大部分除去，残留的部分在失去浑浊物的保护或依附时，在滤后消毒过程中也将容易被灭杀，为滤后消毒创造了良好条件。滤池形式有多种，常见的有普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池、V型滤池等。对本水厂拟采用的两套工艺流程中的滤池进行比较如下表：表2-4滤池优缺点比较滤池形式优缺点比较综合对比比较普通快滤池优点：1）采用砂滤料，材料易得，价格便宜2）有成熟的运转经验，采用降速过滤，水质较好3）采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中4）可采用降速过滤，水质较好缺点：1）阀门多，检修工作量较多2）.必须设有全套冲洗设备1）普通快滤池可适用于大中小型水厂，2）单池面积一般不宜

23、大于100m2。3）有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备V型滤池优点：1）运行稳妥可靠2）采用砂滤料，材料易得3）滤床含污量大，周期长，滤速高，水质好4）具有气水和水表面扫洗，冲洗效果好缺点：1）配套设备多，如鼓风机等2)土建较复杂，池深比普通快滤池深1）V型滤池适用于大中型水厂2）单池面积可达150 m2。普通快滤池适用范围广，而V型滤池的构造复杂，设备较多，维护较复杂。综合以上材料本设计采用的过滤构筑物为：普通快滤池。2.2.5吸附池由于水源上有有农田和村庄，水中含有农药和洗涤剂等物质，活性炭可以有效的去除这类物质。活性炭吸附池是利用活性炭的吸附作用可有效地去除水的臭味、天然和合成溶解有

24、机物、微污染物等，故在滤池后加上活性炭吸附池。综合以上材料分析，从水源出来的水，经泵站输送到净水厂，进行水处理，根据供水规模和水源特点，最后经过技术、经济综合比较后，最终确定本水厂采用工艺流程方案一：具体各个构筑物的设计计算见第三章构筑物设计计算说明书。第三章 净水厂构筑物设计计算3.1设计水量的确定本给水厂设计规模为产水量12万吨/日，设计为一期工程， 水厂自用水量系指水厂内沉淀池或澄清池的排泥水、溶解药剂所需水、滤池冲洗水以及各种净化构筑物的清洗用水以及水厂生活自用水等。根据我国各地水厂经验，一般自用水率为5%10%，下限用于原水水质较清，处理方法较简单，排泥不频繁的水厂，上限用于原水较浑

25、，处理方法复杂和排泥频繁的水厂。则，水厂的设计处理水量为：Qh=a*Qd =(1+5%)=12.6/d=5250/h=1.46/s=1460L/s3.2配水井设计计算净水厂内反应沉淀处理工艺分为两组，每组设计分为两组，每组设计两座构筑物，设计一座配水井。原水从一级泵站输送到给水厂，直接进入配水井，用以增加原水水头和配水。配水井水力停留时间设为2min。设计流量：则配水井得有效容积为：表面尺寸取：BL=4m6m=24有效水深：H=87.6/24m=3.65，取H=4m ，超高0.5m，则井深4.5m配水井出水处设溢流堰，采用渠道与混合池连接，渠宽b=1.0m，流速取v=1.0m/s，则有效水深h

26、=/bv=0.73m，取1.0m，超高部分区0.3m，渠道深=1.0m+0.3m=1.3m设DN=1200mm溢流管，溢流水位6m，放空管DN=600mm。3.3加药及混合反应设计计算3.3.1混凝剂的选择和投加关于药剂的种类选择及最佳投药量的确定，目前尚不能用统一公式计算确定。由于各地区水源水质情况不同，即使浑浊度相同的两个水样，也往往会因为造浑物质的成分、性质及影响因素不同，而使混凝效果相差很大。应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。给水处理中常用凝聚剂见下表【给水排水设计手册第三册城镇给水（p441）】混凝剂选用:碱式氯化铝Aln(

27、OH)mCL3n-m简写PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为61.3mg/l。其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH值适用范围宽（可在PH=59的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。因此，一般药剂的选用通过试验确定，也可采用条件相似的已有水厂运行数据。在现行水厂中选择地理条件类似的水厂进行参考，如下：1、沈阳市李

28、巴彦净水厂，产水量为40万/d，浊度为最高201NTU，平均7.9NTU，PAC量为50-150mg/L(以固体记)；2、石家庄市润石净水厂，产水量为30万/d，浊度为平均10NTU，PAC量为30mg/L；3、合肥市第五净水厂，产水量为50万/d，浊度为最高120NTU,平均45NTU，最低19.1NTU，PAC量为130mg/L。本设计絮凝剂选用PAC（碱式氯化铝），由上述资料并参考设计手册相关规定，可确定凝聚剂（碱式氯化铝）最高投加量a=60.0mg/L 2，含量 ，每天调剂次数为n=2次。3.3.2投药系统布置3.3.2.1投药方法常用药剂投加方法有干投法和湿投法两种，本设计中采用目前

29、国内普遍采用的湿投法。3.3.2.2投药方式投加方式本设计中采用计量泵压力加投。3.3.2.3药剂的调制及投加设备的选择1、调制方法：水力调制。2、调制计算：（1）溶液池容积3=uQ/(417bn) （31）【给水排水设计手册第三册p455式7-3】式中 Q处理水量（/h）；5250/h u混凝剂最大投量（mg/L），取60 mg/L； b溶液浓度（），一般520，取10； n每日调制次数，一般不宜超过3次，取2次。=60×5250/（417×10×2）37.77 取=38溶液池分三个格，二用一备，交替使用，每格有效容积为19。设计尺寸：L×B×

30、;H=3m×3m×2.5m，其中有效高度2.11m，超高0.39m。（2）溶解池容积4=(0.20.3) （32）【给水排水设计手册第三册p455式7-4】取=0.3所以0.3×3811.4同是二用一备，交替使用，每格有效容积为5.7。设计尺寸：L×B×H=2m×2m×1.7m，其中有效高度1.425m，超高0.275m。溶解池置于地面上，池底与溶液池顶相平，溶解后的药液依靠重力流入溶液池内，溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。（3）计量泵选择计量泵加药量：Q=38×2/24/h=3.17/h选六台活塞式隔

31、膜计量泵，四用两备，单泵流量Q=538l/h。（4）溶解池和溶液池的材料溶解池和溶液池都采用防腐材料，选用钢筋混凝土，内衬以聚氯乙烯板5。3、调制设备：采用机械搅拌，采用中固定式桨板式搅拌机。桨直径 750mm，桨板深度 1400mm，质量 200kg。 4、湿投法混凝处理工艺流程如下图3.3.2.4加药间及药库1、加药间各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两个冲洗地坪水龙头（DN25mm）。为便于冲洗水集流，取坡度0.005，并坡向集水坑。加药间尺寸：L×B =15m×15m2、药库A药库布置规范：(1)药库固定储备量视当

32、地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的1330d计算。(2)药库宜与加药间合并布置。(3)混凝剂堆放高度一般采用1.52.0m，有吊运设备时可适当增加。(4)药库面积根据储存量和堆高计算确定，并留有1.5m左右宽的通道，以及卸货的位置。(5)药库层高一般不小于4m，当设有起吊设备时应通过计算确定。(6)应有良好的通风条件，并防止药剂受潮。B药剂按最大投加量的30d用量储存。PAC所占体积； （33） 其中30天PAC用量（t） PAC投加量（mg/L），取60mg/L Q处理水量（m3/d），取/d那么：PAC的相对密度：1.62，通道系数采用1+0.15=1.15，堆放空隙率采用0.2

33、则储存药体积：()设堆放高度为1.5m, 占地面积：193.2/1.5=128.8在仓库里设有磅秤，尽可能考虑器材运输方便，并留下1.5m宽的通道。药库尺寸：L×B =12×15注：本设计采用加药间与药库合并建造。3.3.3混合工艺设计计算在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。本设计混合工艺采用机械混合池，采用两组机械混合池，与絮凝池合建在室内。l 投药后管道内的水头损失不小

34、于0.3 0.4m ；l 管道内流速为1.21.5 m/s ；l 一般混合时间为10 60s ；l 药剂投入水厂进水管中。1设计参数池数n=4，单池设计流量：混合时间T=60s2、设计计算1）单池容积 【给水排水设计手册第三册p475式7-11】混合池采用正方形：BL=3m3m则有效水深：取超高，则池总高H=2.8m。2）机械混合池的桨板尺寸。桨板外缘直径，桨板宽度b=0.2m，桨板长度l=0.5m，搅拌器距池底，取=0.3m； H/B=2.43/3=0.81/1.2，则搅拌器设单层。3）垂直轴转速。桨板外缘线速度采用v=3.0m/s（3-4）【给水排水设计手册第三册p476式7-14】4）桨

35、板旋转角速度： （35）5）桨板转动时消耗功率： （36）【给水排水设计手册第三册p476式7-18】式中：所以：=1.20kw6）电动机功率N： 桨板转动时机械总效率，传动效率所以： （37）7）选用设备搅拌机选用型号ZJ700，额定功率5.5kw，转速85rad/s，唐山市通用环保机械有限公司生产。电动机选用型号Y1004（小型三相笼式异步电动机），额定功率2.2kw，满载转速1420r/min，石家庄市电机二厂生产。计算中搅拌器有关参数选用【给水排水设计手册第三册城镇给水（p474）】3.4絮凝反应设计计算经过与药剂充分混合的原水，进入絮凝池进行反应，按照混凝理论，反应中主要起絮凝作用，

36、故反应池应称为絮凝池。絮凝池型可分为水力和机械兩大类，前者简单，但不能适应流量变化，后者能进行调节，适应水量变化，反应效果好，节省药剂，水头损失小，但需经常养护维修。由于处理水量较大，本设计采用配有变频调速电动机的水平轴式等径叶轮机械搅拌絮凝池。3.4.1絮凝工艺设计计算3.4.1.1设计要点1、絮凝池流速一般按由大到小设计，在较大的反应流速下，使水中的胶体颗粒发生充分的碰撞，吸附在较小的颗粒上，使胶体颗粒能结成较大的絮粒，以便于在沉淀池中去除。2、为了确保沉淀池的沉淀效果，要有足够的沉淀时间，一般在1030分钟，并控制反应速度，使其平均速度梯度为1075秒-1，使GT值达104105，以确保

37、反应过程的充分与完善。低浊、低碱水宜采用较大的T值，粗分杂散杂质含量高的水，宜采用较大的G值。3、絮凝池一般与沉淀池合建，避免已形成的絮粒在水流经过连接管时被打碎，如需分建，则连接管中的流速应小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水头跌落4、为使絮粒不至于被破坏或沉淀，反应池入口的速度必须加以控制。3.4.1.2设计计算已知设计流量为5250m3/h，采用2座反应池，每座设计流量2625m3/h。计算中机械絮凝池计算公式和数据选用【给水排水设计手册第三册城镇给水（p474）】如下表：(1)絮凝池尺寸：絮凝反应时间取20min，一座絮凝池有效容积为：WQT/60 =2625×20/6

38、0875m3 （38）根据水厂高程系统布置，设絮凝池水深H为4m，取超高0.3m：絮凝池设置三排搅拌器。则池长度：m （39）取L=16池子宽度： （310）取B=14m每排采用三个搅拌器，每个搅拌器长：l=(144×0.5)/3=4.0m （311）其中0.5搅拌器间的净距和其离壁的距离（m）外缘直径：D=42×0.4=3.2m ,式中0.4搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离（m）。每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用0.2m，S=4×0.2×4×3=9.6。占水流面积4×14=56的17.14%，足小于25%的要求。(2)每个搅

39、拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率： 叶轮桨板中心点线速度采用：v1=0.5m/s, v2=0.4/s, v3=0.3/s叶轮桨板中心旋转直径:D0=3.20.2=3m （312叶轮转数及角速度分别为：n=60v1/(3.14×D0) （313）10.1n （314）第一排：n1=60v1/(3.14×D0)=60×0.5/(3.14×3)=3.18r/min，10.1n=0.318 rad/s第二排：n2=60v2/(3.14×D0)=60×0.4/(3.14×3)=2.54r/min，10.1n=0.254 rad/s第三

40、排：n3=60v3/(3.14×D0)=60×0.3/(3.14×3)=2.28r/min，10.1n=0.228 rad/s浆板宽长比b/l=0.2/4=0.05<1,查阻力系数表，得阻力系数为1.10则： （315）浆板旋转时克服水的阻力所耗功率为：N11=ykl3（r24-r14）/408 （316）第一格外功率：N1=ykl3（r24-r14）/408=4×56×4×0.3183(1.64-1.44)/408=0.192kw用同样的方法可以求出：N2=0.098 kw， N3=0.041 kw搅拌机型号选WFJ300，（

41、，）设三台搅拌设备合用一台电动机，则絮凝池所耗总功率为：N=N1+N2+N3=0.269+0.091+0.017=0.375 kw电动机功率为：N01=0.192×3=0.576kwN02=0.098×3=0.294kwN03=0.041×3=0.123kw设三台搅拌设备合用一台电动机，则絮凝池所耗总功率为：N=N1+N2+N3=0.576+0.294+0.123=0.993 kw电动机功率： (kw) （317）式中：搅拌器机械总效率，采用0.75；传动效率，为0.60.95，采用0.7。功率： （3）核算平均速度梯度G值及GT值(按水温20计，102×

42、;10-6（kg.s/m2)G1=（102×N01/1）1/2 （318）第一排：G1=（102×N01/1）1/2102×0.576×106/（102×875/3）1/244（s-1）第二排：G2=（102×N02/2）1/2102×0.294×106/（102×875/3）1/232（s-1）第三排：G3=（102×N03/3）1/2102×0.123×106/（102×875/3）1/221（s-1）反应池平均速度梯度：G=（102×N0/）1/21

43、02×0.993×106/（102×875）1/234（s-1）GT34×20×60690004.08×104经核算，G值和GT值均较合适。水平轴式絮凝池平面布置如下图所示。3.4.2絮凝池排泥絮凝池每格设一根排泥管，每排设一根排泥支干管收集三个格的污泥，共8 支排泥支干管，排泥支干管最后汇集于排泥干管。排泥支管、排泥支干管管径均取DN200；排泥干管管径取DN300 。3.5沉淀池设计计算给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下，悬浮固体从水中分离的过程，原水经过投药，混合与反应过程，水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体，要在沉淀池中分离出

44、来，以完成澄清的作用，混凝沉淀后出水浊度一般在10度以下斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池。3.5.1沉淀设施的设计3.5.1.1设计数据沉淀池分为两组 每组的设计流量为： （318）斜管沉淀区液面负荷室外给水设计规范（GB 500132006）q=59,取q=2.5mm/s采用蜂窝六边形塑料斜管，板厚0.5mm，内切圆直径d=35mm，斜管水平倾角=60°（聚丙烯，乙丙共聚塑料），尺寸为L×B×H=1000

45、5;1000×1000（mm）,块重38，武汉市塑料十一厂生产。3.5.1.2设计计算【所有公式和数据参考给水排水设计手册第三册p531计算例题】（1）沉淀池清水区面积 （319）式中 斜管沉淀池的表面积，表面负荷， 设计中取q=2.5mm/s所以：考虑到沉淀池于絮凝池合建，池宽采用B=14m,则沉淀池的长度：增加0.5m无效长度面积，斜管结构系数为1.03则池总面积 式中，为斜管结构系数设计中取为池的总长度L=307.8/14=21.99m，取22m。（2）沉淀池总高度： （320）式中 沉淀池总高度（）；超高（）； 清水区高度（）； 斜管区高度（），斜管长度为，安装倾角，则，取0

46、.9m； 配水区高度（）；设计中取：则池子总高度：（3）沉淀池进水设计：沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积 （321）式中 孔口总面积（）孔口流速（），设计中取每个孔口的尺寸定为，则孔口数为406个。穿孔墙布于配水区1.7m的范围内，孔分四层，每层102个。（4）沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，沿池长方向布置8条。集水槽中心距：槽中流量：考虑到池子的超载系数为20%，故每个槽中流量：每条槽宽：,便于施工取b=0.4m。为了保证自由出流，堰口位于槽内水面上0.07m,槽起端高取0.15m。采用双侧布水孔，孔径为25mm。则单孔流量： （322）式中w单孔口面积（），w=0.00049堰

47、口上的水头，取0.05mg重力加速度，9.81所以：则每个槽上开口数：个，两侧各开150个，开口中心距离：。孔口流速：则集水槽有效水深：=0.5m则集水槽总高度：集水渠起端水流截面积为正方形渠的宽度：，便于施工取0.8m。设集水总渠流速v=0.8m/s，则集水渠水深：则集水渠总高度：，取2.5m。出水管采用DN=650mm（5）沉淀池排泥系统设计各种排泥方法比较【给水排水设计手册第三册城镇给水（p536）】本设计采用机械排泥，根据沉淀池宽，采用轨距为18m的型虹吸式机械吸泥机，行车行走速度为1m/min。吸泥机总体结构如下图：沉淀池外壁设集泥槽，总长为20m，槽宽为1200mm，槽高800 m

48、m。池内放空管采用DN=400mm。（6）斜管沉淀池计算草图根据上面计算结果，绘制斜管沉淀池示意图，如下图所示。（7）核算雷诺数Re斜管内的水流速度为：v= （323）式中： v斜管内水流速度（m/s）； 斜管安装倾角，一般采用60°75°。设计中取=60° v=0.0028m/s=0.28cm/s水力半径：R=d/4=35/4mm=8.75mm=0.875cm雷诺数：Re= （324） 式中：R水力半径（cm），R=0.875cmV水的运动黏度（cm/s）。设计中当水温t=20时，水的运动黏度v=0.01cm/s Re=24.5500，满足设计要求。弗劳德数F：

49、F=9.1×10 （325）F介于0.0010.00001之间，满足设计要求。 管中的沉淀时间：T = （326）式中：l斜管长度（m）。设计中取l=1.0mT = =357s=6min基本上满足要求（一般在210min之间）。3.5.2污泥处理构筑物设计污泥处理对象主要是滤池的冲洗废水和沉淀池的排泥水，其成分一般为原水中的悬浮物和部分溶解物质以及净水过程中投加的各种药剂。排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水以及泥饼处置等工序，其流程如下图：排泥水处理工艺的选择主要取决于水厂的净水工艺和运行方式，以及水源水质和泥饼的最终处理。本设计采用的工艺流程如下图所示。1干污泥量估算给水

50、处理中产生的污泥主要成分是原水中的悬浮物，部分溶解物质以及絮凝剂形成的絮凝体。干污泥量的估算是确定污泥处理工艺的规模和投资的重要依据。本工程净水厂污泥量估算采用给水排水手册第三册一书中提供的污泥含量公式进行计算，即： （327）式中：Q 处理水量，12.6/d G 干污泥含量，mg/L S1 去除的原水中的悬浮固体量，mg/L，为400mg/LS2 沉淀过后的水中的悬浮固体量，mg/L，取10 mg/L2污泥的设计流量根据经验，沉淀池排泥含固率一般为2%3%，则排放污泥的流量为： （328） 所以：3构筑物的设计（1）污泥调节池设计污泥调节池的设置用以将沉淀池的间歇式排泥进行调节，使其均匀的输

51、送到污泥浓缩池进行浓缩处理。污泥调节池的容积一般根据沉淀池排泥的制度而定。沉淀池的排泥水收集主要由穿孔排泥管排出，在重力的作用下流向污泥调节池，经设计，沉淀池排泥管排泥约1200m3/d，平均50 m3/h。考虑一定的富裕量，设计按每12个小时排一次，取污泥的有效调节容积为600 m3，则污泥调节池设置4座，每座直径为7m，有效水深为3.5m，取超高为0.5m，则池深度为4.0m。池内部设置一台搅拌机防止污泥沉淀，污泥调节池的出水选用3台潜水泵进行提升，（2用1备）。潜水泵的型号为QW120-10-5.。污泥调节池内设置一台液位仪，控制搅拌机的开关，信号传送到总PLC控制室。潜水泵出口安装电磁

52、流量计。排泥管采用DN200的钢筋混凝土管，流速为1.118m/s。调节池平面布置图如下图（2）污泥浓缩池设计污泥处理中产生的污泥含水率很高，体积大，不利于后续处理：而污泥浓缩是最经济、最有效的减容方法。污泥浓缩常用方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法，本设计采用重力浓缩法，此方法有构筑物构造简单，操作方便；动力消耗小，运行费用低，储存污泥能力强等优点。相关设计计算如下：.重力浓缩池总面积A： （329）式中 ：A 浓缩池总面积，m2；Q 污泥量，m3/d；C 污泥固体浓度，kg/L，C=16.1 g/L=16.1kg/m3G 浓缩池污泥固体通量，kg/(m2·d)，当为初次沉淀池污泥时污泥固体通量宜采用80120 kg/(m2·d)。本设计G值取100 kg/(m2·d)则浓缩池总面积A： （330）. 单池面积：共设计建造2个污泥浓缩池，每池的面积：A= A/2 =200/2 =100（m2）. 浓缩池直径： （331）. 浓缩池工作部分高度： （332）式中：h1 浓