【《二级混凝沉淀处理工艺的的供水工程水处理系统设计》16000字】

=目录TOC\o"1-3"\h\u8028二级混凝沉淀处理工艺的的供水工程水处理系统设计 151811.1配水井 265101.1.1概述及设计参数 2205611.1.2设计计算 2170171.2药剂投配设备 3104901.2.1概述及设计参数 3312861.2.2设计计算 413341.3管式静态混合器 83291.3.1概述及基本设计参数 8108271.3.2设计计算 9149221.4第一级网格絮凝池 93021.1.1概述及设计参数 9164011.1.2第一级网格絮凝池设计计算 982341.5第一级斜管沉淀池 14254141.5.1概述及设计参数 146821.6第二级网格絮凝池 17290611.6.1概述及设计参数 17267021.6.2第二级网格絮凝池设计计算 17313841.7第二级斜管沉淀池 23239901.7.1概述及设计参数 23114161.7.2第二级斜管沉淀池设计计算 23175811.8普通快滤池 26260951.8.1概述及设计参数 2678281.8.2设计计算 26216511.9消毒工艺 30131201.9.1概述及设计参数 30296811.9.2设计计算 30162921.10应急处理 3318921.11清水池 33294461.11.1尺寸设计 33238531.11.2配管及布置设计 34303441.12二泵站 35179771.12.1概述 35231151.13污泥系统 36208161.13.1概述 36236841.13.2设计计算 361.1配水井1.1.1概述及设计参数该水厂设置2组构筑物，并联运行且配水均匀，采用1个格栅配水井，按远期规模建造，设计规模为31500m3/d，。1.1.2设计计算1.配水井总有效容积W=87.5m3水厂设计生产规模Q=31500m3/d=1312m3/h配水井中的停留时间T=1.0min。2.进水管及出水管管径确定进入水厂配水井前泵站的两条DN300的钢管合成一条DN600的进水管，其流量为0.364m3/s，流速为1.25m/s。（近期时流速为1.03m/s）每个后续处理构筑物的分配流量为q=0.182m3/s，查水力计算表(给水钢管)可知，取配水管（出水管）管径为DN450，流速v=1.10m/s。（近期时流速为v=0.91m/s）3.出水溢流堰设计进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗，再由管道接入2座后续处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为：q=1312/2=656m3/h=0.182m3/s=182L/s一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，故本设计采用矩形薄壁堰，堰高h取0.1m。（1）堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为q=0.182m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰。矩形堰的流量公式为：q式中：𝑞—矩形堰的流量，0.182𝑚3/𝑠；𝑚—流量系数，初步设计时采用𝑚=0.42；𝑏—堰宽，𝑚，取堰宽𝑏=1.9(同井宽)𝑚；𝐻—堰上水头，𝑚。故：H取堰上水头为0.2m2）堰顶宽度𝐵取B=0.05m，该堰属于矩形薄壁堰。1.溢流管与排泥管配水井设置一根溢流管，溢流管的管径为DN600。配水井采用重力排泥，排泥管兼有排泥和放空的作用。设配水井放空时间t=0.5h，放空流量=48.6L/s。选用管径DN250，放空流速为0.97m/s，i=0.63%5.配水井尺寸确定配水井采用矩形设计，设置三格，每个取平面为正方形，尺寸为1.9m×1.9m。故配水井内有效水深为：H本设计为重力斗底排泥，两侧共设置两个排泥斗，排泥斗斗角取为45°，下底边长0.9m，上底边长1.9m，H斗=0.5m，同时考虑0.3m的保护高度，配水井的高度=H配=5.6m1.2药剂投配设备1.2.1概述及设计参数药剂投配系统的设计包括混凝药剂的储存设施、溶解池、溶液池、搅拌装置、药剂投加设备的等方面。本设计采用液体投加的方式投加混凝剂，溶解池设置机械搅拌装置，将混凝药剂溶解后，经计量泵输送至溶液池中，同时用自来水将其稀释至一定浓度后以备投加。加药间及药库按水厂远期规模设计（洪水高浊度季节）。设计流量：31500𝑚3/𝑑=1312𝑚3/h=0.364𝑚3/s关于混凝剂种类的选择以及最佳投药量的确定应通过实验确定，本设计参照茂县的情况。非洪水高浊度季节选用液态聚合氯化铝为混凝剂，原液浓度为12%，药液投加浓度也取12%，最大投加量为30mg/L，平均投加量为15mg/L。当原水浊度超高时，第一级混凝选用聚丙烯酰胺（PAM），第二级选用PAC。投加量分别为：聚丙烯酰胺最大投加量为2mg／L，平均1.5mg／L；PAC最大投加量为30mg/L，平均投加量为20mg/L。设备及构筑物按照高浊度时设计，均采用湿投法，湿投法混凝处理工艺流程，详见下图。图4-1湿投法混凝处理工艺流程示意图1.2.2设计计算1.PAC加药部分(1)溶液池溶液池容积W1=3.93m3远期处理的水量为1312m³/h；混凝剂的最大投加量，30mg/L；溶液浓度，一般为5%~15%，本设计取12%（按商品固体重量计）；每日调制次数，一般不超过3次，这里取每日调制两次。按照设计要求，溶液池的数量不得少于两个，本设计按两个溶液池进行设计计算。溶液池按两个设计，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，边长为1.7m，取有效水深为1.36m，考虑超高为0.34m，则溶液池尺寸为L×B×H＝1.7m×1.7m×1.7m。池子建为半地下式，池顶离地面高0.9m，近期根据实际情况使用。原液池采用钢筋混凝土池体，池旁设工作台，宽1.0m，池底坡度为0.03。加药管：由溶解池加至溶液池的加药管管径选取DN63的ABS管。自来水进水管：取放水时间为30min，即自来水进水管流量=6.92m3/h，选取DN63的PE管作为自来水进水管，v=1.16m/s（2）溶解池1）溶解池容积W2=1.0m3溶解池有效水深取1m，考虑超高为0.4m。溶解池设2个，交替使用，则溶解池单池尺寸为L×B×H＝1.0m×1.0m×1.4m，池子建为半地下式。溶解池池体材料采用钢筋混凝土，其内壁涂衬环氧玻璃钢作防腐层，池底坡度取2.5%。2）提升装置此设计中药剂提升装置选取耐腐蚀泵，根据规范选取型号为KQWHD65-100的耐腐蚀离心泵，流量为（2.08～3.47～1.17）L/s，扬程为（3.5～3～2.5）m，转速为1480r/min，电机功率为0.55KW，进出口直径为DN65。3）加药管根据药剂提升泵的进出口加药管采用管径为DN70的ABS管。4）放空管放空管也用作排渣管。选取DN150的UPVC管作为溶解池的放空管兼排渣管。5）自来水管溶解池的自来水管外考虑10min放满，则流量q=1.67L/s，选取DN40的PE管，流速为1.329m/s，沿地面接入溶解池。6）搅拌装置为保证药液浓度均匀，采用机械搅拌，每池设ZJ-700型折桨式搅拌机一台，功率为3KW,转速为85r/min。（3）投药管投药管流量q=0.091L/s选用投药管管径d=20mm，选择相应的管材为ABS管。（4）计量泵加药方式采用计量泵投加，设置了两个相同的溶液池交替使用，两台相同的计量泵用于投药，每台工作12h。计量泵每小时投加药量q=330L/h选用三台计量泵，两用一备。选用KQJZ(M)-400/0.8型计量泵，单台的额定流量为400L/h，排出压力0.8MPa，泵速123r/min，电机功率0.75KW。（5）药剂堆放1.聚合氯化铝袋数N=709袋处理的水量，1312m3/h；混凝剂的最大投加量，30mg/L；药剂储存期，t=30d；每袋质量W=40kg。2.有效堆放面积A=23.6m2堆放孔隙率，袋堆时e=20%。药剂的堆放高度，H=1.5m；每袋的体积，V=0.5×0.4×0.2(m3)。2.PAM加药部分（1）溶液池高浊度水处理应采用固体含量为90％、二次水解的白色或微黄色颗粒或粉末状聚丙烯酰胺产品，使用时应先经(20～40)目格网筛分散均匀，投入药剂搅拌池(罐)中加水快速搅拌60min～90min即可注入药剂溶液池(罐)中，配制成浓度为1％～2％的溶液，本设计配置为2.0%的溶液，其中溶液池容积W1=3.15m3远期处理水量，1312m3/h；混凝剂的最大投加量，2mg/L；溶液浓度，本设计取2.0%；每日调制次数，一般不超过3次，这里取1次。溶液池按两个设计，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，边长为1.6m，取有效水深为1.23m，考虑超高为0.37m，溶液池尺寸为L×B×H＝1.6m×1.6m×1.6m。池子建为半地下式，池顶离地面高1.0m，近期根据实际情况使用。原液池采用钢筋混凝土池体，池旁设工作台，宽1.0m，池底坡度为0.03。加药管：由溶解池加至溶液池的加药管管径选取DN50的ABS管。放空管：放空管兼做排渣管，设溶液池放空时间为10min。选取DN100的放空排渣管，管材为UPVC管。自来水进水管：放水时间为30min，自来水进水管流量=6.18m3/h，选取DN50的PE管作为自来水进水管，v=1.02m/s（2）溶解池1）溶解池容积W2=0.8m3溶解池有效水深取0.8m，考虑超高为0.4m。溶解池设2个，交替使用，则溶解池单池尺寸为L×B×H＝1.0m×1.0m×1.4m，池子建为半地下式。溶解池池体材料采用钢筋混凝土，其内壁涂衬环氧玻璃钢作防腐层，池底坡度取2.5%。2）提升装置此设计中药剂提升装置选取耐腐蚀泵，根据规范选取型号为KQWHD65-100的耐腐蚀离心泵，流量为（2.08～3.47～1.17）L/s，扬程为（3.5～3～2.5）m，转速为1480r/min，电机功率为0.55KW，进出口直径为DN65。3）加药管根据药剂提升泵的进出口加药管采用管径为DN70的ABS管。4）放空管放空管也用作排渣管。选取DN150的UPVC管作为溶解池的放空管兼排渣管。5）自来水管溶解池的自来水管外考虑10min放满，则流量为q=1.33L/s，选取DN40的PE管，流速为1.061m/s，沿地面接入溶解池。6）搅拌装置为保证药液浓度均匀，采用机械搅拌，每池设ZJ-700型折桨式搅拌机一台，功率为3KW,转速为85r/min。（3）投药管取投药管管径d=20mm，选择相应的管材为ABS管。（4）计量泵加药方式采用计量泵投加，因设置了两个相同的溶液池交替使用，也即需要配两台相同的计量泵用于投药，每台工作12h。计量泵每小时投加药量q=260L/h选用三台计量泵，两用一备。综合考虑综合考虑选用KQJZ(M)-320/1型计量泵，单台的额定流量为320L/h，排出压力1MPa，泵速100r/min，电机功率0.75KW。（5）药剂堆放1.聚丙烯酰胺袋数N=63袋处理的水量，1312m3/h；药剂的最大投加量，2mg/L；药剂储存期，t=30d；每袋质量W=30kg。2.有效堆放面积A=2.1m2堆放孔隙率，袋堆时e=20%。药剂的堆放高度，H=1.5m；每袋的体积，V=0.5×0.4×0.2(m3)。3.其他设备溶液池与溶解池旁设有安全平台并设有栏杆，安全平台高度1.5m。若有条件的话，设置药剂自动投加系统，从而实现从药剂配制、中间提升到计量投加整个过程的自动控制。1.加药间布置药剂仓库与加药间应连在一起，仓库内应设有磅秤，并留有1.5m的过道，尽可能考虑汽车运输的方便。加药间与加氯间合建，具体布置图见水厂平面图。加药间和药剂仓库合建建筑的尺寸设计为：𝐿×𝐵×𝐻=12𝑚×14𝑚×1.5𝑚，其中药剂仓库占3m宽度。混凝剂的调配和溶解装置设置在混凝剂仓库内，并靠近计量泵间。便于混凝剂的投料。混凝剂仓库内设置起吊装置，大门宽度3.0m，高度1.0m。为防止粉尘漂浮物，混凝剂仓库内设置通风换气装置。1.3管式静态混合器1.3.1概述及基本设计参数本设计采用两级两组管式静态混合器，第一级接在配水井出水管处通向絮凝沉淀池，第二级接在一级斜管沉淀池出水管通向二级絮凝沉淀池。按远期设计流量计算，每组混合器处理水量为0.182m3/s，投药口至絮凝池的距离为10m。参照《给水排水设计手册》（第12册.器材与装置）选用交叉型管式静态混合器，尺寸配合配水井出水管管径选择。图4-2管式静态混合器示意图1—加药管；2—筒体；3—叶片；4—法兰1.3.2设计计算1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量q=0.182m3⁄s静态混合器管径本设计采用D=450mm；实际流速为1.1m/s2.混合单元数按下式计算本设计取N=3；混合器的混合长度查手册得2.2m3.混合时间T=2.00s1.水头损失h=0.39m,在0.3～0.4之间符合设计要求。5.校核GT值G=1293S-1，与700～1000S-1比较，基本符合设计要求。𝐺𝑇=2701≥2000，水力条件符合设计要求。1.4第一级网格絮凝池1.1.1概述及设计参数絮凝池分两组，按远期设计，单组处理水量为0.182𝑚3/𝑠。两级絮凝池设计参数不同，具体设计参数如下：第一级絮凝时间取12min，絮凝池分三段:前段放密栅条，中段放疏栅条，末段不放栅条。水通过竖井内网格孔眼的流速对于前段为0.25m/s~0.3m/s，中段为0.22m/s~0.25m/s，末段为0.1m/s~0.14m/s。絮凝池每格的竖井流速为：前段和中段为：0.12~0.14m/s；末端为0.1~0.14m/s。本设计中兼顾近期工况，取用较大值，三段均采用0.14m/s。设计前段竖井的过孔流速为0.30~0.20m/s，中段为0.2~0.15m/s，末段为0.14~0.1m/s。详细设计计算见下文。1.1.2第一级网格絮凝池设计计算1.容积计算：设两组絮凝池，则单组絮凝池容积V=131.2m3絮凝时间，取12min；2.絮凝池的面积AA=31.24m2有效水深（m），絮凝池与平流式沉淀池配套时，取有效水深为1.2m。3.絮凝池的池高H=5.3m絮凝池的超高，m，取0.3m；泥斗的高度，取0.8m。1.絮凝池的分格面积ff按照规范，絮凝池每格的竖井流速为：前段和中段为：0.12~0.14m/s；末端为0.1~0.14m/s。本设计中兼顾近期工况，三段均采用0.14m/s。将每格设为正方形，则边长=1.14m，取1.2m，则每格网格的实际面积为：1.2×1.2=1.44𝑚25.絮凝池的分格数n：n=（1）校核絮凝时间t’t絮凝时间在12~20min之间，符合要求。（2）各段网格数量如表4-1：表4-1各段网格设计统计名称竖井数量每个竖井网格层数网格总层数网格间距第一段932770cm第二段821670cm第三段8006.竖井内网格的布置：（1）前段放置密网格后：竖井网格开孔面积A网孔为：AV1网孔—水通过网孔的流速，对于前段为：0.25m/s~0.3m/s，本设计中取0.27m/s。网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长b取：0.08m。则小网格面积S为：0.08m×0.08m=0.0064m2。则小网格孔的数量n1为：n絮凝池网格是正方形，则小网格的横竖的数量n2各为：n校核每格网孔格数：n1=102=100个两个小网格之间的宽度b2为：b实际开孔面积A’1网为：A实际过网流速为：v符合0.25~0.3m/s的要求（2）中段放置疏网格后：网格开孔面积为A2网：Av2网—水流通过网孔的流速，对于中段为：0.22~0.25m/s，本设计中取0.24m/s。网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长b取0.1m，则小网格面积S为：0.1×0.1=0.01m2。则小网格孔的数量n2为：n絮凝池网格是正方形，则小网格的横竖的数量n3各为n校核每格网孔格数：n1=92=81个两个小网格之间的宽度b2为：b实际开孔面积A’2网为：A实际过网流速为：v符合0.22~0.25m/s的要求（3）后段不放置网格：实际过网流速为：v符合0.1~0.14m/s的要求7.絮凝池的长宽设计絮凝池上孔边缘在最高水位以下，下孔边缘在排泥槽以上，单竖井的池壁厚为200mm。絮凝池的长=7.2m；宽=7.2m。8.絮凝池的孔洞尺寸孔洞的宽与絮凝池的宽相同，为1.20m；表4-2竖井孔洞尺寸计算表竖井编号过孔流速（m/s）孔洞高度（m）孔洞的宽度（m）孔口面积（m2）第一段10.30.511.20.6120.290.521.20.6330.280.541.20.6540.270.561.20.6750.250.611.20.7360.240.631.20.7670.230.661.20.7980.220.691.20.8390.210.721.20.87第二段100.200.761.20.91110.200.761.20.91120.190.801.20.96130.190.801.20.96140.180.841.21.01150.170.891.21.07160.160.951.21.14170.151.011.21.21第三段180.141.081.21.30190.141.081.21.301.40210.121.261.21.52220.121.261.21.52230.111.381.21.65240.111.381.21.65250.101.521.21.829.絮凝池各段的水头损失：（1）第一段的水头损失ℎ（2）第二段的水头损失ℎ（3）第三段的水头损失ℎ则絮凝池总水头损失：ℎ10.絮凝池各段的停留时间t：计算结果见表4-3：表4-3絮凝池各段停留时间统计表编号竖井数量总体积（m3）停留时间（s）停留时间（min）第一段951.4298.95.0第二段848.4265.91.4第三段848.4265.91.4总和25151.2830.813.811.絮凝池各段的G值：第一段：G=75.8第二段：G=49.6第三段：G=24.1平均：G=55.1GT=55.1×830.8=1.58×104验算满足设计要求12.排泥措施采用穿孔管排泥，穿孔管管径为DN200，采用钢管，排泥周期根据运行情况确定。13.平流过渡段第一级混凝沉淀池之间设置较长的平流过渡段，过渡段停留时间取10min。同絮凝池采用穿孔管排泥。絮凝池出水水深为1.2-0.294≈3.91m，则过渡段水平流速约为：v故平流过渡段长度为L=3.6m，取4m。1.5第一级斜管沉淀池1.5.1概述及设计参数一二级混凝沉淀均采用斜管沉淀池。沉淀池分为清水区，斜管区，配水区，积泥区四部分。原水经过絮凝池及过渡区转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用孔口集水槽收集；污泥在池底用吸泥机排除。污泥汇集到积泥槽后输送至污泥处理间进行集中处置。设置两组斜管沉淀池，每组设一池，按远期供水量设计，每池设计水量为0.182𝑚3/𝑠。考虑近期使用，参数选用偏大，第一级表面负荷偏大，具体采用的设计参数如下：第一级：表面负荷采用q=7[m3/(m2.h)]，沉淀池宽度配合絮凝池采用7.2m，与网格絮凝池间的过渡段长1.0m，底部进水口水平流速取0.1m/s，采用虹吸式机械排泥1.平面尺寸计算（1）沉淀池清水区面积A本设计中采用q=7[m3/(m2.h)]。（2）沉淀池的长度及宽度设计中为配合絮凝池的宽度沉淀池的宽度取为7.2米，L（3）沉淀池总高度H=4.9m超高，取0.3m；清水层高度，1.0~1.5m，取1.1m；斜管垂直高度0.87m；斜管长度采用1000m，h3=l×sin60°=0.87𝑚配水区高度，不宜小于2.0m，取2.0m；污泥区高度0.63m。2.进出水系统（1）沉淀池的进水设计絮凝池与沉淀池之间设置4m长的过渡段。沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为：A每个孔口的尺寸考虑施工方便定为宽×高=20cm×15cm，单个孔眼面积为0.03m2，则设置孔口数为60个。孔眼布置成4排，每排孔眼数为60/4=15个，交替布置。水平方向孔眼的间距取280mm。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。根据设计手册：当进水端用穿孔配水墙时，穿孔墙在池底积泥面以上0.3～0.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。本设计采用1.0m，即孔眼从距离底板1.0m处开始布置，竖向间距布置为80mm，总高为1.0m。图4-3穿孔花墙布置示意图（2）沉淀池的出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积：A每格孔口的面积：F则孔口个数：N设每条集水槽的宽度为0.3m，槽中心间距为1.2m。共设6条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为36个，孔间距30cm。6条集水槽汇水至出水总渠，出水总渠宽度为0.8米，深度1.0米。出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失，孔口损失计算如下：ℎ集水槽内水深取为0.3m，槽内水流速度为0.34m/s，槽内水力坡度按0.01计.则槽内水头损失：ℎ总水头损失：ℎ=0.162m，设计中取为0.16m（3）沉淀池斜管选择斜管长度设计中取为1.0m；斜管管径设计中取为30mm;斜管为聚丙烯材料，厚度0.5mm。（4）沉淀池排泥系统设计排泥是否顺畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅、泥渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥等。机械排泥具有排泥效果好、可连续排泥、池底结构简单、劳动强度小、操作方便可以配合自动化等优点。考虑到第一级沉淀池底可能产生泥量较大，故本采用虹吸式机械排泥。在斜管沉淀池中由于池内设置许多孔径较小的倾斜蜂窝状管，吸泥管从池边下垂伸入越过斜管后再分别固定悬挂于水下的钢支架上。采用𝐻𝐽𝑋1−6型斜管沉淀池虹吸式吸泥机，配套斜管区（包括墙厚）实际宽度为6m。每组沉淀池排泥总槽接入DN300排泥管排入污泥系统。（5）沉淀池放空管d最终取DN150；放空时间，设计中取t=2h。（6）核算1）雷诺数Re斜管内的水流速度：v斜管安装倾角，设计中取θ=60°；RR2）弗劳德数FrF满足设计要求3）.斜管中的沉淀时间T符合要求1.6第二级网格絮凝池1.6.1概述及设计参数絮凝池分两组，按远期设计，单组处理水量为0.182𝑚3/𝑠。两级絮凝池设计参数不同，具体设计参数如下：第二级絮凝时间取17min，絮凝池分三段:前段放密栅条，中段放疏栅条，末段不放栅条。水通过竖井内网格孔眼的流速对于前段为0.25m/s~0.3m/s，中段为0.22m/s~0.25m/s，末段为0.1m/s~0.14m/s。絮凝池每格的竖井流速为：前段和中段为：0.12~0.14m/s；末端为0.1~0.14m/s。本设计中兼顾近期工况，取用较大值，三段均采用0.14m/s。设计前段竖井的过孔流速为0.30~0.20m/s，中段为0.2~0.15m/s，末段为0.14~0.1m/s。详细设计计算见下文。1.6.2第二级网格絮凝池设计计算1.容积计算：设两组絮凝池，则单组絮凝池容积：V=185.9絮凝时间，取17min；池数，设两组絮凝池。2.絮凝池的面积AA有效水深（m），取有效水深为1.2m。3.絮凝池的池高H絮凝池的超高，m，一般取0.3m；泥斗的高度，取0.8m。1.絮凝池的分格面积ff竖井流速，m/s。按照规范，絮凝池每格的竖井流速为：前段和中段为：0.12~0.14m/s；末端为0.1~0.14m/s。本设计中兼顾近期工况，三段均采用0.14m/s。将每格设为正方形，则边长=1.14m，取1.2m，则每格网格的实际面积=1.44𝑚5.絮凝池的分格数n：n=34.0，取35个（为了在平面布置时更有规律）（1）校核絮凝时间t’：t絮凝时间在12~20min之间，符合要求。（2）各段网格数量如表4-4：表4-4各段网格设计统计名称竖井数量每个竖井网格层数网格总层数网格间距第一段1434270cm第二段1222470cm第三段9006.竖井内网格的布置：（1）前段放置密网格后：竖井网格开孔面积A网孔为：A式中：Q2—单池设计流量（m3/s）；v1网孔—水通过网孔的流速，对于前段为：0.25m/s~0.3m/s，本设计中取0.28m/s。网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长b取：0.08m，则小网格面积S为：0.08m×0.08m=0.0064m2。则小网格孔的数量n1为：n絮凝池网格是正方形，则小网格的横竖的数量n2各为n校核每格网孔格数：n1=102=100个两个小网格之间的宽度b2为：b实际开孔面积A’1网为：A实际过网流速为：v符合0.25~0.3m/s的要求。（2）中段放置疏网格后：网格开孔面积为A2网：A式中：Q2—单池设计流量m3/s；v2网—水流通过网孔的流速，对于前段为：0.22~0.25m/s，本设计中取0.24m/s。网格材料采用钢板打方孔，单个小网格孔的边长b取0.1m，则小网格面积S为：0.1×0.1=0.01m2。则小网格孔的数量n2为：n絮凝池网格是正方形，则小网格的横竖的数量n3各为n校核每格网孔格数：n1=92=81个两个小网格之间的宽度b2为：b实际开孔面积A’2网为：A实际过网流速为：v符合0.22~0.25m/s的要求（3）后段不放置网格：实际过网流速为：v符合0.1~0.14m/s的要求7.絮凝池的长宽及排泥设置絮凝池上孔边缘在最高水位以下，下孔边缘在排泥槽以上。单竖井的池壁厚为200mm。采用穿孔管排泥，穿孔管管径为Dg150。则絮凝池的长=10.0m；宽=7.2m。8.絮凝池的孔洞尺寸孔洞的宽与絮凝池的宽相同，即为1.20m；竖井隔墙孔洞的过水面积s（m2）：s=V孔：水的过孔流速m/s,前段：0.3~0.2m/s，中段：0.2~0.15m/s，末段：0.14~0.1m/s孔洞高度h：ℎ=各竖井孔洞的尺寸计算如表4-5：表4-5竖井孔洞尺寸计算表竖井编号过孔流速（m/s）孔洞高度（m）孔洞的宽度（m）孔口面积（m2）第一段10.30.511.20.6120.290.521.20.6330.280.541.20.6540.270.561.20.6750.260.581.20.7060.250.611.20.7370.240.631.20.7680.230.661.20.7990.230.661.20.79100.220.691.20.83110.220.691.20.83120.210.721.20.87130.210.721.20.87140.200.761.20.91第二段150.200.761.20.91160.200.761.20.91170.190.801.20.96180.190.801.20.96190.180.841.21.01200.180.841.21.01210.170.891.21.07220.170.891.21.07230.160.951.21.14240.160.951.21.14250.151.011.21.21260.151.011.21.21第三段270.141.081.21.30280.141.081.21.3021.40301.40310.121.261.21.52320.121.261.21.52330.111.381.21.65340.111.381.21.65350.101.521.21.829.絮凝池各段的水头损失：（1）第一段的水头损失ℎ（2）第二段的水头损失ℎ（3）第三段的水头损失ℎ则絮凝池总水头损失：ℎ=0.428m10.絮凝池各段的停留时间t：计算结果见表4-6：表4-6絮凝池各段停留时间统计表编号竖井数量总体积（m3）停留时间（s）停留时间（min）第一段1481.7465.47.8第二段1272.6398.96.6第三段951.4298.95.0总和35211.71163.219.411.絮凝池各段的G值：第一段：G=74.0第二段：G=48.7第三段：G=24.6平均G：G=56.2GT=6.54×验算满足设计要求12.排泥措施采用穿孔管排泥，穿孔管管径为DN200，管材采用钢管，排泥周期根据运行情况确定。13.平流过渡段在第二级网格絮凝池后设置4m长过渡段后接平流沉淀池，采用穿孔管排泥。1.7第二级斜管沉淀池1.7.1概述及设计参数一二级混凝沉淀均采用斜管沉淀池。沉淀池分为清水区，斜管区，配水区，积泥区四部分。原水经过絮凝池及过渡区转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用孔口集水槽收集；污泥在池底用吸泥机排除。污泥汇集到积泥槽后输送至污泥处理间进行集中处置。设置两组斜管沉淀池，每组设一池，按远期供水量设计，每池设计水量为0.182𝑚3/𝑠。考虑近期使用，参数选用偏大，第二级参数比第一级小，具体采用的设计参数如下：第二级：表面负荷采用q=6[m3/(m2.h)]，沉淀池宽度配合絮凝池采用7.2m，与网格絮凝池间的过渡段长1.0m，底部进水口水平流速取0.1m/s，采用虹吸式机械排泥。1.7.2第二级斜管沉淀池设计计算1.平面尺寸计算（1）沉淀池清水区面积A本设计中采用q=6[m3/(m2.h)]。（2）沉淀池的长度及宽度设计中为配合絮凝池的宽度沉淀池的宽度取为7.2米，则L=15.17为了配水均匀，进水区布置在7.2米长度方向一侧。在15.2米的长度中扣除无效长度约0.5米。则净出口面积计算如下：AK1—斜管结构系数，设计中取1.03。（3）沉淀池总高度H超高，取0.3m；清水层高度，1.0~1.5m，取1.0m；斜管垂直高度0.87m；斜管长度采用1000m，h3=l×sin60°=0.87𝑚配水区高度，不宜小于2.0m，取2.0m；污泥区高度0.60m。2.进出水系统（1）沉淀池的进水设计絮凝池与沉淀池之间设置4m长的过渡段。沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为：A式中：A—孔口总面积，m2；𝑣1—孔口流速，取值一般不大于0.15~0.20m/s本设计取𝑣1=0.10𝑚/𝑠。每个孔口的尺寸考虑施工方便定为宽×高=20cm×15cm，单个孔眼面积为0.03m2，则设置孔口数为60个。孔眼布置成4排，每排孔眼数为60/4=15个，交替布置。水平方向孔眼的间距取280mm。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。根据设计手册：当进水端用穿孔配水墙时，穿孔墙在池底积泥面以上0.3～0.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。本设计采用1.0m，即孔眼从距离底板1.0m处开始布置，竖向间距布置为80mm，总高为1.0m。图4-4穿孔花墙布置示意图（2）沉淀池的出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积：A设每个孔口的直径为3cm，每格孔口的面积：F=0.0007065孔口个数：N=429设每条集水槽的宽度为0.3m，槽中心间距为1.2m。共设6条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为36个，孔间距30cm。6条集水槽汇水至出水总渠，出水总渠宽度为0.8米，深度1.0米。出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失，孔口损失ℎ集水槽内水深取为0.3m，槽内水流速度为0.34m/s，槽内水力坡度按0.01计.则槽内水头损失：ℎi—水力坡度，i=0.01；l—集水槽长度，11.7m。总水头损失：ℎ=0.184m，设计中取为0.20m（3）沉淀池斜管选择斜管长度一般为0.8～1.0m。设计中取为1.0m；斜管管径一般为25～35mm,设计中取为30mm;斜管为聚丙烯材料，厚度0.5mm。（4）沉淀池排泥系统设计排泥是否顺畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅、泥渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥等。机械排泥具有排泥效果好、可连续排泥、池底结构简单、劳动强度小、操作方便可以配合自动化等优点。故本采用虹吸式机械排泥。在斜管沉淀池中由于池内设置许多孔径较小的倾斜蜂窝状管，吸泥管从池边下垂伸入越过斜管后再分别固定悬挂于水下的钢支架上。采用𝐻𝐽𝑋1−6型斜管沉淀池虹吸式吸泥机，配套斜管区（包括墙厚）实际宽度为6m。每组沉淀池排泥总槽接入DN300排泥管排入污泥系统。（5）沉淀池放空管d式中：d—放空管管径，最终取DN150；T—放空时间，设计中取t=2h。（6）核算1）雷诺数Re斜管内的水流速度：v斜管安装倾角，一般采用60°～75°，设计中取θ=60°；R水力半径，cm；R=0.75cm2）弗劳德数FrF满足设计要求3）斜管中的沉淀时间T基本符合要求1.8普通快滤池1.8.1概述及设计参数普通快滤池按远期设计，设计滤速一般取6～9m/h，本设计采用滤速v=6m/h；滤料采用石英砂，d10=0.5，u=1.5；过滤周期Tn=24h；冲洗强度根据后续计算为11.5𝐿/(𝑠∙𝑚2)，冲洗总历时t=30min=0.5h；有效冲洗历时t0=6min=0.1h。1.8.2设计计算1.滤池面积及尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间（只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水时间）：T23.8h滤池面积：F=220.59采用滤池数N=6，对称双行布置，每个滤池面积为f=36.76单个滤池面积≥30m2，故滤池长宽比：𝐿/𝐵=2~4左右采用滤池尺寸：L=9m，B=1.1m，滤池的实际面积为36.9m2，实际滤速v=5.98m/h当一座滤池检修时，校核强制滤速v'=7.18m/h2.滤池高度支撑层高度：H1采用0.65m；滤料层高度：H2采用0.7m；砂面上水深：：采用1.8m；保护高度：H4采用0.30m；故滤池总高H=3.45m。3.配水系统此设计中普通快滤池采用大阻力配水系统，其配水干管采用方型断面暗渠结构。（1)冲洗强度q=11.5L⁄（s∙（2)干管干管流量：q冲干管采用dg=700mm，干管始端流速为1.10m/s。配水系统的干管埋入地底，顶部开孔。（3)支管支管中心间距：本设计采用s=0.25m每池支管总数n2支管流量：Q支支管直径d支取65mm，查表可得支管起端流速v支=2.09m/s。（一般为1.5～2.0m/s），基本符合要求。（4)孔眼布置孔眼总面积FK与滤池面积f的比值α采用0.25%。则孔眼总面积：FK=0.092m2。孔径采用d0=12mm=0.012m，单孔面积：f孔眼总数：n3=814个。每一支管孔眼数为：n4=12个。每根支管长度l1=1.7m。支管孔眼布置设成两排，与垂线成45°夹角向下交错布置。孔眼中心距s0=0.28m。孔眼水平流速：v0=1.6m/s。孔眼水头损失支管壁厚采用5mm，流量系数μ=0.68，则水头损失为：h（5)复算配水系统支管长度与直径之比不大于60：校核长径比：l1/d支=28.3<60，符合要求。孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5：符合要求。干管横截面积与支管总横截面积之比在1.75−2.0范围内，符合要求1.洗砂排水槽洗砂排水槽中心距，采用a0=2.05m。则排水槽根数：𝑛0=2根。排水槽长度：l0=L=9m每槽排水量：q0=212.2L/s槽底采用三角形标准断面，则断面末端尺寸：x=式中v——槽中流速，采用v0=0.6m/s。x=0.30槽顶距砂面的高度：H槽顶距砂面的高度，m；滤层最大膨胀率，e=50%；滤层厚度，H2=0.7m；槽底厚度，δ=0.05m；槽的超高，0.075m。H图4-5排水槽高度：H1=0.82m。排水槽宽度B=2x=0.6m。排水渠底距排水槽底高度：H式中Q——滤池冲洗流量，m3/s,；B——渠宽，B=0.6m；g——重力加速度，9.81m/s；0.2——保证冲洗排水槽排水通畅而使排水渠起端水面低于冲洗排水槽底的高度。H排水渠宽度取1.2m。核算排水槽平面总面积与单个滤池面积之比=0.29≈0.25基本符合要求。5.滤池各种管渠计算（1)进水管每组沉淀池出水分别进入2组滤池，每组进水总流量：Q1=15750m3/d=0.182m3/s。采用D1=500mm进水管，管中流速v1=0.89m/s。各个滤池进水管流量Q2=5250m3/d=0.061m3/s，采用D2=300mm进水管，管中流速v2=0.83m/s。（2)冲洗水管冲洗水总流量：Q3=424L/s=0.424m3/s，采用D3=500mm冲洗水管，管中流速v3=2.08m/s。（3)清水管清水总流量：Q4=2Q1=31500m3/d=0.364m3/s，采用D4=700mm清水管，管中流速v4=0.95m/s。各个滤池清水管流量Q5=0.061m3/s，采用D5=250mm清水管，管中流速v5=1.22m/s。（4)排水管排水流量：Q6=Q3=424L/s=0.424m3/s，采用D6=700mm排水管，管中流速v6=1.10m/s。6.冲洗水的供给本设计中滤池冲洗水的供给方式采用水泵供给，清水池中的水通过二泵站水泵加压后送至滤池进行反冲洗。7.冲洗水箱（1)水箱容量容量V=229.1m3。水箱为圆形，水深h箱采用2.8m，圆形水箱直径：D取11m（2)水箱设置高度水箱与滤池间冲洗管道水头损失h1=1.0m。配水系统水头损失h2=hk=2.33m。承托层水头损失h3=0.17m。滤料层水头损失h4=0.68m备用水头h5取1.5m故水箱底至冲洗排水槽面的高差H=5.68m，取5.7m。1.9消毒工艺1.9.1概述及设计参数本设计中消毒剂采用二氧化氯，直接在过滤后的水中后加二氧化氯，进行消毒处理。消毒间与加药间合建。1.9.2设计计算1.二氧化氯的投加（1）二氧化氯投加量的确定：根据《给水排水设计手册第3册（城镇给水）》，二氧化氯的投加量与原水水质和投加量有关，主要原则如下：仅作为饮用水消毒时，一般投加0.1~0.5mg/L;当用于除铁除锰时，一般投加0.5~3mg/L,当兼做除臭时，一般投加0.5~1.5mg/L。投加量需保证管网末端大于0.05mg/L的剩余二氧化氯。从原水水质分析中可以知道，原水中不含铁锰，存在极微臭味，由于二氧化氯具有强烈氧化作用可以去除臭、味，故选择二氧化氯，投加量为0.5mg/L。水厂设计水量𝑄=31500𝑚3/𝑑，则二氧化氯每日投加量为：q（2）二氧化氯投加点的选择：本设计中二氧化氯用于除臭或者出厂饮用水消毒时，投加点设于滤后。（3）二氧化氯投加方式：本设计在采用水射器在管道中投加，用水泵增压厂内水，以满足投加需要。为保证二氧化氯投加浓度在必须控制在防爆浓度以下，水溶液浓度可以采用6~8mg/L。本设计取7mg/L，则每日配制二氧化氯水溶液所需自来水量约=2257.1L/d≈2.3即每日滤后消毒工艺的加药流量为2.3𝑚3/𝑑=0.027𝐿/𝑠投加二氧化氯在管道内投加，因此采用水射器投加。水射器设置尽量靠近投加点。图4-6最高效率（30%）时R、M与N的关系曲线（4）消毒处的水射器计算：加药流量q2为0.027L/s，压力喷射水进水压力𝐻1=2.4516×105𝑃𝑎，水射器出口压力（考虑了管道等损失）要求𝐻𝑑=9.8065×104𝑃𝑎；被抽提药液吸入口压力（考虑了管道等损失）𝐻𝑠=0.3~0.5𝑚𝐻2𝑂(1𝑚𝐻2𝑂=9.8𝑘𝑃𝑎)，为安全起见，以Hs=0计。计算压头比N=0.667查上图可得M=0.44。则喷嘴工作水流量（即为向水射器输送的高压水管的流量）：q消毒处水射器每日需用5.27m3/d的自来水高压投加药剂。水射器混合水出水管径为15mm，流速为0.34m/s。（5）接触时间本设计中二氧化氯用于出厂饮用水消毒，时间不小于30min，定为40min。2.制备和贮存设施（1）二氧化氯的制备：采用盐酸法制备二氧化氯，用盐酸还原氯酸钠，该方法的反应式为：2NaCl图4-7盐酸制取二氧化氯的系统流程选用两台JY-7000型二氧化氯发生器，每台有效氯产量最大0.7kg/h，功率3.4kW，外形尺寸L×B×H=1250mm×650mm×1580mm一用一备，交替使用。（2）药剂贮存量的计算：通过理论计算可知，生成1kg二氧化氯需消耗1.56kg氯酸钠和1.1kg盐酸。则氯酸钠（含量99%）每日用量约为：15.8kg/d×1.56÷99%=21.9kg/d，每月用量为0.75t/月；盐酸（31%）每日用量为：15.8kg/d×1.1÷31%=56.1kg/d，每月用量为1.69t/月。盐酸设计储存量为一周的用量，即56.1kg/d×7=0.40t/周，设计盐酸储罐3m3PE罐，装满备用。3.制取间及库房设计（1）设置发生器的制取间与储存物料的库房允许合建，但必须有隔墙分开。每间房有独立对外的门和便于观察的窗。（2）制取间应加喷淋装置，以防突然事故引起的气体泄漏。（3）库房面积根据物料用量，按供应和运输时间设计，不宜大于30d的存储量。（4）应设置机械搬运装置。（5）制取间及库房应按防爆建筑要求设计。（6）在库房及工作区内要有强制通风装置和气体传感，警报装置。（7）要求有从制取过程中析出气体的收集和中和的措施。（8）应保持库房的干燥，防止强烈光线直射。（9）在库房的门外应设置防护用具。消毒间尺寸采用L×B×H=14m×16.4m×1.5m，与加药间合建。1.10应急处理1.10.1双水源的设置为预防岷江上游出现应急性污染，设置应急水源，当出现应急情况时启用该水源输水到水厂。1.10.2粉末活性炭的投加当岷江上游与应急水源同时出现应急性重金属或者有机物污染时，考虑在水厂配水井前投加粉末活性炭，该方案作为应急性处理方案效果良好，粉末活性炭的投加量一般不超过30mg/L。1.11清水池1.11.1尺寸设计1.清水池调节容积计算给水系统中清水池的作用之一在于调节泵站供水量和用水量之间的流量差值。清水池的调节容积由一、二级泵站供水量变化曲线确定，其调节容积计算见附表3。由于水塔造价高，大容积的水塔实际设置起来很困难，故本设计考虑不设水塔，利用管网自身的调节作用，调节一二泵站间的水量差值，故根据附表3统计计算0值可知，清水池的调节容积W2.清水池有效容积计算清水池中除了贮存调节用水量之外，还应贮存消防用水和水厂内冲洗滤池等水厂自用水，因此清水池的有效容积W=WWW本设计取W4=424m3因此，清水池的有效容积为：W=58003.清水池尺寸清水池选用材料为钢筋混凝土，设2个矩形清水池，每一个清水池的体积确定为：2900m3。采用矩形清水池。清水池有效水深取1.5m，取安全超高0.5m。则设计其尺寸为：L×W×H=29×20×5.0=3000m3。清水池最低水位=W2/池底面积=1.00m1.11.2配管及布置设计1.进水管每池配一根进水管，进水管管径按远期最高日平均时水量计算，即：𝑄进=0.182𝑚3/s。由设计手册第三册可知：滤池至清水池的连接管设计流速为0.8～1.2𝑚/𝑠（考虑近期使用，流速取较高），则进水管选用DN450钢管，𝑣=1.10𝑚/𝑠，1000𝑖=3.6。2.出水管出水管管径按最高日最高时用水量计算，即：Q则出水管选用DN450钢管，𝑣=1.49𝑚/𝑠,1000𝑖=6.584。出水管的设置形式：由于二级泵站前设有吸水井，故采用从池底集水坑敷管出水。3.溢水管溢水管管径与进水管相同，即𝐷溢=𝐷进=450𝑚𝑚。管端为喇叭口，管上不设置阀门。为防止爬虫等沿溢水管进入池内，溢水管出口处设置网罩。1.排水管清水池的放空管管径按照2h内将池水放空计算。放空时余水取清水池中的消防储量、安全储量=500m3.则放空管中的流量0.069m3/s故采用放空管的管径为DN300，放空管内的流速为0.94m/s。5.清水池附属设施（1）集水坑每个清水池设有一个集水坑，集水坑采用圆形，集水坑比池底低1m，清水池的出水管和排水管都在此接出，为便于泄空池水，池底应有一定的坡度（0.5%）坡向集水坑。（2）导流墙导流墙能促进新旧水量交替，清除死角，加强消毒剂与水体混合，是避免池内水的短流和提高消毒效率及保证出水的必要措施。导流墙顶板砌筑到清水池最高水位，使顶部空间维持畅通，有助于空气流通。共设三堵导流墙，为清洗水池时排水方便，在导流墙底部每隔5.0𝑚设置流水孔，流水孔的底缘与池底相平，孔高150mm，宽300mm。（3）通气和检修设计通气孔设在水池顶部并设有网罩，结合导流墙布置，共设置8个，分4排布置，每排2个，通气孔直径为300mm。通气孔池外高度布置有参差，分别采用高出地面1500mm、1000mm，以利于空气自然对流，具体尺寸施工时灵活掌握。检修孔各设置3个，池的进水管、出水管和溢流管附近各设置一个，孔的直径为1200毫米，孔顶设置防雨盖板。1.12二泵站1.12.1概述本设计中水厂内的二级泵站，除了负责向市政管网供水之外，还兼备向水厂内部供应生产用水（滤池、沉淀池等冲洗水）的功能，因而该泵站的稳定运行对水厂的运行安全至关重要，具体设计内容如下：1.12.2设计计算1.市政供水水泵的选型由前面部分计算可知，最高日最大时设计三台KQSN300-M9/356水泵，两用一备。考虑供水经济性，分两级供水，6:00~22:00为Q1=1500m3/h，其余时间为Q2=750m3/h。当Q1=1500m3/h，水泵扬程为29.3m；Q2=750m3/h时，水泵扬程为38.75m。均在高效段工作。2.水厂自用水水泵的选型本设计中的水厂自用水泵主要负责向普通快滤池供应冲洗水，由于该滤池设有冲洗水箱，故仅需向冲洗水箱供水，根据前面的计算得知：滤池冲洗水箱的容积为229.1m3，考虑1.0h充满水箱，故需向水箱供水流量=64L/s。由前面计算知，普通快滤池冲洗水箱底至冲洗排水槽面的高差为5.68m，故考虑设置冲洗水箱的供水扬程为12（包括2m安全水头）。，选用200KQL280-16-18.5/4型泵对滤池冲洗水箱供水，同时提供水厂其他自用水，一用一备。详细水泵参数见下表。表4-7自用水泵参数型号流量L/s扬程m转速r/min电机效率%型号功率kw200KQL280-16-18.5/451.44181480V1(KQL)18.58277.81693.3133.其他二级泵房尺寸：采用矩形泵房，尺寸初步定为：L×B×H=25m×15m×10m起重设备：手动单轨吊车SC型排水设备：选用65WL-12A型立式污水泵。一共两台，一用一备。通风设备：采用自然通风计量设备：采用超声波流量计1.13污泥系统1.13.1概述排泥水处理工艺的选择主要取决于水厂净水工艺和运行方式，以及水源水质和泥饼的最终处置。工艺选择最主要的内容是确定浓缩方式和脱水方式。选择时应综合考虑建设费用、日常运行维护费用、管理难易、处理效果及占地大小等多方面的因素。排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水以及泥饼处理等工序。基本设计参数如下：1.水厂设计处理能力3.15万m3/d。2.设计原水平均浊度按正常运行偏高取值，取200NTU（参考老水厂的NTU与SS之比为1:1.2），出水浊度1NTU。聚合氯化铝（按商品重量计）加注率20mg/L。3.滤池共2组共6座，冲洗周期为24h，考虑水冲及表面扫洗水量，单座每次冲洗水量=153m3冲洗废水含水率为99.97%（含固率0.03%），冲洗废水全部回收。1.浓缩池24h连续运行，上清液排放。5.脱水机按每日16h工作，脱水机进泥含固率为3%，脱水后泥饼含固率为30%。6.遇到突发高浊度水时适当调整运行参数及运行时间，超负荷时由溢流管直接排放。1.13.2设计计算本设计辐流式污泥浓缩池和卧螺离心式污泥脱水机，排泥水处理流程如下：图4-8排泥水的处理流程1.排泥水处理系统的泥水平衡计算（1）.污泥