五万方给水厂设计计算书

1目录第一章设计原始资料第二章设计水量与工艺流程的确定第一节设计水量计算第二节给水处理流程确定第三章给水处理构筑物与设备型式选择第一节加药间第二节配水井第三节混合设备第四节絮凝池第五节沉淀池第六节滤池第七节消毒方法第四章净水厂工艺计算第一节加药间设计计算第二节配水井设计计算第三节混合设备设计计算第四节往复式隔板絮凝池设计计算第五节平流式沉淀池设计计算第六节V型滤池设计计算第七节消毒和清水池设计计算第八节二级泵站第五章水厂平面布置和高程布置计算v第一节水厂平面布置第二节水厂高程布置计算第三节净水管道水力计算第四节附属建筑物第五节净水厂绿化与道路第六章净水工艺自动化设计2第一章设计原始资料一、地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高22m（河岸边建有防洪大堤）。二、水厂位置占地面积：水厂位置距离河岸200m，占地面积充分。三、水文资料：河流年径流量3.76－14.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m；百年一遇洪水位：23.50m；河流平常水位：15.80m；河底标高：10m。四、气象资料及厂区地址条件：全年盛行风向：西北；全年雨量：平均63mm；冰冻最大深度1m。厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细沙，再下为中砂。地基允许承载力：10－12t/m2。厂区地下水位埋深：3－4m。地震烈度位8度。五、水质资料：浊度：年平均68NTU，最高达3000NTU；PH值：7.4－8.6；水温：4.5－21.5℃；色度：年平均为11－13度；臭味：土腥味；总硬度：123.35mg/LCaCO3；溶解氧：年平均10.81mg/L；Fe：年平均0.435mg/L，最大为0.68mg/L；大肠菌群：最大723800个/mL，最小为24600个/mL；细菌总数：最大2800个/mL，最小140个/mL。六、水质、水量及其水压的要求：设计水量：根据资料统计，目前在原地下水源继续供水的情况下，每天还需5万立方米。水质：满足现行生活饮用水水质标准。水压：二级泵站扬程按50米考虑。第二章设计水量与工艺流程的确定第一节设计水量计算水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%～10%，本设计取5%，则设计处理量为：44333(1)(15%)5105.2510/2187.5/0.61/dQaQmdmhms式中：Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%～10%，本设计取5%；Qd——设计供水量（m3/d），为5万m3/d。第二节给水处理流程确定给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。本设计以地表水为水源，为满足现行生活饮用水水质标准，通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。经技术经济比较确定的净水工艺流程如下：3第三章给水处理构筑物与设备型式选择第一节加药间一、药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。二、混凝剂的选用与投加1、混凝剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCl3n-m]，最大投药量为30mg/L。2、混凝剂的投加本设计采用自动投药设备630/1.6JZM，一用一备。三、加氯间设计加氯间时，须按以下要求进行设计：（1）加氯间靠近滤池和清水池，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。（2）加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。该水厂所在地主导风向为西北风，加氯间应设在水厂的东南部。（3）加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。输送氯气的管使用无缝钢管,输送配制成一定浓度的氯水管使用橡胶管,给水管使用镀锌管。（4）加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。（5）加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。第二节配水井配水井体积为160m3，平面尺寸为10m×4m=40m2，水力停留时间T=4min，有效水深4m。第三节混合设备原水混合沉淀池市政管网絮凝池滤池二级泵站清水池混凝剂消毒剂4为提高混合效果，采用管式静态混合器，加药点设在混和器进口处，并增加药液扩散器，使混凝剂在管道内很好的扩散，形成均匀混合。管式静态混合器具有投资较低，无需额外提供能源，易于安装，无需经常维修，混合效果好的显著优点。第四节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、和穿孔旋流絮凝等。根据各种絮凝池的特点以及实际情况进行比较，本设计选择往复式隔板絮凝池。第五节沉淀池本设计采用平流式沉淀池，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点。第六节滤池从实际运行状况来看，V型滤池由于采用气水反冲洗技术，它与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：1、较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。2、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。3、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。第七节消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物，防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，前者往水中投加药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较，本设计采用液氯作为消毒剂，滤后消毒。氯是目前国内外应用最广的消毒剂，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。虽然二氧化氯消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。第四章净水厂工艺计算第一节加药间设计计算一、设计参数根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药的容积的浓度按c=15%考虑，混凝剂每日配制次数n=3次。二、设计计算5三、1、溶液池容积:3111302187.53.5417417153WaQmcn式中：—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L;Q—设计处理的水量，2187.5m3/h;b—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%；n—每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，有效高采用1.0m,尺寸为2.02.01.5LBHmmm，高度中包括超高0.5m，置于室内地面上。溶液池实际有效容积：32.02.01.04Wm,满足要求。溶液池池底设DN200的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。2、溶解池容积：3210.30.33.51.05WWm式中：W2——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）W1；本设计取0.3W1。有效高采用1.0m，超高0.5m，总高1.5m，池底坡度采用0.02，平面尺寸2.0m×2.0m，面积4.0m2，则实际总体积为Wp`=4.0m3，满足要求。溶解池底部设管径DN200的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。每池设搅拌机一台。选用ZJ-700型折桨式搅拌机，功率为4KW,转速为85r/min。3、药剂仓库（4）药剂仓库计算：药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间7-15d用量计算。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。混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是40kg,每袋的体积为0.7×0.5×0.2m3,药剂储存期为15d，药剂的堆放高度取1.5m。硫酸铝的袋数：公式为：240.0241000QatQutNWW式中，Q-水厂设计水量，m3/h；a-混凝剂最大投加量，mg/L；t-药剂的最大储存期，d；W每袋药剂的质量，kg；将相关数据代入上式得，2187.530150.02459140N袋。有效堆放面积A：公式为：1NVAHe式中，H-药剂得堆放高度，m；V-每袋药剂得体积，m3；e堆放孔隙率，6袋堆时20%e代入数据得：25910.70.50.234.481.510.2Am4、计量设备投药管流量：3.5210000.08/243600qLs查表得投药管管径：25dmm,相应流速为0.50/ms。第二节配水井设计计算一、设计参数设计流量：43335.2510/0.61/36.45/minQmdmsm水力停留时间：5.0minT二、设计计算配水井体积：336.455.0182.29VQTm；配水井平面尺寸：210440mmm；有效水深：2182.294.5640Hm。超高取0.5m，则井深为5.06m。配水井出水处设溢流堰，采用渠道与絮凝池连接，渠道宽b=1.0m,流速取v=1.0m/s，则有效水深为0.610.611.01.0Qhmbv，取0.7m超高取0.3m，渠道深'(0.70.3)1.0Hmm。配水井设DN=1200mm的溢流管，溢流水位10.0m，放空管直径DN=800mm。第三节混合设备设计计算一、设计参数考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50米。进水管采用两条,设计流量为0.6120.305Qm3/s。本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图1。原水管道药剂混合单元体静态混合器管道7图1管式静态混合器计算草图二、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30.610.305/2Qqmsn；则静态混合器管径为：440.3050.623.141qDmv，本设计采用D=650mm，此时流速为v=0.92m/s；2、混合单元数按下式计算0.50.30.50.32.362.360.920.652.74NvD，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：1.11.10.732.15LDNm3、混合时间T=2.152.340.92Lsv4、水头损失224.44.40.3050.11840.118430.220.65Qhnmd0.5m,符合设计要求。5、校核GT值1398000.228991.14102.34hGsT，在700-10001s之间，符合设计要求8992.3421042000GT，水力条件符合设计要求。第四节往复式隔板絮凝池设计计算一、设计参数设计进水量4333(1)5.2510/2187.5/0.61/dQaQmdmhms絮凝时间：T=20min池