水廠設計計算書

第一節(jié)、水量計算該水廠設計產(chǎn)水量為18500m3/d自用水系數(shù)10%水廠的井水量為Q=18500（1+0.1）=20350m3/d=847.92m3/h=0.24m3/s第二節(jié)、混凝混凝劑藥劑的選用根據(jù)任務書，選取藥劑為三氯化鐵，三氯化鐵的投加量選取為10mg/L，其特點為：三氯化鋁的混凝效果受溫度影響小，絮粒較密實，適用原水的pH值約在6.0--8.4之間。藥劑投加方式干式與濕式的優(yōu)缺點的比較：投加方式一般有重力投加和壓力投加，大多數(shù)情況下水廠采用壓力投加，本設計采用水射器投加方式。如下圖：混凝劑的濕式投加系統(tǒng)如下圖：2、 加藥間的設計計算設計要求：加藥間盡量設置在投藥點的附近；加藥間和藥劑倉庫可根據(jù)具體情況設置機械搬運設備；加藥管可以采用塑料管、不銹鋼或橡皮管，溶藥用的給水管選用鍍鋅鋼管，排渣管采用塑料管；加藥間要有室內(nèi)沖洗設施，室內(nèi)地面要有5%。的坡度坡向集水坑；加藥間要通風良好，冬季有保溫措施；加藥間與倉庫連在一起，倉庫儲量按最大投加期間的1?3個月的用量計算。3、 溶液池容積W=。*Q=1。x847.92=］如3 取1.5m31417xbxn 417x10x2式中：a一混凝劑（三氯化鐵）的最大投加量（mg/L），本設計取10mg/L；b一溶液濃度，一般取5%-20%，本設計取10%；Q—處理水量，本設計為847.92m3/h

〃一每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設計取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結構，設置2座，一備一用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為LXBXH=1.5X1.0X1.6，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m，置于室內(nèi)地面上。溶液池實際有效容積：W1=LXBXH=1.5X1.0X1.0=1.5m3，滿足要求。池旁設工作臺，寬1.0-1.5m，池底坡度為0.02。底部設置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管DN60mm，按1h放滿考慮?！?|\ 「_〔4、溶解池容積式中：W—溶解池容積（m3），一般采用（0.2-0.3）葉；本設計取0.3w溶解池也設置為2池，單池尺寸：LXBXH=1.0X0.5X1.5,高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。則溶解池實際有效容積：w=LXBXH=1.01X0.5X1.0=0.5m3，滿足要求。溶解池的放水時間采用t=10min，則放水流量：=0.75L/S,w0.45X1000=—2= =0.75L/S,060t10x60查水力計算表得放水管管徑d0=50mm，相應流速v=0.38m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設管徑d=50mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結構，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。5、投藥管投藥管流量：q=W1X*1000=1.5X2X1000=0.04L/S24x60x60 24x60x60查水力計算表得投藥管管徑d=10mm，相應流速為0.5m/s。6、 溶解池攪拌設備溶解池攪拌設備采用中心固定式平槳板式攪拌機。7、 計量投加設備本設計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。計量泵每小時投加藥量:q=^1=^^=0.125m3/h1212式中：W]——溶液池容積（m3）耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用.8、 藥庫的設計參數(shù)混凝劑三氯化鐵所占體積：T=-^xQx15=~^x20350x15=3052.5kg=3.1t151000 1000式中：T15一藥劑按最大投藥量的15d用量儲存a一三氯化鐵（mg/1），本設計取10mg/lQ—處理水量（m3/d）。31三氯化鐵的相對密度為1.19，則算占體積V二史=2.61m31.19藥品放置高度按1.0m計，則所需面積為2.61m2考慮到藥品的運輸、搬運和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30%計，則藥庫所需面積：A=1.3x2.61=3.4m2，則藥庫平面尺寸取LXBXH=2.5mx2..0mx3m。9、 靜態(tài)混合器的設計計算本設計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。設計總進水量為Q=20350m3/d，水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據(jù)水頭損失的Q2_計算公式:h=0.1184d%n式中：h 水頭損失（m）；Q——處理水量（m3/d）;d一一管道直徑（m）；n 混合單元（個）。設計中取d=0.6m，Q=0.3m3/S,當h=0.4，n=3時，h=0.3m<0.5m。所以選DN600內(nèi)設3個混合單元的靜態(tài)混合器。圖:管式靜態(tài)混合器第三節(jié)、水力循環(huán)澄清池的設計澄清池是將絮凝和沉淀綜合于一個構筑物中，主要依靠活性泥渣層達到澄清的目的。本設計采用水力循環(huán)澄清池，主要由噴嘴、混合室、喉管、第一絮凝室、第二絮凝室分離室、進水集水系統(tǒng)與排泥系統(tǒng)組成。1、水力循環(huán)澄清池設計參數(shù)水力循環(huán)澄清池一般為圓形池子。進水懸浮物的含量一般小2000mg/1短時間內(nèi)允許達到5000mg/1。設計回水量一般采用進水流量的3?5倍，原水濁度時取下限，反之取上限。噴嘴直徑與喉管直徑之比為(1：3)?(1：4)，喉管截面積與噴嘴截面積之比為12?13.噴嘴流速為7?8m/s，水頭損失為3?4m。喉管的進水喇叭口距離池底一般為0.15m，噴嘴頂離池底的距離為0.6m。喉管流速為2.0?3.0m/s，喉管處的水流混合時間為0.5?1.0s。喉管喇叭口的擴散角為45。，喉管長度為直徑的5?6倍。第一應室室的出口流速為50?60mm/s，應室時間為20?30s,錐形擴散角小于30。。第二應室室進口流速為30?40mm/s，應室時間為110?140s。應室室有效高度為3m。水流時間在池中總停留時間為1.2?1.5h。清水區(qū)水流上升流速為0.7?1.0mm/s，低溫地濁水可以取低值，水流停留時間為40min左右。清水區(qū)高度一般為2.5?3.0m，池子超高為0.3m。保證出水水質(zhì)，清水區(qū)高度最好取高值。在分離區(qū)內(nèi)設斜板等設施能提高澄清效果，增加出水量和減少藥耗。水池的斜壁與水平的夾角一般為45。排泥裝置同機械攪拌澄清池。排泥耗水量約為進水量10%。池子底設放空管。采用數(shù)據(jù)：本設計采用4座水力循環(huán)澄清池，則單池設計流量q=如=024=0.06m3/s，采用回流4 4比n=4，總循環(huán)流量為q=4q=4x0.06=0.24m3/s。i設計循環(huán)總流量：q=4q=4x0.06=0.24m3/si噴嘴流速：七=7.5m/s喉管流速：v=2.5m/s第一反應室出口流速：v=60mm/s第二反應室進口流速：v=40mm/s清水區(qū)(分離室)上升流速：v4=1.0mm/s喉管混合時間：t=0.6si第一反應室反應時間：t=25s2第二反應室反應時間：t3=100s分離時間：/40血啊+w) (5,83+4,17)_叩2響，…第二反應室反應時間：t3=100s分離時間：/40血啊+w) (5,83+4,17)_叩2響，… 7■4 =3,職土(jui實際斷面積:姬,=0.78SX3. 1?=6,03m2實際進口流速：巧=處=華碧_ 4%右 _ 4X0*233X100堵二一3.UX(3：伊一土3勺=L8nu取2.取0.25m,則必=九+虬=Z4豐仇25=A65m,見圖A50布置口(7)進出水系統(tǒng)計算進水管采用d=300mm，管內(nèi)流速取1.2m/s出水系統(tǒng)：采用環(huán)形穿孔集水槽，根據(jù)澄清池設計經(jīng)驗，環(huán)形集水槽中心線n內(nèi)所圍面積等于分離區(qū)面積的45%即0.45七+匕+七=4D2則環(huán)形集水槽中心線處直徑D=：0.45x58.3+4.17+5.83=6.79m環(huán)形集水槽寬度按經(jīng)驗公式b=0.9q1 c0.7850.42q2=0.5qk=0.5x0.06x1.2=0.036m3/sk為超載系數(shù)b=0.9x(0.5x0.06x1.2加=0.238m1.2則槽起點水深h7=0.75b=0.75x0.238=0.179m槽終點水深h=1.25b=1.25x0.238=0.298m8集水槽平均流速為:0.036V2/0.238xVbq =0.63m/s0.179+0.298)(8)孔眼計算:沒深度h=0.05m9則所需孔眼面積為nf=—2q沒深度h=0.05m9則所需孔眼面積為nf=—2q20R2x0.036.v'2gh9 0.62^.2x9.8x0.05=0.117m2采用孔眼直徑』4=2訕，則每個孔眼面積f=0.785x0.0252=0.000494m2，要求的孔眼數(shù)n=0.117=236.8r237個0 0.000494孔眼間距：（采用等間距法）237=3.14公+0.238)=0.093m采用93mm

n237兀D-b)3.14x(6.79-0.238)237——1——= =0.087m米用87mm237n8條輻射集水槽的開孔部分總長度為：2x8=39.52m假定環(huán)形集水槽所占寬度為0.38m靠池壁的的環(huán)形集水槽開孔部分長度為：3.14（9.3-2X0.38）-8X0.32=24.26m穿孔集水槽（包括輻射槽和環(huán)形槽）的開孔部分總長度L為:L=39.52+24.26=63.78孔口近距x為:L63.78x二一= =0.27mn237（9）儲水槽計算:總出水量g3=2q2=2x0.036=0.072m3/S總槽流速采用°.75m/S槽寬B=-^0.9h 0.9x0.298（10）排泥系統(tǒng)計算:污泥濃縮室容積V=?C'=270(20°-10)=5.13m310000其中：*=200mg/1s4=10mg/1,t'=1h,c=10000mg/1,q=270m3/1泥斗只+?數(shù)n0=4, 513則每只泥斗容積V0=丁=1.26m3（11）排泥管米用d=150mm.兀-?一一一?一一w=—x0.152=0.01766m2排泥流量q0=rw0%/2gh=0.4x0.01766J2x9.8x3.3=0.0568m3/s其中：r=0.4,h'=3.3m一澄清池水面至排泥出口的高差排泥歷時t=匕=a%=45s0q00.0568（12） 放空管采用d=200mm（13） 溢流管采用d=300mm與進水管相同第四節(jié)、普通快濾池的設計設計要點濾池清水管應設短管或留有堵板，管徑一般采用75--200mm.以便濾池翻修后排放初濾水。濾池底部宜設有排空管，其入口處設柵罩，池底坡度約0.005，坡向排空管。配水系統(tǒng)干管的末端一般裝排氣管，當濾他面積小于25皿時。管徑為400mm，濾池面積為25--100皿時，管徑為50mm排氣管伸出濾池頂處應加截止閥。每個濾池上應裝有水頭損失計或水位尺以及取樣設備等。濾池數(shù)目較少，且直徑小于300mm的閥門，可采用手動，但沖洗閥門一般采用電動、液動或氣動。各種密封渠道上應有1---2個人孔。管廊門及通道應允許最大配件通過，并考慮檢修方便。濾池池壁與砂層接觸處抹面應拉毛，避免短流口濾池管廊內(nèi)應有良好的防水、排水措施和適當?shù)耐L，照明等設施。采用濾池數(shù)"，布置成對稱雙行排列，每個濾岫.積為(2)支管:第五節(jié)、清水池的設計本工程不設水塔或高位水池，二泵供水量應與用水情況保持一致，一泵用水量按最高日用水量來確，所以設計2座清水池。1、 清水池總?cè)莘e的計算清水池容積按最高日用水量的10%-20%計算，則清水池貯存水量：30525米用兩座清水池，每座清水池容積為：W= =1526.25m3o2取清水池超高0.5m，有效水深為4.0m。則清水池平面面積：取清水池寬度B=15m，則長為L=A=3816=25.5mB15則每池尺寸為：25.5mX15mX4.5m=1721.25m3。2、 清水池各管管徑的確定清水池進水管與出水管流速取1.0m,；，進水管管徑按最高日平均時水量計算，出水管管徑按最高日最高時用水量計算。由用水量變化規(guī)律可知，最高日最高時用水量為：式中：kh—時變化系數(shù)，取1.3 ：4。 ；4X024所以進水官官徑為：d=「一p=： -650mm。1、丸v \丸x1.04Q .4x031 一出水官官徑為：d—'—h—' =716mm，取750mm。2 \nv\兀x1.0溢流管與進水管直徑相同取650mm，放空管管徑可按2小時內(nèi)將池中水泄空計算，取d-400mm，放空流速取2.0m/s。設兩個檢修孔，檢修孔直徑為650mm，檢修孔靠近進水管和出水管。池頂設6個通氣管，均勻布置，通氣管直徑為100mm，池頂?shù)母餐梁穸葹?.7m。第六節(jié)、液氯消毒及加氯間的設計氯是目前國內(nèi)外應用最廣泛的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。根據(jù)相似水廠運行經(jīng)驗，并按最大容量確定，余氯量應該符合生活飲用水衛(wèi)生標準，出廠水游離余氯不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末稍不低于0.05mg/L，水和氯的接觸時間大于30min。水廠設計水量Q—20350m3/d-847.92m3/h （包括水廠自用水量）d采用濾后加氯消毒，倉庫儲量按30d計算，加氯點在絮凝池和清水池前。1、 加氯量的確定本工程絮凝池前耗氯有兩部分，一是微生物的氧化；二是水中常規(guī)還原性物質(zhì)的氧化。清水池前加氯用于消毒殺菌。用于常規(guī)物質(zhì)氧化的氯量取a取0.8mg/L。則總加氯量為：儲氯量按一個月考慮，M—24x1.19x30——856%2、 加氯設備 ||加氯機的作用是保證消毒安全和計量準確，為保證連續(xù)工作，其臺數(shù)應按最大加氯量選用。加氯機應安裝2臺以上（包括管道），備用臺數(shù)不少于一臺。選用LS80-4轉(zhuǎn)子真空加氯機，安裝3臺，2用1備，加氯量為1.19kg/h，外型尺寸為：8xH=610mmx260mm，兩臺加氯機的間距在0.8，安裝高度高出地面0.9m。氯瓶采用900kg液氯鋼瓶，尺寸為：外徑X瓶高=600mmX1800mm，自重246kg,公稱壓力2Mpa，氯瓶采用2組，每組4個，一組使用一組備用，使用時使用多只氯瓶并聯(lián)直接供氯。采用計算機控制自動加氯方式。3、 加氯間、氯庫為了減少占地面積，同時節(jié)省土建成本，考慮加磯間與加氯間臨近合建中間用墻隔開。在加氯間、氯庫低處各設排氣扇一個，換氣量每小時8?12次，并安裝漏氣探測器，其位置在室內(nèi)地面以上30cm，設報警儀，當檢測的漏氣量達到2?3mg/kg為搬運氯瓶方便，氯庫內(nèi)設CDn~60單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫大門以外。4、 氯氣收集裝置適用范圍：氯氣吸收裝置可以使加氯間內(nèi)因事故泄漏的大量Cl2氣體迅速吸收。是保證安全操作的一項措施。組成：氯氣吸收裝置主要有噴淋器、離心分離器、循環(huán)泵、堿液槽等組成。本次設計選用LX型氯氣吸收裝置尺寸為:LxBxH=4164mx2140mx4500m第四章、水廠平面和高程布置第一節(jié)、平面布置水廠的基本組成分位兩部分：⑴生產(chǎn)構筑物和建筑物，包括處理構筑物、清水池、二級泵站、藥劑間等。⑵輔助建筑物，其中又分為生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種。前者包括化驗室、修理部門、倉庫及宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍等。水廠平面主要內(nèi)容有：各種構造物和建筑物的平面定位；各種管道，閥門及管道配件的布置；排水管（渠）及窨井布置；道路，圍墻，綠化及供電線路的布置等。一般水廠的布置由以下四部分組成： U口1、水處理構筑物 水處理構筑物中，如絮凝池、沉淀（澄清、氣浮）池、濾池、清水池、二級泵房、加藥間、濾池沖洗設施，以及排水泵房等是水廠的主體;2、 輔助建筑物 為水處理構筑物服務的建筑物，如變配電室、化驗間、機修間、倉庫、食堂、值班宿舍、辦公室、門衛(wèi)室等；3、 連接管道（渠） 水處理構筑物之間的連接管（渠）以及加藥管、排泥管、廠區(qū)用水管、雨水管、污水管、電纜溝（槽）和相應得儀表、；閥門等；4、 道路及其他 交通運輸?shù)缆?、廠區(qū)綠化布置、照明設施、圍墻等。水廠布置采用直線式，此種布置有如下優(yōu)點：工藝流程合理；各構筑物之間的連接管短，水頭損失小；水處理構筑物各系列采用平行布置，易達到水廠分配的均衡；有利于水廠的擴建進行擴建工程時，對原有系統(tǒng)影響小。水廠規(guī)模是26000m3/d，按照《給水排水設計手冊》第三冊確定各建筑物面積如下：1） 生產(chǎn)管理用房取160m2;辦公樓面積，取180m2,尺寸為15x12m22） 化驗室面積，取100m2，定員取4人；3） 機修間面積取用120m2,定員6人；電修機面積為28m2，長寬尺寸為7mx4m人數(shù)取3人；4） 車庫，一般由停車間、檢修坑、工具間和休息室組成，其面積根據(jù)車輛的配備確定，取其面積為120m2；長寬為12mx10m。5） 倉庫面積取140m2，長寬為14mx10m（其中凈水和消毒藥劑的貯存不屬于倉庫范圍，但包括倉庫管理人員的辦公面積）；6） 食堂面積定額為2.4m2/人，設計水廠職工定員為50人，其面積取120m2；7） 浴室面積為40m2；長寬為8mx5m8） 鍋爐房面積為40m2；長寬為8mx5m9） 傳達室面積取用15m2；10） 宿舍面積按4人/m2計算，宿舍人數(shù)約為水廠定員人數(shù)的45%，即0.45x50=23人，宿舍面積為4x23=92m2長寬為11.5mx8m11）管配件堆放場為120m2

12）設一個標準籃球場28m15m各水處理構筑物和輔助建筑物一覽表序號名稱尺寸（m）材料單位數(shù)量1水力循環(huán)澄清池9.3X6.2鋼筋混凝土組42普通快濾池6.5X3.4X3.15鋼筋混凝土組63清水池25.5X15X4.5鋼筋混凝土組24吸水井10.0X1.50X5.00鋼筋混凝土座15二級泵房26.00X8.00X6.00鋼筋混凝土座16辦公樓15.00X12.00鋼筋混凝土座27食堂12.0X10.0鋼筋混凝土座18辦公樓15.0X12.0鋼筋混凝土座19傳達室5.0X3.0鋼筋混凝土座110堆場15.0X12.0鋼筋混凝土座111機修間12.0X10.0鋼筋混凝土座112車庫12.0X10.0鋼筋混凝土座113倉庫14.0X10.0鋼筋混凝土座114宿舍11.5X8.0鋼筋混凝土座115浴室8.0X5.0鋼筋混凝土座116鍋爐房8.0X5.0鋼筋混凝土座117化驗室10.0X10.0鋼筋混凝土座118加氯間11.0X10.0鋼筋混凝土座119加藥間15.0X12.0鋼筋混凝土座1

20籃球場28.0X15.0個1第二節(jié)、高程布置在處理工藝流程中，各構筑物之間水流應為重力流，兩構筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構筑物本身，連接管道，計量設備等水頭損失在內(nèi)。處理構筑物中的水頭損失與構筑物類型和構造相關，該水頭損失包括構筑物內(nèi)集水槽等水頭跌落損失在內(nèi)。各構筑物之間的連接管斷面尺寸由流速決定，其值按下表采用，當?shù)匦斡羞m當坡度可以利用時，可選用較大流速以減少管道直徑及相應配件和閥門尺寸；當?shù)匦纹教箷r，為避免增加填、挖土方量和構筑物造價，宜采用較小流速。在選定管道流速時，應適當留有水量發(fā)展的余地。連接管的水頭損失估算時通過下表確定連接管段允許流速（m/s）水頭損失（m）附注一級泵站至絮凝池1.0-1.2視管道長度而定絮凝池至沉淀池0.15-0.20.1應防止絮凝體破碎沉淀池至濾池0.80-1.200.30?0.50濾池至清水池1.0-1.50.30?0.50流速宜取下限留有余地當各項水頭損失確定之后，便可進行構筑物高程布置。構筑物高程布置與廠區(qū)地形，地質(zhì)條件及所采用的構筑物型式有關。當?shù)匦斡凶匀黄露葧r，有利于高程布置；當?shù)匦纹教箷r，高程布置中既要避免清水池埋入地下過深，又應避免絮凝池在地面上抬高而增加造價，尤其當?shù)刭|(zhì)條件差，地下水位高時。根據(jù)設計計算，可知各構筑物間的管道直徑如下表:構筑物管徑（mm）流速（m/s）混合器一澄清池4001.0澄清池-濾池4001.0濾池-清水池6000.73清水池-吸水井6000.73給水處理構筑物水頭損失計算及高程計算在處理工藝流程中，各構筑物之間水流均為重力流。兩構筑物之間水面高差即位流程中的允許流速水頭損失，包括構筑物本身，連接管