水廠設(shè)計(jì)說明書

PAGE17- 某師凈水廠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原始資料凈產(chǎn)水量：5000m3水源為河水，建勝河（1）最高渾濁度為2000NTU（2）堿度為5mg/L（3）總硬度：月平均最高368mg/L,月平均最低156mg/L（4）PH值：6.9—7.6（5）色度：12度（6）大腸菌群數(shù)：1800CFU/100ml（7）水溫：月平均最高27.7℃月平均最低4．凈化出水要求：達(dá)到《國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求。5．凈水廠地形圖：比例尺1：2006．地形資料：擬建水廠廠址地形平坦，地質(zhì)為砂質(zhì)粘土，地基承載力特征值fa=600kPa,無地下水7．各種材料均可供應(yīng)。二．設(shè)計(jì)計(jì)算（一）．確定凈水廠的設(shè)計(jì)水量根據(jù)GB50013—2006規(guī)定：水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水量，應(yīng)按最高日供水量加水廠自用水量確定。水廠自用水率應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、所采用的處理工藝和構(gòu)筑物類型等因素通過計(jì)算確定，一般可采用設(shè)計(jì)水量的5％～10％。當(dāng)濾池反沖洗水采取回用時(shí)，自用水率可適當(dāng)減小?？紤]濾池反沖洗水采取回用及用水安全，自用水率取8%則設(shè)計(jì)水量Q=5000×(1+0.08)=54（二）確定凈水廠工藝流程和凈化構(gòu)筑物的型式1．混凝劑的投配及加藥間尺寸確定根據(jù)最高濁度，此河水水質(zhì)與長(zhǎng)江水類似，則混凝劑采用硫酸鋁（含三氧化二鋁16%），投加量最高為28.7mg/L,最低為15.6mg/L，平均24.8mg/L，無需助凝劑。每天工作時(shí)間為16h。（1）確定石灰（純度50%）投加量：硫酸鋁投加量計(jì)算時(shí)取28mg/L，折合成三氧化二鋁為28mg/L×16%=4.48mg/L。三氧化二鋁分子量為102，故投加量相當(dāng)于4.48/102=0.044mmol/L.剩余堿度取0.37mmol/L，則得﹝CaO﹞=3×0.044-0.125+0.37=0.377mmol/LCaO分子量為56，則石灰投加量為0.377×56/0.5=42mg/L（2）藥庫尺寸計(jì)算ⅰ設(shè)計(jì)參數(shù)：水量Q=5400/16=337.5m3/h；最大加藥量a=28mg/L；倉庫儲(chǔ)量按7-15d計(jì)算，這里取7d。ⅱ設(shè)計(jì)計(jì)算加藥量g=28×10-3×5400=151.2kg/d，7天的用量：7×151.2=1058.4kg固體按90%計(jì)算：則7天需1058.4/90%=1176kg，固體每袋重25kg1176/25=47.4袋，取50袋，每袋尺寸為0.5×0.4×0.2m3，則每袋體積為0.04m3，50袋體積為2m3，取堆放尺寸為1.2×1.2×1.5m3(3)溶解池W1和溶液池W2的確定W2=（8×100aQ）/（1000×1000cn）=（8×100×28×5400）/(1000×1000×10×2)=6.048a混凝劑最大投加量；Q處理水量；n液體投加混凝劑時(shí)，溶解次數(shù)應(yīng)根據(jù)混凝劑投加量和配制條件等因素確定，每日不宜超過3次，這里取2次；c混凝劑投配的溶液濃度，可采用5%—20%（按固體重量計(jì)算），取10%計(jì)算；W1=(0.2-0.3)W2取0.3，則W1=0.3W2=1.81（4）加藥間W2尺寸為2m×2m×1.7m，超高取為0.2m；W1尺寸1.5m×1m×1.5m，超高取0.25m；則加藥間尺寸為4m×4m。（5）投加方式的確定采用計(jì)量泵投加，不必另設(shè)計(jì)量設(shè)備，泵有計(jì)量標(biāo)志，可通過改變計(jì)量泵行程改變藥液投量，適用于絮凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。2．絮凝池的確定目前我國正在推廣應(yīng)用穿孔旋流絮凝池，所以本設(shè)計(jì)采用穿孔旋流絮凝池。一般分格數(shù)不少于6格，起點(diǎn)孔口流速宜取1.0-1.5m/s,末端孔口流速宜取0.05-0.1m/s，絮凝時(shí)間10-20min,其優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)低，可用于中小型水廠，所以選擇穿孔旋流絮凝池，分1（1）絮凝池設(shè)計(jì)流量Q=5400/（16×3600）=0.094則絮凝池體積W=0.094×16×60=90（2）設(shè)平均水深為3m,則絮凝池面積為S=90/3=30每格面積s=30/8=3.75則每格邊長(zhǎng)a=1.9（3）孔口流速起點(diǎn)孔口流速V0取1.1m/s,末端孔口流速V8取0.08m/s其它孔口流速按照公式Vi=V0+V8-V8求得：V1=0.78m/s;V2=0.63m/s;V3=0.50m/s;V4=V5=0.3m/s;V6=0.23m/s;V7=0.15（4）孔口水頭損失計(jì)算式為hi=1.06求得h0=0.075m，h1=0.033m，h2=0.021m，h3=0.014m，h4=0.009m，h5=0.005m,h6=0.003m,h7=0.001m,h8=(5)孔口尺寸及位置出口孔口尺寸的長(zhǎng)取邊長(zhǎng)a，高l=Q/(v8×a)=0.094/(0.08×1.94)=0.6m;其其它孔口尺寸按長(zhǎng)高比3：2計(jì)算（進(jìn)口孔口除外），li=，計(jì)算其孔口高度依次為0.28m,0.32m,0.35m,0.40m,0.45m,0.52m,0.65m?？卓谏线吘壱嗽谒嫦轮辽?0cm，孔口下邊緣宜在泥斗上20-30cm。（6）泥斗泥斗傾角取45。，上邊長(zhǎng)為2m，泥斗下孔口為正方形，邊長(zhǎng)取0.30m。泥斗高為0.85m。（7）總高度保護(hù)高0.30m，平均水深3.00m，泥斗高度取0.82m。則總高為0.30+3.00+0.82=4.123．沉淀設(shè)備的確定本設(shè)計(jì)采用斜管式沉淀池，具體參數(shù)如下：（1）設(shè)計(jì)流量Q=0.094m3/s（2）表面負(fù)荷為5-9m3/(m2.h)，取q=9m3/(m2（3）顆粒沉降速度μ0：0.4mm/s；（4）采用蜂窩形斜管，D30，L1000，θ60。（5）沉淀區(qū)的平面尺寸沉淀池的沉淀區(qū)表面積F＝m2，其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按3%計(jì)，則實(shí)際清水區(qū)需要面積：F’=37.6×1.03=38.73m為了配水均勻，采用清水區(qū)平面尺寸8×5m，使進(jìn)水區(qū)沿8每個(gè)沉淀池實(shí)際沉淀面積8×5＝40m沉淀池清水區(qū)實(shí)際上升流速為：V上＝沉淀池的無效長(zhǎng)度為0.5m，則其無效面積為0.5×5=2.5（6）沉淀池的總高度超高0.30m，清水區(qū)高度1.20m，配水區(qū)高度1.50m，泥斗高度1.00m,斜管高度h=l×sinθ=1H＝0.30＋1.20＋1.50＋0.87＋1.00＝4.87（7）穿孔集水槽計(jì)算一個(gè)沉淀池設(shè)有5個(gè)集水槽，集水槽間距1.50m，則兩邊集水槽距離池壁為1m，每個(gè)集水槽流量q＝；集水槽寬b＝0.9（βq）0.4（β一般取1.2~1.5）＝0.9（1.2×0.0188）0.4＝0.198m，取集水槽水深：h1＝0.75b；h2=1.25b為了施工方便，采用平底集水槽，集水槽水深h＝0.2集水槽深H＝h+h3+h4+h5=0.20+0.07+0.05+0.07=0.h3跌水高度，70mm；h4孔口上水頭，50mm；h5超高，70mm（8）孔眼計(jì)算孔徑d取25mm每孔流量=0.0003985m3/s每根集水槽孔眼數(shù)個(gè)；兩側(cè)交錯(cuò)開孔，每側(cè)開孔數(shù)分別為28個(gè)和29個(gè)；集水槽上孔距排泥斗斗底坡度經(jīng)驗(yàn)算：斗底坡度為50~55°，排泥順暢。（9）復(fù)算管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時(shí)間：Re=式中水力半徑R=D/4=30/4=7.5mm=0.75cm;管內(nèi)流速v0==0.31cm運(yùn)動(dòng)粘度υ=0.01cm2(當(dāng)T=20℃Re==23.21沉淀時(shí)間T===322s=5.37min4.過濾設(shè)備的確定選用重力式無閥濾池,兩個(gè)無閥濾池合用一個(gè)沖洗水箱。<1>設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)凈產(chǎn)水量為5000/16=312.5m3/h，濾池分為2格，每格水量為156.25m3/h=43.4L<2>主要計(jì)算（1）濾池面積過濾面積f1==156.25/8=19.5m2連通渠考慮采用邊長(zhǎng)為0.40m等腰直角三角形，其面積f′2=0.5×0.4×0.4=0.08m并考慮連通渠斜邊部分混凝土壁厚為80mm，則每邊長(zhǎng)=0.40+×0.08=0.51m，面積為：f2=0.5×0.51×0.51=0.13m故要求濾池面積f=f1+f2=19.5+4×0.13=20.0濾池為正方形，每邊長(zhǎng)L==4.47m，為了便于施工取用4.5m濾池實(shí)際面積F=4.5×4.5=20實(shí)際過濾面積F′=20.25-4×0.13=19.73實(shí)際濾速v′=Q/F′=156.25/19.73=7.92m/h（2）濾池高度底部集水區(qū)高度采用H10.40m；濾板高度采用H20.10m；承托層高度采用H30.20m；濾料層高度采用H40.70m；凈空高度采用H550%×0.70+0.10=0.45m頂蓋高度采用H60.5×4.5×tan12。=0.48m沖洗水箱高度H7：為降低高度，采用兩格共用一個(gè)沖洗水箱。（3）水箱容積：按沖洗一次所需水量，同時(shí)考慮在一個(gè)沖洗時(shí)，另一格濾池向水箱供水。所以：V=Ft（3.6q-v）/60式中:q沖洗強(qiáng)度,取15L/s·m2t沖洗歷時(shí),5minv濾速（m/h）,7.92m/hF濾池總面積,20.25m計(jì)算得V=77.76m水箱有效水深H=V/2F=1.92m（4）水箱連通管水頭損失，取為0.05m沖洗水箱高度為H7=1.92+0.05=1.97超高H8采用0.15m池頂板厚度0.10m故濾池總高度為：0.4+0.1+0.2+0.7+0.45+0.48+1.97+0.15+0.10=4.55m(5)進(jìn)水系統(tǒng)①進(jìn)水分配槽面積f=Q/v=43.4/(0.04×1000)=1.085m2采用長(zhǎng)方形分配槽，規(guī)格為1.2m×0.9m②進(jìn)水管濾池進(jìn)水管由沉淀池總出水渠接出，進(jìn)水管流量Q=43.4L/s，沉淀池到濾池的允許流速0.8-1.2m/s，取流速0.8m/s,管徑d==263mm，選用DN300管道，流速vj=0.61m/s，水力坡度降ij=2.66‰，管長(zhǎng)lj=進(jìn)水管水頭損失：h=∑il+∑ξ考慮局部阻力，包括管道進(jìn)口，90°彎頭3個(gè)的損失，則hj=0.00266×14+（0.5+3×0.6）=0.08(6).配水系統(tǒng)小阻力，采用孔板或陶瓷濾板(7).幾個(gè)控制標(biāo)高濾池出水口（即沖洗水箱水位）高程=濾池總高度-濾池底板入土埋深-超高=4.55-0.50-0.15=+3.90m虹吸輔助管管口高程=濾池出水口高程+期終容許水頭損失值=3.90+1.70=5.60m進(jìn)水分配槽槽底標(biāo)高一般與濾池出水口相同為3.90m進(jìn)水分配槽堰頂標(biāo)高=虹吸輔助管管口標(biāo)高+進(jìn)水管水頭損失+安全高度（0.1~0.15m）=5.60+0.08134+0.15=5.83m進(jìn)水分配槽槽頂標(biāo)高=堰頂標(biāo)高+堰上水頭+安全高（后兩項(xiàng)一起通常取0.2~0.3m）=5.83+0.4=6.23m。(8).虹吸管管徑①連通渠的水頭損失取hl=0.07m②配水系統(tǒng)的水頭損失h2h2=q2/[2g(10μα)2]=152/[2×9.81（10×0.75×1.1）2]=0.μ——流量系數(shù)，取0.75α——開孔比，取1.1%③承托層水頭損失h3h3=0.022qH3H3——承托層厚度，0.20mh3=0.022×15×0.2=0.066m④濾料層水頭損失h4h4=（-1）（1-m0）H4=(2.65/1-1)（1-0.4）×0.7=0.⑤擋水板的水頭損失h5，取0.05m⑥虹吸管的沿程水頭損失，假設(shè)沖洗時(shí)不停止進(jìn)水，因沖洗時(shí)不停止進(jìn)水Qj=43.4LQ=qA+Qj=15×19.73+43.4=339.35濾池水量為339.35L/s，假設(shè)虹吸管上升管D1=400mm，下降管D2=400mm，查水力計(jì)算表得,v1=v2=2.71m/s,i1=i2沿程水力損失：hy=i1l1+i2l1——上升管的長(zhǎng)度，取1.8ml2——下降管的長(zhǎng)度，取6m則hy=0.0258×1.8+0.0258×6=0.201局部水頭損失：hj=δ進(jìn)口v02/2g+(δ三通°+δ60°+δ120°)v12/2g+(δ縮小+δ出口)v22/2g=[0.5×0.612+（0.1+0.5+2+0.17+1.0）×2.712]/2×9.81=1.42h6=hy+hj=0.201+1.42=1.621m⑦∑h=0.07+0.168+0.066+0.693+0.05+1.621=2.668濾池出水口標(biāo)高=濾池高度—超高=4.55—0.15=4.4沖洗水箱平均水位標(biāo)高=出水口標(biāo)高—H7/2=4.40-1.97/2=3.平均沖洗水頭Ha=沖洗水箱平均水位標(biāo)高—排水井堰頂標(biāo)高=3.415—0.7=2.Ha>∑h虹吸水位差大于反沖洗水量時(shí)的總水頭損失，可以保證沖洗。5、消毒①.加氯量已知條件:設(shè)計(jì)水量Q1=5400m3/d=清水池最大投加量a為1mg/L.預(yù)加氯量為0清水池加氯量Q=0.001aQ1=0.001×1×337.5=0.二泵站加氯量不做考慮②.加氯間倉庫儲(chǔ)備量按15d最大用量計(jì)算：M=0.3375×15×16=81選用350kg的氯瓶2個(gè)，一用一備。氯瓶長(zhǎng)L=1335mm，直徑D=350mm，氯甁自重350kg。加氯機(jī)選用LS80-4轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)，安裝2臺(tái)，1用1備，加氯量為0.45kg/h，外型尺寸為B×H=610mm×260mm，兩臺(tái)加氯機(jī)的間距在0.8加氯間中將氯瓶和加氯機(jī)分隔布置.加氯間有直接通向外部的門,保持通風(fēng).加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開關(guān).按照GB50013-2006。加氯（氨）間及其倉庫應(yīng)設(shè)有每小時(shí)換氣8～12次的通風(fēng)系統(tǒng)。所以在加氯間、氯庫低處各設(shè)排氣扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)10次，并安裝漏氣探測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上30cm，設(shè)報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量達(dá)到2~3mg/kg自動(dòng)報(bào)警。為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)CD11-606、清水池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)模，Q=5000m（1）清水池的容積取為最高日供水量的15%；則清水池的容積為V=5000×15%=750m選用矩形鋼筋混凝土清水池，尺寸為：BHL=16.70×12.50×4.00m，有效水深：3.70m故其有效容積V=16.70×12.50×3.70=772m3（2）清水池各管管徑的確定清水池進(jìn)水管與出水管流速取1.2m/sQh=Kh×Qd/16=1.3×5000/16=406.25m3/h=112.85L式中：—時(shí)變化系數(shù)，取1.3進(jìn)水管管徑為：d1==0.359m，取35出水管管徑為：d2==0.346m，取350mm溢流管與進(jìn)水管直徑相同取350mm，放空管管徑可按2小時(shí)內(nèi)將池中水泄空計(jì)算，取d3=300mm設(shè)兩個(gè)檢修孔，檢修孔直徑為650mm，檢修孔靠近進(jìn)水管和出水管。池頂設(shè)6個(gè)通氣管，均勻布置，通氣管直徑為100mm，池頂?shù)母餐梁穸葹?.7m。7、泵房的設(shè)計(jì)二級(jí)泵房水泵吸水管管徑為DN200，喇叭口外形尺寸查標(biāo)準(zhǔn)圖集S311-（32-27），DN200吸水管的喇叭口直徑為300，泵房高為5m三、水廠內(nèi)應(yīng)設(shè)置通向各構(gòu)筑物和附屬建筑物的道路?？砂聪铝幸笤O(shè)計(jì)：1水廠設(shè)置環(huán)行道路；

2主要車行道的寬度：?jiǎn)诬嚨罏?.5m，雙車道為6m，支道和車間引道不小于3m；

3車行道轉(zhuǎn)彎半徑6～10m；

4人行道路的寬度為1.5～2.0m。四、水廠構(gòu)筑物水頭損失計(jì)算連接各構(gòu)筑物的生產(chǎn)管線管內(nèi)流速及水頭損失1沿程水頭損失計(jì)算表管徑mm計(jì)算管長(zhǎng)m流量m3/s流速m/s1000i沿程水損m原水—反應(yīng)池40010.000.0940.711.960.019沉淀池—濾池3007.100.0871.197.140.051濾池—清水池35010.200.0870.873.250.0332局部水頭損失計(jì)算表部件ζΣζVh原水—反應(yīng)池進(jìn)口1.05.260.9810.258出口0.36DN400蝶閥0.3DN40090°彎頭4個(gè)0.90×4沉淀池—濾池進(jìn)口1.06.580.6420.138DN300彎頭6個(gè)0.87×6出口0.36濾池—清水池進(jìn)口1.06.760.9810.332DN350三通轉(zhuǎn)彎流1.5DN400蝶閥0.3DN35090°彎頭4個(gè)0.90×4出口0.36清水池—泵房進(jìn)口1.02.960.490.03645°急轉(zhuǎn)彎管2個(gè)0.35×2DN35090°彎頭1個(gè)0.90出口0.363構(gòu)筑物間總水頭損失計(jì)算表沿程m局部m總水頭損失m原水—反應(yīng)池0.0190.2580.277沉淀池—濾池0.0510.1380.189濾池—清水池0.0330.3320.554清水池—泵房0.0690.0360.1054構(gòu)筑物自身水頭損失表構(gòu)筑物名稱構(gòu)筑物內(nèi)水頭損失m反應(yīng)池0.4-0.5沉淀池0.2-0.3濾池1.5-2.0五、水廠高程計(jì)算高程布置（一）、清水池：清水池所在的地面標(biāo)高為367.5m，取為基準(zhǔn)標(biāo)高±0.00m。池頂高出地面1.5m，所以池頂標(biāo)高為1.5m，超高0.3m，清水池水面標(biāo)高為1.2m，水深（二）、無閥濾池：從無閥濾池到清水池的水頭損失為0.554m，濾池內(nèi)水頭損失為1.5m，所以濾池內(nèi)平均水面標(biāo)高為1.754m，超高為0.15m，濾池頂高為1.904m(三）、斜管沉淀池：從沉淀池到無閥濾池的水頭損失為0.189m，沉淀池內(nèi)水頭損失為0.2