给水厂设计说明书-计算书要点

设

计 说 明 与 计 算 书

一、设计项目 某城市给水厂给水处理工艺初步设计

二、给水处理工艺流程

混凝剂 消毒剂

原水 混凝池 沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用

户

脱水机房 污泥处理

三、设计水量

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。城镇水厂只用水量

一般采用供水量的5%—10%，本设计取8%，则设计处理量为；

d

m Q /12247211340008.1a)Q 1(3d =?=+=

d m Q /1134006300183d =?= 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8%； Q d ——设计供水量（m 3/d ），为115668m 3/d.

四、给水处理厂工艺计算

1、加药间设计计算

已知计算水量Q=122472m 3/d=5103m 3

/h 。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=51.4mg/L ，药容积的浓度b=15%，混

凝剂每日配制次数n=2次。

4.1.2. 设计计算

1 溶液池容积1W

m 9.2015

24175103x 4.51417b 1=??==n aQ V ，取21m 3 式中：a —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，3600m 3/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2次。

溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W 1（一备一用），以便交替使

用，保证连续投药。单池尺寸为1m .35m .20m .3??=??H B L 高度中包括超高0.3m ，

置于室内地面上.

溶液池实际有效容积： m 1.28.25.20.3=??=W 满足要求。

池旁设工作台，宽1.0-1.5m ，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm 放空管，采用硬聚

氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm ，

按1h 放满考虑。

2 溶解池容积2W

312m 3.6213.03.0=?==W W

式中： 2W ——溶解池容积（m 3 ），一般采用（0.2-0.3）1W ；本设计取0.31W

溶解池也设置为2池，单池尺寸：m m m H B L 1.25.15.2??=??，高度中包括超高

0.2m ，底部沉渣高度0.2m ，池底坡度采用0.02。

溶解池实际有效容积： 3

'4.67.15.15.2m W =??=

溶解池的放水时间采用t ＝10min ，则放水流量： S L t /5.1010

6010003.660w q 20=??== 查水力计算表得放水管管径0d ＝100mm ，相应流速d=1.16m/s ，管材采用硬聚氯乙烯管。

溶解池底部设管径d ＝100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。

溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理

3 投药管

投药管流量

210002121000

===0.486

246060246060

w L

q S

????

????

查水力计算表得投药管管径d＝25mm，相应流速为1.17m/s。

4 溶解池搅拌设备

溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。

5 计量投加设备

混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。

计量泵每小时投加药量:

h

W

/

m

75

.1

12

21

12

q3

1=

=

=

式中：

1

W——溶液池容积（m3）

耐酸泵型号J-D1600/2.0选用2台，一备一用.

6 药剂仓库

考虑到远期发展，面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m。

4.2混合设备设计计算

4.2.1设计参数

设计总进水量为Q=86400m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.0m/s。计算草图如图2-1。

图4-1 管式静态混合器计算草图

4.2.2 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

h m d m Q q /7.0/612362

122472n 33==== 则静态混合器管径为：

m v q D 94.00.114.37.044=??==

∏

，本设计采用D=800mm ； 2.混合单元数

按下式计算 40.09.00.136.2v 36.23.0-5.0-3.0-5.0-=??=≥D N ，本设计取N=3；

则混合器的混合长度为： 10m .339.01.11.1=??==DN L

3.混合时间

T=s L 10.31

10.3v ===

4.水头损失 5m .023.0394

.07.01184.0d 1184.04.42

4.42∠=??==n Q h ,符合设计要求。

5.校核GT 值

1363.79810

.31014.123.09800r --=???==

S uT h G ，在700-10001s -之间，符合设计要求

884.02 2.642333.822000GT =?=≥，水力条件符合设计要求。 4.3机械搅拌絮凝池工艺设计

设计参数

设计流量Q=122472m 3/d=5103m 3/h,池数n=2座，单池设计流量Q’=2552m 3

/s ，絮凝时间t=20min.

1、絮凝池尺寸设计计算

絮凝池的有效容积:

3m 85160

20255260=?==QT W 根据水厂系统布置，水深H 取4.5m,采用三排搅拌器，则水池长度：

L zH α≥

18m 5.433.1=??=L

池子宽度： m LH W B 5.105

.418851=?==

2、搅拌器尺寸

每排上三个搅拌器，每个搅拌器长：

()m l 2.33/2.04-5.10=?=

式中 0.2——搅拌器间的净距和其离壁的距离为0.2m

搅拌器外缘直径：

D=4.5—2?0.15=4.2m

式中 0.15——为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离0.15m

每个搅拌器上装有4块叶片，叶片宽度采用0.2m ，每根轴上桨板总面

积为 27.7342.02.3m =???，占水流截面积225.475.45.10m =?的21% ，小

于25%的要求。

3、每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：

各排叶轮桨板中心点线速度采用：s m v s m v s m v /2.0;/35.0;/5.0321===。

叶轮桨板中心点旋转直径：0D =4.2-0.2=4m 。叶轮转数及角速度分别为：

第一排：

s rad w D v n /24.0,min r/4.20

.414.35.06060011==??==

π 第二排

s rad w D v n /17.0,min r/7.1414.335.06060022==??==

π 第三排

s rad w D v n /10.0.min r/0.10.414.32.06060033==??==π

桨板宽长比b/l=0.20/3.2=0.06<1，查表得10.1=ψ

5681

.92100010.12g k =??==ψρ

第一排每个叶轮所耗功率：

()()

kw r r yklw N 068.045.1-65.140824.02.3564-408443

414231=???== 用同样的方法，可求得第二、第三排每个叶轮所消耗功率分别为0.024kw 、 0.005kw.

4 、电动机功率：

第一排所需功率为kw 204.03068.001=?=N

第二排所需功率为kw 027.03024.002=?=N

第三排所需功率为kw 015.03005.003=?=N

设三排搅拌器合用一台电动机带动，则絮凝池所耗总功率为0N ∑为

291kw .0015.0027.0204.00=++=∑N

电动机功率（取7.0,75.021==ηη）：

kw 55.07.075.0291.02

10=?=∑=ηηN N 5、核算平均速度梯度G 及GT 值（按水温20°C 计，μ=102×10-6 kg ·s/m 2）

第一排：

16

10127103

851102204.0102u 102--=???=?=S W N G 第二排：

16

20216103

851102072.0102u 102--=???=?=S W N G 第三排：16

3

0337103851102015.0102u 102--=???=?=S W N G 絮凝池平均速度梯度：

41

601016.26020181810

851102291.0102102?=??==???=∑=

--GT S uW N G 经核算，G 值和GT 值均较合适。

4.4 斜板沉淀池设计计算

采用异向流斜板沉淀池

1. 设计所采用的数据

① 由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s ② 斜板有效系数η取0。75，η=0.6~0.8

③ 斜板水平倾角 θ=60°

④ 斜板斜长 L=1.5m

⑤ 斜板净板距 P=0.1m P 一般取50~150mm

⑥ 颗粒沉降速度 μ=0.4mm/s=0.0004m/s

2. 沉淀池面积

2

m 43750004.075.031.1=?==ημ

Q A f 式中 Q ——进水流量，m3/s

q ——容积负荷，mm/s

3.斜板面积

200f f '8750m cos604375cos ===

θA A

需要斜板实际总面积为 4.斜板高度

m l 3.160sin 5.1sin h 0=?==θ

5.沉淀

池长宽

设斜板间隔数为N=130个

则斜板部分长度为

斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l 2=0.1m ，斜板底部右边距池边距离l 3=0.8m ，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m 池宽m Vh Q B 4.503.102.031.1=?==

6.斜板组合全长计算

斜板间隔数 个5041.04.50===

p B N