6万吨给水处理厂设计说明书.

目录第一章给水处理厂水量计算 (1)第二章处理流程的设计 (1)第三章取水泵站 (1)第四章混凝以及沉淀 (1)一、混凝 (1)二、混合 (2)三、絮凝反应池 (3)四、沉淀 (5)第五章过滤 (6)第六章消毒设计计算 (10)第七章清水池设计计算 (11)第八章水厂平面布置 (12)第九章高程布置 (12)第十章设计心得 (13)参考文献 (13)第一章给水处理厂水量计算城市自来水厂规模为6万m3/d，即2500 m3/h, 0.6944 m3/s。

设计流量为：×（1+α）=2500m3/h×（1+0.06）=2650m3/h=736.111L/s Q=Qd式中α为水厂自用水量系数，取值0.06。

第二章处理流程的设计水源→泵站→管式静态混合器→往复式隔板絮凝池 + 平流沉淀池→普通快滤池→清水池→吸水井→二泵站→用户混凝剂采用： FeCl3，管式静态混合器消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯第三章取水泵站城市给水处理系统，通过泵站取水，其中流量为736.111L/s，流速为1.2~1.6m/s,为使水量得到保证，采用2根输水管同时向给水处理厂输水，即每根输水管的流量为368.06 L/s，查水力计算表可得：每根输水管的管径为DN600，管内流速为1.26m/s,坡度为1.26%。

第四章混凝以及沉淀一、混凝(1)、混凝剂选择：根据原水的水质水温和PH值的情况，选用混凝剂为聚合氯化铁(PFC)，投加浓度为15％，最大投加量为40（mg/l）。

优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5~9）。

操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。

采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。

(2)、药剂配制及投加方式的选择：混凝剂的投加分干投与湿投法两种。

本设计采用后者。

采用计量泵投加。

(3)、混合设备的设计本设计中采用管式静态混合器，故不单独设构筑物。

(4)、混凝剂的溶解与调配药剂调配一般有水力、机械、压气、水泵等方法。

本设计采用空气调制方法。

(5)、溶解池容积W1因用的是聚合氯化铁，需设溶解池，溶解池容积按溶液池容积的30%计：W1=0.3 W2=0.3×28=9 m3溶解池尺寸为L×B×H=2.5m×2.5m×1.7m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。

溶解池的放水时间采用t=10min, 则放水流量：q0= W1÷60t=9×1000÷(60×10)=15 L/s选择放水管管径DN=100mm,相应流速v0=1.95m/s。

溶解池底部设管径D=100mm的排渣管一根。

溶解池采用压缩空气搅拌，其中，空气供给强度设为10L/（S·m2），空气管流速设为13m/s,孔眼直径设为3mm，流速为26m/s,支管间距设为500mm。

溶解池置于地下，池顶高出地面0.2m。

溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。

(6)、溶液池容积W2根据设计流量Q=2650m3/h，最大药剂投加量为α=50mg/L，溶液浓度c=12%，每天调制次数n=2，则溶液池容积为：W2=αQ/417cn=50×2650/(417×12×2)=13.2 m3采用两个溶液池。

每个池子的有效容积为W2，。

溶液池的基本尺寸L×B×H=2.5m ×2.5m×2.5m,其中H为实际高度，已包括超高0.2m。

(7)、投加设备1）药液提升设备2）投药管每池设一根投药管，投药管流量：q=W2×2×1000/86400=0.31s选择投药管管径DN=50mm,相应流速为0.21s。

(8)、计量设备拟采用LZB-40型转子流量计。

LZB型玻璃转子流量计由一个垂直安装的锥形玻璃管与转子组成，可以从锥形管外壁的刻度上直接读出介质的流量值。

锥体管长度430mm，工作环境-20～120℃，压力≦6kg/cm2。

(9)、药剂仓库的计算1）已知条件混凝剂为聚合氯化铁(PFC)，每袋质量是50Kg,每袋规格为0.5m×0.5m×0.2m。

投药量为50mg /L，水厂设计水量为2500m3/h。

药剂堆放高度1.5 m，药剂储存期为28天。

2）设计计算聚合氯化铁（PFC）的袋数N=(Q×24)ut/(1000w)=( 2650×24×50×28)÷(1000×50)=1780（袋）堆放面积A=NV/［H（1-e）］=（1780×0.5×0.5×0.2）÷［1.5×（1-0.2）］=74m2仓库平面尺寸B×L=10 m×10 m=100 m2（10）、加药间的设计计算采用佛山水泵厂生产的计量加药泵，泵型号JZ1000/16，选用三台，二用一备，加药间的平面尺寸为B×L=15m×20m二、混合本设计采用管式静态混合器。

三、絮凝反应池本设计采用往复式隔板絮凝反应池。

1、设计参数：根据设计流量Q=2500m3/h，设2池。

廊道内流速采用4段：V1=0.5m/s，V2=0.4m/s，V3=0.3m/s，V4=0.25m/s，絮凝时间T=20min,池内平均水深h1=2.8m，超高h2=0.3m。

2、设计计算：（1）总容积的计算: W=Q×T/60=2650×20/60=883m3（2）每池面积:分设2池，由于平均水深h 1=2.5m 则每池净平面面积：F=W/（n ×h 1）=883/(2×2.5)=176.6m 2 池子宽度B ，按沉淀池宽采用16.8m,池子长度（隔板间净距之和）：L ’=176.6m 2/16.8m=9.3m （3）廊道长度隔板间距按廊道内流速不同分成4档：α1=Q/(3600×n ×V 1×h 1）=2650/(3600×2×0.5×2.8)=0.263m ， 取α1=0.27m ，则实际流速V 1=0.563 m/s ；α2=Q/(3600×n ×V 2×h 1）=2650/(3600×2×0.4×2.8)=0.329m ， 取α2=0.33m ，则实际流速V 1=0.460m/s ； 按上法计算得：α3=0.45m ， V 3=0.358m/s α4=0.63m ， V 4=0.251m/s每一种间隔采取6条，则廊道总数为4×6=24条，水流转弯次数为23次。

则池子长度（隔板间净距之和）：L ’=6×(0.49+0.60+0.77+1.10)=17.76m隔板厚按0.1m 计，则池子总长：L=17.76+0.1×（23-1）=19.96m （4）水头损失的计算按廊道内的不同流速分成4段分别计算水头损失。

第一段：水力半径：R 1=α1×h 1/(α1+2h 1)=0.23m 槽壁粗糙度系数n=0.013,流速系数C n =1/n ×R n y ，10.130.1)y =-=2.5×0.114-0.13-0.75×0.480×(0.114-0.1)=0.15故C 1=R 1y /n=0.230.15/0.013=61.7第一段廊道长度l 1=6×B=6×16.8=100.8m 第一段水流转弯次数S 1=6则絮凝池第一段的水头损失为：()()2222011122110.41250.49533510.092229.8162.10.24n v v h S l g C R ξ=+=⨯⨯+⨯=⨯⨯各段水头损失计算结果见下表：（5）GT 值计算（20℃时），410000.254560 1.0291020G s -⨯===⨯⨯⨯1000×0.118/(60×1.029×10-4×26)=27.1GT=27.1×20×60=32535（在104~105范围内）（6）池底坡度：i=h/L=0.118/19.96=0.59%四、沉淀由于沉淀池占地面积比较大，而且与隔板絮凝池相连，所以本设计采用平流沉淀池。

共有2座沉淀池。

1．每组设计流量每个沉淀池的处理流量Q 0=2650m 3/h/2=1325m 3/ h=0.368 m 3/ s 2．设计数据的选用表面负荷Q/A=2m 3/（m 2·h ），设计停留时间 1.5h,沉淀池的水平流速v=15mm/s 3． 计算沉淀池表面积A=662.5m 2。

沉淀池长L=3.6vT=3.6×15×1.5=81m 沉淀池宽B=A/L=662.5/81=8.1m沉淀池有效水深H=QT/BL=1325×1.5/（8.1×81）=3.07m.采用3.4m(包括保护高)。

絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。

穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s,则孔口总面积为1325/(3600×0.2)=1.84m2。

每个孔口尺寸定为15cm×8cm，则孔口数为1.84/(0.15×0.08)=154个。

沉淀池放空时间按3h计。

则放空管直径为：d=0.412m,采用DN=450mm出水渠断面宽度采用 1.0m,出水渠起端水深为:H=0.68m,为保证堰口自由落水,出水堰保护高采用0.1m,则出水深度为0.78m。

4．水力条件校核水流截面积ω=8.4×3.07=25.79m水流湿周χ=8.4+2×3.07=14.54m水力半径R=25.79/14.54=1.77m弗劳德数Fr=v2/Rg=1.52/(177×981)=1.30×10-5雷诺数Re=vR/ν=1.5×177/0.01=26550(按水稳20度计算)第五章过滤滤池设计计算本设计采用普通快滤池。

由于双层滤料过滤效果好,滤速高,因此采用双层滤料.如建成后选不到滤料可先装普通石英砂,按一般快滤池使用,无烟煤厚度为0.4m,石英砂厚度为0.7m,承托层厚度0.6m,设有水头损失计算计及流量自动控制器,全部闸阀采用水力启动.每一滤池设控制台一座.1. 设计参数设计2个滤池，每个滤池设计水量为：Q=31800(m3/d),1325m3/h,0.368 m3/s滤速：v1=7m/h滤池总面积:F=Q/V=1325/7=189.3(m2)采用6个滤池,则每个滤池面积为:189.3/6=32(m2),采用6m×6m的池子,面积为36m2(忽略池壁厚度),总面积216m2. 冲洗强度及澎胀率:冲洗强度为q=14L/(s· m2),冲洗时间为7min,所以最大冲洗水量为: =14×26=364(L/s),膨胀率选用e=42%.Q冲洗过滤周期:24h2. 配水系统: 采用大阻力配水系统干管直径选用DN=800mm,流速V=1.35m/s,1000i=2.621,干管截面积: f 干=3.14×0.82/4=0.50(m 2) 干管始端流速取支管中心间距0.25m,干管每侧支管数=7/0.25=28(根),共计56根. 支管流量=364/56=6.5(L/S)选用支管管径DN=100mm,流速V=0.84m/s,1000i=16.249,支管总横截面积为:f 支总=56×3.14×0.12/4=0.44(m 2) 支管长度L 支=(7-0.1)/2=3.45(m)支管长度与支管管径之比L/d=3.45/0.1=34.5<60,满足要求. 管式大阻力配水系统水头损失按孔口平均水头损失计算公式: h=[q/(10uk)]2/(2g)孔眼总面积与滤池总面积之比:k=q/[10u(8v 2滤干+10v 2滤支) 1/2]=14/[10×0.62(8×1.352+10×2.832) 1/2]=0.23% 孔眼总面积:f 孔总=0.0023×26=0.0598(m 2) 孔眼直径采用10mm,每个孔眼面积为: F 单孔=3.14×0.012/4=0.0000785(m 2)孔眼总数为:n 总 =0.0598/0.0000785=762(个) 支管、干管总长L 总=7×28+7=203(m) 则孔眼中心距为:S=l/n 总=203/762=0.266(m) 通过孔眼的流速为:V=Q/1000f 孔总=364/1000×0.0598=2.18(m/s) 孔眼总面积与支管总横截面积之比为: f 孔总/ f 支总=0.0598/0.44=0.136 校核干管截面积与支管截面积之比:(f 孔总/ f 干)2+( f 孔总/ f 支总) 2=(0.0598/ 0.5)2+(0.4472) 2=0.250<0.28所以满足要求.3. 滤池的各种管渠计算: 浑水进水渠:进水流量:Q=31800 (m 3/d)=1325m 3/h=0.368(m 3/s)设置一条进水管渠,渠中流速1.1m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m. 进滤池支管流量为:Q=368/6=61.33(L/s),采用DN350mm 的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015清水出水渠:设置一条出水管渠,渠中流速1.3m/s,进水渠断面宽0.75m,水深0.7m. 清水支管流量为:Q=368/6=61.33(L/s),采用DN350mm 的钢管,流速为1.21m/s,1000i=6.015.冲洗进水管:反冲洗流量为364(L/s),采用DN600钢管,流速为2.33 m/s,1000i=11.032.废水排水渠:冲洗流量:Q=0.364 (m 3/s) 起点水深为:h 集起=h集终(2r+1) 1/2; h集终取0.5m,集水渠宽取B 集=0.8m,渠内流速V集=Q 滤冲/(h 集终B 集)= 0.364/(0.5×0.8)=1.70(m/s)r=V 集2/(gh)=1.702/(9.8×0.5)=0.59h 集起=h 集终(2r+1) 1/2=0.5×(2×0.59+1) 1/2=0.74冲洗排水槽:两冲洗排水槽中心间距取1.8m,则排水槽个数为7/2=3.5，取4.排水槽末端流量364/4=170.14(L/s),采用流速V=0.6m/s,则末端面积为0.17014/0.6=0.28357 (m 3),采用三角形标准断面, 4a 2=0.28357,a=0.266,采用0.27m,槽底厚0.01m.槽缘高出石英砂滤料面的高度为: h 槽缘=eH 滤料+2.5a+l 槽底+0.07=0.42×1.1+2.5×0.27+0.01+0.07 =1.217(m)滤池高度承托层厚度H 1=0.6(m) 滤料层厚度H 2=1.1(m)滤层上水深H 3=1.8(m) （1.5~2.0） 保护高度H 4=0.30(m)H=H 1+H 2+H 3+H 4=0.6+1.1+1.8+0.30=3.8(m)反冲洗高位水箱:冲洗水箱容积：V=1.5Q 冲洗t=1.5×0.681×7×60=429.03m 3 水箱内水深采用3.5m,则圆形水箱直径为: (4×429.03/（3.14×3.5)） 1/2=13m. 设置高度:水箱底至冲洗水箱的的高差△H 由下列几部分组成. 1.水箱与滤池间冲洗管道的水头损失h 1,管道冲洗流量为364(L/s), 采用DN600钢管,流速为2.33 m/s,1000i=11.032.管长取70m.管道上主要配件及其局部阻力系数为: 水箱出口1个,阻力系数为0.5. 90度弯头2个,阻力系数为2×0.6=1.2 DN600闸阀3个,阻力系数为3×0.06=0.18 流量计1个,阻力系数为1等径转弯三通3个,阻力系数为3×1.5=4.5 总计0.5+1.2+0.18+1+4.5=7.38则h 1=0.01103×70+7.38×2.332/(2×9.8)=2.82(mH2o)配水系统水头损失h2:h 2=8V2滤干/(2g)+10V2滤支/(2g)=8×1.352/(2×9.8)+10×2.832/(2×9.8) =4.83(mH2o)承托层的水头损失h3:h 3=0.022×H滤承q冲洗=0.022×0.6×14=0.198(mH2o)石英砂密度取2.65t/ m3,滤料层膨胀前的孔隙率为0.4.无烟煤密度取1.8t/ m3, 滤料层膨胀前的孔隙率为0.45,滤料的水头损失h4:h 4=(p煤/p水-1)(1-m煤)H煤+(p砂/p水-1)(1-m砂)H砂=(1.8/1-1) ×(1-0.45)0.4+(2.65/1-1) ×(1-0.4)0.7=0.85(mH2o)备用水头h5:取h5=1.5 (mH2o)△H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5=2.82+4.83+0.198+0.85+1.5=10.198(mH2o) 第六章消毒设计计算已知条件水厂设计水量：Q=63600m3/d=2650m3/h 采用滤后水加液氯消毒加氯量取2mg/L仓库储量按20d计算加氯点在清水池前设计计算加氯量Q:Q=0.001×2.0×2650=5.3kg/h储氯量G:G=20×24×5.3=2544kg/20天氯瓶数量:采用容量为600kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸：直径600mm，H=1800mm，共5瓶,另采用中间氯瓶一只,以沉淀氯气中的杂质,还可防止水流进氯瓶.加氯机数量:采用加氯机2台，交替使用加氯间、氯库:加氯间靠近氯池和清水池.因与反应池距离较远，无法与加药间合建。