2022年净水厂设计计算说明书.pdf

福州市西区水厂一期扩建工程设计说明书1 自然条件地形、地质福州市地处闽江下游福州盆地，盆地总面积约200Km2，四周有鼓山、旗山、五虎山莲花峰等群山环抱。 地貌类型以平原为主， 地势由西北向东南倾斜， 市中心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。市区高程一般为 515m（黄海高程系），闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害，需沿江、河筑堤。市区主要有两类地质：一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约；二是淤积、冲积地区为高压缩性土，范围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为，地下水位高，一般在地面下2.0m。气象条件福州市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。（1）气温年平均： 19.6 摄氏度极端最高： 41.1摄氏度（ 1950 年 7 月 19 日）极端最低： 2.5 摄氏度（ 1940 年 1 月 25 日）（2）水量年平均： 1355.8mm年平均降水天数：天24 小时最大降水量： 167.4mm暴雨主要出现月份： 59 月（3）霜冻年无霜期 326 天（4）风常年主导风向为西北风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。平均风速： 2.8m/s极大风速： 40.7m/s精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基本风压： m2台风影响本市始于5 月，结束于 11 月中旬，以 7 月中旬至 9 月中旬次数最多。（5）湿度年平均相对湿度 77%最大相对湿度 84%最小相对湿度 5%（6）蒸发量年平均蒸发量1451.1mm水文条件闽江是福建省最大河流， 水量充沛。闽江在淮安以下分为两支， 北支为北港，穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km，平均水面坡降，枯水季水面宽150200m。南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长34.4km，进入河口段经亭江、倌口、琅歧流入东海。闽江流域面积60992Km2 ，水系全长 2959Km，流经 36 个县、市。根据竹歧水文站1936 年至 1980 年统计资料：闽江下游年平均径流总量为亿m3，1992 年 7 月 7 日最大洪峰流量30300m3 /s，1971 年 8 月 30 日最枯流量 196m3/s，水口电站建成后，水库对洪峰调节作用不显著，最大下泄流量（坝下保证流量）为308m3/s。市区西端洪山桥最高水位 8.441m、最低水位 1.181m。地震发生情况福州市区位于福建沿海长乐诏安深大断裂带北段，为中等地震潜在震源区（M6 级） ，在未来 100 年内具有发生大于M级以上地震的危险性。在活动断裂带附近地段可能会局部放大地震效应，故在断裂带附近的建筑物除7 度地震烈度抗震设防外，还应因地制宜采用有效的构造加强措施。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 2 城市概况城市经济发展情况福州市市福建省省会， 我国东南沿海重要的经贸中心之一，国家级历史文化名城，是国务院批准的沿海十四个开放城市之一。福建市中心城范围包括江北的鼓台区、鼓山区、新店区和江南的金山区、 建新区、盖山区、城门区、仓山区。1995 年市区人口万人， 其中中心城区 133 万人，2000年规划人口 166 万，其中中心城区144 万。改革开放后，福州市城市建设和经济建设发展迅速，1996 年以来福州市曾两次调整城市总体规划。 为进一步加大改革力度， 继续改善投资环境， 加强和完善功能建设， 使之成为具有坚实基础的全省政治、经济、科技、信息和文化中心。充分发挥侨乡和区位优势， 大力发展外向型经济， 建设全方位开放的现代化大都市。建设以高新技术为先导，第三产业发达，产业结构合理，具有高效益、高素质的经济格局。形成公共设施配套、基础设施完善、生态环境良性循环、适应对外开放大都市的需要。福州市经济发展计划确定，2000 年全市城乡人均各项主要指标水平达到国内先进城市水平，人均国民生产总值比1990 年翻两翻多，即国民生产总值达到700 亿元（ 1990 年不变价） 。1995 年中心城 GNP达到亿元，人均GNP为 14687元。城市用水资料福州市中心城现有六座水厂， 实行联网供水， 水源均取自闽江， 设计供水能力共为万 m3/d。其中江北总供水量为万m3/d ，江南总供水量为万m3/d。1997年最高日用水量为万m3/d，平均日用水量万m3/d ，日变化系数为。现规划建设西区水厂一期扩建工程，设计水量为25 万 m3/d 。水厂出水水压为 4055m，以缓解城市的高峰用水量。3 工程方案设计及计算设计依据依据的规范规程室外给水设计规范（ GB50013-2006 ）城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准（GJJ41-91 ）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 生活饮用水水源水质标准（CJ3020-1993 ）生活饮用水卫生标准（ GB5749-2006 ）给水排水设计手册第 3 册 城镇给水 (第二版 )给水排水制图标准（ GB/T50106-2001 ）给水排水设计基本术语标准（GBJ125-89 ）工艺设计流程的选择水厂的工艺流程采用：原水混合絮凝池沉淀池过滤池清水池，在混合之前投加絮凝剂；在清水池之前投加消毒剂。工艺流程图如图1。图 1 工艺流程图各处理构筑物设计计算3.3.1 药剂投配与混合设施混凝剂选用固体硫酸铝混凝剂，设置溶解池与溶液池 （2 个） ，并采用压缩空气搅拌调制药剂。1） 溶液池容积bnuQW4171取混凝剂最大投加量Lmgu/20，药液浓度%15b，混凝剂每日配制次数2n，水厂设计流量smhmdmQ/89.2/7 .6.1041/25333万。带入数据计算得溶液池容积317.16mW按规范，溶液池设置2 个，交替使用，每个容积都为37.16m，形状采用矩形，尺寸为：mm15m5高宽长。其中超高为 0.2m。2） 溶解池容积3120 .57.163 .03.0mWW溶解池设置 1 个，形状采用矩形，尺寸为：mm2 .12m5 .2高宽长，其中超高为 0.2m。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 3） 搅拌空气量根据规范，溶解池空气供给强度为)/(1082msL，取)/(102msL；溶液池空气供给强度为)/(532msL，取)/(52msL。溶液池需要的空气量)/(2505)55(221msLnFqQ溶解池需要的空气量)/(5010)25 .2(122msLnFqQ需要空气总量)/(3002210msLQQQ根据规范，空去管流速为sm/1510，取sm/12。4） 投加方式由于水射器投加法使用方便、设备简单、工作可靠，适用于大中型水厂药 剂 的 投 加 ， 所 以 本 次 设 计 采 用 水 射 器 投 加 方 式 ， 进 水 压 力 为Pa5104516.2。示意图见图 2。图 2 水射器投药系统图5） 混合方式管式静态混合器设备简单，维护管理方便；不需土建构筑我；不需外加动力设备；混合效果好，适用于各种规模的水厂，所以本次设计混合方式采用管式静态混合器。6） 药库与加药间布置方式：采用加药间与药库合并布置，按规范，药剂存储期为15-30天，取 30 天。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 3.3.2 絮凝池1）絮凝池的选取由于往复式隔板絮凝池絮凝效果好，构造简单， 适用于水量大于 3 万dm /3，的水厂，所以选用往复式絮凝池。设絮凝池数 4 个，絮凝时间 T=20min，池内平均水深 2.4m，超高 0.3m。廊道内流速采用 6 档：smvsmvsmvsmv/3.0,/35.0,/4.0,/5.043211smvsmv/2.0,/25.0652）池体的计算总容积：3347260mQtW单池平面面积：213624.243472mnHWf池宽 B:按沉淀池长（详见沉淀池计算）算，取B=20.4m。池长(隔板间净距之和 )L：mBfL7.17隔板间距：按廊道内流速不同分成6 档，对应廊道宽度为na。nnnnvvHnvQa301.04.2436007 .1041636001求得ma60.01，取ma60.01，则实际流速smav/5.0301.011各廊道宽度与流速计算值见表1。表 1 廊道宽度与流速计算表段数设计流速nv)/(sm廊道宽度man/实际流速)/(smvn计算值采用值123456精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 每一种间隔采用 3 条廊道，共 18 条。水流转弯 17 次，则实际池长（隔板间净距之和）：maaaaaaL9.17)(3654321隔板厚按 0.2m 计，池实际总长：mLL3 .21172 .003）水头损失的计算按廊道内地饿不同流速分成6 段，分别计算每一段的水头损失。第一段：水力半径：mHaHaR27.04.226 .04.26 .0211111流速系数：1111yRnC粗糙系数 n=，15.0)10.0(75.013. 05 .211nRny计算得1.631C。第一段廊道长度：mBl2 .614.20331第一段水流转弯的次数：31S(前 5 段为 3，第 6 段为 2)絮凝池第一段水头损失：121201122lgvgvSh其中为局部阻力系数。取0v为转弯处的平均流速smnHaQv/419.02 .13600110带入数据。计算得第一段水头损失：mh095.01精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 其余各段水头损失计算结果见表2。表 2 各段水头损失计算表总水头损失：mhhn256.04）GT值的计算水密度取3/1000mkg， 水动力粘度在 20时取24/10029.1mskg。所以 G值：sthG4660GT值：55200602046GTGT值在541010范围内，满足要求。沉淀池1）沉淀池及其参数的选取斜管沉淀池沉淀效率高， 占地面积少，本次设计选用斜管沉淀池。 根据规范，沉淀池参数设计如下。沉淀池个数设置为4 个。液面上升流速smmv/0.3，颗粒沉降速度smm/4.00。采用蜂窝六边形塑料斜管，管厚0.4mm，内切圆直径mmd30，水瓶倾斜角60 。进水方式采用长边一侧进水，该边长度与絮凝池宽度相同。进口配水采用穿孔墙配水系统， 穿孔流速取sm/1 .0；集水系统采用淹没孔集水槽，集水槽中距取1.5m。2）沉淀池池体设计计算清水区净面积：段数nSnlnR0vnvnCnh132333435362 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 28.240003. 0489.2mnvQA斜管占用面积安 3%计。实际清水区面积：21 .24803.1mAA斜管区采用矩形平面尺寸：mm 124.20宽长斜管长计算管内流速 ：smmvv/46.3sin0斜管长mmdvl638cossin33.1000考虑管段紊流，积泥等因素，过渡段采用250mm。斜管总长mml888638250按 1000mm 计。沉淀池高度依据规范，选取高度参数：采用保护高度 0.3m清水区高度 1.2m布水区高度 1.2m穿孔排泥斗槽高 0.8m斜管高度mlh87.0sin沉淀池总高：mH37. 487.08 .02. 12.13.0复算管内雷诺数及沉淀时间水力半径：cmdR75.04304运动粘度（按稳定为20时计） ：scm201.0雷诺数：95.2501.046.375. 0Re0Rv满足要求。沉淀时间：min82. 428946.310000svlT在 4-8min 内。滤池1）滤池及其参数的选取均粒滤池（ v 型滤池）采用均粒滤料，含污能力高，单池面积大，冲洗方式采用气水反洗、表面扫洗像结合的方式，反洗效果好，适用于大中型水厂。本次设计采用均粒滤池。根据规范，设计参数选取如下：滤池设置个数8N，采用并排双格布置。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 过滤周期为 48h，正常虑速取hmv/10。气水冲洗时间共计min12t， 单独水洗时间 2min， 气水同时冲洗时间5min，单独水洗时间 5min，扫洗时间为全部冲洗时间。单独气洗强度)/(1521msLq气，气水同时冲洗强度)/(1522msLq气，)/(421msLq水，单独水洗强度)/(422msLq水。2）滤池池体设计计算滤池每日有效工作时间：hTtT9.23)/24(24滤池总面积：21046/mvTQF单个滤池面积：222107.130/mmNFf取单池宽度mB0.4单，单池单格长度mL3 .16单实际单池面积：24.1302mBLf单单实际滤池总面积：22.1043mNfF虑速修正为：hmFTQv/03.10/校核强制虑速：smNNvv/46.11) 1/(强在（10-18m/h）之间，满足要求。3）高度计算气水室高度取mH8 .01，滤板厚度取mH1.02，承托层厚度取mH08.03，滤料层厚度取mH1 .14滤层上水深mH3.15，进水系统跌差取mH3.06进水总渠高mH3 .07滤池总高度：mHHHHHHHH98.37654321取 4m4）滤头个数计算参数选取：开孔比%5.1，每个滤头缝隙面积210004.0mf单池滤头个数：个48750004.04 .130%5.11ffn每平方米滤板滤头个数：37/1fnn在 30-55 之间，满足要求。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 5）冲洗水泵扬程计算排水槽溢流水面至吸水池水面高差取mH50水泵吸水口至滤池的输水管道水头损失：jfhhh1。取反冲洗配水干管为mmd550钢管，管长取ml50。则管内流速：smdfqdQv/20.255.014.34.130004.04442222水反水水（在之间）沿程水头损失：mdlvhf28. 0/00107. 03.12水局部水头损失：mgvhj67.1)8.92/(2.278. 6222水其中沿程水头损失系数取总水头损失：mhhhjf95.167.128.01配水系统水头损失2h主要为滤头水头损失，滤头水头损失mh22.0滤，故取mh22.02。承托层水头损失3h，取 200Pa ，即滤料层水头损失4h，取 14700Pa ，即富余扬程5h，取 15000Pa ，即水泵扬程：mhhhhhHHp16.10543210消毒设施1）消毒方式的选取因液氯消毒操作简单，价格较低，且在官网中有持续消毒杀菌的作用，所以本次设计采用液氯消毒。2）加氯量与储氯量计算投加位置选在滤池之后清水池之前，最大投加量取a=L。加氯量：hkgaQQ/42.107.104160.1001.0001.0氯按规范，储氯量为7-15d，取 10d。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 储氯量：dkgQG10/8 .25002410氯3）加氯机：采用转子加氯机型号：MJL-型（ 2-18kg/h）两台 交替使用清水池1）容积计算清水池容积：4321WWWWW式中W清水池的有效容积1W清水池的调节容积，本设计中调节系数取10；2W清水池的消防贮水量；3W水厂的自用水量，本设计中取设计水量的5；4W清水池的安全储量，按设计水量的计。341250001025%10mQKWt 查规范知，同一时间火灾次数为2，一次灭火用水量sL /55，则：327921000/36005522mW3436251025%5%5mW 安全储量4W=清水池面积最小水深取清水池水深mHs5.4，最小水深mH2 .0min清水池面积2min313.59592 .05.462525000mHHWWFs3min49.11912.03.5959mFHW清水池容积：3276099.119162579225000mW2）清水池尺寸的确定池型设置为矩形， 池数 2 座，池深，最大水深， 长 65m，宽 46m，最低水位，消防水位，并设置导流墙，墙间距。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 3）消毒时间校核消防容积：326.609902.146652mnLBHV消防水力停留时间：hQVT59.07.10416/6.6099/有效停留时间与水力停留时间比值：044.0)/ln(185.0/10BLTt872.0044.0)6 .4/650ln(185.0有效接触时间：hhTt5.0514.0872.010满足规范要求4）CT值出水余氯控制在 L，则：min)/(3 .1260514.04.0LmgCT满足肠内病毒灭火率 %的要求水厂的总体设计水厂总体布置主要是将水厂各项构筑物进行合理的组合和布置，以满足工艺流程、操作联系、生产管理和无聊运输方的要求。布置原则是流程合理、管理方便、节约用地、美化环境，并考虑日后留有发展的可能。工艺流程布置水厂的工艺流程布置是水厂布置的基本任务，布置时应遵循以下原则：（1）流程力求最短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近， 即沉淀池应尽量紧靠滤池， 二级泵站尽量靠近清水池， 但各构筑物之间应留出必要的施工和检修间距。（2）构筑物布置应注意朝向和风向。净水构筑物一般无朝向要求，但滤池的操作廊、二级泵站、加药间、化验室、检修间、办公楼等则有朝向要求，尤其散发大量热量的二级泵房对朝向和通风的要求更应注意，布置时应使符合当地最佳方位，尽量接近南北向布置。（3）考虑近远期协调。在流程布置时既要有近期的完整性，又要求有分期的协调性，布置时应避免近期占地过早过大。常见的布置形式有直线型、折角型、回转型三种形式，本次设计当中采用直线型布置形式，这种形式从进水到出水为直线型，生产联络关系短，方便管理，有利于日后水厂扩建，适用于大中型水厂。水厂平面布置水厂的平面布置时将各项生产和辅助设施进行组合布置，布置时应注意下列要求。（1） 按照功能，分区集中；将工作上有直接联系的辅助设施，尽量予以靠近，方便管理。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - - （2） 注意净水构筑物扩建时的衔接；净水构筑物一般可逐渐扩建，但二级泵房、加药间，一级某些辅助设施不易分组过多，为此在平面布置时，应郑重考虑元气净水构筑物扩建后的整体性。（3） 考虑物料运输、施工和消防要求：日常交通、物料运输和消防通道是水厂道路设计的主要目的，也是水厂平面设计的主要组成。一般在蛀牙构筑物的附近必须有道路到达，为了满足消防要求和避免施工的影响，某些构筑物之间必须留有一定间距。（4） 因地制宜和节约用地：水厂布置应避免点状分散，以致增加道路，多用土地。不同规模的水厂占地面积，由于具体条件不一，参差较大，根据城市给水工程项目建设标准规定，净水厂、泵站建设用地不应超过如下规定：建设规模（万dm /3）净水厂 )/(32dmm泵站)/(32dmm5-10精品资料 - 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