（完整版）给水处理厂工艺设计说明计算书：河道取水0.3万吨每天无阀滤池.doc

一 设计原始资料1. 净产水量：3000m3/d2. 水源为河水3. （1）最高浑浊度为2000NTU（2）碱度为5mg/L（3）总硬度：月平均最高368mg/L, 月平均最低156mg/L（4）PH值：6.97.6（5）色度：12度（6）大肠菌群数：1800CFU/100ml（7）水温：月平均最高27.7月平均最低6.94净化出水要求：达到国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）要求。5净水厂地形图：比例尺1：2006地形资料：拟建水厂厂址地形平坦，地质为砂质粘土，地基承载力特征值fa=600kPa,无地下水7各种材料均可供应。二、水厂工艺流程选择（一）确定净水厂的设计水量 根据GB500132006规定：水处理构筑物的设计水量，应按最高日供水量加水厂自用水量确定。水厂自用水率应根据原水水质、所采用的处理工艺和构筑物类型等因素通过计算确定，一般可采用设计水量的510。当滤池反冲洗水采取回用时，自用水率可适当减小。考虑滤池反冲洗水采取回用及用水安全，自用水率取8%则设计水量G=000×(1+0.08)=3000 m3/d（二）确定净水厂工艺流程和净化构筑物的型式原水的含沙量或色度、有机物、致突变前体物等含量较高，臭味明显或为改善凝聚效果，可在常规处理前增设预处理。原水来自河水含沙量较低，色度12度，满足GB5749-2006 生活饮用水卫生标准，可以不进行原水的预处理。设计工艺流程：取水一级泵站管式静态混合器穿孔旋流絮凝池斜管沉淀池无阀滤池消毒剂清水池二级泵站用户三、混凝剂的投配根据最高浊度，此河水水质与长江水类似，则混凝剂PAC采用碱式氯化铝（含三氧化二铝10%），投加量最高为20mg/L,无需助凝剂。沉淀或澄清时间1.2h。每天工作时间为18h。1.溶解池W1和溶液池W2的确定W2=aQ/417cn=18×100×20×5400/18 /(1000×1000×10×2)=0.54m3n-液体投加混凝剂时，溶解次数应根据混凝剂投加量和配制条件等因素确定，每日不宜超过3次,取2次。c-混凝剂投配的溶液浓度，可采用5%20%（按固体重量计算）取10溶液池采用矩形砖混结构，设置1个0.64，保证连续投药。池子尺寸为L×B×H=0.8×0.8×1.1（其中超高0.25）。 W1=(0.2-0.3)W2取0.3，则W1=0.3W2=0.16 m3溶解池设置为1池，容积为0.2，用圆柱形耐腐蚀强化塑料桶。溶解池底部设管径d=100mm排渣管一根，选两台JBY型移动式调速搅拌机。2药库设计（1）设计参数：水量 Q=300/h最大加药量a=20mg/l仓库储量按15d计且与加氯合并布置（2）设计计算加药量R=15×20/1000×5400 =1620 kg固体每袋40kg，需1620/40=40.541袋 （3）加药间和药库加药间和药库合并布置，布置原则为:药剂输送投加流程顺畅,方便操作与管理。储存量一般按最大投药量的期间的15天的用量计算。设每袋的体积为0.5×0.4×0.2 m3，药剂堆放高度为1.5m。有效堆放面积A = NV/1.5=41×0.5×0.4×0.2/ 1.5=1.08（4）絮凝剂投加： 采用计量泵投加，不必另备计量设备，泵有计量标志，可过改变计量泵行程改变药液投量，适用于絮凝剂自动控制系统。混合器采用管式静态混合器。四、絮凝设备的确定目前我国正在推广应用穿孔旋流絮凝池，所以本设计采用穿孔旋流絮凝池。一般分格数不少于6格，起点孔口流速宜取1.0-1.5m/s,末端孔口流速宜取0.05-0.1m/s，絮凝时间15-25min,絮凝时间10-20min,其优点构造简单，施工方便，造价低，可用于中小型水厂，所以选择穿孔旋流絮凝池，分1个池，每池格数取为6格。 （1）絮凝池设计流量Q=5400/（18×3600）=0.083m3/s, 则絮凝池体积W=0.0××60=m3 （2）设平均水深为3m,则絮凝池面积为S=/3= m。 每格面积s=/6=.m2则每格边长a=.m，为方便施工取.m（3）孔口流速起点孔口流速V0取.m/s,末端孔口流速V6取.1m/s其它孔口流速按照公式Vi=V0+V6-V6求得：V1=0.71m/s;V2=0.56m/s;V3=0.44m/s;V4=0.34m/s;V5=0.25m/s。（4）孔口水头损失计算式为hi=1.06求得h0=0.03m，h1-2=0.026m，h2-3=0.07m，h3-4=0.01m，h4-5=0.06m，h5-6=0.03m,h6=0.001m (5)孔口尺寸及位置出口孔口尺寸的长取边长a，高l=Q/(v6×a)=0.0627/(0.08×1.85)=0.42m;其中它孔口尺寸按长高比3：2计算（进口孔口除外），li =，计算其孔口高度依次为0.2m,0.24m,0.27m,0.31m,0.35m，.4，.64。孔口上边缘宜在水面下至少0cm，孔口下边缘宜在泥斗上30cm。（6）泥斗泥斗设在穿孔旋流絮凝池下，对应一格一个，共六个。倾角取45。，泥斗下孔口为正方形，边长取0.30m。泥斗高为1.05m。（7）总高度保护高0.30m，平均水深3.00m，泥斗高度取1.05m。则总高为0.30+3.00+1.05.35m。 五、沉淀设备的确定 本设计采用斜管式沉淀池，具体参数如下：3.1设计数据：（1）设计流量Q=0.083m3/s；（2）表面负荷取q=9m3/(m2.h)=.mm/s；（3）颗粒沉降速度0：0.4mm/s；（4）采用蜂窝形斜管，D30，L1000，60。（5）沉淀区的平面尺寸每个沉淀池的沉淀区表面积F m2，其中斜管结构占用面积按3%计，则实际清水区需要面积：F=.×1.03=.m2.为了配水均匀，采用清水区平面尺寸.×m，有效面积为7.6×4.5使进水区沿.6m长一边布置；每个沉淀池实际沉淀面积.6×（.）.m2；沉淀池清水区实际上升流速为：V上（6）沉淀池的总高度超高0.30m，清水区高度1.20m，布水区高度1.50m，泥斗高度1.05m,斜管高度h=l×sin=1×sin60。=0.87m。因此，沉淀池总高度为：H0.301.201.500.871.14.97m（7）穿孔集水槽计算一个沉淀池设有5个集水槽，集水槽间距1.52m，每个集水槽流量q ；集水槽宽 b0.9（q）0.4（一般取1.21.5） 0.9（1.×0.0138）0.40.188m，取0.2m； 集水槽水深：h10.75b0.15；h2=1.25b0.25为了施工方便，采用平底集水槽，集水槽水深h0.2m；集水槽深 Hh+ h3 +h4 +h5 =0.2+0.07+0.05+0.07=0.39m h3-跌水高度，70mm； h4-孔口上水头，50mm； h5-超高，70mm（8）孔眼计算孔径d取25mm每孔流量=0.00030m3/s 其中为孔口面积每根集水槽孔眼数 个；两侧交错开孔，每侧开孔数33个；集水槽上孔距排泥斗斗底坡度经验算：斗底坡度为5055°，排泥顺畅。六、过滤设备的确定 选用重力式无阀滤池,两个无阀滤池合用一个冲洗水箱。4.1设计数据（1）设计水量净产水量为500/8=00m3/h，滤池分为2格，每格水量为150m3/h=0.042m3/s。设计滤速采用.m/h；4.2主要计算（1）滤池面积过滤面积f1=150/.=20m2；连通渠考虑采用边长为0.3m等腰直角三角形，其总面积 f2=×0.5×0.4×0.4=0.32m2并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚为80mm，则每边长=+×0.08=0.4m，.29面积为： f2=×0.5×0.2×0.2=0.168 m2故要求滤池面积f= f1+ f2=2+0.32=20.32m2滤池为正方形，每边长L=4.51m，为了便于施工取用4.5m；滤池实际面积F=4.5×4.5=20.25 m2实际过滤面积F=20.25-0.32=19.93 m2实际滤速v=Q/ F=150/19.93=7.53m/h（2）滤池高度底部集水区高度采用H1 0.40m；滤板高度采用H2 0.10m；承托层高度采用H3 0.20m；滤料层高度采用H4 0.70m；净空高度采用H5 50%×0.70+0.10=0.45m；顶盖高度采用H6 0.5×4.5×tan12。=0.48m；冲洗水箱高度H7：为降低高度，采用两格共用一个冲洗水箱。（1）水箱容积按冲洗一次所需水量，同时考虑在一个冲洗时，另一格滤池向水箱供水。所以：V=Ft（3.6q-v）/60式中:q-冲洗强度 , 取15L/s·m2 t-冲洗历时,5min v-滤速（m/h）,7.53m/h F-滤池总面积,20.25m2计算得V=78.42m3水箱有效水深H=V/2F=1.94m（3）水箱连通管水头损失，取为0.05m冲洗水箱高度为H7=1.94+0.05=1.99m超高H8采用0.15m池顶板厚度0.10m故滤池总高度为：0.4+0.1+0.2+0.7+0.48+0.48+1.99+0.15+0.10=4.6m。3进水系统（1）进水分配槽面积f=Q/v=0.042/0.05 =0.84m2 采用长方形分配槽，规格为1m×0.84m（2）进水管滤池进水管由沉淀池总出水渠接出，进水管流量Q=150m3/h，取流速0.6m/s,管径d=299mm，选用DN300管道，流速vj=0.567m/s，水力坡度降ij=1.83，管长lj=14m；进水管水头损失：h=il+考虑局部阻力，包括管道进口，90°弯头3个的损失，三通一个则 hj= 0.00183×14+（0.5+3×0.6.） =0.0879m4.配水系统小阻力，采用孔板或陶瓷滤板5.几个控制标高滤池出水口（即冲洗水箱水位）高程=滤池总高度-滤池底板入土埋深-超高=4.6-0.50-0.15=+3.95m。虹吸辅助管管口高程=滤池出水口高程+期终容许水头损失值=3.9+1.70=5.65m。 进水分配槽槽低标高一般与滤池出水口标高相同或再降低10cm进水分配槽堰顶标高=虹吸辅助管管口标高+进水管水头损失+安全高度 = 5.65+0.0879+0.1=5.838m 进水分配槽槽顶标高=堰顶标高+堰上水头=5.838+0.2=6.038m6.虹吸管管径（1）连通渠的水头损失取hl =0.07m （2）配水系统的水头损失h2 h2 =q2/ 2g(10 ) 2 =15²/2×9.81（10×0.75×1.1）²=0.168m流量系数，取0.75 开孔比，取1.1% （3）承托层水头损失h3 h3=0.022qH3 =0.022×15×0.2=0.066mH3承托层厚度，0.20m （4）滤料层水头损失h4 h4=（-1）（1-m0）H4 =(2.65/1-1)（1-0.4）×0.7 =0.693m （5）挡水板的水头损失h5 ，取0.05m （6）虹吸管的沿程水头损失，假设冲洗时不停止进水，因冲洗时不停止进水Qj=41.6L/s Q=qA+ Qj =15×19.93+41.6=340.55L/s滤池水量为340.55L/s，假设虹吸管上升管D1=400mm，下降管D2=400mm，查水力计算表得, v1=v2=0.73m/s, i1=i2=1.96。沿程水力损失： hy =i1l1+i2l2l1上升管的长度，取3ml2下降管的长度，取6m 则hy =0.00196×3+0.00196×6=0.0176m局部水头损失：hj =进口v0²/2g+(三通°+60°+120°) v1²/2g+(缩小+出口)v2²/2g=0.5×0.5672 +（0.1+0.5+2+0.17+1.0）×0.73²/2×9.81=0.11mh6= hy +hj =0.0176+0.11=0.1276m （7）h=0.07+0.168+0.066 +0.693+ 0.05+0.0176+0.1276 =1.19 m 滤池出水口标高=滤池高度超高 =4.60. 15=4.45m 冲洗水箱平均水位标高=出水口标高H7/2 =4.45-1.19/2=3.855m 平均冲洗水头Ha=冲洗水箱平均水位标高排水井堰顶标高 =3.8550.7=3.155m Ha >h虹吸水位差大于反冲洗水量时的总水头损失，可以保证冲洗。 （6）排水管径排水流量Qha=83.3L/s，采用砼管，管径D300，该时流速vp=1.2m/s.七、消毒设备的确定1.加氯量已知条件: 设计水量Q1=5400 m3/d=300m3/h（按一天24小时计算），清水池最大投加量a为1.5mg/L.预加氯量为0清水池加氯量Q= 0.001aQ1= 0.001×1.5×300=0.45kg/h二泵站加氯量不做考虑2.加氯间仓库储备量按15d最大用量计算：M= 0.45×20×18= 121.5kg选用350kg的氯瓶2个，一用一备。氯瓶长L=1335mm，直径D=350mm，氯甁自重350kg。加氯机选用LS80-4转子真空加氯机，安装2台，1用1备，加氯量为0.45kg/h，外型尺寸为B×H=610mm×260mm，两台加氯机的间距在0.8m，安装高度高出地面0.9m。加氯间中将氯瓶和加氯机分隔布置.加氯间有直接通向外部的门,保持通风. 加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关. 按照GB50013-2006。加氯（氨）间及其仓库应设有每小时换气812次的通风系统。所以在加氯间、氯库低处各设排气扇一个，换气量每小时10次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上30cm，设报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg自动报警。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD11-60单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。八、清水池的设计设计规模，Q=5400m3/d；清水池的容积取为最高日供水量的15%；则清水池的容积为V=5400×15%=810m3；清水池内用导流隔墙导流；清水池分两个矩形钢筋混凝土池，尺寸为：B H L=11.00×10.00×4.2m，有效水深：3.7m；故其有效容积V有效=2×11.00×10.00×3.7=814m3；清水池各管管径的确定清水池进水管与出水管流速取1.2m/s，进水管管径按最高日平均时水量计算，出水管管径按最高日最高时用水量计算。由用水量变化规律可知，最高日最高时用水量为：Qh=Kh×Qd/24=1.15×5400/18=345m3/h=95.8L/s式中：时变化系数，取1.3进水管管径为：d1=0.297m，取300mm出水管管径为：d2=0.318m，取300mm。溢流管与进水管直径相同取300mm，放空管管径可按2小时内将池中水泄空计算，取d3=300mm，放空流速取2.0m/s。设两个检修孔，检修孔直径为650mm，检修孔靠近进水管和出水管。池顶设6个通气管，均匀布置，通气管直径为100mm，池顶的覆土厚度为0.7m。九、泵房的设计二级泵房水泵吸水管管径为DN200，喇叭口外形尺寸查标准图集S311-（32-27），DN200吸水管的喇叭口直径为300，由此可得吸水井宽度为：依据吸水喇叭口据池壁距离和泵站吸水管路布置，得出吸水井长度为：L×B=14.50×2.10m。十、水厂高程计算各构筑物水头损失穿孔旋流絮凝池：0.4m斜管沉淀池：0.3m无阀滤池：2.579 m清水池：0.0m连接各构筑物的生产管线管内流速及水头损失沿程水头损失计算表管径mm计算管长m每根流量m3/s流速m/s1000i沿程水损m沉淀池滤池30011.000.0831.186.980.077滤池清水池30022.000.0831.186.980.154局部水头损失计算表部件Vh沉淀池滤池进口1.03.441.180.239DN300弯头4个0.52×4出口0.36滤池清水池进口1.05.541.180.386DN300三通转弯流3个1.5DN300蝶阀2个0.3×2DN300 90°弯头4个0.52×4出口0.36 构筑物间总水头损失计算表沿程m局部m总水头损失m沉淀池滤池0.0770.2390.319滤池清水池0.1540.3860. 5416