5万立方米净水厂设计计算书.docx
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5万立方米净水厂设计计算书
.
第一章：
设计原始资料
一、地理条件：
地形平展，稍向西倾斜，地势均匀标高22m（河岸边建有防
洪大堤）。
二、水厂地点占地面积：
水厂地点距离河岸200m，占地面积充足。
三、水文资料：
河流年径流量3.76－14.82亿立方米，河流主流量凑近西岸。
取水滴邻近水位：
五十年一遇洪水位：
；
百年一遇洪水位：
；河流平时水位：
；
河底标高：
10m。
四、气象资料及厂区地点条件：
整年流行风向：
西北；整年雨量：
均匀63mm；冰冻最大深度1m。
厂区地基：
上层为中、轻砂质黏土，其下为粉细沙，再下为
中砂。
地基同意承载力：
10－12t/m2。
厂区地下水位埋深：
3－4m。
地震烈度位8度。
五、水质资料：
浊度：
年均匀68NTU，最高达3000NTU；pH值：
7.4－6.8；
水温：
4.5－21.5℃；色度：
年均匀为11－13度；臭味：
土腥味；总硬度：
CaCO3；溶解氧：
年均匀10.81mg/L；Fe：
年均匀0.435mg/L，最大为0.68mg/L；大肠菌群：
最大723800个/mL，最小为24600个/mL；细菌总数：
最大2800个/mL，最小140个/mL。
六、水质、水量及其水压的要求：
设计水量：
依据资料统计，当前在原地下水源连续供水的状况下，每天还需
5万立方米。
水质：
知足现行生活饮用水水质标准。
水压：
二级泵站扬程按50米考虑。
第二章：
用水量的计算
设计给水工程第一耍确立设计水量,往常将设计用水量作为设计水量。
设计
用水量是依据设计年限用水单位数、用水定额和用水变化状况所展望的用户日用
水总量。
设计用水量包含以下用水：
综合生活用水量Q1，包含居民生活用水量和公共建筑及设备用水；工业用水量Q2；浇洒道路和绿地用水量Q3；未预示水
量及管网漏失量Q4。
本设计为日供水量为
50000m3/d，城镇水厂自用水量一般
采纳供水量的5%～10%，本设计取
7%，，时变化系数Kh取1.5。
1、最高日用水量：
Qq（1
7%）50000
m3
d
53500m3
d
d
2、最高时用水量：
Qh
Qd53500
m3d
2229m3d
24
24
式中Kh取1.5，即时变化系数。
...
.
第三章给水办理修建物与设备型式选择
第一节加药间
一、药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜超出地面0.20m左右，以减少劳动强度，改良操作条件。
溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防备搅拌溶液时溢出。
因为药液一般都拥有腐化性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采纳防腐举措。
溶解池一般采纳钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
二、混凝剂的采纳与投加
1、混凝剂的采纳
混凝剂采纳:
碱式氯化铝[Aln（OH）mCl3n-m]，最大投药量为30mg/L。
2、混凝剂的投加
本设计采纳自动投药设备JZM630/1.6，一用一备。
三、加氯间
设计加氯间时，须按以下要求进行设计：
（1）加氯间凑近滤池和清水池，以缩短加氯管线的长度。
水和氯应充足混淆，接触时间许多于30min。
为管理方便，和氯库合建。
（2）加氯间和氯库应部署在水厂的下风向。
该水厂所在地主导风向为西寒风，加氯间应设在水厂的东南部。
（3）加氯间的氯水管线应敷设在地沟，直通加氯点，地沟应有排水设备以防积
水。
输送氯气的管使用无缝钢管,输送配制成必定浓度的氯水管使用橡胶管,给水管使用镀锌管。
（4）加氯间和其余工作间分开，加氯间应有直接通向外面、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有察看窗，以便在加氯间外察看工作状况。
（5）加氯机的间距约，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包含管道）许多于两套，以保证连续工作。
称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑，
磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。
有每小时换气8-12次的通风设备。
加氯间的给水管应保证不停水，并且保持水压稳固。
加氯间外应有防毒面具、急救资料和工具箱。
防毒面具应防备无效，照明和通风设备应有室外开关。
第二节配水井
配水井体积为320m3，平面尺寸为10m×4m=40m2，水力逗留时间T=4min，有效水深8m。
...
.
第三节混淆设备
为提升混淆成效，采纳管式静态混淆器，加药点设在混和器入口处，并增添药液扩散器，使混凝剂在管道很好的扩散，形成均匀混淆。
管式静态混淆器拥有投资较低，无需额外供应能源，易于安装，无需常常维修，混淆成效好的明显长处。
第四节絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下，使拥有絮凝性能的微絮粒互相接触碰撞，而形成更大拥有优秀积淀性能的大的絮凝体。
当前国使用许多的是各样形式的水力絮凝及其各样组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔
旋流絮凝等。
依据各样絮凝池的特色以及实质状况进行比较，本设计选择来去式隔板絮凝池。
第五节积淀池
本设计采纳斜管积淀池。
对比之下，平流式积淀池固然拥有适应性强、办理成效稳固和排泥成效好等特色，可是，平流式占地面积大。
并且斜管积淀池因采纳斜管组件，使积淀效率大大提升，办理成效比平流积淀池要好。
第六节滤池
从实质运转状况来看，V型滤池因为采纳气水反冲刷技术，它与纯真水反冲刷方式对比，主要有以下长处：
1、较好地除去了滤料表层、层泥球，拥有截污能力强，滤池过滤周期长，
反冲刷水量小特色。
可节俭反冲刷水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产
运转成本。
2、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提升了滤料使用寿命，减少
了滤池补砂、换砂花费。
3、采纳粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲刷成效和充足利用滤料排
污容量，使滤后水水质好。
依据设计资料，综合比较采纳当前较宽泛使用的V型滤池。
第七节消毒方法
水的消毒办理是生活饮用水办理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物，防备水致传得病的危害。
其方法分化学法与物理法两大类，
前者往水中投加药剂，如氯、臭氧、重金属、其余氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。
经比较，本设计采纳液氯作为消毒剂，滤后消毒。
氯是当前外国应用最广的
消毒剂，除消毒外还起氧化作用。
加氯操作简单，价钱较低，且在管网中有连续
消毒杀菌作用。
固然二氧化氯消毒能力较氯强并且能在管网中保持很长时间，但
...
.
是因为二氧化氯价钱昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国当前在净水办理方面应用尚不多。
第四章：
净水厂工艺计算
第一节加药间设计计算
一、设计参数
依据原水水质及水温，参照相关净水厂的运转经验，选碱式氯化铝为混凝剂，
混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药的容积的浓度按b=15%考虑，混凝剂每天配制
次数n=3次。
二、设计计算
1、溶液池容积
W1
aQ
252229
417
15
2
3
417cn
式中：
a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取25mg/L;
3
Q—设计办理的水量，2229m/h;
b—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采纳5%-20%，本设计取
16%；
n—每天调制次数，一般不超出3次，本设计取2次。
溶液池采纳矩形钢筋混凝土构造，设置2个，一备一用，交替使用，保证连
续投药。
有效高采纳1m,则单池尺寸为，高度中包含超高，置于室地面上。
溶液池实质有效容积：
W1.51.513,知足要求。
2、溶药池
容积：
W2
13
式中：
W2
3
），一般采纳（
）W1；本设计取
——溶解池容积（m
W1。
采纳2个池子（一备一用），每个池子容积为0.63m3。
有效高采纳，超高，总高，池底坡度采纳0.02，平面尺寸1×，面积0.9m2，
则实质整体积为Wp'
3，知足要求。
3、药剂库房
药库与加药间合建在一同，药库贮备按最大投药量的
30天用量
MaQ/（1000
堆高取,通道系数采纳，则库房面积为：
...
.
m2
2,取44m
2
4、计量设备
2
1000
投药管流量：
q
0.0972L/s
24
3600
查表得投药管管径：
d
15mm,相应流速为0.55m/s。
第二节配水井设计计算
一、设计参数
设计流量：
104m3
/d
0.62m3
/s37.15m3/min
水力逗留时间：
T
二、设计计算
配水井体积：
V
QT
3；
配水井平面尺寸：
10m
4m
40m2；
有效水深：
H
m4.6m。
超高取，则井深为。
40
配水井出水处设溢流堰，采纳渠道与絮凝池连结，渠道宽b=1.0m,流速取
，则有效水深为
H'Q
0.62m
0.62m，取
bv
超高取，渠道深H'
0.3）m
1.0m。
配水井设DN=1200mm的溢流
管，溢流水位，放空管直径DN=800mm。
第三节混淆设备设计计算
一、设计参数
3
设计总进水量为Q=53500m/d，水厂进水管投药口凑近水流方向的第一个混淆单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀散布，进水管采纳5条，流速。
计算草图如图4-1。
...
.
图4-1管式静态混淆器计算草图
二、设计计算
1、设计管径
Q
53500
3
0.12m
3
静态混淆器设在絮凝池进水管中，设计流量q
5
10700md
d；
n
则静态混淆器管径为：
4q
4
D
0.39m，本设计采纳D=400mm；
v
2、混淆单元数
按下式计算N2.36vD2.360.760.43.56，本设计取
N=4；
则混淆器的混淆长度为：
L1.1DN1.10.44
3、混淆时间
L
v
4、水头损失
2
2
hi
q
40.38m<0.5m,切合设计要求。
d
第四节来去式隔板絮凝池设计计算
一、设计参数
设计进水量Q5.35104m3/d2229m3/h=0.62m3/s
絮凝时间：
T=20min
池均匀水深：
H1
超高：
H2
池数：
n=2
隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的倍。
二、设计计算
1、计算总容积
V
QT
222920m3
743m3
60
60
...
.
2、每池净平面面积
F'
V
743m2
206m2
分为两池，每池净平面面积：
nH1
3、池子宽度B
按絮凝池宽取B=10m。
4、池长
池长（隔板间净距之和）
'
206
取21m。
L=
10
5、隔板间距
絮凝池起端流速取v0.5m/s，尾端流速取v0.2m/s。
第一依据起、尾端流速和均匀水深算出起、尾端隔板间距，而后按流速递减原则，决定隔板分档数和各档隔板间距。
起端廊道宽度：
尾端廊道宽度：
Q1
a1
nvH
Q1
a
nvH
隔板间距按廊道流速不一样分为6档：
v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s,v6
取a10.3m，则实质流速v1'0.57ms，按上法计算得：
a20.4m,v2'0.43ms
a30.5m,v3'0.34ms
a40.6m,v4'0.29ms
a50.8m,v5'0.22ms
a0.9m,v'0.19ms
每一种间隔采纳4条，则廊道6总数为624条，水流转弯次数为23次。
则池子
长度（隔板间净距之和）：
L'4（a1a2a3a4a5a6）
4
0.50.60.80.9）14m
取隔板厚度，则池总长L
14
23
...
.
5、水头损失
按廊道的不一样流速分红6段后进行计算。
各段水头损失按下式计算
hiSi
v02
vi2
Li
2gCi2Ri
式中：
vi
——第i段廊道水流速度（m/s）；
v0——第i段廊道转弯处水流速度（m/s）；
S
i——第i段廊道水流转弯次数；
——隔板转弯处局部阻力系数。
来去式隔板（1800转弯）
=3；
Li——第i段廊道总长度（m）；
Ri
----第i段廊道过水断面水力半径（m）；
Ci——流速系数，随水力半径Ri和池底及池壁粗拙系数n而定，
1Ri
1
往常按曼宁公式计算，Ci
6
。
n
第一段水力半径：
R1
a1H1
2H1
2
a1
絮凝池采纳钢筋混凝土及砖组合构造，外用水泥砂浆抹面，粗拙系数n0.013，
流速系数C1
1R1/6
1
1/6
55.43，C1
2
n
其余各段计算结果得：
R2
C2
C22
R3
C3
C32
R4
C4
C42
R5
C5
C5
2
R6
C6
C6
2
...
.
隔板转弯处的过水断面面积取廊道断面面积的倍，则第一段转弯处流
速：
Q1
v01
0.38m/s
1H
其余各段转弯处的流速：
v02
，
v03
/s
0.29m/s
v04
，
v05
/s
0.19m/s
v06
0.13m/s
第一段廊道长度：
L14B41040m
第一段廊道水流转弯次数：
S14
则絮凝池第一段的水头损失率
h
S
v02
v12
L134
2
2
40
2g
C1
2R1
1
1
将各段水头损失计算结果列表如表
4-1所示
表4-1
各管段水头损失计算
段数
S
L
R
v
0
v
n
C
h
n
n
n
n
n
1
4
40
2
4
40
3
4
40
4
4
40
5
4
40
6
3
30
∑hi
hhi
6、GT值计算
水温T200c，104（kggs/m2）
G
h
1000
s1
46.9s1
0
T
104
20
...
.
GT46.9206056280
GT值在104105围，说明设计合理。
7、池底坡度
h
i
1.5%
L
第五节
平流式积淀池设计计算
一、设计参数
设计水量：
Q1
5104m3/d,分设2池,水厂自用水量为6%。
则每组设计水量
1
1
50000
3
3
/s
Q=
224
表面负荷：
Q/A=38.4m3/（m2/d）
积淀时间：
T1=2h
絮凝时间：
T2=20min
积淀池水平流速：
二、设计计算
1、积淀池表面积
A
1114.524m2=697m2
2、积淀池长
L=3600vT12=72m
3、积淀池宽
697
B=m=9.6m，取10m。
4、积淀池有效水深
H=QT=2m=3.2m采纳（包含保护高）
BL9.672
5、放空管直径
积淀池放空时间按5h计，则放空管直径：
mm
。
d=
=
5
3600
=0.22m，采纳DN=250
T
6、出沟渠深度
...
.
出沟渠断面宽度采纳0.6m，出沟渠起端水深
2
3
为保证堰口自由落水，出水堰保护高采纳
，则出沟渠深度为。
7、水力条件校核
积淀池长度L与宽度B之比：
LB
4，知足要求；
积淀池长度L与深度h之比：
Lh
10,知足要求；
水流截面积
2
2
水流湿周
=9.6+2
3.2=16m
水力半径R=
16
弗劳德数Fr=
v2
=
2
10-6
Rg
絮凝池与积淀池之间采纳穿孔布水墙。
穿孔墙上的孔口流速采纳
0.15m/s，
则孔口总面积为2。
每个孔口尺寸定为15cm8cm，则孔口数为个。
第六节V型滤池设计计算
一、设计参数
设计办理水量：
Q5104
1.075.35104m3/d
2229m33/s
滤速：
v12m/h；
强迫滤速：
m/h；
第一步气呼呼刷强度q气1
15L/（m2s）；
第二步气
水同时反冲，空气强度q气2=15L/（m2s）
水强度q水1=4L/（m2
s）；
第三步水冲刷强度q水2=5L/（m2s）；
，
第一步气冲时间t气=3min，第二步气水同时反响时间t气水=4min；独自水冲
洗时间t水=5min；冲刷时间合计；冲刷周期T=48h；反冲横扫强度1.8L/（m2s）。
...
.
图4-2V型滤池剖面表示图
二、设计计算
1、池体尺寸计算
（1）滤池实质工作时间
t24t24
240.224
T
48
（2）滤池过滤面积
F
Q
53500m2
2
v
T/
12
（3）滤池的分格
为节俭占地选双格型滤池，池底板用混凝土，单格宽
B=3m，长L=10m，面积
2
2座，共
2
2
30m。
分为并列的两组，每组
4座，每座面积f=60m，总面积240m。
（4）校核强迫滤速
v
Nv
4
1216m/h知足v
20m/h的要求。
N1
4
1
（5）滤池高度确实定
HH1H2H3H4H5
式中：
H1——滤板下布水区高，取
H2——滤板厚度m，取
H3——滤料层厚度m，取
（6）水封井的设计
...
.
滤池采纳单层加厚均质滤料，粒径0.951.35mm，不均质系数1.6。
均
粒滤料洁净滤料层的水头损失按下式计算
（1
m0）21
2
l0v
H清=180
m0
3
d0
g
式中：
H清——水流经过滤料层的水头损失
㎝；
——水的运动黏度,
㎝2
/s,20℃时为0.0101㎝2/s；
g
——重力加快度，981㎝2
/s；
m0——滤料孔隙率，取0.5；
d0——与滤料体积相同的球体直径，取为0.1㎝；
l0——滤层厚度，100cm；
v——滤速，
——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取
H清=1800.0101（1
0.5）2
2
所以，
1
981
3
当滤速为8～10m/h时，洁净滤料层的水头损失一般为
30～40cm，计算值
比经验值低，取经验值得最低限值VH清0.30m为洁净滤层的过滤水头损失。
正常
过滤时经过长柄滤头的水头损失Vh0.22m。
忽视其余水头损失，则每次反冲刷
后刚开始过滤时的水头损失为：
VH开始
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