水廠設(shè)計綜合手冊

目錄

第一章序言...............................錯誤!未定義書簽。

1.1設(shè)計的目日勺和意義....................錯誤!未定義書簽。

1.1.1總體目的......................錯誤!未定義書簽。

1.1.2詳細目H勺......................錯誤!未定義書簽。

1.2重要設(shè)計指導(dǎo)思想、設(shè)計內(nèi)容和需要處理H勺問題錯誤!未定義

書簽。

1.2.1本設(shè)計的指導(dǎo)思想...............錯誤!未定義書簽。

1.2.2本設(shè)計應(yīng)處理的重要問題........錯誤!未定義書簽。

1.3設(shè)計參照資料........................錯誤!未定義書簽。

1.4設(shè)計成果............................錯誤!未定義書簽。

第二章給水廠處理工藝的選擇..............錯誤!未定義書簽。

2.1設(shè)計資料............................錯誤!未定義書簽。

都市現(xiàn)實狀況............................錯誤!未定義書簽。

水文及水文地質(zhì)資料.....................錯誤!未定義書簽。

水源水質(zhì)資料............................錯誤!未定義書簽。

2.2給水處理流程U勺選擇..................錯誤!未定義書簽。

2.2.1一般凈水工藝流程..................錯誤!未定義書簽。

2.2.2本設(shè)計凈水處理工藝流程............錯誤!未定義書簽。

2.3給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇......錯誤!未定義書簽。

絮凝池.................................錯誤!未定義書簽。

2.3.4沉淀池..........................錯誤!未定義書簽。

2.3.5濾池............................錯誤!未定義書簽。

第三章重要單體構(gòu)筑物的設(shè)計計算.....錯誤!未定義書簽。

3.1加藥間設(shè)計計算...........................錯誤!未定義書簽。

3.1.1.設(shè)計參數(shù)............................錯誤!未定義書簽。

3.1.2.設(shè)計計算............................錯誤!未定義書簽。

3.2混合設(shè)備設(shè)計計算........................錯誤!未定義書簽。

設(shè)計參數(shù)...................................錯誤!未定義書簽。

3.2.2設(shè)計計算............................錯誤!未定義書簽。

1.設(shè)計管徑錯誤!未定義書簽。

2.混合單元數(shù)錯誤!未定義書簽。

3.混合時間錯誤!未定義書簽。

4.水頭損失錯誤!未定義書簽。

5.校核GT值錯誤!未定義書簽。

3.3機械絮凝池設(shè)計計算錯誤!未定義書簽。

3.3.1重要設(shè)計參數(shù)錯誤!未定義書簽。

3.3.2計算錯誤!未定義書簽。

3.4沉淀設(shè)備的設(shè)計錯誤!未定義書簽。

3.5濾池設(shè)計計算錯誤!未定義書簽。

3.5.1計算根據(jù)錯誤!未定義書簽。

3.5.2設(shè)計計算..........................錯誤!未定義書簽。

3.5.3校核強制濾速v'...................................錯誤!未定義書簽。

4.5.4濾池高度.........................錯誤!未定義書簽。

3.5.5水封井的設(shè)計.....................錯誤!未定義書簽。

3.5.6水反沖洗管渠系統(tǒng).................錯誤!未定義書簽。

3.5.7濾池管渠的布置...................錯誤!未定義書簽。

3.5.9反洗空氣的供應(yīng)...................錯誤!未定義書簽。

3.5.10設(shè)備選型........................錯誤!未定義書簽。

3.6清水池設(shè)計計算.........................錯誤!未定義書簽。

清水池平面尺寸的計算：.................錯誤!未定義書簽。

清水池的管道系統(tǒng)........................錯誤!未定義書簽。

清水池的布置............................錯誤!未定義書簽。

3.7液氯消毒及加氯間設(shè)計...................錯誤!未定義書簽。

3.8泵房設(shè)計................................錯誤!未定義書簽。

3.8.1一級泵房設(shè)計......................錯誤!未定義書簽。

382吸水井設(shè)計........................錯誤!未定義書簽。

二泵房的設(shè)計............................錯誤!未定義書簽。

第4章水廠平面布置和高程布置.......錯誤!未定義書簽。

4.1工藝流程布置設(shè)計.......................錯誤!未定義書簽。

4.2平面布置設(shè)計...........................錯誤!未定義書簽。

4.3水廠管線設(shè)計...........................錯誤!未定義書簽。

4.4高程布置設(shè)計計算......................錯誤!未定義書簽。

第一章序言

1.1設(shè)計日勺目日勺和意義

給水處理是一門實跟性很強的課程，是學(xué)生畢業(yè)后常常能用到的專業(yè)關(guān)鍵

課程之一。通過開展此課程設(shè)計，以使學(xué)生更好地掌握其基本理論、熟悉和掌握

給水廠（自來水廠）設(shè)計的原則、環(huán)節(jié)與措施，獨立完畢有關(guān)工藝選擇、重要構(gòu)

建筑物設(shè)計計算、設(shè)備選型，從而培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)理論和技術(shù)知識，綜合分析

及處理實際工程設(shè)計問題口勺初步能力，使學(xué)生在設(shè)計計算、繪圖、查閱資料和設(shè)

計手冊以及使用設(shè)計規(guī)范等基本技能上得到初步訓(xùn)練和提高。

1.1.1總體目的

按照工程實際的I詳細規(guī)定，以某市地表水為水源進行一種給水廠（自來水廠）

的工藝設(shè)計。包括工藝計算和圖紙繪制兩部分工作，計算成果到達擴大初步設(shè)計

規(guī)定。工藝選擇和設(shè)計要能滿足現(xiàn)行國家規(guī)范和原則口勺規(guī)定，經(jīng)構(gòu)筑物處理后的

水即要保證都市用水量規(guī)定，又要滿足出廠水到達《生活飲用水衛(wèi)生原則》

（GB5749-2023）H勺詳細原則值。

1.1.2詳細目的

1.完畢設(shè)計闡明書1份

內(nèi)容完整、方案合理、格式規(guī)范、論證合理、章節(jié)設(shè)置合理、層次分明、計

算對時、文字通順、圖表清晰；

2.繪制工藝圖1套

圖紙深度基木上到達初步設(shè)計規(guī)定、圖面整潔、體現(xiàn)對的、布局合理、線條

分明、尺寸標(biāo)注規(guī)范；

3.意義

通過對水廠的設(shè)計，能在學(xué)習(xí)理論知識H勺同步，有效的將理論知識與生產(chǎn)實

際相結(jié)合，在對水廠處理二藝和處理流程進行計算設(shè)計口勺同步，深入掌握并純熟

運用城鎮(zhèn)給水處理廠工藝設(shè)計H勺有關(guān)理論知識和設(shè)計措施、程序、技巧等，并學(xué)

會充足運用現(xiàn)今發(fā)達口勺網(wǎng)絡(luò)資源進行輔助設(shè)計和資料查詢，為此后走上工作崗

位，可以勝任工作打下基礎(chǔ)。

1.2重要設(shè)計指導(dǎo)思想、設(shè)計內(nèi)容和需要處理的問題

1.2.1本設(shè)計的指導(dǎo)思想

1.對水處理工藝流程方案進行比較和選擇；

2.對各個水處理構(gòu)筑物的類型進行比較和選擇；

3.對推薦的I構(gòu)筑物進行完整的工藝設(shè)計及計算；

4.對推薦的各個構(gòu)筑物的工藝設(shè)備進行比較和選擇；

5.完畢構(gòu)筑物的工藝圖的繪制；

6.完畢整個廠區(qū)的J平面布置和規(guī)劃；

7.完畢整個廠區(qū)的高程布置

1.2.2本設(shè)計應(yīng)處理日勺重要問題

1.對■水處理構(gòu)筑物的類型進行比選：

2.對反應(yīng)池、沉淀池、濾池平面布置方案的選擇；

3.對反應(yīng)池、沉淀池、濾池圖紙日勺繪制;

4.對水處理工藝流程方案的比較和選擇;

5.借鑒其他水廠的經(jīng)驗，對整個水廠進行平面和高程的布置

1.3設(shè)計參照資料

1.給水排水常用資料設(shè)計手冊；

2.給水排水城鎮(zhèn)給水設(shè)計手冊：

3.給水排水器材與裝置設(shè)計手冊；

4.給水排水專用設(shè)備設(shè)計手冊；

5.簡要給排水設(shè)計手冊；

6.給水排水設(shè)計規(guī)范；

7.給水凈化新工藝凈水廠設(shè)計；

8.給水排水原則規(guī)范實行手冊；

9.給水排水原則圖集；

10.給水排水原則圖集凈水廠設(shè)計知識。

1.4設(shè)計成果

1.編寫設(shè)計闡明書一份，闡明書中應(yīng)包括設(shè)計任務(wù)、設(shè)計根據(jù)的資料、決定

凈水工藝流程和選擇構(gòu)筑物型式的理由，重要凈水構(gòu)筑物的設(shè)計計算，并附必要

的單線草圖。

2.繪制給水廠平面布置圖（1：200—1：500）和給水廠高程布置圖（縱向

h5—1：100,橫向1：100—1：500）各一張，分別為A1和A2紙。

3.單體凈水構(gòu)筑物H勺構(gòu)造圖（平面及剖面1：50—1：200）,A3紙。

第二章給水廠處理工藝的選擇

2.1設(shè)計資料

2.1.1都市現(xiàn)實狀況

某市地處東南中部，屬亞熱帶，東南季風(fēng)氣候，年平均氣溫16C,

最冷月平均溫度2C,最熱月平均溫度34℃,最高溫度39C,最低溫

度-3℃。年平均降雨量1125mm,80%以上的降雨發(fā)生在6月至9月的四

個月中，數(shù)年平均最大時降雨量為54.45mm,最大日降雨量為

147.2mm,常年最大風(fēng)速為2.9m/s,主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)。該市水源重

要為河流。擬建一給水廠，以某一河流為水源。水廠近期凈產(chǎn)水量為

30/jm7do

2.1.2水文及水文地質(zhì)資料

1.河水洪水位標(biāo)77.15米，枯水位65.90米，常年平均水位標(biāo)高70.20米。

2.地質(zhì)資料：給水廠地區(qū)高程如下0?3.2米為粘質(zhì)砂土，3.2?6米為砂

石堆積層，再下層為紅砂巖。地基容許承載力為2.80公斤/厘米。

3.廠區(qū)地形平坦，平均高程為71.00米，水源取水口位于水廠西北60米，

水廠位于都市北面1km。

4.二級泵站揚程（至水塔）為40米。

2.1.3水源水質(zhì)資料

測定值

分析項目單位

最大最小

水溫℃19.5℃3.3c

色度度513

渾濁度度702不不小于60

pH值7.87.0

細菌總數(shù)個/毫米101045

大腸菌群個/ml>3<3

BOD5mg/L7.641.26

CODmnmg/L64.2

氨氮mg/L30.5

總硬度度195.04

酚mg/L00

銅mg/L0.650

鐵mg/L0.30

mg/L0.10

神mg/L—0

鋅mg/L0.240

硒mg/L00

氟化物mg/L00

汞nig/L00

銘mg/L00

鎘mg/L00

2.2給水處理流程的選擇

2.2.1一般凈水工藝流程

1.原水一混凝、沉淀或澄清

合用條件：一般進水懸浮物含量應(yīng)不不小于2023-3000mg/L,短時間內(nèi)容許

到5000-10000mg/L,出水濁度約為10-20度，一般用于水質(zhì)規(guī)定不高口勺工業(yè)用水。

2.原水一混凝沉淀或澄清一過濾一消毒

?般地表水廣泛采用H勺常規(guī)流程，進水懸浮物容許含量同上，出水濁度不不

小于2NTU。

3.原水一接觸過濾一消毒

1）一般可用于濁度和色度低的湖泊水或水庫水處理。

2）進水懸浮物含量一般不不小于100mg/L,水質(zhì)穩(wěn)定、變化較小且無藻類

繁殖。

4.原水一調(diào)蓄預(yù)沉、自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉-＞混凝沉淀或澄清~過濾一消毒

高濁度水二級沉淀（澄清），合用于含砂量大，砂峰持續(xù)時間較長時，預(yù)沉

后原水含砂量可減少到1000mg/L如下。

2.2.2本設(shè)計凈水處理工藝流程

圖27水廠處理工藝流程

圖2-2水廠處理工藝流程框圖(含構(gòu)筑物)

2.3給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇

2.3.1加藥間

I.藥劑溶解池

設(shè)計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計高度一般以在地平面如

下或半地下為宜，池頂宜高出地面().2()m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。

溶解池H勺底坡不不不小于0.02,池底應(yīng)有直徑不不不小于100mm的排渣管,

池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，因此盛放藥

液的池子和管道及配件都應(yīng)采用防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若

其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。

2.混凝劑藥劑日勺選用與投加

1)混凝藥劑H勺選用

混凝劑選用:堿式氯化鋁［Aln(OH)mCL3n-m］簡寫PAC.堿式氯化鋁在我國從

七十年代初開始研制應(yīng)用，因效果明顯，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普遍，具用使膠

粒吸附電性中和和吸附架橋H勺作用。本設(shè)計水廠混凝劑最大投藥量為30mg/l。其

特點為：

a）凈化效率高，耗藥量少除水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度

時尤為明顯；

b）溫度適應(yīng)性高：PH值合用范圍寬（在PH=5?9的范圍內(nèi)，而不投加堿

劑）；

c）使用時操作以便，腐蝕性小，勞動條件好；

d）設(shè)備簡樸、操作以便、成本較三氯化鐵低；

e）無機高分子化合物。

2）混凝劑H勺投加

混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型，重力投加方式有泉

前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計量泵投加。計量設(shè)

備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設(shè)計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子

流量計配合投加。耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用。

3.加氯間

1）靠近加氯點，以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充足混合，接觸時間不少于

3（）mino為管理以便，和氯庫合建。加氯間和氯庫應(yīng)布置在水廠日勺下風(fēng)向。

2）加氯間的氯水管線應(yīng)敷設(shè)在地溝內(nèi)，直通加氯點，地溝應(yīng)有排水設(shè)施以防積

水。氯氣管用紫銅管或無縫鋼管，氯水管用橡膠管或塑料管，給水管用鍍鋅鋼管,

加氨管不能用銅管。

3）加氯間和其他工作間隔開，加氯間應(yīng)有直接通向外部、且向外開的門，加氯

間和值班室之間應(yīng)有觀測窗，以便在加氯間外觀測工作狀況。

4）加氯機的間距約0.7m,一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯機（包

括管道）不少于兩套，以保證持續(xù)工作。稱量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑內(nèi)，

磅秤面和地面齊平，使氮瓶上下搬運以便。有每小時換氣8-12次日勺通風(fēng)設(shè)備。

加氯間的給水管應(yīng)保證不停水，并且保持水壓穩(wěn)定。加氯間外應(yīng)有防毒面具、急

救材料和工具箱。防毒面具應(yīng)防止失效，照明和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有室外開關(guān)。

設(shè)計加氯間時，均按以上規(guī)定進行設(shè)計。

2.3.2混合設(shè)備

混合是原水與混凝劑或助凝劑進行充足混合的工藝過程，是進行絮凝和沉淀

的重要前提?；旌鲜菍⑺巹┏渥?、均勻地擴散于水體的I工藝過程，對于獲得良好

的混凝效果具有重要作用?；旌蠁栴}H勺實質(zhì)就是藥劑水解產(chǎn)物在水中的擴散問

題。

混合的方式有諸多種，常用H勺有水泵混合、管式混合、機械混合。

1.水泵混合

水泵混合是將藥劑投加在取水泵吸水管或吸水喇隊口處，運用水泵葉輪高

速旋轉(zhuǎn)以到達迅速混合口勺目H勺。它合用于一級泵站距處理構(gòu)筑物較近（120m以

內(nèi)），長處是設(shè)備簡樸；混合充足，效果很好；不另消疑動能。缺陷是安裝管理

較復(fù)雜；配合加藥自動控制較難。

2.管式混合

目前廣泛采用的管式混合器是靜態(tài)管式混合器，是運用水廠進水管口勺水流，

通過管道或管道零件產(chǎn)牛.局部阻力，使水流發(fā)牛.渦旋，從而使水體和藥劑混合。

管式混合的長處是設(shè)備簡撲；不占地；在設(shè)計流量范圍，混合效果好。缺陷是當(dāng)

流量過小時效果下降。但從總體經(jīng)濟效果而言還是具有優(yōu)勢H勺。

3.機械混合

機械混合是依托外部機械供應(yīng)能量，使水流產(chǎn)生紊流。它的長處是水頭損失

較小，適應(yīng)多種流量變化，能使藥劑迅速而均勻的分布在原水膠體顆粒上，同步

使膠體顆粒脫穩(wěn)，具有節(jié)省投藥量等特點。缺陷是增長對應(yīng)的機械設(shè)備，需消耗

電能，同步也增長了機械設(shè)備H勺維修及保養(yǎng)工作，管理維修比較復(fù)雜。

通過以上的分析與比較，管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒

劑實行瞬間混合的理想設(shè)備，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡樸、混合

效果好和管理以便等長處，故本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。

2.3.3絮凝池

絮凝過程是將投加混凝劑并充足混合的原水，在水流作用下使絮凝?；ハ嘟?/p>

觸碰撞，以形成更大的絮粒，以適應(yīng)沉淀分離的規(guī)定。

絮凝的方式有諸多種，可分為機械和水力兩大類，常用的有機械絮凝池、隔

板絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格（柵條）絮凝池等。

1.機械絮凝池

機械絮凝池絮凝效果好，水頭損失小，反應(yīng)時間12?15分鐘，可適應(yīng)水質(zhì)、

水量的變化，但機械設(shè)備維護量大，管理比較復(fù)雜。

2.隔板絮凝池

隔板絮凝池的長處是構(gòu)造簡樸，管理以便，當(dāng)水量變化不大時，絮凝效果好。

缺陷是絮凝時間較長（15?24分鐘），絮凝池容積大，且當(dāng)水量變化大時，絮凝

效果不穩(wěn)定。它合用于水量不小于3OOOOm3/d的水廠。

3.折板絮凝池

折板絮凝池運用在池中加設(shè)某些擾流單元以到達絮凝所規(guī)定H勺紊流狀態(tài)，使

能量損失得到充足運用，能耗與藥耗有所減少，停留時間縮短。折板絮凝池的長

處為絮凝時間短，絮凝效果好，容積較小。缺陷是構(gòu)造較復(fù)雜，水量變化影響絮

凝效果。它合用于水量變化不大口勺水廠。

根據(jù)以上多種絮凝池的特點以及實際狀況并進行比較，本設(shè)計選用機械絮凝池。

2.3.4沉淀池

給水處理中的沉淀工藝是指在重力的J作用下，懸浮固體從水中分離出來日勺過

程。它肩負著清除80?99%以上H勺懸浮固體，其設(shè)備H勺運行狀況直接影響著出水

水質(zhì)。常見多種形式沉淀池H勺性能特點及合用條件見如下的多種形式沉淀池性能

特點和合用條件。

表2-1多種形式沉淀池性能特點和合用條件表

型式性能特點合用條件

長處：1、可就地取材，造價低；1、一般用于大中型凈水廠；

2、操作管理以便，施工較簡樸：2、原水含砂量大時作預(yù)沉池

3、適應(yīng)性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定；

平流式4、帶有機械排泥設(shè)備時，排泥效果好

缺陷：1、不采用機械排泥裝置，排泥較困難

2、機械排泥設(shè)備，維護復(fù)雜；

3、占地面積較大

長處：1、排泥墳以便1、一般用于小型凈水廠；

2.一般與絮凝池合建，不需建紫凝池?2.常用于地下水位較低時

3、占地面積較小

豎流式

缺陷：1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出

水流量小，一般沉淀效果較差：

2、施工較平流式困難

長處：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少1、宜用于大中型廠

斜管（板）缺陷：1、斜管（板）耗用材料多，且價格較2、宜用于舊沉淀池的擴建、

式高：改建和挖槽

2、排泥較困難

原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀

池中分離出來以完畢澄清口勺作用。

設(shè)計采用斜管沉淀池。相斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高,

處理效果很好。

2.3.5濾池

過濾是凈水廠最關(guān)鍵府處理工藝部分。它一般是指以石英砂等粒狀濾料層截

留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水得到澄清的工藝過程。它不僅將水的濁度減少到1

度如下，并且可以清除水中口勺部分有機物等，還使水中的細菌、病毒裸露出來，

因此，過濾工藝H勺好壞直接決定凈水廠的I最終水質(zhì)。

國內(nèi)目前所有采用的是快濾，重要池型有?般快濾池、雙閥濾池、無閥濾池、

移動罩濾池、虹吸濾池和V型濾池等。常見多種形式濾池時性能特點及合用條

件見如下的多種形式濾池性能特點和合用條件。

表2-2多種形式港池性能特點和合用條件表

型式性能特點合用條件

長處：1、含污能力大；

2、可采用較大的流速：

3、能節(jié)省反沖洗用水，降速過只有三層濃料、雙層灌料合用大中型

多層濾

濾水質(zhì)很好；水廠

料灌池缺陷：1、濾料不易獲得昂貴管理麻煩

2、濾料易流逝且沖洗困難易積

泥球，需采用助沖設(shè)備：

長處：1、有成熟的運行經(jīng)驗運行可靠

2、采用的砂濾料，材料易得價

一般快格廉價：向下流、砂濾料的回閥式濾池，合用

濾池3、采用大阻力配水系統(tǒng)，單池大中型水廠，單池面積一般不適宜不

面積可做得較大，池深適中，采小于100/

用降速過濾，水質(zhì)很好

長處：1、很好地消除了濾料表層、

內(nèi)層泥球，具有截污能力強，濾池過濾

周期長，反沖洗水量小特點。可節(jié)省反

沖洗水量40?60席,減少水廠自用水量，

減少生產(chǎn)運行成本。

V型濾

2、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微

池

膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了濾

池補砂、換砂費用。

3、采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保

證濾池沖洗效果和充足運用濾料排污容

量，使濾后水水質(zhì)好。

根據(jù)設(shè)計資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。

2.3.6消得措施

水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最終一道工序，其目口勺在于殺滅水

中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。其措施分化

學(xué)法與物理法兩大類，前者系水中投家藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑

等；后者在水中不加藥劑，而進行加熱消毒、紫外線消毒等。

液氯消毒和二氧化氯消毒具有余氯持續(xù)的消毒作用，能有效防止二次污染。

這兩者相比，二氧化氯H勺殺菌能力是液氯的3?5倍，不會與水體中H勺有機物反

應(yīng)生成致癌物三鹵甲烷，還可防止液氯消毒發(fā)生泄氯惡性事故的危險，生產(chǎn)安全

性較高，但其成本較高，維護工作量大，運行成本是液氯口勺2倍以上。

通過以上比較，同步考慮到液氯消毒在國內(nèi)使用H勺時間比較的長，經(jīng)驗也比

較豐富，經(jīng)濟有效，因此本設(shè)計采用老式時液氯消毒措施。

第三章重要單體構(gòu)筑物的設(shè)計計算

3.1加藥間設(shè)計計算

3.1.1.設(shè)計參數(shù)

已知計算水廠凈產(chǎn)水量Q凈=100000m3/d。取水廠自用水量系數(shù)：1.05。

則：水廠的設(shè)計水量

(2=1.05x100000=105000〃?3/d=4375〃/〃？

根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參照有關(guān)凈水廠的運行經(jīng)驗，選混凝劑為堿式氯化鋁PAC

藥劑(原液濃度b=10%需要稀釋成5%日勺濃度方可使用)，混凝劑H勺最大投藥量

a=3()mg/L,每日混凝劑有原液池向溶液池抽取次數(shù)『2。

3.1.2.設(shè)計計算

1.溶液池容積％

aQ_30x4375=31.47加3取32〃/

417bn417x5x2

式中：a—混凝劑(堿式氯化鋁)的最大投加量(ng/L),本設(shè)計取30mg/L;

Q一設(shè)計處理H勺水量，4375m7h;

B—溶液濃度(按商品固體重量計)一般采用5%-20%,本設(shè)計取5%；

n一每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計取2次。

溶液池設(shè)兩個，其中一種備用，每個池的容積約為32m3,采用矩形，尺寸

Lx77=4.0x5.0x(1.64-0.3),高度中包括超高取0.3m。置于室內(nèi)地面上。

池旁設(shè)工作臺,寬1.0-1.5m,池底坡度為0.02。底部設(shè)置DNIOOmm放空管,采

用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采

用給水管DN60mm,按lh放滿考慮。

2.原液池容積明

設(shè)計儲存量按3()天考慮，則原液池容積為

%。/x3°世;x105000//-/d

"妙"X30d=--------------x30〃=780〃/

12101210口/〃?

原液池設(shè)置兩座，每座容積97.5〃/

形狀為矩形：BXLXH=4.5X20.0X(4.0+0.3)療其中0.3m為超高

3.投藥管

投藥管流量

VV：x2xl00032x2x1000

q=---------=-----------=0.74L/5=2664L；/Z

24x360024x3600

查水力計算表得投藥管管徑d=40mm,對應(yīng)流速為1.88m/s。

溶液池底部設(shè)管徑Dg=100mm的排渣管一根

4.溶解池攪拌設(shè)備

溶解池攪拌設(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機。

5.計量投加設(shè)備

混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型，重力投加方式有泵前

投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計量泵投加。計量設(shè)備

有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本沒計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流

量計配合投加。

計量泉每小時投加藥量：

q=—=—=2.68〃？th

1212

式中：％----溶液池容積（n?）

耐酸泵型號25FYS-20選用4臺，三用一備.

6.藥庫的設(shè)計參數(shù)

考慮到遠期發(fā)展，面積為150m）倉庫與混凝劑室之間采用人力手推車投藥,

藥劑倉庫平面設(shè)計尺寸為10.0mX15.0mo

3.2混合設(shè)備設(shè)計計算

3.2.1設(shè)計參數(shù)

設(shè)計總進水量為Q=105000m3/d,水廠進水管投藥口靠近水流方向H勺第一種混

合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布，進

水管采用2條。水廠進水管投藥口至絮凝池時距離為1細。計算草圖如下圖：

藥劑

管道DN八“▼/混合單元體管道？

口/EI

口以Slid、、一（

靜態(tài)混合器DN

圖3-1管式靜態(tài)混合器

3.2.2設(shè)計計算

1.設(shè)計管徑

靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進水管中，設(shè)計流量

2=105000=525（）（）〃//d=06〃/Is

n2

查水利計算表知，流速v=0.95m/s

則靜態(tài)混合器管徑為:

4x06

D=-------:——=0.9/72,木設(shè)計采用D=900mm；

V3.14x0.95

2.混合單元數(shù)

N>2.36V-<,5￡)03=2.36XO.95_°5XO.9^OJ=2.50,本設(shè)計取N=3；

則混合器的混合長度為:

L=1.1DN=1.1x0.90x3=2.97〃?

3.混合時間

L_2.97

=3.12s

0^95

4.水頭損失

〃=0.1184冬乂3=0.1184x-^-x3=0.2w<0.5m,符合設(shè)計規(guī)定。

J440.944

5.校核GT值

G二區(qū)二I9800x0.2-

一、萬~「1.14x10-3x3.12=740「

67=740x3.2=2200,水力條件符合設(shè)計規(guī)定。

3.3機械絮凝池設(shè)計計算

3.3.1重要設(shè)計參數(shù)

（1）T=15-20min,平均G=20?70S-l,GT=1X104X105

（2）設(shè)3?4檔攪拌機，每檔用隔墻或穿孔墻分隔，以免短流。

（3）第一級（進口處）攪拌機漿板中心處線速度0.5—0.6m/s;最終一級（出口

處）攪拌機漿板中心處線速度0.1-0.2m/s;

（4）漿板總面積宜為水流截面積口勺10%?20%,不適宜超過25%

（5）漿板長度不不小于葉輪直徑75%,寬度宜10?3Qcm。

垂直軸:

1）漿板頂應(yīng)設(shè)于水面下0.3m；

2）漿板底應(yīng)設(shè)于池底以上0.3-0.5m：

3）漿板長度不不小于葉輪直徑H勺75%;

4）漿板距池壁間距不不小于0.25m;

5）每塊漿板寬度為長度H勺1/10-1/15,一般為10?30cm。

3.3.2計算

1.反應(yīng)池的容積：

V嗡*

。-設(shè)計流量，〃（3-3-1）

7-絮凝時間,min

〃-池數(shù)

Q=105000nv1Id=4375nf/d=\.21m31s

絮凝時間T一般取15-20min這里取T=15min。

設(shè)置四組絮凝反應(yīng)池，因此n=4

則每組反應(yīng)池H勺有效容積為

_gr4375x15

v=273.5〃戶

60〃60x4

（有效容積比較小，攪拌器采用垂直軸式安裝）

2.絮凝池的布置

取絮凝池長L=16m,寬度B=4m,則高度”=上=也亙=4.27

LB16x4

水池超高取0.3m,則水池全高為4.fiOnio

每組絮凝池按長度方向分4格，每格H勺長度Ll=B=4m,每格H勺容積為73.12/。

3.攪拌器的布置

攪拌器采用垂直軸式安裝。

絮凝池分格墻上過水孔洞匕下交錯布置，每格設(shè)一臺攪拌設(shè)備，詳細布置見下圖:

圖3-2機械絮凝池內(nèi)部布置U

1—漿板：2一葉輪：3—旋轉(zhuǎn)軸；4一隔墻

1）葉輪直徑取池寬的80%,采用3.2m,葉輪槳板中心點線速度分別

采用：第一格取V]=0.50%,第二格v2=0.40,第三格v3=0.35%,

第三格！=0.20%。槳板長度與葉輪直徑之比取0.7,槳板長度為1.68

m,槳板寬度取0.12m。每根軸上槳板數(shù)為8塊，內(nèi)外側(cè)各4塊（裝置

尺寸見下圖）。旋轉(zhuǎn)槳板面積與絮凝池過水?dāng)嗝娣e之比為：

8x0J2xl.68=118%o為了防止水流短路，每格設(shè)四塊擋板，尺寸為:

4.57x3

寬x高=0.2mx1.2m,其面積與絮凝池過水?dāng)嗝娣e之比為：

喘盧7%?？倶迕娣e與絮凝池過水?dāng)嗝娣e之比為：

7%+11.8%=19.8%,不不小于25%,滿足規(guī)定。

槳板功率計算圖

設(shè)漿板相對于水流日勺線速度等于漿板旋轉(zhuǎn)線速度時0.75倍，則相對于水流日勺葉

輪轉(zhuǎn)速為:

0.75x0.5八-人

叱=--------=0.47八7d/s

0.8

0.75x0.4

:--------=O.38md/s

0.8

0.75x0.35___,.

---------------=033raais

0.8

O'S'。？=o.l9『ad/s（"為葉輪中心點的旋轉(zhuǎn)半徑）

0.8

2）漿板所需功率計算：（以第1格為例）

計算根據(jù):

P-每根旋轉(zhuǎn)軸全部漿板所耗功率，W

〃-同一旋轉(zhuǎn)半徑上漿板數(shù)（3-3-2）

品一阻力系數(shù)，Cn=\.\

0—旋轉(zhuǎn)角速度，radIs

公”一漿板外緣、內(nèi)緣旋轉(zhuǎn)半徑，m

外側(cè)漿板rl=l.68m,r2=l.8m；內(nèi)側(cè)漿板rl=O.74m,r2=0.86m.內(nèi)外側(cè)漿板各4

塊（由于：漿板寬比長=0.12/1.68＜。因此C0=l.l）：

ft「4x11x1000

P\=^-^pla)\r^-r^)=——：----------x1.68x0.473x[(1.841-1.684)+(0.864-0.741)]=266.58W

；88

同理可得：P2=140.88W；P3=92.27W,P4=17.61W

機械絮凝池總功率為：

ZE)=(266.58+140.88+92.27+17.61)x4=2069.361V

設(shè)4臺攪拌設(shè)備各配置一臺電動機，每臺電動機功率為

(取/=0?75,rj2=0.70):

N==84°”3=0.193KW,,

4/小4x0.75x0.70

選用型號為Y801-2小型三相鼠籠式異步電動機，額定功率為0.75KW。

3）核算平均速度梯度G值和GT值

（按水溫15。計，水口勺動力粘度”=1.14x10,臣）：

26658

第一格為：G.；-------?56.555-'

1.14X10-3X73.12

?38.39s，

Gx7=39.39x15x60=3.55x10」

經(jīng)核算：G和G7值均較合適。

4.孔洞設(shè)計

第一格進水管管徑取400mm,則進水流速為：

Q/4=2.43/心,滿足平均經(jīng)濟流速規(guī)定。進水孔洞流速分別?。?/p>

萬/4x》

第一種孔洞取V)=\.0m/s；第二個孔洞取v2=0.8向s；

第三個孔洞取v3=0.7in/s；第四個孔洞v4=OAm/s。

則孔洞面積分別為:

結(jié)irhyl、'閂WLTQ/44375/4八.，

第一種孔洞為F[=--=————-=0.3047/7-；

匕3600x1.0

也=也”=0.380加

第二個孔洞為F?=

3600x0.8

v2

第二個孔洞為「黃二器焉二。434小

組一人刁、、閂*1vQ/44375/4..■>

第二個孔洞為F=--=c…,=0.76/7?-

4匕3600x0.4

孔洞直徑分別為:

第一種孔洞為4==0.62/n；第二個孔洞為d2==0.70m

第三個孔洞為4=0.74m；第四個孔洞為4=0.98機。

5.孔洞水損計算

712

第一種孔洞為九=<5'-=1.06x——=0.054〃？（孔洞局部水損系數(shù)取3=1.06）

2g2g

逐nQ2

第二個孔洞為4=45上=1.06x=0.0348m；

“2g2g

第三個孔洞為h.=3^-=\.06x—=0.0264機：

2g2g

第四個孔洞為4=3'=1.06x空=0.0088m：

2g2g

故總水頭損失為：￡h=（0.054+0.0348+0.0264+0.0088）x4=0.5m

3.4沉淀設(shè)備日勺設(shè)計

斜管/板沉淀池是根據(jù)淺池原理開發(fā)的一種沉淀池。在沉淀池H勺沉淀區(qū)內(nèi)放置

傾角為60叫勺斜管或斜板（斜管管徑約25?40毫米，長為800?1000毫米。斜板

間距約10（）亳米）。因沉淀辨別隔為許多區(qū)，沉淀面積和沉淀效率明顯增長；同

步，沉到管底或板面上的污泥將自動滑離沉淀區(qū)，處理了除泥問題。池型分三種：

在斜管或斜板間水與污泥異向流動（水流從下向上），稱為異向流，應(yīng)用最廣；

水與污泥同向流動（水流從上向下），稱同向流；水流水平向流過斜板間隙，稱

為橫向流。

斜管/板沉淀池具有停留時間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等長處。合用于流動

性高粘度低的給水處理工藝設(shè)計中。斜管沉淀池與斜板沉淀池原理相似，不過管

式比板式沉淀池的接觸面積大，更輕易沖洗及安裝。

練.匕本次設(shè)計決定采用異向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向

上流動，上部出水，泥渣由底部滑出。設(shè)計2座。

如圖所示。斜管與水平面成60°角。放置于沉淀池中。原水通過絮凝池

轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動，清水在池頂用穿孔集水管搜集；污泥

則在池底也用穿孔排泥管搜集，排入下水道。斜管H勺內(nèi)切圓直徑d為30mm,長

1為1000mm。。顆粒H勺沉降速度止=0.4.mm/s，清水區(qū)沉速v0=2.5mm/s

拌足集水冷

清水區(qū)

斜管區(qū)

酉冰區(qū)

穿他泥管柳尼區(qū)

如圖3-4-1斜管沉淀池剖面圖

2)每組設(shè)計水量

該水廠處理水量10萬噸每天，自用水量5%。

Q=0.5Q,=0.5x100000m3/Jx1.05=2187m3//?=0.61m3/s

2.沉淀池尺寸設(shè)計

1.清水區(qū)面積

q

式中：A為斜管沉淀池的表面積，m2

夕為表面負荷，m3/(m2-h),根據(jù)《給排水迅速設(shè)計手冊》異相流

一般采用9.0-11.0m3/(m2?h)

設(shè)計中，取lO.Onf/。/?h),

即q=10.0m3/(m2?h)=0.0028m3/(m2?s)=2.8mm/s

清水區(qū)有效面積A=Q/q=0^1/0X)028=217.9m2

a)沉淀池初擬面積

斜管構(gòu)造占用面積按3%計，則

A'=217.9x1.03=224m2

初擬平面尺寸LixBi=19.2mxll.6m

b）沉淀池建筑面積A4

斜管有效長度L2計算：

v2=Vt/sin60=23/0.866=2.89mm/s

（1.3vz—|1"6O）d_（1.33X2.89-0.0X8.66）X3Q

p.8s600.4X0.5=525mm

考慮到管端紊流，積泥等原因，過渡區(qū)采用200mm。斜管總長為以上兩

者之和725mm,可以選用『、J1=1000mm時斜管。

,

斜管安裝長度L2=lxcos60=1000x0.5=0.5m

考慮到安裝間隙，長加0.07m,寬加0.1m。

,

沉淀池長度L=LI+L2+0.07=19.2+0.5+0.07=19.707m,

為以便施工取L=20mo

沉淀池寬度B=B+0.1=11.6+0.1=11.7m,為以便施工取B=12m。

2

Ait=BxL=12x20=240m

c）沉淀池池體高度

保護高hi=0.5m（一般O.3-O.5m）

斜管高度h2=lxsin60=lx0.866=0.87m

清水區(qū)高度出=L2m（一般采1.0-1.5m）

配水區(qū)高度h4=L5m（一般不小于1.5m）

池底穿孔排泥槽高h5=0.75m（本設(shè)計取用）

則池體總高為

H=hi+h2+h3+h4+h5=0.5+0.87+1.2+I.5+0.75=4.62m

3、復(fù)核管內(nèi)雷諾數(shù)Re、弗勞德系數(shù)J及斜管中停留時間l

⑴雷諾數(shù)Rc

水力半徑R=d/4=30/4=0.75cm

斜管內(nèi)水流流速：

V3=Q/(Axsin60)=0.61/(217.9x0,87)=0.32cm/s

當(dāng)水溫i:20℃時，水的運動粘度「=0.01cm2/s

Re=Rv3/i=0.75X0.32/0.01=24<500

根據(jù)《給排水迅速設(shè)計手冊》斜管沉淀池，設(shè)計滿足規(guī)定。

(2)弗勞德系數(shù)，

224

Fr=v/Rg=0.32/(0.75X981)=1.39X1Q-

根據(jù)《給排水迅速設(shè)計手冊》斜管沉淀池規(guī)定數(shù)據(jù)在10'-10"范圍內(nèi),

合格。本設(shè)計滿足規(guī)定。

(3)斜管中停留時間t

t=l/vo=1000/3.20=312.5s=5.2min

一般停留時間為4~7min,設(shè)計滿足規(guī)定。

4、沉淀池進口穿孔花墻

沉淀池進水采用穿孔花墻，孔口總面積

4=Q/u

式中：A2為孔口總面積加

V為孔口流速m/s,一般取值不不小于絮凝池H勺末端流速，在

0.15-0.20m/s范圍內(nèi)，本設(shè)計V4=0.15m/s

2

A2=0.61/0.15=4.07m

每個孔口的J尺寸定為15cmx8cm,則孔口數(shù)：

N=A2/(0.15X0.08)=4.077(0.15x0.08)=339.2,即340個孔

進水孔位置應(yīng)當(dāng)在斜管如下、沉泥區(qū)以上部位，進水孔排列成5排。

5、集水系統(tǒng)

沿池寬方向布置24條穿孔集水槽，為了施工以便槽底為平坡，集水槽中

心距為：

D=B/n=12/8=1.5m

每槽集水量為:Qc0=0.61/24=0.025m3/s

考慮池子H勺超載系數(shù)為20%,故槽中流量為：

Qc=1.2Qc=1.2x0.025=0.031m3/s

對于矩形槽，其最佳過流斷面叫寬深比為2,即b=2h.再由臨界水深啊計算公

式可得槽寬為：

bc=0.9xQc04=0.9x0.03l04=0.22m

為了便于施工取bc=0.30m,槽內(nèi)水流速度取vc=0.8m/So

集水槽終點水深為h-Qc/vebc=0.031/(0.8x0.3)=0.13m

為了便于施工取hc=0.15m,

集水措施采用沉沒式自由跌落，沉沒深度取0.05m,跌落高度取0.05m,

槽的J超高取0.15m。

則集水槽總高:H尸hc+0.05+0.05+0.15=0.15+0.05+0.05+0.15=0.40m

(2)孔眼計算

集水槽兩側(cè)開有EI孔以搜集清水。

1)所需孔眼總面積

Q()=c^y[2gh

式中：Qo為集水槽流量，m2/s：

U為流量系數(shù),取0.62；

h為孔口沉沒水深，取0.05m；

3為所需孔眼總面積

得o=Q?/j^^=0X)25/0.62^2X9^1X0X)5=0X)41m2

b)單孔面積，

(oo=7td2/4=3.14x0.032/4=0.0007m2

孔眼個數(shù)，

no-co/(oo=0.041/O.(XX)7=6O個

則集水槽每邊孔眼個數(shù)，

n=no/2=6O/2=3O個

圖3-4-2集水槽斷面

C)出水渠

3

24條集水槽匯入2條集水支渠，渠內(nèi)流量為Qq=0.31m/So

支渠