交货版给水厂设计书

目录

1.设计水质水量与工艺流程的确定………………………………………………3 1.1 设计总用水量…………………………………………………………………3 1.2 净水流程………………………………………………………………………3 1.3 混合设备设计计算……………………………………………………………3 1.3.1 混合…………………………………………………………………………3 1.3.3 验算G………………………………………………………………………4 2.絮凝设计…………………………………………………………………………4 2.1 面积及尺寸计算………………………………………………………………4 2.2 单组絮凝池有效容积…………………………………………………………4 2.3 每组池子面积f…………………………………………………………………4 2.4 每组池子的净宽…………………………………………………………………4 2.5 每组池子的净长…………………………………………………………………4 2.6絮凝池的布置…………………………………………………………………4 2.7 各格折板的间距及实际流速…………………………………………………5 2.8 水头损失h………………………………………………………………………5 2.9 絮凝池各段的停留时间…………………………………………………………8 2.10 絮凝池各段的G值……………………………………………………………8 3．斜管沉淀池………………………………………………………………………9 3.1 平面尺寸计算…………………………………………………………………10 3.2 校核计算………………………………………………………………………11 3.3 集水槽计算……………………………………………………………………11 3.4 出水量计算……………………………………………………………………11 3.5 出水总渠计算…………………………………………………………………11 4. 滤池设计………………………………………………………………………12 4.1 设计流量………………………………………………………………………12 4.2 滤池总面积……………………………………………………………………12 4.3 单池面积设计…………………………………………………………………12 4.4 配水系统计算…………………………………………………………………13

4.5 滤池高度计算…………………………………………………………………15 4.6 配水系统校核…………………………………………………………………15 4.7 洗沙排水槽…………………………………………………………………16 4.8 滤池反冲洗……………………………………………………………………18 4.9 进出水系统……………………………………………………………………19 5.加氯设备的选择…………………………………………………………………20 5.1 自动加氯机的选择……………………………………………………………20 5.2 氯瓶……………………………………………………………………………20 5.1 加氯间及氯库…………………………………………………………………20 6. 清水池…………………………………………………………………………20 7. 水厂布置…………………………………………………………………………21 7.1 净水厂布置原则………………………………………………………………21 7.2 平面布置设计…………………………………………………………………21 7.3水厂管线设计…………………………………………………………………21 7.4 水头损失计算…………………………………………………………………22 7.5 处理构筑物高程确定………………………………………………………23 平面与高程图………………………………………………………………………24

1．设计水质水量与工艺流程的确定

1.1设计总用水量

最高日供水量为Qd 44210m3 设计总用水量

Q Qd 1.1

44210 1.1m3/d 48631m3/d 0.564m3/s

采用一用一备的设计，两套设计系统一样 则一套系统的流量为Q1 1.2净水流程

根据水质资料分析，本设计采用常规处理流程 1.3混合设备设计计算 1.3.1混合

采用管式静态混合器混合

（1）管式混合器的流速不宜小于1m/s，投药后的水头损失不小于0.3~0.4m 静态混合器设在絮凝池进水管中

D

4q

4 0.2823.14 1.44

0.5m

Q

2

486312

24315.5m3/d 0.282m/s

v

取D=500mm，此时v=1.44m/s﹥1m/s，满足条件 （2）水头损失计算公式：

Q2

h 0.1184 4.4 nD

采用2个管式静态混合器，即混合单元为2，则

h1 0.1184 0.282

2

0.5

4.4

2 0.4m

总时间T=5s

1.3.3验算G 公式G

gh

T

G

9.8 0.41.006 10 6 5

883s 1满足规范规定700～1000s的要求

1

2.絮凝设计

2.1 面积及尺寸计算

设计水量为：Q=24315.5 3 =0.282 3 2.2 单组絮凝池有效容积

V=QT

式中V——单组絮凝池有效容积（ 3）

Q——单组设计处理水量（ 3 ） T——絮凝时间，一般采用10-15min。 设计中取T=12min。

1014V=×12=101.4 3

2.3 每组池子面积f

f= =

2.4 每组池子的净宽

11.2 0.2 = 0.15×4=4.9

′

101.44.2

=24.2 2水深H=4.2m

2.5 每组池子的净长

‘=

2.6絮凝池的布置

絮凝池的絮凝过程为三段：第一段： 1=0.3m 第二段： 2=0.2m 第三段： 3=0.1m

24.2==4.9m

将絮凝池分成5格，第一第二格为絮凝第一段，采用单通道异峰折板，每格净宽0.85m。第三第四格为絮凝第二段，采用单通道同峰折板，每格净宽0.85m。第五为絮凝第三段，采用直板，每格净宽1.5m.絮凝池超高0.3m。 2.7 各格折板的间距及实际流速 第一二格： 1=

1

=0.3×0.85=0.55

=0.2×0.85=0.83，取 2=0.85。 =0.1×1.5=0.94，取 3=0.95。

谷=

0.141

（0.55+0.85）×0.85

=0.12

0.1410.141

0.141

第三四格： 2= 第五六格： 3=

2

3

1实谷=

0.141

1实峰===0.3

1 0.141 2===0.2

2 0.141 3===0.1

3

2.8 水头损失h

第一二格为单通道异峰折板

=n（ 1+ 2）+ (m)

22 1 2

1= 1( )

2

12 1

2=[1+ 2 (]( )

22 0

= 3( )

式中 ——总水头损失（m） ——转弯或孔洞的水头损失（m） n——缩放组合的个数 1——渐放段水头损失（m） 1——渐放段阻力系数 2——渐缩段水头损失（m） 2——渐缩段阻力系数 1——相对峰的断面积（ 3） 2——相对谷的断面积（ 3） 1——峰速（ ） 2——谷速（ ）

0——转弯或孔洞处流速（ ） 3——转弯或孔洞的阻力系数。 计算数据如下：

①第一格通道数为4，单通道的缩放组合的个数为3个，n=4×3=12个 ② 1=0.5， 2=0.1，上转变 3=1.8，下转变或孔洞 3=3.0 ③ 1=0.3 ④ 2=0.1

⑤ 1=0.55×0.85=0.47（ 2）， 2=（0.55+0.71）×0.85=1.07（ 2） ⑥上转弯2次，下转弯2次，取转弯高0.6m

0=

0.144

=0.276

⑦渐放段水头损失

22 1 20.32 0.122

1= 1=0.5×=0.00193m

⑧渐缩段水头损失

2 12 10.4720.32

2=[1+ 2 (]=[1+0.1 ()]×=0.0042

2⑨转弯或孔洞的水头损失

0.27620.2762

=2×1.8×+2×3×=0.037m

=20×（0.00193+0.0042）+0.037=0.11m

第二格同第一格。 第三格为单通道同峰折板。

2 =n +

式中 ——每一转弯的阻力系数

n——转弯的个数 v——板间流速（ ） ——同上 计算数据如下：

①第三格通道数为4，单通道转弯数为7，n=4×7=28 ②折角为90°， =0.6 ③v=0.2

0.22

=28×0.6×+0.032=0.066m

第四格的计算同第三格。 第五格为单通道直板。

2

=n 式中 ——转弯的阻力系数

n——转弯的个数

v——平均流速（ ） 计算数据如下：

①第五格通道数7，两块直板180°，转弯次数n=6，进口出口孔洞2个 ②180°转弯 =3.0，进出口孔 =1.06 ③ v=0.1

0.120.12

=3×6×+2×1.06×=0.009+0.001=0.01m

2.9 絮凝池各段的停留时间 第一，第二格水流停留时间为：

2×0.85×4.2×4.91==4.14min

第三，第四格水流停留时间为：

2×0.85×4.2×4.9

2=

=4.14min

第五，第六格水流停留时间为：

1.5×4.2×4.93==3.7min

2.10 絮凝池各段的G值

G=

h

水温T=20℃，μ=0.001pa.s 第一段：

1000×9.8×2×0.11

1=

=93 1

第二段：

1000×9.82= ×2×0.066=72.3 1

第三段：

×9.8×0.01

3=

1000=21 1

絮凝的总水头损失 =0.01+0.066+0.11=0.186m，t=4.14+4.14+3.7=11.98min=719s。

絮凝时间

GT=

1000×9.8×0.186

=×719=3.62×104>2×104

3．斜管沉淀池

斜管沉淀池与絮凝池合建

设计流量为Q=0.282m3/s，表面负荷q=9m3/ m2·h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角θ=60°，斜管沉淀池计算草图见图4-2.

图

4-2

3.1 平面尺寸计算 (1)沉淀池清水区面积

A

Q11014 112.7m2q9

式中 q——表面负荷（ 3 2. ），一般采用9.0-11.0 3 2. ，本设计取9 3 2.

(2) 沉淀池的长度及宽度

则沉淀尺寸为L B 11.2×10=112 m2 ，进水区布置在一个11.2m的一侧。在10m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03)

A

(B 0.5)L

(10 0.5) 11.2

1.03

101.5m2

L

AB

112.711.2

10m

k1

式中： k1——斜管结构系数，取1.03

集水槽沿长度方向布置取集水支槽中心间距1.4m，支槽数n=11.2/1.4=8根 (3)沉淀池总高度

H h1 h2 h3 h4 h5 0.3 1.2 0.87 1.26 1.07 4.7m

式中 h1——保护高度（m），即水面超高，一般采用0.3-0.5m，本设计取0.3m； h2——清水区高度（m），一般采用1.0-1.5m，

h2

32

L

2

1.4 1.2m，所以本设计取1.2m；

h3——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则

h3 sin60 0.87m；

h4——配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，取 1=0.02

4=

0.282

==1.26 1 21402

h5——排泥槽高度（m），即积泥区高度， 5=1.07m。

=1070mm本设计取

采用三角集泥槽穿孔板排泥，在11.2m长度方向布置5条集泥槽

3.2 校核计算 R=

4

254

=

=0.625 v=0.0101 2

0.282

管内流速V=101.5× 60=0.0032 =0.32

20.322

Fr===1.67×10 4>1×10 4

符合设计要求 沉淀时间T= =3.3 集水槽计算

设矩形池槽间距为1.4m,集水槽条数为8 按每条槽设计流量确定槽的宽度：b=0.9 槽0.4

槽

1.3×0.282

= 1.2~1.5 ==0.046

b=0.9 槽0.4=0.9×0.0460.4=0.263m

为施工方便，槽底为平波：槽内水深h=1.25b=0.328m 3.4 出水量计算 三角堰出流：

一个900三角堰口流量q=1.4 2.5=0.086 3 三角堰口夹角900，堰口高0.1m，口宽0.2m。 3.5 出水总渠计算

总渠内水位低于支槽终点水位0.1m。 集水总渠深：

3 20.2822

=1.73 +0.2=1.73 +0.2=0.69

3

10003.2

=312 =5.2 基本符合

B——渠宽取值0.5~0.7 这里取

0.6m

4. 滤池设计

4.1 设计流量

选择普通快滤池，采用两个系统合用一个管廊的方式，即不分组。 则Q=48631 3 =0.564 3 4.2 滤池总面积 （1）每天实际时间为：

T= 0 0 1

T0取24h，n取2，不考虑初排滤水时间t0取0，t1取0.1h

则T=24 0.1×2=23.8h （2）滤池的总面积：

F=

1选择单层滤料石英砂滤池， 1=10 ，则

F=

4.3 单池面积设计 （1）单个滤池面积为：

f=N取8个，布置成对称双行排列，如下图

48631

=204.3 2

f=

204.3

=25.5 2 取L为5.5m，B为5.0m，滤池的实际面积为5.5×5=27.5 2 实际滤速:

v=

48631==9.29 满足8～10m/s的要求。

（2）校核强制滤速为一格换砂同时一格反冲洗时，其余继续过滤。

则强制滤速：

8×9.29 2===12.4

满足10～14m/s的要求。 4.4 配水系统计算 （1）反冲洗强度

q=10k

设计K取1.2则：

q=10×1.2×1.08=13 ( . 2)

满足12～15 ( . 2)要求 （2）反冲洗水量：

= ×

=27.5×13=357.5

（3）干管始端流速：

4× ×10 3

=设计D取0.6m则

4×357.5×10 3

==1.27

满足1～1.5m/s要求。

（4）配水支管根数：

=2×a一般在0.25～0.30m，取0.30m则

=2×0.3=36.6=37根

（5）单根支管流入流量

=

（6）支管入口流速

=

Dj取80mm,则

5.5

357.5==9.7 4× ×10 3

4×9.7×10 3

==1.93

满足1.5～2.0m/s （7）单根支管长度

设计中取B=5m，D=0.60m；l为支管末端与池壁间距取0.1m，两端共0.2m

lj

12

(5.0 0.60 0.2) 2.1mlj

12

(B D l)

配水系统图如下

4.5 滤池高度计算

H H1 H2 H3 H4

式中—H滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m；

H1承托层高度（m）；由承托层草图，

300-100=200 200-80=120 在60处开孔

1=300 60+400=640

可知取为0.64m；

H2滤料层厚度（m）；单层石英砂滤料一般取0.7m；

H3滤层上水深（m)；一般采取1.5～2.0m；

H4超高（m）；一般采用0.3m；

式中， 1=0.64 ， 2=0.7 ， 3=1.7 ， 4=0.3

H= 1+ 2+ 3+ 4=0.64+0.7+1.7+0.3=3.34

4.6 配水系统校核

（1）配水支管的横截面积校核

对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于60

ljdj

2.10.08

26.25 60，满足要求

对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5

Fknjfj

且配水支管的横截面积：fj

Fk

njfj

0.06940

4

Dj，则

2

4

0.08

0.34 0.5，满足要求

2

（2）配水均匀性校核

w0 w 干

w0 Nw

支管

2

0.29

2

则

2

2

w0 w 干 w0

Nw

支管

0.069 0.62

4

0.069

0.082 37

4

2

2

0.06 0.14 0.2 0.29

符合配水均匀性达到95%以上的要求 4.7 洗沙排水槽 （1）排水槽 ①排水槽水量

每个滤池设2条冲洗排水槽，槽长L= 5.5m，中心距 5.5 0.23×2×2

=1.36m

每槽排水流量： =0.5

0=

则 =0.5×13×27.5=178.75 =0.179 3 ②洗砂排水槽断面模数

洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图

冲洗排水槽断面，按公式求断面模数：

x 0.45Qd

0.4

式中：Qd——冲洗单排水槽出口流量。则x 0.45 0.1790.4 0.23m ③槽顶距砂面高度

H eH2 2.5x c

式中：e——冲洗时滤层膨胀度；

H2——滤料层厚度。

滤层膨胀率e取40%，滤层厚度H2取0.7m，冲洗排水槽底厚度采用 0.05m，保护高c=0.07m，则

H=0.4×0.7+2.5×0.23+0.05+0.07=0.975m

④校核排水槽种面积与滤池面积之比

2× ×2× 2×5.5×2×0.23

=

27.5

=0.184<0.25

满足要求。

⑤单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下：

4.8 滤池反冲洗

滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水箱供水反冲洗。

（1）单个滤池的反冲洗用水总量：

W=

反冲洗历时，查下表取t=6min=360s

W=

13×27.5×360

=128.7 3

（2）水箱反冲洗 ①反冲洗水箱的容积：

1=1.5 =1.5×128.7=193.05 2

承托层的水头损失：

3=0.022 1× =0.022×0.4×13=0.11m

滤层的水头损失：

4=

砂水

1 1 0 2

=0.68m

砂——滤料的密度，石英砂密度一般采用2650Kg 3 水——水的密度1000Kg 3

0——滤料未膨胀前的孔隙率0.41

2——滤料未膨胀前的厚度0.7m ②冲洗水箱高度：

H= w1+ w2+ w3+ w4+ w5

式中：H——冲洗水箱的箱底距离冲洗排水槽顶的高度（m）；

w1——水箱与滤池之间的冲洗管道的沿程和局部损失之和1m；

w2——配水系统水头损失3m； w3——承托层水头损失0.11m； w4——冲洗时滤层的水头损失0.68m； w5 ———安全水头1.6m，一般采用1~2m。

H=1.0+3.0+0.11+0.68+1.60=6.39m

4.9 进出水系统 （1）进水总渠

滤池的总进水量为 1=0.564 3

设计进水总渠宽为B=0.9m，水深0.6m，渠中流速1.04m/s 单个滤池进水管 2=

0.5648

=0.07 3

设计中取进水管为DN300，管中流速为0.99m/s （2）反冲洗进水渠

冲洗水总流量 总= ×8=27.5×13×8=2860 设计冲洗水总渠宽为B=1.2m，水深1.0m，渠中流速2.38m/s 冲洗水流量qg=357.5 ,采用管径 2=450mm，管中流速2.25m/s （3）清水管

滤池的总进水量为Q=0.564 3 设计清水总渠宽为B=0.8m，水深0.6m，渠中流速1.18m/s

单个滤池进水管Q2=0.56/8=0.07m3/s

设计中取进水管为DN250，管中流速为1.43m/s （4）排水渠

设计排水总渠流量1.5 =1.5×357.5=536 ，宽为B=0.7m，水深0.6m，渠中流速1.28m/s

排水流量 =357.5，排水管管径DN600，管中流速1.27m/s。 消毒处理 加氯量计算

q=Qb

式中q——每天的投氯量（g/d） Q——设计水量（ 3 ）

b——加氯量（ 3），一般采用0.5~1.0 3 设计中取Q=48631 3 ，b=1.0 3

q=1.0×48631=48631 =48.631Kg

5. 加氯设备的选择

5.1 自动加氯机的选择

选用ZJ-II型转子真空加氯机2台，一用一备，每台加氯机加氯量为0.5~9Kg/h。加氯机的外形尺寸为：宽×高=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。 5.2 氯瓶

采用容量为500Kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组4个，一组使用，一组备用，每组使用周期约为36d。 5.1 加氯间及氯库

加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库才用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人同行的小门。加氯间平面尺寸为：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长7m。宽9.0m。加氯间与氯库的平面布置如图

6. 清水池

1. 清水池的容积，根据管网设计的清水池容积为16196 3 清水池分为两个，单个清水池容积为

161962

=8098 3

清水池的有效水深为3.8m，清水池的面积为

A=

设计尺寸为长53m，宽为40米

8098==2131 3 7. 水厂布置

7.1净水厂布置原则

（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）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。

本设计水厂常规处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为管式静态混合器、机械絮凝池、斜管沉淀池、V型滤池、清水池。从进水到出水整个流程呈直线，这种布置具有生产管线短、管理方便、有利于日后逐组扩建等优点。7.2 平面布置设计

当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置。

本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来进行水厂的总平面设计。平面布置具体如下：

首先，将综合楼、化验室、车库、配电间、泥木工间、仓库、传达室等建筑物组合为一区，称为办公区。办公区设置在进门附近，便于外来人员的联系，使生产系统少受外来干扰。

其次，食堂、锅炉房浴室、宿舍等划分为生活区。

最后，将常规处理构筑物与清水池、水厂加药加氯间规划为生产区。这样便于管理。远期预留地作为绿化用地。

水厂平面布置示意详见净水厂平面及净水构筑物高程布置图。7.3水厂管线设计

厂区管线一般包括：给水管线、排水（泥）管线、超越管线、反冲洗管线、加药和厂内自用水管线等 1. 给水管线

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qzqm.html