20萬噸污水廠設(shè)計計算書

1、給水工程課程設(shè)計計算書一、工藝流程選擇工藝流程：原水 一泵房 靜態(tài)混合器 往復式隔板絮凝池 平流沉淀池 普通快濾池 清水池 二泵房 用戶二、設(shè)計水量與取水工藝計算根據(jù)資料，水廠凈水產(chǎn)量20萬m3/d，考慮到水廠自用水和水量的損失，確定安全系數(shù)k=1.06。這總處理水量q=1.0620=21.2萬m3/d=8833.33 m3/h，取為8850 m3/h。為中型水廠規(guī)模三、凈水工藝計算1. 混凝劑配制和投加 根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)水廠的運行經(jīng)驗，選精致硫酸鋁為混凝劑。最大投加量為20mg/l，精致硫酸鋁投加濃度為10%。采用計量投藥泵投加。2. 溶液池設(shè)計及計算溶液池一般以高架式設(shè)置，以便

2、能依靠重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有工作臺，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時設(shè)溢流裝置。 溶液池容積按下式計算：式中 溶液池容積，m3； q處理水量，；本設(shè)計q=8850a混凝劑最大投加量，20mg/l；b溶液濃度（5%-20%），取10%；n每日調(diào)制次數(shù)，取n3。代入數(shù)據(jù)得：=14.148m3，取14.15m3取有效水深h11.0m，總深hh1+h2+h3（式中h2為保護高，取0.2m；h3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。溶液池形狀采用矩形，尺寸為長寬高4.2m2.6m1.3m。溶液池設(shè)置兩個，每個容積為，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。3. 溶解池容積計算：溶解池容積 溶解池一般取正

3、方形，有效水深h11.0m，則：面積fw1/h1，有邊長af1/22.236m；取邊長為2.3m。溶解池深度hh1+h2+h3 （式中h2為保護高，取0.2m；h3為貯渣深度，取0.1m）h1.0+0.2+0.11.3m和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個，一用一備。溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量查水力計算表得放水管管徑100mm，溶解池底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根（鋼管或鑄鐵管）。溶解池攪拌裝置采用機械攪拌：以電動機驅(qū)動漿板或渦輪攪動溶液。投藥管：投藥管流量 查水力計算表得投藥管管徑d20mm，相應(yīng)流速為0.8m/s。4. 混合設(shè)備的設(shè)計在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥

4、劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。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：具有高效混合、節(jié)約用藥、設(shè)備小等特點，它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達90-95%，構(gòu)造如圖所示。管式靜態(tài)混合器設(shè)計流量：q=21.2萬m3/d取q=8850m3/h=2.46m3/s根據(jù)水處理工程設(shè)計計算（韓洪軍、杜茂安主編，中國建筑工業(yè)出版社）中p62頁混合設(shè)施靜態(tài)混合器計算：靜態(tài)混合器

5、水頭損失 h=0.1184 n q2/d4.4設(shè)計中h=0.5m，d=1.5m,q=2.46 m3/s,則n=1.29，取n=2個，即設(shè)2個混合單元，長度l=1.1nd=1.1*1.5*2=3.3m，實際流速v=1.39m/s,選dn1500內(nèi)裝2個混合單元的靜態(tài)混合器。5. 反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計根據(jù)常用絮凝池的特點、本設(shè)計相關(guān)資料和類似水廠的工藝特點，如下表： 方式設(shè)計要點特點及使用條件隔板絮凝池往復式隔板絮凝池總水頭損失一般在0.30.5m1. 廊道流速，起端0.50.6m/s，末端0.20.3m/s，一般宜分46段；2. 為減少水流轉(zhuǎn)彎處的水頭損失，該處過水斷面應(yīng)為廊道流速的1.21.5倍；3

6、. 絮凝時間2030min；4. 隔板凈間距一般不宜小于0.5m，池底應(yīng)有2%3%坡度，并設(shè)不小于d150的排泥管1 反應(yīng)效果好2 構(gòu)造簡單，施工方便3 容積較大4 水頭損失大5 折轉(zhuǎn)處絮粒易破碎6 出水流量不易分配均勻回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池總水頭損失比往復式約40%1. 反應(yīng)效果好2. 水頭損失小3. 構(gòu)造簡單，施工方便4. 出水流量不易分配均勻經(jīng)綜合比較，選用回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池較合適。回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池計算：設(shè)計水量： q1=q/24n設(shè)計中取n=4個， 絮凝池有效容積： 設(shè)計中t=20min。取v=740 m3絮凝池長度： 設(shè)計中取h=2.5m,b=25m,則隔板間距 ： 式中-第i檔廊道內(nèi)隔板間

7、距（m） 第一檔流速取0.5m/s,池內(nèi)水深2.5m則第一檔隔板間距： 取，則按上式計算得，實際流速； ，實際流速； ，實際流速；，實際流速。絮凝池總長度：隔板厚度0.1m，隔板總共19道，則長度：水頭損失計算：絮凝池為鋼混結(jié)構(gòu)，水泥砂漿抹面，粗糙系數(shù)n=0.013。第一段、計算結(jié)果為：=3544.8其余三段、分別為：、 、最后隔板水流分兩股回流，考慮水量平衡，流量分配為45%和55%，廊道間距近端一股為0.55m。另外一股為0.65m。各段水頭損失計算段數(shù)11062.30.220.3040.49359.53544.80.078212134.80.270.2320.38661.83815.00

8、.072311141.00.360.1600.28964.44150.00.0364462.80.480.1220.19368.24645.80.007合計回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池布置見下圖 gt值校核水溫t在20時gt值校核：設(shè)計中取t=20.65s，h=0.2m，=60*1.029*10(-4)pa*sgt=39.6*20.65*60=49064.4(在104105范圍內(nèi))在隔板墻底部設(shè)排泥孔，外圈每道隔墻設(shè)兩個，內(nèi)圈設(shè)一個，尺寸為200mm*200mm。在配水廊道設(shè)dn200排泥管。6.沉淀池計算選用4組池子平行布置1：每組設(shè)計流量 q=(200000*1.05)/(24*4)=2187.5m3

9、/h2: 設(shè)計數(shù)據(jù)的選用 表面負荷 q=2.00m3/(m2.h)=0.56mm/s 沉淀池停留時間 t1=1.5h 沉淀池中水的流速v=20mm/s3: 平流沉淀池的計算 沉淀池表面積 a=q/q=1109m3 沉淀池長度 l=3.6vt=3.6201.5=108 m 取用 110 m 沉淀池寬度 b=絮凝池寬度=25m 沉淀池深度 h=qt/bl=1.2m 絮凝池與平流池之間的隔墻采用孔墻。穿孔墻孔的洞口流速采用0.25m/s 洞口總面積為 0.6/0.25 =2.40m2 每個洞口采用具有150發(fā)散角的矩形孔。平面尺寸采用16cm7cm, 則，洞口數(shù)為2.4/(0.16*0.07)=21

10、4孔沉淀池水力條件復核如下: 水力截面積 =103=30.0m2水流濕周 =10+23=16m水力半徑 r=30/16=1.90m弗勞德數(shù) fr=0.022/(1.9*9.8)=2.1510-5 ， (在110-4110-5范圍之間) 沉淀池放空排泥管按放空時間3h d=0.11m 選用直徑dn=150mm,采用機械排泥裝置沉淀池出水堰的斷面寬度采用1m,出水堰起端深度保證薄壁堰自由落水,出水堰的保持超高定為0.10m,出水堰水深為0.80m,出水堰高度取3.20m出水堰的流量負荷為:q=（0.8*1*24*3600*0.02）/3.20432m3/m2d 500m3/m2d7.濾池濾池由進水

11、系統(tǒng)，濾料、承托層，清水（集水）系統(tǒng)，沖洗、配水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)等組成。根據(jù)給排水快速設(shè)計手冊給水工程p278，對比常見的濾池類型和參考類似水廠，選用普通快濾池。普通快濾池是目前水處理工程中常見的濾池形式之一。其每一個池上裝有渾水進水閥、清水出水閥、反沖洗進水閥、反沖洗排水閥共4個閥門。普通快濾池運行穩(wěn)妥，出水水質(zhì)較好；適用于各種規(guī)模水廠，單池面積不宜大于100平方米，以免沖洗不均勻，在有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助沖設(shè)備?？紤]到 技術(shù)效果和經(jīng)濟因素，所以濾料選擇：無煙煤石英砂雙層濾料。濾速與要求的濾過水水質(zhì)和工作周期有關(guān)，根據(jù)相似條件的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗或者實驗資料確定。本設(shè)計按照正常濾速設(shè)計。普通雙

12、層濾料快濾池（1）平面尺寸計算濾池總面積： ；設(shè)計中取n=2次，不考慮排放初濾水時間，即取t0=0設(shè)計采用無煙煤石英砂雙層濾料，濾速參照類似水廠運行資料，取v=12m/h 單池面積：設(shè)計中取n=12，布置成對稱雙行排列 （小于100平方米）設(shè)計中取l=10.0m,b=7.0m,濾池的實際面積為10.0*7.0=70平方米，實際濾速 當一座濾池檢修時，其余濾池的強制濾速：濾池高度：設(shè)計中取 h=0.40+0.70+1.80+0.30=3.20m（2）反沖洗強度：根據(jù)給水排水設(shè)計手冊03冊城鎮(zhèn)給水p641頁，沖洗強度可采用，為防止反沖洗時煤粒流失，在全年不同水溫時，應(yīng)使濾層的膨脹率基本相同。因此一

13、年內(nèi)，至少在高水溫和低水溫時應(yīng)采用兩種沖洗強度。 本設(shè)計取用高水溫時反沖洗強度，低水溫時反沖洗強度為。則相應(yīng)的反沖洗水流量根據(jù)：qg=f*q f為單濾池實際面積。（3）配水系統(tǒng)根據(jù)水溫較高時的反沖洗強度來配置。水溫較高時：干管始端流速：設(shè)計中取d=1m配水支管根數(shù)：設(shè)計中取a=0.25m單格濾池的配水系統(tǒng)如下圖所示：單根支管入口流量：支管入口流速：設(shè)計中取=0.1m，單根支管長度：設(shè)計中取b=7m，d=1.0m配水支管上孔口總面積：設(shè)計中取k=0.25%配水支管上孔口流速vk=qg/fk其中vk一般取56m/s有單個孔口面積：設(shè)計中取孔口總數(shù)：每根支管上的孔口數(shù)：支管上孔口布置成二排，與垂線成

14、45夾角向下交錯排列，如圖右所示?？卓谥行木啵涸O(shè)計中取，孔口平均水頭損失：設(shè)計中取，按課本表6-3，選用流量系數(shù)=0.67，則：配水系統(tǒng)校核：對大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長度與直徑之比不大于60對大阻力配水系統(tǒng)，要求配水支管上孔口總面積與所有支管橫截面積之和的比值小于0.5，滿足要求。（4）洗砂排水槽根據(jù)給排水設(shè)計手冊第三冊城鎮(zhèn)給水p641頁關(guān)于普通快濾池雙層濾料的濾池，洗砂排水槽頂距濾層表面高度h：設(shè)計中取，砂層和無煙煤的厚度和最大粒徑根據(jù)課本表9-24選?。哼x擇，計算：a.洗砂排水槽中心距：因洗砂排水槽長度不宜大于6m，故在設(shè)計中將每座濾池中間設(shè)置排水渠，在排水渠兩側(cè)對稱布置洗砂排水槽，每

15、側(cè)洗砂排水槽數(shù)，池中洗砂排水槽總數(shù)，l=10mb.每條洗砂排水槽長度:設(shè)計中取b=0.8m，b=7mc.每條洗砂排水槽的排水量:設(shè)計中取，d.洗砂排水槽斷面模數(shù):洗砂排水槽采用三角形標準斷面，如右圖所示。洗砂排水槽斷面模數(shù)設(shè)計中取則計算出x： 綜上計算出：洗砂排水槽頂距濾層表面高度h排水槽總平面面積：校核排水槽總平面面積與濾池面積之比，基本滿足要求。（5）中間排水渠：單格濾池的反沖洗排水系統(tǒng)布置如下圖所示：（6）濾池反沖洗方式：濾池反沖洗水可由高位水箱或?qū)ＴO(shè)的沖洗水泵供給。設(shè)計中按水泵供水反沖洗方式進行計算單個濾池的反沖洗用水總量： w=qft1000式中 w單個濾池的反沖洗用水量（m3） t

16、單個濾池的反沖洗歷時（s）設(shè)計中取t=7min=420s,q=15l/(s*m2)水泵反沖洗：根據(jù)給水排水工程快速設(shè)計手冊給水工程p274，水泵流量：水泵揚程：-配水系統(tǒng)水頭損失，m，設(shè)計中為大阻力系統(tǒng)，取=4.0m；-承托層水頭損失，m，設(shè)計中取=0.14m；-砂濾層和煤濾層水頭損失，m，設(shè)計中取=1.2m；設(shè)計中?。焊鶕?jù)水泵流量進行選泵，最終確定水泵型號為20sh-28a,泵的揚程為15.210.6m，流量為650950l/s。配套電機選用js-117-6;共選兩臺泵，一用一備。 水泵吸水管采用鋼管，吸水管直徑1000mm，管中流速v=1.33m/s,符合要求。水泵壓水管也采用鋼管，壓水管

17、直徑800mm，管中流速v=2.09m/s，基本符合要求。（7）進出水系統(tǒng)進水總渠：根據(jù)給排水設(shè)計手冊第1冊常用資料p872，進水總渠選用梯形明渠（m=2.0），設(shè)計中取進水總渠渠寬1200mm，濾池的總進水量為q=20萬立方米/每天=2.315立方米/每秒，水深為0.8m，渠中水流速為1.125m/s。單個濾池進水管：單個濾池進水管流量，根據(jù)給排水設(shè)計手冊第1冊常用資料p362采用進水管直徑，管中流速。反沖洗進水管：沖洗水流量，采用管徑，管中流速。清水管：清水總流量，為了便于布置，清水渠斷面采用和進水渠斷面相同尺寸。單個濾池清水管流量，采用管徑，管中流速。排水渠：排水流量，排水渠斷面寬度，渠

18、中水深0.8，渠中流速。8. 消毒氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡單，價格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。（1）加藥量的確定：水廠設(shè)計20萬m3/d=8333m3/h根據(jù)相似條件下的運行經(jīng)驗，最大投氯量為a=1mg/l，氯與水接觸時間不小于30分鐘。加氯量為： q1=0.001aq=0.001*1*8333=8.333kg/h 取q1=8.333kg/h 儲氯量（按一個月考慮）為：g=30*24q=30*24*8.333=5999.76kg/月 可取6000kg即6噸（2）加氯機參考經(jīng)驗，采用自動加氯的方式，選用美國wt系列真空加氯機，具體的設(shè)備安裝由設(shè)

19、備廠家提供服務(wù)。（3）加氯間的布置設(shè)水廠所在地主導風向為西北風，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的東南部。在加氯間、氯庫低處各設(shè)排風扇一個，換氣量每小時812次，并安裝漏氣探測器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報警儀，當檢測的漏氣量達到23mg/kg時即報警，切換有關(guān)閥門，切斷氯源，同時排風扇動作。為搬運氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫大門以外。加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風設(shè)備在室外設(shè)開關(guān)。在加氯間引入一根dn50的給水管，水壓大于20mh2o，供加氯機投藥用；在氯庫引入dn32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。9. 其他設(shè)計9.1

20、 清水池（1）清水池的布置在清水池內(nèi)設(shè)置導流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時間不小于30分鐘。每座清水池內(nèi)導流墻設(shè)置2條，間距為5.0m，將清水池分成3格。在導流墻底部每個1米設(shè)0.10.1m的過水方孔，使清水池清洗時排水方便。檢修孔：在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。通氣管：為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)通氣孔，通氣孔共設(shè)12個，每格設(shè)4個，通氣管的管徑為200，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣流通。覆土厚度：清水池頂部應(yīng)有0.51.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環(huán)境。此處取覆土厚度為1.0m。（2）清水池的有效容積清水池的有效容積，包

21、括調(diào)節(jié)容積、消防貯水量和水廠自用水的調(diào)節(jié)。清水池的總有效容積：設(shè)計中取k=10%，q=212000m3/dv=0.1212000=21200m清水池共設(shè)2座，則每座清水池的有效容積為v1=v/2=21200/2=10600m3每座清水池的面積：設(shè)計中取池深h=5m a=v1/h=10600/5=2120m2取清水池寬b為43m，則池長l為 l=a/b=2120/43=49.3m取50m則清水池實際有效容積為55043=10750m3（3）管道系統(tǒng)清水池的進水管清水池的出水管：出水管管徑：d2=0.59m設(shè)計中取dn600mm，則流量最大時出水管內(nèi)的流速為0.655m/s。清水池的溢流管：溢流管

22、的直徑與進水管管徑相同，取dn800mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進入池內(nèi)。清水池的排水管：清水池內(nèi)的水在檢修時需要放空，因此應(yīng)設(shè)排水管。排水管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計算。排水管內(nèi)流速按1.2m/s估計，則排水管的管徑d3=1.27m設(shè)計中取排水管管徑為dn1300mm。清水池的放空采用潛水泵排水，在清水池低水位進行。9.2 吸水井的設(shè)計吸水井是連接二泵站和清水池之間的構(gòu)筑物，它可以方便水泵吸水管路的布置，提高運行可靠性，又便于生產(chǎn)調(diào)度。吸水井的應(yīng)高出地面30cm，根據(jù)本設(shè)計的資料可設(shè)其尺寸為長寬16m4m，高驅(qū)3.6m，分為相等的兩格（均為長寬8m4m），

23、并在各格間設(shè)閘門，以增加供水安全性。9.3 二級泵房的設(shè)計二級泵房中泵型號的選擇：四用一備，根據(jù)流量和用戶用水情況計算得的高程，查給排水設(shè)計手11冊常用設(shè)備選泵。泵房的尺寸：40m20m，長度為控制間4m，泵軸之間的間距為4.0m，靠近控制間的泵與靠近吊裝間的泵距離墻的距離也為4.0m，另外設(shè)4.0m做為吊裝機械電葫蘆用，共計40m。寬度為吸水管6.5m，泵基礎(chǔ)的長度為2.5m，壓水管3m，共計10m。9.4 輔助建筑物面積設(shè)計生活輔助建筑物面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當?shù)亟ㄖ藴蚀_定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當?shù)氐木唧w情況而定。9.5 水廠管線給水管線：（1）原水管線 兩根，采用鋼管。（2）沉淀水管線 埋地式。（3）清水管線 （兩清水池之間有聯(lián)絡(luò)管線，池底相同）（4）超越管線 超越濾池排水管線： 排除廠內(nèi)地面雨水；排除廠內(nèi)生產(chǎn)廢水；排除辦公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。電纜溝：集中