機(jī)械攪拌澄清池、V型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算

第一篇凈水廠設(shè)計(jì)說明書

第一章總論

第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求

一.設(shè)計(jì)目的

通過本次凈水廠的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和鍛煉應(yīng)用理論知識解決工程實(shí)際問題的能力。

二.設(shè)計(jì)內(nèi)容

〔一）確定凈水廠的位置。凈水廠水處理工藝流程及凈水構(gòu)筑物（或設(shè)備）的類型和數(shù)量。

要求作出最少兩套方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，推出最正確方案。

（二）進(jìn)行凈水廠構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，并在計(jì)算書上繪制凈水工藝有關(guān)的一系

列草圖。

（三）進(jìn)行水廠各構(gòu)筑物，建筑物及各種管渠等總體布置。

三.設(shè)計(jì)成果

（一）設(shè)計(jì)說明書與計(jì)算書各一份。

（二）設(shè)計(jì)圖紙4-6張包括：

1.凈水廠平面布置圖（1:100—1:500）o

2,凈水廠工藝流程高程布置圖（縱向1:50—1:100；橫向1:100—1:200）。

3.濾池或其它凈水構(gòu)筑物的工藝構(gòu)造圖（平面及剖面1:50—1:100）。

四.設(shè)計(jì)說明書與計(jì)算書的要求

應(yīng)說明水廠凈水工藝過程，以及選擇凈水構(gòu)筑物形式的簡單理由，尤其對水廠的總平

面布置和高程系統(tǒng)及設(shè)計(jì)中的獨(dú)到之處作深入的闡述。

應(yīng)詳細(xì)地計(jì)算出水廠的藥劑投配設(shè)備，混合池，反響池，沉淀池，澄清池，過濾池及

清水池的全部主要尺寸。應(yīng)用消毒等選用設(shè)備的選用理由及主要規(guī)格參數(shù)進(jìn)行簡要說明。

在計(jì)算中，應(yīng)列出所應(yīng)用的全部計(jì)算公式。同時(shí)應(yīng)對所取的計(jì)算數(shù)據(jù)的選擇加以說明并注

明其資料來源。所計(jì)算的構(gòu)筑物及設(shè)備，皆應(yīng)繪出相應(yīng)的計(jì)算草圖。

根據(jù)水廠規(guī)模，列出水廠人員編制數(shù)目，初擬水廠附屬建筑物的占地面積等。其它：

1.設(shè)計(jì)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下應(yīng)由每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成。

2.對設(shè)計(jì)內(nèi)容及質(zhì)量的要求。設(shè)計(jì)要點(diǎn)與步驟以及設(shè)計(jì)參考資料等參見城市凈水廠畢業(yè)設(shè)

計(jì)指示書。

第二節(jié)設(shè)計(jì)資料

一.設(shè)計(jì)題目

R市凈水廠設(shè)計(jì)

二.根本資料

（一）設(shè)計(jì)水量

Q=5.2x（1+5%）萬=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水廠的自用水量5%-10%,這里取5%）

（二）水源水質(zhì)資料

表

項(xiàng)目數(shù)量項(xiàng)目數(shù)量

濁度300—80()度總硬度（以CaCO3計(jì)）200毫克/升

色度10度氯化鈉21毫克/升

PH6.5—73硝酸鹽（以氮計(jì)）10亳克/升

細(xì)菌總數(shù)12000個(gè)/亳升鐵0.1亳克/升

大腸桿菌8500個(gè)，升溶解性固體500膏克/升

臭和味略有耗氧量9.68亳克/升

（三）對水質(zhì)的根本要求（生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）

1.無漂浮物，無令人作嘔的不愉快的臭和味；

2.水的酸堿度到達(dá)pH=6.5—8.5；

3.色度不超過】5度，并不得呈現(xiàn)出其他異色；

4.渾濁度不超過1度，特殊情況下不超過5度；

5.總硬度（以CaCCh計(jì)）為450mg/L;

6.氯化物250mg/L,溶解性總固體為10（）（）mg/L;

7.耗氧量（以02計(jì)）為3mg/L,特殊情況下不超過5mg/L;

8.細(xì)菌總數(shù)100CFU/mL;

9.總大腸桿菌在每100mL中不得檢出。

（四）廠區(qū)地形平坦

（五）當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：

氣溫（月平均）：最高30℃最低-6C主導(dǎo)風(fēng)向：西北

（六）土壤冰凍深度：地面下0.8米。

（七）廠區(qū)地下水位標(biāo)高：-5米（水廠相對地面標(biāo)高定為0.（）0米）。

（A）水源取水口位于城市西北方向5公里。

第二章總體設(shè)計(jì)

第一節(jié)處理流程確實(shí)定

水處理的任務(wù)主要是去除水中懸浮物、膠體、病毒、細(xì)菌及異臭、異味。屬于水的凈

化和水的消毒處理。水的凈化主要采用自然沉淀、混凝沉淀（澄清）、浮升、過濾.、吸附技

術(shù)，水的消毒主要采用化學(xué)消毒法和物理消毒法。

根據(jù)水源水質(zhì)資料可知，濁度、細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌、臭和味、耗氧量不符合《生活

飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）。而其他指標(biāo)均處于正常范圍內(nèi)。所以凈水廠設(shè)計(jì)的處理

工藝可采用一般的水源凈水工藝流程。

一.具體流程

1混凝劑1消毒劑

原水一混凝沉淀或澄清一過濾-消毒一飲用水

二.工藝流程

方案I；

1PAC1二氧化氯

原水一一泵房一機(jī)械攪拌澄清池-V型濾池-清水池一二級泵站一用戶

方案II：

1PAC1二氧化氯

原水一一泵房一機(jī)械絮屣池一平流沉淀池一普通快濾池-清水池T二泵站一用戶

第二節(jié)處理構(gòu)筑物及設(shè)備形式的選擇

廠址的選擇

從廠址的選擇來看，有兩套方案：

〔一）將水廠設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近

優(yōu)點(diǎn)：1.水廠和取水構(gòu)筑物可集中管理

2.節(jié)省水廠自用水（如濾池沖洗和沉淀池排泥）的輸水費(fèi)用并便于沉淀池排泥和

濾池沖洗水排除；

缺點(diǎn)：1.離城市管網(wǎng)較遠(yuǎn)，用管道輸水會(huì)增加輸水工程造價(jià)，且輸水管道需按最高日最

高時(shí)水量確定管徑，所受壓力較大，從而提高了管道的造價(jià)。

2.需在主要配水區(qū)增設(shè)配水廠，凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送至

城市管網(wǎng)，增加了給水系統(tǒng)的設(shè)施和管理工作。

（二）將水廠設(shè)在城市管網(wǎng)附近

優(yōu)點(diǎn)：無需增設(shè)配水廠，且從水廠到主要用水區(qū)的管道口徑要減小，管道承壓要小，

節(jié)省了一些輸水管道費(fèi)用。

缺點(diǎn)：1.增加了水廠的自用水輸送費(fèi)用

2.不便于反沖洗水的排放。

根據(jù)以上比照，由于給水廠與人們的生活密切相關(guān)，為了方便管理，需要隨時(shí)監(jiān)控，并

無須增設(shè)配水廠，降低造價(jià)，應(yīng)選擇廠址設(shè)在城市管網(wǎng)附近。

水沖洗強(qiáng)度低，沖洗水耗省：采用砂濾料，材料易得，價(jià)格廉價(jià)。但是配套設(shè)備多，土建

較復(fù)雜。

'》案n采用普通快濾池：它造價(jià)低，有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)；采用砂濾料，材料易得，價(jià)

格廉價(jià)；不需要大量閥門設(shè)備；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做的較大；池深較淺；

可采用降速過濾，水質(zhì)較好。但是，閥門多，必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備。

6.消毒方法

常用消毒劑優(yōu)缺點(diǎn)分析：

①液氯：

優(yōu)點(diǎn)：本錢低，設(shè)備簡單，操作方便，消毒效果穩(wěn)定，余氯保持時(shí)間長。

缺點(diǎn)：當(dāng)加氯量大時(shí)，可能導(dǎo)致水味不好。有機(jī)物含量較多時(shí)，采用液氯將導(dǎo)致

許多有機(jī)氯化物的產(chǎn)生，被疑心對人體的健康有害。

②漂白粉：

優(yōu)點(diǎn)：適用于液氯供給不方便的地方，價(jià)格低，設(shè)備簡單。

缺點(diǎn)：含氯量低，用量大，制備容積大，操作麻煩。

③氯胺：

優(yōu)點(diǎn)：能延長管網(wǎng)中剩余氯的持續(xù)時(shí).間，能減輕由于加氯而產(chǎn)生的不良水味。

缺點(diǎn)：氯胺消毒過程速度慢，要求接觸時(shí)間長，需增加加氨設(shè)備。

④二氧化氯：

優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)生成有機(jī)氯化物；較自由氯的殺菌效果好；具有強(qiáng)烈的氧化作用，可除臭、

去色、氧化鎰、鐵等物質(zhì)；投加量少，接觸時(shí)間短，余氯保持時(shí)間長。

缺點(diǎn)：本錢高；一般需現(xiàn)場隨時(shí)制??；制取設(shè)備較復(fù)雜；需控制氯酸鹽和亞氯酸鹽

等副產(chǎn)物。

本設(shè)計(jì)兩方案均選用二氧化氯消毒。因?yàn)槎趸缺绕渌痉绞降臍⒕Ч茫嗦缺?/p>

持的時(shí)間長，可直接采用電解法二氧化氯消毒，利用新型復(fù)合二氧化氯發(fā)生器，只需加鹽,

其余工作過程全部自動(dòng)控制。

三.結(jié)論

通過以上對各水處埋構(gòu)筑物的比擬，方案I所選用的水處埋構(gòu)筑物無論從經(jīng)濟(jì)因素，

長遠(yuǎn)利益或是運(yùn)行效果，總的來說都較方案n具有優(yōu)勢，故本設(shè)計(jì)選用方案I。

注：方案I中各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。

第三章混凝沉淀

第一節(jié)藥劑投配設(shè)備

一.藥劑投配的流程

藥劑投配流程圖

二.混凝劑

本設(shè)計(jì)采用PAC

加藥量：30mg/L

每日配置次數(shù)：3次

采用重力投加方式

三.溶解池、溶液池

溶液池形狀采用矩形，采用兩個(gè)池子，交替使用。每個(gè)容積W尸2.42n?,尺寸為:

長x寬x高=lmxlmx().9m,其中包括超高0.2m,采用壓縮空氣攪拌。底部設(shè)置排空管,

采用鋼筋混凝土池體。

溶解池形狀采用矩形，采用1個(gè)池子，容積為0.7m3,尺寸為：長x寬x高

=1.4mxl.5mx1.2m,其中包括超高0.2m,采用壓縮空氣攪拌。底部設(shè)置排渣管，池體

采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理，涂襯環(huán)氧玻璃鋼。

第二節(jié)混合設(shè)備

本設(shè)計(jì)采用水泵混合，藥劑加在泵前吸水井喇叭口處，采用重力投加方式，泉站中葉輪

可將PAC與原水充分?jǐn)嚢杌旌希薀o需再另外加設(shè)混合設(shè)備。

第三節(jié)反響設(shè)備

方案II采用機(jī)械攪拌絮凝池

一.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)進(jìn)水量:Q=54600mVd=2275m3/h=0.632m3/s

絮凝池個(gè)數(shù)：n=2個(gè)

池內(nèi)平均水深：Hi=2.0m,超高取0.3m

絮凝時(shí)間：t=20min

廊道內(nèi)流速采用6檔，即

vi=0.5m/s；V2=0.4m/s；V3=0.35m/s；V4=0.3m/s；V5=0.25m/s；V6=0.2m/s；

設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）總?cè)莘e：co=957m3

（二）單池平面面積:f=281.5加2

（三）池長、寬：9.0x9.0m

（四）GT值計(jì)算:水溫t=20。。

GT=40800（在IO,?I（）5之間）

第四節(jié)沉淀設(shè)備的設(shè)計(jì)

方案n采用平流沉淀池

一.設(shè)計(jì)參數(shù)

（一）設(shè)計(jì)水量：Q=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s設(shè)2座，每座Q=O.316m3/s

（二）水平流速：v=1Omm/s

二.設(shè)計(jì)計(jì)算

［一）池長：L=54m

（二）池寬：B=9m

（三）池深:H=3.8m（其中超高0.3m）

第五節(jié)澄清設(shè)備的設(shè)計(jì)

方案I采用機(jī)械攪拌澄清池：它處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大，適應(yīng)性較強(qiáng)，處

理效果穩(wěn)定，并且采用機(jī)械刮泥設(shè)備，對較高濁度水處理也具有一定的適應(yīng)性。但是機(jī)

械攪拌澄清池需要機(jī)械攪拌設(shè)備，并且維修較麻煩。

一.設(shè)計(jì)參數(shù)

〔一）澄清池的設(shè)計(jì)流量Q=0.632m3/s（包括自耗水量），該設(shè)計(jì)中采用2座澄清池，那么單

座池設(shè)計(jì)流量為Qf=2/2=0.316//s=1137.5/

（二）污泥回流量按4倍設(shè)計(jì)流量計(jì)：

第二反響室的提升流量Q"=（3?5）Q'=5x0.316=1.58>/5

［三）水的總停留時(shí)間T=（L2~1.5）h,取T=1.5h

（四）第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流〃?=（40~70）mm/s取5Gmm/s

㈤第二反響室水的停留時(shí)間t】=（0.5?1.0）min=lmin=60s

（六）別離室上升流速〃，=（0.8-1.1）mm/s=1mm/s

設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）第二反響室內(nèi)徑Di=6.4m,外徑6.9m,第二反響室高度Hi=3m（二）導(dǎo)流室導(dǎo)流筒

直徑D2=9.4m,導(dǎo)流室外徑9.6m

（三）澄清池直徑D直2.24m

（四）池超高Ho=O.3m,池直壁高H4=2.3m,池圓臺高度H5=4.1m,池子圓臺斜邊傾角為

45°,圓臺底直徑DT=14.04m

（五）球冠高H6=1.05m,球冠半球R球=23.99m

（六）池總高H=7.75m

［七）配水槽直角邊長Bi=0.83m,出水孔直徑d=O.lm,出水孔數(shù)n=90個(gè)

（A）第一反響室底板厚為0.15m,上端直徑D3=8.86m,高度H7=3.25m,傘形板延長線交

點(diǎn)處直徑D4=14.7m,傘形板下端圓柱直徑D5=14.07m,下檐圓柱體高度H8=（）.63m,

傘形板距池底高度Ho=O.015m,錐部高度H9=2.305m

（九）容積計(jì)算

1.第一反響室容積：V尸424.220?

2.第二反響室容積：5=235.411/

3

3.別離室容積：V3=1314.44m

4.池各室停留時(shí)間為：第二反響室：Ti=9.81min,

第一反響室：T2=17.66min,

別離室：T?=54.74min

第一反響室和第二反響室停留時(shí)間之和為981+17.66=2747min（20?30min）

第四章過濾

第一節(jié)方案I的V型濾池

本設(shè)計(jì)采用4座濾池，每池分2格

一.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

（一）采用兩座濾池，每座處理水量為：

Q=0.316m3/s

［二）設(shè)計(jì)濾速：8m/h

（三）沖洗強(qiáng)度:q=14L/（s-m2）；

（四）沖洗膨脹度：50%；

（五）沖洗時(shí)間:6min；

（六）濾池工作24小時(shí)，沖洗周期12小時(shí)

（七）采用單層濾料：石英砂：0.4m。

二.設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）濾池實(shí)際工作時(shí)間：T=24-0.1=23.9h

（二）每個(gè)濾實(shí)際總面積：86.9nr

（三）單格面積:37.4m2

（四）單格有效尺寸采用LxB=l1x3.4,實(shí)際單格面積為374常。

（五）濾池高度:4.7m

第二節(jié)方案II的普通快濾池

本設(shè)計(jì)采用2座普通快濾池。

一.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

每座濾池的設(shè)計(jì)水量為：Q=27300m3/d

正常濾速：v=1Om/s

反沖洗強(qiáng)度：q=14L/（s-m2）

濾料：單層濾料，石英砂0.7m

二.設(shè)計(jì)計(jì)算

［一）池總尺寸

每座灌池的面積115m2

對稱雙行排列，每排3格，每格面積19.20?

灌池總高度：H=3.15m

濾池尺寸：L=5.5m,B=3.5m

（二）濾速

實(shí)際濾速：v=12m/h

〔三）進(jìn)水系統(tǒng)

進(jìn)水管徑：D=600mm

（四）排水系統(tǒng)

排水管管徑為：D=600mm

（五）放空管系統(tǒng)

放空管管徑為：D=300mm

第五章消毒

本設(shè)計(jì)采用濾后二氧叱氯消毒，這種消毒方式不會(huì)生成有機(jī)氯化物；較自由氯的殺

菌效果好；具有強(qiáng)烈的氧叱作用，可除臭、去色、氧化鋅、鐵等物質(zhì)；投加量少，接觸

時(shí)間短，余氯保持時(shí)間長。但是本錢高；一般需現(xiàn)場隨時(shí)制??；制取設(shè)備較復(fù)雜；需控

制氯酸鹽和亞氯酸鹽等副產(chǎn)物。

一?投藥量

為了保證平安，產(chǎn)氣量為2mg/L,那么每小時(shí)總產(chǎn)氣量Q=4.55kg/h

耗鹽量及儲(chǔ)鹽量

耗鹽量G=4258.8kg/月，食鹽儲(chǔ)量按1個(gè)月設(shè)計(jì)，每袋固體食鹽為50kg,共

約86袋

三.設(shè)備選型

選擇3臺YLD—3000型號的二氧化氯發(fā)生器，2用1備，主機(jī)外形尺

為1200x950x1000,整流電源外形尺寸800x800x1200（單位：mm）

第六章其他設(shè)計(jì)

第一節(jié)清水池

清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量的15%?20%估計(jì)，這里取15%o采用矩形鋼筋混凝

土清水池2座，那么W=15%x54600/2=4095m3,考慮到消防水量，取清水池的容積ROOn?,

采用矩形鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)圖。每座尺寸LxB=32x32m,H=4.3m,有效水深為4m,超高().3m。

清水池進(jìn)水管直徑為D=700mm,材質(zhì)為球墨鑄鐵管管。

第二節(jié)二泵站

泵房面積144m-尺寸為：Lx3=6/〃x24〃？

第七章水廠總體布置

一.設(shè)計(jì)原那么

（一）水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以原水

水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。

［二）水廠應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期開展。

（三）水廠設(shè)計(jì)應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修，清洗及停止工作時(shí)仍滿足用水要求。

（四）設(shè)計(jì)中必須遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

二.平面布置

水廠的根本組成分兩局部：

（一）生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級泵房、加藥間等。

（二）輔助建筑物，其中又分為生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種，前者包括化驗(yàn)室、

修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍等，后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍。

1.布置內(nèi)容

各構(gòu)筑物和建筑物的平面定位，各種輸水管道、閥門布置，排水管道（明渠）及窖井的

布置，各種管道交叉的布置，供電線路位置，道路綠化、圍墻及輔助構(gòu)筑物布置等。

2.布置原那么：（1）按功能分區(qū)，配置得當(dāng)。

（2）功能明確，布置緊湊。

（3）順序排列，流程簡捷。

（4）充分利用地形

（5）力求重力排泥，防止加壓提升。

（6）留有適當(dāng)余地，考慮擴(kuò)建的和施工的可能。

（7）建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。

3.水廠其他輔助建筑面積一覽表及人員配置:

表水廠其他輔助建筑面積一覽表及人員配置

附屬建筑面積（nr）人員配置（人）

辦公樓216(12x18)15

化驗(yàn)室108(9x12)6

機(jī)修間162(9x18)8

車庫108(9x12)1

倉庫162(9x18)1

食堂108(9x12)5

傳達(dá)室27(4.5x6)2

浴室、鍋爐房9016x9+6x6)2

電修間36(3x12)4

堆場90(6x15)1

職工宿舍108(9x12)2

附屬建筑面積（m2）人員配置（人）

總計(jì)118847

注：辦公樓包括生產(chǎn)管理用房和行政辦公用房，其中生產(chǎn)管理用房包括技術(shù)室1人，技

術(shù)資料室1人，勞開工資室2人，財(cái)務(wù)室2人，會(huì)議室1人，調(diào)度室2人；另外行政辦公

用房包括辦公室2人（廠長1人，副廠長1人），打字室2人，資料室1人，接待室1人。

總計(jì)辦公樓15人。

三.水廠高程布置

本設(shè)計(jì)中廠區(qū)平坦，布置時(shí)充分利用重力流。原水只經(jīng)一次提升就可以通過各構(gòu)筑物,

中間不需要再設(shè)加壓提升裝置。沉淀（澄清）池的排泥和放空，濾池的沖洗水的排除均靠

重力進(jìn)行，且水廠的填挖量趨于平衡。

處理構(gòu)筑物的水頭損失及構(gòu)筑物間的沿程損失按《凈水廠設(shè)計(jì)知識》中所提供的估算

數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。

各項(xiàng)水頭損失確定后，便可進(jìn)行構(gòu)筑物高程布置。構(gòu)筑物高程布置與廠區(qū)地形、地質(zhì)

條件及采用的構(gòu)筑物形式有關(guān)。當(dāng)?shù)匦斡凶匀黄陆禃r(shí)，有利于高程布置，當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，

高程布置中既要防止清水池埋入地下太深，乂要防止絮凝池，沉淀池或?yàn)V池在地上抬高而

造價(jià)增大，尤其在當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件差，地下水位高時(shí)。

第二篇凈水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書

第一章方案I的設(shè)計(jì)計(jì)算

第一節(jié)混凝

一.計(jì)算數(shù)據(jù)

（一）計(jì)算水量

Q=5.2x（I+5%）萬二54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水廠的自用水量5%-10%,這里取5%）

（二）藥劑種類：聚合氯化鋁（PAC）

（三）加藥量：2（）mg/L

（四）每日和藥次數(shù)n=3次，每班1次

［五）藥液濃度b=15%（按固體質(zhì)量計(jì)，范圍5%~15%）

（六）儲(chǔ)藥量：半月用量

二.工藝流程

圖工藝流程圖

三.設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）溶液池

容和卬一

“0x24x100_“Q20x2275=2.42（加3）

，'?1Z?nx100x100417/?/?417x15x3

式中：Q一處理水量，m3/h

u—混凝劑最大投加量，20mg/L

c—溶液濃度，百分值5—15,取15

n—每日調(diào)制次數(shù)，取3

溶液池設(shè)置兩個(gè),以便交替使用，保證連續(xù)投藥。

單池容積Wi為2.42m3

有效高度采用1.0m,超高0.2m

溶液池的形狀采用矩形，尺寸：長X寬X高=2mxl.5mxi.2m,底坡取0.03,底部應(yīng)設(shè)

置排空管，采用鋼筋混凝土池體

(二)溶解池

容積：卬2=(°2?0.3)叱=0.3x2.42=0.726(相')之0.7。/)

溶解池采用一個(gè)池子，它的容積為0.7〃/

有效高度采用0.7m,超高0.2m

溶解池形狀采用矩形，尺寸為：長x寬x高=lmxlmx0.9m

溶解池的放水時(shí)間采用t=10min,那么放水流量：區(qū)=0-7xl000=[

60/60x10

查水力計(jì)算表得放水管管徑do=80mm時(shí)，相應(yīng)流速vo=O.63m/s。

底坡取().03,池底部設(shè)管徑為l()0mm的排渣管一根，排渣管采用塑料管。溶解池設(shè)

置在地平面以下，池頂高于地面0.2m,采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理，

涂襯環(huán)氧玻璃鋼。

(三)壓縮空氣攪拌調(diào)制藥液的計(jì)算

1.需用空氣量Q溶液池空氣供給強(qiáng)度：4L/(s-m2)

溶解池空氣供給強(qiáng)度：8L/(s-m2)

溶液池需用空氣量:Qi=nFq=1x(2x1.5)x4=12L/s

溶解池需用空氣量：Q?=nFq=1x(1x1)x8=8L/s

式中：n—藥池個(gè)數(shù)，一般應(yīng)設(shè)兩個(gè)；

F—藥池平面面積，nR

q—空氣供給強(qiáng)度，L/(s.m2)

總需空氣量Q,=QI+Q2=12+8=20(L/s)=1.2(m3/min)

2.選配空壓機(jī)機(jī)組：

選擇兩臺同樣型號的空壓機(jī)，一用一備

表

冷卻方式

排氣量排氣壓力軸功率外形尺寸(mm)電動(dòng)機(jī)

型號耗水

m5/minMPakW

m3/h長寬高型號功率kW

風(fēng)冷

VF-2.8/72.80.717173712001317Y200Lr618.5

(四)投藥管

投藥管流量(設(shè)兩個(gè)投藥管)

連接每臺計(jì)量泵的投藥流量為qz=0.056L/s=201.6L/h,加藥管采用塑料管，取投藥管管

徑d=15mm,相應(yīng)的流速為0.25m/s

(五)流量計(jì)

采用三臺轉(zhuǎn)子流量計(jì)，兩用一備

選用BQ型轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其可計(jì)量的范圍().5~35()L/h,那么201.6L/h可通過其計(jì)量。

(六)加藥間及藥劑庫的布置

藥劑庫考慮存15d的混凝劑用量，按固體含PAC為95%計(jì)

Qx〃____5_4600x0.8x20

每日投加混凝劑量二=12

1000x1000x0.951000x1000x0.95

PAC采用桶裝，每桶重40kg,桶直徑D=0.4m,高0.5m

需桶數(shù)為L2xl000xl5=4so只

40

庫中堆高為三桶，每桶占地面積為0.12571!?

總占地面積為0.1257x150=18.86m2

考慮通道系數(shù)30%,藥劑庫面積為18.86x1.3=24.5217?,取為30m2。

加藥間面積為30m2,藥劑庫面積為30m2,

加藥間和藥劑庫合建，考慮擴(kuò)建，其尺寸定為LxB=10x6=60m2

(七)耐酸泵

在溶解池和溶液池之間加設(shè)一臺耐酸泵

選用兩臺IH50-32-125耐酸泵，其中一臺備用，耐酸泵的用途是將已溶解的PAC打入溶液

池中。該耐酸泵的流量為4.17L/S,揚(yáng)程為18m,轉(zhuǎn)速為2900r/min,軸功率為1.5kW。

［八)進(jìn)水管

水廠進(jìn)水管為兩條，每條管道的流量為316L/S,選用鑄鐵管，管徑為D=700mm,其相

應(yīng)流速為v=0.824m/s,1000=1.22。

(九)吸水井

本設(shè)計(jì)設(shè)一個(gè)吸水井，采用吸水井與泵房合建的方式，那么吸水井的容積為54m?二

采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其尺寸為LxB=9x6nF,那么水在吸水井中停留時(shí)間約為

1min。

(十)混合方式

本設(shè)計(jì)采用泵站混合，藥劑加在泵前吸水井喇叭口處，采用重力投加方式，泵站中

葉輪可將PAC與原水充分?jǐn)嚢杌旌?，故無需再另外加設(shè)混合設(shè)備。

第二節(jié)機(jī)械攪拌澄清池

澄清池的設(shè)計(jì)流量Q=0.632m%(包括自耗水量)，設(shè)計(jì)中采用2座澄清池，那么單座池

設(shè)計(jì)流量為Q'=G/2=0.316m3/5=1137.5m3//z

—.條件

I.污泥回流量按4倍設(shè)L流量計(jì)；

第二反響室的提升流量Q"=(3~5)Q'=5x0.316=L5R向Is

2.水的總停留時(shí)間T=(1.2~1.5)h,取T=1.5h

3.第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流〃尸(40?70)取5()，7〃%/s

4.第二反響室水的停留時(shí)間ti=(0.5~1.0)min取lmin=60s

5.別離室上升流速〃2=(0.8~1.1)〃Wz/s=ltwn/s

-第二反響室

1.第二反響室截面積

式中：?！ㄒ坏诙错懯矣?jì)算流量

U1一第二反響室及導(dǎo)流室內(nèi)流速(m/s),取0.05m/s

2.第二反響室內(nèi)徑

式中：Ai—第二反響室中導(dǎo)流板截面積，內(nèi)設(shè)12塊導(dǎo)流板，為0.035m2

那么鼻=/><(31.70.。至=6.35，心64〃

第二反響室壁厚d=0.25m,那么

第二反響室外徑D；=D,+2偽=6.4+().25x2=6.9(m)

3.第二反響室高度

式中：ti—第二反響室內(nèi)停留時(shí)間,0.5-1.Omin,取為60s

三.導(dǎo)流室

2

導(dǎo)流板截面積A2=A1=0.035m,導(dǎo)流室面積w]=w2=31.6m

導(dǎo)流室內(nèi)徑：

取導(dǎo)流室壁厚&=0.1m,那么導(dǎo)流室外徑，=2+2。=9.4+2x().1=9.6〃?

第二反響室出水窗高度：H,二1%-D；=9.4-6.9=]25”

22

導(dǎo)流室出口流速：U6=0.06m/s(取值范圍40?70mm/s)

出口面積：4=="8=26.332

%0.06

田口截面寬：/=/=-2：2633_103加

3乃（Q?+A）^rx（9.4+6.9）

出口垂直高度：H\=V2H3=1.414X1.03=1.46/H

四.別離室

設(shè)別離室上升流速U2=0.001m/s（范圍0.8?l.lmm/s）,那么

別離室面積：g=—=0=316/n2

u20.001

泡子總面積：==316+-x9.62=388.38,?2

3424

八年J14x388.38小?

氾子直徑：。=』——=J------------=22.24機(jī)

五.池深

取水在池中的停留時(shí)間T=90min=1.5h

那么池有效容積：V'=3600QT=3600x0.316xl.5=1706.4〃/

考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積，那么池計(jì)算總?cè)莘eV=口(1+0.04)=1706.4x1.04=1774.66〃廣

取池超高:Ho=O.3m,設(shè)池直壁高:H4=2.3m,

泡直壁局部容積：W=-D-H=-X22.242x2.3=893.49/H3

]444

取池圓臺高度：H5=4.1m,池圓臺斜邊傾角45。

那么圓臺底直徑：DT=D-2H5=22.24—2X4.1=14.04〃？

本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高H6=1.05m,故

圓臺容積”普]如第十(即

球冠半徑：6二獷+4”；J4.042+4xl.05、23.99，〃

‘米8Hs8x1.05

球冠體積：叱=加：R球一牛)=;rxl.052x(23.99-竽)=81.88〃/

泡實(shí)際有效容積：V=Wi+W2+W3=893.49+1077.66+81.88=2053.03m3

實(shí)際總停留時(shí)間：7=197407X15=1.74/7

1706.4

泡總高度：〃="°++”6=03+2.3+4.1+1.05=7.75加

六.配水三角槽

進(jìn)水流量增加10%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速U3=0.5m/s(0.5-1.0m/s),那么

三角槽的直角邊長e=、/巫=JL1OX°316=0.83陽

三角槽采用孔口出流，孔口流速同U3,那么

UL10Q'1.10x0.316c/cc2

出水孔總面積———=----------=0.6952〃廠，

的0.5

采用孔口d=0.1m,出水孔數(shù)n=?”率=88.5。86個(gè)，為施工方便，采取沿三角槽每4。

乃XOT

設(shè)置一孔，共90孔?？卓趯?shí)際流速：

七.第一反響室

第二反響室底板厚：演取為0.15m,那么

第一反響室上端直徑：A=。：+24+22=6.9+2x0.83+2x0.15=8.86〃？

第一反響室高度：H1=H4+H5-H1=2.3+4.1-3.0-0.15=3.25m

傘形板延長線與池壁交點(diǎn)處直徑

取泥渣回流縫流速U4=0.15m/s,泥渣回流量Q.=4Q',那么

DQ..14x0.316

泥渣回流縫寬度:=0.182m

-^D4U4~乃x14.7x0.15

設(shè)裙板厚：84=0.06m

傘形板下端圓柱直徑：

按等腰三角形計(jì)算：

傘形板下檐圓柱體高度“8=2—2=14.7-14.07=0.63m,

傘形板離池底高度出。=烏二2L=14.07-14.04=00]5m

22

傘形板錐部高度“9="7一”X-儲(chǔ)。一%=3.25-0.63-0.015-0.3=2.305m

八.容積計(jì)算

第一反響室容積：

第二反響室容積：

別離室容積：

那么實(shí)際各室容積比為：

第二反響室:第一反響室捌離室=235.41:424.22:1314.44=1:1.8:5.58

泡各室停留時(shí)間為：第二反響室7；=235.41x60=981m山,

1440

第一反響室弓=2.897；=1.8x9.81=17.66min,

別離室7；=5.587；=5.58x9.81=54.74min

第一反響室和第二反響室停留時(shí)間之和為：9.81+17.66=27.47min(20-30min)

九.進(jìn)水系統(tǒng)

選用球墨鑄鐵管

進(jìn)水管D=800mm,V6=0.824m/s

出水管D=800mm,V6=0.824m/s

十.集水系統(tǒng)

本池因池徑較大，采用輻射式集水槽和環(huán)形集水槽集水。設(shè)計(jì)時(shí)輻射槽、環(huán)形槽、總

出水槽之間按水平連接考慮，還以2Q進(jìn)行校核，決定槽斷面尺寸。如圖：

圖集水槽草圖

1-輻射集水槽；2-環(huán)形集水槽；3-淹沒出流；4-自由出流

[一)輻射集水槽

全池共設(shè)12根

槽內(nèi)流量：

設(shè)輻射槽寬:bi=0.25m,槽內(nèi)水流流速V5i=0.4rn/s,槽底坡降il=O.lm,

衛(wèi)j).263〃z

槽內(nèi)終點(diǎn)水深〃2=

0.25x0.4

“〃、22

槽內(nèi)起點(diǎn)水深九+他——)——ll

33

=0.301m

L3：川皿

式中槽臨界水深為

9.81x0.252

按2qi校核，取槽內(nèi)水流流速咤=0.6〃?/$

設(shè)計(jì)取槽內(nèi)起點(diǎn)水深為（）.3m,槽內(nèi)終點(diǎn)水深為0.4m,孔口出流孔口前水位0.05m,

孔口出流跌落0.07m,槽超高0.20m,如圖

圖輻射集水槽草圖

槽起點(diǎn)斷面高為0.30+0.07+0.05+0.20=0.62m

槽終點(diǎn)斷面高為0.40+0.07+0.05+0.20=0.72m

（二）環(huán)形集水槽：

取V52=0.6m/s,槽寬b2=0.5m,考慮施工方便，槽底取為平底，即il=0,那么

().158

槽內(nèi)終點(diǎn)水深〃4=3=0.53/〃

討20.6x().5

槽臨界水深為=修=德凄。2"

槽內(nèi)起點(diǎn)水深〃3=｛答+力；+853?=0.57m

流量增加一倍時(shí)，設(shè)槽內(nèi)流速V52』0.8m/s

設(shè)計(jì)取用環(huán)形槽內(nèi)水深為0.75m,槽超高定為0.3m,那么槽斷面高為

0.75+0.07+0.05+0.3=1.17m

（三）總出水槽

設(shè)計(jì)流量為Q'=0.316m3/s,槽寬b3=0.7m,總出水槽按矩形渠道算

槽內(nèi)水流流速看3，槽底坡降il=0.20m,槽長為5.3m。

槽內(nèi)終點(diǎn)水深"黑皿如，?

槽內(nèi)起點(diǎn)水深％=A6-z7+0.00079x5.3=0.564-0.2+0.0(X187=0.368/z?

按設(shè)計(jì)流量增加一倍時(shí)Q=0.632m3/s,b=0.7,Vf3'=0.9m/s。

槽內(nèi)終點(diǎn)水深叫=/乎=1.003m

/3%x0.7

n=0.013,A==0.702w2

匕0.9

槽內(nèi)起點(diǎn)水深%=%-U+0.00079X5.3=1.003-0.2+0.004187=0.807w

所以設(shè)計(jì)取用水槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.9m,槽內(nèi)終點(diǎn)水深1.1m,槽超高為0.3m

按設(shè)計(jì)流量計(jì)算得從輻射起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為

設(shè)計(jì)流量增加一倍時(shí)，從輻射起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為

［四）孔口出流

本池輻射集水槽集水方式，采用孔口集水：

取孔口前水位高0.05m,流量系數(shù)n=0.62,那么

0.0263

孔口面積：/=/==/=0.0428,??2

向2gh0.62x72x9.81x0.05

在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋DN25塑料管作集水孔，如安裝斜板［管）

時(shí)，可將塑料管剔除，那么集水孔徑改為D=32mm

每側(cè)孔口數(shù)目：n=±=2x0.04283.60個(gè)

初>23.14x0.0252

安裝斜板（管）后流量為2qi,那么孔口面積增加一倍為0.0856m2

每側(cè)孔口數(shù)目〃==53.2個(gè)

3.14x0.0322

采用每側(cè)孔口數(shù)為50（包括環(huán)形集水槽1/2長度單側(cè)開孔數(shù)目）。

卜一?排泥及排水計(jì)算

（一）污泥濃縮室

總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e的1%考慮

V1o7R

分設(shè)三斗，每斗匕.=當(dāng)=皇=6.26〃/

設(shè)污泥斗上口尺寸為3.5x3.0m,下部尺寸為0.5x0.5m。設(shè)計(jì)污泥斗上緣距圓臺體頂

2?94

面為1.2m,那么用=/?一1.2=^^-1.2=9.92機(jī)

污泥斗上底面積

下底面積S>=0.5x0.5=0.25m2

污泥斗容積%.=-x（l0.329+0.25+V10.329x0,25）=12.19/n3

3

三斗容積：V4=36.57m

污泥斗總?cè)莘e為池容的理又-=1.95%

1878.07

（二）排泥周期

本池在重力排泥時(shí)進(jìn)水懸浮物含量Si一般SOOOmg/L,出水懸浮物含量一般W5mg/L,

污泥含水率P=98%,濃縮污泥密度P=1.02〃/

S1-S4與To關(guān)系值見二表：

表

S1-S490190290390490590690790890995

To437.2207.1135.7100.980.366.757.049.844.239.5

排泥歷時(shí):

設(shè)污泥斗排泥管為DN100,其斷面為：@。1=里｝=0.00785"/

電磁排泥閥適用水壓h<0.04MPa

取2=0.03,管長/=5帆

局部阻力系數(shù)：

進(jìn)口《="0.5=0.5,丁字管&="0.1=0.1

出口《=1/1=1,45。彎頭。="0.4=0.4

閘閥<=0.15+4.3=4.45（閘閥,截止閥各一個(gè)）回=6.45

]]

流量系數(shù):〃==0.33

"2,0.03x5..

1+-------+6z.45

0.1

排泥流量小=叩也前=0.33x3.14x72x9.81x4=0.0229〃產(chǎn)/§

排泥歷時(shí)：（）=衛(wèi)也=532.3卜=8.9min

°0.0229

（三）放空時(shí)間計(jì)算

設(shè)池底中心排空管直徑DN25O,002="°：=0049〃2

本池開始放空時(shí)水頭為池運(yùn)行水位至池底管中心高差H2',

圖放空管計(jì)算示意圖

取4=0.03,管長/=15用

局部阻力系數(shù)。

進(jìn)口《二lx0.5=0.5,=1x1=1

閘閥=0.2x2=04,丁字管0=1x0.1=0.1,浣=2.0

流量系數(shù)：［1===0.46

0.03x15r

i+1+Zg1t+--------+2

0.25

瞬時(shí)排水量4=〃①￡2gH；=0.46x0.049x72x9.81x8.2=0.286m3/5

放空時(shí)間：

D22.24

式中：K、==3884.03

演板0.46x0.252x72x9.81

a=45°,ctga=\,DT=12.2

=13940.6s=3.87h

十二.機(jī)械設(shè)備計(jì)算

1.主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：

葉輪外徑為池徑的0.15?0.2倍，葉輪提升水頭H提=0.05m

葉輪周邊線速度112=0.5?1.5m/s

葉輪計(jì)算系數(shù)K=3

攪拌葉片高度均為第一反響室高度的1/3

攪拌葉片數(shù)位6?10片

2.計(jì)算

(1)提升葉輪設(shè)計(jì)計(jì)算

葉輪的外徑(取葉輪外徑為池徑的0.15)

取葉輪直徑4=40〃

葉輪直徑為池外徑的4.0/23.8=0.17倍。

葉輪轉(zhuǎn)數(shù)為…鬻二

葉輪寬度為：一步火&'XU、(5x034)=296.37〃〃〃

KndJ3x7.17x4-

設(shè)計(jì)取葉輪寬度為300mm.

葉輪提升消耗功率：

N二發(fā)提九「010x(5x0.34)x0.05n《Okw

1-10277-102x().6

Y：泥渣水容量，一般采用lOlOkg/m3

n：葉輪提升的水力功率，一般采用0.6

h(：提升水頭，一般采用0.05m

槳葉消耗功率：

式中C-阻力系數(shù)，取0.3

h-槳葉高度，h=l/3x4.85=1.62m,(其中4.85m為第一反響室高度)

2/d2/x4

Ri-槳葉外緣半徑，叫二退」=3一=1.33/H

22

R2-槳葉內(nèi)半徑，&=與一〃=1.33—0.54=0.79，〃

b-槳葉寬度，-Z?=-xl.62=0.54/n

33

Z-槳葉數(shù),Z為6片

2ml2x3,14x717

那么:CD------=------------------=0.75%//s

6060

攪拌功率：N=M+&=1.40+0.48=1.88攵棒

電動(dòng)機(jī)功率：

采用自鎖螺桿時(shí)，電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)效率中一般采用0.8?0.833；

三角皮帶傳動(dòng)效率耳2一般采用0.9

渦輪減速器效率中，按單頭蝸桿考慮時(shí)取07軸承效率取m=0.9；那么:

(2)攪拌葉片計(jì)算

葉片高度為：

設(shè)計(jì)采用葉片高度為%=2.0m。

h7

葉片寬度為：%=」=—=0.67m

133

葉片外緣直徑為：d==60X1=2.67m

mi3.14x7.17

設(shè)計(jì)采用葉片外緣直徑d=2.68m

（3）葉片數(shù)計(jì)算

葉片總面積采用第一反響室平均縱截面積的5%-15%

第一反響室平均縱截面積為：

=73.90m2

取葉片總面積為第一反響室平均縱截面積的10%,那么葉片數(shù)為：

實(shí)際取用葉片數(shù)為6片、那么葉片總面積為第一反響室平均縱截面積的

第三節(jié)V型濾池

一.設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)流量Q=5.2x（1+5%）萬=5.46萬m3/d=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水廠的自用水量5%-10%,這里取5%）0濾速v=8m/h.沖洗時(shí)間為t=6min=0.1h,濾池工作

時(shí)間為24h,沖洗周期為12h,采用石英砂單層濾料。

二.池體計(jì)算

采用先氣洗，然后氣水同時(shí)洗，最后水洗的沖洗方式。

（一）濾池有效工作時(shí)間

T=24-0.1=23.9h

（二）濾池面積

濾池格數(shù)n=4,每格濾池設(shè)2個(gè)濾床，每個(gè)濾床面積為

濾床模板為0.6mxl.2m,濾床寬度Bc=3.4m,濾床長度

濾床長寬比L/Bc=11/3.4=3.2（在范圍2.5-4內(nèi)，符合要求）

單個(gè)濾床實(shí)際面積『=LB'=11x3.4=37.4加

（三）校核強(qiáng)制濾速

按一格沖洗情況計(jì)算強(qiáng)制濾速為

單個(gè)濾池強(qiáng)制產(chǎn)水量為

（四）濾池寬度

為施工方便，排水槽寬度Bp取0.8m,排水槽結(jié)構(gòu)厚度說取0.15m,濾池寬度為

（五）濾池高度

為方使檢修，氣水室高度H1-0.9.H；采用整體澆筑式濾板，厚度H2-0.2III；承托層厚度

H3=().lm；濾料層厚度H4=1.3m；濾料淹沒高度H5=1.5m；進(jìn)水系統(tǒng)跌差(包括進(jìn)水

槽、孔洞水頭損失及過水堰跌差)H6=0.4m；進(jìn)水總渠超高H7=().3m；濾池總高度為

［六)進(jìn)水系統(tǒng)

①進(jìn)水總渠

濾池單列布置，進(jìn)水總渠流速Vgs采用l.Om/s,進(jìn)水總渠過水?dāng)嗝鏋?/p>

.Q0.632/92

A_ie=---=------=0.632m

“匕，1.0

進(jìn)水總渠寬度Bzjs取0.8m,進(jìn)水總渠水深為

超高取0.3m,進(jìn)水總渠高度為

進(jìn)水總渠水力半徑為

進(jìn)水總渠粗糙系數(shù)n取。.013,進(jìn)水總渠坡度為心=(2學(xué))2=("粵=0.00099

R負(fù)0.2655%

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)水總渠設(shè)計(jì)坡度取0.005

②進(jìn)水孔

外表掃洗強(qiáng)度qbx取2.0L/(s-m2),單個(gè)波池外表掃洗流量為

外表掃洗進(jìn)水孔2個(gè)，過孔流速Vk取斷面采用正方形，進(jìn)水孔邊長為

強(qiáng)制過濾時(shí)主進(jìn)水孔進(jìn)水流量為

主進(jìn)水孔采用正方形，過孔流速取1.2m/s,主進(jìn)水孔邊長為

強(qiáng)制過濾時(shí)，3個(gè)進(jìn)水孔同時(shí)工作，過孔流速修正為

查《給水排水設(shè)計(jì)手冊》(第1冊)，淹沒孔口出流時(shí)局部阻力系數(shù)夕1.06,。強(qiáng)制過漉時(shí),

過孔水頭損失為