给水厂设计15万吨
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目录第一章设计原始资料第二章工艺流程选择第三章构筑物设计计算第一节、配水井第二节、药剂混合第三节、澄清池第四节、滤池第五节、清水池第六节、二泵房第七节、加氯间及氯库第八节、高程计算设计计算书第一章设计原始资料⑴地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高22m（河岸边建有防洪大堤）。
⑵厂位置占地面积：水厂位置距离河岸200m，占地面积充分。
⑶水文资料：河流年径流量3.76－14.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。
取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m；百年一遇洪水位：23.50m；河流平常水位：15.80m；河底标高：10m。
⑷气象资料及厂区地质条件：全年盛行风向：西北；全年雨量：平均63mm；冰冻最大深度1m。
厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细砂，再下为中砂。
地基允许承载力：10－12t/m2。
厂区地下水位埋深：3－4m。
地震烈度为8度。
⑸水质资料：浊度：年平均68NTU，最高达3000NTU；PH值：7.4－8.6；水温：4.5－21.5℃；色度：年平均为11－-13度；臭味：土腥味；总硬度：123.35mg/L CaCO3;溶解氧：年平均10.81 mg/L；Fe：年平均0.435 mg/L，最大为0.68 mg/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。
⑹水质、水量及其水压的要求：设计水量：根据资料统计，目前在原地下水源继续供水的情况下，每天还需15万立方米。
水质：满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。
第二章工艺流程选择水厂采用河水作为新水源，由于水源为河水，故需先除藻再进行原水的净水工艺，本厂采用预加氯的方法除藻。
由水质分析结果可知（对照生活饮用水水质标准），原水的色度，浊度，大肠杆菌和细菌总数需要处理。
流程的确定1.流程：原水→混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→用户2.方案：方案一：原水→管式静态混合器→隔板絮凝池→平流沉淀池→V型滤池→清水池→二泵房→用户方案二：原水→管式静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→清水池→二泵房→用户3.技术经济比较方案一、二中的不同部分为絮凝沉淀部分，故比较方案一中隔板絮凝池和平流沉淀池与方案二中的机械搅拌澄清池的优劣性即可。
（一）(1)隔板絮凝池优点：1、絮凝效果较好。
2、构造简单。
缺点：1、出水流量不易分配均匀。
2、絮凝时间较长。
3、水头损失较大。
使用条件：1、水量变化不大的水厂；2、单池能力以大于30000m3/d为宜。
（2）平流式沉淀池（与絮凝池合建）平流沉淀池占地面积较大，排泥较困难，机械排泥设备较复杂，费用较高。
（二）机械搅拌澄清池优点：1、处理效果好，单位面积产水量大；2、适应性较强，处理效果较稳定；3、采用机械刮泥设备后，对较高浊度水处理也具有一定适应性。
缺点：1、需要机械搅拌设备；2、维修较麻烦。
使用条件：1、进水悬浮物含量一般小于1000mg/l，短时间内允许达3000～5000mg/l；2、一般为圆形池子；3、适用于大、中型水厂。
由于水厂处理水量的要求，以及日常运行维修费用的要求，故选择方案二比较济。
第三章 构筑物设计计算第一节、配水井取水厂的自用水系数为5％，故总水量为：44331510(15%)15.7510/ 1.823/Q m d m s=⨯⨯+=⨯=考虑虹吸管事故时调节的时间2min t = 虹吸管淹没与动水位以下的深度为3m 配水井容积 3V 1.823260218.76m =⨯⨯= 采用矩形配水井，长为9m ，宽为8.1m 。
第二节、药剂混合根据流河水水温不太低，浊度中等，水生生物不多，所以采用碱式氯化铝，其絮凝能力强。
投量小，沉淀效果好，能对浊度高，色度高和温度变化的适应性强。
PH 值使用范围较宽，腐蚀性小，设备简单，操作方便。
采用管式静态混合。
1、 用量计算T=Q ×a/1000式中 T ——碱式氯化铝用量（kg/d) a ——碱式氯化铝投加量（mg/l) Q ——厂处理水量（m 3/h)设计中取Q=157500m 3/d(包括自用水量），最大投药量T max =50mg/l,平均投药量T average =20mg/lT max =157500×50÷1000=7875 kg/dT average=157500×20÷1000=3150 kg/d最大混凝剂投量为50/w m g L =，流速保持在1 1.5/v m s =-之间，硫酸铝溶液按5%b =考虑，每日调三次，每8h 一次。
2、溶液池容积W 1=a ×Q /417bn 式中 W 1=溶液池容积 (m 3); Q = 处理水量 (m 3/h); a = 碱式氯化铝投加量（mg/l);b = 溶液浓度 % ，一般采用5%~20%； n = 每日调节次数，一般不超过3次。
设计中取Q=6562.5m 3/h,b=15%,采用n=3次W 1=50×6562.5/（417×3×15）=17.48 m 3采用2个池子，每个池子容积约为93m 。
有效高采用1.8m ，超高0.3m ，总高2.1m ，平面尺寸2.5×2.0m ，面积约5.02m ，则实际总体积为'3118W m ≈。
3、溶解池容积W 2=（0.2~0.3）W 1 式中 W 1=溶液池容积 m 3;W 2=溶解池容积 m 3;一般采用0.2~0.3W 1 设计中取W 2= 0.28 W 1W 2= 0.28 ×17.48 =4.89 m 3 ≈ 5 m 3采用1个池子，每个池子容积约为5m 2。
有效高采用1.4m ，超高0.3m ，总高1.7m ，平面尺寸2.0×1.8m ，面积约3.62m 。
本设计选用管式混合。
管事混合不需要设计专用的混合池，混合效果较好，但是受水量的变化影响较大。
常用的管式混合器有静态混合器、孔板混合器、扩散混合器。
管式静态混合器混合效果好，安装容易，维修工作量小，但水头损失较大，流量过小时效果下降。
适用于流量变化较小的水厂。
拟采用管式静态混合器 设计计算：处理水量为1.823m 3/s ，设计6个静态混合器，水流速度取1.1m/s 。
静态混合器设3节混合元件，即n=3。
混合器距离澄清池10m ，混合时间为13s 。
静态混合器直径为：()()0.50.544 1.8236 1.1 3.14590D Q πυ==⨯÷⨯=⎡⎤⎣⎦（mm ）取DN600mm ，两个静态混合器。
第三节、澄清池本设计拟采用机械搅拌澄清池。
设计进水量:设计水量(包括5%自用水):33150000 1.05 1.823ms Q md =⨯=本设计设6组，每组一座澄清池，则每座澄清池的制水能力Q=1.823÷6=0.304m3/s 。
在计算过程中对进出水，集水等流路系统按2Q 校核，其它有关工艺数据采用低限。
计算： 1、二反应室3550.304 1.52/Q Q m s '==⨯=设第二反应室内导流板截面积A 1为0.035m 2,μ1为40mm/s2111.52380.04Q mu ω'===()()11144380.035 6.963.14A D mωπ++===取二反应室直径D 1=7.0m ，反应室壁厚δ1=0.25m ， 11127.00.2527.5D D m δ'=+=+⨯= t 1取60s 11211.526042.373.147.0Q t H mω'⨯⨯⨯===⨯考虑构造布置，选用H 1=2.40m 。
2、导流室导流室中导流板面积：A 2=A 1=0.035m 2 导流室面积：ω2=ω1=38m 222122244 3.147.5380.03510.234 3.144DD A mπωπ'⎛⎫⎛⎫⨯⨯=++=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取导流室直径D2为10.0m，导流室壁厚δ2=0.1m，222210.020.110.2D D mδ'=+=+⨯=212107.51.2522D DH m'--===设计中取用H2=1.2m，导流室出口流速：μ6=0.04m/s出口面积：2361.52380.04QA mυ'===则33212A2381.38D 3.14(107.5)H mDπ⨯==='+⨯+（）取H3=1.3m，出口垂直高度332 1.414 1.3 1.84H H m'==⨯=3、分离室取μ2=0.001m/s，分离室面积：2320.3043040.001Qmuω===池总面积：222233.1410.2304385.6744Dmπωω'⨯=+=+=池直径：44385.6722.163.14D mωπ⨯===取池直径为22m ，半径R=11m 。
4、池深计算池深见下图，取池中停留时间T 为1.5h ，有效容积：3360036000.304 1.51641V QT m '==⨯⨯≈考虑增加4%的结构容积，则池计算总容积：()310.041641 1.041706V V m '=+=⨯=取池超高：H 0=0.3m,设池直壁高：H 4=1.8m ，池直壁部分容积：22314 3.14221.8683.8944DW H mπ⨯==⨯=32311706683.891022.11W W V W m +=-=-= 取池圆台高度H 5=4m ，池圆台斜边倾角为450， 则底部直径：52222414T D D H m =-=-⨯= 本池池底采用球壳式结构，取球冠高H 6=1.0m 。
圆台容积：()2222352 3.1441111771034.11322223TT H D D D DW m π⎡⎤⨯⎛⎫⎛⎫=+⨯+=+⨯+=⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦球冠半径：2222664144 1.02588 1.0T D H R mH ++⨯===⨯球球冠体积：223636 1.03.14 1.02576.9332H W H R m π⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭球 池实际有效容积：3123683.891034.1176.931794.93V W W W m =++=++= 31794.931725.891.04 1.04VV m'===实际总停留时间：1725.89 1.51.581641T h⨯==池总高度：04560.30 1.80 4.0 1.007.1H H H H H m =+++=+++= 5、配水三角槽进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速μ3=0.5m/s1 1.100.3040.82,0.5B m ⨯==取B 1=0.85m,三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同μ3， 出口孔总面积为231.10 1.10.3040.66880.5Q mu ⨯==采用孔口d=0.1m ，每孔面积为2200785.01.04m=⨯π出水孔数240.668885.190.1π⨯==⨯个为施工方便采用沿三角堰每40设置一孔共90孔。
