水质工程学课程设计计算说明书

净水厂工艺及总平设计。
设计规模
设计日产水量为 17 万 m3 ，水厂自用水量为 8%，Qd=170000×=183600m3/d
水源水质
浊度：10-50 度
PH 值：色度：10 度（铂
钴标准计）
氨氮（以 N 计）：L
总硬度（以 CaCO3 计）：100-120mg/L
细菌总数：400 个/mL
总大肠菌群数：2000 个/L
F2' 侧边部分相对谷的断面积，m2
v0 转弯或孔洞处流速，m / s
3 转弯或孔洞的阻力系数
水头损失计算：
1 0.5,2 0.1,上转变3 1.8，下转变及进口4 3.0 F1 0.391.5 0.585m2, F2 1.5 1.6455m2
F1' 0.451.5 0.675m2 , F2' 0.8031.5 1.2045m2
（3）每组絮凝池流量
Q 1912.5 637.5m3 / h 3
每组絮凝池容积
w Qt 637.515 159.375m3
60
60
每组池子面积
f w 159.375 45.54m2 H 3.5
每组池子的净长度 L’=9m，则池子净宽度 B’= （4）絮凝池的布置
絮凝池的絮凝过程分为三段：第一段 v1=s 第二段 v2=s 第三段 v3=s
折板絮凝池的设计
（1）单池设计流量 45900m3/d=h=s，共设 4 个池，每个池分为并联的三组， 每组设计流量 q 为 s。
（2）总絮凝时间为 15min，分三段絮凝。折板布置采用单通道。速度梯度 由 90s-1 渐减至 20s-1 左右，絮凝池总 GT 值大于 2×104。絮凝池有效水深 H，采用。
规格为长×宽×高=5m×4m×=52m3，其中包括超高。
溶解池设计及计算
溶解池容积按下式计算：
W2 (0.2 ~ 0.3)W1
式中： W2 ——溶解池容积（m3），一般采用（）W1 。这里采用=W2=。每个 池子的尺寸为长×宽×高=3m××2m，高度中包括超高。
溶解池实际容积 w’=3m××2m= 溶解池的放水时间采用 t=10min，则放水流量
Q b2 L0
637.5 36001.097 1.5
0.11m / s
侧边峰速
v1'
Q b3 L0
637.5
0.26m / s
3600 0.451.5
侧边谷速
v2'
Q b4 L0
637.5
0.147m / s
3600 0.8031.5
（3）水头损失
h h h' hi
h1
1
v12 v22 2g
r 垂直轴中心至桨板內缘的距离，m，r R l 0.25m （7）转动桨板所需电动机功率
桨板转动时的机械总功பைடு நூலகம்η1= 传动效率η2=~，采用η2=，则
N N0 3.001 5.716KW 12 0.75 0.7
3.絮凝 絮凝形式选用
选用平折板絮凝池，优点为水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间 缩放、流流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。 与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，即在总的水流能量消耗中，有效能量消 耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子面积减小。折板絮凝池因板距小， 安装维修较困难，折板费用较高。
B 5.06 0.07 6 5.48m 。
考虑隔板所占长度为，絮凝池实际长度取 L=10m，超高。 （2）第一絮凝区折板的间距及实际流速
峰距
b1
Q v1L0
637.5 0.39m 0.31.5 3600
谷距 b2=
侧边峰距 b3=
侧边谷距 b4=
中间峰速 v1 0.3m / s
中间谷速 v2
0.5 0.152
0.1052 2g
0.0003m
h2'
1
2
F1' F2'
2
v1' 2 2g
1
0.1
1.1565
2
1.6875
0.152 2g
0.0007m
侧边有 6 个缩放组合，故 h’=6×+=
③进口及转弯损失：共一个进口、3 个上转弯和 2 个下转弯。上转弯处水深，
下转弯处水深。 上转变3 1.8，下转变及进口4 3.0
该厂采用混合→絮凝→ 沉淀→过滤的常规处理流程，具体的工 艺流程如下所示。
2.混合 加药系统
（1）根据水厂进水水质特点和 PH 情况，选用聚合氯化铝（PAC)为混凝剂， 效率高，耗药量少，絮体大而重，沉淀快。混凝剂的最大投加量为 a=60mg/l， 药溶液的浓度 b=10%，混凝剂每日配置次数 n=2 次。
= 搅拌器外缘速度
（4）垂直轴转速
V=3m/s
60v 60 3 n0 D0 3.141.5 38.2r / min
式中：n0——搅拌器转速（r/min）； V——搅拌器外缘速度（m/s）；
D0——搅拌器直径（m）。 设计中取 v=s，D0= （5）桨板旋转角速度
n0 3.14 38.2 4rad / s
3 絮凝 6 絮凝形式选用 6 折板絮凝池的设计 6 第一段絮凝区 7 第二段絮凝区 10 第三段絮凝区 12 絮凝的总 GT 值 12
4 沉淀 12 参数确定 12 设计池体尺寸 13 进水穿孔墙 13 指形槽 13 出水渠 14 排泥设施 14 沉淀池水力条件复核 14
5 过滤 14 滤池选择 14 滤池设计参数确定 14 滤池池体设计 14
H ' w 7.97 1.65m B B 2.2 2.2
超高取ΔH=，则池总高度
H H 'H 1.65 0.3 1.95m
（3）桨板外缘直径
桨板宽度
D0
2 3
D
2 3
2.2
1.47m
，设计采用
b 0.2D 0.2 2.2 0.44m ，设计采用
桨板长度
L= 搅拌器层数
H : D 1.2 ~ 1.3 ，采用 1 层 搅拌器距池底高度
88.13s 1
（1）第二絮凝区采用同波折板布置：
折板距离采用 b1=
侧边峰距 b2=
侧边谷距 b3=
实际流速 v1
Q b1L0
637.5 3600 0.791.5
0.15m / s
侧边峰速 v1'
Q b2 L0
637.5 3600 0.7711.5
0.15m / s
侧边谷速 v2'
Q b3 L0
水量变化的影响，适用于各种规模的水厂。
（1）混合池容积 设计水量 Q=183600m3/d=7650m3/h，池数 n=8 个，混合时间 t=30s。
w Qt 7650 0.5 7.97m3 60n 608
式中：W——为有效容积 T——混合时间 n——池数
（2）混合池高度 混合池平面采用正方形×，则有效水深 H’
0.5 0.262
0.1472 2g
0.00117m
h2'
1
2
F1' F2'
2
v1' 2 2g
1
0.1
0.675
2
0.262
1.2045 2g
0.0027m
侧边有 6 个缩放组合，故：h’=6×+=
③进口及转弯损失：共一个进口、3 个上转弯和 3 个下转弯。上转弯处水深， 下转弯处水深。
日投加量：
T aQ 60 170000 10200kg / d 1000 1000
（2）采用计量泵投加方式，不必另配计量设备。可通过改变计量泵行程或 变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。
（3）加药间与药剂仓毗邻设于絮凝池附近，加药间内保证良好通风，必要 时设置通风装置，药剂仓做好防潮防腐措施，固定储存 20 天的用药量。
进口速度 V3 取 s
637.5 上转弯流速： v4 3600 0.8791.5 0.134m / s
q w2 13.2 1000 22L / s
60t
60 10
查水力计算表得放水管管径 d=100mm，相应流速 v=s。
溶解池底部设管径 100mm 的排渣管一根。
混合设备
投药管流量
q w1 21000 52 21000 1.204L / s 24 60 60 24 60 60
查水力计算表得投药管管径 d=50mm，相应流速为 s。 混合设备采用桨板式机械混合槽，机械混合池的优点是混合效果好，且不受
将絮凝池分成 6 格，每格的净宽度为 L0=，每两格为一絮凝段。第一、 二格采用单通道异波折板；第三、四格采用单通道同波折板；第五、六格采用直
板。
（6）折板尺寸及布置 折板采用钢丝水泥板，折板宽度，厚度，夹角 900
第一段絮凝区
（1）絮凝池长度 L 和宽度 B
0.06 考虑折板所占宽度为 sin 600 0.07m ，絮凝池的实际宽度
溶液池设计及计算
溶液池容积按下式计算：
W
1
aQ 417bn
式中 W 1－溶液池容积， m3 Q－处理水量，
a－混凝剂最大投加量，60mg/L；
b－溶液浓度（5%-20%），取 10%；
n－每日调制次数，取 n＝2
带入数据，算得 W1=
溶液池设置两个，每个容积 W1，保证清洗溶液池时有备用池。每个池子的
637.5 3600 1.125 1.5
0.105m / s
(2)水头损失
①中间部分：
每次转弯的 0.6 ，共有 n=20 次转弯
h n v12 20 0.6 0.152 0.0138m
2g
2g
②侧边部分：
1 0.5,2 0.1 ，F1’=×=㎡，F2’=×=㎡
h1'
1
v1' 2 v2' 2 2g
进口流速：v3 取 s
上转弯流速： v4
637.5 3600 0.8791.5
0.134m
/
s
下转弯流速： v5
637.5 3600 0.8541.5
0.138m
/
s
每格进口及转弯损失
h" 3 0.32 31.8 0.1342 3 3 0.1382 0.027m
2g
2g
2g
④总损失：
每格总损失： h h h' h" 0.0969 0.0027 0.027 0.1266m
①中间部分：
h1
1
v12 v22 2g
0.5 0.32 0.112 2g
0.00199m
h2
1 2
F1 F2
2
v12 2g
1
0.1
0.585
2
1.6455
0.32 2g
0.00447m
中间共有 15 个缩放组合，故：h=15×（+）=
②侧边部分：
h1'
1
v1' 2 v2' 2 2g
h1 中间部分渐放段水头损失，m
h1' 侧边部分渐放段水头损失，m
1 渐放段阻力系数
h2 中间部分渐放段水头损失，m
式中
h’2 侧边部分渐放段水头损失，m
2 渐放段阻力系数
F1 中间部分相对峰的断面积，m2
F1' 侧边部分相对峰的断面积，m2
F2 中间部分相对谷的断面积，m2
2013 至 2014 学年第 1 学期 水质工程学（上）课程设计
设 计 题 目 ： 某城市净水厂工艺设计
专
业： 给 水 排 水 工 程
姓
名：
吴新楷
学
号：
55
完成日期：
2013 年 12 月
指导教师：
宋亚丽
浙江科技学院
目录
1 工程概况 4 设计规模 4 水源水质 4
2 混合 4 加药系统 4 溶液池设计及计算 4 溶解池设计及计算 4 混合设备 5
6 消毒 23 消毒剂选择 23 加氯计算 23
7 清水池 23 清水池的布置 23
清水池容积计算 24 清水池平面尺寸 24 清水池各管管径的确定 24 8 设计说明书 25
1.工程概况
工程位于浙江省某市，该市有一蓄水量较大的水库可作为水源，水库水质为
一类地表水，符合生活饮用水水源要求。出厂水质为一类水司标准。主要任务为
30
30
（6）桨板转动时消耗功率
N0
c
3zb R4 408g
r4
0.31000 43 4 0.5 0.754 0.254 408 9.8
3.001kw
式中： c 阻力系数，采用0.3
水的密度，1000kg / m3
z 桨板数，此处z 4
R 垂直轴中心至桨板外缘的距离，m，R D0 0.75m 2
第一絮凝区总损失：
H1 2 h 2 0.1266 0.2532m
第一絮凝区停留时间：
T1
2 1.5
3.5 5.48 0.06 0.177 60
0.5 1.5
33
5.28
min
第一絮凝区平均 G1 值：
G1 第二絮凝区
H1 60T1
1000 0.2532 601.029104 5.28
h1'
1
v1' 2 v2' 2 2g
h2
1
2
F1 F2
2
v12 2g
；
h2'
1
2
F1' F2'
2
v1' 2 2g
hi
3
v02 2g
h 总水头损失，m
h 中间缩放的组合水头损失，m
h' 侧边缩放的组合水头损失，m
hi 转弯或孔洞的水头损失，m n 缩放组合的个数