给水处理厂课程设计

给水处理厂课程设计计算书

1.1 工艺流程方案

水厂采用如图1所示的工艺流程。通过对主要处理构筑物的分析比较，从中制定出水厂处理工艺流程如图2所示。

投加消毒剂

↓

一级泵站→配水井→絮凝→沉淀→过滤→清水池→二级泵站

↑

投加混凝剂

图1 水厂处理工艺流程

一级泵站

↓

配水井

↓

管式静态混合器←投加混凝剂（硫酸铝）

↓

折板絮凝池

↓

平流沉淀池

↓

V型滤池

↓←投加消毒剂（液氯）

清水池

↓

吸水井

↓ 二级泵站

图2 水厂处理工艺流程框图（构筑物）

1.2水处理构筑物计算

1.2.1配水井设计计算

1. 设计参数

配水井设计规模为4012.5m 3/h 。

2. 设计计算

（1）配水井有效容积

配水井水停留时间采用2～3min ，取 2.5min T =，则配水井有效容积为：

34012.5 2.5/60167.19W QT m ==⨯=

（2）进水管管径1D

配水井进水管的设计流量为334012.5/ 1.11/Q m h m s ==，查水力计算表知，当进水管管径11100D mm =时， 1.179/v m s =（在1.0～1.2/m s 范围内）。

（3）矩形薄壁堰

进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为334012.5/22006.25/0.557/q m h m s ===。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。

① 堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量为30.557/557/q m s L s ==，一般大于100/L s 采用矩形堰，小于100/L s 采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h 取0.5m ）。

矩形堰的流量公式为：

3/22q mb gH =

式中

q ——矩形堰的流量，3/m s ；

m ——流量系数，初步设计时采用0.42m =； b ——堰宽，m ，取堰宽 6.28b m =；

H ——堰上水头，m 。

已知30.557/q m s =，0.42m =， 5.71b m =，代入下式，有：

2/32/30.557()()0.1420.42 6.2829.8

q

H m mb g ===⨯⨯⨯ ② 堰顶宽度B 根据有关试验资料，当0.67B H

<时，属于矩形薄壁堰。取0.05B m =，这时0.36B H

=（在0～0.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。 （4）配水管管径2D

由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为30.557/q m s =，查水力计算表可知，当配水管管径2800D mm =时， 1.11/v m s =（在0.8～1.0/m s 范围内）。

（5）配水井设计

配水井外径为6m ，内径为4m ，井内有效水深0 5.9H m =，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为6.2m 。

1.2.2混合工艺设计计算

考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50米。进水管采用两条, 设计流量为Q=96300/24/2=0.557 3/m s 。

进水管采用钢管,直径为DN800,查设计手册1册,设计流速为1.11m/s ，1000i=1.8m ，混合管段的水头损失50 1.80.091000

h iL m ⨯==≈。小于管式混合水头损失要求为0.3-0.4m 。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器,本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图1.3。

1. 设计参数：

采用玻璃钢管式静态混合器2个。

每组混合器处理水量为0.557m 3/s ，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m ，，进水管采用两条DN800钢管。

2. 设计计算：

（1）进水管流速v ：

据1800d mm =，30.557/Q m s =，查水力计算表可知， 1.11/v m s =（手册：0.8～1.0m/s ；厂家：0.9～1.2 m/s ，基本均在上述范围内）。

（2）混和器的计算:

混合单元数取N=3,则混合器长度为 1.1 1.10.83 2.64L D N =⨯⨯=⨯⨯= 混合时间 2.64 2.38/1.11

L T m s v === 水头损失: 222

4.4 4.4

0.5570.11840.118430.29420.8v Q h N N m g D δ==⨯⨯=⨯⨯= 校核G ：1598000.2941049.11.110 2.38

h G s T γμ--⨯===⨯⨯ 1049.1 2.382496.82000GT =⨯=>。水力条件符合。

（3）混合器选择：

静态混合器采用3节，静态混合器总长4100mm ，管外径为820mm ，质量1249kg ，投药口直径65mm 。

原水

管道药剂

混合单元体

静态混合器管道

管式静态混合器

1.2.3投药工艺及投药间的设计计算

1. 设计参数

本设计选用硫酸铝为混凝剂，最大投加量为32mg/L ，平均为25mg/L 。

（1）溶液池:

溶液池的容积：

31241000324012.5 5.1310001000417417154

u Q uQ W m b n bn ⨯⨯⨯⨯=

===⨯⨯⨯⨯⨯ 式中 u －混凝剂最大投加量，32/mg L

Q －设计流量，为34012.5/m h

b －混凝剂的投加浓度，取15％。

n －每日的投加次数，取4次。

溶液池按两个设计，一次使用一个池子，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，有效水深取1.3m ，则边长为2.0m 。考虑超高为0.5m 。则溶液池尺寸为L ×B ×H ＝2.0m ×2.0m ×1.8m 。

溶液池池底设DN200的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。

（2）溶解池：

容积3210.30.3 5.13 1.54W W m ==⨯≈

溶解池建两座，一用一备，交替使用,每日调制两次。取有效水深为1.0m ，平面为正方形形状，边长为1.5m 。考虑超高0.5m ，则池体尺寸L ×B ×H ＝1.5m ×1.5m ×1.5m 。

溶解池的放水时间采用10min t =，则放水流量为：

20 1.54 2.57/606010

W q L s t ===⨯ 查水力计算表：放水管管径采用DN70，相应流速为1.34m/s 。

溶解池底部设管径DN200的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐）。

投药管的流量为：

33

1410 5.134100.24/243600243600

W q L s ⨯⨯⨯⨯===⨯⨯查水力计算表得，投药管直径为DN32，相应流速为0.6m/s 。

溶解池的搅拌装置：