设 计 说 明 与 计 算 书一、设计项目某城市给水厂给水处理工艺初步设计二、给水处理工艺流程混凝剂 消毒剂原水 混凝池 沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用户脱水机房 污泥处理三、设计水量水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。
水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。
城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%，本设计取8%，则设计处理量为；d m Q /12247211340008.1a)Q 1(3d =⨯=+=dm Q /1134006300183d =⨯=式中 Q ——水厂日处理量；a ——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%，本设计取8%；Q d ——设计供水量（m 3/d ），为115668m 3/d.四、给水处理厂工艺计算1、加药间设计计算已知计算水量Q=122472m 3/d=5103m 3/h 。
根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=51.4mg/L ，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。
4.1.2. 设计计算1 溶液池容积1W m 9.201524175103x 4.51417b 1=⨯⨯==n aQ V ，取21m 3式中：a —混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L ），本设计取30mg/L; Q —设计处理的水量，3600m 3/h;B —溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%； n —每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W 1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。
单池尺寸为1m .35m .20m .3⨯⨯=⨯⨯H B L 高度中包括超高0.3m ，置于室内地面上.溶液池实际有效容积： m 1.28.25.20.3=⨯⨯=W 满足要求。
池旁设工作台，宽1.0-1.5m ，池底坡度为0.02。
底部设置DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。
池内壁用环氧树脂进行防腐处理。
沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm ，按1h 放满考虑。
2 溶解池容积2W312m 3.6213.03.0=⨯==W W式中： 2W ——溶解池容积（m 3），一般采用（0.2-0.3）1W ；本设计取0.31W溶解池也设置为2池，单池尺寸：m m m H B L 1.25.15.2⨯⨯=⨯⨯，高度中包括超高0.2m ，底部沉渣高度0.2m ，池底坡度采用0.02。
溶解池实际有效容积： 3'4.67.15.15.2m W =⨯⨯= 溶解池的放水时间采用t ＝10min ，则放水流量：S L t /5.10106010003.660w q 20=⨯⨯==查水力计算表得放水管管径0d ＝100mm ，相应流速d=1.16m/s ，管材采用硬聚氯乙烯管。
溶解池底部设管径d ＝100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。
溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理 3 投药管投药管流量210002121000===0.486246060246060w Lq S⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯查水力计算表得投药管管径d＝25mm，相应流速为1.17m/s。
4 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
5 计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。
计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。
本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
计量泵每小时投加药量:hW/m75.1122112q31===式中：1W——溶液池容积（m3）耐酸泵型号J-D1600/2.0选用2台，一备一用.6 药剂仓库考虑到远期发展，面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m。
4.2混合设备设计计算4.2.1设计参数设计总进水量为Q=86400m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.0m/s。
计算草图如图2-1。
图4-1 管式静态混合器计算草图4.2.2 设计计算1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量h m d m Q q /7.0/612362122472n 33====则静态混合器管径为：m v q D 94.00.114.37.044=⨯⨯==∏，本设计采用D=800mm ；2.混合单元数 按下式计算40.09.00.136.2v 36.23.0-5.0-3.0-5.0-=⨯⨯=≥D N ，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：10m .339.01.11.1=⨯⨯==DN L3.混合时间T=s L 10.3110.3v ===4.水头损失5m .023.0394.07.01184.0d 1184.04.424.42∠=⨯⨯==n Q h ,符合设计要求。
5.校核GT 值1363.79810.31014.123.09800r --=⨯⨯⨯==S uT h G ，在700-10001s -之间，符合设计要求884.02 2.642333.822000GT =⨯=≥，水力条件符合设计要求。
4.3机械搅拌絮凝池工艺设计设计参数设计流量Q=122472m 3/d=5103m ³/h,池数n=2座，单池设计流量Q’=2552m ³/s ，絮凝时间t=20min. 1、絮凝池尺寸设计计算 絮凝池的有效容积:3m 8516020255260=⨯==QT W 根据水厂系统布置，水深H 取4.5m,采用三排搅拌器，则水池长度： L zH α≥18m 5.433.1=⨯⨯=L池子宽度： m LH W B 5.105.418851=⨯==2、搅拌器尺寸每排上三个搅拌器，每个搅拌器长： ()m l 2.33/2.04-5.10=⨯=式中 0.2——搅拌器间的净距和其离壁的距离为0.2m 搅拌器外缘直径：D=4.5—2⨯0.15=4.2m式中 0.15——为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离0.15m每个搅拌器上装有4块叶片，叶片宽度采用0.2m ，每根轴上桨板总面积为 27.7342.02.3m =⨯⨯⨯，占水流截面积225.475.45.10m =⨯的21% ，小于25%的要求。
3、每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：各排叶轮桨板中心点线速度采用：s m v s m v s m v /2.0;/35.0;/5.0321===。
叶轮桨板中心点旋转直径：0D =4.2-0.2=4m 。
叶轮转数及角速度分别为：第一排： s rad w D v n /24.0,min r/4.20.414.35.06060011==⨯⨯==π 第二排 s rad w D v n /17.0,min r/7.1414.335.06060022==⨯⨯==π 第三排 s rad w D v n /10.0.min r/0.10.414.32.06060033==⨯⨯==π桨板宽长比b/l=0.20/3.2=0.06<1，查表得10.1=ψ 5681.92100010.12gk =⨯⨯==ψρ第一排每个叶轮所耗功率：()()kw r r yklw N 068.045.1-65.140824.02.3564-408443414231=⨯⨯⨯==用同样的方法，可求得第二、第三排每个叶轮所消耗功率分别为0.024kw 、 0.005kw.4 、电动机功率：第一排所需功率为kw 204.03068.001=⨯=N 第二排所需功率为kw 027.03024.002=⨯=N 第三排所需功率为kw 015.03005.003=⨯=N设三排搅拌器合用一台电动机带动，则絮凝池所耗总功率为0N ∑为291kw .0015.0027.0204.00=++=∑N电动机功率（取7.0,75.021==ηη）：kw 55.07.075.0291.0210=⨯=∑=ηηN N5、核算平均速度梯度G 及GT 值（按水温20°C 计，μ=102×10-6 kg ·s/m 2）第一排：1610127103851102204.0102u 102--=⨯⨯⨯=⨯=S W N G第二排：1620216103851102072.0102u 102--=⨯⨯⨯=⨯=S W N G第三排：1630337103851102015.0102u 102--=⨯⨯⨯=⨯=S W N G絮凝池平均速度梯度：41601016.26020181810851102291.0102102⨯=⨯⨯==⨯⨯⨯=∑=--GT S uW N G 经核算，G 值和GT 值均较合适。
4.4 斜板沉淀池设计计算采用异向流斜板沉淀池1. 设计所采用的数据① 由于斜板沉淀池在絮凝池之后，经过加药处理，故负荷较高，取q=3.0mm/s ② 斜板有效系数η取0。
75，η=0.6~0.8 ③ 斜板水平倾角 θ=60° ④ 斜板斜长 L=1.5m⑤ 斜板净板距 P=0.1m P 一般取50~150mm ⑥ 颗粒沉降速度 μ=0.4mm/s=0.0004m/s2. 沉淀池面积2m 43750004.075.031.1=⨯==ημQ A f 式中 Q ——进水流量，m3/s q ——容积负荷，mm/s3.斜板面积200f f '8750m cos604375cos ===θA A需要斜板实际总面积为4.斜板高度m l 3.160sin 5.1sin h 0=⨯==θ5.沉淀池长宽设斜板间隔数为N=130个 则斜板部分长度为斜板部分位于沉淀池中间，斜板底部左边距池边距离l 2=0.1m ，斜板底部右边距池边距离l 3=0.8m ，则池长L=7.5+0.1+0.8=8.4m池宽m Vh Q B 4.503.102.031.1=⨯==6.斜板组合全长计算斜板间隔数个5041.04.50===p B N斜板组合全长12m6.115.15048750cf'取=⨯==NAL斜板沉淀池布置示意图()7沉淀池长度12m8.沉淀池高度 9.复核颗粒需要长度 颗粒沉降需要时间o h v l μ=='t颗粒沉降需要长度m tg u v Ptg L 06.80004.002.0601.000'=⨯⨯==θ现采用长度12m>8.06m,可满足颗粒沉降的要求长度4.5 滤池工艺计算1.设计参数采用两组滤池，滤池的设计流量：Q=1.3m 3/S 设计滤速10m/h [1]，冲击强度14L/S·m 2[1]，冲洗时间6min ，膨胀率45%[1]2.设计计算（按每日工作23h 计[1]）（1） 滤池面积：F=Q/V×24/23=5103/10×24/23=532.5m 2（2） 单个面积F '=F/N=532.5/6=88.75m 2，取单池宽B 为8m ，长为10m 。