水厂计算书 Prepared on 22 November 2020一、设计原始资料1.源水水质资料：2.石英砂筛分曲线：3.厂区地形图（1：500）a=130m，b=170m，水厂所在地区为粘土地区，厂区地下水位深度米，地面标高，主导风向西南风。

城市自来水厂规模为万m3/d。

二、设计规模与工艺流程1.设计规模城市自来水厂规模为万m3/d，水厂的自用水量按日用水量的5%算，则水厂设计水量为：Q0==×87000=91350m3/d一级泵站、配水井、加药间、药库、加氯间、氯库、二级泵站、土建工程均一次建成。

2.水厂处理工艺流程框图（构筑物）：↓↓↓↓↓↓↓三、配水井设计计算1.配水井设计规模为h=s。

配水井水停留时间采用2～3min，取T=取，则配水井有效容积为W=QT=×60=。

2.进水管管径D1=1100mm，v=s，在s范围内。

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q=2=s。

配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。

3.堰上水头H：因单个出水溢流堰的流量为q=s=530L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取）。

矩形堰的流量公式为：式中q——矩形堰的流量，m3/s；m——流量系数，初步设计时采用m=；b——堰宽，m，取堰宽b=；H——堰上水头，m。

则有：H=4.堰顶宽度B根据有关试验资料，当B/H<时，属于矩形薄壁堰。

取B=，这时B/H=（在0～范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。

5.配水管管径D2=900mm，v=s，在s范围内。

配水井外径为6m，内径为4m，井内有效水深H0=，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为。

四、混合工艺设计及计算1.混合器设计: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50m，设计流量为Q0==91350m3/d=s，进水管采用两条钢管，每条钢管流量为1903m3/h，直径DN900，设计流速为s，1000i=，混合管段水头损失h=iL=50×1000=，小于管道内水头损失要求，故在进水管内安装管道混合器，本设计采用管式静态混合器。

采用玻璃钢管式静态混合器2个，每个混合器处理水量为s ，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m 。

1. 进水管流速v=s ，满足设计要求。

2.孔板孔径d 2d 2/d 1=d 1=900mm ，d 2=×900=675mm 3. 孔板处流速v ’=v ×(d 1/d 2)2=×(900/675)2=s 4.符合设计要求孔板水头损失h ’=ξv ’2/(2g)=×(2×= 式中ξ为孔板阻力系数，当d 2/d 1=时，ξ= 5.混合时间静态混合器采用2节，混合单元数取N=2，则混合器长度： L=×D ×N=××2= 混合时间：T=L/v==2. 加药间的设计计算已知计算水量Q=91350=3m h 混凝剂采用精制硫酸铝，混凝剂最大投药量u=30mg/L,药溶液的浓度b=10%，混凝剂每日配制次数n=3次。

设计计算过程如下：2.2 溶液池溶液池容积:3113.931041725.3806304171000100010024m bn uQ bn uQ W =⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯=取103m溶液池设置两个，每个容积为'1W =53m 。

形状采用矩形，尺寸为B ×L ×H=××（+）m ，超高溶液池池底设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） 2.3 溶解池溶解池容积： 溶解池池体尺寸为B ×L ×H=××（+）m （池顶高出地面）溶解池的放水时间采用t=10min ，则放水流量 查水力计算表得放水管管径0d =50mm ，相应流速0V =s 溶解池底部设管径d=100mm 排渣管一根每池设搅拌机一台，选用ZJ-700型折桨式搅拌机，功率为4KW,转速为85r/min 。

2.4 投药管投药管流量:查表得投药管管径d=20mm ，相应流速为s 2.5 投药计量设备采用计量加药泵，泵型号JZ-800/10，选用3台，两用一备 2.6 石灰投量1）碱度为15mg/L=L ，市售精制硫酸铝含Al 2O 3约16%，投量35mg/L ，石灰市售纯度为50%。

2）投药量折合Al2O3为35mg/L×16%=L，Al2O3分子量为102，投药量相当于102=L，剩余碱度取L，则[CaO]=3×。

CaO分子量为56，则市售石灰投量为×56/=L3.药剂仓库的计算3.1混凝剂为精制硫酸铝，每袋质量是40Kg，每袋规格为××，投药量为30mg/L，水厂设计水量为。

药剂堆放高度为，药剂储存期为30d。

3.2设计计算硫酸铝的袋数:有效堆放面积:药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间1－2个月用量计算。

仓库内应设有磅秤，并留有的过道，尽可能考虑汽车运输的方便，应有良好通风条件，并防止受潮。

4.加氯间的设计计算4.1已知参数计算水量Q=87000×=91350m3/d=h=s预氯化最大投加量为L，清水池最大投加量为1mg/L。

4.2设计计算预加氯量为：0.0010.001 1.54375 6.5625/LQ aQ kg L ==⨯⨯=清水池加氯量：0.0010.00114375 4.375/LQ aQ kg L ==⨯⨯=为保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。

选用LS80-3转子真空加氯机5台，3用2备。

5.液氯仓库5.1 已知参数水量Q=h,预氯化最大投加量为L ，清水池最大投加量为1mg/L 。

5.2 设计计算仓库储备量按15d 最大用量计算，则储备量为 选用1t 的氯瓶4个。

五、絮凝工艺：栅条絮凝池的设计与计算1、 设计参数絮凝池分两组，每组2个，则每个池的设计水量为d 絮凝时间：t=12min 絮凝池分三段：前段放密栅条，过栅流速v 1栅=s ，竖井平均流速v 1井=s中段放疏栅条，过栅流速v 2栅.=2m/s ，竖井平均流速v 2井.=12m/s 末端不放栅条，竖井平均流速v 井=12m/s2、 计算2.1 每个絮凝池的设计水量：Q=d=h264m 3/s 2.2 絮凝池容积：w=Qt/60=×12/60= 2.3 絮凝池平面面积A絮凝池池深取2.4 絮凝池单个竖井的平面面积f取竖井长=，宽B=，单个竖井实际平面面积实f =×= 2.5 竖井个数n67.1925.226.44===f A n 个取n=20个2.6 选用栅条选用栅条材料为钢筋混凝土，断面为矩形，厚度为50mm ，宽度为50mm ，预制拼装。

2.7 竖井内栅条的布置 前段设置密栅后：竖井过水面积：21106.125.0264.0m v Q A ===栅水 竖井中栅条面积：栅1A =2m 单栅过水断面面积：栅1a =×=2m 所需栅条数为：87.15075.019.1111===栅栅a A M 根取1M =16根 两边靠池壁各放置栅条1根，中间放置14根，过水缝缝隙数为15个平均过水缝宽mm S 67.4615501615001=⨯-=实际过栅流速s m v /249.0047.0155.1264.0=⨯⨯=中段设置疏栅后：竖井过水面积：22220.122.0264.0m v Q A ===栅水 竖井中栅条面积：栅2A =2m 单栅过水断面面积：栅2a =×=2m 所需栅条数为：14075.005.1222===栅栅a A M 根取1M =14根 两边靠池壁各放置栅条1根，中间放置12根，过水缝缝隙数为13个平均过水缝宽mm S 54.6113501415002=⨯-=实际过栅流速s m v /22.00615.0135.1264.0=⨯⨯=2.8絮凝池总高和排泥絮凝池有效水深为，取超高，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗深度，池总高H：H=++=2.9絮凝池长、宽絮凝池布置如图所示，图中各个格左下角数字为水流依次流过竖井的编号顺序，“上”“下”表水竖井隔墙的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽齐平，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、表示每个竖井中的栅条数，单竖井池壁厚为200mm。

2.10水头损失hh－总水头损失，m；－每层栅条的水头损失，m；h1h－每个孔洞的水头损失，m；2ξ1－栅条阻力系数，前段取，中段取；ξ2－孔洞阻力系数，取；－竖井过栅流速，m/s；v1－各段孔洞流速，m/s。

v2竖井隔墙孔洞尺寸竖井编号过孔流速v（m/s）孔洞面积h（m）孔洞尺寸(宽×高) 1×2×第一段数据如下：a)竖井数6个，单个竖井栅条层数3层，共计18层b)ξ1=c)过过栅流速v1栅=sd)竖井隔墙6个孔洞第二段数据如下：a)竖井数6个，单个竖井栅条层数2层，共计12层b)ξ1=c)过过栅流速v2栅=sd)竖井隔墙6个孔洞第三段计算数据如下：水流通过的孔数为52.11各段停留时间第一段t=v1/Q=××6/==第二段t=v 2/Q=××6/== 第三段t=v 3/Q=××8/== 2.12 G 值uTghGρ=当T=20℃时，u=1×10-3Pa ·s 第一段13115.72886.219101118.081.91000--=⨯⨯⨯⨯==s uT gh G ρ 第二段13225.49886.219101055.081.91000--=⨯⨯⨯⨯==s uT gh G ρ 第三段13332.19182.293101011.081.91000--=⨯⨯⨯⨯==s uT gh G ρ 平均速度梯度136.49954.732101184.081.91000--=⨯⨯⨯⨯==∑s uThg G ρ，在20-70s -1之间，符合水力计算。

52.36354954.7326.49=⨯=GT 在之间，符合水力要求。

六、沉淀工艺：斜管沉淀池的设计与计算斜管沉淀池采用上向流式，水流从下向上流，颗粒则聚沉于众多斜管底部，而后自动滑下。

原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。

水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。

其构造如下图所示：1. 设计参数设计用两组斜管沉淀池，每组流量Q=Q 0/2=45675m 3/d=h=s斜管材料采用厚塑料板热压成正六角型管，内切圆直径d=25mm ，长L=1m 液面上升速度v=3mm/s 颗粒沉降速度u 0=s斜管水平倾角为6002.设计计算2.1清水区面积：A=Q/v==采取沉淀池尺寸为×19m=2.2进水方式为使配水均匀，沉淀池进水由边长L=19m的一侧流入，该边长度与絮凝池相同。