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）1卩a=130m b=170m水厂所在地区为粘土地区，厂区地下水位深度 4.41米, 地面标高175.3m,主导风向西南风。
城市自来水厂规模为8.8万nVd。
、设计规模与工艺流程1. 设计规模城市自来水厂规模为8.7万m/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=1.O5Q d=1.O5 X 87000=91350 M/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。
管式静态混合器*投加混凝剂（硫酸铝）栅条絮凝池J J投加消毒剂（液氯）三、配水井设计计算1. 配水井设计规模为3806.25m3/h=1.06m3/s。
配水井水停留时间采用2〜3min,3 取T=2.5min 取，则配水井有效容积为W=QT=3806.23 2.5/60=168.6m 。
2. 进水管管径D=1100mm v=1.13m/s，在1.0m/s-1.2m/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=1.06/2=0.53m 3/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=0.53m{/s=530L/s , —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0.5m）。
矩形堰的流量公式为：q 二mb 2gH 3/2式中q ――矩形堰的流量，nVs ;m ---- 流量系数，初步设计时采用m=0.42；b ----- 堰宽，m，取堰宽b=6.28m；H——堰上水头，m则有：H=0.1m4. 堰顶宽度B根据有关试验资料，当B/HV0.67时，属于矩形薄壁堰。
取B=0.05m,这时B/H=0.5 （在0〜0.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。
5. 配水管管径D=900mm v=0.84m/s，在0.8m/s-1.0m/s范围内。
配水井外径为6m,内径为4m，井内有效水深F b=5.9m，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为6.2m。
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Q=1.05Q d =91350 m 1/d=1.06m 3/s ，进水管采用两条钢管，每条钢管流量为 1903 m/h ，直径DN900设计流速为 0.83m/s , 1000i=0.899m ，混合管段水头损失 h=iL=50 x 0.899/1000=0.045m ，小于管道内水头损失要求 0.3-0.4m ，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0.53m 3/s ，水厂进 水管投药口至絮凝池的距离为10m1. 进水管流速v=0.83m/s ，满足设计要求0.8-1.0m/s 。
2. 孔板孔径d 2 d 2/d 1=0.75d i =900mm d 2=0.75 x 900=675mm3. 孔板处流速 v =v x (d 1/d 2) =0.83 x (900/675) =1.48m/s符合设计要求1.0-1.5m/s4. 孔板水头损失 h '丸 v ' 7(2g)=2.66 x 1.48 2/(2 x 9.81)=0.3mH 2。
式中E 为孔板阻力系数，当d 2/d 1=0.75时，E =2.66 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=1.1 x D x N=1.1x 0.9 x 2=1.98m 混合时间：T=L/v=1.98/0.83=2.39s2. 加药间的设计计算3已知计算水量Q=91350=3806.25m /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：2.1溶液池溶液池容积：XA/ uQ 汉 24"00 uQW :bn 1000 1000417bn30 3806.25417 10 3 -9.13m 3取 10m 3静态混合器溶液池设置两个，每个容积为W=5m形状采用矩形，尺寸为 B X L X H=2.0X 2.0 X （ 1.25+0.3 ） m ，超高0.3m 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） 2.2溶解池溶解池容积:3W 2 二（0.2 〜0.3）W i 二 0.3W i = 0.3 5 = 1.5m 溶解池池体尺寸为B X L X H=1.0X 1.5 X （ 1.0+0.2 ） m （池顶高出地面 0.2m ） 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d 0=5Omm 相应流速V 0=1.34m/s 溶解池底部设管径d=100mn 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 。
2.3投药管投药管流量：查表得投药管管径d=20mm 相应流速为0.31m/s2.4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 2.5石灰投量1） 碱度为15mg/L=0.15mmol/L,市售精制硫酸铝含 AbQ 约16%投量35mg/L , 石灰市售纯度为50%2） 投药量折合 AI 2Q 为35mg/L X 16%=5.6mg/L ，AI 2Q 分子量为102,投药量 相当于 5.6/102=0.055mmol/L ，剩余碱度取 0.385mmol/L ，贝U [CaO]=3 X 0.055-0.15+0.385=0.4mmol/L 。
q 。
W 260t1.5 1000 60 10= 2.5L/sW 3 100024 60 6010 3 1000 24 60 60=0.347 L/sCaO分子量为56,则市售石灰投量为0.4 X 56/0.5=44.8mg/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0.5m x 0.4m x 0.2m , 投药量为30mg/L ,水厂设计水量为3806.25用。
药剂堆放高度为1.5m ,药 剂储存期为30d 。
3.2设计计算硫酸铝的袋数：2056 0.5 0.4 0.21.5 (1-0.2)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 1.5m 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=87000X 1.05=91350m/d=3806.25m/h=1.06m /s 预氯化最大投加 量为1.5mg/L ，清水池最大投加量为 1mg/L 。
4.2设计计算预加氯量为.Q L =0.001aQ =0.00仔 1.5X4375 = 6.5625kg/L 清水池加氯量：Q L = 0.001aQ = 0.001 1 4375 = 4.375kg / 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=3806.25 n{/h,预氯化最大投加量为1.5mg/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M -24 (6.56254.375)3937.5kg选用1t 的氯瓶4个。
Q x 24ut Qut N0.024 - 1000W W 有效堆放面积：0.0243806.25 30 3040 二 2056(袋) NV H(1 -e)2二五、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22837.5m 3/d 絮凝时间：t=12min 絮凝池分三段：前段放密栅条，过栅流速v i 栅=0.25m/s ，竖井平均流速V i 井=0.12m/s 中段放疏栅条，过栅流速▼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/s每个絮凝池的设计水量： Q=837.5 m 3/d=951.56m 3/h264 m 3/s 絮凝池容积：w=Qt/60=951.56 X 12/60=190.312 m 3絮凝池池深取4.3mA W AH 4.32.6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 2.7.1.前段设置密栅后:竖井过水面积：A 水二 Q』264"06m 2W 栅 0.25竖井中栅条面积： A 1栅=2.25-1.06=1.19 m 2 单栅过水断面面积：a 1栅=1.5 X 0.05=0.075 m 22、 计算2.1 2.22.3 絮凝池平面面积A空竺二 44.26m 2 2.4 絮凝池单个竖井的平面面积Q026<2.2m 2v 0.12取竖井长=1.5m,宽B=1.5m单个竖井实际平面面积 f 实=1.5 X 1.5=2.25 m2.5竖井个数n A 44.26 n=f 2.25-19.67 个 取n=20个15 实际过栅流速v 二 ——0264—— 二0.249m/ s2.7.2中段设置疏栅后:竖井中栅条面积： A 2栅=2.25-1.20=1.05 m 2单栅过水断面面积：32栅=1.5 X 0.05=0.075m 2所需栅条数为：M 2 10' =14根 取“^14根 a 2 栅0.075 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S 2 1500 -14 5061.54mm13实际过栅流速v 0264 0.22m/s1.503X0.06152.8絮凝池总高和排泥絮凝池有效水深为 4.3m ，取超高 0.3m ，池底设泥斗及快开排泥阀排泥， 泥斗深度0.60m,池总高H:H=4.3+0.3+0.60=5.2m2.9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，1、 、表示每个竖井中的栅条数，单竖井池壁厚为200mm 竖井过水面积：A 2水 Q-也=1.20m 2V 2栅 0.22所需栅条数为：M A 1栅 a 1栅 1 19上19 =15.87 根0.075取M 1=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 S 1 J500 -16 50 = 46.67mm 1.5 15 0.047h —总水头损失，mn —每层栅条的水头损失，mh 2—每个孔洞的水头损失，mE 1 —栅条阻力系数，前段取1.0，中段取0.9 ;E 2 —孔洞阻力系数，取3.0 ；v 1 —竖井过栅流速，m/s ;V 2—各段孔洞流速，m/s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X 咼)1 P 0.30 0.88 1.42 X 0.622 0.30 0.88 1.42 X 0.623 0.27 0.98 1.42 X 0.694 0.24 1.1 1.42 X 0.775 0.22 1.2 1.42 X 0.856 0.20 1.32 1.42 X 0.937 0.19 1.39 1.42 X 0.988 0.19 1.39 1.42 X 0.989 0.18 1.47 1.42 X 1.0410 0.17 1.55 1.42 X 1.0911 0.16 1.65 1.42 X 1.1612 0.15 1.76 1.42 X 1.2413 0.14 1.89 1.42 X 1.3314 0.13 2.03 1.42 X 1.4315 0.12 2.2 1.42 X 1.5516 0.11 2.4 1.42 X 1.6917 0.10 2.64 0.66 X 4.0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) E 1=1.0c) 过过栅流速V 1栅=0.25m/sd) 竖井隔墙6个孔洞h =為 h 「' h 2 =18 1 -025 3 (0.32 0.32 0.272 0.242 0.222 0.22) =0.118m2 況 9.81 2 汇 9.81 2.10水头损失h 2 v 1 、1 g 2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) E 1=0.9c) 过过栅流速V 2栅=0.22m/sd) 竖井隔墙6个孔洞— —0.22 3 2 2 2 2 2 2 h 八 m \ h 2 =12 0.9 (0.192 0.192 0.182 0.172 0.162 0.152) 2x9.81 2^9.81 第三段计算数据如下: 水流通过的孔数为52 2 2 2 2 (0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 )=0.011m2.11各段停留时间第一段 t=v 〃Q=1.52x 4.3 x 6/0.264=219.886s=3.66min第二段 t=v 2/Q=1.52x 4.3 x 6/0.264=219.886s=3.66min第三段 t=v 3/Q=1.52X 4.3 x 8/0.264=293.182s=4.89min当 T=20°C 时，u=1 x 10-3Pa- s1000 严1 °.055 = 49.5s ， 1 10 219.886.1000 严1 0.184 = 49.6s'，在 20-70S -1■ 1 10 732.954 间，符合水力计算。