第一章：总论一、设计原始资料（一）设计题目：佛山市三水区北江水厂工程设计（二）设计水量：Q=27×104 m3/d（三）水源水质北江水厂水源为北江，北江全长为468米，总流域面积为46710km2，流域内植被条件良好，降雨量充沛。

北江水厂水源取自北江干流水道河口饮用渔业用水区，北江水质目前保持良好，除总大肠菌群数为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水标准外，其余水质指标均符合Ⅱ类水标准，可见取水河段水质良好。

（四）处理要求执行《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006.第二章：总体设计一、设计计算内容水厂规模及水量确定：总水量：Q=270000×1.05=283500m3/d二、水厂工艺方案确定及技术比较:1、给水处理厂工艺流程方案的选择及确定方案一：原水→一级泵房→静态混合器→往复式隔板絮凝池→平流沉淀池→普通快滤池→清水池→二级泵房→用户方案二：原水→一级泵房→扩散混合器→折板絮凝池→斜板沉淀池→V型滤池→清水池→二级泵房→用户2、方案技术比较：综上所述：方案一较合理。

三、给水单体构筑物设计计算：（一）混凝剂配制和投加1. 设计参数根据原水水质，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂。

最大投加量为20mg/L，最低为7.0 mg/L，平均为12 mg/L。

碱式氯化铝投加浓度为10%。

2. 设计计算溶液池容积W1：W1=a Q/（417cn）式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量，20 mg/L;Q—处理的水量，283500m3/d=11812.5 m3/h;c—溶液浓度（按商品固体重量计），10%；n—每日调制次数，3次。

故W1=20⨯11812.5/（417⨯10⨯3）=18.9（m3）溶液池设置两个，单池容积W’1W’1=W1/2=9.4（m3）溶液池的形状采用矩形，长×宽×高=2.2m×2.0m×2.2m，其中包括超高0.2m。

池底坡度采用3‰。

溶液池旁有宽度为1.0m的工作台，以便操作与管理，底部设有放空管。

溶解池容积W2：W2=0.3W1=0.3×18.9=5.67（m3）取5.8m3溶解池设置两个，单池容积W’2W’2=W2/2=2.9（m3）溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量q0= W’2/（60t）=2.9×1000/（60×10）=4.83（L/s）溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。

溶解池的形状采用矩形，长×宽×高=0.8m×0.7m×1.3 m，其中包括超高0.2m。

池底坡度采用3‰。

溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。

溶解池为地下式，池顶高出地面0.2m，以减轻劳动强度和改善工作条件，溶解池池壁设超高，以防止搅拌溶液时溢出。

由于药液具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道以及配件都采用了防腐措施。

溶液池和溶解池材料采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。

2.3 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。

2.4 用耐酸泵加转子流量计投加药剂。

（二）静态混合器在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。

管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，构造如图所示。

1．设计流量Q=45400 m3/d=0.53m3/s2．设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.12m/s，则管径为800mm 3. 混合单元数N=3混合器的混合长度L=2.5m混合时间T=L/V=2.8S4. 水头损失 h=0.5m5. 校核GT值G=1465.9 1/sGT=1465.9×2.8=4104.8均符合要求(三)往复式隔板絮凝池1．设计水量（包括自耗水量）Q=45400m3/d=1891.67m3/h2．采用数据：廊道内流速采用5档：v1=0.5m/s，v2=0.4m/s，v3=0.35m/s，v4=0.25m/s，v5=0.2m/s。

絮凝时间：T=20min池内平均水深：H1=1.8m超高：H2=0.3m池数：n=23．计算计算总容积：W=QT/60=1891.67×20/60=630.56m3分为两池，每池净平面面积：F’=W/(nH1)=630.56/(2×1.8)=176m2池子宽度B：按沉淀池宽采用20m池子长度（隔板间净距之和）：L’=176/20=8.8m隔板间距按廊道内流速不同分成5档：α1=Q/(3600nv1H1)=1891.67/(3600×2×0.5×1.8)=0.29m取α1=0.3m，则实际流速v1’=0.487m/sα2=Q/(3600nv2H2)=1891.67/(3600×2×0.4×1.8)=0.37m取α2=0.4m，则实际流速v2’=0.37m/sα3=Q/(3600nv3H3)=1891.67/(3600×2×0.35×1.8)=0.42m取α3=0.5m，则实际流速v3’=0.29m/sα4=Q/(3600nv4H4)=1891.67/(3600×2×0.25×1.8)= 0.59m取α4=0.6m，则实际流速v4’=0.24m/sα5=Q/(3600nv5H5)=1891.67/(3600×2×0.2×1.8)= 0.73m取α5=0.8m，则实际流速v5’=0.19m/s每一种间距采取3条，则廊道总数为15条，水流转弯次数为14次。

则池子长度（隔板间净距之和）：L’=3×(α1+α2+α3+α4+α5+α6)=3×(0.3+0.4+0.5+0.6+0.8)=7.8m隔板厚按0.2m计，则池子总长：L=7.8+0.2×(15-1)=10.6m按廊道内的不同流速分成5段，分别计算水头损失。

第一段：水力半径：R1=α1H1/(α1+2H1)=0.3×1.8/(0.3+2×1.8)=0.138m槽壁粗糙系数n=0.013，流速系数Cny1=2.5n-0.13-0.751R(n-0.10)=0.1511故：10.1511110.13957.050.013yRCn===第一段廊道长度：l1=3B=3×20=60m第一段水流转弯次数：S1=3取隔板转弯处的过水断面面积为廊道断面面积的1.3倍，则第一段转弯处v01= v1/1.3=0.375m/s则絮凝池第一段的水头损失为：2222011122110.3750.48733600.096229.8157.170.138n v v h S l g C R ξ=+=⨯+⨯=⨯⨯各段水头损失计算结果见下表： 各段水头损失计算GT 值计算（t=20℃）：G= T hμγ60⨯=41.45s 1-GT=41.45×20×60=49740 此GT 值在104～105的范围内池底坡度：i =h/L=0.203/10.6=1.92％（四） 平流沉淀池1. 已知设计水量（包括自耗水量）：Q=45400m3/d=1891.67m3/h 沉淀池个数：n=2 沉淀池沉淀时间：T=1.5h 池内平均水平流速：v=16mm/s 有效水深：H=3.0m ，超高：0.3m 原水平均浑浊度为300mg/l2. 设计计算 (1)池体尺寸 ① 单池容积WW=3 1891.67 1.51419()2Qtm n⨯==②池长LL=3.6vT=3.6×16×1.5=86.4m③池宽B池的有效水深采用H=3.0m，超高采用0.3m，则池深为3.3m。

则池宽B=14195.47()86.43WmLH==⨯采用20m（为配合絮凝池的宽度）每池中间设一导流墙，导流槽采用砖砌，导流槽宽为240mm,(2)校核池子尺寸比例长宽比：L/B=86.4/20=4.32>4 符合要求长深比：L/H=86.4/3.0=28.6>10 符合要求(3)进水穿孔墙沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长6m，墙高3.5m，有效水深3.0m，用虹吸式机械吸泥机排泥，其积泥厚度为0.1m，超高0.2m。

穿孔墙孔眼形式采用矩形的半砖孔洞，其尺寸为15cm×8cm。

孔洞处流速采用v0=0.2m/s,则穿孔墙孔洞总面积Ω：Ω=2 01891.671.314 3600360020.2Qm v==⨯⨯孔洞个数：N=1.314110 0.150.080.150.08Ω==⨯⨯个(4)出水渠①采用薄壁堰出水，堰口保证水平②出水渠宽度采用1m，则渠内水深0.45h m==≈（）为保证堰口自由溢水，出水渠的超高为0.1m，则渠道深度为0.5m。

(5)排泥设施为了取得较好的排泥效果，可采用机械排泥。

即在池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。

由于平流沉淀池的池底沉泥主要集中在近絮凝池的前端1/3左右沉淀池池长范围，因此沉淀池后端2/3池长范围排出的泥水往往含固率很低，导致水厂平流沉淀池的排泥水量消耗较多，实施水厂排泥水处理时就会相应增加排泥水处理成本。

为了减少不必要的排泥水量消耗，必须通过合理排泥来提高沉淀池排泥水的整体含固率。

池内存泥区高度为0.1m ，池底有1.5‰的坡度，坡向末端积泥坑（每池一个），坑的尺寸为50cm ×50cm ×50cm.排泥管兼沉淀池放空管，其管径d 应按下式计算：0.238m = 采用250mm式中：H0—池内平均水深，m ，此处为3.3+0.1=3.4m ； t —放空时间，s ，此处按3h 计。

(6)沉淀池水力条件复核1、水流截面积 w=BH=5.5×3.3=16.5m32、 水流湿周 χ=2H+B=2×3.3+5.5=12.1m3、 水力半径 R1.362w BHR mH B ρ===+4、雷诺数 ReRe=vR/γ=1.6×136/0.01=21760 符合要求 5、弗劳德数 FrFr=v2/（Rg ）=1.62/（136×981）=1.9×105- （在规定范围1×10-5～10-4内） （五） 普通快滤池 设计参数设计2组滤池，每组滤池设计水量为：Q=22700 m3/d 冲洗强度q=10L/(s · m2)，滤速：v1=10m/h 设计计算2.1 滤池面积及尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为： T=24-0.1×24/12=23.8h滤池面积为：F=Q/(v1T)=22700/10×23.8=95.38 m2每组滤池单格数为N=6，布置成对称双行排列。