扬州大学环境科学与工程学院《水质工程学》Ⅰ课程设计班级给排水1001姓名指导教师设计时间2013.01目录第一章总论 (3)一、设计任务 (3)二、基本资料 (3)三、提供设计的自然资料（城市概况） (3)四、水处理所用材料 (4)五、日用水量变化规律 (4)六、主要参考资料 (4)第二章总体设计 (5)第三章净水厂设计 (6)一、设计水量计算 (6)二、投药系统 (6)三、絮凝设备—往复式隔板絮凝池的设计 (7)四、沉淀池—平流沉淀池的设计 (8)五、过滤设备—V形滤池的设计 (10)七、清水池的设计 (15)八、泵房设计 (15)第四章水厂总体布置 (17)一、平面布置 (17)二、高程布置 (18)第一章总论一、设计任务某城镇生活用水自来水厂二、基本资料1、水厂净产水量 164000 m3/d2、水质资料：水质条件如下：项目水库水浊度10～50NTU(短时500NTU)色度水温PH细菌总数14000个/ml总大肠菌群35000个/L总硬度 2.8mmol/l碱度2mmol/l嗅和味其他三、提供设计的自然资料（城市概况）某市一乡镇，供水包括集镇和下属的主要行政村。

1、地质条件：，该地区地质上处于沉积平原，中部起伏平缓，地震烈度为7度，地基承载力为100KN/m2。

水厂厂址平面为一荒地，地形平坦，地面标高为7.5m。

2、气象资料1）年平均气温14.2℃，最高温度39o C，最低温度一15℃2）年平均降雨量1060毫米，最大年降雨量1535毫米，最小年降雨量542.31毫米3）主导风向：东南风3、最大冻土深度：100mm4、地下水平均水位：0.51m5、水源状况水库地处该镇东南方向，周围山地丛林，植被覆盖率高，无生活、工业、矿区污染，水质有保障，水量充足，能满足供水要求。

常水位2.0m，最高水位3.56m，最低水位0.50m水库外堤地面标高7.0m四、水处理所用材料1、混凝剂：聚合氯化铝2、消毒剂：液氯3、滤料：石英砂，筛分结果资料：筛号筛孔（毫米）筛的校准孔径（毫米）剩在筛上的砂重经过该号筛的砂重重量（克）百分率％12 1.68 1.51 2.5 97.5 97.5 14 1.41 1.23 12.4 85.1 85.1 16 1.19 1.01 20.4 64.7 64.7 18 1.00 0.9 23.5 41.2 41.2 25 0.71 0.64 23.9 17.3 17.3 35 0.50 0.49 11.4 5.9 5.9 60 0.25. 0.24 5.6 0.3 0.3 底盘0.3 0 0五、日用水量变化规律小时0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8% 2．25 2．7 2．45 2．5 2．6 4．3 5．4 5．9小时8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16% 6．0 5．84 6.0 5．56 5.8 5．3 4．2 4．5小时16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24% 5．75 5．85 3．7 3．8 2．4 2．24 2．7 2．26出厂水压力0.42MPa六、主要参考资料1、《给水工程》第四版中建出版社2、《室外给水设计规范》20063、《净水厂设计知识》中建出版社4、《给排水设计手册》1.3.10.11 中建出版社5、《净水厂设计》水利电力出版社6、《给排水快速设计手册1》中建出版社7、《给水处理工艺设计计算》8、《给水排水工程设计实训教程》机械工业出版社第二章总体设计根据以上原水水质分析，确定该厂的水处理工艺流程如下：第三章 净水厂设计一、设计水量计算水厂日供水量 164000m 3/d ，自用水量5%，因此水厂的设计供水量为Q=1.05×164000=172200m 3/d=7175m 3/h=1.99m 3/s 。

二、投药系统（1）混凝剂的配制和投加原水浊度为10—50，参考国内水厂成功经验，混凝剂选用PAC （碱式氯化铝）作絮凝剂，投加量13.5~64mg/L ，最大投加量a=15mg/L ，溶液浓度取10%，每天调制两次，采用计量泵（两台，一用一备，轮流使用）湿投，应用自动控制系统。

（2）溶液池容积V 1V 1=aQ/(417cn)=15×7175/(417×10×2)=12.9m 3,取V 1=13m3溶液池分三格，两用一备，交替使用，故每格有效容积为6.5m 3,有效高度1.625m ，超高0,375m ，溶液池的形状采用矩形，每格尺寸为：长×宽×高=2.0m ×2.0m ×2.0m 。

半地下式，高出地面1.0m 。

（3）溶解池容积V 2 V 2=0.3V 1=3.9m3溶解池分三格，两用一备，交替使用，故每格有效容积为1.95m 3,有效高度取0.87m ，超高0.23m ，每格尺寸为：长×宽×高=1.5m ×1.5m ×1.1m 。

池底坡度2.5%，溶解池上沿与溶解池齐平，采用中心固定式平浆板式搅拌机。

（4）混合设备的选择和设计采用管式静态混合器（两个，一用一备）1)静态混合器的设计流量 Q=1.99m 3/s设计流速取v=1.0m/s,则管径D=)0.114.3/()2/99.14(⨯⨯=1126mm ，采用钢管DN=1100mm 。

2)混合单元数取n=3 3)水头损失计算h 1=0.1184Q 2/(D 4.4)n=0.1184×(1.99/2)2/(1.14.4)×3=0.36m三、絮凝设备—往复式隔板絮凝池的设计(1)设计参数单格设计水量 Q'=Q/2=1.0m 3/s ，絮凝时间T=20min ，絮凝池流速v=0.6-0.2m/s 。

(2)絮凝池容积W 2W 2=3587.5×20/60=1196m3 (3)净平面面积F取平均水深H 平均=2.9m ，F=W/H 平均=1196/2.9=412m 2(4)絮凝池长度L为与沉淀池衔接，絮凝池宽度为B=20m,则L=F/B=412/20=20.6m,取20m 。

(5)各档流速和廊道宽度 廊道内流速分6档：v 1=0.60m/s,v 2=0.50m/s,v 3=0.40/s,v 4=0.30m/s,v 5=0.25m/s,v 6=0.20m/s 转弯处流速等于廊道流速的1/1.25 各档流速廊道宽度为：a 1=1/(0.60×2.9)=0.57m, 取a 1=0.60m, 则v 1=0.57m/s a 2=1/(0.50×2.9)=0.69m, 取a 2=0.70m, 则v 2=0.49m/sa 3=1/(0.40×2.9)=0.86m, 取a 3=0.90m, 则v 3=0.38m/s a 4=1/(0.30×2.9)=1.149m, 取a 4=1.15m, 则v 4=0.30m/s a 5=1/(0.25×2.9)=1.38m, 取a 5=1.40m, 则v 5=0.25m/s a 6=1/(0.20×2.9)=1,724m, 取a 6=0.60m, 则v 6=0.20m/s(6)廊道条数为简化计算，每一档流速的廊道条数相同：m = i La =20/(0.6+0.7+0.9+1.15+1.4+1.15)=3.23取每一档流速廊道4条，共24条，水流转弯23次，隔板间距之和为: L'=4×（0.6+0.7+0.9+1.15+1.4+1.75）=26m计入隔板厚0.15m,则絮凝池实际长度L=26+0.15×（24-1）=29.45m (7)廊道长度各廊道总长度 Li=4×20=80m,其中第6档廊道不计入流速廊道长度，即L 6=3×20=60m。

(8)各廊道水头损失即速度梯度计算一般水泥板渠道水力粗糙系数n=0.013,，水的动力粘度μ=1×10-3 Pa·s各廊道水头损失即速度梯度计算表：段数转弯次数m i直流段长度L i廊道宽度a i水力半径R i流速系数C i廊道流速v i转弯处流速v n水头损失h i停留时间T i速度梯度G i1 4 80 0.60 0.272 61.918 0.57 0.46 0.154 140.4 103.72 4 80 0.70 0.312 63.350 0.49 0.39 0.108 163.3 80.53 4 80 0.90 0.390 65.751 0.38 0.30 0.055 210.5 50.64 4 80 1.15 0.480 68.066 0.30 0.24 0.035 266.7 35.95 4 80 1.40 0.564 69.920 0.25 0.20 0.026 320.0 28.26 4 60 1.75 0.672 71.992 0.20 0.16 0.012 300.0 19.8=∑h 0.39=∑T1400.9=G53.12GT=74411四、沉淀池—平流沉淀池的设计（1）设计参数单格设计水量 Q1=Q/2=1.0m3/s，沉淀池沉淀时间T=2.0h，水平流速是15mm/s，有效水深3.2m，超高3m。

（2）尺寸计算每格沉淀池体积W1=Q1·T=1.0×2.0×3600=7200m3,沉淀池长 L=3.6vT=3.6×15×2.0=108m,沉淀池宽 B=W/(L·H)=7200/(108×3.2)=20.8m取20m。

（3）导流墙每个沉淀池中间设一导流墙，采用砖墙宽200mm，则沉淀池每格宽b=(20-0.2)/2=9.9m。

（4）池子尺寸校核L/B=108/20=5.4 > 4 (符合)L/H=108/3.2=33.75 > 10 (符合) （5）集水系统 ①集水槽a.取集水槽长为10m ，中心距2m ，共10条，每条流量q 1=1.0/10=1.0m 3/s ，考虑池子超载系数20%，则q'=1.2q 1=0.12 m 3/s ，槽宽b'=0.9×0.120.4=0.385m ，取4m 。

起端槽中水深：H 1=0.75b'=0.30m ，终点槽中水深：H 2=1.25b'=0.50m ，为方便施工，槽中水深统一取0.40m 。

b.槽的高度H 3集水采用淹没式孔口自由跌落，淹没深度取0.07m ，跌落高度取0.05m ，槽超高0.12m ，则槽的高度H 3=H 2+0.07+0.05+0.12=0.64m 。