20万吨污水厂设计计算书.doc

给水工程课程设计计算书一、工艺流程选择工艺流程：原水 → 一泵房 → 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 → 二泵房 → 用户二、设计水量与取水工艺计算根据资料，水厂净水产量20万m3/d，考虑到水厂自用水和水量的损失，确定安全系数K=1.06这总处理水量Q=1.06×20=21.2万m3/d=8833.33 m3/h，取为8850 m3/h为中型水厂规模三、净水工艺计算1. 混凝剂配制和投加 根据原水水质及水温，参考有关水厂的运行经验，选精致硫酸铝为混凝剂最大投加量为20mg/L，精致硫酸铝投加浓度为10%采用计量投药泵投加2. 溶液池设计及计算溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂池周围应有工作台，底部应设置放空管必要时设溢流装置 溶液池容积按下式计算：式中 －溶液池容积，m3； Q－处理水量，；本设计Q=8850a－混凝剂最大投加量，20mg/L；b－溶液浓度（5%-20%），取10%；n－每日调制次数，取n＝3代入数据得：=14.148m3，取14.15m3取有效水深H1＝1.0m，总深H＝H1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）＝1.0+0.2+0.1＝1.3m。

溶液池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高＝4.2m×2.6m×1.3m溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药3. 溶解池容积计算：溶解池容积 溶解池一般取正方形，有效水深H1＝1.0m，则：面积F＝W1/H1，有边长a＝F1/2＝2.236m；取边长为2.3m溶解池深度H＝H1+H2+H3 （式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）H＝1.0+0.2+0.1＝1.3m和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备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＝100mm，溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根（钢管或铸铁管）溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液投药管：投药管流量 查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.8m/s4. 混合设备的设计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。

管式静态混合器设计流量：Q=21.2万m3/d取Q=8850m3/h=2.46m3/s根据《水处理工程设计计算》（韩洪军、杜茂安主编，中国建筑工业出版社）中P62页混合设施静态混合器计算：静态混合器水头损失 h=0.1184 n Q2/d4.4设计中h=0.5m，d=1.5m,Q=2.46 m3/s,则n=1.29，取n=2个，即设2个混合单元，长度L=1.1ND=1.1*1.5*2=3.3m，实际流速v=1.39m/s,选DN1500内装2个混合单元的静态混合器5. 反应设备的设计根据常用絮凝池的特点、本设计相关资料和类似水厂的工艺特点，如下表： 方式设计要点特点及使用条件隔板絮凝池往复式隔板絮凝池总水头损失一般在0.3~0.5m1. 廊道流速，起端0.5~0.6m/s，末端0.2~0.3m/s，一般宜分4~6段；2. 为减少水流转弯处的水头损失，该处过水断面应为廊道流速的1.2~1.5倍；3. 絮凝时间20~30min；4. 隔板净间距一般不宜小于0.5m，池底应有2%~3%坡度，并设不小于D150的排泥管1． 反应效果好2． 构造简单，施工方便3． 容积较大4． 水头损失大5． 折转处絮粒易破碎6． 出水流量不易分配均匀回转式隔板絮凝池总水头损失比往复式约<40%1. 反应效果好2. 水头损失小3. 构造简单，施工方便4. 出水流量不易分配均匀经综合比较，选用回转式隔板絮凝池较合适。

回转式隔板絮凝池计算：设计水量： Q1=Q/24n设计中取n=4个， 絮凝池有效容积： 设计中T=20min取V=740 m3絮凝池长度： 设计中取H’=2.5m,B=25m,则隔板间距 ： 式中-----第i档廊道内隔板间距（m） 第一档流速取0.5m/s,池内水深2.5m则第一档隔板间距： 取，则按上式计算得，实际流速； ，实际流速； ，实际流速；，实际流速絮凝池总长度：隔板厚度0.1m，隔板总共19道，则长度：水头损失计算：絮凝池为钢混结构，水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013第一段、、、计算结果为：=3544.8其余三段、、、分别为：、、、、、、 、、、最后隔板水流分两股回流，考虑水量平衡，流量分配为45%和55%，廊道间距近端一股为0.55m另外一股为0.65m各段水头损失计算段数11062.30.220.3040.49359.53544.80.078212134.80.270.2320.38661.83815.00.072311141.00.360.1600.28964.44150.00.0364462.80.480.1220.19368.24645.80.007合计回转式隔板絮凝池布置见下图 GT值校核水温t在20℃时GT值校核：设计中取T=20.65s，h=0.2m，=60*1.029*10^(-4)Pa*sGT=39.6*20.65*60=49064.4(在10^4—10^5范围内)在隔板墙底部设排泥孔，外圈每道隔墙设两个，内圈设一个，尺寸为200mm*200mm。

在配水廊道设DN200排泥管6.沉淀池计算选用4组池子平行布置1：每组设计流量 Q=(200000*1.05)/(24*4)=2187.5m3/h2: 设计数据的选用 表面负荷 q=2.00m3/(m2.h)=0.56mm/s 沉淀池停留时间 T1=1.5h 沉淀池中水的流速v=20mm/s3: 平流沉淀池的计算 沉淀池表面积 A=Q/q=1109m3 沉淀池长度 L=3.6vT=3.6×20×1.5=108 m 取用 110 m 沉淀池宽度 B=絮凝池宽度=25m 沉淀池深度 H=QT/BL=1.2m 絮凝池与平流池之间的隔墙采用孔墙穿孔墙孔的洞口流速采用0.25m/s 洞口总面积为 0.6/0.25 =2.40m2 每个洞口采用具有150发散角的矩形孔平面尺寸采用16cm×7cm, 则，洞口数为2.4/(0.16*0.07)=214孔沉淀池水力条件复核如下: 水力截面积 ω=10×3=30.0m2水流湿周 χ=10+2×3=16m水力半径 R=30/16=1.90m弗劳德数 Fr=0.022/(1.9*9.8)=2.15×10-5 ， (在1×10-4～1×10-5范围之间) 沉淀池放空排泥管按放空时间3h d==0.11m 选用直径DN=150mm,采用机械排泥装置沉淀池出水堰的断面宽度采用1m,出水堰起端深度保证薄壁堰自由落水,出水堰的保持超高定为0.10m,出水堰水深为0.80m,出水堰高度取3.20m出水堰的流量负荷为:q=（0.8*1*24*3600*0.02）/3.20＝432m3/m2·d < 500m3/m2·d7.滤池滤池由进水系统，滤料、承托层，清水（集水）系统，冲洗、配水系统，排水系统等组成。

根据《给排水快速设计手册—给水工程》P278，对比常见的滤池类型和参考类似水厂，选用普通快滤池普通快滤池是目前水处理工程中常见的滤池形式之一其每一个池上装有浑水进水阀、清水出水阀、反冲洗进水阀、反冲洗排水阀共4个阀门普通快滤池运行稳妥，出水水质较好；适用于各种规模水厂，单池面积不宜大于100平方米，以免冲洗不均匀，在有条件时尽量采用表面冲洗或空气助冲设备考虑到 技术效果和经济因素，所以滤料选择：无烟煤石英砂双层滤料滤速与要求的滤过水水质和工作周期有关，根据相似条件的运转经验或者实验资料确定本设计按照正常滤速设计普通双层滤料快滤池（1）平面尺寸计算滤池总面积： ；设计中取n=2次，，不考虑排放初滤水时间，即取t0=0设计采用无烟煤石英砂双层滤料，滤速参照类似水厂运行资料，取v=12m/h 单池面积：设计中取N=12，布置成对称双行排列 （小于100平方米）设计中取L=10.0m,B=7.0m,滤池的实际面积为10.0*7.0=70平方米，实际滤速 当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速：滤池高度：设计中取 H=0.40+0.70+1.80+0.30=3.20m（2）反冲洗强度：根据《给水排水设计手册03册城镇给水》P641页，冲洗强度可采用，为防止反冲洗时煤粒流失，在全年不同水温时，应使滤层的膨胀率基本相同。

因此一年内，至少在高水温和低水温时应采用两种冲洗强度 本设计取用高水温时反冲洗强度，低水温时反冲洗强度为则相应的反冲洗水流量根据：qg=f*q f为单滤池实际面积3）配水系统根据水温较高时的反冲洗强度来配置水温较高时：干管始端流速：设计中取D=1m配水支管根数：设计中取a=0.25m单格滤池的配水系统如下图所示：单根支管入口流量：支管入口流速：设计中取=0.1m，单根支管长度：设计中取B=7m，D=1.0m配水支管上孔口总面积：设计中取K=0.25%配水支管上孔口流速Vk=qg/Fk其中Vk一般取5~6m/s有单个孔口面积：设计中取孔口总数：每根支管上的孔口数：支管上孔口布置成二排，与垂线成45°夹角向下交错排列，如图右所示孔口中心距：。