目錄

第一章設計原始資料

第二章設計水量與工藝流程的確定

第一節設計水量計算

第二節給水處理流程確定

第三章給水處理構筑物與設備型式選擇

第一節加藥間

第二節配水井

第三節混合設備

第四節絮凝池

第五節沉淀池

第六節濾池

第七節消毒方法

第四章凈水廠工藝計算

第一節加藥間設計計算

第二節配水井設計計算

第三節混合設備設計計算

第四節往復式隔板絮凝池設計計算

第五節平流式沉淀池設計計算

第六節V型濾池設計計算

第七節消毒和清水池設計計算

第八節二級泵站

第五章水廠平面布置和高程布置計算

v第一節水廠平面布置第

二節水廠高程布置計算

第三節凈水管道水力計算

第四節附屬建筑物

第五節凈水廠綠化與道路

第六章凈水工藝自動化設計

1

第一章設計原始資料

一、地理條件：地形平坦，稍向西傾斜，地勢平均標高22m(河岸邊建有防

洪大堤)。

二、水廠位置占地面積：水廠位置距離河岸200m,占地面積充分。

三、水文資料：河流年徑流量3.76—14.82億立方米，河流主流量靠近西岸。

取水點附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m；

百年一遇洪水位：23.50m：

河流平常水位：15.00m：

河底標高：10m。

四、氣象資料及廠區地址條件：全年盛行風向：西北；全年雨量：平均63mm；

冰凍最大深度1m。廠區地基：上層為中、輕砂質粘土，其下為粉細沙，再下為

中砂。地基允許承載力：10—12t/m2。廠區地下水位埋深：3—4m。地震烈度位

8度。

五、水質資料：濁度：年平均68NTU,最高達3000NTU；PH值：7.4—8.6；

水溫：4.5-21.5℃；色度：年平均為11一13度；臭味：土腥味；總硬度：123.35mg/L

CaCO3；溶解氧：年平均10.81mg/L；Fe：年平均0.435mg/L,最大為0.68mg/L；

大腸菌群：最大723800個/mL,最小為24600個/mL；細菌總數：最大2800個/

mL,最小140個/mLo

六、水質、水量及其水壓的要求：

設計水量：根據資料統計，目前在原地下水源繼續供水的情況下，每天還需

5萬立方米。

水質：滿足現行生活飲用水水質標準。

水壓：二級泵站揚程按50米考慮。

第二章設計水量與工藝流程的確定

第一節設計水量計算

水處理構筑物的生產能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并

以水質最不利情況進行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗和澄清池排泥等方面。

城鎮水廠自用水量一般采用供水量的5%-10%本設計取5%,則設計處理

量為：

44333

Q(1a)Qd(15%)5105.2510m/d2187.5m/h0.61m/s

式中：Q-----水廠日處理量；

a——水廠自用水量系數，一般采用供水量的5%?10%,本設計取

5%；

Qd-----設計供水量(m3/d),為5萬m3/do

第二節給水處理流程確定

給水處理工藝流程的選擇與原水水質和處理后的水質要求有關。本設計以地

表水為水源，為滿足現行生活飲用水水質標準，通常采用混合、絮凝、沉淀、過

濾、消毒的處理工藝。

經技術經濟比較確定的凈水工藝流程如卜.：

2

笫三章給水處理構筑物與設備型式選擇

第一節加藥間

一、藥劑溶解池

設計藥劑溶解池時，為便于投置.藥劑，溶解泡的設計高度一般以在地平面以下

或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。

溶解池的底坡不小于0.02,池底應有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設

超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子

和管道及配件都應采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較

小，可用耐酸陶土缸作溶解池。

二、混凝劑的選用與投加

1、混凝劑的選用

混凝劑選用：堿式氯化鋁［Aln（OH）mCl3n加］,最大投藥量為30mg/L。

2、混凝劑的投加

本設計采用自動投藥設備JZM630/1.6,一用一備。

三、加氯間

設計加氯間時，須按以下要求進行設計：

0）加氯間靠近濾池和清水池，以縮短加氯管線的長度。水和氯應充分混合,

接觸時間不少于30min<,為管理力便，和氯庫合建,

0）加氯間和氯庫應布置在水廠的下風向。該水廠所在地主導風向為西北風，

加氯間應設在水廠的東南部。

0）加氯間的氯水管線應敷設在地溝內，直通加氯點，地溝應有排水設施以

防積水。輸送氯氣的管使用無縫鋼管，輸送配制成一定濃度的氯水管使用橡膠管，

給水管使用鍍鋅管。

④）加氯間和其池工作間隔開，加氯間應有直接通向外部、且向外開的門，

加氯間和值班室之間應有觀察窗，以便在加氯間外觀察工作情況。

6）加氯機的間距約0.7m,一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯機

（包括管道）不少于兩套，以保證連續工作。稱量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤

坑內，磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運方便。有每小時換氣8-12次的通風

設備。加氯間的給水管應保證不斷水，并且保持水壓穩定。加氯間外應有防毒面

具、搶救材料和工具箱。防毒面具應防止失效，照明和通風設備應有室外開關。

第二節配水井

配水井體積為160m3,平面尺寸為10mX4m=40m2,水力停留時間T=4min,

有效水深4m。

第三節混合設備

3

為提高混合效果，采用管式靜態混合器，加藥點設在混和器進口處，并增加

藥液擴散器，使混凝劑在管道內很好的擴散，形成均勻混合。管式靜態混合器具

有投資較低，無需額外提供能源，易于安裝，無需經常維修，混合效果好的顯著

優點。

第四節絮凝旭

絮凝過程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形

成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內使用較多的是各種形式的水力

絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網格）絮凝、和穿

孔旋流絮凝等。

根據各種絮凝池的特點以及實際情況進行比較，本設計選擇往復式隔板絮凝

池。

第五節沉淀泡

本設計采用平流式沉淀池，平流式沉淀池具有適應性強、處理效果穩定和排

泥效果好等特點。

第六節濾池

從實際運行狀況來看，V型濾池由于采用氣水反沖洗技術，它與單純水反沖

洗方式相比，主要有以下優點：

1、較好地消除了濾料表層、內層泥球，具有截污能力強，濾池過濾周期長，

反沖洗水量小特點。可芍省反沖洗水量40?60%降低水廠自用水量，降低生產

運行成本。

2、不易產生濾料流失現象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少

了濾池補砂、換砂費用。

3、采用粗粒、均質單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排

污容量，使濾后水水質好。

根據設計資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。

第七節消毒方法

水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水

中的有害病原微生物，防止水致傳染病的危害。其方法分化學法與物理法兩大類，

前者往水中投加藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等；后者在水中不加藥

劑，而進行加熱消毒、紫外線消毒等。

經比較，本設計采用液氯作為消毒劑，濾后消毒。氯是目前國內外應用最廣

的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，且在管網中有持

續消毒殺菌作用。雖然二氧化氯消毒能力較氯強而且能在管網中保持很長時間，

但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內目前在凈水處

理方面應用尚不多。

第四章凈水廠工藝計算

第一節加藥間設計計算

一、設計參數

根據原水水質及水溫，參考有關凈水廠的運行經驗，選堿式氯化鋁為混凝劑，

混凝劑的最大投藥量a=30mg/L,藥的容積的濃度按c=15%考慮，混凝劑每日配

制次數n=3次。

二、設計計算

4

三、1、溶液池

3

容積：W1aQ—302187.5——--------3.5m

417cn417153

式中：一混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/L）,本設計取30mg/L;

Q一設計處理的水量，2187.5m3/h;

b—溶液濃度（按商品固體重量計），一般采用5%-20%,本設計

取15%；

n一每日調制次數，一般不超過3次，本設計取3次。

溶液池采用矩形鋼筋混凝土結構，有效高采用1.0m,尺寸為

LBH2.0m2.0m1,5m,高度中包括超高0.5m,置于室內地面.上。溶液池實

際有效容積：W2.02.01.04m:滿足要求。溶液池池底設DN200的排渣管一

根，溶液池采用鋼筋混凝土池體，內壁襯以聚乙烯板（防腐）。

2、溶解池

容積：W0.3W0.33.51.05m3

21

式中:W2一一溶解池容積（m3）,一般采用（0.2-0.3）Wi；本設計取0.3Wi。

有效高采用1.0m,超高0.5m,總高1.5m,池底坡度采用0.02,平面尺寸

23

2.0mX2.0m,面積4.0m,則實際總體積為WP=4.0m,滿足要求。溶解池底部

設管徑DN200的排渣管一根，溶解池采用鋼筋混凝土池體，內壁襯以聚乙烯板（防

腐）。每池設攪拌機一臺。選用ZJ-700型折槳式攪拌機，功率為4KW,轉速為

85r/min。

3、藥劑倉庫

（4）藥劑倉庫計算：

藥劑倉庫與加藥間應連在一起，儲存量一般按最大投藥期間7-15d用量計算。

倉庫內應設有磅秤，并留有1.5m的過道，盡可能考慮汽車運輸的方便。

混凝劑選用精制硫酸鋁，每袋質量是40kg,每袋的體積為0.7兇.502m3,藥

劑儲存期為15d,藥劑的堆放高度取1.5m。

Q24atQut

N-----------------0.024-----

硫酸鋁的袋數：公式為：I。。。wW

式中，Q-水廠設計水量，m3/h；a-混凝劑最大投加量，mg/L；t-藥劑的最大

儲存期，d：

W每袋藥劑的質量，kg；

21R7sanis

將相關數據代入上式得，N0.024591袋。

40

NV

A

H1

有效堆放面積A：公式為：

式中，H-藥劑得堆放高度，m；V-每袋藥劑得體積，m3；e堆放孔隙率，

5

袋堆時e20%

x將te俎A5910.70.50.2_.2

代入數據得：A-------------------------34.4o8rr

1.510.2

4、計量設備

5外g,右H3.521000.

投藥管流量：q?八…0nn.0Q81L/S

243600

查表得投藥管管徑；d25mm,相應流速為0.50m/s。

第二節配水井設計計算

一、設計參數

設計流量：Q5.25104m3/d0.61mJ/s36.45m3/min

水力停留時間：T5.0min

二、設計計算

配水井體積：VQT36.455.0182.29m3；

配水井平面尺寸：10m4m40m2；

[8229

有效水深：H—:—4.56m20超高取0.5m，則井深為5.06m。

40

配水井出水處設溢流堰，采用渠道與絮凝池連接，渠道寬b=1.0m,流速取

v=1.Om/s,則有效水深為

h—0,610.61m,取0.7m

bv1.01.0

超高取0.3m,渠道深H'(0.70.3)m1.0mu配水井設DN=1200m的溢流

管，溢流水位10.0m,放空管直徑DN=800mm

第三節混合設備設計計算

一、設計參數

考慮設絮凝池2座，混合采用管式混合。設水廠進水管投藥口至絮凝池的距離

3

為50米。進水管采用兩條，設計流量為Q0.6120.305m/So本設計推薦采

用管式靜態混合器，管式靜態混合器示意圖見圖1。

靜態混合器6

圖1管式靜態混合器計算草圖

二、設計計算

1、設計管徑

靜態混合器設在絮凝池進水管中，設計流量q00610.305m3/s；

7T-2-

則靜態混合器管徑為：

0.62m,本設計采用D=650mm,此時流速為

v=0.92m/s；

2、混合單元數

按下式計算

N2.36v05D032.360.92050.650,32.74,本設計取N=3；

則混合器的混合長度為：

L1.1DN1.10.732.15m

3、混合時間

4、水頭損失

22

h0.118494n0.1184°圾30.22mv0.5m,符合設計要求。

d0.65

5、校核GT值

G尸I98000.22—899sL在700-1000S,之間，符合設

^1.141032.34

GT8992.3421042000,水力條件符合設計要求。

第四節往復式隔板絮凝池設計計算

一、設計參數

4333

設計進水量Q(1a)Qd5.2510m/d2187.5m/h0.61m/s

絮凝時間：T=20min

池內平均水深：Hi=1.8m

超圖：H2=0.3m

池數：n=2

隔板轉彎處的過水斷面面積取廊道斷面面積的1.2-1.5倍。

二、設計計算

1、計算總容積

QT2187.520

730m

6060

7

2、每池凈平面面積

分為兩池，每池凈平面面積:F=工二匹;2。3m2

nH121.8

3、池子寬度B

按沉淀池寬取B=10m?

4、池長

203

池長（隔板間凈距之和）L,20.3m

10

設計中取21m。

5、隔板間距

絮凝池起端流速取v0.5m/s,末端流速取v0.2m/s,首先根據起、末端流

速和平均水深算出起、末端隔板間距，然后按流速遞減原則，決定隔板分檔數和

各檔隔板間距。隔板間距按廊道內流速不同分成6檔：

Qi0.61…

ai-----------------------0.34m

nvH20.518

0.61八“

Qi--------------0.85m

a2------

nvH20.21.8

隔板間距按廊道內流速不同分為6檔:

Vi=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s,v6=0.2m/s

取0.3m,則實際流速vj0.57m/s,按上法計算得:

按上法計算得：

as0.4m,V2,0.425rr/s

a30.5m,V3'0.34rr/s

a40.6m,V4'0.28rr/s

as0.8m,vs'0.21m/s

a61.0m,ve'0.17nVs

每一種間隔采取5條，則廊道總數為30條，水流轉彎次數為29次。則池子

長度(隔板間凈距之和)：

L'5(a1a2a3a,asa^)5(0.30.40.50.60.81.0)18m

取隔板厚度0.2m,則池總長L180.22923.8m

6、水頭損失

按廊道內的不同流速分成6段后進行計算。各段水頭損失按下式計算

hiS日

2gGR.

式中：Vi------第i段廊道內水流速度（m/s）；

vo一一第i段廊道內轉彎處水流速度（m/s）；

8

Si——第i段廊道內水流轉彎次數；

——隔板轉彎處局部阻力系數。往復式隔板（180°轉彎）=3；

L一一第i段廊道總長度（m）；

R--第i段廊道過水斷面水力半徑（m）：

G——沆速系數，隨水力半徑Ri和池底及池壁粗糙系數n而定,

通常按曼寧公式計算，C,1呼。

n

第一段水力半徑：

Hi0.32

RDi------------------------0n.13Qm

a.2Ht0.322

絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結構，外用水泥沙漿抹面，粗糙系數

n0.013,

11/61［冶

流速系數：G-R-------0.1352.41

n0.013

隔板轉彎處的過水斷面面積取廊道斷面面積的1.5倍，則第一段轉彎處流

速：

Qi0.61

Voi-----------------0.377m/s

1.5naiH1.E20.31.8

第一段廊道長度：L5B52030m

第一段廊道內水流轉彎次數：&5

則絮凝池第一段的水頭損失率

0.3772(0.5)2

hiSiL,35-----------------V一1000.1095m

2g丁2凡29.852.4120.13

將各段水頭損失計算結果列表如表4--1所示

表4-1各管段Z〈頭損失計算

段數SnLnRnV0VnCnhn

151000.130.3770.5052.410.1095

251000.180.2820.4057.800.0612

351000.220.2260.3559.770.0394

451000.230.1880.3060.210.0273

551000.290.1400.2562.580.0152

64800.400.1130.2066.020.0099

hhn0.2625m

9

7、GT值計算

水溫T15°c,1.1410(Pa/s)

p7：98000.2625

GV斤\136s

GT43.36206052037

45

GT值在1010范圍內，說明設計合理。

第五節平流式沉淀池設計計算

一、設計參數

設計水量：Q5104m3/d,分設2池，水廠自用水量為酩則每組設計水量

C1500001.053/unon3/

Q=__________=1093.75m/h=0.30m/s

224

表面負荷：Q/A=38.4m3/(m2/d)

沉淀時間：T尸2h

沉淀池水平流速：v=0.010m/s

二、設計計算

1、沉淀池表面積

1093.7524”，

A-----------------=684m

38.4

2、沉淀池長

L-3600vT,=36000.0102-72m

3、沉淀池寬

B=—=9.5m,設計中取10m0

72

4、沉淀池有效水深

H=QT=1093,75?=32m采用3.5m（包括保護高）

BL9.572

5、放空管直徑

沉淀池放空時間按5h計，則放空管直徑

（OJBLH^[0.79.5723.2必

d=\=J=0.22m,采用DN=300mmo

vTV53600

6、出水渠深度

出水渠斷面寬度采用0.6m,出水渠起端水深

I0.302

H=1.730-----------7=063m

'9.80.6

為保證堰口自由落水，出水堰保護高采用0.12m,則出水渠深度為0.75m.

10

7、水力條件校核

沉淀池長度L與寬度B之比：L/B729.57.64,滿足要求：

沉淀池長度L與深度h之比：L/h72/3.222,510,滿足要求；

水流截面積9.53.230.4m2

水流濕周=9.5+23.2=15.9m

304

水力半徑R=^=1.912m

15.9

v20.0102工

弗勞德數F===1.1510

rRg1.9129.81

弗勞德數介于0.0001-0.00001之間，滿足要求。

絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔墻上的孔口流速采用0.15m/s,

則孔口總面枳為0.30/015=2.00m2o每個孔口尺寸定為15cm8cm,則孔口數為

2.00/0.150.08=167個。

第六節V型濾池設計計算

一、設計參數

33

設計處理水量：Q(1a)Qd2187.5m/h0.61m/s

濾速：v12m/h；

強制濾速：m/h：

第一步氣沖沖洗強度qp15L/(m2