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1、11.11.1 工艺流程方案工艺流程方案水厂采用如图 1 所示的工艺流程。通过对主要处理构筑物的分析比较，从中制定出水厂处理工艺流程如图 2 所示。投加消毒剂一级泵站配水井絮凝沉淀过滤清水池二级泵站投加混凝剂图图 1 1 水厂处理工艺流程水厂处理工艺流程一级泵站配水井管式静态混合器投加混凝剂（硫酸铝）折板絮凝池平流沉淀池V 型滤池 投加消毒剂（液氯）清水池吸水井2二级泵站图图 2 2 水厂处理工艺流程框图（构筑物）水厂处理工艺流程框图（构筑物）1.21.2 水处理构筑物计算水处理构筑物计算1.2.11.2.1 配水井设计计算配水井设计计算1. 设计参数配水井设计规模为 4101.7m3/h。
2、2. 设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间采用 23，取，则配水井有效容积为：min2.5minT W=QT=4101.7*2.5/60=170.9m（2）进水管管径1D配水井进水管的设计流量为Q=4101.7m3/h=1.1m3/s，查水力计算表知，当进水管管径时，（在 1.01.2范围内） 。11100Dmm1.179/vm s/m s（3）矩形薄壁堰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=4010.7/2=2050.85m3/h=0.557m3/s。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。 堰上水头H因单个出
3、水溢流堰的流量为，一般大于 100采30.557/557 /qmsL s/L s用矩形堰，小于 100采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高取） 。/L sh0.5m矩形堰的流量公式为：3/22qmbgH式中矩形堰的流量，；q3/ms流量系数，初步设计时采用；m0.42m 堰宽，取堰宽；bm6.28bm3堰上水头，。Hm已知，代入下式，有：30.557/qms0.42m 5.71bm2/32/30.557()()0.1420.42 6.282 9.8qHmmbg 堰顶宽度B根据有关试验资料，当时，属于矩形薄壁堰。取，这时0.67B H0.05Bm（在 00.67 范围内） ，所以，该堰属于矩形
4、薄壁堰。0.36B H（4）配水管管径2D由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为，查水30.557/qms力计算表可知，当配水管管径时，（在 0.81.02800Dmm1.11/vm s范围内） 。/m s（5）配水井设计配水井外径为 6m，内径为 4m，井内有效水深，考虑堰上水头和05.9Hm一定的保护高度，取配水井总高度为 6.2m。 1.2.21.2.2 混合工艺设计计算混合工艺设计计算考虑设絮凝池 2 座,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 50 米。进水管采用两条, 设计流量为 Q=98440/24/2=0.557 。3/ms进水管采用钢管,直径为 DN80
5、0,查设计手册 1 册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8m，混合管段的水头损失。小于管50 1.80.091000hiLm式混合水头损失要求为 0.3-0.4m。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器,本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图 1.3。1. 设计参数：采用玻璃钢管式静态混合器 2 个。每组混合器处理水量为 0.557m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m， ，进水管采用两条 DN800 钢管。42. 设计计算：（1）进水管流速 v：据，查水力计算表可知，（手册：1800dmm30.557/Qms1.11/v
6、m s0.81.0m/s；厂家：0.91.2 m/s，基本均在上述范围内） 。（2）混和器的计算:混合单元数取 N=3,则混合器长度为1.11.1 0.8 32.64LDN 混合时间2.642.38/1.11LTm sv水头损失: 2224.44.40.5570.11840.118430.29420.8vQhNNmgD 校核 G：1 59800 0.2941049.11.1 102.38hGsT 。水力条件符合。1049.1 2.382496.82000GT （3）混合器选择：静态混合器采用 3 节，静态混合器总长 4100mm，管外径为 820mm，质量1249kg，投药口直径 65mm。原
7、水管道药剂混合单元体静态混合器管道管式静态混合器管式静态混合器1.2.31.2.3 投药工艺及投药间的设计计算投药工艺及投药间的设计计算1. 设计参数本设计选用硫酸铝为混凝剂，最大投加量为 32mg/L，平均为 25mg/L。5（1）溶液池:溶液池的容积：W1=uQ/417bn=(32*4101.7)/(417*15*4)=5.24m式中混凝剂最大投加量，u32/mg L设计流量，为 4101.7m3/hQ混凝剂的投加浓度，取 15。b每日的投加次数，取 4 次。n溶液池按两个设计，一次使用一个池子，两个池子交替使用。溶液池的平面形状采用正方形，有效水深取 1.3m，则边长为 2.0m。考虑超
8、高为 0.5m。则溶液池尺寸为 LBH2.0m2.0m1.8m。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）溶解池：容积W2=0.3W1=0.3*5.24=1.57m3溶解池建两座，一用一备 交替使用,每日调制两次。取有效水深为 1.0m，平面为正方形形状，边长为 1.5m。考虑超高 0.5m，则池体尺寸LBH1.5m1.5m1.5m。溶解池的放水时间采用，则放水流量为：10mint q0=w2/60t=1.57/(60*10)=2.61L/s查水力计算表：放水管管径采用 DN70，相应流速为 1.34m/s。溶解池底部设管径 DN200
9、 的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以聚乙烯板（防腐） 。投药管的流量为：q=(w1*4*103)/(24*3600)=(5.24*4*1000)/(24*3600)=0.29L/s查水力计算表得，投药管直径为 DN32，相应流速为 0.6m/s。6溶解池的搅拌装置：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。（3）计量泵加药采用计量泵湿式投加，总流量为：W1/12=5.24/6=0.873m3/h=873L/s安装 3 台，两用一备。计量泵型号为 J-Z400/2.5，单台的设计流量为436.5L/s。（4）药剂仓库计算： 药剂仓库
10、与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间 12 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。混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是 40kg,每袋的体积为 0.540.2m3,药剂储存期为 30d，药剂的堆放高度取 2.0m。 硫酸铝的袋数：2 公式为：240.0241000Qu tQutNWW 式中，水厂设计水量，；Q3/mh混凝剂最大投加量，；u /mg L药剂的最大储存期，；t d每袋药剂的质量，；W kg将相关数据代入上式得，N=0.024*(4101.6*32*30)/40)=2362 袋。 有效堆放面积 A：公式为：1NVAHe式中，药剂得堆放
11、高度，；H m每袋药剂得体积，；V 3m堆放孔隙率，袋堆时e20%e 代入数据得：7A=(2362*0.5*0.4*0.2)/(2*(1-0.2)=59m21.2.41.2.4 反应（絮凝）工艺反应（絮凝）工艺: : 折板絮凝池的设计计算：折板絮凝池的设计计算：1. 设计参数设计两座,每座设 2 组,每组设计水量为 0.2785m3/s。两组之间的隔墙厚取200mm，采用三段式，总絮凝时间 18min，第一段为相对折板,第二段为平行折板,第三段为平行直板。絮凝池布置如下图。速度梯度 G 要求由 90s-1减至 20 s-1左右，絮凝池总 GT 值大于 2104。絮凝池与沉淀池合建，为配合沉淀池
12、，单座絮凝池实际宽采用 14m；絮凝池有效水深 H0采用 3.8m。2. 设计计算：（1）第一絮凝区:设通道宽为 1.4m,设计峰速为 0.34m/s,则峰距: 1b,取 0.6m。10.27850.5850.34 1.4bm实际峰速为：。10.27850.332/0.6 1.4vm s谷距: 。2b2120.62 0.3551.31bbcm 折板布置如草图，板宽采用 500mm，夹角 90，板厚 60mm。第一絮凝区布置草图：8侧边峰距:3b34 1 5()6.94 0.65 (0.3550.04)1.26322Bbtcbm 侧边谷距: 431.2630.3551.618bbcm中间部分谷速
13、: 2v20.27850.152/1.4 1.31vm s侧边峰速: 1v10.27850.158/1.4 1.263vm s侧边谷速: 2v20.27850.123/1.4 1.618vm s水头损失计算: 中间部分:渐放段损失:m22221120.3320.15210.50.002222 9.8vv hg渐缩段损失:m2222 1 210.60.332211 0.10.005221.312 9.8vFhFg按图布置,每格设有 12 个渐缩和渐放,故每格水头损失:h=12(0.0022+0.005)=0.0864m。 侧边部分:渐放段损失: m。2222 12 10.1580.12310.5
14、0.0002522 9.8vvhg渐缩段损失: m2222 1 211.2630.158211 0.10.000625221.6182 9.8vFhFg每格共 6 个渐缩和渐放,故 h=6(0.00025+0.000625)=0.0053m。 进口及转弯损失:共 1 个进口,2 个上转弯,3 个下转弯,上转弯处水深 H4 为 0.7 米,下转弯处水深为 H3=1.2 米,进口流速取 0.3m/s。进口尺寸为 0.9m1.0m。9上转弯流速为: ,40.27850.284/1.4vm s下转弯流速: 50.27850.166/1.2 1.4vm s上转弯 取 1.8,下转弯及进口取 3.0,则每
15、格进口及转弯损失之和为:hm2220.2840.1660.30.29040.2480.271.8 23 330.04122 9.82 9.82 9.82 9.8h 总损失:每格总损失: 0.08640.00530.04120.1329hhhhm第一絮凝区总损失: 122 0.13290.2658Hhm第一絮凝区停留时间: 12 1.4 6.9 3.84.39min0.2785 60T第一絮凝区平均 G 值:11 14 11000 0.2658996060 1.029 104.39rHGST （2）第二絮凝区:采用平行折板,折板间距等于第一区的中间部分峰距即 0.6 米。通道宽取 2.0米。布置形式如下图:10中间部分流速为: ,0.27850.232/2 0.6m s可以.侧边峰距 b3:b3=6.9-60.6-70.04=3.02m.由图可知,b3+b
