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1、1.1 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1 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）清水池吸水井二级泵站图2 水厂处理工艺流程框图（构筑物）1.2水处理构筑物计算1.2.1配水井设计计算1. 设计参数配水井设计规模为4101.7m3/h。 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：W=QT=4101.7*2.5/60=170.9m（2）
2、进水管管径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）。（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。 堰上水头因单个出水溢流堰的流量为，一般大于100采用矩形堰，小于100采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高取）。矩形堰的流量公式为：式中矩形堰的流量，；流量系数，初步设计时采用；堰宽，取堰宽；堰上水头，。已知，代入下式，有： 堰顶宽度根据有
3、关试验资料，当时，属于矩形薄壁堰。取，这时（在00.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。（4）配水管管径由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为，查水力计算表可知，当配水管管径时，（在0.81.0范围内）。（5）配水井设计配水井外径为6m，内径为4m，井内有效水深，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为6.2m。 1.2.2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 。进水管采用钢管,直径为DN800,查设计手册1册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8
4、m，混合管段的水头损失。小于管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。2. 设计计算：（1）进水管流速v：据，查水力计算表可知，（手册：0.81.0m/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,则混合器长度为混合时间水头损失: 校核G：。水力条件符合。（
5、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。管式静态混合器1.2.3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。（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，设计流量，为4101.7m3/h混凝剂的投加浓度，取15。每日的投加次数，取4次。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。考虑超高为
6、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：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的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，
7、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。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。
8、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：式中，水厂设计水量，；混凝剂最大投加量，；药剂的最大储存期，；每袋药剂的质量，；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：式中，药剂得堆放高度，；每袋药剂得体积，；堆放孔隙率，袋堆时代入数据得：A=(2362*0.5*0.4*0.2)/(2*(1-0.2)=59m21.2.4 反应（絮凝）工艺: 折板絮凝池的设计计
9、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，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: ,取0.6m。实际峰速为：。谷距: 。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：侧边峰距:
10、侧边谷距: 中间部分谷速: 侧边峰速: 侧边谷速: 水头损失计算: 中间部分:渐放段损失:m渐缩段损失:m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。渐缩段损失: m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。上转弯流速为: ,下转弯流速: 上转弯取1.8,下转弯及进口取3.0,则每格进口及转弯损失之和
11、为:m 总损失:每格总损失: 第一絮凝区总损失: 第一絮凝区停留时间: 第一絮凝区平均G值:（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:中间部分流速为: ,可以.侧边峰距b3:b3=6.9-60.6-70.04=3.02m.由图可知,b3+b3+c=3.02m,故侧边谷距b4=b3+c=0.335+1.3325=1.6675m.侧边峰速侧边谷速水头损失计算: 中间部分:一个90弯头的水头损失按图布置,共有18个/每格,则每格水头损失. 侧边部分渐放段损失: 渐缩短损失: 每格共有6个渐缩和渐放,故h=6(0.0001+0.000
12、26)=0.00216m。 进口及转弯损失:共有1个进口,3个上转弯,4个下转弯,上转弯处水深H4为0.7米,下转弯处水深为1.2米,进口流速取定为0.2m/s,进口尺寸为0.8m1.75m,上转弯处流速为,下转弯处流速为: 。上转弯取1.8,进口及下转弯取3.0,则每格进口及转弯损失为:每格总损失为: .第二絮凝区总损失为: 第二絮凝区的停留时间: 平均速度梯度G值: （3）第三絮凝区:本区采用平行直板,板厚为84mm,具体布置见下图:平均流速取0.1m/s,通道宽度为: ,取2.6米。水头损失:共1个进口及5个转弯,流速采用0.1m/s, =3.0,则单格损失为: 。总水头损失为：停留时间
13、为: 平均G值为: （4）各絮凝段主要指标絮凝段絮凝时间(min)水头损失(m)G(s-1)GT值第一絮凝段4.390.2658992.61104第二絮凝段6.280.114454.32.05104第三絮凝段8.160.018419.110.94104合计18.830.398658.556.62104（5）各絮凝区进水孔 第一絮凝区进口流速取，则第一絮凝区进水孔所需面积为：进水孔宽取0.90m，高取1.03m。 第二絮凝区进口流速取，则第二絮凝区进水孔所需面积为：进水孔宽取1.2m，高取1.16m。 第三絮凝区进口流速取，则第三絮凝区进水孔所需面积为：进水孔宽取1.5m，高取1.86m。（6）
14、排泥设施:排泥采用DN200mm穿孔排泥管。1.2.5沉淀工艺设计计算1设计参数：絮凝池设独立的两座，故沉淀池与之相对应，设2座。采用平流沉淀池,每座设计流量为0.557m3/s。按沉淀时间和水平流速计算方法计算。沉淀时间取1.5h,水平流速取12mm/s。2设计计算：（1）池体设计计算：池长L3.6vT=3.6121.5=64.8m,取65m。池平面面积FQT/H=(2050.85*1.5)/3.3=932.2m2池宽B=F/L=932.2/65=14.3m，取14m。实际有效水深为：(2050.85*1.5)/(14*65)=3.3m取超高0.49m。则池深为3.8m。校核: L/B=65/14=4.64,L/H=65/3.31=19.610。中间设两道250mm的隔墙将沉淀池分成三格，每格宽为4
