净水厂设计计算说明书

福州市西区水厂一期扩建工程设计说明书1自然条件1.1地形、地质福州市地处闽江下游福州盆地，盆地总面积约200Km2，四周有鼓山、旗山、五虎山莲花峰等群山环抱。地貌类型以平原为主，地势由西北向东南倾斜，市中心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。市区高程一般为5～15m（黄海高程系），闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害，需沿江、河筑堤。市区主要有两类地质：一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约0.25Mpa；二是淤积、冲积地区为高压缩性土，范围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为0.05～0.08MPa，地下水位高，一般在地面下0.5～2.0m。1.2气象条件福州市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。（1）气温年平均：19.6摄氏度极端最高：41.1摄氏度（1950年7月19日）极端最低：－2.5摄氏度（1940年1月25日）（2）水量年平均：1355.8mm年平均降水天数：151.2天24小时最大降水量：167.4mm暴雨主要出现月份：5～9月（3）霜冻年无霜期326天（4）风常年主导风向为西北风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。平均风速：2.8m/s极大风速：40.7m/s基本风压：0.6KN/m2台风影响本市始于5月，结束于11月中旬，以7月中旬至9月中旬次数最多。（5）湿度年平均相对湿度77%最大相对湿度84%最小相对湿度5%（6）蒸发量年平均蒸发量1451.1mm1.3水文条件闽江是福建省最大河流，水量充沛。闽江在淮安以下分为两支，北支为北港，穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km，平均水面坡降0.15‰，枯水季水面宽150～200m。南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长34.4km，进入河口段经亭江、倌口、琅歧流入东海。闽江流域面积60992Km2，水系全长2959Km，流经36个县、市。根据竹歧水文站1936年至1980年统计资料：闽江下游年平均径流总量为552.7亿m3，1992年7月7日最大洪峰流量30300m3/s，1971年8月30日最枯流量196m3/s，水口电站建成后，水库对洪峰调节作用不显著，最大下泄流量（坝下保证流量）为308m3/s。市区西端洪山桥最高水位8.441m、最低水位1.181m。1.4地震发生情况福州市区位于福建沿海长乐——诏安深大断裂带北段，为中等地震潜在震源区（M＝6级），在未来100年内具有发生大于M＝5.5级以上地震的危险性。在活动断裂带附近地段可能会局部放大地震效应，故在断裂带附近的建筑物除7度地震烈度抗震设防外，还应因地制宜采用有效的构造加强措施。2城市概况2.1城市经济发展情况福州市市福建省省会，我国东南沿海重要的经贸中心之一，国家级历史文化名城，是国务院批准的沿海十四个开放城市之一。福建市中心城范围包括江北的鼓台区、鼓山区、新店区和江南的金山区、建新区、盖山区、城门区、仓山区。1995年市区人口150.3万人，其中中心城区133万人，2000年规划人口166万，其中中心城区144万。改革开放后，福州市城市建设和经济建设发展迅速，1996年以来福州市曾两次调整城市总体规划。为进一步加大改革力度，继续改善投资环境，加强和完善功能建设，使之成为具有坚实基础的全省政治、经济、科技、信息和文化中心。充分发挥侨乡和区位优势，大力发展外向型经济，建设全方位开放的现代化大都市。建设以高新技术为先导，第三产业发达，产业结构合理，具有高效益、高素质的经济格局。形成公共设施配套、基础设施完善、生态环境良性循环、适应对外开放大都市的需要。福州市经济发展计划确定，2000年全市城乡人均各项主要指标水平达到国内先进城市水平，人均国民生产总值比1990年翻两翻多，即国民生产总值达到700亿元（1990年不变价）。1995年中心城GNP达到195.34亿元，人均GNP为14687元。2.2城市用水资料福州市中心城现有六座水厂，实行联网供水，水源均取自闽江，设计供水能力共为74.0万m3/d。其中江北总供水量为60.5万m3/d，江南总供水量为14.0万m3/d。1997年最高日用水量为84.12万m3/d，平均日用水量74.84万m3/d，日变化系数为1.12。现规划建设西区水厂一期扩建工程，设计水量为25万m3/d。水厂出水水压为40~55m，以缓解城市的高峰用水量。3工程方案设计及计算3.1设计依据依据的规范规程室外给水设计规范（GB50013-2006）城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准（GJJ41-91）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-1993）生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）给水排水设计手册第3册城镇给水(第二版)给水排水制图标准（GB/T50106-2001）给水排水设计基本术语标准（GBJ125-89）3.2工艺设计流程的选择水厂的工艺流程采用：原水→混合→絮凝池→沉淀池→过滤池→清水池，在混合之前投加絮凝剂；在清水池之前投加消毒剂。工艺流程图如图1。图1工艺流程图3.3各处理构筑物设计计算3.3.1药剂投配与混合设施混凝剂选用固体硫酸铝混凝剂，设置溶解池与溶液池（2个），并采用压缩空气搅拌调制药剂。1）溶液池容积bnuQW4171取混凝剂最大投加量Lmgu/20，药液浓度%15b，混凝剂每日配制次数2n，水厂设计流量smhmdmQ/89.2/7.6.1041/25333万。带入数据计算得溶液池容积317.16mW按规范，溶液池设置2个，交替使用，每个容积都为37.16m，形状采用矩形，尺寸为：mm15m5高宽长。其中超高为0.2m。2）溶解池容积3120.57.163.03.0mWW溶解池设置1个，形状采用矩形，尺寸为：mm2.12m5.2高宽长，其中超高为0.2m。3）搅拌空气量根据规范，溶解池空气供给强度为)/(1082msL，取)/(102msL；溶液池空气供给强度为)/(532msL，取)/(52msL。溶液池需要的空气量)/(2505)55(221msLnFqQ溶解池需要的空气量)/(5010)25.2(122msLnFqQ需要空气总量)/(3002210msLQQQ根据规范，空去管流速为sm/1510，取sm/12。4）投加方式由于水射器投加法使用方便、设备简单、工作可靠，适用于大中型水厂药剂的投加，所以本次设计采用水射器投加方式，进水压力为Pa5104516.2。示意图见图2。图2水射器投药系统图5）混合方式管式静态混合器设备简单，维护管理方便；不需土建构筑我；不需外加动力设备；混合效果好，适用于各种规模的水厂，所以本次设计混合方式采用管式静态混合器。6）药库与加药间布置方式：采用加药间与药库合并布置，按规范，药剂存储期为15-30天，取30天。3.3.2絮凝池1）絮凝池的选取由于往复式隔板絮凝池絮凝效果好，构造简单，适用于水量大于3万dm/3，的水厂，所以选用往复式絮凝池。设絮凝池数4个，絮凝时间T=20min，池内平均水深2.4m，超高0.3m。廊道内流速采用6档：smvsmvsmvsmv/3.0,/35.0,/4.0,/5.043211smvsmv/2.0,/25.0652）池体的计算总容积：3347260mQtW单池平面面积：213624.243472mnHWf池宽B:按沉淀池长（详见沉淀池计算）算，取B=20.4m。池长(隔板间净距之和)L：mBfL7.17隔板间距：按廊道内流速不同分成6档，对应廊道宽度为na。nnnnvvHnvQa301.04.2436007.1041636001求得ma60.01，取ma60.0'1，则实际流速smav/5.0301.01'1各廊道宽度与流速计算值见表1。表1廊道宽度与流速计算表段数设计流速nv)/(sm廊道宽度man/实际流速)//('smvn计算值采用值10.500.600.600.5020.400.750.750.4030.350.860.900.3340.301.001.000.3050.251.201.200.2560.201.511.500.20每一种间隔采用3条廊道，共18条。水流转弯17次，则实际池长（隔板间净距之和）：maaaaaaL9.17)(3'6'5'4'3'2'1'隔板厚按0.2m计，池实际总长：mLL3.21172.0'03）水头损失的计算按廊道内地饿不同流速分成6段，分别计算每一段的水头损失。第一段：水力半径：mHaHaR27.04.226.04.26.0211111流速系数：1111yRnC粗糙系数n=0.013，15.0)10.0(75.013.05.211nRny计算得1.631C。第一段廊道长度：mBl2.614.20331第一段水流转弯的次数：31S(前5段为3，第6段为2)絮凝池第一段水头损失：121201122lgvgvSh其中为局部阻力系数。取3.00v为转弯处的平均流速smnHaQv/419.02.136001'10带入数据。计算得第一段水头损失：mh095.01其余各段水头损失计算结果见表2。表2各段水头损失计算表总水头损失：mhhn256.04）GT值的计算水密度取3/1000mkg，水动力粘度在20℃时取24/10029.1mskg。所以G值：sthG4660GT值：55200602046GTGT值在541010范围内，满足要求。3.3.3沉淀池1）沉淀池及其参数的选取斜管沉淀池沉淀效率高，占地面积少，本次设计选用斜管沉淀池。根据规范，沉淀池参数设计如下。沉淀池个数设置为4个。液面上升流速smmv/0.3，颗粒沉降速度smm/4.00。采用蜂窝六边形塑料斜管，管厚0.4mm，内切圆直径mmd30，水瓶倾斜角60。进水方式采用长边一侧进水，该边长度与絮凝池宽度相同。进口配水采用穿孔墙配水系统，穿孔流速取sm/1.0；集水系统采用淹没孔集水槽，集水槽中距取1.5m。2）沉淀池池体设计计算①清水区净面积：段数nSnlnR0vnvnCnh1361.20.2670.4190.5063.10.0952361.20.3240.3350.4065.00.0593361.20.3790.2790.3366.60.0404361.20.4140.2510.3067.50.0325361.20.4800.2090.2569.00.0226261.20.5710.1670.2070.80.009nR0v28.240003.0489.2mnvQA斜管占用面积安3%计。实际清水区面积：2'1.24803.1mAA斜管区采用矩形平面尺寸：mm124.20宽长②斜管长计算管内流速：smmvv/46.3sin0斜管长mmdvl638cossin33.1000考虑管段紊流，积泥等因素，过渡段采用250mm。斜管总长mml888638250'按1000mm计。③沉淀池高度依据规范，选取高度参数：采用保护高度0.3m清水区高度1.2m布水区高度1.2m穿孔排泥斗槽高0.8m斜管高度mlh87.0sin'沉淀池总高：mH37.487.08.02.12.13.0④复算管内雷诺数及沉淀时间水力半径：cmdR75.04304运动粘度（按稳定为20℃时计）：scm201.0雷诺数：95.2501.046.375.0Re0Rv满足要求。沉淀时间：min82.428946.310000'svlT在4-8min内。3.3.4滤池1）滤池及其参数的选取均粒滤池（v型滤池）采用均粒滤料，含污能力高，单池面积大，冲洗方式采用气水反洗、