水质工程课设说明书--净水厂工艺设计计算说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除水质工程学课程设计 班 级姓 名学 号指导教师设计时间 此文档仅供学习与交流目 录水质工程学I课程设计任务书. 1水质工程学I课程设计指导书.3 净水厂工艺设计计算说明书. 5第一节 工艺流程的选择.5第二节 加药间设计. 6第三节 混合设备设计. 7第四节 絮凝池设计.7第五节 沉淀池设计.11第六节 滤池设计.14第七节 加氯池设计.17第八节 清水池设计.18第九节 水厂平面与高程布置.21第十节 地表水一泵站与二泵站设计.22水质工程学课程设计任务书一、 设计任务某城镇生活用水自来水厂二、基本资料1、水厂净产水量 42500 m3/d2、水质资料：水质条件如下： 项目 河 水水库水 浊度 150-1000NTU1050NTU(短时500NTU) 色度 14度 水温 0-270C PH 70 细菌总数 10000个/ml14000个/ml 总大肠菌群 30000个/L35000个/L 总硬度 2mmol/l2.8mmol/l 碱度 0.2mmol/l2mmol/l 嗅和味 微量 其他 符合饮用水标准三、提供设计的自然资料（城市概况）某市一乡镇，供水包括集镇和下属的主要行政村。1、地质条件：，该地区地质上处于沉积平原，中部起伏平缓，地震烈度为7度，地基承载力为100KN/m2。水厂厂址平面为一荒地，地形平坦，地面标高为 7.5m。2、气象资料1） 年平均气温14.2，最高温度39oC，最低温度一152） 年平均降雨量1060毫米，最大年降雨量1535毫米，最小年降雨量542.31毫米3） 主导风向：东南风3、最大冻土深度：100mm4、地下水平均水位：0.51m5、水源状况河流从该镇西边缘穿过，为通航内河，河水位变化较小，水质较好，可作为供水水源河面宽约100米，河床稳定，流量大，自净能力强。常水位0.9m， 最高水位2.56m， 最低水位-0.40m河水外堤地面标高6.0m四、水处理所用材料1、混凝剂：三氯化铁2、消毒剂：液氯3、滤料：石英砂，筛分结果资料：筛号筛孔（毫米）筛的校准孔径（毫米）剩在筛上的砂重经过该号筛的砂重重量（克）百分率121.681.512.597.597.5141.411.2312.485.185.1161.191.0120.464.764.7181.000.923.541.241.2250.710.6423.917.317.3350.500.4911.45.95.9600.25.0.245.60.30.3底盘0.300五、日用水量变化规律小时0-11-22-33-44-55-66-77-8%225272452526435459小时8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16%605846.05565.8534245小时16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24%57558537382422427226B 出厂水压力0.42MPa六、主要参考资料1、水质工程 中建出版社2、室外给水设计规范20063、净水厂设计知识 中建出版社4、给排水设计手册1.3.10.11 中建出版社5、净水厂设计 水利电力出版社6、给排水快速设计手册1 中建出版社7、给水处理工艺设计计算8、给水排水工程设计实训教程机械工业出版社水质工程学课程设计指导书一、内容和深度水质工程学课程设计的目的，在于加深理解所学知识，培养学生运用所学理论和技术知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。二、总的要求（一） 根据任务书中所给资料，设计一座中小型净水厂。要求学生对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后给出水厂平面与高程布置图和某个单项处理机筑物沉淀（澄清）池或滤池的设计图（达到初步设计的深度），并简要写出一份设计说明书和工艺计算书。一、二级泵只作规划不作设计。1、课程设计不要求对设计方案比较，可以按一定经验选择构筑物。2、说明书要用正楷字体书写，图纸要按标准绘制，全部设计文件应装订成册。（二）对设计内容及质量的要求：1、图纸（1）水厂总平面图应按初步设计要求完成，图上应绘出主要净水构筑物、水泵站、清水池及附属房屋建筑、道路、绿化地带及厂区界限等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离。同时绘出各种连络管渠、阀门等。构筑物管道均以单线条表示。管线上应标明管径（渠道断面尺寸）、长度和坡度。图中应绘出图例并加必要说明。注明各生产构（建）筑物及辅助建筑物的名称、数量及主要外形尺寸（或列表以序号表示之）等。（2）水厂高程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面的标高；重要构件及管渠的标高以及原地面与平整后地面标高等。（3）沉淀池或滤池工艺构造应有平面图和剖面图，完成相当于技术设计的图纸构筑物构造图。图中应注明主要工艺尺寸、相互距离、构件及管渠名称及其安装高度。对有关的问题，应作必要说明。图中各构筑物壁及各种管渠皆用双线表示。剖面图应能表示出构筑物内部构造。图中应注明各构筑物之顶、底及水面的标高、各构件及管渠的安装高度、内部地面及外部地面的标高。（4）图中应注明图名及比例。图中文字一律用仿宋体书写。图例的表示方法应符合一般规定和标准。图纸应清洁美观。线条粗细应主次分明。图纸幅面规格：水厂平面图和高程布置图可视情况绘在一张图内，滤池或其他处理构筑物的构造图及平面图规格可采用2号图或3号图。关于图纸的图框尺寸、图标格式按统一格式绘制，剖切线、指北针及图例等画法，可参见净水厂设计知识等。2、说明与计算：应说明水厂净水工艺过程，以及选择构筑物型式的理由，对水厂的总平面布置及高程设计作深入的阐述。应计算药剂投配设备、混合、絮凝池、沉淀（澄清）池、滤池及清水池的主要尺寸。应简要说明消毒设备的选用理由及主要参数。在计算书中，应列出所采用的全部计算公式、计算方法和采用的计算数据并注明资料来源和选用理由，并附相应的计算草图。说明书内容应完整，简明扼要，文句通顺，字迹端正。课程设计的说明书和计算书不再分开写。3、说明书的内容：第一章 总 论11 设计任务及要求12 基本资料第二章 总体设计21 工艺流程的确定22 处理构筑物及设备型式选择（包括混凝药剂种类、投药方法及消毒方法的选择）第三章 净水厂设计31 药剂投配设备的设计32 混合设备的选择与设计33 絮凝设备的选择与设计34 沉淀澄清设备的设计35 滤池的设计计算3-6 消 毒加药量的确定，设备的选择，加药间的布置。37 水厂其他设计清水池的设计计算，泵房设计等。第四章 水厂总体布置对平面布置及高程布置应说明其合理性，以及所存在的问题等。净水厂工艺设计计算说明书第一节 工艺流程的选择一、水厂设计流量水厂净水量Qd=42500m/d，自用水系数=5%Q=1.05Qd=1.0542500=44625m/d=1859.4m/h=0.52m/s2、 工艺流程的选择混凝混凝剂与助凝剂：常用的混凝剂为铁盐和氯盐及其水解聚合物等无机药剂。有机混凝剂主要是一些有机药剂。考虑到设计地区冬季水温较低，为保证混凝效果，选用三氯化铁，其主要优点有：温度适应性较高；适应的PH范围较大；价格较低，使用方便，但成分较复杂，需经化验无毒后方可使用。在冬季低温低浊期，投加活化硅酸作为助凝剂，改善混凝效果。混凝剂采用湿投法，投加和计量设备采用计量泵。混合：常用的有水泵混合、管式混合和机械混合。由于取水泵房距水量变化不大，因此采用管式静态混合器。其优点包括：设备简单，维护管理方便；不需土建构筑物；再设计流量范围内混合效果较好；不需外加动力设备。其缺点是水量变化大时影响混合效果，且水头损失大。絮凝：常用的有隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池、机械絮凝池等。本设计采用网格絮凝池，反应时间短，絮凝效果好，构造简单，使用于水量变化不大的水厂。沉淀目前，常用的沉淀池是平流沉淀池和斜管沉淀池。平流沉淀池操作管理方便，对原水浊度适应性强，处理效果稳定，但占地面积大，一般用于大中性水厂；基于浅池理论诞生的斜板和斜管沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地面积小等优点。故本次设计采用斜管沉淀池。过滤目前，常用的滤池有普通快滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、移动罩滤池、V形滤池、多层滤池等。移动罩滤池机电及控制设备较多，自动控制和维修较复杂，对大型水厂才能体现其优点；虹吸滤池和重力无阀滤池，出水水质不稳定；V形滤池对配水系统精度要求高，增加供气设备，增加基建投资和维修工作量。普通快滤池的出水水质较好且稳定，适用于不同规模的水厂。根据本设计的水厂规模，选用普通快滤池。消毒水的消毒方法很多，包括氯及氯化物消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。加氯消毒操作简单，投加量准确，价格便宜，来源广泛，且在管网中有持续消毒杀菌作用。本设计中原水有机物含量不高，考虑到消毒副产物前驱物已在前几项工艺中基本去除，液氯消毒氯化副产物极低，特别是采用氯后消毒的加氯点，基本不会产生三氯甲烷等有害人体健康的消毒副产物。故仍采用传统的液氯消毒方式。综上所述，确定水厂工艺流程为 三氯化铁水源 一级泵房 静态混合器 网格絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 清水池 吸水井 二级泵房 出水第二节 加药间设计一、混凝剂的种类根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选用三氯化铁为混凝剂，投加浓度c=15%（按商品质量计），最大投加量A=50mg/L，每天调剂2次，采用计量泵（两台，一用一备，轮流使用）湿投，应用自动控制系统。二、混凝剂的投加溶液池分为3格，两用一备，交替使用，其容积为：采用钢筋混凝土结构，形状采用矩形，每格实际尺寸=2.5m1.5m1.5m，有效高度1.0m,超高0.3m，沉渣高度0.2m，每格有效容积为3.75m3。溶解池溶解池容积：W2=（0.20.3）W1 =0.741.12m3，取1.0m3分为3格，两用一备，交替使用，每格有效容积为1m3，有效高度0.5m，超高0.3m，沉渣0.2m， 实际设计尺寸=1.0m1.0m1.0m,池底坡度采用2%，溶解池上沿与溶液池齐平。搅拌设备采用机械搅拌，中心固定式桨板搅拌机，桨叶直径350mm，桨板深度700mm。投药和计量设备本设计采用计量泵投加混凝剂，计量泵每小时加药量为q=0.31m3/h药剂仓库与加药间合并布置，储存量按最大投药量的715d用量计算。混凝剂贮存袋（包）数：N=Q24AT/1000w式中：Q-设计处理水量，m3/d； Q=1859.4m3/d A-混凝剂投加量，mg/L； A=50mg/L T-贮存天数，d； T=15d W-每袋（包）混凝剂质量，kg，每袋25kg则N=1859.4245015/（100025）=1339袋有效堆积面积：A=NV/H(1-e)=13390.02/（2.01-0.2）=15m2，LB=5m3m式中：V-每袋（包）混凝剂所占体积，m3；V=0.02m3 H-堆放高度，m；一般为1.52.0m,取H=2.0m e-堆放孔隙率，袋堆时e=0.2加药间内含溶液池2，溶解池2，还要考虑预留面积、过路面积、药品堆积面积，所以加药间尺寸：LB=12m9m。第三节 混合设备设计在混合阶段，要求混合要快速剧烈，在1030s最多不超过2min内完成。本设计采用管式静态混合器。已知水厂原水管采用两根DN700管道，每条管道设计流量为432.4L/s，设计流速为1.12m/s。根据静态混合器内水头损失公式为n混合单元，取3满足混合要求，因此每根输水管上安装一个DN700内装3个混合单元的静态混合器。第四节 絮凝池设计设计2组平行系统，每组一个絮凝池。一、设计水量 单池流量Q1=Q/2=44625/2m/d=22312.5m/d=929.7m/h=0.258m/s。2、 絮凝池形式及设计参数的确定网格絮凝池絮凝时间短，效果较好，构造简单。竖井内前段和中段流速为0.120.14m/s，末段流速为0.10.14m/s。设计中取V1=0.12m/s。规范规定：絮凝时间一般宜为1220min，取T=14min。池有效水深：H=4m （与斜管沉淀池配套时，有效水深为4m）根据给水排水设计手册（第二版），混合池至絮凝池连接管中设计流速为1.01.5m/s，故每座絮凝池进水管取钢管DN500，v=1.28m/s，1000i=4.21。三、池体的设计 絮凝池有效容积：W=Q1T=0.2581460=216.72m 絮凝池有效面积：A=W/H=216.72/4=54.18m单格竖井中的平面面积：f=Q1/V1=0.258/0.12=2.15m设计单格为矩形，LB=2.25m1.0m因此实际每格面积为2.25 m，由此得到分格数为n54.18/2.25=25格。絮凝池内实际絮凝时间：t=252.254/0.258=872.1s=14.5min絮凝池总高：有效水深4.0m，取超高0.3m，排泥斗深0.85m，则池的总高H=0.3+4+0.85=5.15m池长和池宽内壁厚取0.2m，外壁厚取0.3m，对于一座沉淀池有池长L=+0.3+=6.1m池宽B=+=12.65m过水孔洞和网格的设置絮凝池分为4段，18格为第一段，放置密网格，净空尺寸为50mm50mm，网格层距为0.6m，放置三层；914格为第二段，放置疏网格，净空尺寸为80mm80mm，网格层距为0.6m；1520格为第三段，不放置网格；2123格为第四段，不放置网格。进口流速为0.3m/s,出口0.1m/s。网格采用厚25mm的木板拼装而成，每段竖井间的过孔流速与各段的过网流速相对应。表1 竖井开孔位置及空间尺寸（m）竖井编号1234567孔洞LB1.00.91.00.91.00.91.00.92.250.41.00.91.00.9开孔位置上下上下上下上竖井编号891011121314孔洞LB1.00.91.01.352.250.62.250.61.01.352.250.61.01.35开孔位置下上下上下上下竖井编号1516171819202122孔洞LB1.01.71.01.72.250.761.01.71.01.72.250.761.01.3开孔位置上下上下上下上下232.250.57上第一段网孔尺寸50mm50mm，网孔面积共0.90m过网孔流速V1网=0.258/0.90=0.29m/s （满足0.300.25m/s）取18格竖井连接孔流速为0.29m/s，则孔口面积A1=0.258/0.29=0.89m孔洞宽度取1.0m，则高为0.89/1.0=0.89m，取0.9m，孔洞实际流速为0.29m/s （满足0.300.25m/s）。第五格孔洞宽度取2.25m，则高为0.89/2.25=0.395m，取0.4m，孔洞实际流速为0.29m/s （满足0.300.25m/s）。每个竖井的最大网格层数为（4.0-20.9）/0.6=3.7，设置3层网格.8格共计24层网格。第二段网孔尺寸80mm80mm，网孔面积共1.08m过网孔流速V2网=0.258/1.08=0.24m/s （满足0.250.22m/s）取914格竖井连接孔流速为0.18m/s，则孔口面积A2=0.258/0.18=1.43m孔洞宽度取1.0m，则高为1.43/1.0=1.43m，取1.35m，孔洞实际流速为0.19m/s （满足0.200.15m/s）。第10、11、13格孔洞宽度取2.25m，则高为1.43/2.25=0.636m，取0.6m，孔洞实际流速为0.19m/s （满足0.200.15m/s）。每个竖井的最大网格层数为（4-21.35）/0.6=2.2 设置2层网格。6格共计12层网格。取第三段1520格竖井连接孔流速为0.15m/s，则孔口面积A3=0.258/0.15=1.72m孔洞宽度取1.0m，则高为1.72/1.0=1.72m，取1.7m，孔洞实际流速为0.152m/s 。第17、20格孔洞宽度取2.25m，则高为1.72/2.25=0.764m，取0.76m，孔洞实际流速为0.15m/s 。取第四段2123格竖井连接孔流速为0.10m/s，则孔口面积A4=0.258/0.1/2=1.29m，第21，22格孔洞宽度取1.0m，则高为1.29/1.0=1.29m，取1.3m，孔洞实际流速为0.10m/s 。23格孔洞宽度取2.25m，则高为1.29/2.25=0.573m，取0.57m，孔洞实际流速为0.10m/s。絮凝池的布置如图1所示，图中水流流过竖井的顺序如数字所示，、表示每个竖井的网格层数，絮凝池竖井开孔位置及孔洞尺寸见上表，上孔上缘在池顶面高以下0.6m，下孔下缘与排泥区顶齐平。进出水进水管从第一格进水，管轴在水面以下1.0m。出水至过渡段。高与絮凝池相同，池宽2.0m，出水从过渡段经沉淀池配水花墙进入沉淀池沉淀。四、水头损失计算h=h1+h2=1v12/2g+2=v22/2g1网格阻力系数，1=1.00.9（前1.0，中0.9）2孔洞阻力系数，2=3.0 图1第一段:h1=241.00.29/2g+83.00.29/2g=0.206m第二段:h2=120.90.24/2g+63.00.19/2g=0.064m第三段:h3=63.00.15/2g=0.019m第四段:h4=53.00.10/2g=0.008m总水头损失h=h1+h2+h3+h4=0.297m各段的停留时间第一段:t1=v1/Q=1.501.504.08/0.258=279.07s=4.65min第二段:t2=v2/Q=1.501.504.06/0.258=209.30s=3.49min第三段:t3=v3/Q=1.501.504.06/0.258=209.30s=3.49min第四段:t4=v4/Q=1.501.504.05/0.258=174.42s=2.91min总停留时间T=t1+t2+t3+t4=14.54min五、速度梯度=查表得水：T=15，=999.1kg/m，=1.13910m/sG1=9.80.206/(1.13910279.07)=79.69sG2=9.80.064/(1.13910209.30)=51.29sG3=9.80.019/(1.13910209.30)=27.95sG4=9.80.008/(1.13910139.53)=22.21sG平均=9.80.297/(1.13910837.20)=55.25sG平均T=55.25837.20=4.610满足要求六、排泥系统为了便于冲洗排泥，池底按0.02的坡度坡向沉淀池。采用5根穿孔排泥管，双侧排泥至集泥渠。排泥管直径为200mm，穿孔管池内部分长6.3m。孔眼采取等距布置，排泥均匀度取ms=0.5m。查给排水设计手册得kw=0.72，孔眼直径d=30mm，孔口面积w=0.00071m，取孔距s=0.3m，孔眼数目m=L/S-1=6.3/0.3-1=20个,孔眼向下成45两侧交叉排列。孔眼总面积W0=200.00071=0.0142m穿孔管断面积W=W0/kw=0.0142/0.72=0.0197m穿孔管直径D=4W/=40.0197/=0.158m第五节 沉淀池设计采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。一、设计参数的确定设计两组平行斜管沉淀池，单池流量Q1=1859.4/2m/h=0.258m/s规范规定：斜管沉淀池的表面负荷q=59m/（m/h），取q=7m/（m/h）二、池体计算清水区面积A=Q1/q=929.7/7=132.8m 沉淀池长度和宽度考虑沉淀池与絮凝池宽度配合，池宽采用B=12.05m由此边进水，则有效池长L=A/B=132.8/12.05=11.02m，取11m增加0.5m的无效长度，考虑斜管结构系数为1.03，则沉淀池净出口面积A=（12.05-0.5）11/1.03=123.3m沉淀池高度采用池超高0.5m清水区高度1.5m 斜管区高度1sin600.87m配水区高度1.5m穿孔排泥槽高0.63m则池子总高度H0.5+1.5+0.87+1.5+0.635m 3、 进水系统设计絮凝池与沉淀池连接处设进水孔，进水孔在斜板区下方，为了配水均匀，采用穿孔花墙入流。孔口总面积为A2=Q/v=0.258/0.1=2.58mV孔口流速，一般不大于0.150.2m/s，取0.1m/s每个孔口尺寸为15cm10cm,孔口数为172个，布置成4层，每层43个。进水孔的位置应在斜管以下，沉淀区以上。4、 出水系统设计采用淹没式穿孔集水槽穿孔集水槽设计出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积为A3=Q/v1=0.258/0.6=0.43m设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数为N=A3/F=0.43/0.001256=343个F每个孔口的面积，0.001256m设每条集水槽的宽度为0.4m，间距2m，共设6条集水槽，两边开孔，每条集水槽一侧开孔数为35个，槽长11m，孔间距为30cm。设穿孔集水槽的起端水流截面为正方形，即宽度等于水深，则穿孔集水槽水深与宽度为H1=B1=0.9(0.258/6)=0.26m，为了方便施工，取0.3m集水槽采用淹没式自由跌落，淹没深度取5cm，跌落高度取5cm，槽超高取15cm，则集水槽总高度=0.3+0.05+0.05+0.15=0.55m集水总渠设计集水总渠宽B2=0.8m则集水渠水深：h=Q/vB=1.20.258/(0.60.8)=0.65m（20超载系数）取集水总渠水位基本与集水槽底齐平（差0.20m），既便于水流的流入又可减少水位的降落，则集水总渠高度为0.650.55-0.2=1m，沉淀池出水部分的总水头损失为0.05+0.05+0.1=0.2m。出水管设计设计流量为Q=0.258m/s，根据给水排水设计手册（第二版），沉淀池至滤池连接管路中的滤速为0.61.0m/s，流速宜取下限，故出水管选用DN700，v=0.68m/s,1000i=0.849。5、 沉淀池斜管选择斜管长度一般为0.81.0m，取1.0m，斜管管径一般为2536mm，取30mm，斜管为蜂窝六边形聚丙烯材料，厚度为0.40.5mm，斜管水平倾角60。六、排泥系统计算 采用穿孔排泥管沿池长11m方向共设6个V型排泥槽，槽高0.63m，槽边倾角约45，排泥管中心间距1.8m，排泥管上安装快开阀门，单侧排泥至集泥渠。排泥管有效长度6.3m，穿孔排泥管作用水头H0=4.37m。穿孔管直径D=1.68dL=1.680.036.3=0.127m，取排泥管直径为200mm，孔眼向下成45角两侧交叉排列。孔眼采取等距布置，排泥均匀度取0.5m，查给排水设计手册，得kw=0.72，取单侧孔距s=0.20m，孔眼数目m=L/s-1=30.5，设计采用30个。穿孔排泥管直径200mm，其断面=d2/4=0.0314m，作用水头为4.37m取沿程阻力系数=0.03，管长6.3m局部阻力系数：进口 1=0.5，出口 2=1.0，闸阀 3=0.15，弯头 4=0.72， =2.37流量系数=1/（1+l/d+）=1/（1+0.036.3/0.2+4.74）=0.42m排泥流量为总排泥量为q总=5q泥=0.55m/s排泥渠排泥渠与反应池排泥渠相连，采用渠宽0.7m，渠水深0.5m，保护高度0.3m，排泥渠设于反应池两侧，渠上设水泥盖板。七、设计校核雷诺数水力半径R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm斜管内流速V2=Q/Asin60=0.258/（124.9sin60）=0.0024m/s=0.24cm/s当水温t15时，水的运动粘度1.13910m/s=0.01139cm/s雷诺数为Re=V2R/=0.240.75/0.01139=15.80500弗劳德数Fr=V2/Rg=0.24/(0.75981)=7.810Fr介于0.00010.001之间，满足要求斜管中的沉淀时间：t=l/v=1000/2.4=416.7s=6.9min （满足48min）沉淀池中的总停留时间：T=12.05111.5/（0.25860）+6.9+12.05111.5/（0.25860）=32.6min第六节 滤池设计本水厂采用普通快滤池进行过滤，根据用水量的情况，采用6个构造相同的普通快滤池成双行对称布置，每侧3个滤池。一、设计参数设计流量Q=44625m/d=1859.4m/h=0.52m/s规范规定：采用单层细砂级配滤料，石英砂粒径为1.2mm，d10=0.55mm，膨胀率45%；冲洗强度为1215L/(sm），取q=15L/(sm)。 冲洗时间为57min,取6min=0.1h。正常滤速79m/h，取8m/h，强制滤速912m/h。滤池工作时间为24h，冲洗周期为1224h，取24h。二、滤池面积及尺寸每个滤池的实际工作时间 T=24-0.124/24-0.1=23.8h（式中只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水时间） 图2滤池的总面积 :F=Q/vT=44625/(823.8)=234m 采用滤池6个，每个滤池的面积 f=F/N=38.7m采用滤池尺寸L=8m，B=5m，L/B=1.624，滤池实际面积40m，实际滤速v=44625/（23.8406）=7.8m/h。当一座滤池检修时，校核强制滤速v=nv/(n-1)=7.86/5=9.4m/h （满足912m/h）三、滤池高度支承层高度H1：采用大阻力配水系统，取1.1m滤料层高度H2：采用0.7m砂面水深H3：一般为1.52.0m，采用2.0m保护高度H4，采用0.3m每格滤池的总高度为 H= 1.1+0.7+2.0+0.3=4.1m四、配水系统的计算(单个滤池)采用大阻力配水系统，其配水干管采用方形断面暗渠结构，如右图。配水干管干管始端流量 q干=fq=1540=600L/s,采用钢管DN800（干管埋入池底，顶部开孔布置）。 干管进口处流速v=1.19m/s （满足1.01.5m/s） 图3配水支管支管中心间距采用0.250.30m,取a支=0.25m每池支管数 n支=2L/a支=28/0.25=64根；每根支管入口流量 q支=q干/n支=600/64=9.4L/s,采用钢管DN80，始端流速v支=4q支/ d支=1.89m/s （满足1.52.0m/s）支管孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比为0.2%0.25%，采用K=0.25%孔眼总面积 F孔=Kf=0.25%40=0.1m=100000mm采用孔眼直径912mm,取 d孔=10mm孔眼总数 N孔=F孔/f孔=0.1/0.78510=1274个每根支管孔眼个数（分两排交错排列）为n孔=1274/64=20个，支管孔眼布置两排，与垂线呈45角向下交错排列。每根支管长度：L=（5-0.8）/2=2.1m每排孔眼中心距:a孔=2l支/n孔/2=22.1/10=0.41m孔眼水头损失支管壁厚=5mm，流量系数=0.68 水头损失复核配水系统支管长度与直径之比不大于60，l支/d支=2.1/0.08=26.2560，符合条件。孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则F孔/（n支f支）=0.1/(64/40.08)=0.310.5，符合条件。五、洗砂排水槽洗砂排水槽中心间距1.52.0m，采用a=1.8m（1.52.1）排水槽根数 n=8/1.8=4.4根,取4根排水槽长度 l=B=5m每槽排水量 q=q/4=600/4=150L/s采用三角形标准断面（如图）。槽中流速采用v=0.6m/s。横断面尺寸 图4排水槽底厚度，采用=0.05m砂层最大膨胀率 e=45%砂层厚度 H2=0.7m洗砂排水槽顶距砂面高度 He=eH2+2.5x+0.075=1.065m，取1.07m洗砂排水槽总平面面积 F0=2xl0n0=20.2554=10m校核排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则F0/f=10/40=25%25%六、滤池的各种管渠计算进水进水总流量:Q=44625m/d=0.516m/s进水渠断面：渠宽B1=0.8m，水深为0.6m，渠中流速v1=1.08m/s （满足0.81.2m/s）各个滤池进水管流量：Q2=0.516/6=0.086m/s进水管采用钢管DN325，流速v2=0.99m/s （满足0.81.2m/s）冲洗水冲洗水总流量：Q3=fq=1540=600L/s冲洗水管采用DN600，流速为v3=2.05m/s （满足2.02.5m/s） 清水清水总流量 Q4=Q1=0.516m/s每个滤池清水管流量 Q5= Q2=0.086m/s采用钢管DN300，流速为v4=1.18m/s （满足1.01.5m/s）排水排水总流量 Q6= Q3=0.6m/s排水渠断面与进水渠断面相同，便于布置。渠中流速v6=1.25m/s （满足1.01.5m/s）每个滤池排水管管径DN800，v5=1.19m/s （满足1.01.5m/s）冲洗水箱冲洗时间 t=6min冲洗水箱容积可按单个滤池冲洗水量的1.5倍考虑，水深不宜大于3m。 W=1.5qft=1.51540660/1000=324m取水深2.53m，则圆形水箱直径为水箱底至滤池配水管间的沿途局部水头损失之和h1=1.0m配水系统水头损失 h2=3.97m承托层水头损失 h3=0.022H1q=0.198m滤料层的水头损失 安全富余水头采用 h5=1.5m冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面 H0=h1+h2+h3+h4+h5=1+3.97+0.198+0.68+1.5=7.35m，取7.4m。 第七节 加氯间设计一、加氯点的选择本设计选用滤后消毒的消毒方式，加氯点位于清水池之前。二、加氯量的计算滤后消毒的加氯点选在清水池前，最大投氯量原水加氯为a=1.02.0mg/L，取a=1.5mg/L，加氯点在加药点前；滤后水加氯量为a=0.51.0mg/L，加氯点在清水池前，氯与水接触时间不少于30min，出厂水中游离氯不少于0.3mg/L，管网末梢游离余氯不低于0.05mg/L原水加氯时 滤后水加氯时 总加氯量 三、加氯设备的选择1、选用ZJ-II型转子真空加氯机3台，两用一备，每台加氯量为0.59kg/h，尺寸BH=330mm370mm，加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，三台之间净间距0.8m。2、储氯量按715d用量考虑 G=15244.74=1706.4kg选用容量1000kg液氯钢瓶四只（两用两备），其外形尺寸为直径800mm，长度2020mm，液氯钢瓶就放置在加氯间。四、加氯间和氯库的布置水厂所在地主导风向为东南风，加氯间与加药间合建，中间用墙分开，设在水厂的西北部。加氯间和氯库建筑面积为4.5m9.0m，氯库内设电子地磅一台，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便，磅秤输出20mADC信号到值班室，指示余氯，并设置报警器达余氯下限时报警。加氯间外布置防毒面具，抢修材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN32的给水管，水压大于30mH2O，供加氯机投药用，同时接出一根DN25给水管，通向氯瓶上空。第八节 清水池采用两组平行清水池1、 清水池平面尺寸确定清水池的容积 清水池中除储存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产自用水量清水池有效容积W（m）等于 W=W1+W2+W3+W4式中 W1-调节容积（m），取供水量的10%，W2-消防储水量（m），按2h火灾延续时间计算，查有关资料得：城镇人口0.5，满足要求导流墙底部每隔2m开一个流水孔，尺寸为1000mm1000mm， 便于排泄洗池废水。为防止氯的腐蚀导流墙采用防腐材料。通风管 为使清水池进、出水量交替和适应水位高低变化的需要，清水池顶上设置通风管，通风管在数量上要拥有吞吐足量空气的能力，促使空气流通。设置6个通气孔，孔径为300mm。通气孔中的通气管，管口高出池顶覆土面700mm及1200mm，气孔上有防护网以防蛇虫、蚊蝇闯入，其构造还应避免雨水的进入。人孔人孔位置一般都靠近溢流水管和出水管处，以便于管道安装和水池的维护。每池设置2个人孔（检修孔），孔径dj为1200mm。为人和池内管道、设备等进出水池的通道。人孔上缘要高出水池覆土面一定距离（取300mm），以防止脏水漏入，人孔安装有可以锁栓的盖板。扶梯与人孔配套设置，直立靠壁安装，采用不锈钢梯。水位标示选用智能超声波液位计，型号：CLS-501，里程：08m，精度0.5。水位仪将水位直接传示到二级泵房值班室及水厂中控室，并有水位报警装置，以利生产调度。因为最大冰冻深度只有100mm，且清水池大部分在地面上，故不考虑覆土。表2 主要构筑物一览表序号名称尺寸（mm）数量1一泵及配电16000900012网格絮凝池16250610023斜管沉淀池126501100024普快滤池222001620015清水池356003060026加药间12000900017加氯间9000450018二泵及值班16000900019吸水井80003000110综合办公楼2500012000111食堂100008000112运动场2100020000113宿舍1500010000114石英砂堆场140008000115机修间100007000116仓库1500010000117传达室40004000118车库2000015000119浴室和锅炉房80006000120泥木工间50004000121水表修理间600050001第9节 水厂平面与高程布置一、平面布置高程布置应充分利用原有地形坡度。构筑物间距宜紧凑，但应满足构筑物和管线的施工要求。构筑物布置应注意朝向和风向。生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回。生产构筑物与水厂附属构筑物宜分别集中布置。水厂处理构筑物高程布置应充分利用原有地形坡度，各构筑物应采用重力流。二、高程布置管路中水头损失为粗估，都计为0.5m。絮凝池、沉淀池底面高程一样。表3 管线的水头损失及流程标高计算（相对标高）各部分水位及水头损失名称水头损失水位标高/m连接管