净水厂毕业设计

- 1 - 1 - 课课程程设计设计用用纸纸 一.基础资料 1.1 工程设计背景 某市位于广东省中南部，北接广州，南连深圳，是近年来珠江三角洲经济发 展和城市化进程较快的地区。近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城 市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长， 原有水处理厂的生产能力已不能 满足要求，对经济发展和人民生活造成了严重影响，为缓解这一矛盾，经市政府 部门研究并上报请上级主管部门批准，决定在东江南支流南岸、鳌峙塘新建一座 给水处理厂。 1.2 设计规模 该净水厂总设计规模为（10+M）104m3/d（M 为学生学号的个位数字） 。 征地面积约 40000m2，地形图见附图。 1.3 基础资料及处理要求 1.3.1 原水水质 原水水质的主要参数见表 1。 东江原水水质资料表 1 序序 项目单位数值项目单位 号号 1浑浊度度54.213锰mg/L 2细菌总数个/mL28014铜mg/L 3总大肠菌群个/L920015锌mg/L 4色度色度单位2016BOD5mg/L 5嗅和味-17阴离子合成剂mg/L 6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L 7pH7.3719氨氮mg/L 总硬度 8mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L (CaCO3) 9总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L 1 1 / 3333 数值 0.07 0.01 0.05 1.96 - 107 3.14 0.055 1.15 - 2 - 2 - 课课程程设计设计用用纸纸 mg/L mg/L mg/L 15.2 13.3 0.17 22 23 耗氧量 溶解氧 mg/L mg/L 2.49 6.97 10氯化物 11硫酸盐 12总铁 1.3.2 地址条件 根据岩土工程勘察报告， 水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂 大量的块石，平均厚度为 5 米左右，最大层厚达 9.4 米，该土层结构松散，工程 地质性质差， 未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑 物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理 .桩体填充物 为碎石，碎石粒径为 25CM，桩径为 400 毫米，桩孔距为 1M，按梅花形布置。 1.3.3 气象条件 项目所在地属于亚热带海洋性气候，阳光充足，雨量充沛，多年平均气温 22，绝对最高温度 38.2(94.7.2)，绝对最低温度0.5(57.2.11)，年平均霜冻 日 3.6 天，最多 10 天。年平均日照时数 1932 小时，年平均降雨量 1788.6mm， 日最大降雨量 367.8mm(81.7.1)，年平均相对湿度 79。 1.3.4 处理要求 出厂水水质指标满足生活饮用水卫生标准 （GB57492006）的相关要求 。 2. 2.水厂选址水厂选址 水厂选址的原则： 1） 厂址应选择在工程地质条件较好的地方； 2） 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施； 3） 水厂应少占农田或不占农田，并留有适当的发展余地； 4） 水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价； 5） 当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物在 一起。 2 2 / 3333 - 3 - 3 - 课课程程设计设计用用纸纸 二二. .设计水质水量计算设计水质水量计算 2.12.1 设计水质设计水质 给 水 处 理 过 程 设 计 出 厂 水 水 质 应 满 足 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 （GB5749-2006）中检测项目指标要求，生活饮用水水质应符合下列基本要求： 水中不应含有病原微生物，水中所含化学物质及放射性物质不应危害人体健康， 水的感官性状良好。 2.22.2 设计水量设计水量 设计水量Q 10M10410710417104m3d 三三. .工艺流程和构筑物形式的选择工艺流程和构筑物形式的选择 3.13.1 工艺流程的选择工艺流程的选择 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲， 地下水只需要经消毒处理即可；对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除 锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、 过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。 根据上述要求，本设计选择“原水混凝沉淀过滤消毒” 的处理工艺。 3 3 / 3333 - 4 - 4 - 课课程程设计设计用用纸纸 3.23.2 构筑物形式的选择构筑物形式的选择 根据已选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反应池选用折板反 应池，沉淀池选用平流沉淀池，滤池选用普通快滤池，采用加氯消毒。 四四. .给水处理构筑物设计计算给水处理构筑物设计计算 4.14.1 混凝药剂的选择混凝药剂的选择 4.1.14.1.1 混凝剂投量计算混凝剂投量计算 m3d；采用精制硫酸铝，根据原水水质，设计中取日处理水量Q 170000 参 考 当 地 某 厂 ， 单 位 混 凝 剂 最 大 投 量 最 大 取a 61.3mg L， 平 均 取 a 38.0mg L。 当 a 取 61.3 mg/L 时： 日混凝剂投量T 当 a 取 38 mg/L 时： T aQ38 170000 6460 kg d 10001000 aQ61.3 170000 10421kg d 10001000 4.1.24.1.2 水的水的 pHpH 和碱度的影响和碱度的影响 （1）水的 pH 和碱度的影响 硫酸铝除浊的最佳 pH 值范围在 6.57.5 之间，在此范围内，主要存在形 态是高聚合度氢氧化铝，其对胶粒具有十分优异的聚合作用。由于硫酸铝水解过 程中不断产生H，而导致水的 pH 值下降。为使 pH 值保持在最佳范围内，应使 水中具有足够的碱性物质与H中和。当原水碱度不足或硫酸铝投量多时，会使 水的 pH 值大幅下降并影响硫酸铝继续水解。为此，需向水中投加碱剂，通常投 加的碱剂为CaO。 4 4 / 3333 - 5 - 5 - 课课程程设计设计用用纸纸 （2）石灰投量计算 由水质资料知，原水中碱度为47.5 mg/L，即为47.5mg LCaO，相当于 47.5 0.85mmol L 56 精制硫酸铝投量为 61.3 mg/L，市售石灰纯度为 50%。 mg L投药量折合Al 2O3 为61.329.8%18.28 Al 2O3 分子量为 102，投药量相当于 18.28 0.179mmol L。 102 设计中取保证反应顺利进行的剩余碱度 0.312mmol L，则 CaO 3ax 30.179-0.850.45 0.14mmol L CaO分子量为 56，则市售石灰投量为0.14 56 15.7mg L。 0.5 4.1.34.1.3 混凝剂的配制和投加混凝剂的配制和投加 （1）混凝剂投加方法 混凝剂投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。 （2）混凝剂调制方法 混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用 于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝 剂。 （3）溶液池容积 设计中取混凝剂的浓度b 15%，每日调制次数n 2次，混凝剂最大投加量 a 61.3mg L ，设计处理水量Q 7083m 3h ，则 溶液池容积 W 1 aQ61.37083 34.71m3 417bn417 215 m，高度 溶液池采用钢筋混凝土结构，单池尺寸为 LBH 63.52.3 中包括超高 0.3 m，沉渣高度 0.3 m。 3W 63.51.7 35.7m 1 溶液池实际有效容积满足要求。 池旁设工作台， 宽 1.01.5m， 池底坡度为 0.02。 底部设置 DN100mm 放空管， 采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释 用给水管 DN80mm 一条，于两池分设放水阀门，按 1h 放满考虑。 （4）溶解池容积 W 2 0.28W 1 0.2834.71 9.7m3 5 5 / 3333 - 6 - 6 - 课课程程设计设计用用纸纸 溶解池尺寸为 L B H 2.1m2.1m2.7m ，高度中含超高 0.3m，底部沉渣 高 0.2m。为操作方便，池顶高出地面 0.8m。 3 溶解池实际有效容积 W 2 2.12.12.2 9.7m 溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设 0.02 坡度，设 DN100mm 排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径 DN80mm，按 10min 放慢溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。 （5）溶解池搅拌设备 溶解池采用机械搅拌，搅拌桨为平桨板，中心固定式，搅拌桨板安装见图 1。 图 1溶解池搅拌机示意图 搅拌设备查给水排水快速设计手册第一册表 7-6，适宜本设计的参数列 于表 1 中。搅拌设备应进行防腐处理。 搅拌设备参数表表 1 表 1 溶解池尺池深桨叶直桨板深H1HE搅拌机重 寸H(m)径度(mm)(mm)(mm)量 BB(m)D(mm)L(mm)（kg） 2.12.12.27501200100330/200 （6）投加方式 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。 重力投加方式有泵前 6 6 / 3333 - 7 - 7 - 课课程程设计设计用用纸纸 投加和高位溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。 （7）计量设备 计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。设计采用耐酸 泵与转子流量计配合投加。 计量泵每小时投加药量q W 1 34.71 2.89m3h 1212 耐酸泵型号 25F-25 选用二台，一用一备。 25F-25 型耐酸泵参数：流量为 1.983.96 m3/h、扬程为 26.824.4m、转 数为 2960 转/分、配套电机功率 1.5kW，生产单位石家庄水泵厂。 4.1.44.1.4 石灰乳的制备和投加石灰乳的制备和投加 （1）石灰乳的计量方法 石灰计量投加的方式有干法计量和湿法计量两种。根据采用的石灰乳配制 方法，采用湿法计量。 （2）计量设备 石灰投量的计量设备有计量泵和水射器等。 （3）石灰乳投量 石灰乳投加浓度要求不超过4%，设计中取3.87%，则每升石灰乳内含 CaO30g。根据原水碱度影响计算，市售石灰投量为15.7mg/L，则每小时设计处 理水量所需CaO量为: 15.7 7083 111.2 kg 1000 111.2 3.71m3则石灰乳量为 30 选 JD-6000/6.3 型计量泵，电机功率 4kW。 4.1.54.1.5 加药间及药库加药间及药库 （1）加药间 各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣 管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头 DN25mm。为便于冲洗水集流， 地坪坡度0.005，并坡向集水坑。 （2）药库 药剂按最大投加量的 30d 用量储存。 硫酸铝所占体积 a61.3 T 30 Q 30 170000 30 312630 kg 312.6 t 10001000 硫酸铝相对密度为 1.62，则硫酸铝所占体积为：312.6/1.62=193.0 m3 7 7 / 3333 - 8 - 8 - 课课程程设计设计用用纸纸 设计中取石灰投加量a15.7mg L，则 a15.7 Q30 17000030 80070kg 80.1t石灰所占体积T 10001000 30 石灰相对密度为 3.40，则其所占体积为：80.1/3.40=23.6 m3 两种药剂合计所占体积为：193.0+23.6=216.6 m3 药品堆放高度按 2.0m 计（采用吊装设备） ，则所需面积为 108.3 m2 考虑药剂的运输、搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面 积按药品占有面积的 30%计，则药库所需面积为 108.31.3=140.79 m2，设计中取 140 m2。 药库平面尺寸取：10.014.0 m。 库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为 DX0.5-10-20。 4.24.2 机械混合池机械混合池 4.2.14.2.1 有效容积有效容积 取混合时间T 0.5min，池数 n=2 个，则 QT70830.5 W 29.51 m3 60n602 机械混合池尺寸及有关参数选定： 直径：D 3.1m 水深：H 1 3.1m m池总高：H H 1 0.45超高 3.55 1.53.0m s，设计中取3.0m s搅拌器外缘速度：v 3.0m s一般采用 2 D 2.07m，设计中取 2.0 m 3 搅拌器宽度：B 0.1D 0.31m，设计中取 0.3 m 搅拌器层数：因H : D 1.2 1.3，设计中取一层 搅拌器叶数：Z 4 搅拌器直径：D 0 搅拌器距池底高度：0.5D 0 1.0m 8 8 / 3333 - 9 - 9 - 课课程程设计设计用用纸纸 4.2.24.2.2 搅拌器转速搅拌器转速 60v603.0 28.6r min D 0 2.0 n 0 4.2.34.2.3 搅拌器角速度搅拌器角速度 2v23.0 3.0rad s D02.0 4.2.44.2.4 轴功率轴功率 取阻力系数c 0.4，搅拌器层数B 1层，搅拌器半径R01.0m，则 N 2 c 3ZBR 0 4 408g 10003.03411.04 0.410.80kW 4089.8 4.2.54.2.5 所需轴功率所需轴功率 取水的动力黏度1.02910-4P a s，速度梯度G 730s1，则 1.02910-429.516002 N 1 10.7 kW 102102 WG2 N 1 N 2 ，满足要求。 4.2.64.2.6 电动机功率电动机功率 取传动机械效率 n 0.85，则 n 机械混合池计算各部分尺寸示意如图 2 所示。 9 9 / 3333 N 3 N 2 10.80 12.71kW 0.85 - 10 - 10 - 课课程程设计设计用用纸纸 图 2机械混合池示意图 4.34.3 折板反应池折板反应池 4.3.14.3.1 设计水量设计水量 水厂总设计规模为 170000 m3/d，折板絮凝池分为两个系列，每个系列设计 水量为： 7083 Q 3541.5m3h 0.984m3s 2 4.3.24.3.2 设计计算设计计算 折板絮凝池每个系列设计成 4 组。 （1）单组絮凝池有效容积 取絮凝时间T 12min，则 3541.5 V QT 12 177 m3 460 （2）取有效水深H 3.50m，单组池宽B 7.0m，则 1010 / 3333 - 11 - 11 - 课课程程设计设计用用纸纸 V177 7.2m HB3.507.0 絮凝池长度方向用隔墙分成 3 段，首段和中段格宽均为 1.0m，末段格宽为 2.0m，隔墙后为 0.15m，则絮凝池总长度为： L 7.250.15 7.95m （3）各段分格数 与平流沉淀池组合的絮凝池池宽为 28.0m，用3 道隔墙分成 4 组，每组池宽 为 L mB28.030.154 6.8875 首段分成 10 格，则每格长度L 1 : mL 1 26.8875-40.1510 1.26 首段每格面积f 1 1.01.26 1.26m2 0.246 0.195m s 1.26 中段分为 8 格，末段分为7 格，则中段、末段的各格格长、面积、平均流速 分别为： 通过首段每格的平均流速v1 L 2 1.61m，f 2 1.61m sm2，v 2 0.153 m sL 3 0.86m，f 2 1.72m2，v 3 0.143 （4）停留时间计算 s 2.99min首段停留时间T 1 103.500.195179.5 s 3.05min中段停留时间T 2 83.500.153183.0 末段停留时间T 3 73.500.143171.3s 2.86min 实际总停留时间T T 1 T 2 T 3 2.993.05 2.86 8.90min （5）隔墙空洞面积和布置 水流通过折板上、下转弯和隔墙上过水孔洞流速，首、中、末段分别为 0.3m/s、0.2m/s 和 0.1m/s，则水流通过各段每格格墙上孔洞面积为： f k 1 0.246 0.82m2 ，取 0.8 m2，孔宽 1.0 m，则孔高为 0.8 m， 0.3 0.246 0.308m s 0.8 1v 实际通过首段每格格墙上孔洞流速 k 1111 / 3333 - 12 - 12 - 课课程程设计设计用用纸纸 f k 2 0.246 1.23m2，取 1.2m2，孔宽 1.0m，则孔高 1.2m， 0.2 2v k 实际通过中段每格格墙上孔洞流速 0.246 0.205m s 1.2 f k 3 0.246 2.46m2 ，取 2.5m2，孔宽 2.0m，则孔高 1.25m， 0.1 3v k 实际通过末段每格格墙上孔洞流速 0.246 0.098m s 2.5 孔洞在格墙上上、下交错布置。 （6）折板布置 折板布置首段采用峰对峰，中段采用两峰相齐，末段采用平行直板。折板间 距采用 0.4m。 折板长度和宽度各段分别采用 2.0m0.6m、1.50m0.6m 和 1.50m0.6m。 （7）水头损失计算 相对折板 取谷处流速v 2 0.27m s ，峰处流速 v 1 0.14m s ，则 2v 1 2v 2 0.272-0.142 0.00136m 折板渐放段水头损失 h 1 0.5 2g 0.5 29.8 取相对峰的断面积F 1 0.56m2 ， F 2 1.06m2 ，则 渐缩段的水头损失 2 2 2 F 1 v2 0.56 0.14 h 2 10.1 m F 2g 10.1- 1.06 29.8 0.00082 2 取上转弯阻力系数 3 1.8 ，下转弯或孔洞阻力系数 3 3.0 ，转弯或孔洞流 速 v o 0.304m s ，则转弯或孔洞的水头损失 2v o 0.3042 h i 3 1.8 0.00848m （上转弯时） 2g29.8 2v o 0.3042 h i 3 3.0 0.014m （下转弯或孔洞时） 2g29.8 折板水流收缩和放大次数n 40 ，则首段相对折板总水头损失 1212 / 3333 - 13 - 13 - 课课程程设计设计用用纸纸 h nh hh 12i 100.008480.014 0.312 400.001360.00082m 平行折板 取板间流速v 0.16m s ，则 v20.162 折板水头损失h 0.6 0.6 0.00084m 2g29.8 取转弯或穿过孔洞时流速vi 0.203m s ，则转弯或孔洞时水头损失 2v i 2 0.203 h i 3 1.8 0.00378m （上转弯时） 2g29.8 v i 2 0.2032 m （下转弯或孔洞时） h i 3 2g 3.0 29.8 0.0042 取 90转弯次数n 24 ，则平行折板总水头损失 h nhh 平行直板 i 0.084 240.0008480.003780.0042m 取平均流速v 0.101m s ，则 2v20.101 转弯水头损失h 3 3.0 0.00156m 2g29.8 m h nh 70.00156 0.011 折板絮凝池总水头损失 h Z 相对折板平行折板平行直板 0.3120.0840.011 0.407m （8）G 值和 GT 值 首段 G 值和 GT 值 取首段水头损失h 1 0.312m ，水的动力黏度 601.00510-3P a s ，反应 时间T 2.99min，则 首段速度梯度 G 1 h 1 10000.312 1 42s 60T601.00510-32.99 G 1T1 422.9960 7534.8 1313 / 3333 - 14 - 14 - 课课程程设计设计用用纸纸 中段和末段 G 值和 GT 值分别为： .2G 2 21.4s1 ， G 2T2 3916 .8G 3 8.0s1 ， G 3T3 1372 折板絮凝池总 G 值和 GT 值 G 10000.407 1 27.5s 601.00510-38.90 4GT 27.5608.90 1.510 4.3.34.3.3 折板絮凝池布置折板絮凝池布置 在絮凝池各段每格隔墙底部设 200mm200mm 排泥孔，池底设2.0%坡度，坡 向沉淀池，在过渡段设排泥管，管径 DN200。折板絮凝池布置如图 3。 图 3折板絮凝池布置 4.44.4 平流沉淀池平流沉淀池 4.4.14.4.1 设计流量设计流量 取沉淀池个数 n 4 ，则 1414 / 3333 - 15 - 15 - 课课程程设计设计用用纸纸 170000 1770.9 m3h 0.492m s 244 Q 4.4.24.4.2 平面尺寸计算平面尺寸计算 （1）沉淀池有效容积 取停留时间T 2.0h，则 3V QT 3541.72.0 7083.4 m （2）沉淀池长度 取水平流速 v 0.011m s ，则 （3）沉淀池宽度 取沉淀池有效水深 L 3600vT 3600 0.0112 72 m h 3.3m ，则 B V7083.4 14.91m ，设计中取 14m。 Lh1443.3 沉淀池长宽比 L B 72 14 5.1 4 ，满足要求； 长深比 L h 72 3.3 21.8 10 ，满足要求。 复核沉淀池中水流的稳定性： Bh 143.3 46.2 m2 水流断面积， 湿周 B 2h 14 23.3 20.6 m ， 46.2 2.2m 20.6 则水力半径 R v20.022 弗劳德数 F r Rg 2.29.8 0.00002 ，介于 0.00010.00001 之间，满足 要求。 4.4.34.4.3 进出水系统进出水系统 （1）沉淀池的进水部分设计 沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式。取孔口流速 v1 0.2m s ，则 1515 / 3333 - 16 - 16 - 课课程程设计设计用用纸纸 孔口总面积 A Q0.984 4.92m2 v 1 0.2 每个孔口的尺寸定为 15cm8cm，则孔口数为 410 个。 取局部阻力系数 2 ，则 v 1 2 0.22 m 进口水头损失 h 1 2g 2 29.8 0.004 可以看出， 计算得出的进水部分水头损失非常小， 为了安全， 此处取为 0.05m。 （2）沉淀池的出水部分设计 沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。 3 md，则 q 350m 取溢流堰的堰上负荷 溢流堰的总堰长 l Q3541.724 243m q350 出水堰采用指形堰，共5 条，双侧集水，汇入出水总渠，其布置如图4 所示。 图 4平流沉淀池平面示意图 出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化。 取渠道宽度 b 0.9m ，则 出水渠起端水深 h 2 1.733 Q0.984 3 1.73 0.86m gb29.80.92 出水渠道的总深设为 1.1m，跌水高度 0.24m。 渠道内的水流速度 v 2 Q0.984 1.27 m s bh 2 0.90.86 沉淀池的出水管管径初定为 DN1100mm，此时 4Q40.984 v 3 1.04 m s 管道内的流速 D21.12 （3）沉淀池放空管 1616 / 3333 - 17 - 17 - 课课程程设计设计用用纸纸 t 2h 取放空时间，则 0.7BLh0.50.7151443.30.5 0.62m 放空管管径 d t23600 设计中取放空管管径为 DN700mm。 （4）排泥设备选择 沉淀池底部设泥斗，每组沉淀池设 8 个污泥斗，污泥斗顶宽 1.25m，底宽 0.45m， 污泥斗深 0.4m。 采用 HX8-14 型行车式虹吸泥机， 驱动功率为 0.372kW， 行车速度为 1.0m/min。 （5）沉淀池总高度 取沉淀池超高 h 3 0.5m ，污泥斗高度 h 4 0.4m ，则 H h 3 h 4 h 0.5 0.43.3 4.2m 4.54.5 普通快滤池普通快滤池 4.5.14.5.1 平面尺寸计算平面尺寸计算 （1）滤池总面积 取滤池每日的冲洗次数 n 2 ， 每日冲洗时间 t 1 0.1h ， 不考虑排放初滤水时 间，即取 t 0 0 ，则滤池每日的实际工作时间 hT T 0 nt 0 nt 1 24 20.1 23.8 选用单层滤料石英砂滤池，取设计滤速 v 10m h ，则 滤池总面积 （2）单池面积 取滤池个数 N 12 F Q170000 714.3 m2 vT1023.8 ，布置成对称双行排列，则 f F714.3 59.52m2 N12 单池面积 取 L 8.0m，B 7.5m ，滤池的实际面积为 8.07.5 60m2，则 1717 / 3333 - 18 - 18 - 课课程程设计设计用用纸纸 170000 9.9 m h 实际滤速 126023.8 当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为 Nv129.9 v10.8 m h ， 介于 1014m/h 之间， 符合要求。 N 112-1 v 4.5.24.5.2 滤池高度滤池高度 取承托层高度 H 1 0.4m ，滤料层厚度 H 2 0.7m ，滤层上水深 H 3 1.8m ， 超高 H 4 0.3m ，则 H H 1 H 2 H 3 H 4 0.40 0.701.80 0.30 3.20m 4.5.34.5.3 配水系统配水系统 （1）最大粒径滤料的最小流化态流速 取滤料粒径 d 0.0012m ，球度系数 0.98 ，滤料的孔隙率 m 0 0.38 ，水 2 0.001 N sm 温 20时水的动力黏度，则 V mf 2.311.31m 0 d1.310.00120.382.31 12.26 1.31 12.261.08cm s 0.540.540.541m 0 0.54 0.981.310.001 10.38 （2）反冲洗强度 取安全系数 k 1.3 ，则 2q 10kV101.31.08 14L sm mf （3）反冲洗水流量 q g f q 6014 840 L s （4）干管始端流速 取干管管径 D 1m ，则 4q g 10-3 484010-3 1.07 m s 12 v g （5）配水支管根数 D2 1818 / 3333 - 19 - 19 - 课课程程设计设计用用纸纸 a 0.30m 取支管中心间距，则 n j 2 L8.0 2 54 a0.3 单池中支管根数 单格滤池的配水系统如图 5 所示。 图 5单格滤池配水系统布置图 （6）单根支管入口流量 q j （7）支管入口流速 取支管管径 D j 0.1m ，则 v j （8）单根支管长度 11 B D 7.5-1.0 3.25 m 22 （9）配水支管上孔口总面积 l j q g n j 840 15.6L s 54 4q j 10-3 D2 j 415.610-3 1.99 m s 0.12 取配水支管上孔口总面积与滤池面积 f 之比 K 0.25% ，则 22F K f 0.25%60 0.15m 150000mm k （10）配水支管上孔口流速 1919 / 3333 - 20 - 20 - 课课程程设计设计用用纸纸 v k q g F k 0.84 5.6m s 0.15 （11）单个孔口面积 取配水支管上孔口的直径 d k 10mm ，则 （12）孔口总数 N k F k 150000 1911 f k 78.5 f k 4 d k 2 4 102 78.5 mm2 （13）每根支管上的孔口数 n k N k 1911 36 n j 54 支管上孔口布置成二排，与垂线成 45夹角向下交错排列。 （14）孔口中心距 a k （15）孔口平均水头损失 取壁厚 l j n k 2 3.25 0.18m 36 2 5mm ，则 d k 10 0.67 ，则 2.0，据此查表选取流量系数 5 2 2 孔口直径与壁厚之比 1 q1 14 h k 3.5 m 2g 10K 29.8100.670.0025 （16）配水系统校核 对大阻力配水系统，要求其支管长度 l j 与直径 d j 之比不大于 60。 l j d j 3.25 32.5 60 0.10 对大阻力配水系统，要求配水支管上孔口总面积 F k 与所有支管横截面积之 和的比值小于 0.5。 F k 0.15 0.35 0.5，满足要求。 n j f j 2540.10 4 2020 / 3333 - 21 - 21 - 课课程程设计设计用用纸纸 4.5.44.5.4 洗砂排水槽洗砂排水槽 （1）洗砂排水槽中心距 因洗砂排水槽长度不宜大于 6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠， 在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1 4 ，池中洗砂排水槽 总数 n 2 8 。 a 0 8.0 2.0m 4 （2）每条洗砂排水槽长度 取中间排水渠宽度 b 0.9m ，则 B b7.5 0.9 3.3m 22 （3）每条洗砂排水槽的排水量 l 0 q 0 q g n 2 840 105L s 8 （4）洗砂排水槽断面模数 洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图 6 所示。 图 6洗砂排水槽断面计算图 取槽中流速 v0 0.6m s ，则 2121 / 3333 - 22 - 22 - 课课程程设计设计用用纸纸 x q 0 11105 0.21m 21000v 0 210000.6 （5）洗砂排水槽顶距砂面高度 取砂层最大膨胀率 e 39% ，排水槽底厚度 0.05m ，超高 c 0.08m ，则 mH e eH 2 2.5x c 0.390.7 2.50.21 0.05 0.08 0.93 （6）排水槽总平面面积 2F 2xl n bL 20.213.380.98.0 18.29m 002 F018.29 30.5% 25% ，基本满足要求。 f60 （7）中间排水渠 中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度 20.84 H c 1.73 3 1.73 0.77 m 22gb9.80.9 3 2q g 单格滤池的反冲洗排水系统布置如图 7 所示。 图 7单格滤池反冲洗排水系统布置图 2222 / 3333 - 23 - 23 - 课课程程设计设计用用纸纸 4.5.54.5.5 滤池反冲洗滤池反冲洗 本设计中滤池反冲洗水由专设的冲洗水泵供给。 （1）水泵流量 Q q g 840L s （2）承托层的水头损失 h w3 0.022qH 1 0.022140.40 0.12m （3）冲洗时滤层的水头损失 3m 0.41， 2650kg m 0砂 取滤料未膨胀前的孔隙率，滤料未膨胀前的厚 度 H 2 0.7m ，则 砂 2650 1 m 0 H 2 0.7 0.68m h w4 -111-0.41 1000 水 （4）水泵扬程 取排水槽顶与清水池最低水位高差 H 0 7m ， 水泵压水管路和吸水管路的水 头损失 h 1 2.0m ，配水系统的水头损失hw2 h k 3.5m，安全水头h 5 1.5m ，则 H H 0 h 1 h w2 h w3 h w4 h 5 7.0 2.03.5 0.12 0.681.5 14.8m 根据水泵流量和扬程进行选泵，最终确定水泵型号为 20sh-28A，泵的扬程 为 15.210.6m，流量为 650950L/s。配套电机选用 JS-117-6；共选 2 台泵， 1 用 1 备。 水泵吸水管采用钢管， 吸水管直径 800mm， 管中流速 v 1.67m s ， 符合要求。 水泵压水管也采用钢管，压水管直径 700mm，管中流速 v 2.18m s ，基本符合要 求。 4.5.64.5.6 进出水系统进出水系统 （1）进水总渠 33Q 170000md 1.968ms ，设计中取进水总渠渠宽滤池的总进水量为 B 1 1.5m ，水深为 1.2m，渠中流速 v 1 1.09m s 。 2323 / 3333 - 24 - 24 - 课课程程设计设计用用纸纸 3Q 1.968 12 0.1 6 4 ms ， 采 用 进 水 管 直 径 2 单 个 滤 池 进 水 管 流 量 D 2 500mm ，管中流速 v 2 0.84m s 。 （2）反冲洗进水管 冲洗水流量 q g 840L s ，采用管径 D 3 700mm ，管中流速 v 3 2.18m s 。 （3）清水管 3Q 1.968ms ，为了便于布置，清水渠断面采用和进水渠断面清水总流量 相同的尺寸。 3Q 0.164ms ，采用管径 D 5 500mm ，管中流速 2 单个滤池清水管流量 v 2 0.84m s 。 （4）排水渠 排水流量 q g 840L s ，排水渠断面宽度 B 2 1.0m ，渠中水深0.7m，渠中流 速 v 6 1.20m s 。 4.64.6 氯消毒及其投加设备氯消毒及其投加设备 4.6.14.6.1 加氯量计算加氯量计算 3b 1.0g m 取加氯量，则 1.0 170000g d 170kg d 每天的加氯量 q Qb 170000 4.6.24.6.2 加氯设备的选择加氯设备的选择 加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。 （1）自动加氯机选择 选用 ZJ-型转子真空加氯机 2 台，1 用 1 备，每台加氯机加氯量为 0.5 9kg/h。加氯机的外形尺寸为：宽高=330mm370mm。加氯机安装在墙上，安装 高度在地面以上 1.5m，两台加氯机之间的净距为 0.8m。 （2）氯瓶 采用容量为 500kg 的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高 1800mm。氯 2424 / 3333 - 25 - 25 - 课课程程设计设计用用纸纸 瓶自重 146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用2 组，每组8 个，1 组使用，1 组备用， 每组使用周期约为 24d。 （3）加氯控制 根据余氯值，采用计算机进行自动控制加氯量。 4.6.34.6.3 加氯间和氯库加氯间和氯库 采用加氯间与氯库合建的方式， 中间用墙分隔开， 但应留有供人通行的小门。 加氯间平面尺寸为：长 3.0m，宽 9.0m；氯库平面尺寸为：长 12.0m，宽 9.0m。 加氯间与氯库的平面布置如图 8 所示。 图 8加氯间与氯库平面布置图 4.74.7 清水池清水池 4.7.14.7.1 平面尺寸计算平面尺寸计算 （1）有效容积 取经验系数 k 10% ，则 3V kQ 0.1170000 17000m 清水池共设 4 座，则 每座清水池的有效容积 V 1 V17000 4250m3 44 2525 / 3333 - 26 - 26 - 课课程程设计设计用用纸纸 （2）平面尺寸 取清水池的有效水深 h 4.5m ，则 V 1 4250 945m2 h4.5 每座清水池的面积 取清水池的宽度 B 25m A ，则 L A945 37.8m ，设计中取为 38m B25 清水池长度 则清水池实际有效容积为 取清水池超高 h 1 0.5m ，则 38254.5 4275m3 清水池总高 H h 1 h 0.5 4.5 5.0m 4.7.24.7.2 管道系统管道系统 （1）清水池的进水管 取进水管管内流速 v 0.7m s ，则 进水管管径 D1 Q 40.785v 1.968 0.895m 40.7850.7 设计中取进水管管径为 DN900mm，则管内实际流速为 0.77 m/s。 （2）清水池的出水管 由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计。 取时变化系数 K 1.5 ，则 Q 1 KQ1.5170000 10625 m3h 2.95m3s 2424 最大流量 取出水管管内流速 v 1 0.7m s ，则 出水管管径 D 2 Q 1 40.785v 1 2.95 1.16m 40.7850.7 设计中 取出 水管 管径 为 DN1100mm，则流 量最大 时出 水管 内的 流速为 0.78m/s。 （3）清水池的溢流管 溢流管的管径与进水管管径相同，取为 DN900mm。在溢流管管端设喇叭口， 2626 / 3333 - 27 - 27 - 课课程程设计设计用用纸纸 管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。 （4）清水池的排水管 取放空时间 t 3h ，排水管内水流速度 v21.2m s ，则 V4275 0.65m t36000.785v 2 336000.7851.2 排水管的管径 D 3 设计中取排水管管径为 DN700mm。 4.7.34.7.3 清水池布置清水池布置 （1）导流墙 在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不 小于 30min。每座清水池内设置 2 条导流墙，间距为 5.0m，将清水池分成 3 格。 在导流墙底部每隔 1.0m 设 0.1m0.1m 的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。 （2）检修孔 在清水池底部设圆形检修孔 2 个，直径为 1200mm。 （3）通气管 为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔。通气孔 共设 12 个，每格设 4 个，通气管的管径为 200mm，通气管伸出地面的高度高低 错落，便于空气流通。 （4）覆土厚度 清水池顶部应有 0.51.0m 的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆 土厚度为 1.0m。 2727 / 3333 - 28 - 28 - 课课程程设计设计用用纸纸 五五. .给水处理厂布置给水处理厂布置 5.15.1 平面布置平面布置 5.1.15.1.1 工艺流程布置工艺流程布置 工艺流程布置根据设计任务书提供的厂区面积和地形， 采用直线型。这种布 置，生产联络管线短，管理方便，且有利于日后扩建。 5.1.25.1.2 平面布置平面布置 按照功能，将水厂布置分成以下三区： （1）生产区由各项水处理设施组成，呈直线型布置。 （2）生活区将办公楼、宿舍、食堂、锅炉房、浴室等建筑物组合在一个 区内。为不使这些建筑过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍，浴室与锅炉 房合建，使这些建筑相对集中。这些建筑布置在水厂进门附近，便于外来人员联 系。 （3）维修区将机修间、水表修理间、电修间、泥木工间合建，仓库与车 库合建，和管配件场、砂场组合在一个区内，靠近生产区，以便于设备的检修， 为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开。考虑扩建后生产工艺系统 的使用，维修区位置兼顾了今后的发展。 （4）加药区加药间、加氯间设于絮凝沉淀池附近。 5.1.35.1.3 厂区道路布置厂区道路布置 （1）主厂道布置 由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽6.0m，设双侧1.5m 人行道，并植树绿化。 （2）车行道布置 厂区内各主要构（建）筑物间布置车行道，道宽为 4.0m，呈环状布置，以 便车辆回程。 （3）步行道布置 加药间、加氯间、药库与絮凝沉淀池间，设步行道联系，泥木工间、浴室、 宿舍等无物品器材运输的建筑物，亦设步行道与主厂道或车行道联系。 主厂道和车行道为沥青路面，步行道为铺砌预制混凝土板块、地砖等。 2828 / 3333 - 29 - 29 - 课课程程设计设计用用纸纸 5.1.45.1.4 厂区绿化布置厂区绿化布置 （1）绿地 在厂门附近、办公楼、宿舍食堂、滤池、泵房的门前空地预留扩建场地， 修建草坪。 （2）花坛 在正对厂门内布置花坛。 （3）绿带 利用道路与构筑物间的带状空地进行绿化， 绿带以草皮为主，靠路一侧植树 篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花卉。 （4）行道树和绿篱 道路两侧栽种主干挺直、 高大的树木如白杨，净水构筑物附近栽种乔木或灌 木、 丁香树。 步行道两侧、 草坪周围栽种绿篱， 高度为 0.60.8m， 围墙采用 1.8m 高绿篱。 5.1.55.1.5 厂区管线布置厂区管线布置 （1）原水管道 原水由两条输水管线进入水厂，阀门井后用联络管连接分别接入两个机械混 合池，为事故检修不影响水厂运行，分别超越沉淀池、滤池设置超越管。 （