给水厂设计计算说明书

1、第一章设计任务及要求 11.1设计任务及工作要求 11.2设计原始资料 1第二章总体设计 32.1设计原则 32.2厂址选择 32.3水厂工艺流程选择 42.4水处理工艺的选择 5第三章 净水构筑物的计算 133.1设计水量 133.2药剂投配设备设计 133.3混合设备的设计 153.4絮凝设施的设计 153.5沉淀设施的设计 203.6过滤设施的设计 233.7消毒设施的设计 343.8清水池 35第四章送水泵房的计算 384.1流量设计 384.2扬程计算 394.3选泵 394.4动力设备的配置 404.5泵站机组的布置 404.6吸水管和压水管的设计 414.7水泵安装高度的计算 4

2、24.8泵站主要附属设备的选择 444.9水泵、管路主要附件的选择 434.10水头损失校核 43第五章水厂平面和高程布置 445.1平面布置 455.2高程布置 45参考文献 48外文资料 中文译文致谢第一章设计任务及要求1.1设计任务及工作要求1.1.1设计题目市某区给水工程工艺设计1.1.2设计任务（1）确定净水厂的处理工艺流程；（2）完成构筑物形式的选择和确定；（3）完成各构筑物的设计计算；（4）完成水厂的平面及高程布置；（5）绘制净水厂平面及高程布置图，净水构筑物工艺平、剖面图；（6）完成二泵站设计计算。1.1.3设计要求（1）设计说明书一份（玄1.2万字）；参考文献玄10篇；相关外

3、文文献资 料翻译1份（玄5000汉字）。（2） 绘制的图纸折合零号图纸玄3,其中至少包括手绘图1,其容应满足 表1要求。表1毕业设计绘制图纸要求图纸容数量及尺寸要求1水厂总平面和高程布置图 1, 1 号2絮凝和沉淀池平剖面图 2, 1 号3滤池平剖面图 1, 1 号4清水池平剖面图 1, 1 号5送水泵站平剖面图 1, 1 号1.2设计原始资料1.2.1 设计水量满足最高日供水量 9.5 x 104mVd。122原水水质各项指标达到地表水环境质量标准（GB 3838-2002）中的U类水质标准；1.2.3气象水文资料1）气温：年平均15.1 C,极端最高41.3 C,极端最低-19.4 C,最

4、热月月 平均最高32.6 C,最冷月月平均最低-2.8 C。2） 降水量：平均年总量 905.4mm,最大日154.0mm,最大时68.7mm3）相对湿度：最热月平均80 %。4） 主导风向：年最多风向为东北偏东；夏季最多风向：6月为东南偏南、7月为东北偏东、8月为东北偏东、冬季最多风向：12月为东北偏东、1月 为东北偏东、2月为东北偏东、5）风速：冬季平均为2.6m/s、夏季平均为2.3m/s ;6）平均气压：1002.3mbar;7）最大冻土深度：15cm；8）最大积雪深度：35cm ;1.2.4工程地质资料土壤承载力满足基建设计要求，地下水水位相对标高-5.0 m ;1.2.5二泵站输水

5、管起端节点自由水压二泵站输水管起端节点自由水压为 50 m。第二章总体设计2.1设计原则(1) 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设 计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5泊10%必要时可通过计算确定。(2) 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理性 等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从 实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3) 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，

6、 仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可 通过适当的技术措施，在设计允许围提高运行负荷。(4) 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗， 提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理 性和设备供应情况，妥善确定。(5) 设计中必须遵守设计规的规定。如果采用现行规中尚未列入的新技术、 新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工 程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新 材料，应积极采用，不必受现行设计规的约束2。2.2厂址选择在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：(1

7、) 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力 较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。(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) 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低 输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。(4) 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 与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用 水

8、（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排 除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增 大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变 化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节 和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了 给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水 源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水 区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经 济比较确定2。2.3水厂工艺流程选择给水

9、处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因 素，通过调查研究、必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经 技术经济比较后确定。合给水水质的特点，水处理工艺流程见表 2.1 o表2.1各净水工艺流程的特点净水工艺流程适用条件I原水t简单处理（如用筛网过滤）水质要求不咼，如某些工业冷却用水， 只要求去除粗大杂质。n原水t混凝沉淀或澄清t过滤t消毒一般进水浊度不大于20003000NTU短时间可达 500010000NTU川原水t接触过滤t消毒进水浊度一般不大于25NTU水质较稳定且无藻繁殖IV原水T混凝沉淀T过滤T消毒（洪水期）原水T自然预沉T接触过滤T消毒（平时）山溪河流

10、。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较咼V原水T混凝T气浮T过滤T消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTU切原水T （调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）T混凝沉淀或澄清T过滤T消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理VD原水T混凝T气浮（沉淀）7过滤T消毒经常浊度较低，米用气浮澄清；洪水期浊度较高，则采用沉淀工艺2.4水处理工艺的选择241混凝剂1)混凝剂的选择与投加(1) 精制硫酸铝 Al 3(SO02 18H0制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%-52%适用于水温为2040C。当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7 7.8时，主要去除悬浮物；P

11、H=6.4 7.8时，处理浊度高，色度低(小于 30度)的水。(2) 粗制硫酸铝 Al 3(SO)218HO制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%-25%含有20%-30M溶物，其他同精制硫酸铝(3) 硫酸亚铁FeSQ 7HO絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高三氯化铁FeCb 6HO不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣 少。对金属(尤其对铁)腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起 变形。原水PH=6.0-8.4之间为

12、宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊 水时效果不显著(5) 聚合氯化铝简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高 时尤为显著。温度适应性高，PH值使用围宽(PH=5-9)，因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低。(6) 聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写 PAM处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池 容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提 高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水 净化应控制用量。2)混凝剂投加方式选择(1) 水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设

13、备。(2) 水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损。(3) 重力投加将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种 投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。综上所述，本设计采用计量泵投加混凝剂，混凝剂选用精制硫酸铝。2.4.2混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完 善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效 果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、 水中颗粒的性质、大小等。混凝药剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水 中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器

14、、机械搅拌混合、扩散混合 器、跌水混合器等。表2.2各混合方式的特点方式优缺点适用条件水泵混合优点：1、设备简单2、混合充分，效果较好3、不另消耗动能缺点：1、吸水管较多时，投药设备要增加， 安装、管理较麻烦2、配合加药自动控制较困难3、G值相对较低适用于一级泵房离处理构筑物120m以的水厂续表静态混合器优点：1、设备简单，维护管理方便2、不需土建构筑物3、在设计流量围，混合效果较好缺点：1、运行水量变化影响效果2 、水头损失较大3 、混合器构造太复杂适用于水量变化不大的 各种规模的水厂扩散混合器优点：1、不需外加动力设备2、不需土建构筑物3、不占地缺点：混合效果受水量变化有一定的影响适用于中

15、等规模的水厂跌水混合优点：1、利用水头的跌落扩散药剂 2、受 水量变化影响较小3、不需外加动力设备缺点：1、药剂的扩散不易完全均匀2、需建混合池3 、容易夹带气泡适用于各种规模的水 厂，特别当重力流进水水头 有富余时机械混合优点：1、混合效果较好2、水头损失较小3 、合效果基本上不受水量的 变化影响缺点：1、需耗动能2、管理维护较复杂3、需建混合池适用于各种规模的水厂综上所述，本设计采用静态混合器。243絮凝设备絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下 的运行经验或通过试验确定。(1) 隔板式絮凝池 往复式隔板絮凝池优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便。缺点：容积较大，

16、水头损失较大，转折处矶花易破碎。 适用条件：水量大于30000mVd的水厂，水量变动小者。 回转式隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便。缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥。适用条件：水量大于 30000mVd的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池 时适用。(2) 旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小。缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：一般用于中小型水厂。(3) 折板絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小。缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高。适用条件：流量变化较小的中小型水厂。(4) 涡流式絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，造价较低

17、。缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：水量小于30000nn/d的水厂。(5) 网格、栅条絮凝池优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短。缺点：末端池底易积泥。(6) 机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化。缺点：需机械设备和经常维修。适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者。(7) 悬浮絮凝池加隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失较小，造价较低。缺点：斜挡板在结构上处理较困难，重颗粒泥砂易堵塞在斜挡板底部。综上所述，由于水厂水量变化不大，水量为9.5万m/d，故采用网格絮凝池。2.4.4沉淀池选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、

18、处理后水质要求， 并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地 条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿低浊度原水时，不宜超过 15度。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当 沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。(1) 平流式沉淀池优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处 理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好缺点

19、：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力 排泥时，排泥困难适用条件：一般适用于大中型水厂(2) 斜管(板)沉淀池优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点：斜管(板)耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜(3) 竖流式沉淀池优点：排泥较方便，占地面积小缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差，施工较平流式困难适用条件：一般用于小型净水厂，常用于地下水位较低时(4) 辐流式沉淀池优点：沉淀效果好缺点：基建投资大，费用高，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工 较困难适用条件

20、：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池结合优缺点，本设计采用平流式沉淀池。245滤池供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标 准的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式 的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合 当地条件，通过技术经济比较确定。(1) 普通快滤池 单层砂滤料优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速 过滤，水质好；缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备；适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于 loom。 无烟煤石英砂双层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；

21、可采用减速过滤，水质好，冲洗用 水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单池面积不宜大 于loom，需要采用助冲设施。 砂煤重质矿石三层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用 水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于 50-60M2，需要采用助冲设施。(2) V型滤池优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水 系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制；缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长；适用条件

22、：适用于大中型水厂。(3) 虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便；缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质 不如变速过滤；适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30卅(4) 双阀滤池(单层砂滤料)优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速 过滤，水质好，减少两只阀门；缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30卅。(5) 移动罩滤池(单层砂滤料)优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运 行，不需冲洗设备；占地少，节能；结合优缺点，本设计采用 V型

23、滤池。2.4.6消毒(1) 液氯消毒优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网有持续消毒 杀菌作用；缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质。漂白粉消毒优点：持续消毒杀菌；缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其 20% 25%(3) 二氧化氯消毒优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、 嗅及铁、锰、酚等物质；缺点：CIO2本身和副产物CIC2-对人体血红细胞有损害。(4) 臭氧消毒优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学 成分，操作简单，管理方便；缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高；综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛

24、，经济有效，使用方 便，所以本设计采用液氯消毒。本设计取水水源为水量充沛，水质良好的水源，故此所选净水工艺流程为:图2-1净水工艺流程图第三章净水构筑物的计算3.1设计水量本设计处理水量为 Q=95000 m3/d，水厂自用水量占5 %，故设计总进水量为 Q=9500（X 1.05=99750n/d=4156.25 m 3/h=1.15 m 3/s。3.2药剂投配设备设计1溶液池容积wW册=错误!未找到引用源=9.96m 3 =10.00m33式中：a混凝剂的最大投加量，本设计取 30mg/L；Q设计处理的水量，4156.25m3/d ;b 溶液浓度（按商品固体重量计），一般米用5%-20%本

25、设计取15%n每日调制次数，一般不超过 3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2个，每个容积为 W （备一用）， 以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为LX BX H=3X 2.5 X 2.0，高度中包括超高0.3m,沉渣高度0.3m，置于室地面上。溶液池实际有效容积：W=LX BX H=3.0 X 2.5 X 1.4=10.5m 3，满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。池壁用环氧树脂进行防腐 处理。2溶解池容积W2W= （ 0.20.3 ） W=0.2 错误！未找到引用源。9.96=1.99m3=2.00m3式中：W2 溶解池容积（m ），一般采

26、用（0.2-0.3 ） w；本设计取溶解池也设置为2池，单池尺寸：LX BX H=2.0 X 1.5 X 1.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积:W= L X BX H=2.0 X 1.5 X 0.7=2.1 m溶解池的放水时间采用t = 10mi n,则放水流量:q。= WL=3.32 L/S60t查水力计算表得放水管管径do = 50mm相应流速v=1.21m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d= 100m m的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，壁用环氧树脂进行防腐处理。3投药管投药管流量q=

27、W 2 WOO二错误！未找到引用源。=0.23L/S24 60 60查水力计算表得投药管管径d = 20mm相应流速为0.53m/s。4计量投加设备本设计采用计量泵投加混凝剂。计量泵每小时投加药量：q=W1 =0.83 m 3/h12式中：w溶液池容积，m。计量泵型号为J-D1000/3.2，选用两台，一备一用。5药库的设计(1) 药剂仓库与加药间宜连接在一起，存储量一般按最大投加量期的1个月用量计算。(2) 仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽 车运输方便，留有1.5米宽的过道。(3) 应有良好的通风条件，并组织受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的 防腐措施。硫酸铝

28、所占体积T3=30aQ1000=30 X 30x 99750/1000=89775kg=89.8t 硫酸铝相对密度为1.62，则硫酸铝所占体积为：390/1.62=55.56m药品堆放高度按2.0m计，则所需面积为55.56/2=27.78 m 2考虑药剂的运输、搬运和磅秤等所占面积，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为：27.78 X 1.3=36.11 m 2,设计中取 40 m2药库平面尺寸取：5.0 X 8.0m。3.3混合设备的设计本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。设计总进水量为 Q=95000X 1.05=99750m3/d，水厂进水管采用两条，每根进水管

29、的流量为 99750/2=49875 m3/d=0.58 m 3/s根据水头损失的计算公式h=0.1184错误!未找到引用源。n式中：h水头损失（m ；Q处理水量（m3/s）；d 管道直径（m ；n混合单元（个）。设计中取d=0.7m, Q=0.58m/s，当h为0.5时，需2.6个静态混合器，当h为0.6时，需3.1个静态混合器，据给排水设计手册第三册当管道流速为1.01.5m/s分节数为23节段h应为0.50.8m,故选DN700设3个混合单元 的静态混合器。加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径 的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均布。则进水管流速为1.51m/s，静

30、态混合器的水头损失为：h=0.1184 错误！未找到引用源。n=0.11 84X 0.582X 3/0.7 4.4=0.57m原水3.4絮凝设施的设计本设计选用网格絮凝池341设计水量絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为0.58 m3/s342池体设计絮凝时间为15分钟，得絮凝的有效容积为：V=0.58 X 12X 60=417.6*设平均水深为3.5m，得池的面积为：A=4176错误！未找到引用源。=119.3m2 3.5竖井流速取为0.12m/s，得单格面积为：f = 0.58错误！未找到引用源。=4.83 m20.12设每格为方形，边长为2.2m,每格面积为4.84 m2，由此得分格数

31、为：n=错误！未找到引用源。=24.65取为25实际絮凝时间为：t=错误！未找到引用源。=730.2s絮凝池有效水深为3.5m,取超高为0.3m,泥斗深度为0.6m，得池的总高度为：H=3.5+0.3+0.6=4.4m从絮凝池到沉淀池的净宽为0.2m，则单组絮凝池长：5X 2.2+6 X 0.2=12.2m宽：5X 2.2+6 X 0.2=12.2mQ=0.58 m3/s，取流速为1.0 m/s ,则进水管管径为：D=错误！未找到引用源。=0.86m,采用DN900的铸铁管。过水孔洞流速按进口 0.3 m/s递减到出口 0.1 m/s （给水工程P285表15-3）计算，得各过水孔洞的尺寸如下

32、：表3-1分格编号12345678孔洞 高x 宽m0.87 X20.87 X20.98 X21.05 X21.15 X21.26 X21.39 X21.39 X2.2.2.2.2.2.2.2.2分格编号910111213141516孔洞 高x 宽m1.39 X21.46 X21.46 X21.55 X21.55 X21.65 X21.76 X21.88 X2.2.2.2.2.2.2.2.2分格编号171819202122孔洞 高x 宽m1.88 X2.21.88 X2.21.95 X2.22.03 X2.21.32 X2.20.63 X4.63.4.3部水头损失16段为前段，其竖井之间孔洞流速

33、为0.300.20m/s，水过网孔流速为0.25 0.30m/s （给水工程 P285表 15-3）;715段为中段，其竖井之间孔洞流速为0.200.15m/s，水过网孔流速0.22 0.35m/s （给水工程 P285表 15-3）;前段：网格孔眼尺寸为80 x 80mm取网孔流速为V1=0.30m/s，净空断面为：A=0.58/0.30=1.93m 2每个网格的孔眼数为：1.93/0.08 2=302前段共设网格16块，前段网格水头损失为：2h 前 1=n E 1V /2 g=0.073m式中：h前1前段网格水头损失，mE 1网格阻力系数，此处取为1;v网孔流速，m/s；n网格数目。前段孔

34、洞水头损失为:2h 前 2=E E 2V /2 gh 前 2=3X( 0.32+0.32+0.272+0.252+0.232+0.21 2) / 2g =0.063m式中：h前2前段孔洞水头损失，mE i孔洞阻力系数，此处取为 3;v孔洞流速，m/s。中段：网格孔眼尺寸为100X 100mm取网孔流速为Vi=0.25m/s，净空断面为：A=0.58/0.25=2.32m 22每个网格的孔眼数为：2.32/0.1 =232中段共设网格8块，中段网格水头损失为：2h 中 i=n E iv /2g=0.025m式中：h中i中段网格水头损失，mE i网格阻力系数，此处取为1;v网孔流速，m/s；n网格

35、数目。中段孔洞水头损失为：h 中 2=E E 2V2/2 gh 中2=3X(0.192+0.192+0.192+0.182+0.182+0.172+0.172+0.162+0.152) /2 g=0.043m式中：h中2中段孔洞水头损失，mE i孔洞阻力系数，此处取为 3;v孔洞流速，m/s。后段：不设网格，孔洞水头损失为：2 2 2 2 2 2 2h 后=3X( 0.14 +0.14 +0.14 +0.135 +0.13 +0.1 +0.1 ) /2 g =0.017m絮凝池总水头损失为：h= h前1+ h前2+ h中1+ h中2+ h后h=0.+0.+0.025+0.043+0.017=0

36、.221m344核算实际絮凝时间为t=错误！未找到引用源。1. 前段停留时间 ti=6t/25=175.2sh 前=0.+0.=0.136mG=错误!未找到引用源。式中：h水头损失，m卩一一水的动力粘度，Pa - s；T 停留时间，s。2. 中段停留时间 t2=9t/25=262.9sh 中=0.025+0.043=0.068mG=错误！未找到引用源。3. 后段停留时间 t 3=730.2-175.2-262.9=292.1sh 后=0.017mG=错误！未找到引用源。总G=错误！未找到引用源。=730.2s-1=87.22s=50.35s=23.88s-1=54.46s-1GT=39767.

37、66,在1X 1041X 105的围，符合设计要求13 4下上下上下-0986;上下上下上-41516下上下-上下12-13-2619-8:上下上下上-2222-2122-22-1上1下上丄图3-2 絮凝池简图3.5沉淀设施的设计本设计采用平流沉淀池。3.5.1设计流量本设计米用两组池子，每组设计流量为0=99750/2=49875 m3/d=2078.125 m 3/h=0.58 m 3/s3.5.2平面尺寸计算1.单池容积为:式中：V=Q-=2078.125X 1.5=3117m3v沉淀池的有效容积，m；T停留时间，h, 一般米用1.03.0h，设计中取为1.5h。2.沉淀池长为:式中：L

38、=3.6vT=3.6 X 14X 1.5=75.6m，采用 76ml沉淀池长度，mv水平流速，mm/s 般米用1025 mm/s（水处理工程设计计算第五章），设计中取为14 mm/s3. 沉淀池宽为：B=V/LH=3117/ (76 X 3.5 ) =11.7m,取为 12.2m式中：b沉淀池宽度，mH沉淀池有效深度，m 一般采用3.03.5 m (水处理工程设计 计算第五章)，设计中取为3.5m。3.5.3校核沉淀池长宽比为L/B=76/12.2=6.24，满足要求。沉淀池长深比为L/h=76/3.5=21.710，满足要求。水流截面积 3 =6.1 X 3.5=21.35m2水流湿周 x

39、=6.1+3.5 X 2=13.1m水力半径 R=21.35/13.1=1.63m弗劳德数 Fr=v2/Rg=1.42/ (163X 981) =1.2 X 10-510-5 雷诺数Re=vN v =1.4 X 163/0.0仁22820,为紊流状态 符合设计要求。3.5.4进出水系统1. 沉淀池进水部分设计絮凝池与沉淀池之间采用穿孔花墙配水。孔口总面积为A=Qv=0.58/0.2=2.9m 2.式中：a孔口总面积，m；v孔口流速，m/s, 般取值不大于0.150.2 m/s (水处理工程设计计算第五章)，设计中取为0.2m/s。每个孔口尺寸定为15cmX 8cm,则孔口数为2.9/ (0.1

40、5 X 0.08 ) =242个。 进口水头损失为：2h1= E V1 /2 g=0.004m式中：h1进口水头损失， mE 孔洞阻力系数，此处取为2。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。溢流堰的总堰长为：l =Qq式中：I 溢流堰的总堰长，mq溢流堰的堰上负荷，nV(m d), 一般不大于500m/(m d)。设计中取溢流堰的堰上负荷 q=250 m3/(m d)I =Qq=2078.125 X 24/250=199.5m,取为 200m出水堰采用指形堰，共 5条，双侧集水，汇入出水总渠。出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以

41、适应水位变化。出水堰起端水深为：h2=1.73错误！未找到引用源。=1.73错误！未找到引用源。=0.57m式中：h2出水渠起端水深，mB渠道宽度，取为1.0m。出水渠道的总深度设为0.8m，跌水高度0.23m。渠道水流速度为：V2=Q( bh2)=0.58/( 1.0 X 0.57)=1.02m/s沉淀池的出水管管径初定为DN800此时管流速为V3=4Q( n D?)=4 X 0.58/(3.14 X 0.8 X 0.8)=1.13m/s3. 沉淀池的放空管沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径为d二错误！未找到引用源。二错误！未找到引用源。=0.335m采用 DN=350mm4. 排泥设施选

42、择沉淀池底部设泥斗，污泥斗深 0.6m。采用机械排泥。5. 沉淀池总高度13H 总=h3+h4+H=0.5+0.6+3.5=4.6m式中：h总沉淀池总高度，mha 沉淀池超高，m, 般采用0.30.5m，设计中取为0.5m；h4泥斗高度，m。集水渠图3-3 平流沉淀池简图3.6过滤设施的设计本设计采用V型滤池。3.6.1设计数据的选用滤速 v=12m/h;第一步气冲冲洗强度q气i=15L/ (s m2),第二步气-水同时反冲，空气强 度q气2=15L/ (s m2),水强度q水i=4L/ (s m2),第三步水冲强度 q水2=5L/(s m2);第一步气冲时间ti=3min,第二步气水反冲时间

43、12=4min,单独水反冲时间13=5min,冲洗时间共计 t =12min=0.2h；反冲洗周期T=48h;反冲横扫强度1.8 L/ (s m2)03.6.2池体设计1. 池体工作时间t t =24-t错误！未找到引用源。=24-0.仁23.9h2. 滤池面积F滤池总面积为：F=错误！未找到引用源。二错误！未找到引用源。=347.8m23. 滤池的分格为节省占地选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B=3.5m，长L=13m面积45.5m2。滤池数N=4个，每座滤池面积f =94nn，总面积376 m2,两 两合建共2组。4. 校核强制滤速v 二错误！未找到引用源。二错误！未找到引用源。=1

44、6 m/h17 m/h，满足要求。5. 滤池高度的确定滤池超高Hk=0.3m滤层上的水深H4=1.5m滤料层厚Hk=1.0m滤板厚H2=0.13m滤板下布水区高度H=0.9m则滤池总高为：H=Hi+ H2+ H3+ H4+ Hk=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m6. 水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径 0.951.35mm不均匀系数1.21.6. 均粒滤料层的水头损失按下式计算： H=180错误!未找到引用源。I oV式中： Hi水流通过清洁滤料层的水头损失，cm；v水的运动黏度，cni/s ;g重力加速度，取为981 cm/s2;m滤料孔隙率，取为0.5 ;d与滤

45、料体积相同的球体直径，取为 0.1cm；10滤层厚度，cm,取为100cmv滤速，cm/s; 滤料颗粒球度系数，取为0.8。故 H=19.11cm。每次反冲洗后刚开始过滤的水头损失为 H=0.52m。为保证滤池正常过滤时池的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料 层相同设计水封井平面尺寸2mK 2m,堰底板比滤池底板低0.3m,水封井出水堰总 高H 水=0.3+ H+ H2+ H=0.3+0.9+0.13+1.0=2.33m 每座滤池过滤水量：33Q单=vf =12X 94=1128m/h=0.31 m /s水封井出水堰堰上水头为：h 水=Q单/ （1.84b 堰）2/3= 0.31/ （1

46、.84 X 2）2/3=0.19m则反冲洗结完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.19+0.52=0.71m。3.6.3反冲洗管渠系统设计反冲洗系统选用长柄滤头配水配气系统1. 反冲洗用水量的计算Q反=q 水2f =5X 94=470L/s=0.47 m 3/s=1692 m3/hV型滤池反冲洗时表面扫洗同时进行，其流量为：0表=q 表f =0.0018 X 94=0.17 m3/s2. 反冲洗配水系统的断面计算配水干管（渠）进口流速应为1.5m/s左右，配水干管（渠）的截面积A= Q反/ v 进=0.47/1.5=0.31m 2反冲洗配水干管用钢管，DN600流速1.61m/s。反冲

47、洗水由反冲洗配水干 管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部的布水 区。反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管流速或孔口流速为11.5m/s左右，取v支=1.0m/s，则配水支管（渠）的截面积为:A支=Q反/ v 支=0.47/1.0=0.47m此即配水方孔总面积。沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共40个，孔中心间距0.65m,每个孔口面积:A 孔=0.47/40=0.01m每个孔口尺寸取0.1mX 0.1m。3. 反冲洗用气量的计算0气=q 气f=15X 94=1410L/s=1.41 m 3/s4. 配气系统的断面计算配气干管（渠）进口流

48、速应为5m/s左右，则配气干管（渠）的截面积2A气 i = Q反气/v 气进=1.41/5=0.28m反冲洗配气干管用钢管，DN600流速5m/s。反冲洗用空气由反冲洗配气 干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布气小孔配气到滤池底部的布水 区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计 40个。反冲洗用空气 通过布气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗用配气支管流速或孔口流速为 10m/s左右，则配气支管（渠）的截面积为：A 气 2= Q反气/v 气支=1.41/10=0.15m每个布气小孔面积A 布=0.15/40=0.00375m孔口直径为0.07m。每孔配气量为Q气孔=Q

49、反气/40=1.41/40=0.0353m 3/s=126.9m3/h5. 气水分配渠的断面设计气水同时反冲洗时反冲洗水的流量3Q气水反=q水if=4X94=376L/s=0.38 m /s气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量30气=q 气f=15X 94=1410L/s=1.41 m /s气水分配渠的气、水流速均按相应的配水、配气干管流速取值。则气水分 配干渠的截面积2A气水=Q气水反/v进+ Q反气/ v气进=0.38/1.5+1.41/5=054m3.6.4滤池管渠布置1. 反冲洗管渠（1）气水分配渠气水分配渠起端宽取 0.4m，高取1.5m，末端宽取0.4m，高取1.0m。则起 端截面积

50、0.6m2，末端截面积0.4m2。两侧沿程各布置40个配水方孔和40个配 气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为 0.54/40=0.014 m 2末端截面积0.4 m,满足要求。(2) 排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面 0.5m，则排水集水槽起端槽高H 起=H+ H+ H3+0.5-1.5=0.9+0.13+1.0+0.5-1.5=1.03m式中H、 H2、 H3同前，1.5m为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高H 末=Hi+ H+ H+0.5-1.0=0.9+0.13+1.0+0.5-1.0=1.53m式中H、H2、 H同前，1.0m为气水分配渠末端高度。底坡 i= ( 1.53-

51、1.03)/L=0.5/13=0.0385(3) 排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，贝U槽水位高h1=0.73m，槽宽b槽=0.4m，n=0.013 水流截面积 3 =0.4 X 0.73=0.292m2水流湿周 x =0.4+0.73 X 2=1.86m水力半径 R=0.292/1.86=0.157m水流速度 v=i 1/2/ n= (0.1572/3 X 0.03851/2) /0.013=4.37m/s过流能力 Q排集=3 v=0.292 X 4.37=1.27m3/s实际过水量Q*= Q反+ Q表=0.47+0.17=0.64 m /s过流能力Q排集=1.27m/s2. 进水管

52、渠(1) 进水总渠四个滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.81.2 m/s ,则强制过滤流量为：Q强=(99750/3)X2 =66500rn/d=0.77 m 3/s进水总渠水流断面积为：2A 进总=Q强/ v 进总=0.77/1.0=0.77m进水总渠宽1.0m,水面高0.8m。(2) 每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进 入滤池。两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板， 在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节阀门的开启度，使其在反冲洗时 的进水量等于表扫水用水量。孑L口总面积按滤池强制过水量设计，孔口两侧水位差取0.1m,则孔口总面积为：A孔=Q强/ (0.8错误！未找到引用源。)=0.77/ (0.8错误！未找到引用源。)=0.69 m2中间孔口面积按表面扫洗水量设计：A中孔=A孔(Q表/ Q强)=0.69 X( 0.17/0.77 ) =0.15 m2 孔口宽B中孔=0.39m两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积为：2A侧=(A孔-A 中孔)/2= (0.69-0.15 ) /2=0.27 m孔口宽B孔=0.52m(3) 每座滤池设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶