给水厂混凝沉淀过滤消毒设计计算书教材

1、34第二章：总体设计2.1水厂规模的确定水厂的设计生产量 Q包括以下两项：供应用户的出厂量 Q和水厂的自用水 量Q, 般Q只占Q的5-10%,所以水厂设计生产量可按下式计算：Q=KQ (式中 K=1.05-1.10 )3水厂设计计算水量Q=50000m /d即Q=K1=50000 1.05 =52500 m3/d=2187.5 m3/h=0.61 m3/s根据水厂设计水量2万m3/d以下为小型水厂，2万10万m3/d为中型水厂, 10万m3/d以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。2.2净水工艺流程的确定玉川集聚区是以工业项目为主，从目前情况看用户对水质的要求不高， 完全 可以靠供给原水满足

2、企业需求。但从长远来看，一方面不同的企业对水质的要求 不同，尤其是夏季的洪水季节，当源水水质发生较大的变化时， 可能会因为水质 的变化影响企业的生产。所以水厂以地表水作为水源，且水量充沛水质较好，则主要以取出水中的悬 浮物 和杀灭致病细菌为目标，经过比较后采用地面水的常规处理工艺系统。工 艺流程如图1所示。混凝剂消毒剂用户原水一彳絮凝沉淀池|滤 池清水池彳二级泵房图1水处理工艺流程2.3处理构筑物及设备型式选择(1) 药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件 溶解池的底坡不小于 0.0

3、2，池底应有直径不小于 100mm 的排渣管，池壁需设超 高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性， 所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防 腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体， 若其容量较小， 可用耐酸陶土缸作溶 解池。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵） ，不必另 备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量， 最适合用于混凝剂自动控制系统。（2）混合设备根据快速混合的原理， 实际生产中设计开发了各种各样的混合设施， 主要可 以分为以下四类：水力混合、水泵混合、管式混合和机械混合。在本次设计采用管式混合器对药剂与水进行混合。 管式

4、混合是利用原水泵后 到絮凝反映设施之间的这一段压水管使药剂和原水混合的一种混合设施。 主要原 理是在管道中增加一些各种结构的能改变水流水力条件的附件， 从而产生不同的 效果。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理 麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，管式混合具有占地极小、投 资省、设备简单、 混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。 管式混合 器采用管式静态混合器。（ 3） 反应池反应作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝体。 目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式， 主要有栅条 （网格）絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。

5、这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均 有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优 点，并且都能达到良好的絮凝条件，从工程造价来说，栅条造价为折板的1/2，为波纹板的 1/3，因此采用栅条（网格）絮凝。（ 4） 沉淀池原水经投药、混合与絮凝后， 水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体， 要在沉淀 池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池虽然 具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。 而且斜管沉淀池因采用斜管组件， 使沉淀效率大大提高， 处理效果比平流沉淀池 要好，因此采用斜管沉淀池。（ 5） 滤

6、池滤池的类型很多，应根据水厂规模和运行管理要求等情况进行比较选择。V型滤池是一种重力式快滤池其主要特点有：1）恒水位等速过滤。滤池出水阀随水位变化不断调节开启度使池内水位在 整个过滤周期内保持不变滤层不出现负压。2）采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，截污量也比普通快滤 池大，故滤速较高，过滤周期长，出水效果好。3）V 型进水槽（冲洗时兼做表面扫洗布水槽）和排水槽沿池长方向布置， 单吃面积较大时，有利于布水均匀，因此更适用于大、中型水厂。4）冲洗采用空气、水反冲和表面扫洗， 提高了冲洗效果并节约了冲洗用水。5）冲洗时，滤层保持微膨胀状态，避免出现跑砂现象。因此采用 v 型滤池。（ 6）

7、 消毒方法消毒方法有物理法和化学法两类。 目前我国主要采用氯消毒法。 加氯量的多 少，应根据水中有机物及细菌数量而定。出水厂的余氯量为 0.3 0.5 毫克/ 升， 管网末端剩余氯量不少于 0.05 毫克/ 升。因此，投氯量应根据实验求得。 我国各 水厂的投氯量一般为 0.5 2 毫克/ 升，接触时间须在 30 分钟以上。消毒一般多在过滤以后进行， 氯常加在滤池至清水池之间的输水管上， 借水 在清水池内的停留时间进行充分接触。考虑到安全， 加氯设备应放在单独的房间内。 房间应有良好的通风设备和直 接至室外的出口，面积应根据设备形式和数量决定，一般为 2X4米。加氯间与 加氯点之间的距离一般为

8、10-20 米。第三章混凝沉淀3.1混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物 压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩 聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投 加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。 我国多采用后者，采用湿投法 时，混凝处理工艺流程如图2所示。水n配制药刑至飢淀泄图2湿投法混凝处理工艺流程本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等 条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。聚合铝，包括聚合氯化铝

9、（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，具有混凝效果 好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝 作为水处理的混凝剂。取混凝剂平均投加量为10mg/L,最大投药量取a=20mg/LT 二 aQ/1000 = 20.0 52500/1000= 105Ckg/d（1）溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台,底部应设置放空管。必要时设溢流装置溶液池容积按下式计算:W1 二aQ417cn式中 w 溶液池容积,Q 处理水量，m3/h ; a混凝剂最大投加量，mg/L ； c溶液浓度，取10%;n 每日调制次数，取2。代入数据得：吩总T勞弊h轴(考虑

10、水厂的自用水量5%溶液池设置两个，以便交替使用，保证连续投药。每个容积为 2.7 m3，形状 采用矩形，尺寸为B L H =1.8 1.2 (1.25 0.3 0.15)高度中包括超高0.3m， 沉渣高度0.15m。溶液池实际有效容积 W1 =1.8 1.2 1.25=2.7m3池旁设工作台，宽1.01.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100m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DN80m一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑(2) 溶解池溶解池容积她=0.3* =0.3 2.7 = 0.81m3溶解池一般取正方形，有效水深 比=1

11、.0m，贝U:面积 F = W2/H1边长 a= F1/2= 0.9m；溶解池深度H = H1+H2+H3 (式中H2为保护高，取0.2m； H3为贮渣深度，取 0.1m)= 1.0+0.2+0.1= 1.3m溶解池实际有效容积w2 =1.0 0.9 0.9=0.81m3和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t = 15mi n，则放水流量W2 1000qo=r2.7 100015 60= 3L/S查水力计算表得放水管管径d= 70mm，相应流速vo = 0.7m/s。溶解池底部设 管径d= 100mm的排渣管一根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶

12、液。(3) 投药管投药管流量：w n 1000 =5.25 2 1000 = 0.122L/S24 60 6024 60 60查水力计算表得投药管管径d = 20mm,相应流速为v0 =0.32m/so(4) 加药间及药库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。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mo为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。药库药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg ,每袋规格为，0.5m 0.4m 0.25m， 投药量为 u=20mg/L,水厂设计水量为Q=52500m3/d = 2187.5m3/h，药剂堆

13、放高度为 H=1.5m。Q24ut cc 2187.5沃 2030 厂“聚合氯化铝的袋数n=00W = 0.02450= 630袋有效堆放面积A=NV630 0.5 0.4 0.251.5= 21m考虑药库的运输，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%+，则药库所需面积为21 1.3=27.3m2，药库平面尺寸取：6 5m=30m23.2混合设备的设计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，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。管式静态混合器

14、是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设 备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组 成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、 交叉混合和反向旋流三 个作用，混合效益达90-95%,构造如图3所示。图3管式静态混合器1）设计流量Q=5250024 36003= 0.61 m3/s2）设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为:一4一0.61：3.14 1.0=0.88m采用D=900mm,则实际流速0.96 m/s.3）混合单元数按下式计算N -2.36 %亠3 二 2.36。加5“ 0.9.3 二 2.49取N=

15、3,则混合器的混合长度为:L=1.1ND=1.1 0.9 3 = 2.97m4）混合时间2.970.96= 3.09s5）水头损失1.43D.41.43x0.90.40.9622 9.83 = 0.21m6）校核GT值G 二 h 9800 30.21_955.843s(_6001000s-1)1.14汉 10$ 汉2.07GT = 955.843 3.09 二 2953.554( _ 2000，水力条件符合要求)3.3反应设备的设计在絮凝池内水平放置栅条形成栅条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖井回流 式，各竖井之间的隔墙上，上下交错开孔，当水流通过竖井内安装的若干层栅条 或栅条时，产生缩放作用，

16、形成漩涡，造成颗粒碰撞。栅条絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度G值逐段降低。相应各段采用 的构件，前段为密网，中段为疏网，末段不安装栅条。水厂设计水量为50000m3/d，水厂自用水量为5%分成四池，每辆池为一组，则每池流量为 Q/4 =52500/4 =13125m3/d =547m3/h = 0.152m3/s（1）平面布置设计参数选取：絮凝时间：T=15min二900s，有效水深H0 =4.5m絮凝池分为三段：前段放密栅条，过栅流速*栅二0.25m/s，竖井平均流速V1井二0.12m/s ； 中段放疏栅条，过栅流速v2栅二0.22m/s，竖井平均流速V2井=0.12m/s ；末段不放栅

17、条，竖井平均流速0.12m/s。前段竖井的过孔流速为0.3 00.2m/s ,中段0.200.15m/s ,末段 0.1 0 m 1s4。（2）平面设计计算1）絮凝池的有效容积V =Q,T1533则 V = Q1T =547X=133m 设计中取 135m602）絮凝池面积A =色，贝U A-135 =30m2H4.53）单格面积Q0 152殳f =Q1，则f二 一=1.27m2，则实际面积取1.3汕v10.12配合沉淀池尺寸，设每格为矩形，长边取1.30m,短边取1.00m,每格实际面积为1.30 m2，实际流速为0.117 m/ s有此得分格数为：30n23.081.30为配合沉淀池尺寸，

18、采用25格，每行分5格，每组布置5格。实际絮凝时间为：t二24a b HQ24汉1 30汉1 0汉4 5H-水深，设计中取 4.5m 则 t=4.5 = 924s ： 15min0.152池的平均有效水深为4.5，超高取0.50m,池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高0.6m,得池的总高度为：H=4.5+0.50+0.6=5.6m内墙厚度取0.2m,外墙厚度取0.3m每组池子总长 L=(5 1 2+4 0.2+0.3)?2+1 = 13.2 m宽 B=1.35+0.24+0.32=7.9m4）栅条设计网格或栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸，前段栅条缝隙为50mm或网格孔眼为80mM 8

19、0mm中段分别为80mn和100mrK 100mm5）水头损失计算2 2h 八 h1 八 h2 八 V1a 2 V21 2g2 2ghi 每层网格水头损失。h2 每个孔洞水头损失。1栅条网格阻力稀疏，前段1.0，中段0.92 孔洞阻力稀疏，取3.0。第一段水头损失计算如下:竖井7个，3个竖井设3层，4个竖井设2层，共计17层，产1.0,过栅流速w=0.25 m/ s , 7个空洞,2=3.0，过孔流速 V1-6=0.3 m/s，V6-7=0.25 m/s。则:2h = 7 h 亠二 h?八 12 2 2V220.2520.322 - =17 1.06 3.0 -2 2g2 9.812 9.81

20、2 3.0 -0250.16m27.81第二段水头损失计算如下:竖井8个，各设一层栅条，共计8层，=0.9，过栅流速V2=0.22m/s,8个空洞，2=3.0，过孔流速 V8-1o=0.25 m/s，vn-15=0.20 m/s。贝q：2 2 2 2Zb 金 2 斜8 09 呛 330 爲25 3.0 0.08m2 汇 9.81第三段.孔数为10，过水流速为0.1m/s和0.14m/s。0.1422 9.810.122 9.81 h =0.16 0.08 0.00 0.248mG =1000 0.24860 1.029 10* 156) GT校核-52SJGT =52 60 15 =4.9 1

21、04 在 1.0 104 1.0 105 之间，满足要求。3.4沉淀澄清设备的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。斜管材料采用厚 0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径1*1 d=25mm，长 l=1000mm，斜管倾角 0=60。如下图4所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水平面成600角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向 上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集； 污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。排泥集水管-F11 III 1 .1清水区1斜管区配水区穿孔排泥管t右积泥区图4斜管沉淀池

22、剖面图(1)设计水量(括水厂自用水量5%及采用数据和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置四组，每组设计流量：Q=0.152m3/s颗粒沉降速度卩=0.35mm/s，清水区上升流速、=2.5mm/ s(2)沉淀池面积1) 清水区有效面积F=Q=喪=60亦v 0.00252) 沉淀池初拟面积F斜管结构占用面积按5%计，则F=F 1.05=60.8 1.05=63.84后则计算取用 64m2.初拟平面尺寸为L1-16.0m 4.0m3) 沉淀池建筑面积F建斜管安装长度L2 =1 cost - 0.5m考虑到安装间隙，长加0.1m，宽加0.1mL 汕 L2 0.1 =16.0 0.5 0.1 =16.6mB

23、= R 0.1 =4.0 0.1 =4.1m2F建= L B =16.6 4.1 =68.06m(3) 池体高度保护高h,=0.5m；斜管高度 4=1 si nr =1 sin 60 =0.87m；配水区高度h3=1.2m；清水区高度h4=1.2m；池底穿孔排泥槽高h =0.8m。则池体总高为：H 勺 0 h3 h4 h5 =0.5 0.87 1.2 1.2 0.8=4.57m(4) 复核管内雷诺数及沉淀时间1）管内流速v02.5sinsi n60=2.9mm/ s2）斜管水力半径RR =d /4 =6.25mm3）雷诺数ReRe =Rvo0.625 0.29001= 18.134）管内沉淀时

24、间tt =二 000 = 344.8s = 5.75min （沉淀时间 T般在 48min 之间） v2.9（5）配水槽配水槽宽b =1m（6）集水系统1）集水槽个数n=92）集水槽中心距a =丄=16.6 = 1.85mn 93）槽中流量q。Q 0.1523,q00.0169m / sn 94）槽中水深H2槽宽 b=O.9q00.4 = 0.9 0.0167.0.176m起点槽中水深0.75b=0.13m,终点槽中水深1.25b=0.22m。为方便施工，槽中水深统一按 H2=0.22m计。5）槽的高度Hb集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm,跌落高度取5cm,槽的超高取0.15m,贝

25、煉水槽总高度为H 3= H2+0.05+0.05+0.15=0.47m。6）孔眼计算a. 所需孔眼总面积co由 qo=Rcp2gh 得= 2gh式中q。集水槽流量，m3/s ;J 流量系数，取0.62 ;h 孔口淹没水深，取0.05m；所以0.01690.62.2 9.81 0.05= 0.028m2b. 单孔面积-.0孔眼直径采用d=30mm则单孔面积：. 2 2；r0 d = 0.0007m 4c. 孔眼个数n=40（个）尬 0.028 n 二00.0007d. 集水槽每边孔眼个数nn =n/2= 40/2=20（个）e. 孔眼中心距离S0S 0=B/ n =4.1/20=0.205m排泥

26、采用穿孔排泥管，沿池宽（B=4.1m）横向铺设4条V形槽，槽宽1.13m,槽 壁倾角45,槽壁斜高1.5m，排泥管上装快开闸门。第四章过滤V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀 门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大 （约1.40m）,粒径也较粗（0.95 1.35mm）的 石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普 遍设计为70 90m2，甚至可达100m2以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水 的出水浊度

27、普遍小于0.5NTU。V型滤池的冲洗一般采用的工艺为：气洗气水同时冲洗水冲洗+表面扫洗。4.1设计数据设计水量Q=52500m/d滤速 V=12m/h滤池冲洗确定（见下表）冲洗强度（L/sm2）冲洗时间（min）第一步（气冲）153第二步（气-水同时冲洗）空气154水4第三步（水冲）55总冲洗时间12mi n冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/（s 卅）【一般为1.42.0L/（s 卅）】4.2设计计算（1）池体设计1）滤池工作时间TT =24-1 X 24/T=24- 0.2 X 24/28=24 0.1=23.9（h）（式中未考虑排放滤水）2）滤池面积F滤池总面积 F=Q/V- T=5

28、2500/12X 23.9=183.05 m2,设计中取 184卅3）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单=3.5m,长L单=8.61m, 单格面积30.1 m ,共分4座,左右对称布置,每座面积f=60.2 m，总面积f=240 m。T ，二” 丁4）校核强制滤速VV =NV/(N 1)=4 X 10/(4-1)=13.3m/h, 满足V三 13.7m/h 的要求.5) 滤池高度的确定滤池超高H5=0.3m滤池口水深H4=1.5m滤层厚度 H3=1.4m(0.95 1.5m)滤板厚H2=0.13m滤板下布水区高度H=0.9m(0.70.9m)其中冲洗时形成的气势层

29、厚度为(0.10.15m)滤池总高度：H=H+H+H+H+H=0.9+0.13+1.2+1.5+0.3=4.03m6) 水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径0.951.35伽,不均匀系数1.21.6,均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算式中:3m H清=180V 1- m2 g H青一水流通过清洁滤料层的水头损失,cm;V水的运动黏度,c m2 /s;20 C时为0.0101c m2/s;g重力加速度,981 cm /s2;m滤料孔隙率；取0.5;do与滤料体积相同的球体直径,cm,根据厂家提供数据为0.1 cmLo滤层厚度丄o=120cmv滤速,v=10m/h=0.28 cm/s;卩

30、一滤料粒径球度系数,天然砂粒为0.750.8,取0.8;2 2=180140 0.28 = 19.46cm0.0101(10.5)(198 10.53i0.8x0.1 J根据经验，滤速为810m/h时,清洁滤料层的水头损失一般为3040cm,计算 值比经验值低，取经验值的低限30cm为清洁滤料层的过滤水头损失，正常过滤时 通过长柄滤头的水头损失 h三0.26m,忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开 始过滤时,水头损失为： Hf始=0.3+0.26=0.56m为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料 层相同.设计水封井平面尺寸2mX 2m,堰底板比滤池底板低0.3m.水

31、封井出水堰总高： Hk封 =0.3+H1+H2+H3=0.3+0.9+0.13+1.2=2.53m因为每座滤料过滤水量：Q单=v f=12 X 60.2=722.4m3/h=0.2m3/s所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2计算得：2/32/3Hk封=Q单/(1.84b 堰)=0.2/(1.84 X 2) 0.14m则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.18+0.56=0.7m(2)反冲洗管渠系统1) 长柄滤头配水配气系统A. 长柄滤头安装在混凝土滤板上，滤板固定在梁上，滤板用0.05m厚预制板 上浇注0.08m厚混凝土层，滤板下的长柄部分浸没于水中，

32、长柄上端有小孔，下端 有竖向条缝，气水同时反冲洗时，约有2/3空气有上缘小孔进入,1/3空气由缝隙进 入柄内,长炳下端浸没部分还有一个小孔，流进冲洗水，这部分气水在柄内混合后 有长柄滤头顶部的条缝喷入滤层冲洗.B. 长柄滤头固定板下气水室高度为0.70.9m,其中冲洗时形成的气垫层 厚度为0.10.15m.C. 长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80，每平方米的滤头数量为4964个。D. 冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。E. 向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为 5m/s左右；配 气支管或孔口流速为10m/s左右。配水干管进口流速为1.

33、5m/s左右；配水支管或 孔口流速为11.5m/s.长柄滤头结构如下图所示：长柄滤头结构2）反冲洗用水量Q反的计算：反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算.单独水洗时反冲洗强度最大，为5L/（s tf）3Q反=qx f=5 X 60.2=300L/s=0.3m /sV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：3Q表水 =q表水 f=0.0018 X 60.2=0.108m /s3）反冲洗配水系统的断面计算.配水干管进口流速为1.5m/s左右,配水干管的截面积A水干=C反水/v 水干=0.3/1.5=0.2反冲洗配水干管用钢管DN600流速v=1.2m/s反冲洗水由反冲洗配水干管输 至气水分配渠，由

34、气水分配渠底侧的布水方孔配水的滤池底部布水区，反冲洗水通过配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水支=1m/s则配水支管（渠）的截面积：人?孔=0反水/v 水支=0.3/1= 0.3 tf此即配水方孔总面积.沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水方孔共30个,孔 中心间距 0.5m, 每个孔口面积 :Ah=0.3/30=0.010 m2每个孔口尺寸取0.1mx 0.1m4) 反冲洗用气量的计算 :反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算 . 这时气冲的强度为15L/(s m)3Q反气=4气 f=15 x 60=900L/s=0.9m /s5)

35、 配气系统的端面计算 .配水干管(渠)进口流速应为5m/s左右,则配水干管的截面积A气干=0反气人水干=0.9/5=0.16 m2反冲洗配气干管用钢管.DN500,流速4.3m/s.反冲洗用空气有反冲洗配气干 管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区，布 气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计30个,反冲洗用空气通过配气小 孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值 .反冲洗配气支管流速或孔口流速为 10m/s左右,则配气支管的截面积：A气支=0反气人水支=0.9/10=0.09 m2每个布气小孔面积 ：A气孔=A气支/30=0.09/30=0.003 m孔口直径 ：d

36、气孔=(4 x A气孔/ n) 1/2 =(4 x 0.003/3.14) 1/2=0.06m每孔配气量 ：33C气孔=0反气/30=0.9/30=0.03m /s=108m/h6) 气水分配渠的断面设计 ：对气水分配渠端面面积要求的最不利条件发生的气水同时反冲洗时 , 亦即 气水同时反冲洗时要求气水分配渠端面面积最大。因此 ,气水分配渠的断面设计 按气水同时反冲洗的情况设计 , 气水同时反冲洗时反冲洗水的流量 ：3Q反气水=qx f=4 x 60=240L/s=0.24m /s气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量 ：Q反气=4气 f=15 X 60=900L/s=0.9 3/s气水分配区的气水

37、流速均按相应的配气 , 配水干管流速取值 . 则气水分配干管的断面积 .A气水=C反气水/v 水干+C反气/v 气干=0.24/1.5+0.9/5=0.34 m2(3) 滤池管渠的布置：1) 反冲洗管渠 .A. 气水分配渠 .气水分配渠起端宽0.45m,高取1.5m,末端宽取0.45m,高取1m,则起端截面积 0.675m , 末端截面积 0.45m , 两侧沿程各布置 18个配水小孔和 18个布水方孔 , 孔 间距0.6m,共36个配气小孔和36个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积 0.48/40=0.012 末端截面积0.45 m,满足要求.B. 排水集水槽 ：排水集水槽顶端高出滤料层

38、顶面 0.5m, 则排水集水槽高 ：He=H+H+H+0.5 1.5=0.9+0.13+1.2+0.5 1.5=1.23m式中H,H2,H3,同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,1.5m为气水分配 渠起端高度 .排水集水槽末端高 ：I末二H+H+H+0.5 1.0=0.9+0.13+1.2+0.5 1.0=1.73m式中H,H2,Ha,同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,1.0m为气水分配 渠末端高度 .底坡 1=(1.73 1.23)/L=0.5/12=0.04C. 排水集水槽排水能力校核 .由矩形断面暗沟(非满流n=0.013).计算公式校核集水槽排水能力.设集水槽超高0.3m.则

39、槽内水位高h排集=0.93m,槽宽,b排集=0.45m.湿周X=b+2h=0.45+2X 0.93=2.31 m水流断面:A排集=bX h=0.45 X 0.93=0.42 m2水力半径：R=A排集/X=0.42/2.31=0.182m水流速度:v=(R2/3 I 1/2)/n=(0.182 2/3 0.041/2)/0.013=5.06m/s过流能力C排集=A排集 v=A排集v=0.42 X 5.06=2.15m3/s实际过水量：Q=Q反水 +Q水=0.42+0.11=0.53m3/s 过流能力 C排集。2)进水管渠.A. 进水总渠.进水总渠过水流量按强制过滤流量设计,流速0.81.2m/s

40、,则强制过滤流量33Q 强=(52500/3) X 2=35000m/d=0.41m/s进水总渠水流端面积ApQs/v=0.41/1.2=0.34 m2进水总渠宽0.85m,水面高0.4mB. 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，供给反冲洗表扫用水，调节闸门的开启度，使其在反冲洗时的进水量 等于表扫水用水量，孔口面积按口淹没出流公式：Q强=0.8A2gh计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m,则孔口总面积A孔二Q强 / 08 2gh 严0

41、.41/0.82 9.81 0.1 =0.72 m2中间面积按表面扫水量设计.A中孔=AlX (Q表水/Q强)=0.72 X (0.15/0.41)=0.26 m孔口宽B中孔=0.13m.高H中孔=0.2m两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面孔；Aw=(A 孔一A中孔)/2=(0.72 0.26)/2=0.23 m孔口宽B侧孔=0.23m,高H侧孔=0.1mC. 每座滤池内设的宽顶堰.为了保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配 水渠，在经滤池内的配水渠分配到两侧的V形槽，宽顶堰宽b宽堰=5m,宽顶堰 与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m,堰上水头由矩形堰

42、的流量公式Q= 1.84bh3/2h宽堰=Q强/ (1.84b 宽顶)2/3 = 0.41/ (1.84 X 5) 2/3 = 0.13mD. 每座滤池的配水渠；进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入 滤池内的V形槽。滤池配水渠宽bE= 0.35m。渠高1m渠总长等与滤池总宽。则渠长L配渠二7m当渠内水深0.5m时，流速(进来的混水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去， 每侧流量为Q虽/2 )5己渠=Qs/ (2b配渠h配渠)=0.41/ (2X 0.35 X 0.5 )= 1.15m/s满足滤池近水管渠流速0.81.2m/sE. 配水渠的水力半径：Re渠=b配渠h配渠/

43、(2h 配渠+b配渠)=0.35 X 0. 5/(2 X 0. 5 + 0.35)=0.13mI 渠=(nv渠/R深2/3)2=(0.013 X 1.15/0.13 2/3)2=0.003渠内水面降落量 h渠=1 渠I 配渠/2=0.003 X 7/2=0.011m因为配水渠最高水位：h配渠+ h渠=0. 5+0.011=0.511m 渠高 1m所以配水渠的过水能力满足要求.(3) V形槽的设计：V形槽槽底设表扫水出水孔直径取? I =0.025m,间隔0.15m.每槽共计75个,则单侧V形槽表扫水出水孔出水总面积A表孔=(3.14 X 0.0252/4) X 75=0.04 m2表扫水出水孔

44、低于排水集税槽堰顶0.15m,即V形槽槽底的高度低于集水槽堰顶 0.15m据潜孔出流公式Q强=0.8A 2gh,其中C为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗 时V形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面2 2hv滤=Q表水/2 X 0.8A表孔/2g=0.11/2 X 0.8 X 0.04 /2 X 9.8=0.28反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2式中b集水槽长b=L排槽=12m,G为单格滤池反冲洗流量3Q反单=Q/2=0.53/2=0.265m /s所以,h排水=Q反单心.84b)2/3=0.06mV形槽倾角45度,垂直高度1m,壁厚0.05m.反冲洗时V形槽顶高出槽内液

45、面的咼度为:1 0.15 h排槽一hv液=1 0.15 0.006 0.28=0.53m第五章：消毒5.1加药量的确定水厂设计水量为 Q 52500m3 / d = 2187.5m3/h最大投加量为a=1.5mg/L加氯量为：Q =0.00隠=0.001 1.5 2143.75= 3.28kg/h储氯量（按一个月考虑）为：G =30 24Q=30 24 3.28 = 2362.5kg/月5.2加氯间的布置水厂所在地主导风向为北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的南部。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时812次，并安装漏气 探测器，其位置在室内地面以上20cm设置漏气报警仪，当检测

46、的漏气量达到2 3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。为搬运氯瓶方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通 到氯库大门以外。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mHO,供加氯机投药用；在 氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。第六章：其他设计6.1清水池的设计设置两座清水池以适应水厂5.25 104m3/d的产水量。清水池的调节容积取设计水量的 15%则调节容积：V=52500X 15%=7875n3 消防用水量按同时发生两次火灾，一次灭火用水量取55L,连续灭火时间为

47、2h,则消防容积：V=55X 2X 3600/1000=396m3根据本水厂选用的构筑物特点，水厂自用水储备容积v=0b清水池总容积为：V= V+ V+ V=7875+396+0=8271 m3清水池设两个，有效水深取 H=4.5m则单池面积为：2 f=V/2H=8271/(2X 4.5)=919m取BX L=30.5 X 30.5=930.25m2。超高取0.5m，贝U清水池净高度取 5.0m。6.2吸水井的设计吸水井的应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为6m，长度28.8m。6.3辅助建筑物面积设计生活辅助建筑物面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助建筑物面积根据水厂规模、工艺流程和当地的具体情况而定。第七章：水厂总体布置7.1 水厂的平面布置水厂的基本组成分为两部分： 1. 生产构筑物，包括处理构筑物、清水池、二 级泵站、药剂间等； 2.辅助构筑物， 其中分为生产辅助构筑物和生活辅助构筑物 两种。前者包括化验室、 修理部门、 仓库、车库及值班宿舍等； 后者包括办公楼、 食堂、浴室及职工宿舍等。水厂平面布置主要有：