给水处理厂课程设计计算书

1、 1.1工艺流程方案水厂采用如图1所示的工艺流程。通过对主要处理构筑物的分析比较， 从中 制定出水厂处理工艺流程如图2所示。投加消毒剂一级泵站-配水井-絮凝-沉兀淀过:滤清水池二纟及泵站投加混凝剂图1水厂处理工艺流程一级泵站配水井管式静态混合器*投加混凝剂（硫酸铝）折板絮凝池平流沉淀池V型滤池Jj投加消毒剂（液氯）清水池吸水井二级泵站图2水厂处理工艺流程框图（构筑物）1.2水处理构筑物计算1.2.1配水井设计计算设计参数配水井设计规模为4101.7m3/h。设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间采用23min，取T = 2.5min，则配水井有效容积为：W=QT=4101.7*2.5/6

2、0=170.9m（2）进水管管径D1配水井进水管的设计流量为 Q=4101.7m3/h=1.1m3/s，查水力计算表知，当进水管管径 D1100mm时，v =1.179m/s （在 1.0 1.2 m/s范围内）。（3）矩形薄壁堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续 处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为 q=4010.7/2=2050.85m3/h=0.557m3/s。配水米用矩形薄壁溢流堰至配水管。堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为q = 0.557m3/s = 557L/s，般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（

3、堰高 h取0.5m）。矩形堰的流量公式为：q = mb 2gH 3/2式中 q矩形堰的流量，m3/s ;m流量系数，初步设计时采用 m=0.42 ;b堰宽，m，取堰宽b=6.28m ；H堰上水头，m。已知 q=0.557m/s , m = 0.42 , b =5.71m，代入下式，有:q 2/3H =() =()0.14mmb/2g0.42x 6.28汉 丁2汉9.8堰顶宽度B根据有关试验资料，当 - 0.67时，属于矩形薄壁堰。取0.05m，这时HB0.36 (在00.67范围内)，所以，该堰属于矩形薄壁堰。H配水管管径D2由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为 q=0.557m3/

4、s，查水 力计算表可知，当配水管管径 D2 =800mm时，v=1.11m/s(在0.81.0 m/s范 围内)。配水井设计配水井外径为6m内径为4m，井内有效水深H0=5.9m，考虑堰上水头和一 定的保护高度，取配水井总高度为 6.2m。1.2.2混合工艺设计计算考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距 离为50米。进水管采用两条,设计流量为Q=98440/24/2=0.557 m3/s。进水管采用钢管，直径为DN800查设计手册1册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8m，混合管段的水头损失h JL二辽卫、0.09m。小于管式混合水头1000损失要求为0.

5、3-0.4m。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故 需在进水管内装设管道混合器，本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合 器示意图见图1.3。设计参数：采用玻璃钢管式静态混合器2个。每组混合器处理水量为0.557m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m，进水管采用两条DN800钢管。设计计算：进水管流速v:据d, = 800mm, Q =0.557m3/s，查水力计算表可知，v=1.11m/s (手册:0.81.0m/s ;厂家：0.91.2 m/s，基本均在上述范围内)。混和器的计算：混合单元数取N=3,则混合器长度为L =1.1 D N =1.1 0.8 3 = 2.

6、64 混合时间T二丄二264 = 2.38m/sv 1.112zq 20 5572水头损失：h=0.1184N =0.1184443 = 0.294m2gD0.8校核G:G 二9800 0.2941.1 10 2.38=1049.1s，GT =1049.1 2.38 =2496.82000。水力条件符合。混合器选择：静态混合器采用3节，静态混合器总长 4100mm管外径为820mm质量1249kg，投药口直径65mm药剂静态混合器管式静态混合器1.2.3投药工艺及投药间的设计计算1.设计参数本设计选用硫酸铝为混凝剂，最大投加量为 32mg/L，平均为25mg/L。溶液池：溶液池的容积：W=uQ

7、/417b n=(32*4101.7)/(417*15*4)=5.24m式中u 混凝剂最大投加量，32mg/ LQ 设计流量，为4101.7m3/hb -混凝剂的投加浓度，取15%。n每日的投加次数，取4次。溶液池按两个设计，一次使用一个池子，两个池子交替使用。溶液池的平面 形状采用正方形，有效水深取1.3m,则边长为2.0m。考虑超高为0.5m。则溶液 池尺寸为 LX BX H= 2.0mX 2.0mX 1.8m。溶液池池底设DN200的排渣管一根，溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁衬以 聚乙烯板(防腐)。溶解池：容积 W2=0.3W1=0.3*5.24=1.57m3溶 解 池 建 两 座， 一

8、 用 一 备 交替使用，每日调制两次。取有效水深为1.0m，平面为正方形形 状，边长为1.5m。考虑超高0.5m，则池体尺寸LX BX H= 1.5mX 1.5mX 1.5m。溶解池的放水时间采用t =10min，则放水流量为：q=w/60t=1.57/(60*10)=2.61L/s查水力计算表：放水管管径采用 DN70相应流速为1.34m/s。溶解池底部设管径DN200的排渣管一根，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁 衬以聚乙烯板(防腐)。投药管的流量为：q=(W1*4*10 3)/(24*3600)=(5.24*4*1000)/(24*3600)=0.29L/s查水力计算表得，投药管直径为 D

9、N32相应流速为0.6m/s。溶解池的搅拌装置:每池设搅拌机一台。选用ZJ-700型折桨式搅拌机，功率为4KW转速为85r/min。计量泵加药采用计量泵湿式投加,W/12=5.24/6=0.873m3/h=873L/s安装3台，两用一备。计量泵型号为J-Z400/2.5，单台的设计流量为436.5L/S。药剂仓库计算:药剂仓库与加药间应连在一起，储存量一般按最大投药期间1 -2个月用量 计算。仓库内应设有磅秤，并留有1.5m的过道，尽可能考虑汽车运输的方便。 混凝剂选用精制硫酸铝，每袋质量是40kg,每袋的体积为0.5 x 4X 0.2m3,药 剂储存期为30d，药剂的堆放高度取2.0m。硫酸

10、铝的袋数:2公式为:K1 Q 24 u tN =1000 XW二 0.024QutW式中，Q -水厂设计水量，m3/h ;u -混凝剂最大投加量，mg/L ;t -药剂的最大储存期，d ;W -每袋药剂的质量，kg ;将相关数据代入上式得,N=0.024*(4101.6*32*30)/40)=2362 袋。有效堆放面积A:公式为：A二 NVH -e式中，H -药剂得堆放高度，m ;V -每袋药剂得体积，m3;e-堆放孔隙率，袋堆时e=20%代入数据得：A=(2362*0.5*0.4*0.2)/(2*(1-0.2)=59m124反应（絮凝）工艺：折板絮凝池的设计计算：1.设计参数设计两座,每座设

11、2组,每组设计水量为0.2785m3/s。两组之间的隔墙厚取 200mm采用三段式，总絮凝时间18min,第一段为相对折板,第二段为平行折板, 第三段为平行直板。絮凝池布置如下图。速度梯度G要求由90s-1减至20 s-1左右，絮凝池总GT值大于2X 104。絮凝 池与沉淀池合建，为配合沉淀池，单座絮凝池实际宽采用 14m絮凝池有效水深 H）采用 3.8m。2.设计计算：（1）第一絮凝区：设通道宽为1.4m,设计峰速为0.34m/s,则峰距 b-i0.27850.585m ,取 0.6m。0.34 1.4实际峰速为：v一。2785 332m/s。0.6 1.4谷距 b2: p = b, 2c

12、= 0.6 2 0.355 二 1.31m。折板布置如草图，板宽采用500mm夹角90,板厚60mm第一絮凝区布置草图：侧边谷距：b4 二 d c = 1.263 0.35 1.618m中间部分谷速0.2785/v2: v20.152m/ s21.4 1.31侧边峰速V；：，0.2785co /v10.158m/s1.4 1.263侧边谷速V2 ：v20.27850.123m/s1.4 1.618侧边峰距 b3： b3 二 Bbt C)6.9-4 0.6-5(.355 0.04),263m2水头损失计算：中间部分：渐放段损失:hli Vi 2 -V2 20.5 2g0.3322 -0.1522

13、2 9.8=0.0022 m渐缩段损失:山?十即討+0.1 一亀陽卜0.005m按图布置,每格设有12个渐缩和渐放,故每格水头损失:h=12 X (0.0022+0.005)=0.0864m。侧边部分：渐放段损失：2 9.8h1 =、仏=0.5 0.158 -0.123 = 0.00025m。 2g渐缩段损失：-h2 = 1+6 -8厂4,L/H=65/3.31=19.610。中间设两道250mm勺隔墙将沉淀池分成三格，每格宽为 4.5m。贝水力半径：4.5 3.314.5 3.31 d R1.34m工 3.31 汉 2+4.511.12弗劳德数：2 2Fr 二卫d0!21.1 10 （ Fr

14、 在 1 10鼻-1 10*之间）Rg 1.34 7.8vR 0.012 1.34雷诺数：Re6 -15903 15000 （一般为 4000- 15000）Y 1.01110可见Fr,Re均满足要求沉淀池示意见下图。出 水 斗沉淀池示意图沉淀池的进水设计：进水采用穿孔墙布置，尽量做到在进水断面上水流的均匀分布，避免已形成的絮体破碎。单座池墙长14m墙高3.8m,有效水深3.31m。根据设计手册：当进水端用穿孔配水墙时，穿孔墙在池底积泥面以上0.30.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。本设计采用0.5m。单个孔眼的面积W):孔眼尺寸考虑施工方便，采用尺寸：15cmx8cm %=0.15

15、0.0 0.012m2孔眼总面积孔眼流速采用v,=0.1m/s ,Vi0.5570.1=5.57 m2孔眼总数n0:n0二匕 也 464.2个，取465个。Wo 0.012孔眼实际流速为：v1二一q0.5570.099m/ snw。465 汉 0.012孔眼布置：孔眼布置成8 排,每排孔眼数为465=58.125 59个。水平方向孔眼的间距取160mm则计算的水平长度为：59住0+5旷160 = 14000mm。竖直方向的间距为150mm最上一排孔眼的淹没深度假定为 0.5m,最下一排孔眼 距池底为0.5m,则竖向的计算高度为：0.15 8 0.15 7 0.5 0.3.25m ,可以。沉淀池

16、的集水系统：沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水， 并尽量滗取上层澄清水，减 小下层沉淀水的卷起，目前采用的办法多为采用指形槽出水指形槽的个数：N=6指形槽的中心距：B 14a2.3mN 6指形槽中的流量：20%,故槽中流量为:q0 =Q二0.557 :0.093m3/s，考虑到池子的超载系数为N 6q。=1.2q=1.2 0.093 = 0.1116m3/s指形槽的尺寸：槽宽 b = O.9q0.4 = 0.9 O.11160.4 = 0.37m，为便于施工，取 b = 0.4m取堰上负荷为450m3/(m.d)，则指形槽长度:L =96300/2 450 =107m6个集水槽，双侧进水

17、。每根槽长：8.92m,取9.0m。起点槽中水深： 已=0.75b =0.75 0.4 = 0.3m终点槽中水深：H2 =1.25b=1.25 0.4=0.5m为便于施工，槽中水深统一取 H2 =0.5m槽的高度：集水方法采用锯齿形三角堰自由出流方式，跌落高度取0.05m,槽的超高取 0.15m。则指形槽的总高度H3二H2 * 0.15 *0.05 = 0.70m (说明：该高度为三角堰 底到槽底的距离)三角堰的计算: a.每个三角堰的流量q1，堰上水头取0.08m，贝q =1.343H47 =1.343 0.08?= 0.00262m3/sb.三角堰的个数：n=90.557212.6 个，取

18、 213 个。三角堰的中心距：9*36/2)=0.5m。qi 0.00262集水槽的设计：集水槽的槽宽b = 0.9Q。4 = 0.9 O.5570.4 = 0.712m，为便于施工，取0.8m起点槽中水深： 已=0.75 b=0.75 0.8=0.6m终点槽中水深：H2 =1.25 b =1.25 0.8=1.0m为便于施工，槽中水深统一取1.0m。自由跌水高度取0.07m。则集水槽的总 高度为：H =0.70.07 1.0 =1.77m。沉淀池排泥：排泥是否顺畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅、泥渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥。机械排泥 具有

19、排泥效果好、可连续排泥、池底结构简单、劳动强度小、操作方便可以配合 自动化等优点。故本设计采用虹吸式机械排泥。虹吸式机械排泥的设计：采用SXH型虹吸式吸泥机，轨距I = 14000mm干泥量 Q干=(98440/2)*(1000-10)*10-6=48.7m3/d 假设含水率为 98%污泥量 Qs=/(1-98%)=48.7/0.02=2436.39m 3/d=101.5m3/h吸泥机往返一次所需的时间：2l 2 65t 二 二=130min (桁架行进速度 v=1m/min )v 1虹吸管计算：设吸泥管管数为10根，管内流速为1.5m/s。单侧排泥最长虹吸管长为18m 采用连续式排泥，管径为

20、：D=0.333(Qs*106)/( n*V1* a ) 1/2=48.8mm99.311选用 DN50水煤气管36001.4m/s。10.05 104吸口的断面确定: 2 1吸口的断面与管口断面相等。已知吸管的断面积A= 1二0.05 0.002m24设吸口宽度 b=% =.%2= 0.01m吸泥管管路水头损失计算：进口 1 =0.1，出口 ，90o弯头I =1.975 2个，则局部水头损失为: hj1T 1.975 2 出51mj2 9.8管道部分水头损失：含水率为98%, 般为紊流。lv2D2g=0.02618 1.420.05 2 9.8=0.936m总水头损失：h = hj - h

21、= 0.51 0.936 = 1.446m考虑管道使用年久等因素，实际 H =1.3h=1.3 1.446 = 1.88m放空管管径确定：沉淀池放空时间取3h，则放空管管径为：=0.328m，取 DN3500.7 14 65 3.3105汉 36001.2.6过滤工艺：V型滤池的设计计算：设计参数：设计水量(包括7%水厂自用水量)为：Q=9.84*104m/d=1.1m3/s设计滤速采用v =12m/h，强制滤速v 20m/h。滤池采用单层石英砂均粒滤料，冲洗方式采用：先气冲洗，再气 -水同时冲 洗，最后再用水单独冲洗。根据设计手册第三册 P612表9-8确定各步气水冲洗 强度和冲洗时间，参数

22、具体如下：冲洗强度第一步气冲冲洗强度q气1=16L/ s.m2 ;第二步气-水同时反冲洗,空气强度q气2=16L/s.m,水冲洗强度q水4. 0L / s m ;第三步水冲洗强度 q水2 = 6L / s.m冲洗时间第一步气冲洗时间t气二3min,第二步气-水同时反冲洗时间t气水二4min ,单独水冲时间t水二5min ;冲洗时间共计为：t =12min =0.2h ;冲洗周期T =48h , 反冲洗横扫强度为2.0L/ s.m2设计计算:(1 )池体设计:滤池工作时间t :2424t =24 -t 24 -0.223.9h(式中未考虑排放初滤水)。滤池总面积F:2F=Q/vt=98440/(

23、12*23.9)=335.9m滤池分格:选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5m,长L单=12m ,面积42吊, 共四座，每座面积f =84m2，总面积336nl校核强制滤速v:v Nv4 =16m/h ： 20m/h的要求。N -14 -1滤池的高度确定：滤池超高H6=0.3m,滤层上水深H5=1.5m,滤层厚度H4=1.0m。承托层厚 取H3=0.1m。滤板厚参考滤板用 0.05m厚预制板，上浇0.08m混凝土层，故取 H2 =0.13m。滤板下布水区高度取 已=0.9m。滤池的总高度为：H = H1 H2 H3 H4 H5 H0.9 0.13 0.1 1.0 1.5 0.3

24、= 3.93m水圭寸井的设计：滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径0.95-1.35mm,不均匀系数1.2-1.6。均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算： TOC o 1-5 h z 2 /Jv (1 - mio )1AH 清=180 汉一*llovgmoJd 丿式中：aH清-水流通过清洁滤料层的水头损失,cm;.-水的运动黏度,cm /s,20C时为0.0101 cm /s;g -重力加速度,981 cm2 / s2;m。-滤料孔隙率；取0.5;d -与滤料体积相同的球体直径，cm,根据厂家提供的数据0.1cml0 -滤层厚度,cm,l 0 = 100cm;v -滤速，cm/s,v = 12m/

25、 h 二 0.33cm/ s;所以旧清日80詈121-0.50.53-滤料颗粒球度系数，天然砂粒为0.75-0.8,取0.8.亠 2 100 0.33 19.11cm0.8 0.1根据经验,滤速为9-10m/h时,清洁滤料层水头损失一般为 30-40cm,计算值 比经验值低，取经验值的底限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巾乞0.22m ,忽略其他水头损失,则每次反冲洗后刚开 始过滤时的水头损失为： H开始二0.3 0.20.52m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2nnK 2m,堰底板比滤池底板低

26、0.3m。水封井出水堰总高为：H水封=0.3 H1 H2 H 0.3 0.9 0.13 1.0 二 2.33m因为每座滤池的过滤水量：0单=vf =12汉84 =1008吵h =0.28叹。所以水3封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式Q二1.84bh?计算得：h水封:0.18m。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+0.52=0.7m。（2）反冲洗管渠系统：反冲洗水量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反洗强度最大，为6L/（s.m 2）。Q反水=6 84=504L / s 二 0.504m3 / s = 1814.4m3 / h。V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：Q表

27、水=q表水 f =0.00284= 0.168m3/s。反冲洗配水系统的断面计算：配水干管进口流量应为1.5m/s,配水干管（渠）的截面积：A水干= Q反水 v水干=0.5041.0336m2。反冲洗配水干管选用钢管 QN700,流速为1.31m/s,反冲洗水由反洗配水干 管输送到气水分配渠，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。配水支管或孔口的流 速为1-1.5m/s左右,取v水支=1m/s。则配水支管（渠）的截面积：A方孔=Q反水 /= .504 厂 0.504 m2/v水支z 1此即配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各布置20

28、个配水方孔，共40个，孔中 心间距0.6m。0 5042面积：A小=0.0126 m，每个孔口 尺寸取 0.12mX 0.12m。40反冲洗用气量Q气的计算：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2316L / s.m , Q反气=4气 f -16 84 =1344L/s =1.344m3/s配气系统的断面计算：配气干管（渠）进口流速应为5m/s左右,则配气干管（渠）的截面积：A气干=Q反气 二1*34% = 0.2688m2反冲洗配气干管用钢管QN600,流速为4.75m/s,反冲洗用空气，由反冲洗配 气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔到滤池底部布水区

29、，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应为10m/s左右,则配气支管(渠)的截面积为：A气支 = Q反气 V气支=1-3441 0.1344 m2。每个布气小孔面积：A气孔=A气支40 = 1344 40二0.00336 m21孔口直径 d 气孔= 40.0036 厂 2 :0.065 m每孔配气量：Q 气孔二 Q 反气,40 二 1.344 ： 40 二 0.0336 m3 / s 二 120.96 m3/ h气水分配渠的断面设计：对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲

30、洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大，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量为：Q反气水=4水 f - 4.0 84 = 336L / s = 0.336L / s气水同时反冲洗时，反冲洗时用空气的流量：Q反气二 q气 f= 16 84 =1344 L/ 1.344 m3/s气水分配渠的气水流速均应按相应的配气配水干管流速取值，则气水分配干 渠的断面积：Q反气水A气水=V水干二 0.4928 mQ反气一 =0.336 + 1.344V气干 1.55滤池管渠的布置:反冲洗管渠：气水分配渠：气水分配渠起端宽取1.0m,高取1.5m,末端宽取

31、1.0m,高取1.0m,则起端截面积0.6m2,末端截面积0.4m2。两侧沿程各布置20个配气小孔和20个布水方孔，孔间距0.6m,共40个配气小孔和40个配水方孔。气水分配渠末端所需最小截面 积05 = 0.0125m2 :末端截面积0.4m2,满足要求。40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=H1+ H2 H3 H4 0.5 -1.5 = 0.9 0.13 0.1 1.0+0.5 -1.5 = 1.13m1.5m为气水分配渠起端高度。排水槽末端高度为：H末=H+ H2+ H3 H4 0.5-1.0 =0.9 0.13 0.1 1 0.5-1.0

32、= 1.63m1.63 -1.13底坡：0.041712C.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。设集水槽超高为0.3m,则槽内水位高h排集=0.83m,槽宽b排集=1.0m。湿周瓷=b 2h =1.0 2 0.83 = 2.66 m水流速度:水流断面：A排渠=bh=1.0 0.83=0.83m2水力半径：r = Ah% = 0.8%66 .312m过流能力：Q排渠=A排渠 v 二 0.83 7.22 ： 5.99m3/s实际过水量0反=Q反水 + Q表水=0.504 0.168 = 0.672m3/s ： 5.99m3/s ,满足要求。进

33、水总渠：进水总渠：四座滤池,分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量计，滤速 为 0.8-1.2m/s，取 V= 1.0 m/s。强制过滤流量Q=0.557nn/s进水总渠水流断面积：A进总=Qs v = 0.5571= 0.557m2进水总渠宽1m,咼0.6m,考虑超咼0.3m。则进水总渠咼为0.9m,考虑到施 工方便，进水总渠高与配水渠高相同，故取1.0m。每座滤池的进水孔：每座滤池由进水侧壁开3个进水孔。两侧进水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。孔口面积按孔口淹没出流公式Q二0.64A 2gh计算.其总面积按滤池强制过滤水

34、量计，孔口两侧水位差取0.1m,Q虽0.64 药0.5570.64 、”2 9.8 0.12:0.62m2中间孔面积及表面扫洗水量的计算A中孔=Q表水Q强）=。血“0.16%?戶0.19m2孔口宽B中孔=1.0m,咼H中孔=0.2m两个侧孔口设闸门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积:Am= A孔-A中孔 /2 二 0.62-0.19 /2 0.22m2孑L口宽B侧孔=0.5m,咼H侧孔=0.44m每座滤池内设的宽顶堰：为保证进水的稳定性，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，再经滤池内的配水渠分配到两侧的 V型槽。宽顶堰堰宽b宽顶=5m ,宽顶堰与 进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁

35、相距 0.5m,堰上水头由矩形堰的流量公式3Q =1.84bh2 得,h宽顶=Q强.| .：T.84t宽顶2 2J沖843:0.16m每座滤池的配水渠进入每座滤池的浑水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽.滤池配水渠宽b配渠=0.5 m ,渠高为1.0m,渠总长等于滤池总宽.则渠长L配渠=7m+ 0.4 m = 7.4 m.当渠内水深h配渠=0.6 m时,流速（进来 的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为Q强/2）:v配渠二Q强：2b配渠h配渠 二0.557 2 0.5 0.60.93m/s,基本满足滤池进水管渠流速在0.8-1.2m/s 的要求。配水渠过水

36、能力校核：配水渠的水力半径：R配渠=b配渠 配渠2h配渠 +配渠.5 O.q 2 0.6 0.5 ： 0.18m/ / 2 2r/2 2|渠=nv渠 / R渠3=0.013U2/ 0.183 ) 丿配水渠的水力坡降:0.002渠内水面降落量：:渠 L配渠 2 = 0.002 7.4 0.0074m因为配水渠最高水位h配渠+ h渠=0.6 0.0074 ： 1m （渠高）,所以配水渠的过 水能力满足要求。V型槽的设计:V型槽的设计扫洗水布水孔V型槽底部开有水平布水孔，表面扫洗水经此布水。布水孔沿槽长方向均匀 布置，内径一般为2030 mm ,过孔流速为2.0m/s左右，本设计采用= 0.025m

37、 ,比孔=2.0m/s。每座滤池V型槽的水平布水孔总截面积为:代孔二Q表水Vv孔0.1682.0=0.084m每座滤池V型槽的水平布水孔总数为:0.08413.14 0.02524= 168 个每座滤池单侧V型槽的水平布水孔数为n孔=80个，布水孔间距为0.15mV型槽垂直高度的确定滤池冲洗时槽内水面低于斜壁顶约 50100mm本设计采用g = 0.1m。根据孔口出流公式Q=0.64A；2gh，则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反 冲洗时液面的高度h2为：h2Q表水/ /29)=一0.16鷹次卄心卄/了/(29严0.55口2 , (2 7.64 汉 A表孔)厂 5 -/2X0.647.04 一

38、八扫洗水布水孔中心一般低于用水单独冲洗时池内水面50150mm本设计采用 h3 = 0.15m。取V型槽槽底的高度低于表扫水出水孔中心为h 0.21m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求得，其 中b为集水槽长，b二L=12m ； Q为单格滤池反冲洗水量，Q反单二反2二0.6722二0.336m3 / s，则反冲洗时排水集水槽的堰上水头h5=2 2%）0.%84边3:0.06mV型槽的垂直高度为:h1 h2 h3 h4 =0.1 0.55 0.15 0.21=1.01mV型槽斜壁顶与排水集水槽顶的垂直距离为：h1 h2 h5 =0.10.550.06=0.71m

39、V型槽的倾角采用45。校核过滤时V型槽流速V型槽在滤池过滤时处于淹没状态，槽内设计始端流速不大于0.6m/ sV型槽过滤时始端的截面积为：1 2 2Av始0.950.451m2单格滤池过滤时V型槽的流量为：3Q单滤=Q滤 /8 =1.115/8 = 0.139m /s滤池过滤时V型槽始端流速为：vv始=Q单滤 /代始=0.139/ 0.451 = 0.31m/s ： 0.6m/ s，满足要求校核反冲洗时V型槽流速V型槽内设计始端流速不大于0.6m/s。V型槽反冲洗时始端的截面积为：1 2 2代始0.850.36m单格滤池反冲洗时V型槽的流量为：3 Q单反=Q表水 12 = 0.168/ 2 =

40、 0.084m / s滤池反冲洗时V型槽始端流速为：vv始二 Q单反 I A始二 0.084/0.36 = 0.23m/s ： 0.6m/s，满足要求。（4）冲洗水的供应：可选用冲洗水泵或冲洗水箱供水，本设计采用冲洗水泵。a.冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失厶0反洗配水干管用钢管，DN700管内流速为1.31m/s,1000i=2.88m，布置管长总计为50m则反冲洗总管的沿程水头损失：hf 二 iL =0.00288 50 : 0.144m主要配件及局部阻力系数 见下表:配件名称数量/个局部阻力系数匚90o弯头220.02 = 2.04DN600闸阀22 汉 0.15 = 0.3等径四通

41、22 汉 3.0 = 6.0E匚8.342g.8.34 回2g:0.73m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路损失, ：h1 - -：h/ . ：h/ 0.144 0.73=0.874mb.清水池最低水位与排水槽堰顶的高差H0 =5m滤池配水系统的水头损失：h2气水分配渠的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管(非满流，n=0.013 )近似计算气水同时反冲洗时，C反气水=0.336m/s 0.34m3/s则气水分配渠内的水面高 为：反反水=Q反气水 /(v水干b气水 尸 0.34(1.594爪 0.57m水力半径R反水=b气水hi气水2h反水+

42、b气水=0.4 0.57 2 0.57 0.40.15m水力坡降i反渠 =nv渠：R渠 3=0.013 1.5 0.132:0.005渠内的水头损失 “反水日反水I反水二0.005 12=0.06m气水分配干渠底部配水方孔水头损失.：h方孔气水分配干渠底部配水方孔水头损失按孔口淹没出流公式，Q=0.8A 2h计算。其中Q为Q反气水，A为配水方孔的总面积。由反冲洗配水系统的断面计算部 分内容可知，配水方孔的实际总面积为A方孔=0.576m2。贝U饷方孔=Q反气水 /(0.8為孔)T/2g = 0.34/(0.8X0.576 )f/2g 7.028m查手册，反洗水经过滤头的水头损失 巾滤乞0.22

43、m气水同时通过滤头时增加的水头损失 h增气水同时反冲洗时气水比n =154 =3.75，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总 面积与滤池过滤总面积之比约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度v柄=Q气水.1.25% f =0.34. 1.25% 840.3m/s通过滤头时增加的水头损失2=h增=9810n 0.01-0.01v 0.12v= 9810 3.75 0.01-0.01 0.3 0.12 0.3655Pa 0.067mH20则滤池配水系统的水头损失；h2汕2二汕反水+ “h方孔+ .汕滤+ Ah增=0.06 0.0280.220.067 : 0.38m砂滤层的水头损失.h3滤料为石英砂，容重1

44、=2.65t/m3，水所谓容重为吋-1t/m3，石英砂滤料膨 胀前的孔隙率m。=0.41，滤料层膨胀前的厚度H1.0m。则滤料层的水头损失讥 hp仁-1 1 -mo H3h2.65-1 1-0.41 1.0 ： 0.97m富裕水头.h4取1.5m。则反冲洗水泵的最小扬程为：H水泵=H0+ 也 ：h2：h3：h4 =5 0.87 0.38 0.97 1.5 = 8.72m选四台250S14单级双吸离心泵，三用一备。扬程为11米时，每台泵的流量 为 576m3/h。(5)反洗空气的供给长柄滤头的气压损失厶p虑头气水同时反冲洗时，反冲洗用空气流量Q反气=1.344m3 /s。长柄滤头采用网状 布置，

45、约55个/ m2,则每座滤池共计安装长柄滤头 n -55 84二4620个每个滤头的通气量1.344 1000 4620 ： 0.29L/S根据厂家提供的数据，在该气体流量下的压力损失最大为：p虑头=3000Pa = 3kPa气水分配渠配气小孔的气压损失.e气孔反冲洗时气体通过配气小孔的流速v气孔 Q气孔 A气孔=0.0336 000332 10.12m/s压力损失按孔口出流公式Q = 3600A, 2g二P计算式中J 孔口流量系数，J = 0.6;A 孔口面积，m2 ;p 压力损失，mn水柱；g 重力加速度，g =9.8m /s ;Q 气体流量，m3/h ;水的相对密度，1。则气水分配渠配气

46、小孔的气压损失巾气孔二Q气孔2.23 6 002l2A气孔2g=113.42 2 36002 0.62 0.003322 9.8:14.5mmH2O配气管道的总压力损失p管a.配气管道的沿程压力损失卫4.75m/s，满足50m气水分反冲洗空气流量1.344m3 / s，配气干管用DN600钢管，流速配气干管（渠）流速为为5m/s左右的条件。反冲洗空气管总长为 配渠内的压力损失忽略不计。反冲洗管道内的空气气压计算公式p气压=（1.5 H气压）9.8式中，p气压一空气压力，kPa;H气压一长柄滤头距反冲洗水面的咼度，m, H气压=1.5m则反冲洗时空气管内的气体压力p 空气=1.5 H 气压 9.

47、8 = 1.5 1.59.8 = 29.4kPa空气温度按30C考虑，查表，空气管道的摩阻为 9.8kPa /1000 m则配气管道沿程压力损失为.讷=9.8 50100 0.49kPa b.配气管道的局部压力损失.中2主要配件及长度换算系数K见下表配件名称数量/个长度换算系数KDN6009O弯 头40.7x4 = 2.8DN600闸阀30.25x3 = 0.75等径三通21.33x2 = 2.66Z K6. 21当量长度的换算公式：l0 =55.5KD1.2式中：l。一管道当量长度，md 管径，mK 长度换算系数。空气管配件换算长度 I。=55.5KD1.2 =55.5 6.21 0.61.

48、 186.7m则局部压力损失 卩2 =186.7 9.8 1000 1.83kPa配气管道的总压力损失p管=pp2 二 0.49 1.83 二 2.32kPa气水分配室中的冲洗水水压p水压（只计算设水塔反冲洗的情况，设水泵反冲洗的计算方法相同）P水压= H 水泵 迥-：h反水中小孔9.81二 8.32 -0.87 -0.06 -0.0289.81 =76.1kPa本系统采用气水同时反冲洗，对气压的要求最不利情况发生在气水同时反冲洗时。此时要求鼓风机或贮气罐调压阀出口的静压为：P出口=阳+ P气+ P水压+ P富式中p管一输气管道的压力总损失，kPa;p气配气系统的压力损失，kPa , 本设计p

49、气p滤头+ P气孔=3+0.14 二 3.14kPa ;P7K压一气水冲洗室中的冲洗水水压，kPa;p富 富余压力，4.9 kPa。所以，鼓风机或储气罐调压阀出口的静压为：P出口 = P管+ p气P水压+ P富= 2.32 3.14 76.14.9 =86.46kPa设备选型根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力、 风压要求选C9C 1.5型 离心鼓风机2台，一用一备。风量为90m3/min，风压为100kPa,电动机功率为 110kw。1.2.7清水池设计1 设计参数：清水池中除贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此清水 池有效容积等于：wW2 W3 W4式中，W 调节容积

50、，m3;W -消防贮水量，m3，按2小时火灾延续时间计算；W3 -水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，m3，等于最高日用水量的5% 10%;W4 安全贮量，m3。3V=9000mW2 = 2 3600 110/1000 = 792m3W=5%Qd=45O0mW4 取 698 m3 则 W =15000m3。清水池容积为15000m3,设计两个，相互联通。 2 设计计算：2.1清水池的容积为：3V = 15000m设计两个，相互联通。有效水深取 4.0m。则单个面积：F500 =1875m24汇2采用近似正方形平面，超高取0.5m单池的尺寸为：45mx 42mX 4.5m。2.2进水管Q 进二Q

51、d =0.52im7s滤池到清水池之间的连接管设计流速为0.8 - 1.2m/s本设计采用1.0 m/so40进 _ 4 0.521二V进一：3.14 1二 0.814 ： 800mm2.3出水管Q 出=6%Qd =0.75m3/sv 出=1m/s。出=0.977m 取 D出=1000mm2.4溢水管D溢=。进=800mm 管端为喇叭口，管上不设阀门，为了防止爬虫等进入，设网 罩。2.5排水管按2h内排空，按经验值取300mm,便于排空清水池，采用2%坡度并设排水集 水坑。2.6通气孔及检修孔通气孔共6个，分3排布置，每排2个。通气孔池外高度布置有参差，分别采用 高出地面9.0米和1.4米，以

52、利用空气自然对流。检修孔设 3个，池的进水管、 出水管、溢流管附近各设置一个。孔的直径为 1600毫米，孔顶设防雨盖板。2.7导流墙池内设置导流墙的目的是为了避免池内水的短流和满足加氯后的接触时间的需 要。为清洗水池时的排水方便，在导流墙底部隔一定距离设置流孔，流水孔的底缘与池底相平，孔高150毫米，宽300毫米。1.2.8加氯工艺及加氯间设计计算1 设计参数：设计的计算水量为Q=1 1m3/s采用液氯进行滤后消毒，投加点在通往清水池的管道中，最大投氯量为a =3mg / L，氯与水接触时间不小于30min，仓库储存量按30天计算。设计计算加氯量Q:加氯量Q按下式计算：Q 二 0.001aQ-

53、i式中 Q加氯量，kg/h ；a最大加氯量， mg/L ；Q 需消毒的水量，m3/hQ=0.001Aq=0.001*3*4101.7=12.3kg/h储存量G:G=30*24*Q=30*24*12.3=8859.6kg/ 月氯瓶数量：采用容量为1000kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸为：800,2020mm,共9只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流进入氯瓶。4）加氯机数量：加氯机选用型号REGAL210,加氯量范围在1 20kg/L。设两台，一用一 备。1.3 净水厂总体布置平面布置设计 当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进

54、行组合布置。本设计本着按照功能分区集中， 因地制宜， 节约用地的原则， 同时考虑物料 运输、施工要求以及远期扩建等因素来进行水厂的总平面设计。 平面布置具体如 下：首先，将综合楼、食堂、浴室、职工宿舍、传达室等建筑物组合为一区，称 为生活区。 生活区设置在进门附近， 便于外来人员的联系， 使生产系统少受外来 干扰。其次，将机修间、水表间、泥木工间、电修间、配电间、管配件堆场、车库 及仓库等，组合为一区，称为维修区。由于维修区占用场地较大，堆放配件杂物 较乱，所以设计时与生产系统分开，成为一个独立的区块。最后，将常规处理构筑物与深度处构筑物、 水厂排泥水处理构筑物分开。 这 样便于管理。远期预留

55、地作为绿化用地。水厂平面布置示意详见净水厂平面及净水构筑物高程布置图。水厂管线设计 厂区管线一般包括：给水管线、排水（泥）管线、加药和厂内自用水管线、动力电缆、控制电缆等。后两者不属于本设计的设计范畴。给水管线给水管线包括原水管线、 沉淀水管线、 清水管线和超越管线。 给水管道采用 钢管，布置方式为埋地式。厂内排水 厂内生活污水与雨水采用分流制， 雨水就近排入水体； 污水排入城市下水道。 生产废水 （沉淀池排泥水及滤池反冲洗水） 出路： 沉淀池排泥水经排泥槽汇 集排入排泥池进行泥处理，具体在排泥水处理处进行详述；滤池反冲洗水集中排 入回收水池，上清液经回收泵送回原水配水井再次进行处理， 底部沉

56、泥由回收水 池的放空管直接排入厂区下水道。加药管线加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。加药管采用硬聚氯乙烯管；氯气 管采用无缝钢管。自用水管线厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用 水。厂内自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出。133高程布置设计计算水头损失计算在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差 即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。 水头损失应通过计算确定，并留有余地（1）处理构筑物水头损失处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据设计手册第3册表15-13 （ P868）进行估算，估算结果如下表所示。净水构筑物水头损失估算值构筑物名称水头损失（m构筑物名称水头损失（m配水井0.12沉淀池0.15管式静态混合器0. 3V型滤池2.50絮凝池0.40（2）连接管线水头损失连接管线水头损失（包括沿程和局部）应通过水力计算确定，计算常用的公式为：2g式中 hi沿程水头损失，m ;h2 局部水头损失，m ;i 单位管长的水头损失;l 连通管段长度，m ;局部阻力系数；v连通管中流速，m/s ；g重力加速度，m/s2。配水井至絮凝池连接管线水头