给水厂课程设计说明书模板

年4月19日给水厂课程设计说明书文档仅供参考设计总说明该课程设计针对某城市给水处理厂处理工艺进行设计，经过了解基本资料，确定处理工艺和处理构筑物，然后对给水处理构筑物的工艺尺寸进行了计算，最后综合各方面因素确定了给水厂的平面布置和高程布置,并绘制平面布置图、高程布置图、混凝沉淀池单体图。关键词：给水处理厂；给水处理构筑物；隔板絮凝池；平流沉淀池；V型滤池目录TOC\o"1-3"\h\u18863一、设计概要 586131.1设计题目 5168051.2设计任务 5178361.3原始资料 5149641.3.1工程设计背景 547881.3.2设计规模 6313811.3.3基础资料及处理要求 629632二、总体设计 8117212.1设计原则 8100522.2厂址选择 8152302.3水厂工艺流程选择 9221442.4水处理工艺的选择 10126332.4.1混凝 10175032.4.2沉淀 14274052.4.3过滤 16144502.4.4消毒 1710725三、净水构筑物的设计计算 19119853.1设计规模 1986243.2配水井设计计算 19235173.2.1配水井设置 19281373.2.2配水井有效体积 19192583.2.3配水井尺寸确定 19146803.3加药间设计计算 20234223.3.1混凝剂剂量 20295653.3.2混凝剂的投加 2093133.3.3加药间及药库的设计 2226863.4混合设备设计 248913.5反应池设计 2854973.5.1设计水量 28112113.5.2反应池形式及设计参数的确定 28313323.5.3池体的设计 29139813.5.4水头损失的计算 31132763.5.5GT值的确定 32267653.6沉淀池设计 33160293.6.1设计参数的选择 33132413.6.2池体尺寸计算 33131673.6.3进水穿孔墙 3421423.6.4沉淀池出口布置 35311833.6.5沉淀池放空管 37203353.6.6排泥系统设计 3783573.7滤池设计 3917763.7.1设计参数 3955603.7.2池体设计 40302313.7.3反冲洗管渠系统 43311743.7.4滤池管渠设计 45244493.8消毒设施的设计与计算 54323673.8.1加氯量与储氯量 5425533.8.2加氯设备选取与设计 54256763.8.3加氯间尺寸计算与确定 54319173.9清水池的设计与计算 5689403.9.1清水池的有效容积 56291163.9.2平面尺寸的确定 56208783.9.3清水池的管道系统 56231743.9.4清水池其余设施计算 5824267四、高程布置 59274264.1管渠水力计算 59221714.1.1清水池 5938144.1.2清水池至出水泵站 59126214.1.3滤池至清水池 60301944.1.3平流沉淀池至滤池 60152094.1.4.配水井至混合池 60112684.2给水处理构筑物高程计算 6026016五、心得体会 6227445六、参考文献 63一、设计概要1.1设计题目城市给水处理厂方案设计(工艺)1.2设计任务 主要任务：完成城市给水处理厂方案设计。设计规模为190000m3/d。原水水质资料、地形地址、气象条件等参数见附《城市给水处理厂课程设计基础资料》设计要求：完成水源水质评价，设计包括工艺确定、主体处理构筑物初步设计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。设计成果：设计说明及计算书1份，包括：目录、原始资料、系统选择、处理工艺设计计算、平面及高程等内容。图纸要求：给水处理厂平面图（1：500）；处理系统高程图（1：100）；重要构筑物(混凝沉淀池/滤池)工艺设计的三视图1~2张；1.3原始资料1.3.1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。1.3.2设计规模该净水厂总设计规模为190000m3/d。征地面积约40000m2，地形图见附图。1.3.3基础资料及处理要求（1）原水水质表1-1东江原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L<0.054色度色度单位2016BOD5mg/L1.965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/L1077pH7.3719氨氮mg/L0.148总硬度(CaCO3)mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L0.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.17（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2~5CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。（3）气象条件项目所在地属于亚热带海洋性气候，阳光充分，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％。主导风向东北。（4）处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749—）的相关要求。二、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%—10%，必要时可经过计算确定。(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，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，但可经过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(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范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须经过科学论证，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，不必受现行设计规范的约束。2.2厂址选择在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：(1)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远时，水厂一般设置在取水构筑物附近，一般与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较近时，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（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它具体情况，经过技术经济比较确定。本设计按照上述原则并结合该市具体情况，水厂设于靠近水源地的地方，具体位置见平面图。2.3水厂工艺流程选择给水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，经过调查研究、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。结合各水质特点，对部分水处理工艺流程进行对比选择。部分水处理工艺流程的对比见下表。净水工艺流程适用条件Ⅰ原水→简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，Ⅱ原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般进水浊度不大于~3000NTU，短时间内可达5000~10000NTUⅢ原水→接触过滤→消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻内繁殖Ⅳ原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高Ⅴ原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTUⅥ原水→（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）→混凝沉淀或澄清→过滤→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Ⅶ原水→混凝→气浮（沉淀）→过滤→消毒经常浊度较低，采用气浮澄清；洪水期浊度较高，则采用沉淀工艺表2-1部分水工艺流程对比根据本市水质特点，选择流程：原水→混凝沉淀→过滤→消毒。2.4水处理工艺的选择由水源水质分析结果可知，该市水源地水质较好，满足《地表水环境质量标准》（GB3838—）中集中式生活饮用水地表水源地水质标准。净水流程中各主要工艺方案设计如下；2.4.1混凝2.4.1.1混凝剂的选择与投加1)混凝剂的选择混凝剂优缺点精制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O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20到40℃。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；PH=6.4—7.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。粗制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O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%—30%不溶物，其它同精制硫酸铝硫酸亚铁FeSO4·7H2O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，常见氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高。三氯化铁FeCl3·6H2O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（特别对铁）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聚合氯化铝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值使用范围宽（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。聚丙烯酰胺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，当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，常与其它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。表2-2各混凝剂的对比综上所述，选择投加混凝剂聚合氯化铝。混凝剂投加方式选择表2-3投加方式的对比混凝剂投加方式优缺点水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设备。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。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。2.4.1.2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、机械搅拌混合、扩散混合器、跌水混合器等。表2-4各混合方式的特点方式优缺点适用条件水泵混合优点：设备简单混合充分，效果较好。不另消耗动能。缺点：吸水管较多时，投药设备要增加，安装、管理较麻烦。配合加药自动控制较困难。G值相对较低。适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的水厂。静态混合器优点：设备简单，维护管理方便。不需土建构筑物。在设计流量范围，混合效果较好。缺点：运行水量变化影响效果。水头损失较大。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：不需外加动力设备.不需土建构筑物。不占地。缺点：混合效果受水量变化有一定的影响。适用于中等规模的水厂。方式优缺点适用条件跌水混合优点：利用水头的跌落扩散药剂。受水量变化影响较小不需外加动力设备。缺点：药剂的扩散不易完全均匀。需建混合池。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：混合效果较好。水头损失较小。混合效果基本上不受水量的变化影响。缺点：需耗动能。管理维护较复杂。需建混合池。适用于各种规模的水厂。综上所述，为使运行简单且取得较好的混合效果本设计采用机械混合器。2.4.1.3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经过试验确定。(1)隔板式絮凝池①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，水头损失较大，转折处矾花易破碎。适用条件：水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者。②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30000m3/d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。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30000m3/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，故采用隔板式絮凝池。2.4.2沉淀选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、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，结合当地条件经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经过计算确定。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：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：特别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，常见于地下水位较低时。(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：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池。综上所述，结合以上优缺点，本设计采用平流式沉淀池。平流式沉淀池是沉淀池的一种类型。池体平面为矩形，进口和出口分设在池长的两端。池的长宽比不小于4，有效水深一般不超过3m，池子的前部的污泥设计。平流式沉淀池沉淀效果好，使用较广泛，但占地面积大。常见于处理水量大于15000立方米/天的污水处理厂。2.4.3过滤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，经过技术经济比较确定。(1)普通快滤池①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100m2。②无烟煤石英砂双层滤料优点：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：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单池面积不宜大于100m2，需要采用助冲设施。③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：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25-30m2(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25-30m2。(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；综上所述，结合以上优缺点，本设计采用V型滤池。2.4.4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。(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，在管网内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。(2)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：ClO2本身和副产物ClO2-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，鉴于液氯消毒当前使用最为广泛，经济有效，使用方便，因此本设计采用液氯消毒。综上所述，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：原水原水机械混合池隔板反应池平流沉淀池V型滤池清水池PAC氯消毒图2-1净水工艺流程图三、净水构筑物的设计计算3.1设计规模给水处理厂的设计水量以最高日平均时流量计。设计处理水量190000m3/d，水厂自用水量占5％，故设计总进水量为Q=190000×1.05=199500m3/d=8312.50m3/h=2.31m3/s。根据处理水量，水厂拟分为2个系列，平行布置。3.2配水井设计计算3.2.1配水井设置一般按照设计规模一次建成，停留时间取30s。3.2.2配水井有效体积3.2.3配水井尺寸确定设进厂原水管道经济流速为2.0m/s，则水厂进水管管径D进水=1213mm，实际取D进水=1200mm，对应流速为2.04m/s。设计其高为H=2m，其中包括0.5m超高。则配水井底面积为；，取D=8.0m。池子的有效容积为，满足要求。综上所述，配水井平面尺寸为D=8.0的圆，高为2m3.3加药间设计计算3.3.1混凝剂剂量根据2.4节分析，混凝剂采用聚合氯化铝。根据该区水厂的水质情况，确定最大投加量为50mg/L,平均投加量为20mg/L。则混凝剂最大用量为：混凝剂平均用量为：式中：T——混凝剂用量，Kg/d；a——混凝剂的投加量；Q——设计处理的水量，199500m3/d；原水碱度47.5mg/L，且PAC的pH适应范围较宽，因此不用投加碱。3.3.2混凝剂的投加3.3.2.1溶液池容积式中：a——混凝剂的最大投加量，本设计取50mg/L（查设计手册得）；Q——设计处理的水量，8312.50m3/h；b——溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取10%；n——每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设两个，以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L×B×H=4.2×4.0×2.5，高度中包括超高0.5m，则有效高度2.0m，置于室内地面上，有效容积为33.6。满足要求。池旁设工作台，宽1.2m，底部设DN150放空管，材质为聚氯乙烯塑料，池溶液池底坡度为0.02，坡向放空管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理，沿地面接DN150给水管，采用应聚氯乙烯塑料管，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。3.3.2.2溶解池容积式中：——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.2。溶解池设两个，一用一备，单个溶解池尺寸：L×B×H=2.5×2.0×1.8，高度中包括超高0.3m，则有效高度1.5m，有效容积为7.5。满足要求。溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量为：查水力计算表得取放水管DN150，相应流速v=0.71m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。池底坡度采用0.02，坡向排渣管。溶解池底部设DN100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，内壁用环氧树脂进行防腐处理。搅拌设备采用机械搅拌，中心固定式桨板搅拌机，桨叶直径750mm，桨板深度1200mm，搅拌机重200kg。3.3.2.3投药管投药管流量为：查水力计算表得投药管管径d＝40mm，相应流速为0.61m/s。3.3.2.4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为：选用JZ1250/0.8型柱塞计量泵共3个，两用一备。JZ1250/0.8型柱塞计量泵主要性能参数：额定流量1250L/h，最大压力0.8Mpa，泵速102次/min，电机功率1.5kW，进口出口管径DN40。3.3.3加药间及药库的设计3.3.3.1加药间设计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。为便于冲洗水集流，地坪坡度为0.005，并坡向集水坑。加药间布置如下：加药间与药库合并布置；加药间位置应尽量靠近投加点，加药间布置应兼顾电器、仪表、自控等专业的要求；本设计加药间布置成一字型；搅拌池边设置排水沟，四周地面坡向排水沟；加药间管材采用硬聚氯乙烯管；加药间内保持良好通风。3.3.3.2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。仓库容积考虑存放15天的混凝剂用量计算药剂体积。则PAC的用量为：已知PAC的相对密度按1.15计，药品堆放高度按2.0m计，则贮存药剂所需面积为：。因药剂的存放需要考虑意外情况，故考虑药剂的运输、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：，设计中取90m2药库平面尺寸取：9.0m×10.0m。综上所述，加药间平面尺寸取25m×30m。3.4混合设备设计本设计分两个系列，采用桨板式机械混合槽，在机械混合池内安装搅拌装置，用电动机驱动搅拌器。混合池采用方形。具体示意图如下：图3-1机械混合池（1）械搅拌池的参数确定：表3-1搅拌器的有关参数选用混合池时间取60s，混合池流量Q=2.31，本设计有两个系列，故每个混合池流量为1.155。则混合池有效容积为：为便于施工，取混合池为方形池，设其长宽为4.8×4.8m,则其有效水深为3.0m,取超高0.3m,则总高为3.3米。即混合池尺寸为4.8×4.8×3.3。则混合池的当量直径为：。式中：——搅拌池长度，m；——搅拌池宽度，m；又因为H（有效水深）/D（当量直径）=0.69＜1.2，故搅拌器设一层。混合池壁设四块挡板，采用带四页的搅拌器。根据表3-1初选，则搅拌器的尺寸如下表所示：表3-2搅拌器的尺寸项目符号数据搅拌器外缘线速度v4.5m/s搅拌器桨板直径2.54m搅拌器距混合池底高度H1.91m搅拌器的宽度b0.56m桨叶与旋转平面所成角度45°（2）搅拌机转速，旋转角速度和轴功率计算。1）搅拌机转速式中：——搅拌机垂直轴转速，r/min；——搅拌机直径，m；V——浆板外缘线速度，m/s；2）搅拌机旋转角速度式中：——搅拌机垂直轴转速，r/min；——搅拌机旋转角速度，rad/s；3）桨板转动时消耗功率式中：——搅拌机垂直轴转速，kW；C——阻力系数,取0.5；——水的密度,1000kg/m3；——搅拌机旋转角速度，3.3rad/s；Z——搅拌器叶数，取4；e——搅拌器层数，取1层；b——搅拌器宽度，0.51m；R——搅拌器的半径，1.27m；——桨叶与旋转平面所成角度，45°；g——重力加速度；4）混合所需要轴功率式中：——搅拌混合所需要轴功率，r/min；——水的动力粘度，查手册知，22℃时为0.9691×10-3；Q——混合池流量,1.155；t——混合池时间，取60s；G——设计速度梯度，取600s-1；根据计算结果，基本等于，故满足要求。5）电动机功率式中：N——电动机功率，kW；——搅拌机垂直轴转速，kW；——桨板转动时机械总功率，取0.75；——传动机械效率，0.6-0.95，取0.85；综上所述，混合池尺寸为4.8×4.8×3.3。3.5反应池设计3.5.1设计水量已知水厂水量。本设计共设两组絮凝池，每组絮凝池一个池体，单池流量为：3.5.2反应池形式及设计参数的确定本设计采用往复式隔板絮凝池，具体示意图如下图所示。图3-2往复式隔板絮凝池示意图采用的数据有：廊道内隔板流速共分为六个档：；；；；；。2）絮凝时间取t=20min；3）池内平均水深为H=3m，超高为h=0.3m；4）池宽按沉淀池池宽取，取B=18m；3.5.3池体的设计1）有效容积为：水池池长的确定：已知水池平均水深为3m，水池宽度为18m，则水池池长为：廊道宽度与流速计算廊道宽度，按廊道内流速不同分为6挡：将的计算值和采用值以及由此得到的廊道内实际流速为：将计算结果列入下表中：表3-3廊道宽度与流速计算表隔板编号n设计流速（m/s）廊道宽度（m）实际流速（m/s）计算值采用值10.500.770.800.48120.400.961.000.38530.351.101.100.35040.301.281.300.29650.251.541.600.24160.201.931.900.203水流转弯次数及水池尺寸计算池内前四档隔板每三条为一组，后两档隔板每四条为一组,共分6段，则廊道总数为20条，隔板数为19条，即水流转弯次数为19次。则池子长度（未计入隔板厚度）为：隔板厚按0.2m计，则池子总长为：则实际絮凝时间为:，基本满足需求。则絮凝池有效水深为3.0m，取超高为0.5m，得池的总高度为：H=3.0+0.5=3.5m3.5.4水头损失的计算按廊道内的不同流速分成6段进行计算。各段水头损失按下式计算：式中：——流段隔板转弯处的平均流速，m/s.Sn——该段廊道内水流转弯次数，Rn——廊道断面的水力半径，m；Cn——流速系数，的计算公式为：其中n为墙壁的粗糙系数，此处取0.013；——隔板转弯处的局部阻力系数，往复式隔板取3.0；Ln——该段廊道的长度之和。絮凝池前四段内水流转弯次数均为Sn=3；则第五段转弯次数为4次；第六段转弯次数为3次。即絮凝池前四段反应区内隔板数均为3个；第五段反应区隔板数为4个；第六段反应区隔板数为3个。每段隔板转弯处的平均流速为：（式中隔板转弯处廊道宽度在本设计中取1.2倍廊道宽度）则相关计算数据如下表所示：表3-4各段水头损失计算表段130.8054.00.4010.4810.3530.14965.8800.082231.0054.00.3210.3850.4290.14867.8480.051331.1054.00.2920.3500.4650.14868.6830.042431.3054.00.2470.2960.5340.14770.1350.030541.6072.00.2010.2410.6320.14771.9090.026631.9054.00.1690.2030.7220.14673.3410.014合计3.5.5GT值的确定水温为20℃查表得则：，在1×104～1×105的范围内，符合设计要求。综上所述，隔板絮凝池的尺寸为30.4m×18m×3.3m3.6沉淀池设计3.6.1设计参数的选择本设计采用平流沉淀池，具体示意图如下图所示。图3-3平流沉淀池示意图已知水厂水量。本设计共设两组沉淀池，每组沉淀池一个池体，由隔墙分为两格，单池流量为：沉淀时间采用t=1h；沉淀池内平均水流流速取v=22mm/s；有效水深取3.0m，超高取0.3m；3.6.2池体尺寸计算单池容积W2）池长L,取80m。池宽B沉淀池的有效水深取H=3m，则池宽为：，采用18m。每个尺子中间设一导流墙，则每个宽度为：4）水力条件校核沉淀池长宽比为,大于4，满足要求。沉淀池长深比为,大于10，满足要求。水力半径弗劳德数，在到范围内，满足要求。雷诺数,为紊流状态。符合设计要求。3.6.3进水穿孔墙1）沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长18m，墙高3.3m（有效水深3m，超高为0.3m）。穿孔墙在池底积泥面以上0.3到0.5米处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。2）穿孔墙孔洞总面积为：式中：A——孔口总面积，m2；v——孔口流速，m/s，一般取值不大于0.15～0.2m/s设计中取为0.1m/s。3）孔洞个数孔口形状采用矩形，每个孔口尺寸定为15cm×18cm，则孔口数为4）进口水头损失：式中：h1——进口水头损失，m；ξ——孔洞阻力系数，此处取为2；v——孔口流速，m/s；3.6.4沉淀池出口布置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，当前采用的办法多为采用指形槽出水。指形槽的长度为：式中：Q——沉淀池处理水量，m³/d；q——设计单位堰宽负荷，此处取为200m³/m·d；B——池宽，m；2）指形槽的个数：本设计沿池长9m的边布置N=5条长12m的集水槽，指形槽的中心距：3）指形槽中的流量：此处考虑到池子的超载系数为20％。4）指形槽的尺寸：槽宽，取0.4m则堰上负荷为：<500，符合。起点槽中水深：终点槽中水深：5）槽的高度：集水方法采用锯齿形三角堰自由出流方式，槽的超高取0.12m,跌落高度取0.10m。则指形槽的总高度：该高度为三角堰底到槽底的距离。6）三角堰的计算：采用钢板焊制的直角三角堰集水槽，取堰高为0.1225m，堰宽为0.245m。a.每个三角堰的流量：堰上水头取0.05m，则b．三角堰的个数：池子总集水堰长为120m，则三角堰的中心距：120/848=0.14m7）集水总槽的设计：集水槽的槽宽，为便于施工，取0.8m。起点槽中水深：终点槽中水深：为便于施工，槽中水深统一取0.80m。自由跌水高度取0.10m，槽的超高取0.20m,。则集水槽的总高度为：为便于与后续构筑物的连接，采用出水斗出水。出水斗底板取低于排水槽底0.5m.,出水斗的平面尺寸取为1.5m×1.5m。8）沉淀池的出水管管径管径初定为DN1100，此时管内流速为3.6.5沉淀池放空管沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径为：，即采用放空管DN4503.6.6排泥系统设计为了取得较好排泥效果，可采用机械排泥，在沉淀池底部设集水坑，经过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。池内存泥区高度为0.1m，池底有1.5‰的坡度，坡向末端积泥坑（每池一个），坑的尺寸为50cm×50cm×50cm。则沉淀池总高度为：式中：H总——沉淀池总高度，m；h3——沉淀池超高，m，一般采用0.3～0.5m，设计中取为0.3m；h4——泥斗高度，m。综上所述，隔板絮凝池的尺寸为80m×18m×3.8m3.7滤池设计本设计才用V型滤池，具体构造如下图所示：图3-4V型滤池具体结构示意图3.7.1设计参数滤池分两组，每组滤池设计水量Q=99750m³/d,设计滤速ν=10m/h；强制滤速要求小于12m/h即可。2）滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失取1.8m；3）冲洗工况：第一步：单独气洗，冲洗强度q气1=15L/（s·m2），气冲时间t1=3min；第二步：气-水同时反冲，空气强度q气2=15L/（s·m2），水强度q水1=4L/（s·m2），气水反冲时间t2=4min；第三步：水冲，冲洗强度q水2=5L/（s·m2），单独水反冲时间t3=5min；冲洗时间共计t=12min=0.2h；反冲洗周期T=48h；反冲横扫强度1.8L/（s·m2）。4）滤料：滤料采用均粒石英砂，其有效粒径一般为0.9~1.2mm，不均匀系数为，滤速取12m/h，则滤层厚度取1.2m；滤池滤帽顶至滤料层之间承托层厚度取0.1m。3.7.2池体设计1）池体工作时间t′（式中未考虑排放初滤水）2）滤池面积F滤池每天过滤时间为23.9h，则一组滤池面积为：，则滤池总面积834㎡。3）滤池的分格表3-5滤池数目的选择滤池总过滤面积（㎡）滤池个数滤池总过滤面积（㎡）滤池个数＜802250-3504-580-1502-3350-5005-6150-2504500-8005-8为了节省占地，本设计选双格V型滤池，池底板用混凝土。根据上表，每组滤池个数为N=6座，则单池面积为：按规定查双格滤池组合尺寸，采用单格宽B=3.5m，长L=10m，则单格面积35m2，双格面积70m2，每组滤池总面积为420m2。4）校核强制滤速正常过滤时实际滤速为：则一座冲洗其它滤池其它滤池工作时强制滤速为：5）滤池高度的确定：设计取：滤池超高H5=0.3m滤层上的水深H4=1.5m滤料层厚H3=1.0m滤板厚H2=0.13m滤板下布水区高度H1=0.9m则滤池总高为：H=H1+H2+H3+H4+H5=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0.95～1.35mm，不均匀系数1.2～1.6均粒滤料层的水头损失按下式计算：式中：——水流经过清洁滤料层的水头损失，cm；v——水的运动黏度，cm²/s，22℃时为0.009691㎝²/s；g——重力加速度，取为9.81；——滤料孔隙率，取为0.5；——与滤料体积相同的球体直径，取为0.1cm；——滤层厚度，cm，取为100cm；V——滤速，9.94m/h=0.276cm/s；φ——滤料颗粒球度系数，取为0.8。则：根据经验，滤速为8～12m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30～50㎝，计算值比经验值低，取经验值的下限30㎝为清洁滤料层的过滤水头损失。正常过滤时，经过长柄滤头的水头损失≤0.22m，忽略其它水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为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2m×2m，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：每座滤池过滤水量为：因此水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式计算得：则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高为：3.7.3反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤头配水配气系统，冲洗水采用冲洗水泵供应，为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求，冲洗水泵采用两用一备的组合，水泵宜于滤池合建，且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。1）洗用水量的计算反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，已知在单独水洗时反洗强度最大为。则：V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，已知反冲横扫强度1.8L/（s·m2）则其流量为：2）反冲洗配水系统反冲洗用水量为：取反冲洗供水管管径DN450mm，则其流速为：，流速符合设计要点的要求。反冲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。反冲洗水经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取1.0m/s，则配水支管（渠）的截面积为：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0.6m，每个孔口面积：即：每个孔口尺寸取0.1m×0.1m。则修正为0.01㎡，实际配水支管流速或孔口流速修正为：3）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·m2），则反冲洗用气量为：4）配气系统的断面计算反冲洗供气管管径DN350mm，其流速，流速符合设计要点的要求。反冲洗用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。反冲洗用空气经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：每个布气小孔面积为：孔口直径为：每孔配气量为：Q气孔=Q反气/40=1.05/40=0.026m3/s=94.5m3/h5）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。则气水同时反冲洗时反冲洗水的流量为：Q气水反=q水1f=4×70=280L/s=0.28m3/s气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量为：Q气=q气f=15×70=1050L/s=1.05m3/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。此时取；，则取水分配干渠的截面积为：3.7.4滤池管渠设计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0.6㎡，末端截面积0.4㎡。两侧沿程各布置20个配水方孔和20个配气小孔，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为0.40/40=0.01㎡<末端截面积0.4㎡，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为：H起=H1+H2+H3+0.5-1.5=0.9+0.13+1.0+0.5-1.5=1.03m（式中H1、H2、H3同前，1.5m为气水分配渠起端高度）排水集水槽末端高为：H末=H1+H2+H3+0.5-1.0=0.9+0.13+1.0+0.5-1.0=1.53m（式中H1、H2、H3同前，1.0m为气水分配渠末端高度）排水集水槽底坡为：i=（1.53-1.03）/L=0.5/12.5=0.04（3）排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，已知槽宽b=0.4m，则槽内水位高：h1=H起-0.3=0.73m水流断面积为：ω=bh=0.4×0.73=0.292m2；水流湿周为：χ=b+2h=0.4+0.73×2=1.86m；水力半径为：R=ω/χ=0.292/1.86=0.157m；水流速度为：v=R2/3i1/2/n=（0.1572/3×0.041/2）/0.013=4.47m/s；过流能力为：Q排集=ωv=0.292×4.37=1.27m3/s；实际过水量为Q水=Q反水+Q表=0.350+0.126=0.476m3/s<Q排集=1.27m3/s；2）进水管渠(1)进水总渠进水总渠流速取0.9m/s，则水流断面积A进总=Q/v进总=1.155/0.9=1.28m2进水总渠宽取1.3m，水深取1m，超高取0.3米。(2)每座滤池的进水孔单格滤池强制滤速时的进水量Q强为：Q强=v强f=11.93×70=835.1（m3/h）=0.232（m3/s）每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水经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。孔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：中间孔口面积按表面扫洗水量设计：A中孔=A孔（Q表水/Q强）=0.293×（0.126/0.232）=0.16m2孔口宽B中孔和高H中孔均取0.40m。两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积为：A侧=（A孔-A中孔）/2=（0.293-0.16）/2=0.067m2孔口宽B孔和高H侧孔=均取0.26m，则实际单个侧孔面积为0.0676㎡。（3）每座滤池内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。宽顶堰堰宽取b宽顶=5m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m。堰上水头为：h宽顶=[Q强/(1.84b宽顶)]2/3=[0.232/(1.84×5)]2/3=0.086m(4)每座滤池的配水渠进入每座滤池的浑水经过宽顶堰流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽。取滤池配水渠宽b配渠=0.5m，渠高h=1m，渠长等于单个滤池总宽，则渠长L配渠=7m。当渠内水深为h配渠=0.6m时，流速末端流速（进来的待滤水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量/2）：v配渠=Q强/（2b配渠h配渠）=0.232/（2×0.5×0.6）=0.387m/s（5）配水渠过水能力校核水力半径：R配渠=b配渠h配渠/（2h配渠+b配渠）=0.18m；水力坡降：i配渠=(nv配渠/R配渠2/3)2=(0.013×0.387/0.182/3)2=0.000249；渠内水面降落量：Δh配渠=i配渠L配渠/2=0.000249×7/2=0.000872m；因为配水渠最高水位：h配渠+Δh配渠=0.6+0.000872=0.6009m<渠高1m；故配水渠的过水能力满足要求。3）V型槽的设计V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取d孔=0.025m，每槽共计80个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为：A表孔=（3.14×0.0252/4）×80=0.04m2表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式Q=，其中Q应为单个滤池的表扫水流量，则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面：hV液=[Q表/（2×0.8A表孔）]2/(2g)=[0.126/（2×0.8×0.04）]2/(2×9.81)=0.20m反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=求得，其中b为集水槽长取12m，则反冲洗时排水集水槽的堰上水头为：h排槽=[Q反/(1.84b)]2/3=[0.476/(2×1.84×12)]2/3=0.05m式中：Q反——滤池反冲洗流量，为0.476m3/s；b——集水槽长，为12m。取V型槽倾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m，则反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：1-0.15-h排槽=1-0.15-0.05=0.80m反冲洗时V型槽顶高出槽内液面的高度为：1-0.15-h排槽-hV液=1-0.15-0.05-0.20=0.60m4）冲洗水的供给选用冲洗水泵供水。（1）反冲洗水池最低水位与排水槽顶的高差H0按5m计。（2）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失Δh1反冲洗配水干管用钢管DN450，流速v水干为2.99m/s，布置管长总计80m。则反冲洗总管的沿程水头损失为：主要配件及局部阻力系数见下表：表3-6主要配件及局部阻力系数配件名称数量/个局部阻力系数ξ90°弯头66×0.6=3.6DN600闸阀33×0.06=0.18等径三通22×1.5=3∑ξ6.78则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失为：（3）滤池配水系统的水头损失Δh2a）气水分配干渠内的水头损失Δh反水。气水分配干渠的水头损失按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。则气水分配渠内的水面高为：h反水=Q气水反/(v水干b气水)=0.28/(1.5×0.4)=0.47m水力半径为：R反水=b气水h反水/（2h水反+b气水）=0.4×0.47/（2×0.47+0.4）=0.14m水力坡降为：i反渠=(nv渠/R渠2/3)2=(0.013×1.5/0.142/3)2=0.0052渠内水头损失为：Δh反水=i反渠×l反渠=0.0052×12=0.0624mb）气水分配干渠底部配水方孔的水头损失Δh方孔。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=40A小孔=40×0.01=0.4m2Δh方孔=[Q气水反/（0.8A方孔）]2/(2g)=[0.28/（0.8×0.4）]2/(2×9.81)=0.04mC）反冲洗经过滤头的水头损失为Δh滤≤0.22md）气水同时经过滤头时增加的水头损失Δh增气水同时反冲洗时气水比为n=15/4=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大约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度为：v柄=Q气水反/(1.25﹪f)=0.28/(1.25﹪×70)=0.32m/s经过滤头时增加的水头损失为：Δh增=9810n(0.01-0.01v柄+0.12v2柄)=9810×3.75(0.01-0.01×0.32+0.12×0.322)=702.2Pa=0.072mH2O则滤池配水系统的水头损失为：Δh2=Δh反水+Δh方孔+Δh滤+Δh增=0.062+0.04+0.22+0.072=0.394m(4)砂滤层水头损失Δh3滤料为石英砂，容重γ1=2.65t/m3，水的容重γ=1t/m3，石英砂滤料层膨胀前的孔隙率m0=0.41，滤料层膨胀前的厚度H3=1.0m。则滤料层水头损失为：Δh3=(γ1/γ-1)(1-m0)H3=(2.65-1)(1-0.41)×1.0=0.97m富裕水头Δh4取1.5m。则反冲洗水泵的最小扬程为：H水泵=H0+Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=5+5.25+0.39+0.97+1.5=13.11m选四台250S14单级双吸离心泵，三用一备，扬程14m，流量为485m³/h。5）反洗空气的供给(1)长柄滤头的气压损失Δp滤头气水同时反冲洗时气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量Q气=1.05m3/s。长柄滤头采取网状布置，约49个/m2。则每座滤池共计安装长柄滤头：N=49×70=3430个则每个滤头的通气量为：q滤头=1.05×1000/3430=0.306L/s已知在该气体流量下的压力损失最大为Δp滤头=3000Pa(2)气水分配渠配气小孔的气压损失Δp气孔配气孔直径d气孔为0.06m，则每个配气孔面积为：A气孔=πd2气孔/4=3.14×0.062/4=0.0028m2反冲洗时气体经过配气小孔的流速为：v气孔=Q气孔/A气孔=0.026/0.0028=9.38m/s孔口流量系数μ=0.6，则气水分配渠配气小孔的气压损失为：Δp气孔=981v2气孔/(2gμ2)=981×9.382/(2×9.8×0.62)=1.223kPa(3)配气管道的总压力损失Δp管a）配气管道沿程压力损失Δp1反冲洗空气管总长l气为60m，管径d气干为0.35m，管内空气流速v气干为10.91m/s。气水分配渠内的压力损失不计。查《给水排水设计手册》第5册，空气管道的比摩阻i气为3.82Pa/m，空气温度30℃时浊度修正系数α30℃为0.98。配气管道沿程压力损失为：Δp1=α30℃i气l气=0.98×3.82×60=225Pa=0.225kPab）配气管道的局部压力损失Δp2表3-7主要管件及长度换算系数K配件名称数量/个长度换算系数K90°弯头55×0.7=3.5闸阀33×0.25=0.75等径三通22×1.33=2.66∑K6.91当量长度的换算公式：l0=55.5KD1.2式中：l0——管道当量长度，m；K——长度换算系数；D——管径，m。则空气管配件换算长度为：l0=55.5KD1.2=55.5×6.91×0.351.2=108.8m则局部压力损失为：Δp2=α30℃i气l0=0.98×3.82×108.8=0.41kPa配气管道的总压力损失为：Δp管=Δp1+Δp2=0.225+0.41=0.635kPa(4)气水冲洗室中的冲洗水水压Δp水压反洗时冲洗室水压等于：排水槽堰上水头（0.05m），加上排水槽顶到滤板高度（1.5m），加滤板厚度（0.13m），加滤层水头损失（Δh3），加滤头损失（Δh滤+Δh增）。即：Δp水压=（0.05+1.5+0.13+Δh3+Δh滤+Δh增）×9.81=（0.05+1.5+0.13+0.97+0.22+0.072）×9.81=28.86kPa（5）空气管入口压力p入口p入口=Δp滤头+Δp气孔+Δp管+Δp水压+p富=3+1.223+0.635+28.86+4.9=38.62kPa(6)设备选择根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气压力、风量要求选三台LG40风机。风量40m³/min，风压49kPa，电机功率55kW，两用一备。正常工作鼓风机风量共计80m³/min＞1.1Q反气=1.1×1.05×60=69.3m³/min。综上所述，V型滤池采用双格，共两组，每组六座，单格尺寸3.5m×10m，滤池总高3.83m。3.8消毒设施的设计与计算已知设计水量Q=19500m³/d，本设计消毒采用液氯消毒。3.8.1加氯量与储氯量设计加氯量应根据试验或相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合生活饮用水卫生规定的要求。氯与水的接触时间不小于30分钟。1)加氯量为：式中：Q——设计水量，m3/d；q——每天的投氯量，g/d；b——加氯量，g/m3，本设计采用1.0g/m3。2)储氯量为：储氯量按15天考虑3.8.2加氯设备选取与设计1）本设计采用ZJ-Ⅱ型加氯机两台，一用一备，交替使用，每台加氯机加氯量为0.5～9.0kg/h。加氯机外形尺寸为：高×宽=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间净距为0.8m。2）采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组6个，一组使用，一组备用，每组使用周期约15d。3.8.3加氯间尺寸计算与确定在加氯间低处设排风扇一个，换气量每小时8～12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。综上所述，加氯间平面尺寸：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长12.0m，宽9.0m。3.9清水池的设计与计算3.9.1清水池的有效容积清水池的有效容积包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水量的调节量。清水池的总有效容积：式中：V——清水池的总有效容积，m3；k——经验系数，一般为10﹪～20﹪取为10﹪。Q——设计供水量，m3/d，为199500m3/d。清水池设4座，则每座清水池的有效容积V1为：V1=V/4=19950/4=4988m33.9.2平面尺寸的确定每座清水池的面积A=V1/h=4988/4=1247m2式中：A——每座清水池的面积，m2；