工程设计给水工程

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为了严重影响，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)x104m3/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1o

东江原水水质资料表1

序序

项II单位数值项目单位数值

号号

1浑浊度度54.213锦mq/L0.07

2细菌总数个/mL28014铜mq/L0.01

3总大肠菌群个/L920015锌mq/L<0.05

4色度色度单位2016BODqmq/L1.96

5嗅和味17阴离子合成剂mq/L

6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L107

7pH7.3719氨氮mg/L3.14

总硬度

8mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.055

(CaCO3)

9总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mq/L1.15

10氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.49

11硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.97

12总铁mg/L0.17

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米摆布，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。

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℃(57211),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(01班)、西南(02班)。

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》(GB5749-2022)的相关要求。

二.设计水质水量计算

2.1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》

(GB5749-2022)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。

2.2设计水量

设计水量：Q=(10+M)*10i*L05=(10+2)*10件1.05=126000m3/d

三.工艺流程和构筑物形式的选择

3.1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。普通来讲，

地下水只需要经消毒处理即可；对含有铁、锌、氟的地下水，则需采用除铁、除

镐、除颌的处理工艺。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“原水一混凝一＞沉淀一过滤一消毒”

的处理工艺。

3.2构筑物形式的选择

根据己选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反应池选用隔板反

应池，沉淀池选用斜管沉淀池，滤池选用普通快滤池，采用加氯消毒。

四.给水处理构筑物设计计算

4.1混凝药剂的选择

4.1.1混凝剂投量计算

设计中取口处理水量126000m3/d；采用精制硫酸铝，根据原水水质，参

考当地某厂，单位混凝剂最大投量最大取a61.3mg/L,平均取EMBED

Equation.3a=38.0mg/L。

当a当a取61.3mg/L时：

日混凝剂投量T=aQ/1000=61.3*126000/1000=7723.8kg/d

当a取38哨/L时：T=aQ/1000=38.0*126000/1000=4788kg/d

4.1.2水的pH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6.5〜7.5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。当原水碱度不足或者硫酸铝投量多时，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CaOo

(2)石灰投量计算

由水质资料知，原水中碱度为47.5mg/L,即为47.5mg/LCaO,相当于

4/力/

'=0.85mmolL

56

精制硫酸铝投量为61.3mg/L,市售石灰纯告为50%。

投药量折合AlO为61.3x29.8%=18.28mgL

23

AIO份子量为1C2,投药量相当于低药

0.179mmolL。

23102

设计中取保证反应顺利进行的剩余碱度[6]=0.312mmol/L,则

【CaoL3同_冈+[6]=3x0.179-0.85+0.45=0.14mmol/L

CaO份子量为56,则市售石灰投量为0.14,百-15.7mgL。

05

4.1.3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，水力方法普通用

于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，木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/|_,设计处理水量Q=5250nl：/h,则

溶液池容积W=aQ/(417bn)=61.3*5250/(417*2*15)=25.73ni3

溶液池采用钢筋混凝土器构，单池尺寸为：L*B*H=4*3*2.9(m)

,高度中包括超高0.3m,沉渣高度0.3mo

溶液池实际有效容积W'=4*3*2.3二27.6仙满足要求。

池旁设工作台，宽L0、1.5m「池底坡度为0.02。底部设置DNlOOmni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lh放满考虑。

(4)溶解池容积

W2=0.28W1=O.28*25.73=7.20吨

溶解池尺寸为L*B*H=2.2*2.2*2.1(m)

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。

溶解池实际有效容积W2=2.2*2池*1.6=7.7m3

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DNlOOmni排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm,按lOmin

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HlHE搅拌机重

寸H(m)径度(inin)(mm)(min)量

BXB(m)D(mm)L(mm)(kg)

2.1X2.12.2◎75012001003307200

(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

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=T\/12=25.73/12=2.14m：i/h

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1.98~3.96w/h、扬程为26.8〜24.4m、转

数为2960转/分、配套机电功率1.5kW,生产单位石家庄水泵厂。

4.1.4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

CaO30go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：

15.7/1000*5250=82.4kg

则石灰乳量为:82.4/30=2.75m3

选JD-6000/6.3型计量泵，机电功率4kWo

4.1.5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、拌渣

管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mmo为便于冲洗水集流，

地坪坡度工0.005,并坡向集水坑。

(2)药库

药剂按最大投加量的30cl用量储存。

硫酸铝所占体积体=aQ*30/1000=61.3*126000*30/1000=231714kg=231.71

30

硫酸铝相对密度为1.62,则硫酸铝所占体积为：231.7/1.62=143.0皿

设计中取石灰投加量a15.7mg/L,则

石灰所占体积体=a*Q*30/1000=15.7*126000*30/1000=59.3t

30

石灰相对密度为3.40,则其所占体积为：59.3/3.40=17.4仙

两种药剂合计所占体积为：143.0+17.4=160.4rm

药品堆放高度按2.0m计(采用吊装设备)，则所需面积为80.2m2

考虑药剂的运输、搬运和磅秤所占面积，小同药品间留有间隔等，这部份面

积按药品占有面积的30肮十，则药库所需面积为

80.2X1.3=104.26皿，设计中取110皿

药库平面尺寸取：10.0X11.0mo

库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为DXO.5-10-20o

4.2机械混合池

4.2.1溶液池容积W

1

设计流量为：0=12105*10000/24=5250m3/h

溶液浓度为10%,每天调制次数为『2

溶液池调节溶积为：w=uQ/(4176n)=40*5250/(417*10*2)=25.18m.

设计中取26m3,溶液池分三格，二用一备，每格的有效容积为13nl3

有效高度为1.8m,超高为0.5(m),则每格实际尺寸为：

B*L*H-2.5*2.5*2.3-14.38

2)溶解池容积W：

2

W=0.31W=0.3*26=7.8而

病高取0.3m,有效高度取1.5m,则

溶解池实际尺寸为：B*L*H=2.1*2.1*1.8=7.9

溶解池搅拌设备采用中心固定式平板浆式搅拌机，浆直径：R=H00(mm),

桨板深度：1100mm,池顶高出地面0.5米，池底坡度采用2.5%

溶解池和溶液池的材料都采用钢筋混泥土，内壁衬以聚乙烯板。

2.4药剂仓库

仓库容积考虑有效15天的混凝剂用量，仓库挨近加药间，

每日混凝剂用量为：

w=(40*126000)/106=5.041

药剂通道系数采用15%,侧面积为115%,药剂堆积高度为：0.9米，

则药库面积为：

A=(5.04*15*1.15)/0.9=96.61112

2.5机械搅拌池确定，机械混合是在混合池内安装搅拌装置，用电动机驱动搅拌

器。混合池可以是圆形可以是方形，

月腆混合池计算各部份尺寸示意如图2所示。方形应用较多，混合时间控制

在10-60s,G值应为bOO-lOOOs-i

混合池有效容积：V=126000*4/(24*3600*2)=29.17保

混合池水深取3.2m,则边长为3.04,所以混合池为：3.04*3.04*3.2=29.57m3

搅拌机转速：n0=60v/(3.14D)

口0二2/3*。=2/3*3.04=2.03,设计中取2.0米

搅拌器外缘速度有规定范围，本次设计中取v=3.Om/s

则n0=60v/(3.14*D0)=60*3/(3.14*2)=28.6(r/min)

搅拌器旋转角速度：w=2u/D0=2*3/20=3.0(rad/s)

计算轴功率：取阻力系数c=0.4,由H：D至1.2-1.3,则搅拌层数B=1层，

搅拌器半径RO=L0m,则搅拌器叶数：Z=4,则

N2=C*r*w3*Z*B*R4/(408g)=0.4*1000*3.03*4*1*101/(408*9.

0

8)=10.8kw

需要轴功率：

取水的动力粘度：v=l.029*10-»pa.s

速度梯度:G=610ST

Nl=uvG2/1000=l.029*10-4*29.17*610-2/102=10.9

N1^N2满足要求

传动机械效率为0.85,电动机功率为：N3=N1/0.85=12.71kw

4.3隔板反应池

三.絮凝反应

本设计采用隔板絮凝池，是指通过快速混合后的水在隔板间流动，由于水在

隔板间流动存在阻力，从而使絮凝体发生同向絮凝作用的水处理构筑物。分为水

平和垂直隔板絮凝池，本设计采用4座往复式隔板絮凝池。

1)设计要点：

a.絮凝池要有足够的絮凝时间，普通宜在10~30min,根据水质情况，取絮凝

时间为25min。池内平均水深H[=2.4m。

b.池内流速按变速设计，进口流速普通为0.5〜0.6m/s,出口流速普通为

0.2〜0.3m/s0通常用隔板的间距以达到改变流速的要求。

c.隔板间距应大于0.5m,小型池子当采用活动隔板时可以适当减少。进水管

口应设挡水措施，避免水流直冲隔板。

d.絮凝池超高普通采用0.5m。

e.转弯处的过水断面积应为廊道断面积的1.23.5倍。

f.池底坡向排泥口的坡度，普通为2%〜3%,排泥管直径不应小于150mm。

彳主复式隔板反应池：

己知条件设计流量(包括自用水量)：Q=126000m3/d=5250m3/h

设计中取反应池中n=2,则

Q1=Q/(24n)=126000/(24*2)=2625m3/s

3.1设计计算

絮凝池有效容积：V=QT,设计中取T=20min,贝ij

V=2625*20/60=875m3

考虑与平流沉淀池合建，絮凝池有效水深取H'=2.50池宽取8:12皿

絮凝池长度：

L'=V/HB

取H'=2.5m,B=16.0m则

L'=V/HB=875/(2.5*16)=21.9

隔板间距：

流速分4段：V1=O.5m/s,V2=0.4/s,V3=0.3m/s,V4=0.2m/s

al=Q/(3600n*Vl*H')=2625/(3600*2*0.5*2.5)=0.29

取al=0.3,则实际流量V，=0.486m/s

按上述计算得：：

a2=0.4,—=0.364m/s

a3=0.5v/=0.292m/s

a4=0.7VJ=0.201m/s

水头损失计宜：

按廊道内的不同流速分别计算水头损失

第一段：水力半径：Rl=alH'/(al+2H')=0.3*2.5/(0.3+2*2.5)=0.14

槽壁粗糙系数

n=0.013,流速系数Cn=l/u*Rn0.15

故C1=1/n*RA(1/6)=0.14A0.15/0.013=57.28,

R2=0.31,R3=0.42,R4=0.55

C2=64.5,03=67.56,C4=70.38,

L'=12al+lla2+lla3+12a4

=12*0.3+11*0.4+11*0.5+12*0.7

=21.9

隔板厚按0.2m计，则池子总长：

L=21.9+0.2*(46-1)=21.9+0.2*45=30.9m

各廊道长度分别为：

Ll=12B=12*16=192m

L2=llB=ll*16=176ni

L3=llB=ll*16=176m

L4=12B=12*16=192m

各廊道转变次数为;S1=12,S2=11,S3=11,S4=11

各断水头损失计算结果见表。由h1=§mV//2g+V12/(C内)札i,得

hl=0.226,h2=0.115,h3=0.075,h4=b'038

由Vit=Q/(1.4a1H'3600)得

V1t=0.35V2t=0.26V3t=0.21V4t=0.15

各断水头损失计算结果见表

段数S1LRYCV1V2h

1121920.140.1511157.151530.350.4860.226944

2111760.190.15046159.91520.260.3640.115051

3111760.230.15000261.704180.210.2920.075157

4111920.310.1491964.59110.150.210.038512

GT值计算(t=30°C)

G=(rh/(60ut))A0.5=(1000*0.456/(60*1.029*0.0001*30)A0.5=50s

GT=50*20*60=60000(fi10八4-10八5之间)

4.4沉淀

给水处理的沉淀工艺是指在重力作用下，悬浮固体从水中分离的过程，原水经过

投药，混合与反应过程，水中悬浮物存在形式变为较大的絮凝体，要在沉淀池中

分离HI来，已完成澄清的作用，混凝沉淀后出水浊度普通在10度以下。

4.4.1沉淀池类型的选择

本设计采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是根据浅池理论发展而来的，是一种在沉淀

池内装置许多直径较小的平行的倾斜管的沉淀池。

斜管沉淀池的特点：沉淀效率高，池子容积小和占地面子小；斜管沉淀池沉淀

时间短，故在运行中遇到水质，水量变化时，应注意加强管理，以保证达到要求

的水质。

从改善沉淀池水力条件的角度分析，由于斜管的放入，沉淀池水力半径大大减

小，从而使雷诺数大为降低，而弗劳德数则大大提高，因此，斜管沉淀池也满足

水流的稳定性和层流的要求。从而提高沉淀效果。

4.4.2斜管沉淀池类型的计算

本设计采用两组沉淀池，水流用上向流。异向流斜管沉淀池以用于混浊度长期长

期低于1000度的原水。流斜管沉淀区液面负荷，应按相似条件下的运行经验确

定，普通可采用9.0-11。「涧171・时。斜管设计普通可采用下列数据：管径为25-35

毫米；斜长为L0米；倾角为60°.斜管沉淀池的清水区保护高度普通不宜小

于1.0米；底部配水区高度不宜小于1.5米。

(1)设计参数

每组处理水量Q=,斜管沉淀池与反应池合建。池子有效宽度为20M,

颗粒沉降速度v0=，清水区上升流速V1=,采用熟料片热压六边形蜂

窝管。管厚0.4米，边距d=30mm,水平倾角60,。

(2)清水面积

A=Q/V=m其中协管结构占用面积按照3%计算。为了配水均匀，

采用清水区平面尺寸B*L=，进水区沿20米长一边布置。

(3)斜管长度L

斜管内水流速度为：

V=V/sin60°二

21

L二(1.33V-V*sin60°)d/Vcos60°二

211

考虑到管端紊流积泥等因数，过渡区采用200mm

斜管总长L=,本设计按1000mm计

(4)沉淀♦高度

超高采用0.3m

清水区局1.2m布水区丽

1.5斜管高1000*sin60°=0.87m穿孔排泥斗槽高0.9m沉淀池总高度为

H二

(5)沉淀池进口穿孔花墙

穿孔墙上的洞口流速采用V3=0.15m,洞口总面积为A=Q/V=m2

乙»>

每一个洞口尺寸定为b*h=,则洞口数为

为方便施工，采用705个孔洞，共分5层。每层141个。布于布水区1.5m的范

围内。水经过穿孔墙的水头损失为；

Hf=

(6)集水系统

沿池子长方向布置10条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为了施工方便，槽底

平坡，集水槽中心距为

L=

槽长：(20-1)/2=

水量为：q=

高为：0.54m,集水槽双向侧开孔，孔径：d=25mm,每侧孔数为90个，孔距为

10cm集水槽超高取0.15m,集水槽为非满流集水，取集水槽跌落差为0.1m,则

集水槽内水深为0.29m

(7)集水渠

集水渠的流量为1.273m3/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：

b=O.9Qo-4=

起端水深为0.64m,集水槽顶与集水渠相平，集水槽水流进入集水渠时应自由跌

水，跌水高度取0.08m,即集水槽底应高于集水渠起端水面0.08m。

水渠总高度为：H=

出水管流速为V4为1.3m/s,则直径为D=

采用1000mm

（8）沉淀池的排泥

采用穿孔管排泥，这种排泥方式的优点为：

1）少用机械设备

2）耗水量少

3）池底结构简单

缺点为：

1）孔眼已阻塞，排泥效果不稳定

2）检修部方便

3）原水浊度较高，排氾效果不好

适应条件：

1）对原水浊度适应范围较广

2）穿孔管长度不太大

3）新建或者改建的水厂

采用穿孔管横向布置，沿于水流垂直的方向共设10根，双侧排泥至集水渠，集

水渠长m,B*H=0.3*0.3.孔眼采取等距布置,穿孔管长为10m,首末端积泥比

为0.5m,查的，Kw=0.72,取孔径d=25mm,孔口面积为f=m2,取孑L8巨为s=0.4m,

孔眼数目为m=US-1=m2,采用24个

孔眼总面积：£叱=m2

穿孔管断面积为：w=EWO/KW=

穿孔管管径：D0=

取直径为150mm,孔眼向下和中垂线成45°角，并列罗列，采用气动快开式排

泥阀。

⑼复算管内雷诺数及沉淀时间

Re=Rv/u

2

式中：R—水力半径，R=

4.4.3进出水系统

（1）沉淀池的进水部份设计

沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式。取孔口流速、二°2m/s，则

Q0.984

孔口总面积八二7=万攵一=4.92m2

1

每一个孔口的尺寸定15cmX8cm,则孔口数为410个。

为

取局部阻力系数：=2,则

V2022

进口水头损失丫之2&=2X2x9,8=0004m

可以看出，计算得出的进水部份水头损失非常小，为了安全，此处取为0.05m。

(2)沉淀池的出水部份设计

沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。

取溢流堰的堰上负荷q=35°m3,/(m,d),则

Q3541.7x24

溢流堰的总堰长।=飞=一痢—二24301

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

出水渠道的总深设为1.1m,跌水高度0.24m。

Q0.9844『/

v=-----=---------------=1.27m/s

渠道内的水流速度2bh0.9x0.86

2

沉淀池的出水管管径初定为DN1100mm,此时

4Q4x0984=1.04nj/s

管道内的流速v=

3几D2几x1.12

(3)沉淀池放空管

取放空时间t=2h

放空管管径=0.62m

设计中取放空管管径为DN700mmo

(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0.4ino采用11X8-14型行车式虹吸泥机，驱动功率为0.37X2kW,

行车速度为1.Om/mino

(5)沉淀池总高度

取沉淀池超高h3=0・5m,污泥斗高度h4=04m，则

H=h+h+h=0.5+0.4+3.3=4.2m

34

4.5普通快滤池

4.5.1平面尺寸计算

(1)滤池总面积

取滤池每日的冲洗次数「二2,每日冲洗时间I=1h,不考虑排放初滤水时

间，即取to=0,则滤池每日的实际工作时间

T=To-nto-nti=24-2xO-1=23-8h

选用单层滤料石英砂滤池，取设计滤速v=1°m/h，则

滤池总面积：F=Q/(vT)二126000/(10*23.8)=529.4仙

(2)单池面积

取滤池个数N=12,布置成对称双行罗列，则

单池面积f=F/N=529.4/12=44.12m2

取L=8.0m,B=7,5m＞滤池的实际面积为8。，7.5=6°m2,则

170000

实际滤速V=12£60T23.8="9册

当一座滤池检修M,其余滤池的强制滤速为

Nv_12x9.9_.

V=N—亍12-1叫，介于10~14m/h之间，符合要求。

4.5.2滤池高度

H=18rn

取承托层高度H「04m,滤料层厚度心二0.701,滤层上水深3-,

超高H4=03m,则

H=H+H+H+H=0.40+0.70+1.80+0.30=3.20m

1234

4.5.3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=°-0012m，球度系数Q=°-98,滤料的孔隙率叫二0-38,水

温20c时水的动力黏度山=0001”.或作，则

d1.31m2.3i0.0012i.3i0.382.31

,二12.26人小।।人匕\・=12.26大------；------------人，\：1.08cms

ZQ131人山。54(1—mo)0540.98131人0.001054(1—0.387054

0

(2)反冲洗强度

取安全系数k=1・3,则

q=10kV=10人1.3人1.08=14l/(s.m2)

mf

(3)反冲洗水流量

q=f.q=60人14:840l/s

g

(4)干管始端流速

取干管管径D=1m,则

4.q人1034人840人10s

v=-----9----------=--------------------=1.07ri)s

9几D2几人12

(5)配水支管根数

取支管中心间距a=0・30m，则

n.=2人工=2

54

单池中支管根数Ja

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

q840

q=g==15.6L's

jn54

j

(7)支管入口流速

取支管管径Dj=°7m，则

4xqx1034x15.6x10-3.

叫一=几xO.12=L99n/s

(8)单根支管长度J

I=1-(B-D)=1X(7.5-1.0)=3.25m

i22

(9)配水支管上孔口总面积

取配水支管上孔匚总面积与滤池面积f之比K=025%,则

F=K.f=0.25%x60=0.15m2=150000mm2

k

(10)配水支管上孔口流速

q0.84

v=-9-=------=5.6nVs

kF0.15

k

(11)单个孔口面积

取配水支管上孔口的直径dk=10mm，则

几几

f=—d2=—>102=78.5mm2

k4k4

(12)孔口总数

F15000Q

N=k=丸1911

kf78.5

(13)每根支管上的孔口数

N1911

n+=——如36

kn54

支管上孔口布置成二排，与垂线成45°夹角向下交织罗列。

(14)孔口中心距

I3.25

a=—i~~=-----T=0.18m

kn2362

(15)孔口平均水头损失

取壁厚6=5mm,则

d10

=2=

孔口直径与壁厚之比广50,据此查表选取流量系数山°£7,则

2(P4

h

(16)配水系统校核

对大阻力配水系统，要求其支管长度1与直径d之比不大于60o

j=-^5=32.5<60

d)0.10

对大阻力配水系统，要求配,支管上孔口总面积F与所有支管横截面积之

和的比值小于0.5。

F0.15

035<°5,满足要求。

nM54根4根0.1。2

4.5.4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Q=4,池中洗砂排水槽

总数£=8O

8.0

a==2.0m

04

(2)每条洗砂排水槽长度

取中间排水渠宽度b=0-9m,则

I=^^=7.5-0.9=33m

022

(3)每条洗砂排水槽的排水量

八q840

q=g-=105L/s

on8

2

(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Vo=06m，s，则

(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6=0-05m，超高c=0-08m，则

H=eH+2.5x+6+c=0.39x0.7+2.5x0.21+0.05+0.08=0.93m

e2

(6)排水槽总平面面积

F=2xln+b.L=2x0.21x3.3x8+0.9x8.0=18.29m2

002

F0=138229=30.5%必25%

f60基本满足要求。

(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

0.842

H=1.73根J—a-=1.73根b--------------=0.77m

cygb2后.8根0.92

单格滤池的反冲洗排水系统布置如图7所示。

8000

-eee--------eee-------£00

,9001^^180018001800

a

洗砂排水槽

至排水渠

0

6中间排水渠-A

、

37单格滤池反冲洗排水系统布置图

4.5.5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=840l/s

(2)承托层的水头损失

h=0.022qH=0.022根14根0.40=0.12m

w31

(3)冲洗时滤层的水头损失

取滤料未膨胀前的孔隙率mo=°41，P眇=2650kg/m3,滤料未膨胀前的厚

度H2=0-7m,贝ij

九二(|哈-1))小-01”2根(1-0.41)根。.7:0.68m

(4)水泵扬程

取排水槽顶与清水池最低水位高差Ho=7m,水泵压水管路和吸水管路的水

头损失儿=2.om,配水系统的水头损失、心二八卜二3.5m,安全水头h5=1-5m,则

H=H+h+h+h+h+h=7.0+2.0+35+0.12+0.68+1.5=14.8m

01w2w3w45

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15.2^10.6m,流量为650~950L/s。配套机电选用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80Mn,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700n明管中流速v=2.18m/s,基本符合要

求。

4.5.6进出水系统

(1)进水总渠

滤池的总进水量为Q=170000m3/d="68m3/s,设计中取进水总渠渠宽

B[=1-5m,水深为1.2m,渠中流速匕=m/s。

单个滤池进水管流量Q2=1-968/12=0.164/3/S,采用进水管直径

d

2=500mm,管中流速v2=0.84m/s。

(2)反冲洗进水管

冲洗水流量qg=840L/s,采用管径D3=700mm,管中流速=2.18m/s。

(3)清水管

清水总流量Q=1968m3右，为了便于布置，清水渠断面采用和进水渠断面

相同的尺寸。

单个滤池清水管流量Q2=0.164m3/s,采用管径Ds=500mm,管中流速

v=0.84nys

(4)排水渠

排水流量qg=840L/S,排水渠断面宽度B2=L()m,渠中水深0.7m,渠中流

^v6=1.20m/so

4.6氯消毒及其投加设备

4.6.1加氯・计算

取加氯量b=1・0g''m3,则

每天的加氯量q=Qb=170000x1.0=170000g/d=170kg/d

4.6.2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-H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/ho加氯机的外形尺寸为：宽X高=330mmX370mm。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600nun,瓶高1800mm。氯

瓶自重146kg,公称压力2MPao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24do

(3)加氯控制

根据余氯值，采用计算机进行自动控制加氯量。

4.6.3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。

清水池

平面尺寸计算

1）有效容积：

取经验系数k=10%,则v=kQ=0.1*12600m3

清水池共设4座，则

每座清水池的有效容积：V1=V/4=12600/4=3150m3

2）平面尺寸：

取清水池的有效水深h=4.5,则每座清水池的面积：

A=V1/h=3150/4.5=700m2

取清水池的宽度B=25m,则清水池的长度L=A/B=700/25=28

则清水池的实际有效容积为：28*25*4.5=3150m3

取清水池的超高hi=0.5m,则清水池总高：H=h1+h=0.5+4.5=5.0m

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/（4*0.785*V）]A0.5=0.82m

设计中取进水管管径为DN900mm,则管内实际流速为：0.57m/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

最大流量：Q1=KQ/24=1.5*126000/24=7875m3/h=2.19m3/s

取出水管管内流速V1=0.7m/s,则

出水管管径：D2=[Q1/（4*0.785*V）]A0.5=0.998m

设计中取出水管管径为DN1000mm,则流量最大时出水管内流速为0.7m/s

3）清水池的溢流管：

溢流管的管径与进水管的管径相同，取为1100mm,在溢流管管端设喇叭口,

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

取放空时间爱女t=3h,排入管内水流速度v2=1.2m/s,则

排水管俄管径D3=[V/(t*3600*0.785V2)]八0.5=0.556m

设计中取排水管径为600m,实际流速为1.08m/s.

4.7.3清水池布置

(1)导流墙

在清水池内设置导流墙，以防止池内浮现死角，保证氯与水的接触时间不

小于30mino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L0”设0.ImXO.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1200mni。

(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0.5〜1.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆

土厚度为l.Omo

五.给水处理厂布置

5.1平面布置

5.1.1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。

5.1.2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、浴室等建造物组合在一个

区内。为不使这些建造过于分散，将办公楼与化脸室，食堂与宿舍，浴室与锅炉

房合建，使这些建造相对集中。这些建造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，挨近生产区，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。

5.1.3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