给水处理厂设计

1、 水处理工程（一）课程设计 第一章 设计原则水厂的设计原则： （1）水处理构筑物的处理能力，应以最高日用水量加水厂自用水量来进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。 （2）水厂应按近期设计，考虑远期发展。根据使用要求和技术经济合理性等因素对近期工程亦作分期建造的安排。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）水厂设计中应考虑个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。 （4）水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加效益的原则，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，逐部提高。 （5）设计

2、中必须遵循设计规范的规定。第二章 总体设计一.给水处理厂设计水量的确定 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，水厂自用水量主要用于滤池冲洗及絮凝池排泥等方面，一般采用供水量的5%-10%，本工艺采用5%，故给水厂的设计处理量是： Q=Qd（1+5%）=140000×（1+5%）=147000m3/d=6125m3/h 给水处理厂工艺流程的确定：净化工艺流程的选择取决于原水水质和用户对水质的要求。根据地面水环境质量标准（GB383802），原水水质符合地面水类水质标准，除浊度、菌落总数、大肠菌数偏高外，其余参数均符合生活饮用水卫生标准（GB57492006）的规

3、定。 本设计的水源是地表水（河水），但由于引水工程中采用了混凝预沉构筑物，因此除汛期外净水厂原水浊度变化不会很大。由于该供水厂供水规模较大，供水质量要求较高，结合我国城市供水对供水水质要求有所提高的情况，通过对各种工艺的比较及目前技术方面的要求，采用基本处理流程如下图：图1-1 净水厂工艺流程图二. 水处理构筑物选型及工艺设计计算1.配水井： 净水厂内反应沉淀处理工艺共分为四组。每组设计2座处理构筑物，设计一座配水井。1. 1 设计参数 设计流量Q'=Q/4=25.52m3/min，水力停留时间T=4.0min。1.2 设计计算 配水井体积：V=QT=25.52×4=102.

4、1m3 配水井平面尺寸：A=L×B=7×3=21m2 有效水深：H=V/A=4.86m，取5m，超高0.5m，则井深5.5m 配水井出水处设溢流堰，采用渠道和混合池连接，渠道的宽b=1.5m,流速取 v=1.2m/s,则有效水深为h=Q'/bv=0.945m,取1m。超高取0.3m，渠道深H'=1.3m。配水井设DN=1200mm溢流管。2. 加药间：混凝剂配制与投加1. 设计参数 Q=140000m3/d=1.63m3/s 根据原水水质及水温，参考有关水厂的运行经验，选择的絮凝剂为碱式氯化铝，采用计量泵湿式投加，碱式氯化铝含量wb=10%，最大投加量a=3

5、0mg/L,每天投加次数n=1。2. 设计计算（1） 溶液池容积 V1=aQ/417bn=41.96m3,取V1=42m3 溶液池分三个格，二用一备，交替使用。每格有效容积为21m3，有效高度为2.3m，超高0.2m，所以实际尺寸为L×B×H=3×3×2.5。置于室内地面上。(2) 溶解池容积 V2=0.3V1=12.6m3 格数和溶液池相同，二用一备，交替使用。单格有效容积6.3m3，有效高度取1.6m，超高0.2m。实际尺寸为2×2×1.8，池底坡度采用2.0%。（3） 药剂仓库 药库和加药间合建在一起，储备量按最大投药量的30d

6、用量计算，每天需药量为M=140000×103×10-6×30=4200kg/d=4.2t/d，堆高1.5m，通道系数采用1+15%=1.15，则仓库面积为=（4.2×30×1.15）/1.5=96.6m2。在仓库内设有地磅，并留有1.5m宽的过道，药库与加药间合建，平面尺寸为23×22。（4） 混凝剂投加 混凝剂投加采用复合循环控制。运行时，投药泵PLC先根据进水流量计的信号控制投药泵自动进行比例投加，然后根据游动电流检测仪反馈的信号进行负反馈控制，调整投药泵的投药量，从而实现投药的复合循环控制。图2.2加药间平面布置图3. 机械混

7、合池 混合池设计2组，一期工程和二期工程各1组，每组两个池。与絮凝池合建在室内。1. 设计参数 池数n=4,单池设计流量Q1=Q/4=1.63/4=0.41m3/s,混合时间T=60s。2. 设计计算1） 单池容积 V=Q1T=0.41×60=24.6m3，每座混合池分两格，每格容积为12.3m3，单格平面尺寸L×B=2m×2m，有效水深h=3.2m，超高0.3m,则池总高度H=3.5m。2） 机械混合池的桨板尺寸。 桨板外缘直径1.2m，桨板宽度0.2m，长度0.4m，搅拌器离池底距离h'=0.5×1.2=0.6m，H/B=3.2/2=1.61

8、.2图2-3 机械混合池平剖面图4. 絮凝池1.适用条件（1）原水水温为4.0-34.0，浊度为25-2500NTU（2）单池处理的水量以1-2.5万m3/d较适合，以免因单池面积过大影响效果。 水厂产水量大时，可采用两组或多组池 并联运行。（3）适用于新建也可用于水厂改造。2、设计要求（1）絮凝时间，一般为10-5min。（2）絮凝池分格大小，按竖向流速确定。（3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多分成8-18格；可大致按分格数均分成3段，其中前段为3-5min，中段为3-5min，末段4-5min。（4）网格数前段较多，中段较少，末段可不放。但前段总数宜在16层以上，中段在8层以上，上下两层间

9、距为60-70cm。（5）每格的竖向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，中段0.22-0.25m/s。（6）网格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×80mm，中段分别为80mm和100mm×100mm。（7）各段之间的过水孔洞应上下交错，孔洞计算流速：前段0.3-0.2m/s，中段0.2-0.15m/s，末段0.14-0.1m/s，各过水孔面积从前段向末端逐步增大，所有过水孔须经常处于淹没状态，因此上部孔洞标高应考虑沉淀池水位变化时不会露出水面。（8）网孔流速，前段0.25-0.33m/s，中段0.22-0.25m/s

10、.（9)一般排泥可用长度小于5m，直径150200mm的穿孔排泥管或单斗底排泥，采用快开排泥阀。（10）网格材料可用木料、扁钢、塑料、钢丝网水泥或钢筋混凝土预制件等。木板条20-25mm，钢筋混凝土预制件厚度30-70mm。3.设计参数水厂絮凝池总体设计2组，每组两池。每池设计流量为： Q140000 /4（m/d）=0.41m/s。絮凝池的有效容积絮凝时间t10 min 水深4m有效容积VQt0.41×10×60246 m絮凝池的有效面积：AV/h246/461.5 m水流经过每个的竖井流速v取0.12 m/s，由此得单格面积： fQ/ v0.41/0.123.42 m2

11、设计单格为正方形，边长采用1.90m，因此实际每格面积为3.61 m2，由此得到分格数为n61.5/3.61=17.04 采用18格 实际絮凝时间为：t = =633.95s10.57min 絮凝池得平均水深为4.0m，取超高为0.3m，得到池得总高度为： H4.0+0.34.3 m， 从絮凝池到沉淀池的过渡段净宽1.5 米。取絮凝池的格墙宽为200mm，即0.2m，单组絮凝池：长：1.9×50.2×610.7 m 宽：1.9×50.2×610.7 m进水管管径的确定：Q=0.410m/s，取流速为v=1.2m/s,管径D=0.656m，采用DN700铸

12、铁管。 为避免反应池底部集泥，影响水处理效果，在每个反应池底各设DN200mm穿孔排泥管。采用坡度1%的满流管。 过孔洞流速v按照进口流速0.30m/s递减到0.10 m/s，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与池底平齐，、表示每格网格层数，单竖井的池壁厚为200mm。表一：格编号 1 2 3 4 5 6孔洞高×宽0.72×1.90.72×1.90.72×1.90.94×1.90.94×1.90.94×1.9 流速 0.3 0.3 0.3 0.23 0.23 0.23格编号 7 8 9 10 11 12孔洞高×宽1.

13、11×1.91.11×1.91.11×1.91.2×1.91.2×1.91.27×1.6 流速 0.195 0.195 0.195 0.18 0.18 0.17格编号 13 14 15 16 1718孔洞高×宽1.27×1.91.35×1.91.35×1.91.54×1.91.8×1.92.16×1.9 流速0.170.160.160.140.120.104 .内部水头损失计算16格为前段，其竖井之间孔洞流速为0.200.30m/s，水过网孔流速为：0.250.30

14、m/s；715格为中段，竖井之间孔洞流速为：0.200.15 m/s，水过网孔流速为：0.220.25m/s；（1）前段网格的孔眼尺寸80mm×80mm，取0.27 m/s，净空断面0.410/0.271.52m2；每个网格的孔眼数为1.52/0.08238（个）。前段共设网格15块，前段网格水头损失为：n/2g其中n取15，为网格阻力系数，在此处取1.0，则：n/2g15×1.0×0.27/19.60.0558m；前段孔洞水头损失为：/2g其中为孔洞阻力系数，取3.0，则：/2g3.0×（0.3×3+0.23×3）/19.60.06

15、56m（2）中段 网格的孔眼尺寸为100mm×100mm，取0.24m/s，净空断面： 0.41/0.241.708 m2； 每个网格的孔眼数为：1.708/0.12171个。中段共设网格10个，则中段网格水头损失为：10×1.0×0.24/19.60.029m。中段孔洞水头损失：/2g3.0（0.195×3+0.18×2+0.17×2+0.16×2）/19.60.0441m；（3）后段不设网格，孔洞水头损失为：3.0×（0.14×5+0.12+0.10×4）/19.60.0233m；絮凝池总水

16、头损失为：h+0.0558+0.0656+0.029+0.0441+0.02330.2184m，取0.22m。5 .核算絮凝池总停留时间T（1）前段 h0.0558+0.06560.1214m停留时间t144.30s水温20G90.42（2）中段h0.029+0.04410.0731m停留时间t217.94sG57.10（3）后段h0.0233mtTt1t2243.17sG30.52（4）总 G59.21GT59.21×605.4135846.3，符合设计要求。5. 平流沉淀池 采用平流沉淀池，设计2组，每组2座。1. 设计参数 单池设计流量Q1=0.41m3/s，沉淀时间t=2h，

17、水平流速v=13.0mm/s，有效水深3.2m。2. 设计计算(1） 池体尺寸1）池容积V=Q1t=0.41×2×3600=2953m32）池长L=3.6vt=3.6×13×2=93.6m，取L=94m3）池宽B=V/Lh=2953/（94×3.2）=9.82m，取B=10m。 每池中间设一导流墙，导流墙采用砖砌，导流墙宽为240mm,则沉淀池每格宽度b=4） 尺子尺寸校核 长宽比L/B=9.44（符合设计要求） 长深比L/h=29.410（符合设计要求） 沉淀池水平流速v=L/t=13.06mm/s(符合要求）（2) 进水穿孔墙 为使水流均匀

18、地分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动，在沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水1) 穿孔墙孔洞总面积 孔洞处流速为防止絮凝体破碎，孔口流速不宜大于0.15-0.2m/s，采用0.2m/s=0.41/0.2=2.05m22） 孔洞个数N 孔洞形状采用半砖矩形孔眼，尺寸为15mm×8mmN=170.8个，取170个3） 孔眼的实际流速V0=0.2m/s4） 孔眼布置 水平方向孔眼净间距取200mm,控烟布置成10排，每排孔眼数为17个，其所占的宽度为（17×0.15+27×0.20）=7.95m，剩余宽度为：B-7.95=2.05m，均分在各灰缝中。垂直方向孔眼净距取150m

19、m，最后一排的淹没水深为0.25m，则孔眼的分布高度为H0=（0.25+0.08×10+0.15×10）=2.55m。池子进水端的花墙距进水池壁的距离为1m，至池底部分的花墙不设孔眼。（3） 集水系统 为保证沉淀池出水均匀流，采用指形槽收集出水后汇入集水渠。1） 集水槽延池长方向布置5条穿孔集水槽中心距：a=B/5=2m槽中流量：q1'=0.41/5=0.082m3/s 考虑到池子的超载系数为20%，故每个槽中流量q1=1.2q1'=0.0984m3/s 每条槽的宽度b=0.36m。为便于施工取0.4m，槽底为平底。为保证自由出流，堰口位于槽内水面以上0.0

20、5m，槽起端高取0.15m。采用双侧布水孔，指形槽进水孔孔径为25mm，则单孔面积w=0.00049m2，堰口上的水头h=0.05m，重力加速度g=9.81m/s2 单个孔口流量q2=0.0002m3/s 每个槽上开的孔数为=492个，每侧各开246个，设开孔中心间距e=0.1m， 则每条槽的长度为l=0.1×246=24.6m 孔口流速v=0.68m/s 集水槽有效水深h"=0.36m,取0.4m 集水槽的总高度H1=0.05+0.15+0.4+0.05=0.65m2） 集水渠 假定集水渠起端水流截面为正方形，则渠的宽度b"=0.63m，为便于施工取0.7m。

21、起点水深H1'=0.75b"=0.525m, 终点渠中水深H2'=1.25b"=0.875m 为了便于施工，渠中水深统一取1.0m，自由落水高度为0.07m，即集水槽底应高于集水渠起端水面0.07m，同时考虑到集水槽顶与集水渠顶相平。集水渠总高度H2=H1+0.07+1=1.72m。出水管流速取1.0m/s，则直径D=0.723m，取800mm。(4） 排泥系统 机械排泥装置可充分发挥沉淀池的容积利用率，且排泥可靠，故采用虹吸式机械吸泥机排泥，栅车行走速度v=1.0m/min。1) 干污泥量Q干=(1000-10)10-6=27.72m3/d2） 污泥量 设

22、污泥含水率98%，则Q=1386m3/d=57.75m3/h3） 吸泥机往返一次所需时间t=188min4） 设虹吸管排列数为z=10根，管内流速v1=1.5m/s，单侧排泥最长虹吸管长l'=20m,采用连续排泥，虹吸管管径为d'=103=37mm,选用DN40mm的水煤气管，流速v=1.24m/s5） 吸口的断面确定 吸口的断面与管口断面积相等。 已知吸管的断面积A=3.14d'2/4=0.001m2，设吸水口长l"=0.1m，则吸口宽度b”=A/l"=0.1m。6） 吸泥管路水头损失计算。进口§1=0.1，出口§2=1,90度

23、弯头§3=1.975*2则局部水头损失hi=（0.1+1+3.95）=0.58m，管道部分水头损失hg=l'v12/d'2g=1.49m，总水头损失h1=hi+hg=2.07m考虑管道使用年久等因素，实际水头损失H1=1.3h1=2.69m7) 排泥放空管直径d=式中d-放空管直径（m）B-池宽 (m)L-池长（m）h-池的有效水深（m）T-泄空时间（s),此处按4h计，则d=0.372m,取400mm（5） 沉淀池水利条件校核水力半径R=bh/(2h+b)=158.6cm弗劳德数Fr=v2/Rg=0.5710-5小于1.010-5满足条件絮凝池沉淀池合建在室内。6.

24、 V形滤池的设计 本设计采用V形滤池，V形滤池是快滤池的一种形式，因其进水采用形状呈V字形而得名，也叫均质滤料滤池。主要特点是：反冲洗时滤料不膨胀，故使滤层含污能力提高。气-水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，使冲洗水量大大较少，滤池建在室内。1. 设计参数 设计流量Q=140000m3/d=1.63m3/s，设计一组滤池，滤速v=12m/h，强制滤速17m/h；采用先用空气反冲，然后用气-水同时反冲，最后再用水反冲的操作方式。第一步气冲冲洗强度q气1=15L/s.m²第二步气-水同时反冲洗强度q气1=15L/s.m²，q水1=4L/s.m²；第三步单

25、独水冲强度q水2=5L/s.m²；表面扫洗用原水，冲洗强度q表水=2.0L/s.m²；冲洗时间t=0.2h；第一步气冲时间t气=3min，第二步气水同时反冲洗t气水=4min，第三步单独水冲洗t水=5min。冲洗周期T=48h。2. 设计计算（1） 池体尺寸1） 滤池工作时间t'=24-24t/T=23.9h（未考虑排放初滤水）2） 滤池面积F=Q/vt'=488.15m²,取F=488m²选双格型滤池，滤池底板用混凝土，单格宽B=4m，长L=14m，单格面积56m²，共四个滤池，每座面积f=112m²，总面积448m

26、²。实际流速v1=11.78m/h。3） 滤池强制滤速V'=15.7117满足要求4） 滤池高度的确定 根据设计规范和实际情况，取滤池滤板下布水区高度H1=0.9m,滤板厚H2=0.10m,滤料层厚H3=1.0m，滤层上的水深H4=1.5m，滤池超高0.5m，则总高度 H=H1+H2+H3+H4+0.5=4.0m5) 水封井的设计 滤池采用单层加厚均质滤料，粒径0.90-1.35mm，不均匀系数1.2-1.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算 H清=180- 式中 H清-清水通过清洁滤料的水头损失 -水的运动粘度，20时=0.0101cm²/s m0-滤料孔隙

27、率，取 m0=0.5 d0-与滤料体积相同的球体直径取0.1cm l0-滤层厚度，l0=100cm v-滤速，v=12m/h=0.33cm/s -滤料颗粒球体系数，天然砂粒为0.75-0.8，取=0.8所以 H清=19.11cm 当滤速为8-10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30-40cm，计算值比经验值低，取经验值的最低限值H清=30cm为清洁滤层的过滤水头损失。正常过滤时通过长柄滤头的水头损失h0.22m。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H开始=0.52m。 为了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

28、15;2m，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高 H水封井=0.3+H1+H2+H3=2.3m 因每座滤池过滤水量Q单=12.0m/h×112m²=1344m³/h=0.37m³/s所以，水封井出水堰上水头由矩形堰流量公式Q=1.84bh2/3计算得h=0.22m 冲洗完毕清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高（0.52+0.22）=0.74m(2) 反冲洗管渠系统采用气水反冲洗的长柄滤头配气配水系统1） 反冲洗用水流量Q反的计算 反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时最大反洗强度为q水=5L/s.m²Q反=q水f=560L/s=

29、0.56m³/sV形滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量Q表水=q表水f=224L/s=0.224m³/s2) 反冲洗配水系统的断面计算配水干管进水流速v=1.5m/s左右配水干渠的截面积A水干=0.56/1.5=0.37m²配水支管流速为v=1.0-1.5m/s，取1.0m/s配水支管的截面积A方孔=0.56/1.0=0.56m² 此即配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置25个配水方孔，共50个，孔中心间距0.4m，每个孔口面积A小=0.56/50=0.0112m²，每个孔口尺寸为0.1m×0.1m。反冲洗过孔流速v孔=A方孔

30、/(2×25×0.1×0.1）=1.121.0满足要求3）反冲洗用气量Q反气的计算 反冲洗用气量按气冲洗强度最大时的空气流量计算。气冲的强度为15L/s.m²Q反气=q气f=1.68m³/s4) 配气系统的断面积算配气干管进口流速为5m/s左右，则配气干管的截面A气干=1.68/5=0.336m²反冲洗配气支管或孔口流速取v气支=10m/s，则配气支管的截面积A气支=1.68/10=0.168m²每个布气小孔面积为A气孔=A气支/50=0.0034m²空口直径d气孔=0.066m每孔配气量Q气孔=1.68/50=0

31、.0336m³/s5） 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，亦即要求气水同时反冲洗时的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反冲洗时的情况设计。气水同时反冲洗时的反冲洗水流量 Q反气水=4×112/1000=0.448m³/s气水同时反冲洗时空气流量 Q反气=15×112/1000=1.68m³/s气水分配渠的气、水流速均按相应的配气、配水干管取值，则气水分配干渠的总面积 A气水=0.635m²6） V形槽的设计 V形槽的槽底设表扫水出水孔，直径取d=0.025m，间隔0

32、.15m，每槽共计100个孔，则单侧V形槽表扫水出水孔总面积 A表孔=0.049m² 表面扫洗水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即v形槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。 根据潜孔出流公式Q=0.64A(式中Q为单格滤池的表扫水流量），表面扫洗时V形槽内水位高出滤池反冲洗时的液面高度为 hv液=0.65m 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计算得单格滤池反冲洗流量Q反集=0.392m³/s所以h排槽=0.05m V形槽倾角45°，垂直高度1.3m，壁厚0.05m。反冲洗时V形槽高出滤池内液面的高度为1.6-0.15-0.05

33、=1.4m，反冲洗时V形槽顶高出槽内液面的高度为：1.6-0.15-0.05-0.65=0.75m。（3） 反冲洗水的供给（选用冲洗水箱供水的计算）1） 冲洗水箱到滤池配水系统的管路水头损失H1.反冲洗配水干管用钢管DN900，流速v=1.49m/s，布置管长总厂50m，1000i=2.40，则反冲洗总管的水头损失hy=il=2.40×50/1000=0.12m反冲洗配水干管主要配件及局部阻力系数见下表局部水头损失为hj=v²/2g=0.82m 表1 反冲洗管配件及阻力系数配件名称数量/个阻力系数90°弯头60.60*3=1.8DN900闸阀33*0.06=0.1

34、8等径三通22*1.5=3水箱出口10.5 7.28则冲洗水塔到滤池配水系统的管路水头损失为h1=hy+hj=0.94m2） 滤池配水系统的水头损失h2A. 气水分配干渠内的水头损失h反水。气水分配干渠内的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上都是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管近似计算。已知气水同时反冲洗时流量Q=0.448m³/s，则气水分配渠内水面高为h反水=Q/vb=0.30m水力半径R反水=0.1875m水力坡度i反水=0.0036渠内水头损失h反水=il=0.0036×20=0.072mB.气水分配干管底部配水方孔水头损失。按孔口淹没出流公式Q=

35、0.64A计算，其中Q为Q反气水，A为配水方孔总面积。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=0.56m²，则h方孔=(Q反气水/0.8A方孔)21/2g=0.05mC.反冲洗水经过滤头的水头损失（查给排水快速设计手册）为h滤0.22mD.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约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度为v柄=Q反气水/1.25%f=0.448/(1.25%×112)=0.32m/s通过滤头时增加的水头损失h增=9810n（0.01-0.01

36、v+0.12v²)=9810×3.75×（0.01-0.01×0.32+0.12×0.32²）=702.1998Pa=0.07mH2o则滤池配水系统的水头损失h2h2=h反水+h方孔+h滤+h增 =0.072+0.05+0.22+0.07 =0.412m3）砂滤层水头损失h3 滤料为石英砂，质量密度r¹=2.65t/m³,水质量密度r=1t/m³,石英砂滤料膨胀前的孔隙率m0=0.41，滤料层膨胀前的厚度H3=1.0m，则滤料层水头h3=（r¹/r-1）(1-m0)H3=0.97m4） 取富余水

37、头h4=1.5m，则反冲洗水箱底高出排水槽顶的高度H水塔=h1+h2+h3+h4= 0.94+0.412+0.97+1.5=3.822m水塔容积按一座滤池冲洗水量的1.5倍计算，则V=1.5（Q反水t水+Q气水t气水）=413.28m³（4） 反冲空气的供给1） 长柄滤头的气压损失p滤头 气水同时反冲洗时空气流量Q反气=1.68m³/s，长柄滤头采用网状布置，约60个/m²,每座滤池共计安装长柄滤头n=60×112=6720个，每个滤池的的通气量：1.68×1000/6720=0.25L/s。 根据厂家提供数据，该气体流量下的压力损失为p滤头=

38、3.0kpa2） 气水分配渠配气小孔的气压损失p气孔。反冲洗时气体通过配气小孔的流速v气孔=10.0m/s压力损失按孔口出流公式计算Q=3600A式中-孔口流量系数，取0.6A-孔口面积(m²) p-压力损失(mmH2o) -水的相对密度，=1气水分配渠配气方孔的气压损失p气孔= =0.12kpa3) 配气管道的总压力损失p管a. 配气管道的沿程压力损失为p1。 反冲洗时空气流量1.68m³/s，配气干管用DN900钢管，流速3.50m/s，反冲洗空气管长50m，气水分配渠内的压力损失不计。反冲洗管道内的空气气压计算用下式 p气压=(1.5+H气压）9.8式中p气压-空气压

39、力（kpa）H气压-长柄滤头距反冲洗水面的高度（m），取1.5m则 p气压=(1.5+1.5)×9.8 =29.4kpa空气温度按30考虑时，空气管道的摩阻为9.8kpa/1000m，则配气管道沿程压力损失p1=0.49kpab.配气管道的局部压力损失p2。主要管道及长度换算系数K，见下表 表2 反冲洗空气管配件及长度换算计算 配件名称 数量/个 长度换算系数K 90°弯头 50.7×5=3.5 闸阀 30.25×3=0.75 等径三通 21.33×2=2.66 K6.91当量长度的换算公式l0=55.5KD1.2空气管配件换算长度l0=55.

40、5×6.91×0.91.2=337.96m局部压力系数p2=l0g/1000=337.96×9.81/1000=3.32kpa配气管道的总压力损失p=p1+p2=3.81kpa4) 气水冲洗室中的冲洗水压p水压p水压=（H水塔-h1-h反水-h小孔）9.81 =(3.822-0.94-0.072-0.05)9.81 =27.08kpa 本系统采用气水反冲洗对气压最不利情况发生在同时反冲洗时，此时要求鼓风机调压阀出口的静压为 P出口=p管+p气+p水压+p富式中 P出口-鼓风机出口的静压(kpa) p管-输气管道的压力损失（kpa） p气-配气系统的压力损失（kpa

41、)， p气=p滤头+h气孔 p水压-气水冲洗室内的冲洗水压（kpa) p富-富余水压，取4.9kpa所以 P出口=p管+p气+p水压+p富 =3.81+3.14+27.08+4.9 =38.93kpa5） 设备选型 根据气水同时反冲洗反冲洗系统对空气的压力和风量。要求选用4台LG50风机，风量50.0m³/min，风压49kpa，电动机功率60KW，三用一备。正常工作鼓风量200.0m³/min1.1Q反气7. 加氯间水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，

42、氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。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2×4米。加氯间与加氯点之间的距离一般为10-20米。采用液氯消毒的方法，加氯点设在滤池-清水池的进水管上。1. 设计概况1） 氯气是黄绿色气体，有毒，具刺激性，

43、质量为空气的2.5倍。工程使用时将其压缩成相对密度为1.5的液态形式，装在压力为0.6-0.8Mpa的钢瓶中供应。1kg液氯可氯化成0.31m³的氯气，氯瓶的出氯量不稳定,随季节气温满瓶和空瓶等因素而变化。2） 为了避免氯瓶进水后氯气受潮腐蚀钢瓶,瓶内需保持0.05-0.1Mpa的余压。3） 氯气消毒主要是氯气水解生成的次氯酸的作用，当PH低时，它的含量高，消毒效果好。4） 如果水中含有氨氮，加氯时就会生成一氯胺和二氯胺，消毒作用比较缓慢，消毒效果差，而且需要较长的接触时间。5） 氨气不能直接用管道加到水中，必须由加氯机投加。加氯点可安装静态混合器，促使氯和水均匀混合。6） 为保证稳

44、定的出氯量，一般用自来水喷淋于氯瓶上，供给液氯气化所吸收的热量，不得用明火烘烤以防爆炸。7） 投氯时，可将氯瓶放置于磅秤上核对钢瓶内的剩余量，以防止用空，加氯机中的水不得倒灌入瓶。称量氯瓶质量的地磅秤放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，以便于氯瓶上下搬运。8） 因为氯气的密度比空气大，应在加氯间低处设排风扇，换气量每小时8-12次。氯库、加氯间内要安装漏气探测器，探测器位置不宜高于室内地面35cm。氯库、加氯间内宜设置漏气报警仪，以预防和处理事故，有条件时可采用氯气中和装置。9） 氯气的设计用量，应根据相似条件下的水厂运行经验，按最大容量确定。余氯量应符合生活生活饮用水卫生标准，出厂水的游离余氯不

45、低于0.3mg/L,管网末端水不低于0.05mg/L。一般水源的滤前加氯量为1.0-2.0mg/L,滤后水或地下水的加氯量为0.5-1.0mg/L。加氯量 Q=0.001aQ1式中 a-最大需氯量，mg/L Q1-需消毒的水量，m³/h污染水源的氨氮和色度偏高，可采用原水折点加氯法。加氯量随水源污染程度而变化，有时可达20-30mg/L或更高。过量加氯可降低水的pH值，还会腐蚀金属管道，加重氯的气味，影响用户使用，应同时加碱调节。根据以往经验，折点加氯量C为：C-a+10N（mg/L）式中 a-需氯量，一般为1-2mg/L，污染严重时可达6-7mg/L N-水中氨氮含量，mg/L10

46、） 水和氯应充分混合，接触时间不小于30min，杀菌作用随氯和水的接触时间增加而增加，如接触时间短，就应增加投氯量。11） 为控制加氯量，宜采用余氯连续测定仪检测水中的余氯量，仪器安装在加氯点之后的适当部位。当水中为游离性余氯且pH值稳定时，用无机剂型余氯连续测定仪，当水中同时有游离性和结合性余氯且pH值变化很大时，可用试剂型余氯测定仪。12） 加氯间与氯库可单独建造，亦可与加药间合建，便于管理，但均应有独立向外开的门，以便运输药剂。加氯间应和其他工作间隔开，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作状况。2. 设计参数设计水量为Q=6125m³/h（包括水厂自用水量），设

47、计投加氯量a=2.0mg/L，补氯量按a1=1.0mg/L，仓库储氯量按30d计算3. 设计计算最大加氯量Q'=0.001aQ=0.001×2.0×6125=12.25kg/h最大补氯量Q"=0.001a1Q=0.001×1.0×6125=6.125kg/h总加氯量Q=Q'+Q"=12.25+6.125=18.375kg/h储氯量 G=30×24Q=30×24×18.375=13230kg 采用容量为1000kg的液氯钢瓶，共14只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质和防止水流进氯瓶。加

48、氯间设4只氯瓶，根据压力自动切换交替使用，氯瓶库储存10只。 采用0-10kg/h的复合循环全真空加氯机4台（3用1备）。加氯机采用复合循环自动控制，在滤池出水管上设有流量计，并由抽样泵从清水池内取样监测余氯。加氯间为单层建筑，控制室和值班室设在加氯间的一端，平面尺寸为15m×6m。 图 2-7 加氯间平面布置图8. 清水池: 已知设计水量Q=14000m³/d，水厂清水池有效容积V=V调节+V安全储量+V消防储量。 当缺少制水曲线和供水曲线资料时，对于配水管网中无调节构筑物的清水池，有效容积Wc可按最高日用水量的10%-20%，鉴于实际情况去15%Q，则Vc=0.15&#

49、215;140000=21000m³。设三座矩形清水池，每座容积V=7000m³，每座平面尺寸50m×35m，有效水深4.0m，超高0.5m，池深4.5m，其管路包括进水管、出水管、溢流管和放空管。进水管流速v1=1.0m/s，直径D1=1.14m，取进水管直径DN1200mm。出水管流速v2=0.8m/s，直径D2=1.27m，取出水管直径DN1300mm。 为保证清水池1-2放空，按经验取放空管直径D4=1600mm；溢流管和进水管直径相同，D3=1200mm。 清水池设两个检修孔，检修孔直径800mm；池顶设九个通气管，设在池的两侧，通气管直径200mm；池

50、顶覆土厚度为1.0m。清水池的结构为地下式钢筋混凝土结构，设计水位和地面相同，清水池溢流水经厂区雨水管道进入排水泵房。图 2-8 清水池平面图9. 送水泵房 送水泵房设计规模为140000m³/d，泵房内设有一组水泵，向城市管网供水，根据市区配水管网平差结果，接管点水压要求为23.0m。设计流量Q=140000m³/d，变化系数为Kh=1.10，计算流量Q计=1.10×140000=154000m³/d 。选用型号24SH-13双吸卧式离心泵4台，三用一备。水泵的性能见下表：表3 水泵性能参数型号流量（m³/h）扬程（m）转速（r/min）轴功

51、率(kw)电动机功率（kw）效率（%）24SH-13双吸卧式离心泵25003797046052088 送水泵房为半地下式，泵房内底为地下-3.5m。当清水池为低水位时，水泵采用吸真空起动，故泵房内设有水环式真空泵2台，一用一备。另外，泵房内还设有起吊和排水设备。送水泵房平面尺寸为80m×10m，泵房一侧设有控制室和变电配间。第三章 水厂总图设计 根据净水厂已征用的用地范围，厂区内占地面积259200m²，南北宽480m，东西长宽540m。净水厂厂区布置具有以下特点：1） 在首先满足工艺流程简捷和顺畅的前提下，整个厂区按功能分为生产区，厂前区和预留污泥处理区，其间道路及绿化带

52、相隔。净水厂大门设在厂区的南面。2） 生产区布置主要满足工艺流程要求，工艺总体布置流畅合理。净水厂的处理构筑物从西到东顺序流经混合池、反应池、沉淀池、滤池、清水池、送水泵房，而后通过输水管道送到市区的管网中。3） 净水厂前区布置有办公楼、食堂、职工宿舍、车库、篮球场等辅助性建筑。办公楼前设有一个圆形的喷泉，在净水厂的其余空地上种植了很多树，以及大面积的绿化带，创造了一个清新、宁静、赏心悦目的环境。第4章 水厂高程的布置 净水厂厂区地面较为平整，地形标高为150.0m。净水厂配水井设计标高为154.4m，清水池设计水位标高为151.00m，厂区处理构筑物消耗水头为7.8m。各处理构筑物的高程，是

53、由各处理构筑物的水头损失和管道水头损失组成。1. 水头损失计算（1） 处理构筑物中的水头损失 与构筑物的形式和构造有关，参考下表数据估算，各处理构筑物水头损失见下表，该水头损失包括构筑物内集水槽等水头跌落损失。表4 各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m网格絮凝池0.5沉淀池0.3V形滤池2.6混合池0.3（2） 连接管道水头损失 分为沿程水头损失和局部水头损失。1） 清水池到滤池的水头损失h1四个滤池，每个滤池由一根DN1600mm的出水管通过一根DN1600三通横管通过三个DN1800支管送水至三座清水池。管径D=1.6m；每组流量Q=1.63m³/s，L=47m。管道沿程水头损失h1f=式中C-系数，钢管C=120所以h1f=0.04m