净水厂课程设计计算说明书

1、 城固县给水工程设计城固县给水工程设计摘要本设计为城固县给水工程设计，工程设计规模为76923 m3/d。净水工程的设计主要包括配水厂的设计计算和净水厂的设计计算。净水厂的设计包括净水厂的位置选择、水处理工艺流程的确定、处理构筑物的设计计算以及水厂的平面和高程布置。通过技术经济比较，确定净水厂的工艺流程选用方案： 原水静态混合器网格絮凝池斜管沉淀池V型滤池消毒清水池二级泵站城市管网关键词：给水工程设计、水厂工艺、V型滤池、城市管网。设计说明书一 设计水量第一节 最高日用水量一、各项用水量 设计给水工程首先要确定设计水量。通常将设计用水量作为设计水量。 设计用水量是根据设计年限内用水单位数，用水

2、定额和用水变化情况所预测的用户用水总量。设计用水量包括下列用水：1、综合生活用水量Q1，包括居民生活用水量和公共建筑及设施用水；2、工业企业生产用水量Q2；3、浇洒道路和绿地用水量Q3；4、工业企业工作人员生活用水量Q4；5、未预见水量及管网漏失水量Q5；6、消防用水量Qx；各用水量计算结果如下：Q1=3×10（m/d） Q2=3×10（m/d） Q3=3000（m/d） Q4=6930（m/d）Q5 =6993(m/d) 最高日用水量Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=76923 m3/d三 净水厂第一节 混合1.溶液池分成2格，每格的有效容积为3.7 m³。有

3、效高度为1.2m，超高0.2m,每格实际尺寸为1.8×1.8×1.4m，置于室内地面上。2.溶解池分成2格，每格的容积为1.1 m3，有效高度为0.8m，超高0.2m,每格实际尺寸为1.2×1.2×1.0m。池底坡度采用2.5%，池底设排渣管。3.溶解池搅拌设备采用中心固定式平浆板式搅拌机。浆板直径400mm，浆板深度为0.7mm，质量100kg. 溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.5m。4.药剂库平面尺寸为10×10 m2，高度为4.5m。设3台活塞式隔膜计量泵（2用1备），单台投加量600L/h5.静态混合器设3节混合元即n3，混合器距离

4、絮凝池10m，混合时间为13s。 D750 mm6水流过静态混合器的水头损失为：h0.62 m第二节 絮凝1.设网格式絮凝池两组，每组设两池。每组总长度为17.2m，总宽度为8.7m.2.絮凝时间为t=10min.设计平均水深为2.7m，超高0.3m，池总高3.0m。3.絮凝池有效容积147m3,有效面积54.4m2,设计每格为正方形，边长1.5m，每池分格数 25格。4. 1、2、3、4为三层网格，5、6、7为双层网格，815为单层网格，后段不设网格。前段密网格尺寸为80mm×80mm,中段疏网格尺寸为100mm×100mm。5.单池絮凝池的水头损失为0.232 m。第三

5、节 沉淀1.沉淀池采用异向流斜管沉淀池，近期设计2组。2. 清水区平面尺寸B×L为16.8m×10m，进水区沿16.8m长一边布置。3.池总高4.37m，其中超高0.3m，清水区高1.2m，配水区高1.2m，排泥水槽高0.8m。4. 穿孔墙布于布水区1.2m的范围内，孔分四层，每层69个，每个洞口尺寸定为15cm×8cm，共276个。5. 沿池长方向布10条穿孔集水槽，中间为2条集水渠，为施工方便，槽底平坡。6.集水槽中心距1.0m，每槽长3.95m；槽宽为0.2m，槽高为：0.50m，集水槽双向侧开孔，孔径：d=25mm，每侧孔数为90 个，孔距为10 ，集水槽

6、超高取0.15m，7. 集水渠起端水深为0.51 m,集水槽顶与集水渠顶相平，集水槽水流进入集水渠时应自由跌水，跌水高度取0.08m，水渠总高1.22m，出水管取DN800.8. 采用穿孔管横向布置，沿与水流垂直的方向共设8根，双侧排泥至集泥渠，集泥渠长17.2 m，B×H=0.3m×0.3m,孔眼采取等局布置，穿孔管长为10m，首末端积泥比为0.5，穿孔管直径为150mm，孔眼向下和中垂线成45°角，并列排列，共24个孔眼，采用气动快开式排泥阀。第四节 过滤1.设计滤速v=10m/h，采用气水反冲洗, 总冲洗时间10min，冲洗周期T=24h,反冲横扫强度1.8

7、L/(s·). 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）空气154水4第三步（水冲）522选双格V 型滤池,池底板用混凝土,单格宽B=4.0m,长L=6.0m,单格面积24 ,共分8座,左右对称布置,每座面积f=48 ,总面积384 。3. 滤池超高H=0.3m，滤池口水深H=1.5m，滤层厚度H=1.0m，滤板厚H=0.13m滤板下布水区高度H=0.9m，其中冲洗时形成的气势层厚度为(0.10.15m)，滤池总高度：H=4.23m。4. 滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径0.951.35 ,不均匀系数1.21.6，设计水封井

8、平面尺寸2m×2m,堰底板比滤池底板低0.3m，水封井总高0.11m。5.长柄滤头配水配气系统<1>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 后预制板上浇注0.08m 后混凝土层,滤板下的长柄部分浸没于水中,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.<2>长柄滤头固定板下的气水室高度为0.70.9m,其中冲洗时形成的气垫层厚度为0.10.15m.<3>向长柄滤头固定

9、板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。<4>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。<5>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。<6>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1.5m/s 左右；配水支管或孔口流速为11.5m/s.6. 反冲洗配水干管用钢管DN450,流速v=1.51 m/s，沿渠长方向两侧各均匀布置14 个配水方孔.共28 个,孔中心间

10、距0.6m每个孔口尺寸取0.09m×0.09m。7.沿渠长方向两侧各均匀布置14 个配水方孔.共28 个,孔中心间距0.6m，每个孔口尺寸取0.09m×0.09m。8. 反冲洗配气干管用钢管DN450,流速4.53 m/s.布气小孔紧贴滤板下缘,间距与布水方孔相同,共计28个，孔径60mm。9.滤池管渠的布置:(1)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0.675 ,末端截面积0.45 ,两侧沿程各布置16 个配水小孔和16 个布水方孔,孔间距0.6m,共32 个配气小孔和32 个配水方孔。(2)排水集水槽起端1.43m，末端1

11、.93m，底坡0.042.(3)进水总渠水流端面积A =0.73 ，进水总渠宽0.9m,水面高0.9m.(4) 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, B=1.0m.高 H =0.10m, B=1.0m,高H =0.325m.(5) 宽顶堰宽b 5m,宽顶堰与进水渠平行设置，h 0.17m(6) 滤池配水渠宽b 0.6m,渠高1.0m,渠长L 10m。10.V型槽设计：（1）V 形槽槽底设表扫水出水孔直径取d=0.020m,间隔0.15m.每槽共计50 个，表面水出水

12、孔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。（2）V 形槽倾角45 度,垂直高度1m,壁厚0.05m.反冲洗时V 形槽顶高出槽内液面的高度为1.39 m11.反冲洗水的供给：（1）反冲洗配水干管用钢管DN450,管内流速1.51 m/s, 反冲洗水水泵最小扬程为:H =10.14 m，（2）选用三台300S12A型单级双吸离心泵，两用一备，扬程为12m,水泵流量为790，采用Y200L型三相鼠笼式异步电动机，功率30KW。12.反冲洗气的供给（1）长柄滤头采用网状布置，约60 个/，则每座滤池共计安装长柄滤头2880 个每个滤头的通气量0.72×10

13、00/28800.25L/s。（2）鼓风机或储气罐调节阀出口的静压力为:P =P +P +P +P =2.03+3.14+24.91+4.9=34.98 KPa（3）根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力风量要求,要求选用四台L41-40/0.5罗茨风机,三用一备,风量为40.0m3 /min，风压49 KPa,电动机采用 JQ81-6,电机功率40KW。第五节 消毒1.采用液氯消毒。净水厂内按一点加氯设计，并考虑在送水泵房吸水井内实行季节性补氯。加氯点设在滤池清水池的进水管上。2. 设计加氯量a=1.0mg/l,补氯量按=0.5mg/l计，仓库储氯量按30天计算。3. 总加氯量 Q总=5

14、.289 kg/h，储氯量 G=30×24 Q总=3808.08 kg采用容量为1000kg的液氯钢瓶，共4只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质和防止水流进入氯瓶。4.氯机的选用ZJ-2 型转子加氯机2台，加氯量210Kg/h，外型尺寸：B×H=330×370，氯瓶不得与水射器或被处理的水体直接接触。校核设备：SGT-2 地上衡，最大称重量为2 吨。加氯间尺寸为。第六节 清水池1. 清水池设计分相等容积的两座，采用正方形清水池。有效水深5.5m，超高0.5m,正方形水池边长为40 m。2. 管道设计：（1） 进水管 每池配置一根进水管，采用DN1000 铸铁管

15、。（2） 出水管：清水池采用两条输水管连接吸水井，每条输水管直径采用DN1000 铸铁管，采用一条DN300的排水管。（3） 溢水管：与进水管相同的直径即DN1000 铸铁管（4） 通风管：根据给水排水快速设计手册，取通风管的直径为DN200,每池12根。共24根。（5） 人孔：为方便检修，清水池的对角上各设一个，每池设2 个。采用尺寸为DN1600mm。3.清水池标高（1） 水厂的地面绝对标高474.0m，考虑到水厂构筑物的布置和各构筑物之间的管路损失以及构筑物内的损失采用：（2） 清水池内最高水位绝对标高为：473.5 m。（3） 池顶绝对标高为：474.0m。（4） 池底绝对标高标高为：

16、468.0m。第七节 二泵房1. 不设水塔，采用变频调速泵与定速泵结合的方式，满足每个时段市政用户对水量和水压的需求。其中早七时至晚八时作为一级，此时段中最高一小时用水量为4644.13，晚九时至次日六十作为第二级，此时段最高一小时用水量为2973.23。2. 泵站第一级工作时的最高设计工作流量 Q1=4644.13m3/h ，扬程38.39m 。泵站第二级工作时的最高设计工作流量 Q2=2973.13m3/h，扬程37.67 m。3. 选用两台台定速泵、一台调速泵，均为同样型号500S35型水泵，互为备用，第一级工作时两台定速泵、一台调速泵并联工作，第二级工作时一台定速泵、一台调速泵并联工作

17、。4. 水泵机组的基础设计：水泵占地 长2.8m×宽1.1m× 高1.6m5. 管道及阀门选择：（1）吸水管管径DN600mm，流速v=1.52m/s；（2）压水管管径DN500mm，流速v=2.19 m/s；（3）输水管管径DN=700mm，流速v=2.35m/s。（4）联络管管径同输水管，取700mm。（5）每台水泵单独设有压水管，并设有电动操作阀，型号D971X（H、F），DN500mm，L127mm，W=212kg；手动常开检修阀门，型号为，DN500mm，L540mm，W678kg；为预防停泵水锤，还配有液压缓闭蝶形止回阀，型号HBH41H-10，DN=500mm

18、， L=229mm，W368kg。（6）每台水泵都单独设有吸水管，并设有手动常开检修阀门，型号为，DN600mm，L600mm，W951kg。（7）泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。6. 根据清水池最低水位相对标高，确定泵房为矩形半地下式。7.吸水井尺寸长度为7200mm（根据管道布置调整为12500），吸水井宽度为2500mm（最终调整为3000），吸水井高度为7300mm(包括超高300)。管道配件的选取列表名 称安装位置型 号规 格单位数量喇叭口吸水口DN900 600个390度弯头吸水口DN=600mm,e=12mm,t=600mm,W=210kg个3手动常开检修阀（自

19、带伸缩节）吸水管DN=600mm，L=600mm，W=951kg个3偏心渐缩管吸水管DN600 500mm，L=360mm，W=100kg个3液压缓闭蝶形止回阀压水管HBH41H-10DN=500mm，L=229mm，W368kg个3电动操作阀压水管D971X（H、F）DN=500mm，L127mm，W212kg个3手动常开检修阀（自带伸缩节）压水管DN=500mm，L540mm，W678kg个3同心渐缩管压水管DN=500 350mm，L=460mm，W=64kg个5同心渐缩管压水管DN=700 500mm，L=460mm，W=154kg个890度弯头联络管DN=600mm,e=13.2mm

20、,t=705mm,W=338kg个2三通联络管DN700 700mm L=1100mm,W=510kg个8手动常开检修阀输水管DN=600mm，L=600，W=951kg个28.泵房尺寸的确定500S35水泵轴线标高470.915m泵房底面标高泵轴线标高H基础露出地面部分470.9150.800.20= 469.915m。泵房挖深4.085 m基础埋入水泵房底平面1.400m。泵房宽度设计为16.800m，9.辅助设备的选择1)计量设备 在送水管设有电磁流量计，采用MT900F系列，DN=700mm。2)起重设备 选取LD-A型电动单梁起重机，运行速度30m/min，起重重量3t，跨度16m，

21、起升高度12m。3)排水设备 为了保持泵房环境整洁和安全运行，必须排出水泵填料盒滴水、闸阀和管道接口的漏水，检修设备时泄放的存水以及地沟渗水等。因此沿基础设一条集水槽，泵房一角设1500mm×1500mm×2000mm的集水坑，内置一台QD78-65型潜水泵。10.通风设备 本泵站采用自然通风。第六章 净水厂总体布置第一节 净水厂的流程及平面布置一、水厂平面布置 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安排布置的。首先，将办公楼、宿舍楼、食堂、等建筑物组合为一区，即生活区；其次，将维修车间、仓库、车库等组合为一区

22、，即维修区；再次，将加矾间、矾库、加氯间、氯库合建为一个整体，即为加药区。二、水厂流程净水构筑物按直线型布置，依次为机械搅拌澄清池、普通快滤池、清水池、配水井和送水泵房。为了保证日常交通和物料运输的方便，在主要构筑物的附近都有道路到达。为了避免施工的影响，所有构筑物之间都留有一定的间距。高程布置中，各构筑物之间水流为重力流，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。具体如图所示。第二节 附属建筑物净水厂的附属建筑按功能分生产性和生活性两大类。生产性包括：化验室，机修间，车库，办公用房等；生活性包括：食堂，浴室，锅炉房，传达室，宿舍等。此外水厂内

23、其他一些建筑物；如堆场，车棚，围墙，篮球场。各尺寸见下表：附属构筑物面积（）人员（个）化验室1004机修车间1306电修间323泥木工间，仪表修理间201仓库150车库45办公用房180食堂70浴室45厕所20传达室20值班宿舍4宿舍72运动场150堆场50第三节 净水厂绿化与道路厂内道路多数为8米，包括人行道1.5米。所有道路的转弯半径均为6米。绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物与道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；

24、在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。水厂四周设置高2.50米的防护围墙，采用砖砌围墙。为了使水厂整体效果比较好，所以要求建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系。设计计算书一水量计算1. 最大日用水量计算（1） 综合生活用水量计算：该县为中小城市，城市分区为二区，依据规范，取最高日用水定额为q200L/cap·d，设计人口为15万人，自来水普及率为100%。则最高日综合生活用水量：Qq×N×f200×10×15×10×100%3×10（m/d）（2） 工业企业用水量

25、计算：该县工业企业用水与生活用水之比为1:1，则工业企业用水量为Q2=3×10（m/d）（3） 浇洒道路和绿化用水量计算： 浇洒道路用水量占前两项之和的5%，则浇洒道路和绿化用水量Q5%×（Q1+Q2）=3000（m/d）,一天两次浇洒，每次浇洒两小时，分别为上午9时到11时，下午15时到17时。(4) 管网漏失水量计算依规范，管网漏失水量取前三项之和的11%，则管网漏失水量Q4=(Q1+Q2+Q3)×11%=6930（m/d）（4） 未预见水量计算：依据规范，未预见水量取前四项水量之和的10%，即：未预见水量Q5（ Q Q Q+Q4）×106993(m

26、/d)（5） 最大日总用水量计算：QQ Q Q Q+Q576923(m/d)2. 最大时用水量计算：（1） 根据以上计算数据列出居民生活用水、工企业生活用水、生产用水及城市总用水的逐时用水量变化，列入“A县城区最高日逐时用水量变化计算表”（2） 根据“A县城区最高日逐时用水量变化计算表”绘制“最大日用水量时变化曲线”。（3） 最高日最高时用水量占日用水量的6.04%，平均时占4.17%，则小时变化系数为=1.45.最高日最高时用水量为4647m3/h,最高日平均时用水量为3205 m3/h。3. 消防用水量计算： 查给水工程（第四版教材）523页附表3，该县城同一时间内的火灾次为2次，一次灭火

27、用水量45L/s，消防历时取2小时；消防用水量Q2×3600×35×10×2504 m五给水厂工艺计算（I）设计水量计算根据规范，水厂设计水量按最高日平均时流量计算，即Q=3526 m3/h是考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，一般取1.051.10，本设计中取1.10.（II）给水处理构筑物设计（一）混合1混凝剂的选用混凝剂种类很多，按化学成分可分为无机和有机两大类。根据水源水质情况，本次设计选用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，聚合氯化铝对水的PH值变化适应性较强，投加量较少，混凝效果好，对人体健康无害，使用方便，价格适中。冬季低

28、温季节，源水浊度低时，可投加少量活化硅酸作为助凝剂，使得絮凝体的尺寸和密度加大，沉速加快。2 设计计算（1） 溶液池容积W2设计流量按最高日平均时算即Q= 3526m3/h；最大投加量a=26mg/L，溶液浓度c=15%;1天调制次数n=2，溶液池分为2格。溶液池调节溶积为：W2=aQ/417cn=7.33m³.取7.4 m³，溶液池分成2格，每格的有效容积为3.7 m³。有效高度为1.2m，超高0.2m,每格实际尺寸为1.8×1.8×1.4m，置于室内地面上。（2）溶解池W1：W1=0.3W2=0.3×7.33=2.2 m3溶解池分

29、成2格，每格的容积为1.1 m3，有效高度为0.8m，超高0.2m,每格实际尺寸为1.2×1.2×1.0m。池底坡度采用2.5%，池底设排渣管。溶解池搅拌设备采用中心固定式平浆板式搅拌机。浆板直径400mm，浆板深度为0.7mm，质量100kg. 溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.5m。（3）加药间：a)混凝剂的固定储备量按最大投加量的715天计算，本设计取10天储备量。即W=26×10-3×76923×10=20000kg=20tb)药剂按每袋25kg计算，药剂袋数为：N=800（袋）c)有效堆放面积A： A=NV/H(1-e) 式中， H

30、-药剂堆放高度，1.5m； V-每袋药剂体积，0.5×0.4×0.2=0.04m3 ；e-堆放孔隙率，堆放时e=20%。 A=800×0.04/1.5×(1-0.2)=27m2 则药剂库平面尺寸为10×10 m2，高度为4.5m。设3台活塞式隔膜计量泵（2用1备），单台投加量600L/h（4）管式静态混合器：设计水量为Q= 3526m3/h=0.98 m3s，每组混合器处理水量为0.49m3s，水流速度取112ms：。静态混合器设3节混合元即n3，混合器距离絮凝池10m，混合时间为13s。静态混合器直径为： D750 mm水流过静态混合器的水头

31、损失为： hO1184×n×Q0.1184×3×0.490.62 m（二） 絮凝1. 设计参数网格式絮凝池两组，每组设两池。每池设计水量为=0.245 m3/s.絮凝时间为t=10min.设计平均水深为2.7m。2. 设计计算1） 絮凝池有效容积V V=Qt=0.245×10×60=147 m3絮凝池有效面积为：A1=V/H=147/2.7=54.4 m2水流经每格的竖井流速v1取0.12m/s,由此得单格面积为f=Q/v1=0.245/0.12= 2.04 m2设计每格为正方形，边长1.5m，因此每格面积为2.25m2.由此得分格数

32、为n=54.4/2.25=24.2 取25格。实际絮凝时间为：t=1.5×1.5×2.7×25/0.245=619.9s=10.3 min絮凝池平均水深2.7m，取超高0.3m，池的总高为格编号123456孔洞高×宽/m0.55×1.50.6×1.50.6×1.50.7×1.50.7×1.50.7×1.5流速m/s0.300.270.270.230.230.23格编号789101112孔洞高×宽/m0.8×1.50.8×1.50.8×1.50.9×

33、;1.50.9×1.50.95×1.5流速m/s0.200.200.200.180.180.17格编号131415161718孔洞高×宽/m0.95×1.51×1.51×1.51.1×1.51.2×1.51.2×1.5流速m/s0.170.160.160.150.140.14格编号19202122孔洞高×宽/m1.2×1.51.2×1.51.4×1.51.6×1.5流速m/s0.140.140.120.10H=2.7+0.3=3.0 m2） 过水洞流速 v

34、2按进口流速0.3m/s递减到0.1m/s，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与池底平齐。1、2、3、4为三层网格，5、6、7为双层网格，815为单层网格，后段不设网格。每格的水流方向见右图。此外，每格的孔洞尺寸如上表：3)内部水头损失计算 16段为前段，水过网孔的流速v3前=0.250.30m/s,715格为中段，水过网孔的流速v3中为0.220.25m/s.a.前段 网格的孔眼尺寸为80mm×80mm，取v3前 =0.27 m，净空断面积A2=0.245/0.27=0.91m2.每格网格孔眼数为0.91/0.082=143 个前段设网格16块，前段网格水头损失为：h1前=n1v32

35、/2g,其中n=16，1为网格阻力系数，取1.0，则 h1前=16×1.0×0.272/19.6=0.0595 m前段孔洞水头损失为：h2前=2 v22/2g 其中2为孔洞阻力系数取3.0。则h1前=3.0×（0.32×3+0.232×3）/19.6=0.0656 mb：中段 网格孔眼尺寸为100mm×100mm，取v3中=0.24m/s，净空断面A3=0.245/0.24=1.02 m2每格网眼数为1.02/0.12=103 个中段共设网格10个，则中段网格损失 h1中=0.029 m中段孔洞损失h2中0.0450 mc后段：不设网

36、格h2后=0.0326 m絮凝池内部水头损失为：h=h1+h2=0.232 m假设格墙厚0.2m，一组絮凝池总宽度为1.5×10+0.2×11=17.2 m一组絮凝池的总长度为1.5×5+0.2×6=8.7 m（三） 沉 淀沉淀池采用异向流斜管沉淀池，近期设计2组。1设计参数：该水厂的处理水量Q=0.98，液面上升流速v=3.5mm/s，采取斜管沉淀池与反应池合建的方式，沉淀池有效宽度为16.8m，处理后的颗粒沉降速度为=0.4mm/s，采用蜂窝六边形塑料斜管，选斜管倾角为600，水在斜管内的平均停留时间取5min，斜管采用后倾式，六边型的内切圆直径d取

37、30mm，长1m。沉淀池的有效系数=0.95。2.设计计算：（1）清水区净面积： A=Q/v=0.49/0.003=163.3 m2其中斜管结构占用面积占3%计算，则实际清水区需要面积为A1=163.3×1.03=168 m2为了配水均匀，采用清水区平面尺寸B×L为16.8m×10m，进水区沿16.8m长一边布置。（2) 斜管长度L 斜管内水流速度为V2=v/sin60°=3.0/0.866=3.5mm/sL=(1.33v2-sin60°)d/cos60°=746 mm考虑到管段紊流、积泥等因素，斜管总长取1000mm（3）池高： 斜

38、板区高度= =0.87m超高采用0.3m；清水区高度采用1.2m；配水区高度（按泥槽顶计）采用1.2m；排泥水槽高度采用0.8m；池子总高H=0.3+1.0+0.87+1.2+0.8=4.37m；（4）沉淀池进口穿孔花墙 穿孔墙洞口流速为v3=0.15m/s,洞口总面积为A2=Q/v3=0.49/0.15=3.3 m2每个洞口尺寸定为15cm×8cm，则洞口数为：3.3/(0.15×0.08)=275 个穿孔墙布于布水区1.2m的范围内，孔分四层，每层69个。（5） 集水系统 沿池长方向布置八条穿孔集水槽，中间为2条集水渠，为施工方便，槽底平坡。a) 集水槽中心距为：l=L

39、/n=10/10=1.0 m每条集水槽长L=（16.81）/4=3.95 m每槽集水量为q=0.49/(8×4)=0.0153 m3/s查给水排水计算手册得，槽宽为0.2m，槽高为：0.50m，集水槽双向侧开孔，孔径：d=25mm，每侧孔数为90 个，孔距为10 ，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。b) 集水渠每条集水渠的流量为0.245 m3/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为：b=0.9Q =0.9×0.245 =0.51m,为方便施工，取0.5 m。起端水深为0.51 m,集水槽顶与集水渠顶

40、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=0.510.08+0.50=1.22m出水管流速为v4 为1.2m/s，则直径为D=(0.49×4/1.2×3.14) =0.712 m,采用800mm（6）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）孔眼易堵塞，排泥效果不稳定2）检修不方便3）原水浊度较高时，排泥效果不好适用条件：1）对原水浊度适应范围较广2）穿孔管长度不太大3）新建或改建的水厂采用穿孔管横向布置，沿与水流垂直的方向共设8根，

41、双侧排泥至集泥渠，集泥渠长17.2 m，B×H=0.3m×0.3m,孔眼采取等局布置，穿孔管长为10m，首末端积泥比为0.5，查得，Kw=0.72,取孔径d=25mm,孔口面积为f=0.00049，取孔距为s=0.4m，孔眼数目为m=L/s1=10/0.41=24个 孔眼总面积：0 =24×0.00049=0.01176 穿孔管断面积为=0 / Kw=0.01176/0.72=0.016 穿孔管管径：D0 =（4×0.016/3.14）0.5 =0.142 m取直径为150mm，孔眼向下和中垂线成45°角，并列排列，采用气动快开式排泥阀。（7）

42、 复算管内雷诺数及沉淀时间Re=Rv2 /式中:R水力半径,R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cmv2管内流速0.35cm/s运动粘度0.01cm2/s(t=20)Re=(0.75×0.35)/0.01=26.25100所以水流在沉淀池内是层流状态沉淀时间T=L/ v2 =1000/3.5=285 s=4.75 min符合沉淀时间一般为25min 之间的要求。（四） V型滤池1设计参数设计水量 Q=84616 m3/d，设计滤速v=10m/h，采用气水反冲洗, 总冲洗时间10min，冲洗周期T=24h,反冲横扫强度1.8L/(s·). 滤池冲洗确定(见下表)冲洗强度

43、（L/sm2）冲洗时间（min）第一步（气冲）153第二步（气-水同时）空气154水4第三步（水冲）522.设计计算(1)池体设计<1>滤池工作时间T:T=24t×24/T=24×24/24=240.17=23.83(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=84616/（10×23.83）=355.1 <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=4.0m,长L=6.0m,单格面积24 ,共分8座,左右对称布置,每座面积f=48 ,总面积384 <4>校

44、核强制滤速vv=Nv/(N1)=（8×10）/7=11.43m/h满足v13.7 m/h 的要求.<5>滤池高度的确定滤池超高H=0.3m滤池口水深H=1.5m滤层厚度H=1.0m滤板厚H=0.13m滤板下布水区高度H=1.0m，其中冲洗时形成的气势层厚度为(0.10.15m)滤池总高度H=H1+H2+H3+H4+H5=1.0+0.13+1.0+1.5+0.3=3.93m<6> 水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径0.951.35 ,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 H=180v/(g·(1m0)/mo·(

45、1/d0)L0v式中:H水流通过清洁滤料层的水头损失,;V水的运动黏度, cm2/s; 20时为0.0101 cm2 /s;g重力加速度, 981/s2;m0滤料孔隙率; 取0.5;d0与滤料体积相同的球体直径,根据厂家提供数据为0.1 L0滤层厚度, L0=140 v滤速,/s,v=10m/h=0.28 /s;滤料粒径球度系数,天然砂粒为0.750.8,取0.8; H=180×0.0101/(981×(10.5)/(0.53·(1/0.8×0.1)·140×0.28=22.71 根据经验,滤速为810m/h 时,清洁滤料层的水头损失

46、一般为3040 ,计算值比经验值低,取经验值的低限30 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=0.3+0.22=0.52m 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2m×2m,堰底板比滤池底板低0.3m.水封井出水堰总高: H=0.3+H1+H2+H3=0.3+0.9+0.13+1.4=2.73m因为每座滤料过滤水量:Q =v·f=10×48=480 m3 /h=0.13 m3 /s所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流

47、量公式Q=1.84bh3/2 计算得:H =Q /(1.84b )=0.13/(1.84×2)=0.11 m（2）反冲洗管渠系统A、长柄滤头配水配气系统<1>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 后预制板上浇注0.08m 后混凝土层,滤板下的长柄部分浸没于水中,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.<2>长柄滤头固定板下的气水室高度为0.70.9m,其中冲洗时形成的气垫

48、层厚度为0.10.15m.<3>向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。<4>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。<5>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。<6>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1.5m/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：B、反冲洗用水量Q的计算:反冲洗用水流量按水

49、洗强度最小时计算.单独水洗时反冲洗强度最大,为5L/(s·)Q =q ·f=5×48=240L/s=0.24m3 /sV 型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量:Q = q ·f=0.0018×48=0.0864 m3 /sC、反冲洗配水系统的断面计算.配水干管进口流速为1.5 m /s 左右,配水干管的截面积A =Q /v =0.24/1.5=0.16 反冲洗配水干管用钢管DN450,流速v=1.51 m/s 反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠,由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

50、流速取值,配水支管流速或孔口流速为11.5m/s 左右,取v =1 m /s则配水支管(渠)的截面积:A = Q /v =0.24/1=0.24 此即配水方孔总面积.沿渠长方向两侧各均匀布置14 个配水方孔.共28 个,孔中心间距0.6m,每个孔口面积:A=0.24/28=0.0086 每个孔口尺寸取0.09m×0.09mC.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·)Q =q ·f=15×48=720 L/s=0.72 m3 /s1）、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

51、配水干管的截面积A= Q /v =0.72/5=0.144 反冲洗配气干管用钢管DN450,流速4.53 m/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28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 = Q /v =0.72/10=0.072 每个布气小孔面积:A = A /28=0.072/28=0.0026孔口直径:d = (4×A /)=(4×0.0026/3.14)=0.058

52、m每孔配气量:Q =Q /28=0.72 /28=0.026 m /s=93 m/h2）、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:Q =q ·f=4×48=192 L/s=0.192 m3 /s气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量:Q =q·f=15×48=720 L/s=0.72 m3 /s气水分配区的气水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 = Q /

53、v + Q /v =0.192/1.5+0.72/5=0.272 (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0.675 ,末端截面积0.45 ,两侧沿程各布置16 个配水小孔和16 个布水方孔,孔间距0.6m,共32 个配气小孔和32 个配水方孔,气水分配渠末端所需最小截面积0.32/32=0.01 末端截面积0.45 ,满足要求.B、排水集水槽:排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽高:H = =0.9+0.13+1.4+0.51.5=1.43m式中H1,H2,H3,同前

54、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:H =H1+H2+H3+0.51.0=0.9+0.13+1.4+0.51.0=1.93m式中H1,H2,H3,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I=(1.931.43)/L=0.5/12=0.042C、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.则槽内水位高h =1.13 米，槽宽,b =0.45m.湿周X=b+2h=0.45+2×1.13=2.71 水流断面:A = b×h=0

55、.45×1.13=0.509 水力半径:R= A /X=0.509/2.71=0.188m水流速度:v=R2/3·I1/2/n=5.17m/s过流能力Q =A ·v=0.509×5.17=2.63 m3 /s实际过水量:Q =Q +Q =0.24+0.0864=0.3264m3 /s过流能力Q <2>进水管渠.A、 进水总渠.滤池分为独立的两组,每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计,流速0.81.2m/s,则强制过滤流量Q =(84616/3)×2=56410.7 m/d=0.65 m /s进水总渠水流端面积A =Q/v=0.73

56、 ，V=0.9 m/s，进水总渠宽0.9m,水面高0.9mB、 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=0.8A 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=中间面积按表面扫水量设计.A=A ×(Q /Q )=0.75×(0.0864/0.82)=0.10 孔口宽B=1.0m.高 H =0.10m两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面孔;A=(A A )/2=(0.750.10)/2=0.325 孔口宽B=1.0m,高H =0.325mC、 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 5m,宽顶堰与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m，堰上水头由矩形堰的流量公式Q1.84bh得，h Q /（1.84b）0.65/（1.84×5）0.17mD、 每座滤池的配水渠；进入每座滤池的