75万吨净水厂设计

1、目录设计说明书1 概论 错误 ! 未定义书签。1.1 设计任务及要求 错误!未定义书签。1.2 基本资料 31.2.1 水厂规模 31.2.2 原水水质资料 31.2.3 水文资料 31.2.4 气象资料 31.2.5 地质资料 31.2.6 厂区地形资料 32 净水工艺流程的确定 43 净水厂处理构筑物及设备形式选择 43.1 混凝剂溶解池 43.2 混合设备 43.3 絮凝设备 53.4 沉淀池 53.5 滤池 53.6 消毒方法 53.7 清水池 53.8 配水井 54 处理构筑物设计要点及说明 65 净水厂平面布置及高程布置说明 .6设计计算书1 混合设备的设计 61.1 设计流量 2

2、31.2 设计流速 61.3 混合单元数 N 61.4 混合时间 61.5水头损失 61.6校核GT值62 絮凝设备的设计 62.1 已知条件 错误 !未定义书签。2.2 主要数据和布置 72.3 计算总容积 82.4 池平面面积 82.5第一段絮凝区 92.6第二段絮凝区 102.7 第三段絮凝区 113沉淀澄清设备的设计 113.1 已知条件 错误 !未定义书签。3.2 设计采用数据 错误!未定义书签。3.3清水区有效面积 123.4 斜管长度 错误!未定义书签。3.5 池子高度 123.6 进水口设计 123.7 集水系统 123.8 排泥 错误!未定义书签。3.9 复核管内雷诺数及沉淀

3、池时间 134 过滤 144.1 已知条件 错误 !未定义书签。4.2 滤池的设计计算 错误!未定义书签。4.2.1 滤池面积和尺寸 164.2.2 滤池高度 错误 !未定义书签。4.2.3 冲洗系统 错误 !未定义书签。4.2.4 滤池冲洗排水系统 204.2.5 进水系统 215 投药系统及消毒系统的设计 225.1 混凝剂投配设备的设计 225.1.1 溶液池 235.1.2 溶解池 235.1.3 溶解池 235.2 消毒剂的选择 245.3 加氯量和加氯间面积计算 245.3.1 加氯量 245.3.2 加氯间面积 256 清水池 256.1 清水池的设计 256.2 清水池的计算

4、错误!未定义书签。7 其他 错误 ! 未定义书签。7.1 附属构筑物的设计 错误!未定义书签。8 管材的选择及管道的布置 错误 ! 未定义书签。9 高程布置 29参考文献 错误 ! 未定义书签。设计说明书1. 概述1.1、设计任务及要求净水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设 计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。课程设计的内容是根据所给资料，设计一座城市净水厂，要求对主要处理构 筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布 置图、高程布置图和某个单项处理构

5、筑物（絮凝沉淀池、澄清池或滤池）的工艺 设计图（达到初步设计的深度），并简要写出一份设计计算说明书。1.2基本资料1.2.1、水厂规模7.5万吨/d122、原水水质资料水源为河水，原水水质分析资料如下:编号项目单位分析结果备注1水温C最高30，最低52色度/<15度3嗅和味/无异常臭和味4浊度NTU最大300，最小20，月平均最大1305PH/7.06总硬度mg/L （以 CaCO3计）1257碳酸盐硬度mg/L （以 CaCO3计）958非碳酸盐硬度mg/L （以 CaCO3计）309总固体mg/L20010细菌总数个/mL>110011大肠菌群个/L80012其他化学和毒理指标

6、/符合生活饮用水标准1.2.3、水文资料河水洪水位标高73.20m,苦水位标高65.70m,常年平均水位标高68.20m。1.2.4、气象资料年平均气温22C，最冷月平均气温4C,最热月平均气温34C，最高气度 39C，最低气温1C。常年风向东南。1.2.5、地质资料净水厂地区高程以下03m为粘质砂土，36m为砂石堆积层，再下层为红 砂岩。地基允许承载力为 2.54kg/cm。1.2.6、厂区地形资料厂区地形平坦，平均高程为70.00m。水源取水口位于水厂西北 50m水厂位 于城市北面1km。二级泵站扬程（至水塔）为 40m2净水工艺流程的确定根据地面水环境质量标准(GB- 3838-88),

7、原水水质符合地面水川类水 质标准，除浊度、细菌总数和大肠菌群偏高外，其余参数均符合生活饮用水卫 生标准(GB- 5749- 2006)的规定。水厂以地表水作为水源，工艺流程如图 1所示。混凝剂消毒剂原水一L用户混合絮凝沉淀池滤池清水池二级泵房图1水处理工艺流程工艺流程的说明：原水首先经过管式静态混合器进入絮凝反应池，在絮凝反应池与絮凝剂充分混 合、反应后自流进入斜管沉淀池，沉淀池出水自流进入滤池过滤。 过滤后的水经 过加氯消毒后进入清水池，再通过二级泵房加压供给用户。其中也有水厂的自用 水。3. 净水厂处理构筑物及设备形式选择3.1混凝剂溶解池设计混凝剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高

8、度一般以在地平面 以下或半地下为宜，通常设在加药间底层。池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻 劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡应大于2%,池底应有直径不小于100mm 的排渣管。池壁需设超高，超高为 0.20.3m，用于防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防 腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，内壁涂衬环氧玻璃钢等材料。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵(柱塞泵或隔膜泵)，不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量， 最适合用于混凝剂自动控制系统。3.2混合设备采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。

9、在混合方式上，由于机械混合池 占地大，基建投资高，增加机械设备并相应地增加维修工作； 水泵混合设备复杂， 管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，管式混合具有占地极小、 投资省、在管道上安装容易，维修工作量少，能快速混合，混合效果良好和管理 方便等优点因而具有较大的优越性。3.3絮凝设备反应作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝和机械絮凝。这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用。 隔板絮凝池虽然构造简单，管理方便，但流量变化大时，絮凝效果不稳定，与折 板及网格式絮凝池相比，水流条

10、件不甚理想，能量消耗(即水头损失大)中的无 效部分比例较大，需较长絮凝时间，池子容积较大。折板絮凝池对原水水量和水 质变化的适应性较强，停留时间较短，并可以相应节约絮凝剂量，但造价较高。 与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，即在总的水流能量消耗中，有效能量消 耗比例提高，絮凝时间可以缩短，池子体积减小。网格絮凝池虽然效果好，水头 损失小，絮凝时间较短等优点，但其会出现在末端池底积泥现象， 有不完善的地方。综上所述，决定采用折板絮凝池。3.4沉淀池原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀 池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平

11、流式沉淀池虽然 具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。 而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池 要好。3.5滤池V型滤池的反冲洗采用水冲洗、气冲洗和表面扫洗相结合的方式。冲洗水仅 为常规冲洗水量的1/4,大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经 过滤的滤前水，所有扫洗时不加重滤池负担，是一种滤速较高、生产能力强、节 水经济的滤池。与虹吸滤池冲洗强度随滤池出水量的降低而降低，反冲洗时会浪 费一部分水量相比。V型滤池更优。因此本设计采用 V型滤池.3.6消毒方法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

12、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，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。3.7清水池清水池容量：清水池容量由两部分组成，一是调节容量，一是储备容量，前者为 调节用水 负荷而必须储存的水量，后者为消防或其他特殊需要而储备的水量， 这部分水量 在一般请情况下是不动用的。清水池的总调节容量可按水厂产水量 10%设计，池子个数不应少于2个。本设计中采用两个池子，其中一个

13、池子容 积3500m3,另一个容积4000 m3,按规定要求，当容积大于2000m3，采用矩形水池。储备水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，发生火警所需的消防水 占城市用水量的比例不大，一般不予考虑。小城镇用水量不多，消防用水量所占 的比例应增大。3.78配水井由取水构筑物经输水管渠的取、输送水量确定，从取水构筑物取水量到自来 水厂的水量应等于水厂的规模 一75000n3/d。据经验数据给排水设计规范，选定的配水井为直径为8m,有效水深为1.5m池顶高为2.0m的圆柱体，有2个配水出水口： 1个为近期设计使用， 另一个为远期规划预留，可分别为2组处理单元构筑物均匀分配水量。 每根配水 管

14、道的配水能力为：Q=7500（X 1.06=79500m/d=3312.5m3/h=0.920m3/s 由设计手册有，配水管的允许流速 1.0-1.2m/s，所以取v=1.0m/s,则配水管直径D = . 4Q = 1.08m以取配水管直径D=1000mm,实际流速为1.36m/s。4. 处理构筑物设计要点及说明(在设计计算书有详细说明)5. 净水厂平面布置及高程布置说明(在设计计算书有详细说明)设计计算书1.混合设备的设计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， 同时只有原水与药剂的充 分混合，才能有效提高药剂使用率，

15、从而节约用药量，降低运行成本。管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设 备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组 成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、 交叉混合和反向旋流三1.1设计流量：333Q=75000Xl.06=79500m3/d=3312.5m3/h=0.920m3/s1.2设计流速采用两条进水管，每条进水管设一个静态混合器，设计流速v=1.0m/s,则管 径为：D =、4Q = 0.77m，采用D=700mm，则实际流速v=1.20m/s管式静态混合器口径与进水管相同D=700mm1.3混合单元数N按下式计算：N

16、 2.36/(v0.5D0.3)2.36/(1.200 50.70.3)2.4取N=3,则混合器的混合长度为：L= 1.1 N- D= 1.1 X 3X 0.7 = 2.31m1.4混合时间:L 2.31v 1.201.92s1.5水头损失0.1184 店求得 h= 0.56m1.6校核GT值（取水温15C时，水的动力粘度卩=1.14 X10-3Pas）rh9800 0.56uT .1.14 10 31.921 11583s ( 700 1000s )GT 1583 1.923039.3( 2000,水力条件符合要求)2. 絮凝设备的设计本设计采用折板絮凝池。折板絮凝池是在絮凝池内，放置一定数

17、量的折板， 水流沿折板上、下流动，经过无数次折转，促进颗粒絮凝。这种絮凝池因对水质 水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂，因此选用此絮凝 池。2.1已知条件：设计水量（包括自用水量6%）Q=75000X1.06=79500m3/d=3312.5m3/h=0.920m3/s，分设两池，则单 池设计水量为Q =0.46 m3/s絮凝池与沉淀池合建，沉淀池宽12 m。2.2主要数据和布置总絮凝时间T=12 min;分三段絮凝，第一、二段采用相对折板，第三段采用 平行直板。折板布置采用单通道；速度梯度G要求由90 s-1渐减至20 s-1左右，絮凝池总GT值大于2X 104； 絮凝池

18、有效水深H，采用3.10 m。折板夹角采用90。；折板用钢丝网水泥板拼装而成，厚0.06m；波高采用0.30m。用两道隔墙分成三组，隔墙厚 0.15m。采用单通道，每个池子分三组，每组分三段，第一段采用相对折板，流速在0.250.5m/s ；第二段采用平行折板，流速在 0.150.25m/s ；第三段米用平行直板，流速在 0.100.15m/s o 组合形式见下图：2.3计算总容积3V 60QT =6QX 0.92 X 12= 662.4m2.4池平面面积分为2池，每池净平面面积:V2Ht662.42 3.102106.84m池子宽度按沉淀池宽，采用12 m,则，池子净长度:106.84128

19、.9m絮凝池布置见图4,分为并联的三组，每组设计流量 q为0.123 m3/s，每段 絮凝区分为串联运行的三格（见图 4）。图4折板絮凝池布置折板布置见图5，板宽采用500 mm, 各段絮凝区计算如下：2.5第一段絮凝区： 设通道宽为0.50 m,设计峰速V1采用0.34 m/s,夹角90。，板厚60即。A大祥则根据图5布置草图求得：峰距 bi =0.123/ (0.34X 0.50) =0.72m 谷距 b2= bi+2c=0.72+0.355X 2=1.43 m 侧边峰距b3 =B 2bi 3(t c)2_ 3.9- 24-0.04J=0.6375侧边谷距b4=b3+c=0.6375+0.

20、355=0.993 m图5相对折板计算示意中间部分谷速 V2=0.123/ (1.43X 0.50) =0.172 m/s侧边峰速 V1'=0.123/ (0.6375X 0.50) =0.386m/s侧边谷速 V2'=0.123/ (0.993X 0.50) =0.248m/s水头损失计算：(1) 中间部分：渐放段损失：渐缩段损失：F 血 CHlP g 滋幷1。.005。图五布置每格各有6个渐缩和渐放，故每格水头损失:h=6X (0.0022+0.0050)=0.0432 m(2) 侧边部分：渐放段损失：V =屮=0屮囲一口旷=0.0022m1”2g渐缩段损失：hj =卩十

21、(令)初十(U(詈m 詈=0.0052每格共6个渐缩和渐放，故 h'=6X (0.0022+0.0052)=0.0444 m(3) 进口及转弯损失：共一个进口、一个上转弯和二个下转弯。上转弯处水深 H4为0.53 m,下转弯处水深 H3为0.9 m。进口流速：V3取0.3 m/s上转弯流速：一二和丁二：籾力存F转弯流速:=0.273111/5上转弯 取1.8 ;下转弯及进口取3.0，则每格进口及转弯损失h''为h''=3X 竺+2X 3X亠+1.8 X =0.0564m,2g如ss总损失：每格总损失：刀 h = h + h' + h'&#

22、39;, =0.0432+0.0444+0.0564=0.1440 m第一絮凝区总损失：Hi=3xEh=3X 0.1440=0.432 m第一絮凝区停留时间：3 X 05 X 3.9 X 3.10.12 3 X 60=2.5min第一絮凝区平均G60X1.025X10 _4X2.£二 1673s"12.6第二段絮凝区：设通道宽为0.70 m,设计板间流速v采用0.25 m/s, 则根据图6布置草图求得：板距 b=0.123/ (0.25X 0.70) =0.70m水头损失计算：图6平行折板计算示意(1)水流转一次90°弯的水头损失h2=0.6 X 0.25 /19

23、.6=0.0019m每格共有20次90°转弯，则h = 0.0019 X 20 = 0.038m(2)进口及转弯损失：共一个进口、一个上转弯和二个下转弯。上转弯处水深 H4为0.53 m,下转弯处水深 H3为0.9 m。进口流速：V3取0.2m/s上转弯流速：一二亍二二：点:VF和f转弯流速：h''=3X0.222g上转弯 取1.8 ;下转弯及进口取3.0，则每格进口及转弯损失h''为参D3513+2X 3X+18 Xr=°.0279m，总损失：每格总损失：刀 h = h' + h'', =0.038+0.0279=0

24、.0659 m第二絮凝区总损失：-1.=3XE h=3X 0.0659=0.1977 m第二絮凝区停留时间:3.4 min第二絮凝区平均G2VKlDflO X011977皿“、7= 97.0s2.7第三段絮凝区：第三絮凝区采用平行直板如图7所示。平均流速：取0.14 m/s通道宽度：为 0.123/ (0.14 X 0.915 ) =0.96m水头损失：共一个进口及3个转弯，流速采用0.14 m/s ,=3.0，贝U单格损失为0.14h =4X 3.0 X =0.012 m2g总水头损失：H3=3X 0.012=0.036 m图7平行直板计算示意停留时间：O.WXX3=47minA0.123x

25、60速度梯度：°产J誌亦罟皆絮凝段絮凝时间min水头损失mG s-1GT值第一絮凝段12.50.4320167.32.51X 104第二絮凝段3.40.197797.01.98X 104第三絮凝段4.70.036035.20.99X 104合计110.60.4923335.11X 104各絮凝段主要指标见下图:从上表可见，G值符合要求。3.沉淀澄清设备的设计采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水， 泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚 0.4mm蜂窝六边形聚氯乙烯塑料片，管的内切圆直径d=30mm，长l=1000mm，斜管倾角0=60°。如下图8所示，斜

26、管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。 斜管与水平面成600角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集， 排入 下水道。排泥集水管.IfJ|1 1 1 1 1 1清水区I斜管区配水区穿孔排泥管4一积泥区图8斜管沉淀池剖面图3.1已知条件：（1）设计用水量：Q=7500（X1.06=79500m 考虑管端紊流、积泥等因素，过渡区采用200mm。 斜管总长:l '二 200+807= 1007mm，按 1000mm 计。3.5池子高度：1）采用保护高度0.3m；2）清水区：1.2m；/d=3312.5m

27、3/h=0.920m3/s,分设两池，则单池设计水量为Q =0.46 m3/s （包括水厂自用水量6%）（2）颗粒沉降速度：u= 0.30mm/s；表面负荷取 q 10m3/（m2/h） 2.8mm/s3.2设计采用数据：1）清水区上升流速v=2.8mm/s；2） 采用聚氯乙烯塑料片热压六边形蜂窝管，管厚为0.4mm,边距d= 30mm, 水平倾角8= 60°3.3清水区有效面积A 'A，=-其中斜管结构占用面积按5%计，则实际清水区需要面积：A = 131.43 X 1.05= 138m2为了配水均匀，采用斜管区平面尺寸为 12mX 9.6m，使进水区沿12m长 边布置。3

28、.4斜管长度I:1）管内流速:2）斜管长度:v 2.8sin sin 601.33v0 usinu cos3.23mm /s)d1.33*3.230.30*0.8660.30*0.5)*30 =807mm3）配水区：1.5m；4）污泥区：0.8m；5）斜管区：0.87m；6）池子总咼度：H = 0.3+1.2+1.5+0.8+0.87= 4.67m。3.6进水口穿孔墙设计沉淀池进水口采用穿孔墙；孔口流速取v '= 0.15m/s ;采用D150X 150圆孔, 横向间距400mm穿孔花墙净面积 -:v A.1S4X2153.14x0115 2实际流速3.7集水系统1）集水槽个数n=8L

29、 122）集水槽中心距a 1.5mn 83）单槽流量q0Q 0.368,弘=-=O.Om/s4）槽中水深H2设槽宽=槽中水深槽宽 B=-一：.-二；起点槽中水深0.75B=0.20m,终点槽中水深1.25B=0.33m为方便施工，槽中水深统一按H2=0.35m计。5）槽的高度H3集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm,跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，则集水槽总高度为H3= H2+0.05+0.05+0.15=0.60m6）单槽孔眼计算a. 所需孔眼总面积由 q°. 2gh得q°=.2gh为了安全起见，考虑一个安全系数B,取 1.3；式中qo 集水槽流量，m3/

30、s ；流量系数，取0.62;h 孔口淹没水深，取0.05m；所以;山：l.j <=O.O77m;b. 单孔面积°孔眼直径采用d=32mm,则单孔面积2 20-d 0.0008m4c. 孔眼个数n:-=.，取 97个d. 集水槽每边孔眼个数n'n' =n /2=97/2=49（个）e. 孔眼中心距离S。S0=B/ n ' =9.6/49=0.20m7）出水总渠设计水深存-.'寸SBW弘沪集水总渠跌落高度取5cm；超高0.15m；总高 H = H +0.05+0.15 = 1.02m3.8排泥采用穿孔排泥管，沿池宽（B=9.6m）横向铺设6条V形槽，

31、槽宽1.6m, 槽 壁倾角45°,槽壁斜高1.5m，排泥管上装快开闸门。3.9复核管内雷诺数及沉淀时间1）管内流速v0v 2 8 v0o 3.23mm/ssinsin 602）斜管水力半径RR d /4 30/4 7.5mm 0.75cm3）雷诺数Re，运动粘度丫= 0.01cm2 s （当t= 20C时）0.75 0.3230.0124.234) 管内沉淀时间tl 1000t310s 5.17 minv03.234. 过滤-V型滤池设计计算4.1已知条件：1、设计水量（包括自用水量 6 % ）:Q=75000Xl.06=79500m3/d=3312.5m3/h=0.920m3/s2

32、、滤速 v= 8m/s；3、设计过滤周期T = 12h;4、每次冲洗时间t= 20min （含操作时间）4.2设计计算4. 2.1滤池面积和尺寸（见下图）议略托置YF1n13-L .-斡50二1K ITL1_ i1、滤池实际工作时间T=24-t24 =24-20 X 24 =23.3 hT60482、滤池过滤面积Q75000F1402.36m2vT8 23.33、每个滤池单兀面积f全厂共设两座滤池，每座内设两个系列，每个系列共设两个过滤单元，共有8个滤池单元。所以，f 8402.3650.3m284、采用过滤单元尺寸:L X B= 5X( 2X 3.55)= 35.5；5、滤池实际过滤面积F

33、= 8X L X B = 8X 35.5= 2846实际流速vQFT75000248 23.312.98m/h7、强制滤速v强:按每座池子一格停用，即全厂共停用两格;所以，V强8 12.98 17.3im/h8 2 64.2.2滤池高度H （见下图）冲供工况过谑工况10(200冲洗水展高500700配七L宅气平瘢配水孔配气104200 冲冼水展高 '504700宅气平蜩配水孔配气 配气孔3、粗砂层厚度H 3 = 0.05m4、滤料层厚度H4 = 1.20m5、滤床上水深H 5 = 1.20m&超咼H 6 = 0.35m总高 H=H1 + H2 + H3 + H4 + H5 +

34、H6 =0.9+0.1+0.05+1.20+1.20+0.35=3.80 m 4.2.3冲洗系统1、冲洗方式：全厂采用带表面扫洗的气、水同时反冲方式，每座池子同时冲洗一个过滤单元, 最多同时冲洗两个过滤单元。2、冲洗历时和冲洗强度：(1) 气、水同时反冲：历时t1 = 5min,强度 q 气=20L/s m取孔口流速v孔=2.5m/s； 每个滤池单元孔口面积F孔; q 水=4.0 L/s - m2(2) 水反洗：历时t2 = 4min;强度 q 水=4.0 L/s - m2;(3) 表面扫洗：历时t3 = 9min;强度 q 表=2.22 L/s - m2;3、表面扫洗有关设计(1) 表面扫洗

35、采用“不停止进水”方式，即用过滤池进水进行表面扫洗；(2) 冲洗一个过滤单元排水量Q表单Q 表单=q 表 f = 2.22X 5X( 2X 3.55)= 78.81L/s= 0.079m3/s(3) 冲洗两个过滤单元排水量(最大表面扫洗排水量)Q 表max = 2 Q 表单=2 X 78.81 = 157.62L/s= 0.158 m3/s(4) 表面扫洗一个过滤单元耗水量 W表单W 表单=Q 表单 t3= 78.81 X 9.0X 60= 42557.4L = 42.56m3(5) 次表面扫洗最大耗水量WW 表max= 2 W 表单=2X 42.56= 85.12m3(6) 表面扫洗水从“

36、V ”型槽底孔口进入池子(见下图)Q表单F?L=-0.0792.53) 每个过滤单元孔数，孔距，孔径孔眼共两排，孔距为0.15m则每排孔数n孔=丄=竺 =33.3个，取34个0.150.15每单兀总孔数 n孔总=2 X 34 = 68个0.5孔径小孔=4F孔3.14n孔总4*0.03163.14*680.5= 0.024m采用d孔=25mm。4、水反冲有关设计：(1) 反冲洗水由反冲洗水塔供给，配水用气、水反冲专用带滤帽的长柄滤头实 现。(2) 反冲一个过滤单元反冲水流量 Q反单Q反单=q水f实 =4.0X 5.0X( 2X 3.55)= 142L/s= 0.14m3/s(3) 同时反冲两个过

37、滤单元的反冲水流量(反冲水最大流量)Q 反max= 2 Q 反单=2 X 0.14= 0.28 m3/s(4) 反冲一个单元耗水量W反单W 反单=Q 反单(t1+t2)= 0.14X( 4+5)X 60= 75.6m3(5) 一次反冲洗最大耗水量 W反maxW反max= 2 W反单 =2X 75.6= 151.2m3(6) 反冲洗水塔容积W塔W 塔=1.5 W 反 max= 1.5 X 151.2= 226.8m3(7) 反冲洗供水管Q 反=0.14 m3/s= 140L/s查水力计算表，选取管径D = 300mm； v = 1.98m/s； 1000i= 20.1(8) 水塔供水管Q 反 m

38、ax= 280L/s查水力计算表，选取管径D = 400mm； v = 2.24m/s； 1000i= 17.65、气反冲有关设计(1) 反冲洗气由空气站离心鼓风机供给，配气用气水反冲专用长柄滤头。(2) 反冲一个过滤单元气流量Q气单Q 气单=q 气 f 实=20X 5.0X( 2 X 3.55)= 710L/s= 0.71 m3/s(3) 最大气流量(同时反冲两个过滤单元)Q气maxQ 气 max= 2 Q 气单=2 X 0.71 = 1.42 m3/s(4) 反冲一个过滤单元耗气量W气单W气单=Q 气单t1 = 0.71X 5X 60= 213m3(5) 反冲两个过滤单元耗气量(反冲一次耗

39、气量)W气maxW气max= 2 W气单 =2X 213= 426m3(6) 反冲供气管池内按表压0.50.3 (大气压)，v = 15m/s进行设计4Q气单/ 4*0.713.14*15取管径D= 250mm6反冲洗配水、配气系统(1) 反冲洗气、水均由安装在滤板上气水反冲专用长柄滤头配给(见下图)$ 0<n g2$<>(>F豪寒业X3NS】*>忘固定铁块十二5J-< A -i ”。£I沪、_斗壬卜，<>Ge3-(1010/fi) > SIOIOJHO:4神一6 6 b4面足饋竦9( 67 * 8滤板滤头布置示意图(4) 每个滤

40、头缝隙面积S头S 头=256.5mm2= 0.0002565m?(5) 每个过滤单元滤头缝隙总面积 S总S 总=m 单 S 头=1775X 0.0002565= 0.46m2(6) 开孔比B=輕=046 =0.01A 1.3 % （满足规范要求）f 实 35.5(7) 全厂滤头总数m总m 总=8 m 单=8 X 1775= 14200 个4.2.4滤池冲洗排水系统1、一个过滤单元冲洗排水量Q单排Q 单排=Q 表单 +Q 反单=0.079+0.14= 0.219 m3/s2、最大冲洗排水量Q排max (两个过滤单元同时冲洗)Q 排 max = Q 表 max + Q 反 max = 0.158+

41、0.28= 0.438 m3/s3、一个过滤单元冲洗耗水量W单耗W 单耗=W 表单 + W 反单=42.56+75.6= 118.16m34、最大冲洗耗水量WW耗max= 2 W单耗= 236.32m?5、池内排水堰堰上水头按无侧收缩，不淹没式矩形堰计算：3(1) 过堰流量 Q= mb.、2gH2公式1式中，b堰长，b= 2X5= 10m； H堰上水头，m；m流量系数(2) 流量系数mm = 0.4050.0027H0.55 上H P公式2式中，P堰壁高度，m，取P= 0.5m；(3) Q0.219 m3/s将已知数据带入公式1、2,经试算得H = 0.048m,采用H = 0.050m &a

42、mp;池内排水渠(见下图)(1) 渠宽B，取为0.5m(2) 该排水渠为沿线流量逐渐汇入的非均匀流矩形明渠，单位长度上汇集流量qsqsQ单排2*5=0219=0.0219m3/s.m10(3) 取渠终点流速为1.0m/s，贝U渠终点水深为:P2 =Q单排0.219B v20.5*1.01.65 1.255.00.08 8%(4) 取渠底坡度i = 8%,则渠底坡降为： P = 5.0X 8% = 0.4m(5) 取动能修正系数口= 1.0,贝U渠临界水深为:P严 0Q单排 I 1*0-2192 10.27mPk2B g0.52 *9.81=0.27m(6)渠内起点水深P120.520.52p3

43、门 P2P2*0.273C L 0.42*0.4 门 ccR=匕P20.5 -0.20mP2330.5033(7)为使堰过流畅通，渠堰顶至排水渠水面落差为0.50m则：1)排水渠起点深度为P 起=Pi+0.5 = 0.20+0.5= 0.70m,取为 1.25m (由堰高决定)2) 排水渠终点深度为P终=P 起 + ( P2-Pi)= 0.70+ (0.5-0.2)= 1.00,取为 1.65m (由堰高决定)3) 渠底实际坡度4.2.5进水系统1、进水总渠(1) 渠首流量Q1每个进水总渠配给两个过滤单元，则Q1 = 75000/4= 18750m3/d = 0.217m3/s(2) 渠首流速

44、v = 0.3m/s断面面积为0.217/0.3= 0.72m2相应尺寸 BX H = 0.7mX 0.95m实际流速 v' = 0.217/ (0.72 X 0.95 )= 0.32m/s 相应水力半径 R= 0.475/ (0.5+0.95 X 2)= 0.20m(3) 渠内水头损失1)第一段水头损失h1a、沿程损失hf1L1= 1.75m； C= 0.150 m3/s； v = 0.32m/s； n= 0.0132 2所以，hf1 iL10.0003mR3b、局部损失1侧进水孔一个，按异径丁字管计，E=0.35侧孔宽0.6m，水深0.95m,高1.1m则流速v= 0.16m/s

45、hj1 = 0.35X 0.322/19.62= 0.0018mc、第一段水头损失h1h1 = hf1 + hj1 = 0.0003+0.0018= 0.0021m2)第二段水头损失h2,采用与第一段相同的尺寸a、沿程损失hf2L1= 12m Q= 0.150/2 = 0.0750 m3/s； v = 0.16m/s； n = 0.013; R = 0.20m所以，hf212*0.0132*0.16240.230.0004mb、局部损失hj21.2侧进水孔一个，按异径丁字管计，E= 0.35, v = 0.16m/s, 90拐弯一个,hj2=（ 0.35+1.2）x 0.16/19.62= 0

46、.0020m c、第二段水头损失h1h2= hf2 + hj2 = 0.0004+0.0020= 0.0024m4）进水渠总水头损失h= h1+h2= 0.0021+0.0024= 0.0045m （可忽略不计）5. 投药系统及消毒系统的设计5.1混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物 压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩 聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为固体投加和液体投加两种方式，固体投加是指混凝剂为粉 末固体直接投加，液体投加是将混凝剂配制成一定浓度溶液后再投加。 我

47、国多采 用后者，采用液体投加时，混凝处理工艺流程如图 2所示。图2液体投加混凝处理工艺流程本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等 条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。 由于缺少必要的条件，所以参考相似水 源有关水厂的药剂投加资料，如下表 1所示。表1广州市水厂投加药剂参考数值取水水源原水水质混凝剂种类投加量（mg/L）广州市浊度夏季为 60150,冬季为2040， 平均100度，水温2031C聚合氯化铝30 40聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，具有混凝效果 好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混

48、凝剂。取混凝剂最大投加量为 64mg/L。5.1.1溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台, 底部应设置放空管。必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算：aQW417c n式中 W 溶液池容积，m3 ;Q 处理水量，m3/h ；a混凝剂最大投加量，取40mg/L ；c溶液浓度，取10%;n每日调制次数，取n = 3。代入数据得：W2 75000 1.06 40 10.59 m3 （考虑水厂的自用水量6%，24 417 10 3 取 10.6m3。溶液池设置两个，每个容积为 W2，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H1= 1.0m，总深H= H1+H2+H3 （

49、式中H2为保护高，取0.2m；H3 为贮渣深度，取 0.1m）= 1.0+0.2+0.1= 1.3m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长x宽乂高= 3m x 2m x 1.3m。5.1.2溶解池溶解池容积 W= 0.3W2= 7.10X 0.3 = 2.13m3，取 2.20m3。溶解池一般取正方形，有效水深 H1= 1.0m，贝U:面积 F = W1/H1T边长 a= F = 1.47m 1.50m；溶解池深度H = H1+H2+H3 （式中H2为保护高，取0.2m； H3为贮渣深度， 取 0.1m）= 1.50+0.2+0.1= 1.80m和溶液池一样，溶解池设置 2个，一用一备。溶解池的放水时

50、间采用t = 15mi n，则放水流量W 2.2 1000q012.44L/S60t15 60采用硬聚氯乙烯管（塑料管）,查水力计算表得放水管管径d°= 40mm,相应流速v 1.47m/s。溶解池底部设管径d= 100mm的排渣管一根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。5.1.3投药管投药管流量W2 2 10007.1 2 100024 60 6024 60 600.16L / s投药管采用硬聚氯乙烯管（塑料管）,查水力计算表得投药管管径 d= 10mm, 相应流速为 1.41L/s。5.2 消毒剂的选择氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为

51、-336C,在0C压力大于3.66大气压时转化为液体。0C时每升液氯的重量为1468.4克，同样重 量的液氯，其体积仅为气态氯的1/457。在10C以下时，在氯的饱和溶液中会析 出氯的水化结晶物，这种现象会造成加氯设备故障。氯之所以能消毒，主要是它能破坏细菌中的酶系统。主要反应如下：CI2+H2O-> HCI+HOCIHOCI <-> H+OCI-根据相似条件下水厂的运行经验， 按最大用量确定， 并应使余氯量符合饮用 水卫生标准的要求。 投加量一般取决于滤化的目的， 并随水中的氨氮比、 PH 值、 水温和接触时间等变化.一般水源的滤前投加量为 1.0-1.2mg/L,滤后水或

52、地下水 的加氯量为0.51.0mg/L。投量取2mg/L，管网末端含量0.05 mg/L,接触时间 不少于 30min。大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因， 国内水厂目前已少采用。本设计采用 ZJ型转子加氯机。ZJ型转子加氯机是由旋 流分离器、弹簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平衡水箱及水射器等 组成。分 ZJ-1 和 ZJ-2 两种。设置加氯间， 要注意风向， 加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向 下游。加氯、加氯间应尽量靠近投加点。加氯机至少应分为两组， 即加氯机至少设置两台， 分别有两根加氯管通到加 氯点，互作备用。 加氯机按最大投氯量来选用， 原则上以一台加氯机对接一只氯 瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑 10-20%备用台，但备用台 数不得少于 1 台。4.加氯管管道布置加氯管采用管径为150mm的聚乙烯管。5.3加氯量及加氯间面积计算5.3.1. 加氯量 W：取 b=0.7g/m3q=Q*b=0.7*75000=52.5kg/d储氯量：存储 30d 的用量：3