净水厂设计说明书计算书

1、广东工业大学课程设计任务书题目名称万吨/日净水厂设计学生学院土木与交通工程学院专业班级给水排水工程 11级（1） 班姓名陈梓君学号3211003484一、课程设计的内容根据所给定的原始资料，设计某城镇生活给水水厂，该设计局初步设计。设计的内容有：1 .净水厂的处理工艺流程的选择。2 .净水构筑物及设备型式的选择。3 .净水构筑物的工艺计算。4 .净水厂的总平面布置和高程布置。5 .编写设计说明书和计算书。6 .绘制净水厂的总平面布置图和高程布置图。7 .绘制处理构筑物工艺图。二、课程设计的要求与数据要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、 手册、标准图等文献资料。要求设

2、计选用参数合理，计算正确；说明书要有 净 水厂处理工艺流程及净水构筑物型式选择的理由，净水厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书 包 括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。 保 证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。三、课程设计应完成的工作应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。提交设计成果，包括 设 计计算书、说明书及设计图纸。设计图纸有：（1）净水厂平面布置图（1张）；净水厂处理流 程高程布置图（1张）。四、课程设计进程安排五、应收集的资料及 主要参考文献任务书给出的原始资料、手册、标准、规

3、范及有关的专著。主要参考资料：1 .给水排水工程快速设计手册.给水工程，9世编；2 .给水排水设计手册.城镇给水（第3册）；3 .给水排水工程师常用规范选（制）；4 .室外给水设计规范；5 .给水排水简明设计手册；6 .给水工程，严煦世编。7 .给水排水标准图集发出任务书日期：2014年6月23日指导教师签名：计划完成日期：2014年6月27 日基层教学单位责任人签章:附录: 一、设计资料1.水厂近期净产水量为 252万m貂，要求远期发展到 40万m貂。2.水源为河水，原水水质如下所示：编R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浑浊度NTU最大

4、300,最小20,月平均最大1305PH7.06总硬度mg/L（以 CaCO 计）1257碳酸盐硬度mg/L（以 CaCO3 计）958非碳酸盐硬度mg/L（以 CaCO 计）309总固体mg/L20010细菌总数个/mL>110011大肠菌群个/L80012其它化学和毒理指标符合生活饮用水标准3.河水洪水位标高 73.20米，枯水位标高65.70米，常年平均水位标高68.20米。4.气象资料：年平均气 温22C,最冷月平均温度 4C,最热月平均温度 34C,最高温度39 C,最低温度1C。常年风向东南。5 .地质资料：净水厂地 区高程以下03米为粘质砂土， 36米为砂石堆积层，再 下层

5、为红 砂岩。地基允许承载 力为2.54公斤/厘米。6 .厂区地形平坦，平均 高程为70.00米。水源取水口位于水厂西北50米，水厂位于城市北面 1km。7 .二级泵站扬程（至水 塔）为40米。二、设计成果格式要求（一） 设计说明书及设计计算书第一部分设计说明书1 .概述2 .净水工艺流程的确定3 .净水厂处理构筑物及设备型式选择4 .处理构筑物设计要点及说明5 .净水厂平面布置及高程布置说明第二部分设计计算书1 .混合设备的设计2 .絮凝设备的设计3 .沉淀（澄清）池的设 计4 .滤池的设计5 .投药系统及消毒系统的设计6 .清水池的设计7 .净水厂平面布置及高程布置（二）设计图纸1 .净水厂

6、平面布置图净水厂总平面布置图应按照初步设计要求完成。图上应绘出主要净水构筑物、水泵站、清水池、药其外形尺寸和相互距示。管线上应标明管名称、数量及主要外剂间、辅助建筑物、道路、绿化地带及围 墙等，并用坐标表示离，同时绘出各种连接管渠、阀门等。构筑物管道均以单线表径（渠道断面尺寸）。图中注明各生产构筑物及辅助建筑物的形尺寸（或列表以序号表示之）等。2 .净水厂处理工艺高程布置图（纵向 1 : 501: 100,横向比例同平面布置图的 比例）净水厂高程图上，应 标出各净水构筑物之顶、底及水面标高，主要构件及管渠第一部分设计说明书1 .概述根据地面水环境质 量标准GB- 3838-88),原水水质符合

7、地面水出 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。本水厂设计净水量为 25.2万m3/d ,为大型水厂，需设混凝剂配制的溶解池。原水从 输 水管进入水厂，利 用计量泵将配制好浓度的 PAC投加于压水管，并使其 于管式混合器中 与水 充分混合，水从 管式混合器经压力管进入折板絮凝池进行 絮凝，后直接进入平流式沉 淀池进 行沉淀，接着进入V型滤池进行过滤，得 到澄清的水，在水输送到清水池的 管道中， 投加氯 进行消毒。最后经处理后的净水进入清水池，并经过输 水管输送至二级泵站。整个工艺流程如上， 由于本设计水厂水大型水

8、厂，设计时需预留发展地。2 .设计工艺流程：消毒剂混凝剂原水混 合|_|絮凝沉淀池|滤 池|二级泵房|用户3 .净水厂处理构筑物及设备型式选择3.1 混凝3.1.1 混凝剂的选择本设计选用聚合氯化 铝(即PAC。选择理由：(1) PAC广泛使用，且我国是研制PACt早的国家之一，具有 成熟的使用经验可借鉴。(2)效能优于硫酸铝，相对于硫酸铝，对 水的pH值适应性强。(3)投加量相对于硫酸铝少，成本降低。3.1.2 混凝剂的配制和投加药剂投加采用湿式投 加系统。3.1.3 剂的配制设计混凝剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高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

9、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勺排渣管。池壁需设超高 ， 超高为0.20.3m,用于防止搅拌溶液时溢 出。此外，还需设置溶液池，溶液池是配制一 定浓度溶液的设施。 采用射流泵将溶解池内的浓药液送入溶液池，同时用自来水稀释到所需浓度以备投加。本设计选用机械搅拌，但需采取防腐材料。3.1.4 剂的投加投药设备采用计量泵 投加的方式。采用计量泵，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。示意图如下：3.1.5 混合设备的选择选择管式混合，即将 药剂基质投

10、入水泵压水管中以借助管中流速进行混合。选择理由：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。示意图如下：3.1.6 絮凝设备的选择絮凝设备的基本要求 是，原水与药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。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

11、絮凝、折板絮凝和机械絮凝。单，管理方便，流量 应性较强，停留时间 水流条件大大改善， 短，池子体积减小， 头损失小，絮凝时间有使用。隔板絮凝池构造简 对原水水量和水质变化的适 较高。与隔板絮凝池相比， 比例提高，絮凝时间可以缩 网格絮凝池虽然效果好，水 现象，有不完善的地方。这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均 变化大时，絮凝效果不稳定。折板絮凝池 较短，并可以相应节约絮凝剂量，但造价 即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗 但建造费高，检修困难、检修费用增加。 较短等优点，但其会出现在末端池底积泥综上所述，本设计水 厂为大型水厂，决定采用隔板絮凝池。3.2 沉淀设计采用平流式沉淀 池，一般用于

12、大，中型水厂，单池处理的水量大，具有适应性强、处理效果稳定和排泥 使沉淀效率大大提高 510年后必须更新, 池。其分设四个池子，并 别沿纵向设置一道隔效果好等特点，虽然平流式占地面积大。,处理效果比平流沉淀池要好，但斜管的还要注意斜管内滋生藻类和淤泥 的问题。与混凝池合建，其宽度同样大小，同样的 墙，分成两格。斜管沉淀池因采用斜管组件， 费用比较高，并且使用约综合上述，所以选择平流沉淀由于宽度较大，每个池子分本设计采用机械排泥，不另设排泥斗，充分利用沉淀池的容积。机械排泥效果好,般不需定期放空清洗，并可降低劳动强度。3.3 过滤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

13、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。V型滤池采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：（1）较好地消除了滤料表 层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。（2）可节省反冲洗水量；4060%,降低水厂自用水量，降低生产运行成本；不易产生滤料流失现象，滤层仅 为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。（3）采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。综上，本设计采用 V型滤池

14、。3.4 消毒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。持很长时间，但是由于二氧水处理方面应用尚不多。所自动加氯机及设置加氯间和本设计采用氯消毒，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化氯价格昂贵，且其以，本设计采用氯消主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净 毒。由于本设计的水厂为大型水厂，采用氯库。3.5 清水池清水池容积为10%水量，选型为矩形，方便 建造及节省占地面积，初定深 为3-3.5m。4 .处理构筑物设计要点及说明4.1

15、 溶解池和溶液池：溶解池的规格为：LXBX H=2X 2X2（m）,高度中包括超高 0.3 m,沉渣高度 0.2 m溶液池的规格为：LXBXH=4X3X2.3（m）,高度中包括超高 0.3 m 沉渣高度 0.3 m4.2 隔板絮凝池（往复式）：1）设计用水量（包括自 用水量）Q= 24000X 1.05 = 252000 =2.52m3/s2）絮凝池采用2个池子，每个池子分为2格。每格规格：LX BX H=26.23mx 13.9mX 2.7m3）絮凝池时间 T=20min4）池的平均有效水深为 h=2.4m。5）隔墙壁厚取0.2m。4.3 平流式沉淀池1）沉淀池的规格为：LX BX H=81

16、m< 55.6mX 3.8m （高含超高）2）沉淀池个数采用4个，每个沉淀池分2格，共8格。3）沉淀时间T= 1.5h ;平均流速v= 15mmzs4）进水区采用穿孔墙，墙上孔口流速取0.2 m/S；设计要点：1.混凝沉淀时，出水悬浮物含量一般不超过20mg/L2 .池数或分个数一般不 少于2个3 .池内平均水平流速，混凝沉淀一般为1025mm/s4 .沉淀时间一般采用 13h;5 .有效水深一般为 33.5h ;6 .池的长宽比不应小于7 .池子进水端用穿孔墙宜沿水流方向逐渐扩8 .沉淀池的水力条件用9 .为缓和出水区附近的4: 1 ,池的长深比不小于10: 1;时，孔口流速不宜大于

17、0.150.2m/s ,洞口的断面形状大，以减少进口的射流；弗劳德数Fr控制。流线过于集中，应尽量增加出水堰的长度，以降低堰口流量负荷。堰口溢流 一般小于500m3/ （m- d）4.4 V型滤池1）每座滤池规格为：LX BX H=14.7mx 8mx 3.88m1） 6座滤池成行对称布置；1）滤速 v= 15m/h ;2）冲洗强度 q=15L/s.m2;5）冲洗周期t1=48h;6）工作周期T=24h;7）冲洗时间 t2= 12min = 0.2h ;8）膨胀度为e=45%;9）滤料采用单层滤料；10）承托层采用天然卵石或砾石设计要点：1.单池平面可为正方形或矩形，一般单池面积不大于100i

18、tf,滤池个数不得少于两个；2.滤池总深度一般为 33.5m；3 .滤池底部应设排空管 的坡向排空管。4 .每个滤池宜装设水头5 .各种密封渠道上应设6 .滤池壁与砂层接触处 路”而影响水质。0.005损失计及取样管；人孔，以便检修；应拉成锯齿状，以免过滤水在该处形成“4.5加氯间1）规格：；加氯间LXB=10nX 8m2）加氯间要靠近加氯点3）加氯间要位于主导风 向的下方4）与经常有人值班的工 作间隔开。4.6清水池1）规格 61mx 61mx 3.4m2）进水管取DN5003）出水管取 DN11004）溢流管取DN10005.净水厂平面布置及高程布置说明加氯间和氯库等布置在下风向，职工宿舍

19、、饭堂等布置在上风向，水厂内还设有活动中心、综合楼、配电间、设备库、停车场等建筑物。，耍布置相见图纸。第二部分设计计算1 .初步设计资料水厂近期处理水量为 24万m3/d,自用水量系数取 5%总处理水量为25.2万m%。 Q=252000n3/d=10500m3/h=2.917m 3/s。2 .混凝设备的设计2.1 混凝剂投加量的计算设计中取日处理水量 Q=252000m/d ;采用聚合氯化铝 PAG常用的混凝剂投加量按 照 1020mg/L,本设计 a 取 20 mg/L 时：每日混凝剂投量：t 也总 252000 504(kg/d1000 10002.2 溶液池容积溶液池容积按下式计算：-

20、24-10aQ-aQ-Wc/0Q0L100(CV 417cn式中：Q-处理的水量，m/h ;a-混凝剂高几最大投 加量，mg/L;c-溶液浓度，本设计 取15%n-每日调制次数，本 设计取2。_aQ-20 105003即W2、417cn. 417 15.2 1679m .溶洞课对钢阖曲 单结彳勾，单池尺寸为LXBX H=4X 3X2.3(m),图度中包括超局0.3 m ,沉渣高度0.3 m。溶液池实际有效容积 W=4X 3X1.7=20.4 满足要求。溶液池设置一用一备，池底坡度为0.02 ,池旁设工作台，宽 1.01.5m,底部设置 DN200mm(E空管，采用硬聚氯乙烯塑料管；沿地面接入药

21、剂稀释用给水管 ，取DN10Q2.3 溶解池容积溶解池容积按下式计算：W1(Q20.3)W23本设计取0.3 ,即W0.3W 504m溶解池采用混凝土结 构，单池尺寸为LXBX H=2X 2X2(m),高度中包括超高 0.3 m沉渣高度0.2 m溶解池实际有效容积 W=6n3,符合要求。溶解池建两座，一用t=10min ,则放水流量为:Q160t一备，交替使用，每日调制两次。溶解池的放水时间采用5040, z c,，L/s 84L/s600查水力计算表：采用 硬聚氯乙烯管为放水管，管径采用DN100O溶解池底部设管径 DN200的排渣管一根，池底坡度为 0.02,溶解池采用钢筋混凝土池 体,

22、内壁衬以聚乙烯板(防腐)。2.4 搅拌机选用溶解池采用机械搅拌，中心固定式：(1)溶解池搅拌机选用：查给水排水设计手册(第十一册)，选用可调式搅拌机，型号:TJB,转速：910r/min,功率：0.75kW。第8页共26页（2）溶液池搅拌机选用：查给水排水设计手册（第十一册），加 ZJ型折桨式搅拌机，型号：ZJ-700,转速：85r/min,功率：5.5kW。2.5 计量泵的选用2 1679 33计量泵流量为： Q2m /h 1.40n / h 1400,/ h24选择J-ZM隔膜计量泵，型号： J-Z1600/0.6 ,流量1600L/h ,泵速126次/min ,电动 机功率1.5kW,进

23、出口直径 40mm重量263kg。选择相应的电动机型 号为Y90S-2。选择计 量泵两用一备，电动 机也是两用一备。选择隔膜泵的理由： 隔膜泵是借柱塞在缸体内往复运行，使腔 内油液产生脉动力，推 动聚四氟乙烯膜来回 鼓动，在阀的作用下达到吸排液体的目的。由于用隔膜把柱塞与被输送液体隔开，介质不 会泄漏，且可配带隔膜破裂报警装备，保 证安全运行。2.6 加药间与药库加药间和药库合建，以减少占地面积。2.6.1 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、排渣管为塑料管。加药间内设两处冲洗 地坪用水龙头DN25mm为便于冲洗水集流，地坪坡度呈0.005 ,并坡 向集水坑。

24、2.6.2 药库药剂按最大投加量的 20d用量储存，聚合氯化铝所占体积:_a_ Q 20 20 252000 20 100800g1008t100030 1000聚合氯化铝相对密度（20。）为1.19 ,则聚合氯化铝所占体积为:药品堆放高度按 搬运和磅秤所占面积2.0m计（采用吊装设备），贝所需面积为 ,不同药品间留有间隔等，这部分面积按咏 847m31.1942.35 m2。考虑药剂的运输、 药品占有面积的30%计，则药库所需面积为 55.1m2,取整为 2。药库平面尺寸取：5mx 11m库内设置电动单梁悬 挂起重机一台，型号为：DX0.5-10-20。3 .混合设备的设计在给排水处理过程中

25、 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，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 个作用，混合效益达 90-95%,构造如图所示。管式静态混合器3.1 设计流量考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。进水管采用两 条,Q=126000 m3/d=5250 m3/h=1.46

26、m% 。进水管材质取钢管，查给水排水设计手册 （第L册）得,DN=110Q v=1.54m/s , 1000i=2.23 。(1)管式混合器取两个，每个混合单元数为:N 263v °力 0.32631.540.5 1.1 0.3 206(2)取N=3,则混合器的长度L 1.1ND11 31.1 363m(3)混合时间T3.63236s水头损失为:(5)校核G： GGT1348 2361.54ghT2* N2g3181V21)N 2g1.431.5420.41.123 0499m 9819800 04991.14 102362000,故符合设计要134金 1求。4.絮凝设计的计算分设2

27、个池子，由于宽度较大，每个池子分别沿纵向设置一道 格。絮凝时间为 20min,平均水深2.4m。隔墙，分成两格，共四4.1 每组池子设计流量为：33Q'Q 252000 m/d525cm /h146m /s每格池子设计流量为:4.24.3Q''Q 252000每格容积为:2625 20每格池子的面积为:602625Tl / h0.73m /s一 3875tF 875 36458m22.44.4每格絮凝池的各个参数根据沉淀池的每组池子宽度,设计絮凝池每格池子宽B=13.9m,净长L=26.23m,高水深计算，故只是廊 廊道宽度。H=2.4m锅高 0.3m=2.7m4.5

28、按每格计算廊道每格絮凝池起端流速 取0.55m/s ,末端流速取0.25m/s。首先根据起、末端流速和 平均道真实流傀砌似值，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段起端廊道宽度：bHv第10页共26页055m2.4 055末端廊道宽度：b 0.73122mHv 2.4 025廊道分成5段，各段 廊道的宽度和流速见下表:廊道分段号12345各段廊道宽度m0.550.750.951.151.22各段廊道流速m/s0.550.400.330.280.25各段廊道数66555各段廊道总 净宽m3.34.54.755.756.08五段廊道宽之和为：b 33 45 475 575 608 24.38m取

29、隔板厚取隔板厚度8 = 0.1m,共27块隔板，则絮凝池总长度L为1_= 24.38 +27X0.1 = 27.08m每格絮凝池的规格为 ：LXBX H=27.08mx 13.9mX 2.7m4.6 絮凝池水头损失 22-vvi 24.6.1 各段水头损失计算式：hiv，lig Ci R m。其中：t为隔板转弯处局部阻力系数，往复式隔板（180转弯）1= 3转弯处过水断面积为 廊道过水断面积的1.2倍（1.21.5 ）第i段廊道过水断面水力半径R的计算式为：RiaH ai2H流速系数i的计算式为：Ci1 Ri6，粗糙系数n=0.013 ;Cn每格絮凝池水头损失计算表:廊道分段号12345廊道内

30、水流速度Vi0.550.400.330.280.25廊道内转弯处水流速 度Vt0.500.360.300.260.23廊道内水转弯次数m66555廊道总长度l i83.483.469.569.569.5ai0.550.760.921.081.22廊道过水断面水力半径R0.250.330.390.440.49流速系数C61.0563.9465.7567.0868.3各段的水头损失hi0.2560.1290.0730.0540.042总水头损失 h=Sh i =0.256+0.129+0.073+0.054+0.042=0.554第11页共26页5.沉淀池本沉淀池设计采用给水排水设计手册（第三册）

31、P520沉淀池与絮凝池合建。沉淀池分设4个池子，且宽度较大，每个池子分别沿纵向设置 一道隔墙，分成两格 ，共八格。有关数据取值。5.1每组池子设计流量：9m3/h2432625Tl /h3073m / s4每格设计流量13252000 小 m / h2413125m /h036m / s85.2 设计数据的选用： 沉淀池停留时间：T=1.5h水平流速取：v=15mm/s有效水深取：H=3.5m,超高0.3m。5.3 计算QT沉淀池池长：L=3.6vT=3.6 Fx1.5=81m每格沉淀池表面积:每格沉淀池宽为：每组沉淀池宽为：5621s12.5 1.5-3.5B FL695mL 81 2B=1

32、3.9m8125625m2校核（每组沉淀池）:长宽比：B2长深比：LH583 4符合要求。13.9231410符合要求。3.5沉淀池与絮凝池之间 采用穿孔布水墙。穿孔墙上的孔口流速采 用0.2m/s ,则孔口总面 积为0.73/0.2=3.65m。每个孔口每个孔口尺寸定为、l15cmx 8cm,则 孔口数为3.65/（0.15 X0.08）=305 个。沉淀N放空时间按 3h计，则放空管直径按式d0.7BLH 0.5计算，则:2 81 350369m360023 用1.0m,出水渠起端水按公式,0.7 6.95d23采用 DN=400mm出水渠道断面宽度采H1733 Q 173 0.73065

33、5mgB9.81 1为了保证堰口自由落 水，出水堰保护高采用 0.1m,则出水渠深度为0.755m。5.4 水力条件校核 水流截面积6.953.524.325m第12页共26页水流湿周695 2 3.5 1395m水力半径R 24.325174m13.9522弗劳德数FrRg I.0：% I；2雷诺数RevR 1.5(按水温20。计算)5.5 排泥设备选择本设计沉淀池采用机 械排泥。为取得较好的排泥效果，可采用机械排泥选用 SXH-H12型虹吸式吸泥机，并设 排泥槽 ，驱动功率为 0.4 ,行车速度为1.0 。池内存泥区高度为 0.1m,池底有1.5% (0.010.

34、02 )坡度，坡向末端积泥坑。6.滤池的设计-V型滤池的设计计算6.1 基本资料(1)水厂总设计规模为3 252000m3/d3沉淀池分为四个系列，每个系列设 计水量为:2520002625m /h 073m /s24 4(2)滤速 v=15m/h(3)第一步：气冲冲洗强 度q气115,/(s m)2第二步：气-水同时反冲，空气强度 q气215_/(s m),水强度4L/(sm)=；第三步：水冲洗强度 中25L/(s m)(4)第一步：气冲时间t气 3min第二步：气-水同时反冲时间t气水4min第三步：单独水冲洗 时间17K5min冲洗时间共计t=12min=0.2h冲洗周期T=48h;反冲

35、横扫强度1.8L/ (s m2)6.2 设计计算6.2.1 池体设计24(1)滤池工作时厂t'一t' 24 t24 24 0224 01 239(h)(式中未考虑排放初滤 水)T48(2)滤池面积 F第13页共26页滤池总面积FQ 25200070293m2vT' 15 239(3)滤池的分格查给水排水设计手 册(第三册)P628,为了节省占地，选择双格 V型滤池，池 底板用混 22凝土，单格宽 B宽=4.0m,长L单=14.7m,面积为58.8m .共6座，每座面积f=117.6m，总面积为 2。705.6m(4)校核强制滤速v' 252000实际滤速：V14

36、94m/hNV 6 1494 v'17.93m/hN 16 1符合要求。705.6 239在720m/h范围内，(5)滤池高度的确定滤池超高0.3m配水、配气及集水室高度Hi=0.9m滤板厚度倬=0.13m粗砂层厚度=0.05m滤料层厚度H3=1.0m 滤层上水1.50m则滤池总高：H=0.3+0.9+0.13+0.05+1 + 1.5=3.88m(6)水封井的设计滤池采用单层加厚均 粒滤料，粒径0.901.20mm,不均匀系数1.21.4 。 均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算-(一)loV v(1mo) 1 2H清180')gmocO式中：H青-水流通过清洁滤料层的水头

37、损失，cm；22-水的运动黏度， cm /s, 20c时为0.0101 cm /s;2g-重力加速度，981 cm/ s ；m0 -滤料孔隙率，取 0.5；d。-与滤料体积相同的球体直径，cm,根据厂家提供数据为 0.1cm；l0-滤层厚度，cm, 0 10Gtm； lv-滤速，cm/s, v=15m/h=0.42cm/s ;-滤料颗球度系数，天然砂粒为0.750.8 ,取0.8所以:第14页共26页1800.0101 (1 0.5) 2981 01-()2 100 042 24.32cm0.50.8根据经验，滤速为810m/h时，清洁滤料层的水头 损失一般为 3040cmi计算值比经验值低，

38、取经验彳1的低限 30cm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h<0.22mo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：开始 03 024 054m H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 2cmx 2cm,沿底板比滤池底板低 0.3m,水封井出水堰总高H 水封 03 H1 H2 H3 H 03 09 013 1.0 005 238m因为每座滤池过滤水量33Q单 vf 15 1176 1764n /h 049m /s所以水封井出水堰堰 上飞头由矩形堰的流量公式 Q 184bh32计算得J V

39、h7K封3( Q)2 3( J49 /20056m1.84b®1.84 20则反冲洗完毕，清洁 滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.056+0.54=0.596m。6.3反冲洗管渠系统(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值计算。单独水洗时反却强度最大3为5L/(s m2)Q反水 qKf 5 1176 588L/s 0588m /s 2538Tl /hv型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其 流量3Q表水 串水 f 0.0018 1176 0212m /s(2)反冲洗配水系统的断面计算 配水干管进口流速应 为05588左右，配水干管的截面积Q反水A配水干管v水干

40、0392m21.5反冲洗配水干管用钢分配渠，由气水分配流速按反冲洗配水支管，DN800流速为1.61m/s。反冲洗水有反冲洗配水干管输送至气水渠低侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配水方孔的管的流速取值。配水支管 流速震曲口流速为11.5m/s左右，取vk支1m/s,则配水支管的截面积Ar 孔 Q0.588 0588m2v水支 1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，孔中心间距第15页共26页0.6m,每个孔口面积A、0.5884020.0147m2每个孔口尺寸取 0.13mx 0.13m(3)反冲洗用气量 Q气的计算反冲洗用气流量按气冲强度最大

41、时的空气流量计算。这时气冲强度15L/ (s m2Q反气中f 151176 1764_/s3176m /s(4)配气干管进口流速应为5m/s左右,反气Q 1.76A则配气干管的截面积v气支520352m反冲洗配气干管用钢 水分配渠，由气水分 小孔的流速按反冲洗 反冲洗配气支管流速管，DN800,流速4.83m/s。反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。反冲洗用空气通过配气配气支管的流速取值。或孔口流速应为10m/s左右，则配气支管的截面 积小支v气支1.760.176m210每个布气小孔面积0.176孔口直径d气孔A气支4000044m2404 0.004

42、4 120075m1.76每孔配气量Q气孔Q反气400044m /s 1584m /h40(5)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是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。 3气水同时反冲洗时反 冲洗水的流量Q反气水 qK f 4 1176 470.4L/s 0.47m /s气水同时反冲洗时反 冲洗用空气的流量Q反气 中f 15 1176 1764./s 176m /s气水分配渠的气，水 流速均按相应的配气，配水干管流速取值 。则气水分配干渠的断面积第16页共26页AQ反气水Q反气0.47

43、 1.762v水干5干1.556.4滤池管渠的布置6.4.1 反冲洗管渠a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1mo则起端截面积 0.6m2 ,末端截面积0.4m2。两侧沿程各布置 25个配气小孔和25个布水方孔，孔间距 0.652m,共50个配气小孔和50个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积0.67/50=0.0134m 2末端截面积0.4m2,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,则排水集水槽起端槽高H 起 H1 H2 H3 005 05 1.5 09 013 1 0.5 005 1.5 108m式中，H1,H2,H3同前（

44、池体选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 水 H1 H2 H305 1.0 09 013 1.0 05 005 1.0 158m式中，H1,H2,H3同前（池体选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 1.58 1.08 00307 307% Lc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。04m设集水槽超高0.3m,则槽内水位高 小魄 0.78m,槽宽怫f集湿周 Xb 2h 04 2 078 196m水流断面刖集 bh204 078 0312m2水力半径03

45、420.159m1.96水流速度过流能力Q排集0.0130.29 0180.0133395m/ s0.312 395142m /s3实际过水量 Q反6.4.2进水总渠a进水总渠Q反水松水05880212 08m /s过流能力Q排集设计，流速六座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤0.81.2m/s ,则强制过滤流量第17页共26页252000 。Q 强 二;一丁 22 384000m3/d 0.97m3/s进水总渠水流断面积At总0.970.97m2进水总渠宽1m,水面高0.97m。b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

46、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，在反冲洗时的进水量等 于表扫水用水量。孔口面积按孔口淹没 出来公式Q 08A*2gh 计算。其总面积按滤 池过滤水量计算。孔口两侧水位差取 0.1m,则孔口总面积At.Eh 0.8曾8 0.10.87m2中间孔面积按表面扫 洗水量设计cC0.212表水AmA QQ870.970.19m2孔口宽 _g0.19m,高 H 中孔0.1m两个侧孔口设阀门，采用橡胶充气阀，每个侧孔面积Afl-A中孔0.87-0.192加 22m孔口宽：B侧孔 0.34m,高H侧孔0.1mc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

47、入每座滤池内的配水渠，再经过滤池内的配水渠分/配到两侧的V型槽。宽顶堰宽 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。堰上水头由矩形堰的流 量公式Q1.84)h32得h宽顶23Q强1.84b就顶0.973 0223m1.84 5d每座滤池的配水渠进入每座滤池的浑水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的v型槽滤池配水渠宽 也己渠 08m,渠高1.0m,渠总长等于 滤池总宽，则渠长 L配渠10n°当渠内水深h配渠 06m时，流速（进来的浑水有分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧第18页共26页1 - 流里为一Q强）2v配渠Q强2b配渠h配渠0.9

48、7 2 d 3 1.01m/ s 08 06满足滤池进水管渠流速0.81.2m/s的要求。e配水渠过水能力校核配水渠的水力半径b配渠h配渠2h配渠b®渠0.8 06 2 “ 024m06 08配水渠的水力坡降nv渠Rm 2320.013 1.01230.24 3000116,i 渠 L配渠0.00116渠内水面降落量h 1000058m因此，配水渠最高水h配渠屣 06 0005806058 渠高 1m所以，配水渠的过水能力满足要求。6.4.3 V型槽的设计V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取dL 0025m,间隔0.15m,每槽共计80个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积A表孔1 dv2

49、80 10.025 80 004m2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 08A 2gh ,其中 槽内水位高出滤池反冲洗时液面Q应为单格滤池的表扫水流量。则表面扫洗时V型hv液2Q表水2/08 Al孔0.212 208 0042 9.80.5m2g反冲洗时排水集水槽的堰上水头有矩形堰的流量公式184bh32求得，其中b为集水槽长，b跳槽12m, Q为单格滤池反冲洗流量3Q反单0.588 0212 04m /s所以第19页共26页h排槽20.41.84 120069m1.84V型槽倾角45° ,垂直高度1m 壁厚0.

50、05m。反冲洗时V型槽顶高 出滤池内液面的高度为：1-0.15-h排本t=1-0.15-0.069=0.781m反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：1-0.15-h 排淅曹-hv 液=1-0.15-0.069-0.56=0.221m6.4.4冲洗水的供给选用冲洗水箱供水a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，DN800流速为1.61m/s , 1000i=3.741,布置管长总计60nl则反冲洗总管的沿程水头损失斤il 0003741 60 022m配件名字数量/个局部阻力系数90 c弯头22X0.6=1.2DN800闸阀66X0.06=0.36等径三通44 X 1.5=6水箱出口22X 0.5=121.68.56反冲洗配水干管主要配件及局部阻力系数E见表：h v 8.56113m2g 2 98则冲洗水箱到滤池配水系统的管路水头损失M 斤 h 022 1.13 135mb滤池配水系统的水头损失 h2气水分配干渠的水头损失按最不利条件，即气水 同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气3 下部是反冲洗水，按 矩形暗管（非满流，n=0.013）近似计算。由6.4.2计算知，气zl<0明反冲洗时Q反气水qK f 4 1176 470.4L/s 0.47m /s。则气水分配渠内水面