某南方给水厂毕业设计

给水厂设计说明书设计项目：长江沿岸某新兴工业城市水厂(远期规划20万吨/天)设计人员：05503129王立超设计时间：2006.09.11.——2006.09.24HYPERLINKHYPERLINK\l"_Toc123742875"3.3反应设备的设计10HYPERLINK\l"_Toc123742876"平面布置10HYPERLINK\l"_Toc123742877"平面尺寸计算11HYPERLINK\l"_Toc123742878"栅条设计11HYPERLINK\l"_Toc123742879"竖井隔墙孔洞尺寸12HYPERLINK\l"_Toc123742880"各段水头损失13HYPERLINK\l"_Toc123742881"各段停留时间14HYPERLINK\l"_Toc123742881"3.3.7水力校核14HYPERLINK\l"_Toc123742882"3.4沉淀澄清设备的设计15HYPERLINK\l"_Toc123742883"设计水量15HYPERLINK\l"_Toc123742884"沉淀池面积16HYPERLINK\l"_Toc123742881"3.4.3池体高度16HYPERLINK\l"_Toc123742885"复核管内雷诺数及沉淀时间16HYPERLINK\l"_Toc123742886"配水槽17HYPERLINK\l"_Toc123742887"集水系统17HYPERLINK\l"_Toc123742888"排泥18HYPERLINK\l"_Toc123742889"4过滤18HYPERLINK\l"_Toc123742890"4.1滤池的布置18HYPERLINK\l"_Toc123742891"4.2滤池的设计计算18HYPERLINK\l"_Toc123742892"设计水量18HYPERLINK\l"_Toc123742893"冲洗强度18HYPERLINK\l"_Toc123742894"池体设计19HYPERLINK\l"_Toc123742895"反冲洗管渠系统20HYPERLINK\l"_Toc123742896"滤池管渠的布置22HYPERLINK\l"_Toc123742897"反洗空气的供给26HYPERLINK\l"_Toc123742898"水头损失28HYPERLINK\l"_Toc123742889"5污泥处理28HYPERLINK\l"_Toc123742890"5.1排泥水处理系统的计算（污泥浓缩池及脱水机房）28HYPERLINK\l"_Toc123742891"5.2设计参数29HYPERLINK\l"_Toc123742900"6消毒29HYPERLINK\l"_Toc123742901"6.1加药量的确定29HYPERLINK\l"_Toc123742902"6.2加氯间的布置30HYPERLINK\l"_Toc123742903"7其他设计30HYPERLINK\l"_Toc123742904"7.1清水池的设计30HYPERLINK\l"_Toc123742905"7.2吸水井的设计30HYPERLINK\l"_Toc123742906"7.3二泵房的设计30HYPERLINK\l"_Toc123742906"7.4辅助建筑物面积及人员设计31HYPERLINK\l"_Toc123742903"8水厂管线31HYPERLINK\l"_Toc123742904"8.1给水管线31HYPERLINK\l"_Toc123742905"8.2排水管线31HYPERLINK\l"_Toc123742906"8.3电缆沟31HYPERLINK\l"_Toc123742904"8.4加药管线31HYPERLINK\l"_Toc123742905"8.5自来水管线329HYPERLINK\l"_Toc123742908"道路及其它32HYPERLINK\l"_Toc123742909"9.1道路宽度设计32HYPERLINK\l"_Toc123742910"9.2绿化布置32HYPERLINK\l"_Toc123742909"9.3照明32HYPERLINK\l"_Toc123742910"9.4围墙3210HYPERLINK\l"_Toc123742908"水厂总体布置32HYPERLINK\l"_Toc123742909"10.1水厂的平面布置32HYPERLINK\l"_Toc123742910"10.2水厂的高程布置32HYPERLINK\l"_Toc123742903"11技术经济分析33HYPERLINK\l"_Toc123742903"12设计体会35HYPERLINK\l"_Toc123742912"参考文献351总论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的第一期工程，要求对初步方案进行设计，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、管线布置图、绿化施工图和某个单项处理构筑物（澄清池或过滤池）的单体图（包括平面图、剖面图，达到施工图深度）及设备选型，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20万m3/d（按近期10万m3/d，远期20万m3/d进行分期建设）1.2.2原水水质资料水源为河流地面水（长江水），原水水质分析资料如下：序号项目单位数量备注1PH值/～7.5正常2色度度～20<153浊度NTU80～2000<34肉眼可见物/较浑不得含有5总硬度mg/L，CaCCO3120正常6氯化物mg/L4.4正常7氟化物mg/L<1.0正常8硝酸盐mg/L<1.0正常9总溶固物mg/L150正常10铁mg/L0.23正常11锰mg/L<0.1正常12铜mg/L<0.5正常13砷mg/L<0.05正常14锌mg/L<0.5正常15铅mg/L<0.05正常18菌落总数个/mL1.3×104<100厂区地形按平坦地形和平整后的设计地面高程0.00m设计，水源取水口位于水厂西北方向。工程地质资料（无）水文及水文地质资料（无）气象资料该城市位于亚热带，气候温和，年平均气温16.20C，七月极端最高温度达380C，一月极端最低温度－14.40C，2总体设计2.1净水工艺流程的确定根据《地面水环境质量标准》（GB－3838－88），原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准，除浊度，色度和菌落总数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85）的规定。水厂以地表水作为水源，工艺流程如下图所示：混凝剂消毒剂原水混合栅条絮凝凝池V型滤池清水池二级泵房用户污泥浓缩池脱水机房污泥处理图1水处理工艺流程2.2处理构筑物及设备型式选择药剂溶解池设计药剂溶解池时，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，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，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，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。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。混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；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，分流隔板式混合槽混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。反应池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，主要有栅条絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点，并且都能达到良好的絮凝条件，从工程造价来说，栅条造价为折板的1/2，为波纹板的1/3，因此采用栅条絮凝。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。滤池采用目前较广泛使用的V型滤池。它是快滤池的一种形式，因其进水槽呈字形而得名。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混凝沉淀3.1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。混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图2所示。图2湿投法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长江沿岸某水厂投加药剂参考数值取水水源原水悬浮物含量((mg/L))混凝剂种类混凝剂投加量(mmg/L)助凝剂种类助凝剂投加量(mmg/L)最高最低最高最低某地长江水55～2500聚合氯化铝6014.0氯21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凝剂。取混凝剂最大投加量为60mg/L。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：式中－溶液池容积，；Q－－处理水量，；a－混凝剂最大投加加量，mg/L；c－溶液浓度，取110%；n－每日调制次数，取n＝3。代入数据得：（考考虑水厂的自自用水量6%）溶液池设置两个，每每个容积为，以以便交替使用用，保证连续续投药。取有效水深H1＝＝1.2m，总总深H＝H1+H2+H3（式中H2为保护高，取取0.2m；H3为贮渣深度度，取0.11m）＝1.2+00.2+0..1＝1.5m。溶液池形状采用矩矩形，尺寸为为长×宽×高＝6m×3m×1.5m。溶解池溶解池容积溶解池一般取正方方形，有效水水深H1＝1.0m，则则：面积F＝W1/H1→边长a＝＝F1/2＝2.5m；溶解池深度H＝HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取取0.2m；H3为贮渣深度度，取0.11m）＝1.0+00.2+0..1＝1.3m溶解池形状采用矩矩形，尺寸为为长×宽×高＝2.5mm×2.5m×1.3m。和溶液池一样，溶溶解池设置2个，一用一一备。溶解池的放水时间间采用t＝15min，则放水流流量查水力计算表得放放水管管径＝＝100mmm，相应流速速。溶解池底底部设管径d＝100mmm的排渣管一一根。溶解池搅拌装置采采用机械搅拌拌：以电动机机驱动浆板或或涡轮搅动溶溶液。3.1.3投药管投药管流量查水力计算表得投投药管管径d＝25mm，相相应流速为。3.1.3加药间加药间间取25m2。3.2混合设备备的设计在给排水处理过程程中原水与混混凝剂，助凝凝剂等药剂的的充分混合是是使反应完善善，从而使得得后处理流程程取得良好效效果的最基本本条件，同时时只有原水与与药剂的充分分混合，才能能有效提高药药剂使用率，从从而节约用药药量，降低运运行成本。本本例采用分流流隔板式混合合槽。3.2.1设计流量量Q=3.2.2设计流速速（1）槽中流速采用=0.6m/s（2）通道孔洞流速采采用=1.0m/s，3.2.3混合槽尺尺寸计算（采采用两个）（1）槽的横断面积ff（2）末端隔后水深H采用H=0.5m（3）槽宽B（4）隔板通道的水头头损失三道隔板的总水头头损失为:（5）中部隔板①通道孔洞断面中部隔板通道分两两侧开设，每每侧通道孔洞洞断面②中部隔板的水深③中部隔板通道孔洞洞的净高度通道孔洞的淹没水水深取0.113m④中部隔板通道的宽宽度（单侧）（6）末端隔板①末端隔板通道孔洞洞的断面②末端隔板后水深③通道孔洞的淹没水水深深取0..13m④末端隔板通道的宽宽度（7）首端隔板①首端隔板通道孔洞洞的断面②首端隔板后水深③首端隔板通道孔洞洞的净高度通道孔洞的淹没水水深深取0..16m④首端隔板通道孔洞洞的宽度⑤首端隔板前水深（8）隔板间距3.2.4混合时间间T=3.2.5校核GTT值（2000，水力条条件符合要求求）3.3反应设备备的设计在絮凝池内水平放放置栅条形成成栅条絮凝池池，栅条絮凝凝池布置成多多个竖井回流流式，各竖井井之间的隔墙墙上，上下交交错开孔，当当水流通过竖竖井内安装的的若干层栅条条或栅条时，产产生缩放作用用，形成漩涡涡，造成颗粒粒碰撞。栅条絮凝池的设计计分为三段，流流速及流速梯梯度G值逐段降低低。相应各段段采用的构件件，前段为密密网，中段为为疏网，末段段不安装栅条条。3.3.1平面布布置絮凝池分为两组每组设计流量平面布置形式：采采用18格，洪湖模模式，如下图图4所示。图4栅条絮凝池池平面示意图图设计参数选取：絮凝时间：，有效效水深（与后后续沉淀池水水深相配合），超超高0.3mm，池底设泥斗斗及快开排泥泥阀排泥，泥泥斗高0.66m；絮凝池总高度为。絮凝池分为三段：：前段放密栅条，过过栅流速，竖竖井平均流速速；中段放疏栅条，过过栅流速，竖竖井平均流速速；末段不放栅条，竖竖井平均流速速。前段竖井的过孔流流速为，中段段，末段。平面尺寸计算每组池子容积单个竖井的平面面面积竖井尺寸采用，内内墙厚度取00.2m，外外墙厚度取00.3m每组池子总长宽3.3.3栅条设计计选用栅条材料为钢钢筋混凝土，断断面为矩形，厚厚度为50mmm，宽度为为50mm。前段放置密密栅条后竖井过水断面面积积为：竖井中栅条面积为为：单栅过水断面面积积为：所需栅条数为：，取两边靠池壁各放置置栅条1根，中间排排列放置244根，过水缝缝隙数为255个平均过水缝宽实际过栅流速中段放置疏栅条后后竖井过水断面面积积为：竖井中栅条面积为为：单栅过水断面面积积为：所需栅条数为：（根根），取根两边靠池壁各放置置栅条1根，中间排排列放置199根，过水缝缝隙数为200个平均过水缝宽实际过栅流速3.3.4竖井隔墙孔洞洞尺寸竖井隔墙孔洞的过过水面积＝如0-1竖井的孔洞洞面积孔洞高度h==其余各竖井孔洞的的计算尺寸见见下表2。表2竖井隔墙孔孔洞尺寸孔洞号孔洞流速V(mm/s)孔洞高度h(mm)孔洞尺寸(宽×高高)0-10.3h====0.442.35×0.4441-20.28h===0.4472.35×0.4472-30.25h===0.5522.35×0.5523-40.22h===0.6602.35×0.6604-50.20h===0.6662.35×0.6665-60.18h===0.7732.35×0.7736-70.15h===0.8882.35×0.8887-80.12h===00.552.35×0.5557-90.12h===00.552.35×0.555出水孔洞0.10h===0.6662.35×0.6663.3.5各段水头损失失式中h－各段总水水头损失，m；h11－每层栅条条的水头损失失，m；h2－每个孔洞洞的水头损失失，m；－栅条阻力系数，前前段取1.0，中段取0.9；－孔洞阻力系数，取3.0；－竖井过栅流速，m/s；－各段孔洞流速，m/s。中段放置疏栅条后后（1）第一段计算数据据如下：竖井数3个，单个个竖井栅条层层数3层，共计9层；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞洞，过孔流速速分别为，，则H2o（2）第二段计算数据据如下：竖井数3个，前面面两个竖井每每个设置栅条条板2层，后一个个设置栅条板板1层，总共栅栅条板层数=2+2++1=5；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞洞，过孔流速速分别为，，则H2o（3）第二段计算数据据如下：水流通过的孔洞数数为5，过孔流速速为，，，，则mH2O（4）总水头损失H2o3.3.6各段停留时间间第一段第二段和第三段水力校核G=当T=220。C时，表4水力校核表表段号停留时间(s))水头损失(m)G(S)11200.064272.421200.027947.731200.010929.83600.1030，在10000--1000000之间，符符合水力要求求。3.4沉淀澄清设设备的设计采用上向流斜管沉沉淀池，水从从斜管底部流流入，沿管壁壁向上流动，上上部出水，泥泥渣由底部滑滑出。斜管材材料采用厚00.4mm蜂蜂窝六边形塑塑料板，管的的内切圆直径径d=25mmm，长l=10000mm，斜管管倾角θ=。如下图5所示，斜斜管区由六角角形截面的蜂蜂窝状斜管组组件组成。斜斜管与水平面面成角，放置置于沉淀池中中。原水经过过絮凝池转入入斜管沉淀池池下部。水流流自下向上流流动，清水在在池顶用穿孔孔集水管收集集；污泥则在在池底也用穿穿孔排泥管收收集，排入下下水道。图6斜管沉淀池池剖面图3.4.1设计水水量包括水厂自用水量量6%。和絮凝池一样，斜斜管沉淀池也也设置两组，每组设计流量表面负荷取3.4.2沉淀池池面积（1）清水区有效面积积F’F’=（2）沉淀池初拟面积积F斜管结构占用面积积按5％计，则F=初拟平面尺寸为（3）沉淀池建筑面积积F建斜管安装长度考虑到安装间隙，长长加0.077m，宽加0.11mF建=3.4.3池体高高度保护高=0.55m；斜管高度==00.87m；配水区高度=11.5m；清水区高度=11.2m；池池底穿孔排泥泥槽高=0.75m。则池体总高为3.4.4复核管管内雷诺数及及沉淀时间（1）管内流速（2）斜管水力半径（3）雷诺数（4）管内沉淀时间tt3.4.5配水槽槽配水槽宽=1m3.4.6集水系系统（1）集水槽个数n=111（2）集水槽中心距（3）槽中流量q0（4）槽中水深H2槽宽b=起点槽中水深0..75b=00.21m，终终点槽中水深深1.25bb=0.355m为方便施工，槽中中水深统一按按H2=0.35mm计。（5）槽的高度H3集水方法采用淹没没式自由跌落落。淹没深度度取5cm，跌落落高度取5ccm，槽的超超高取0.115m，则集集水槽总高度度为H3=H2+0.055+0.055+0.155=0.600m（6）孔眼计算①.所需孔眼总面积ωω由得式中－集水槽流量量，；－流量系数，取00.62；－孔口淹没水深，取取0.05mm；所以②单孔面积孔眼直径采用d==30mm，则则单孔面积③孔眼个数n（个）④集水槽每边孔眼个个数=n/2=1300/2=655(个)⑤孔眼中心距离S00S0=13/665=0.220m水头损失取00.3米（沉淀池水水头损失，经经验值为0.2—0.3米）3.4.8排泥采用穿孔排泥管，沿沿池宽（B=18m）横向铺设设6条V形槽，槽宽宽3.00m，槽壁倾角角26.6o，槽壁斜高高0.75m，排泥管上上装快开闸门门。4过滤采用V型滤池。V型滤池池是一种快滤滤池，因其进进槽形状水呈呈V字形而得名名。它是我国国于20世纪80年代从法国Degreemont公司引进的的技术。它的工作过程是：：待滤水由进进水总渠经进进水阀和方孔孔后，溢过堰堰口再经侧孔孔进入被待滤滤水淹沿的V型槽，分别别经槽底均布布的配水V型槽堰顶进进入滤池。被被均粒滤料滤滤层滤过的滤滤后水经长柄柄滤头流入底底部空间，由由方孔汇入气气水分配渠管管，再经管廊廊中的水封井井、出水堰、清清水渠流入清清水池。反冲洗过程：关闭闭进水阀，但但有一部分进进水仍从两侧侧常开的方孔孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平。反冲洗过程常用“气冲—气水同时反冲—水冲”三步。（1）气冲打开进气阀，开启启供气设备，空空气经气水分分配渠的上部部小均匀进入入滤底部，由由长柄滤头喷喷出，将滤料料表面杂质擦擦洗下来并悬悬浮水中，被被表面扫洗水冲入排排水槽。（2）气水同时反冲在气冲的同时启动动洗水泵，打打开冲洗水阀阀，反冲洗水水也进入气水水分配渠，气气、水分别经经小孔和方孔孔流入滤池底底部配水区，经经长柄滤头均均匀进入滤池池，滤料得到到进一步冲洗洗，表面继续续扫洗。（3）停止气水反冲，单单独水冲，表表面继续扫洗洗最后将水中中杂质全部排排入排水槽。4.1滤池的布置置采用双排布置，按按单层滤料设设计，采用石石英砂作为滤滤料。4.2滤池的设计计计算4.2.1设计水水量，滤速4.2.2冲洗强强度（1）第一部气水同时反反冲冲洗强度冲洗时间3minn（2）第二部气冲冲洗强强度气强度水强度冲洗时间4minn（3）第三部单独水冲冲冲洗强度冲洗时间5minn（4）其它参数总冲洗时间122min冲洗周期T=448h反冲横扫强度1..8L/(ss·㎡)（一般为1.44～2.0L/(s·㎡)）池体设计（1）滤池工作时间(式中未考虑排放滤滤水)（2）滤池面积F滤池总面积（3）滤池的分格为节省占地,选双双格V型滤池,池底板用混混凝土,单格宽B单=3.5m,长L单=8.02m,单格面积288㎡,共分6座,左右对称布布置,每座面积ff=56㎡,总面积3366㎡。（4）校核强制滤速满足的要求。（5）滤池高度的确定滤池超高H5==0.3m滤池口水深H4==1.5m滤层厚度H3=11.0m(0.95～1.5m)滤板厚H2=0..13m滤板下布水区高度度H1=0.9m(0.7～0.9m)其中冲洗时形成的的气势层厚度度为(0.1～0.15m)滤池总高度H=H1+H2++H3+H4+H5=0.9+0.113+1.00+1.5++0.3=3.83m（6）水封井的设计滤池采用单层加厚厚均粒滤料,,粒径0.995～1.35㎜,不均匀系数数1.2～1.6均粒粒滤料清洁滤滤料层的水头头损失按下式式计算△H清=(1800V)/g·(1－m0)2/mo3·(1/∮d0)2L0v式中:△H清—水流通过过清洁滤料层层的水头损失失,㎝;V—水的运动黏度,cc㎡/s；20℃时为0.01101c㎡/s;g—重力加速度,9881㎝/s2;m0—滤料孔隙率；取0.5;d0—与滤料体积相同的的球体直径,,㎝,根据厂家提提供数据为00.1㎝L0—滤层厚度,L0==100㎝v—滤速,㎝/s,vv=14m/h=0.339㎝/s;∮—滤料粒径球度系数数,天然砂粒为为0.755～0.8,取0.8；所以，H清=(180×0.01101)/981·(1－0.5)2/0.53·(1/0..8×0.1)2×100×0.39=22..59cm根据经验,滤速为为8～10m/hh时,清洁滤料层层的水头损失失一般为330～40㎝,计算值比经经验值低,取经验值的的低限30㎝为清洁滤料料层的过滤水水头损失,正常过滤时时通过长柄滤滤头的水头损损失△h≦0.22mm,忽略其它水水头损失,则每次反冲冲洗后刚开始始过滤时,水头损失为为△H开始=0.3+00.22=00.52m为保证滤池池正常过滤时时池内的液面面高出滤料层层,水封井出水水堰顶标高与与滤料层相同同.设计水封井平面尺尺寸2m×2m,堰底板比滤滤池底板低00.3m.水封井出水堰总高高:△H水封=0.3+HH1+H2+H3=0.3++0.9+00.13+11.0=2.33m因为每座滤料过滤滤水量:3Q单=v·f=14××56=784m/h=0.22m3/s3所以水封井出水堰上上水头由矩形形堰的流量公公式Q=1.84bhh2/3，计算得:H水封=｛Q单/((1.84bb堰)2/3=｛0.22/(1.884×2)2/3=0.152m=0.15m反冲洗管渠系统（1）长柄滤头配水配气气系统①长柄滤头安装在混混凝土滤板上上,滤板固定在在梁上,滤板用0.005m后预制制板上浇注00.08m后后混凝土层,,滤板下的长长柄部分浸没没于水中,长柄上端有有小孔,下端有竖向向条缝,气水同时反反冲洗时,约有2/33空气有上上缘小孔进入入,1/3空气由缝隙隙进入柄内,,长炳下端浸浸没部分还有有一个小孔,,流进冲洗水水,这部分气水水在柄内混合合后有长柄滤滤头顶部的条条缝喷入滤层层冲洗.②长柄滤头固定板下下的气水室高高度为0.77～0.9m,其中冲洗时时形成的气垫垫层厚度为0.1～0.15m.③向长柄滤头固定板板下气水室配配气的出口应应该紧贴滤头头固定板的底底面，由配水水干管向气水水室配水的支支管出口应该该紧贴池底。④长柄滤头配气系统统的滤帽缝隙隙与滤池过滤滤面积之比为为1/80，每每平方米的滤滤头数量为449~64个。⑤冲洗水和空气同时时通过长柄滤滤头的水头损损失按产品的的实测资料确确定。⑥向长柄滤头配水配配气系统气水水室配气的干干管的进口流流速为5m/s左右；；配气支管或或孔口流速为为10m/s左右。配配水干管进口口流速为1..5m/s左右；配水支支管或孔口流流速为1~1.5mm/s.长柄滤头结构如下下图所示：长柄滤头的结构见见下图：套筒滤帽滤板直管气水长柄滤头结构图（2）反冲洗用水量Q反反的计算:反冲洗用水流量按按水洗强度最最小时计算..单独水洗时时反冲洗强度度最大,为Q反=q水·f=5××56=280L/s=0.28m3/sV型滤池反冲洗时，表表面扫洗同时时进行。其流流量：3Q表水=q表水·ff=0.00018×56=0.10088m/s3（3）反冲洗配水系统的的断面计算..配水干管进口流速速为1.5m/s左右,配水干管的的截面积A水干=Q反水/vv水干=0.28/1.55=0.199㎡反冲洗配水干管用用钢管DNN500,流速v=1.43m/s,反冲洗水由由反冲洗配水水干管输至气气水分配渠,,由气水分配配渠底侧的布布水方孔配水水的滤池底部部布水区,反冲洗水通通过配水方孔孔的流速按反反冲洗配水支支管的流速取取值,配水支管流流速或孔口流流速为1～1.5m/s左右,取v水支=1m/s.则配水支管(渠))的截面积:A方孔=Q反水/vv水支=0.28/1=00.28㎡此即配水方孔总面面积.沿渠长方向向两侧各均匀匀布置21个配水方方孔.共42个,孔中心间距距0.4m,每个孔口面面积:A小=0.28/422=0.0077㎡每个孔口尺寸取00.084m×0.084m（4）反冲洗用气量Q反反气的计算:反冲洗用气流量按按气冲强度最最大时的空气气流量计算..这时气冲的的强度为155L/(s··㎡)3Q反气=q气·f==15×56=840L/s=0.884m3/s3（5）配气系统的端面计计算.配水干管(渠)进进口流速应为为5m/s左右,则配水干管管的截面积A气干=Q反气/vv水干=0.84/5=0.1688㎡反冲洗配气干管用用钢管.DNN500,流速4.28m/s.反冲洗洗用空气有反反冲洗配气干干管输送至气气水分配渠,,由气水分配配渠两侧的布布气小孔配气气到滤池底部部布水区,布气小孔紧紧贴滤板下缘缘,间距与布水水方孔相同,,共计42个,反冲洗用空空气通过配气气小孔的流速速按反冲洗配配气支管的流流速取值.反冲洗配气支管流流速或孔口流流速为10mm/s左右,则配气支管管的截面积::A气支=Q反气//v水支=0.84/110=0.0084㎡每个布气小孔面积积：A气孔=A气支/442=0.0844/42=0.0002㎡孔口直径:每孔配气量:（6）气水分配渠的断面面设计:对气水分配渠端面面面积要求的的最不利条件件发生的气水水同时反冲洗洗时,亦即气水同同时反冲洗时时要求气水分分配渠端面面面积最大。因因此,气水分配渠渠的断面设计计按气水同时时反冲洗的情情况设计,气水同时反反冲洗时反冲冲洗水的流量量:气水同时反冲洗时时反冲洗用空空气的流量::气水分配区的气水水流速均按相相应的配气,,配水干管流流速取值.则气水分配干管的的断面积.滤池管渠的布置::（1）反冲洗管渠.①气水分配渠.气水分配渠起端宽宽0.4m,高取1.5mm,末端宽取0..40m,高取1m,则起端截面面积0.6㎡,末端截面积积0.4㎡,两侧沿程各各布置21个配水小小孔和21个布水方方孔,孔间距0.44m,共42个配气小小孔和42个配水方方孔,气水分配渠渠末端所需最最小截面积00.23/42=0.0055㎡﹤末端截面积积0.4㎡,满足要求.②排水集水槽:排水集水槽顶端高高出滤料层顶顶面0.5mm,则排水集水水槽高:H起=H1+H2+HH3+0.5-1.5=0.9+0.113+1.00=1.03m式中H1,H2,,H3同前池体造造型设计部分分滤池高度确确定的内容,,1.0m为气水分配配渠起端高度度.排水集水槽末端高高:H末=H1+H2+HH3－1.0=0.9+0.113+1.00+0.5－1.0=1.53m式中H1,H2,,H3同前池体造造型设计部分分滤池高度确确定的内容,,1.0m为气气水分配渠末末端高度.底坡i=(1.553－1.03)/L==0.5/88.02=0.0622③排水集水槽排水能能力校核.由矩形断面暗沟((非满流n==0.0133).计算公公式校核集水水槽排水能力力.设集水槽超超高0.3mm.则槽内水位位高h排集=0.73米,槽宽,b排集=0.4m.湿周X=b+22h=0.44+2×0.73==1.86㎡㎡水流断面:A排集集=b×h=0.44×0.73==0.2922㎡水力半径:R=AA排集/X=00.292/1.86=0.157m水流速度:v=RR2/3·i1/2/n==5.57m/s3过流能力Q排集集=A排集·v=00.292×5.57=1.63m/s3实际过水量：Q反=Q反水+Q表水水=0.28+0.10008=0.38088m3/s﹤过流能力Q排集（2）进水管渠.①进水总渠.率池分为独立的两两组,每组进水总总渠过水流量按强强制过滤流量量设计,流速0.8～1.2m/s，则强制过过滤流量Q强=（106000/33）×2=706666.68m3/d=0.882m3/s进水总渠水流端面面积A总=Q强/v=0..82/1==0.82mm23进水总渠宽1.00m，水面高0..82m3②每座滤池的进水孔孔:每座滤池由进水壁壁侧开三个进进水孔，进水水总渠的浑水水通过这三个个进水孔进入入滤池，两侧侧进水孔孔口口在反冲洗时时关闭,中间进水孔孔孔口设手动动调节闸板,,在反冲洗时时不关闭,供给反冲洗洗表扫用水,,调节闸门的的开启度,使其在反冲冲洗时的进水水量等于表扫扫水用水量,,孔口面积按按口淹没出流流公式:计算,其总面积按按滤池强制过过滤水量计,,孔口两侧水水位差取0..1m,则孔口总面面积中间面积按表面扫扫水量设计孔口宽B排=0..09m.高H中孔=1m两侧孔口设闸门..采用橡胶囊囊充气阀,每个侧孔面面孔;A侧=(A孔－A中孔孔)/2=((0.73－0.09)/2==0.32㎡孔口宽0.32mm,高H侧孔=0.1m③每座滤池内设的宽宽顶堰.为了保证进水稳定定性,进水总渠引引来的浑水经经过宽顶堰进进入每座滤池池内的配水渠渠，在经滤池池内的配水渠渠分配到两侧侧的V形槽，宽宽顶堰宽bb宽堰＝5m,宽顶堰与进进水渠平行设设置，与进水水总渠侧壁相相距0.5mm，堰上水头头由矩形堰的的流量公式Q＝1.84bbh3/2得得，h宽堰＝｛Q强/（1.84bb宽顶）｝2/3＝｛0.822/（1.84×5）｝2/3=0.20m④每座滤池的配水渠渠；进入每座滤池的混混水经过宽顶顶堰溢流进配配水渠，由配配水渠两侧的的进水孔进入入滤池内的V形槽。滤池配水渠宽b配配＝0.6m。渠渠高1m。渠总长长等与滤池总总宽。则渠长长L配渠＝7m。当渠内内水深0.60m时，流速（进进来的混水由由分配渠中段段向渠两侧进进水孔流去，每每侧流量为Q强/2）V配渠＝Q强/（22b配渠h配渠）＝0.822/（2×0.6×0.6）＝1.14m/s满足滤池近水管渠渠流速0.88～1.2m/s⑤配水渠的水力半径径：R配渠＝b配渠h配配渠/（2b配渠+h配渠）＝(0.6×0.6)//（2×0.6+0..6）＝0.2m/s渠内水面降落量△h渠=i渠L配配渠/2=00.005×7/2=0..018m因为配水渠最高水水位:h配渠+△h渠=00.6+0.0188=0.618m﹤渠高1m所以配水渠的过水水能力满足要要求.（3）V形槽的设计::V形槽槽底设表表扫水出水孔孔直径取dvv孔=0.0255m,间隔0.155m.每槽共计544个,则单侧V形槽表扫水水出水孔出水水总面积A表孔=(3.144×0.02552/4)×54=0.003㎡表扫水出水孔低于于排水集税槽槽堰顶0.115m,即V形槽槽底的的高度低于集集水槽堰顶00.15m据潜孔出流公式,其中Q为单格滤池池的表扫水量量.则表面扫洗洗时V形槽内水位位高出滤池反反冲洗时滤面面反冲洗时排水集水水槽的堰上水水头由矩形堰堰的流量公式式Q=1.84bhh3/2其中b为集水槽长，b=LL排槽=8.02m,Q为单格滤滤池反冲洗流流量反单 反Q反单=Q反/2=0..3808/22=0.19044m反单 反所以,h排槽＝｛｛Q反单/（1.84bb）｝2/3=0.0055mV形槽倾角445度,垂直高度1mm,壁厚0.055m.反冲洗时V形槽顶高出出槽内液面的的高度为:1－0.15－h排槽槽－hv液=1－0.15－0.055－0.22=0.58m（4）冲洗水的供给本设计选用冲泵供供水①冲洗水泵到滤池配配水系统的管管路水头损失失△h1反冲洗配水干管用用到滤池钢管管DN6000,管内流流速1.499m/s,ii‰=4.511布置管长总80mm主要配件及局部阻阻力系数见下下表:配件名称数量/个长度换算系数90°弯头66×0.6=3.6闸阀33×0.06=0.118等径三通22×1.5=3∑K6.78冲洗管配件及阻力力系数△hj=§v2/（2g）=6.877×1.432/2×9.81=0.72m则冲洗水泵到滤池池配水系统的的管路水头损损失△h1=△hf+△hj=0.34+0..72=1.06m②清水池最低水位与与排水槽堰顶顶的高差H0=5m。③滤池配水系统的水水头损失△h2a气水分配干渠的水水头损失△h反水气水分配干渠的水水头损失按最最不利条件,,即气水同时时反冲洗时计计算此时渠上上部是空气,,渠下部是反反冲洗水.按矩形的管管(非满流,n==0.0133)近似计算算:前述计算可知:3Q反水=0.1844m3/s,则气水水分配渠内水水面高为:3H反水=Q反气水//(v水干·b气水)=0..184/1..5×0.4=0..3m水力半径:R反水水=b气水·h反水/(2hh反水+b气水)=0.4×0.3//(2×0.5+00.4)=00.12m水力力坡度：渠内水头损失:h反水=i反水L反反水=0.0006×8.02==0.05mb气水分配干渠底部部配水方孔水水头损失△h方孔:气水分配干渠底部部配水方孔水水头损失按孔孔口淹没出流流公式计算,其中.Q为为Q反气水,A为配水方方孔总面积..由反冲洗配配水系统的断断面计算部分分可知。配水水方孔的实际际总面积为A方孔＝0.28㎡，则△h方孔＝｛Q反反气水/0.8A方孔孔｝2/2g＝｛0.18/（0.8×0.28）2｝/2×9.81＝0.033mc查手册，反冲洗经经过滤头的水水头损失△hi滤头≦0.22mmd气水同时通过滤头头时增加的水水头损失△h气水同时反冲洗时时,气水流量比比为15/44=3.755.长柄滤头头配气系统的的滤帽缝隙总总面积与滤池池过滤面之比比约为1..25﹪.则长柄滤头头中的水流速速度:V柄=Q反气水水/1.255﹪f=0.188/（0.01225×56）=0.26m/s通过滤头时增家的的水头损失::△h增=9810×n××(0.01－0.01v+0.112×v2)=6555Pa=0..067mHH20=9810×3..75×(0.01－0.01×0.06+0.112×0.062)=571Pa=0..057mH200则滤池配水系统的的水头损失△h2=△h反水+△h方孔++△h滤+△h增=0.05+0..033+0.222+0.0057=0.36m（3）砂滤层水头损失△△h3滤料为石英砂,容容重r1=2.655吨/m,水的容重rr=1吨/m,石英砂滤料料膨胀前的孔孔隙率mo==0.41..滤料层膨胀胀前的厚度H3=1..4m,则滤料层水水头损失:△h3=(r1/ro－－1)(1－mo)H3=0.97m（4）富余水头△h4取取1.5m。则反冲洗水水泵的的最小扬程为为:H水泵=HO+△hh1+△h2+△h3+△h4=5+1.06+0..36+0.97+11.5=8.89m选三台300S112A型单级级双吸离心泵泵，两用一备，扬程122m，水泵流流量790mm3/h.反洗空气的供给：：（1）长柄滤头的气压压损失△P滤头：3气水同时反冲洗时时反冲洗用空空气流量QQ反气＝0.84m/s。长柄滤滤头采用网状状布置，约555个/㎡，则每座座滤池共计安安装长柄滤头头：3n＝55×56＝30080个每个滤头的通气量量0.84×1000//3080＝0.27L/s根据厂家提供数据据，在该气体体流量下的压压力损失量最最大为：△P滤头＝3000PPa=3kPPa（2）气水分配渠配齐小小孔的其压损损失△P气孔反冲洗时空气通过过配气小孔的的流速：V气孔＝Q气孔/AA气孔＝0.03115/0.0002＝15.755m/s压力损失按孔口出出流方式：计算：式中：u—孔口流量系数,uu=0.6A—孔口面积，㎡△P—压力损失失,mm水g—重力加速度，g==9.8m2/sQ—气体流量，m3//sr—水的形对密度,rr=1则气水分配渠配气气小孔的压力力损失△P气孔=(Q2气孔孔r)/(2×36002uA2气水g)=113.42//(2×36002×0.62×0.0022×9.81)=12.7mmHH2o=127Pa=0.127Kppa（3）配气管道的总压压力损失△P总:①配气管道的沿程压压力损失△P1反冲洗空气流量00.84m3/s,配气干干管用N5000钢管,流速4.28m/s,满足足配气干管流流速为5m/s的条件，反反冲洗空气管管总长80mm气水分配区区内的压力损损失忽略不计计。反冲洗管道内的空空气其压计算算公式;P气压=(1..5+H气气压)×9.8式中:P气压—空气压力..KpaH气压—长柄滤头距距反冲洗水面面的高度m,,H气压=1.5m,则反冲洗时时空气管内的的气体压力..P空气=(1.5++H气压)×9.8=((1.5+11.5)×9.81=29.4KPPa空气温度按30℃℃考虑,查表空气管管道的摩阻为为9.8KPPa/10000m则配气管道沿程压压力损失:△P1=9.81×600/10000=0.599KPa②配气管道的局部压压力损失△P2主要配件及及长度换算系系数,见表:配件名称数量/个长度换算系数90°弯头50.7×5=3..5闸阀30.25×3=00.75等径三通21.33×2=22.66∑K6.91当量长度的换算公公式:L0—管道当量长度,mmmD—管径,mK—长度换算系数空气管配件换算长长度L0=55.55KD1.22=55.55×6.91×0.51.22=166.99m则局部压力损失::△P2=166.9×99.8/10000=1..64KPaa配气管道的总压损损失P管=△P1+△P2=0.59+1..6k=2.33kPaa（4）气水冲洗室中的冲冲洗水压P水压:P水压=(H水泵－－△h1－△h反水－△h小孔)×9.81=(8.89－11.06－0.05－0.033)×9.81=76.00KPaa本系统采用气水同同时反冲洗,,对气压要求求是不利情况况发生在气水水同时反冲洗洗时，此时要要求鼓风机或或贮气罐调节节阀出口的静静压为:P出口=P管+P气气+P水压+P富式中:P管—输出管道的压力总总损失,KPaP气—配气系统的压力损损失,KPa.本设设计P气=△P滤头+△P气孔P水压—气水冲洗室室中的冲洗水水水压,KPaP富—富余压力.4.99KPa所以,鼓风机或储储气罐调节阀阀出口的静压压力为:P出口=P管+P气气+P水压+P富=2.33+3..12+766.00+44.9=866.35m3/min（5）设备选型:根据气水同时反冲冲洗时反冲洗洗系统对空气气的压力风量量要求,选三台SD366×35－40/111000风机机，一台备用,风量40m3/min。风压11mH200=107KPPa,电机功功率1335KW,型型JS1155-4，正常工作风风量：80m3/min>>1.1Q反气=79m3/min滤池出口设置浊度度、余氯控制制点，由在线线浊度仪、余余氯仪进行连连续检测。滤池水头损失:取经验值2.0米米。5污泥处理5.1排泥水处理理系统的计算算（污泥浓缩池池及脱水机房房）设原水浊度70NNTU，出水浊度1NTU，原水色度20Cu，出水色度1.5Cuu，聚合氯化化铝加注率600mg/L，。两斜管沉淀池每池池每日排泥一一次，历时4.8小时。排泥泥流量为1660m3/h。滤池供分12格，冲冲洗周期48h，每次冲洗洗水量为：2.33860=11000m3，冲洗废水水含水率为999.97%%（含固率为0.03%）。浓缩池连续24小小时工作，上上清液排出。脱水机按每日166小时工作，脱脱水机进泥含含固率为3%，脱水后泥泥饼含固率为为27%。（1）污泥处理系统设计计规模：（2）沉淀池排泥水量量：(m3/d)((设计小时流流量160mm3/h)（3）滤池冲洗废水量量：(m3/d)（4）滤池冲洗废水干干固体量：DS33=1320000.033%=3.996t（5）沉淀池排泥干固固体量：DS22=11.55-3.966=7.544t排泥浓浓度（6）浓缩池进水流量量：(m3/d)，设计小时时流量为755.25m33/h（7）浓缩池进水干固固体量：，浓度为10/11806=00.55%（8）浓缩池浓缩污泥泥量：110/0.003=3333m3/d；上清液流量为18806-3333=14773m3/d（9）脱水机进泥流量量：333/116=21m3/d（10）假设脱水机的分离离效率为988.2％，则泥饼中中的干固体总总量：10998.2％=9.8t，分离液中中干固体量为为0.8t。（11）泥饼含固率为330%，故泥饼体体积为9.8/00.30=333m3/d，小时泥泥饼体积为33/166=2.044m3/h。（12）分离液水量为3333-333=300m3/d5.2设计参数采用经验值（上海海闵行水厂与与日本<<水道设施设设计指南>>相结合），池池型为斜板浓浓缩池。取值值如下：（1）固体通量：15kggDS/(mm2d)（2）停留时间：12h（3）保护高度：0.5（4）有效水深：5.4mm（斜板区高高2.0m）（5）池底坡度：0.055（6）上清液溢流堰溢溢流率：655m2(md)（7）刮泥机周边线速速度：0.5m/mmin（8）进出水管道管径径：DN2200（9）进入排泥水浓度度(%DS))：<=1（10）排出浓缩污泥浓浓度(%DS)：>>=5（11）浓缩池面积：采用长宽=16mm18m（12）脱水机房采用长长宽=886消毒6.1加药量的确确定水厂远期20万mm3/d，设计水水量为最大投氯量为a==3mg/LL现加氯量为：远期规划加氯量为为：储氯量（按远期一一个月考虑）为为：6.2加氯间的布置水厂所在地主导风风向为东北风风，加氯间靠靠近滤池和清清水池，设在在水厂的西南南部。在加氯间、氯库低低处各设排风风扇一个，换换气量每小时时8～12次，并安装装漏气探测器器，其位置在在室内地面以以上20cmm。设置漏气气报警仪，当当检测的漏气气量达到2～3mg/kkg时即报警，切切换有关阀门门，切断氯源源，同时排风风扇动作。为搬运氯瓶方便，氯氯库内设单轨轨电动葫芦一一个，轨道在在氯瓶正上方方，轨道通到到氯库大门以以外。加氯间外布置防毒毒面具、抢救救材料和工具具箱，照明和和通风设备在在室外设开关关。在加氯间引入一根根DN50的给给水管，水压压大于20mH2O，供加氯机机投药用；在在氯库引入DN32给水管，通通向氯瓶上空空，供喷淋用用。7其他设计7.1清水池的设计计近期设置两座清水水池以适应水水厂的产水量量，远期再增增设两座同等规模模的清水池。清水池容积池深采用h=3mm，则清水池池平面面积为为A=V/hh=180000/3=66000，采用一个矩形清水池，规规格为60103.88m的1正方形。7.2吸水井的设设计吸水井的应高出地地面20cmm，吸水井深深为3.6m，宽为4m，长度12m。7.3二泵房的设计二泵房中泵型号的的选择：4用一备，查给《排水设计手手11册－常用设设备》选泵。四川新达水泵厂生生长的型，电电机型号为水泵的参数如下：：型号流量（）扬程转数功率（KW)配电动机功率(KKW)效率（％）允许吸上真空度（m）972501450n/miin164220814.5126044177.68714403718979泵房的尺寸：400m×20m，长度为为控制间4mm，泵轴之间间的间距为44.0m，靠靠近控制间的的泵与靠近吊吊装间的泵距距离墙的距离离也为4.00m，另外设设4.0m做为为吊装机械电电葫芦用，共共计40m。宽度度为吸水管66.5m，泵基基础的长度为为2.5m，压压水管3m，共计10mm。7.4辅助建筑物面积及及人员设计生活辅助建筑物面面积应按水厂厂管理体制、人人员编制和当当地建筑标准准确定。生产产辅助建筑物物面积根据水水厂规模、工工艺流程和当当地的具体情情况而定。按总人数151人，其其分配如下：：建筑物分项面积（m22）人数生产管理及行政办办公用房生产管理用房360070行政办公用房36040化验室18008维修车间机修间（中修）250011电修间506泥木工间604车库64——仓库2500——食堂100———浴室70———传达室