某给水工程课程设计

设计说明与计算书第1章设计水质水量与工艺流程的确定1.1设计水质水量、设计水质本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：水中不得含有病原微生物。水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。水的感官性状良好。原始资料：当地气温（月平均）最高31.8℃，最低（月平均）5.7℃；原水水质为Ⅱ类地表水主要超标物质为悬浮物和细菌及大肠杆菌。原水悬浮物含量：最高2500mg/L，最低55mg/L，平均435mg/L，细菌总数：200个／mL，大肠杆菌：15个／mL，臭和味：微量,.基本符合《生活饮用水卫生标准》规定的生活或工业用水水源水质要求。、设计水量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，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%，本设计取8%，则设计处理量为：式中Q——水厂日处理量；a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%，本设计取8%；Qd——设计供水量（m3/d），为8万m3/d.1.2给水处理流程确定给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。一般净水工艺流程选择：原水→简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时原水→混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。原水→接触过滤→消毒一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺，其净水工艺流程如下：、原水原水混合沉淀池市政管网絮凝池滤池二级泵房清水池混凝剂消毒剂第2章给水处理构筑物与设备型式选择2.1、加药间2.1.1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。混凝剂药剂的选用与投加(1).混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCL3n-m]简写PAC.碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH值适用范围宽（可在PH=5～9的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。(2).混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.2.1.3加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，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情况。4、加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。2.2、混合设备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。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。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。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，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,管式混合具有占地极小、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。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%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。2.3、絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大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、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-1絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好好，构造简单单，施工方便便；缺点：容积较大，水水头损失较大大，转折处钒钒花易破碎水量大于300000m3/d的水厂；水水量变动小者者回转式优点：絮凝效果好好，水头损失失小，构造简简单，管理方方便；缺点：出水流量不不宜分配均匀匀，出口处宜宜积泥水量大于300000m3/d的水厂；水水量变动小者者；改建和扩扩建旧池时更更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水水头损失较小小；缺点：池子较深，地地下水位高处处施工较难，絮絮凝效果较差差一般用于中小型水水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好好，絮凝时间间短，容积较较小；缺点：构造较隔板板絮凝池复杂杂，造价高流量变化较小的中中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好好，水头损失失小，絮凝时时间短；缺点：末端池底易易积泥根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。2.4、沉淀池常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。表2-2各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件平流式优点：1、可就就地取材，造造价低；2、操作管理方便，施施工较简单；；3、适应性强，潜力力大，处理效效果稳定；4、带有机械排泥设设备时，排泥泥效果好缺点：1、不采采用机械排泥泥装置，排泥泥较困难2、机械排泥设备，维维护复杂；3、占地面积较大一般用于大中型净净水厂；2、原水含砂量大时时作预沉池竖流式优点：1、排泥泥较方便2、一般与絮凝池合合建，不需建建絮凝池；3、占地面积较小缺点：1、上升升流速受颗粒粒下沉速度所所限，出水流流量小，一般般沉淀效果较较差；2、施工较平流式困困难1、一般用于小型净净水厂；2、常用于地下水位位较低时辐流式优点：1、沉淀淀效果好；2、有机械排泥装置置时，排泥效效果好；缺点：1、基建建投资及费用用大；2、刮泥机维护管理理复杂，金属属耗量大；3、施工较平流式困困难一般用于大中型净净水厂；2、在高浊度水地区区作预沉淀池池斜管（板）式优点：1、沉淀效效果高；2、池体小，占占地少缺点：1、斜管（板板）耗用材料料多，且价格格较高；2、排泥较困难宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池池的扩建、改改建和挖槽原水经投药、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。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。2.5、滤池（1）、多层滤料滤池：优点是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好，但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备；（2）、虹吸滤池：适用于中型水厂（水量2—10万吨/日），土建结构较复杂，池深大，反洗时要浪费一部分水量，变水头等速过滤水质也不如降速过滤：（3）、无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小，适用于小型水厂；（4）、移动罩滤池：需设移动洗砂设备机械加工量较大，起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不宜过高，罩体合隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于10m2）；（5）、普通快滤池：是向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100m2。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好；（6）、双阀滤池：是下向流、砂滤料得双阀式滤池，优缺点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门，相应得降低了造价和检修工作量，但必须增加形成虹吸得抽气设备。（7）、V型滤池：从实际运行状况，V型滤池来看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。可节省反冲洗水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。

2）、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。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。2.6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。其方法分化学法与物理法两大类，前者系水中投家药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较，采用液氯消毒。氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时，一般为滤后消毒，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。第3章水厂平面布置3.1、布置说明水厂占地面积24000m²，因地制宜并考虑到远期发展，工艺采用水厂现行布置，流程力求简短，适当增加绿地，使水厂里面丰满。当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后，根据工艺流程和构筑物的功能要求，结合地质和地形条件，进行平面布置，布置时应考虑以下几点：（1）布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位；（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；（3）各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施；（4）建筑物布置应注意朝向和风向；（5）有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全；（6）对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。3.2、生产管线设计水厂工艺流程中的主要管线有生产管线、超越管线、加药管线、（ABS塑料管）、加氯管线、自用水管线、排水管线；具体布置详见总平面布置图。第4章给水处理厂工艺计算4.1加药间设计计算4.1.1.设计参数已知计算水量Q=86400m3/d=3600m3/h。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。4.1.2.设计计算1溶液池容积，取9m3式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L;Q—设计处理的水量，3600m3/h;B—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%；n—每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为，高度中包括超高0.3m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积：满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm，按1h放满考虑。2溶解池容积式中：——溶解池容积（m3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积：溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：，查水力计算表得放水管管径＝75mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理3投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.94m/s。4溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:式中：——溶液池容积（m3）耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.6药剂仓库考虑到远期发展，面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m。4.2混合设备设计计算4.2.1设计参数设计总进水量为Q=86400m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.0m/s。计算草图如图2-1。图4-1管式静态混合器计算草图4.2.2设计计算1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量；则静态混合器管径为：，本设计采用D=800mm；2.混合单元数按下式计算，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：3.混合时间T=4.水头损失<0.5m,符合设计要求。5.校核GT值，在700-1000之间，符合设计要求，水力条件符合设计要求。4.3往复式隔板絮凝池设计计算4.3.1设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为，絮凝时间T=20min。4.3.2设计计算1.絮凝池有效容积考虑与斜管沉淀池池合建，絮凝凝池平均水深深取2.0mm，池宽取B=15.00m。2.絮凝池有效效长度式中：H———平均水深(m);本设计取超超高0.5mm，H=2.0mm；3.隔板间间距絮凝池起端流速取取，末端流速速取。首先根根据起，末端端流速和平均均水深算出起起末端廊道宽宽度，然后按按流速递减原原则，决定廊廊道分段数和和各段廊道宽宽度。起端廊道宽度：末端廊道宽度：廊道宽度分成4段段。各段廊道道宽度和流速速见表2-1。应注意，表表中所求廊道道内流速均按按平均水深计计算，故只是是廊道真实流流速的近似值值，因为，廊廊道水深是递递减的。四段廊道宽度之和和取隔板厚度=0..20m，共27块隔板，则则絮凝池总长长度L为：4.水头损失计算式中：vi———第i段廊道内水水流速度（m/s）；——第i段廊道内转弯处水水流速度（m/s）；mmi——第i段廊道内水水流转弯次数数；——隔板转弯处局部阻阻力系数。往往复式隔板（1800转弯）=3；——第i段廊道总长度(mm)；----第i段廊廊道过水断面面水力半径（m）；——流速系数，随水力力半径Ri和池底及及池壁粗糙系系数n而定，通常常按曼宁公式式计算。==0.22m，絮凝池采用钢筋混混凝土及砖组组合结构，外外用水泥砂浆浆抹面，粗糙糙系数为n=0.0013。其他段计算算结果得：廊道转弯处的过水水断面面积为为廊道断面积积的1.2-11.5倍，本设计计取1.4倍，则第一一段转弯处流流速：m/s式中：——第i段段转弯处的流流速（m/s）；——单池处理水量（mm3/h）；——第i段转弯处断面间距距，一般采用用廊道的1.2-11.5倍；——池内水深（m）。其他3段转弯处的流速为为：各廊道长度为：各段转弯处的宽度度分别为0..7m；0.84mm；1.12mm；1.75mm；第1段水头损失为：m5.GT值计算((t=20时)<60,符合设计计要求；（在104-105范范围之内）絮凝池与沉淀池合合建，中间过过渡段宽度为为1.5m。4.4斜管沉淀池设设计计算斜管沉淀池是浅池池理论在实际际中的具体应应用，按照斜斜管中的水流流方向，分为为异向流、同同向流、和侧向流三三种形式。斜斜管沉淀池具具有停留时间间短、沉淀效率高高、节省占地等等优点。本设设计沉淀池采采用异向斜管管沉淀池，设设计2组4.4.1设计参参数设计流量为Q=11800mm3/h，斜管沉淀淀池与絮凝池池合建，池宽宽为15m，表面负荷荷q=10m3//m2·h斜管材料采采用厚0.44mm，塑料料板热压成成成六角形蜂窝窝管，内切圆圆直径d=25mmm，长10000mm，水平平倾角θ=60°，斜管沉淀池池计算草图见见图4-2.4.4.2设计计算.1平面尺寸计算1.沉淀池清水区区面积式中q——表面负荷，本设计计取102.沉淀池的长长度及宽度则沉淀尺寸为12××15=180m2，为配水均均匀，进水区布置置在15m长的一侧。在12m的长度中扣扣除无效长度度0.5m，因因此进出口面面积(考虑斜管结结构系数1.03))式中：k1———斜管结构系系数，取1.033沉淀池总高高度式中h1——保保护高度（m），一般采采用0.3-0..5m，本设设计取0.33m；hh2——清水区高度度（m），一般采采用1.0-1..5m，本设设计取1.22m；hh3——斜管区高度度（m），斜管长长度为1.00m，安装倾倾角600，则；hh4——配水区高度度（m），一般不不小于1.0-1..5m，本设设计取1.55m；hh5——排泥槽高度度（m），本设计计取0.8mm。4.4.2.2.进出水水系统1.沉淀池进水水设计沉淀池进水采用穿穿孔花墙，孔孔口总面积：：式中v——孔口速速度（m/s），一般取取值不大于0.15-00.20m//s。本设计取取0.2m/s。每个孔口的尺寸定定为15cmm×8cm，则孔孔口数个。进进水孔位置应应在斜管以下下、沉泥区以上上部位。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用用穿孔集水槽槽，出水孔口口流速v1=0.6m/s，则穿孔总总面积：设每个孔口的直径径为4cm，则孔孔口的个数式中F——每个孔孔口的面积(m2),.设沿池长方向布置88条穿孔集水水槽，中间为为1条集水渠，为为施工方便槽槽底平坡，集集水槽中心距距为：L'=12/8=1.5m。，每条集水水槽长L=m，每条集水量量为：，考虑池子的超载系系数为20%，故槽中流流量为：槽宽：=0.9==0.9×00.038=0.99×0.277=0.24m。起点槽中水深HH1=0.755b=0.755×0.244=0.18m，终点槽中水水深H2=1.255b=1.255×0.244=0.30m为了便于施工，槽槽中水深统一一按H2=0.30m计。集水方方法采用淹没没式自由跌落落，淹没深度度取0.055m，跌落高高度取0.07m，槽的超高高取0.155m。则集水水槽总高度:集水槽双侧开孔，孔孔径为DN=25mmm，每侧孔孔数为50个，孔间距距为15cmm8条集水槽汇水至出出水渠，集水水渠的流量按按0.5m3/s，假定集水渠渠起端的水流流截面为正方方形，则出水渠宽度度为=0.9=m，为施工方便便采用0.7m，起端水深深0.57m，考虑到集集水槽水流进进入集水渠时时应自由跌落落高度取0..05m，即即集水槽应高高于集水渠起起端水面0.05，同时考虑虑到集水槽顶顶相平，则集集水渠总高度度为：=0.05+0..7+0.57=1.32m出水的水头损失包包括孔口损失失和集水槽速速度内损失。孔孔口损失：式中：——进口阻阻力系数，本本设计取=22.集水槽内水深为00.3m，槽槽内水力坡度度按i=0.001计，槽内水水头损失为：：出水总水头损失.3.沉淀池排排泥系统设计计采用穿孔管进行重重力排泥，穿穿孔管横向布布置，沿与水水流垂直方向向共设8根，双侧排排泥至集泥渠渠。集泥渠长长12m，B×H=0.3mm×0.3m，孔孔眼采用等距距布置，穿孔孔管长7.55m，首末端集集泥比为0.5，查得=0.772。取孔径=25mm，孔孔口面积=0.000049m²，取孔距=0.4m，孔孔眼总面积为为：m2孔眼总面积为：孔眼总面积为：mm2穿孔管断面积积为：===0.01233m2穿孔管直径为：：==0.125m取直径为150mmm，孔眼向向下，与中垂垂线成角，并并排排列，采采用气动快开开式排泥阀。4.4.3核核算（1）雷诺数Re水力半径=mm==0.625cm当水温=20℃时时，水的运动动粘度=0.01ccm2/s斜管内水流速速为===0.0034m//s=0.334cm/ss===21.255<500，符合设计要求式中——斜管安装装倾角，一般般采用600-750，本设计取600，（2）弗劳德系数===1.89×100-4介于0.001-0..0001之间，满足足设计要求。（3）斜管中的沉淀时间间===294s=4..9min，满足设计计要求（一般般在2～5min之间）式中——斜管长度（m），本本设计取1..0m4.5V型型滤池设计计计算设计参数设计2组滤池，每组滤池池设计水量Q=18000m³/d,设计滤速ν=10m/h，过滤周期48h滤层水头损失：冲冲洗前的滤层层水头损失采采用1.8mm第一步气冲冲洗洗强度=15L/(ss.m²)，气冲时间间=2minn第二步气、水同时时反冲=15L/(ss.m²)，=4L/(s..m²)，=4minn第三步水冲强度度=5L/(s..m²)，=4min冲洗时间t=100min；冲洗周期T=48hh反冲横扫强度1..8L/(ss.m²)，滤池采用用单层加厚均均质石英砂滤料，粒粒径0.96-11.35mmm，不均匀系系数1.2-11.6。图4-3V型滤滤池剖面示意意图2.4.2设计计计算1.平面尺寸计计算1.1滤池工作时时间=24—t=244—0.167×=23.99h1.2滤池总面积积F===361..51m²1.3滤池的分格格为了节省占地，选选双格V型滤池，池池底板用混凝凝土，单格宽宽=3.5m,单格长=14m,（一般规定V型滤池的长长宽比为2：1—4：1，滤池长度度一般不宜小小于11m；滤池池中央气，水水分配槽将滤滤池宽度分成成两半，每一一半的宽度不不宜超过4mm）面积49m²，共4座，每座面面积98m²，总面积3992m²。1.4校核强制滤滤速===13.3m/h,满足v≤17m/h的要求。1.5滤池高度度的确定H=＋＋＋＋＋＋＋=0.8＋0.1＋1.2＋1.4＋0.4＋0.3＋0.1=4..3m式中：——气水室室高度，0.7～0.9m，取0.8mm——滤板厚度m，取取0.1m——滤料层厚度mm，取1.2mm——滤层上水深mm，取1.4mm——进水系统跌差差m，取0.4mm——进水总渠超高高m，取0.3mm——滤板承托层厚厚度m，取0.1mm1.6水封井设计计滤层采用单层层均质滤料，粒粒径0.96～1.35mm，不均匀匀系数为1.2～1.6，均质滤料料清洁滤料层层的水头损失失按下式计算算=180=180××==19.433㎝式中：——水水流通过滤料料层的水头损损失,㎝；——水的运动黏度度,㎝²/s,20℃时为0.01001㎝²/s；g——重力加速度，981㎝²/s；——滤料孔隙率，取0.5；——与滤料体积相相同的球体直直径，㎝，根根据厂家提供供数据，取为0.1㎝——滤层厚度，1120㎝v——滤速，v=110m/h=0.28m/s——滤料颗粒球度度系数，天然然沙粒0.75～0.80，取0.8根据经验，滤速为为8～12m//s时，清洁滤滤料层的水头头损失一般为为30～50㎝，计算算值比经验值值低，取经验验值的底限30㎝位清洁滤滤料层的过滤滤水头损失。正正常过滤时，通通过长柄滤头头的水头损失失≤0.22mm，忽略其他他水头损失，则则每次反冲洗洗后刚开始过过滤时的水头头损失为=00.3+0..22=0..52m,为保证正常常过滤时池内内液面高出滤滤料层，水封封井出水堰顶顶高与滤料层层相同，设水水封井平面尺尺寸2×2m²。堰底板比比滤池底板低低0.3m，水水封井出水堰堰总高为：=0.3+++++=0.3++0.8+00.1+1..2+0.11=2.5mm因为每座滤池过滤滤水量：=vf=10×998=980m³/h=0.27m³/s所以水封井出水堰堰堰上水头由由矩形堰的流流量公式Q=计算得：：===0.176m则反冲洗完毕，清清洁滤料层过过滤时，滤池池液面比滤料料层高0.176+0.552=0.6696m2反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤滤头配水配气气系统,冲洗水采用用冲洗水泵供供应,为适应不同同冲洗阶段对对冲洗水量的的要求,冲洗水泵采采用两用一备备的组合,水泵宜于滤滤池合建,且冲洗水泵泵的安装应符符合泵房的有有关设计规定定。2.1反冲洗用水水流量的计算算反冲洗用水流流量按水洗强强度最大时计计算，单独水水洗时反洗强强度最大为55L/(m².s)=f=5×98=4490L/s=0.449m3/s=17664m3/h参考相似似资料水泵采采用14sh-28型水泵,其性能参数数为:H=122.3～19.3mm,Q=2770～400l/s。V型滤池反冲洗时，表表面扫洗同时时进行，其流流量：=f=0.00188×98=0.18m³/s2.2反冲洗配水水系统的断面面计算配水干管进口流速速应为1.55m/s左右，配水水干管的截面面积=/=0.49/1.55=0.33m²反冲洗配水干管采采用钢管，DN700，流速1.27m/s，反冲洗水水由反冲洗配配水干管输送送至气水分配配渠，由气水水分配渠底两两侧的布水方方孔配水到滤滤池底部布水水区，反冲洗洗水通过布水水方孔的流速速按反冲洗配配水支管的流流速取值，配配水支管流速速为1.0～1.5m/s,取=1.0m/s,则配水支管管的截面积==/=0.49/1.0=0.49m²，此为配水水方孔总面积积，沿渠长方方向两侧各均均匀布置20个配水方孔孔，共计40个，孔中心心间距0.6m，每个孔口口面积：=0.49/400=0.01233m²每个孔口尺寸取00.1×0.1m²。反冲洗水过过孔流速v=0.49/22×20×0.11×0.1==1.2255m/s满足要求。2.3反冲洗用气气量计算采用鼓风机直接充充气，采用两两组,一用一备。反反冲洗用气流流量按气冲强强度最大时的的空气流量计计算，这是气气冲强度为115L/(m².s)=f=15×98==1470L/s=1.47mm3/s2.4配气系统的的断面计算配气干管进口流速速应为5m/s左右，则配配气干管的截截面积===0.294m²²反冲洗配气干管采采用钢管，DN250,流速9.877m/s，反冲洗用用空气由反冲冲洗配气干管管输送至气水水分配渠，尤尤其水分配渠渠两侧的布气气小孔配气到到滤池底部布布水区。布气小孔紧贴贴滤板下缘，间间距与布水方方孔相同共计计40个，反冲洗洗用空气通过过布气小孔的的流速按反冲冲洗配气支管管的流速取值值。反冲洗配气支管流流速为10mm/s左右，配气气支管的截面面积=/=1.47/10=0.147m²0.15mm2每个布气小孔面积积:=/40=0.155/40=00.003775m²，孔口直径径=0.07m，取770mm。每孔配气量:=/40=1.477/40=00.03688m³/s=132.448m³/h2.5气水分配配渠的断面设设计对气水分配渠断面面面积要求的的最不利条件件发生在气水水同时反冲洗洗时，亦即气气水同时反冲冲洗时要求气气水分配渠断断面面积最大大。因此气水水分配渠的断断面设计按气气水同时反冲冲洗的情况设设计。气水同时反冲洗时时反冲洗水的的流量=f=4×98=3392L/s0.39m³/s气水同时反冲洗时时反冲洗空气气的流量=f=15×98==1470LL/s=1.47m³/s气水分配渠的气水水流速均按相相应的配水配配气干管流速速取值，则气气水分配干渠渠的断面积：：=/+/=0.39/1..5+1.447/5=0.26++0.29440.554m23.滤池管渠的布置3.1反冲洗管渠渠（1）气水分配渠气水分配渠起端宽宽取1.2m,高取1.5m，末端宽取取1.2m，高取1.00m，则起端端截面积为11.8m²，末端截面面积1.2m²，两侧沿程程各布置20个配水小孔孔和20个配气小孔孔，孔间距00.6m，共40个配水小孔孔和40个配气小孔孔，气水分配配渠末端所需需最小截面积积为0.554/400=0.0114﹤末端截面积积1.2m²，满足要求求。（2）排水集水槽排水集水槽顶端高高出滤料层顶顶面0.5mm,则排水集水水槽起端槽高高=++++0.5-1.55=0.8+0.1++1.2+00.1+0..5-1.55=1.2m,式中，H1，H22，H3同前，1..5为气水分配配渠起端高度度。排水集水槽末端槽槽高=++++0.5-1.00=0.8++0.1+11.2+0..1+0.55-1.0==1.7m,其中1.0为气水分配配渠末端高度度坡底i=﹥0.02,,符合设计要求。（3）排水集水槽排水能能力校核由矩形断面暗沟（非非满流，n=0.0013）计算公式式校核集水槽槽排水能力。设设集水槽超高高0.3m，则则槽内水位高高=1.2-0.3==0.9m，槽宽=1.0m，湿周X=b++2h=1..0+2××0.9=2.8m水流断面==1..0×0.9=0.9m2水力半径R=/XX=0.9/2.8=0.32m水流速度v====6.80m/s过流能力=v=00.90×6.80=6.12mm³/s实际过水量=+==0.49+0.118=0.67m³/s﹤6.12mm³/s，符合设计要求。3.2.排水渠渠和进水管渠渠（1）排水渠内水深H====1.48m取跌落高差为0..3m,则排水渠高高为1.48+0.3+()=4.88m,取4.9m.（2）进水管渠：4座滤池分成独立的的两组，每组进水总渠过过水流量按强强制过滤流量量设计，流速速要求0.8～1.2m/s,采用1.0mm/s则过滤流量量=86400/2==1800mm3/h=0.55m³/s过水断面，进水总渠宽1..0m，水面面高0.5mm。（3）单池进水孔：每座滤池在进水侧侧壁开三个进进水孔，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，中间间进水孔孔口口设手动调节节闸板，在反反冲洗时不关关闭，供给反反洗表扫用水水。调节闸板板的开启度，使使其在反冲洗洗时的进水量量等于表面扫扫洗用水量，孔孔口面积按孔孔口淹没出流流公式Q=计算，其其总面积按滤滤池强制过滤滤水量计，强制过滤水量孔口两侧水位差取取0.1m，则则孔口总面积积=×=0.558m200.56mm2中间孔面积按表面面扫洗水量设设计：=×=0.56×=00.20m2孔口宽=1.0m,孔口高=0.2m两个侧孔口设阀门门，采用橡胶胶囊充气阀，每每个侧孔面积积=0.18m2孔口宽=0.6mm，孔口高=0.3m（4）宽顶堰：为保证进水稳定性性，进水总渠渠引来的待滤滤水经过宽顶顶堰进入每座座滤池内的配配水渠，在经经配水渠分配配到两侧的V型槽。宽顶顶堰堰宽取==4.5m，宽宽顶堰与进水水总渠平行布布置，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=计算得：====0.15m（5）滤池配水渠：进入每座滤池的待待滤水经过宽宽顶堰溢流至至配水渠，由由配水渠两侧侧的进水孔进进入滤池内的的V型槽，滤池池配水渠宽取取b配水=0.5m，渠渠高为1.00m，渠总长长等于滤池总总宽，则渠长长=7.0m，当当渠内水深==0.5m时，末端流速（进进来的待滤水水由分配渠中中段向渠两侧侧进水孔流去去，每侧流量量/2）==1.0m/s，满足滤池进水管渠渠流速在0.8～1.2m/s的范围内的的要求。（6）配水渠过水能力校校核：配水渠水力半径===0.167m0.17mm配水渠水力坡降==<0.0002渠内水面降落=00.002×7/2=0.0007m因为配水渠最高水水位h=+=0.5+0.0007=0.507m﹤渠高1.0mm,所以配水渠渠的过水能力力满足要求。4.V型槽的设计V型槽槽底射表扫水水出水孔，直直径取0.0025m，间间隔0.155m，每槽共共计93个，则单单侧V型槽表扫水水出水孔总面面积为:=×93=0.0455m2表扫水出水孔低于于排水集水槽槽堰顶0.115m，即V型槽槽底的的高度低于集集水槽堰顶00.15m。据潜孔出流公式QQ=，其中Q应为单个滤滤池的表扫水水流量，则表表面扫洗时V型槽内水位位高出滤池反反冲洗时液面面===0.50m反冲洗时排水水集水槽的堰堰上水头由矩矩形堰的流量量公式Q=求得，其其中b为集水槽长长14m，Q为单格反冲冲洗流量=/2=0.667/2=0.335m3/s所以==0.006mV型槽倾角45°，垂垂直高度1..0m，壁厚0.005m。反冲冲洗时V型槽顶高出出滤池内液面面高度为：H=1.0－0..15－—=1.0－0.15－0.06==0.79m反冲洗时V型槽顶顶高出槽内液液面高度为::H=1.0－0..15－－=1.0—0.15—0.06—0.5=0.29m冲洗水塔容积按一一座滤池冲洗洗水量的1.5倍计算：冲洗水箱底到滤池池配水间的沿沿途及局部损损失之和为：：，配水系统统水头损失为为，滤料层水头头损失：式中：——滤料石石英砂的密度度，=2.665t/m33；——水的密度，=1tt/m3；m00——滤料膨胀前前的空隙率，m0=0.41；H33——滤料层膨胀胀前的厚度，H3=1.2m。安全富余水头：hh4=1.5m，冲冲洗水箱底应应高于洗砂排排水槽面：5.设备选型5.1风机选型根据气气水同时反冲冲洗时反冲洗洗系统对空气气的压力，风风量要求选3台LG50风机。风量量50m3/min，风压49kpa，电机功率60kw，两用一备备，正常工作作鼓风量共计计100m3/min>>1.1=97mm3/min。5.2反冲洗水泵泵选型选用122Sh-288型泵，3台（2用一备），性性能参数：流流量612-9000m3/h，扬程10-14..5m，轴功功率30.3--33.0KKW，电机功率40KW，允许吸上上的真空高度度为4.5mm。4.6消毒和和清水池设计计算参已知设计水量Q==864000m3/d=36000m3/h，本设计消消毒采用液氯氯消毒，预氯氯化最大投加加量为1.5mgg/L，清水池最最大投加量为为1.0mgg/L。计氯清水池加加氯量为二泵站加氯量自行行调节，在此此不做计算，则则总加氯量为为为了保证氯消毒时时的安全和计计量正确，采采用加氯机投投氯，并设校校核氯量的计计量设备。选选用2台ZJ—2转子加氯机机，选用宽高高为：3300mm×370mm，一用一一备.储氯量（按20天天考虑）为：：液氯的储备于4个个1吨氯瓶（H×D=20200mm×800mm）和1个0.5吨氯瓶（H×D=600mmm×1800mmm）。2清水池平面尺寸的的计算（1）清水池的有效容积积清水池的有效容积积，包括调节节容积，消防防贮水量和水水厂自用水的的调节量。清清水池的调节节容积：=kQ=0.1××800000=8000m³³式中：k——经验验系数一般采采用10%-220%；本设计k==10%；Q——设计供水量QQ=80000mm³/d；消防用水量按同时时发生两次火火灾，一次火火灾用水量取取25L/s，连续灭火火时间为2h，则消防容容积：根据本水厂选用的的构筑物特点点，不考虑水水厂自用水储储备。则清水水池总有效容容积为：清水池共设2座，有效水深深取H=4.0mm，则每座清水水池的面积为：=m2取=22×50=11100m2，超高取0..5m，则清清水池净高度度取4.5mm。（2）管道系统1）清水池的进水管：：（设计中取进水管流流速为=0.8m/s）设计中取进水管管管径为DN800mm，进水管管内实际流速速为：1.000/s2）清水池的出水管由于用户的用水量量时时变化，清清水池的出水水管应按出水水量最大流量量设计，设计中取时变化系数=1..5，所以：m³/h=1.55m³/s出水管管径：m（设计中取出水管流流速为=0.8m/s）设计中取出水管管管径为DN11000mm，则流量量最大时出水水管内流速为为：0.79m/s3）清水池的溢流管溢流管的管径与进进水管相同，取取为DN800mm。在在溢流管管端端设喇叭口，管管上不设阀门门。出口设置置网罩，防止止虫类进入池池内。4）清水池的排水管清水池内的水在检检修时需要放放空，需要设设排水管。排排水管径按2h内将水放空空计算。排水水管流速按11.2m/s估计，则排排水管的管径径为：设计中取排水管径径为DN800mm（3）、清水池的布置1）导流墙在清水池内设置导导流墙，以防防止池内出现现死角，保证证氯与水的接接触时间30min。每座清水水池内导流墙墙设置3条，间距为为15m将清水池池分成4格。导流墙墙底部每隔55m设0.1m×0.1m的过过水方孔。检修孔在清水池的顶部设设圆形检修孔孔2个，直径为为1000mmm。通气管为了使清水池内空空气流通，保保证水质新鲜鲜，在清水池池顶部设通气气孔，通气孔孔共设4个通气管，通通气管管径为为200mmm其伸出地面高高度高低错落落，便于空气气流通覆土厚度取覆土厚度为0..7m。5）清水池剖面示意图图图4-44.7泵房设设计4.7.1一泵泵房的设计1.一泵房吸水间设计计水厂地面标高500.5m，河流洪水位位标高为255.00米，枯水位标标高为12..6米，本设计一泵泵站吸水井底底标高为10.65米，进水管标高高为12.00米，一泵站吸水水井底标高为为24.5米，宽为6m，长度20m，分为两格格。2.一泵房设计水泵选择：一泵房中水泵型号号选择：3用2备，选用144SA-100B，水泵参数数为：流量3350L/ss,扬程为44mm，轴功率为179.772KW，电机功率率为220KW，效率84%，一泵房底标高为440.5米，圆形钢筋混混凝土尺寸为为：R=12m，H=6.2mm。吸水井的设计地面标高50.55m，清水池池有效深度为为4m，吸水井的低于于清水池地面面1.5m，吸水井标高高为45m，宽为6m，长度15m，分为两格格。4.7.3二泵房房的设计1.水泵选择二泵房中泵型号的的选择：4用2备，查给《排水设计计手11册－常用设设备》选泵。选用14Sh-9B型型，水泵的参参数如下：型号流量（）扬程(m)转数(r/minn)功率（KW)配电动机功率(KKW)效率（％）真空度（m）14Sh-9B828591470178260753.510605218580122447.520685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。2、水泵吸水管路吸水管路长10mm，Q=36000/4=900m3/h，管径DN=500mm，v1=1.27，1000ii=4.3。吸水管路局部水头头损失计算资资料见表4：表4吸水管路局部水头头损失计算表表名称喇叭口90°弯管闸阀渐缩阀水泵进口DN/mm700500500500-350350数量11111局部阻力系数0.30.80.060.21.0流速/m/s1.271.271.272.602.60水泵吸水管的水头头损失：泵房所在室外地坪坪为50.55m，二泵房室室内地面低于于地面3m.。二泵房为为半地下式泵泵房。3、泵房高度选用LH5t电动葫双双梁乔式起重重机，泵房地地面上高度为为：式中，a2为行车车梁高度，mm；c2为行车梁底底至其重钩中中心的距离，a2+c22=14000mm；d为起重机钩钩的垂直高度度，电机宽11120mmm；e为最大机组组的高度，8810mm；；h为吊起物底底部与泵房进进口平台的距距离，2000mm；n为100mmm..泵房高度地面下高高度为H’=1.2m,则泵房高度度为：第5章水厂高程布置计算算构筑物高程布置与与厂区地形，地地质条件及所所采用的构筑筑物形成有关关，而水厂应应避免反应沉沉淀池在地面面上架空太高高，本设计采采用清水池的的最高水位与与地面标高相相同。本设计计规定清水池池的最