机械搅拌澄清池、V型滤池设计计算

第一篇净水厂设计说明书

第一章总论

第一节设计任务及要求

一.设计目的

通过本次净水厂的设计，培养和锻炼应用理论知识解决工程实际问题的能力。

二.设计内容

〔一）确定净水厂的位置。净水厂水处理工艺流程及净水构筑物（或设备）的类型和数量。

要求作出最少两套方案，进行技术经济比拟，推出最正确方案。

（二）进行净水厂构筑物及设备的工艺设计计算，并在计算书上绘制净水工艺有关的一系

列草图。

（三）进行水厂各构筑物，建筑物及各种管渠等总体布置。

三.设计成果

（一）设计说明书与计算书各一份。

（二）设计图纸4-6张包括：

1.净水厂平面布置图（1:100—1:500）o

2,净水厂工艺流程高程布置图（纵向1:50—1:100；横向1:100—1:200）。

3.滤池或其它净水构筑物的工艺构造图（平面及剖面1:50—1:100）。

四.设计说明书与计算书的要求

应说明水厂净水工艺过程，以及选择净水构筑物形式的简单理由，尤其对水厂的总平

面布置和高程系统及设计中的独到之处作深入的阐述。

应详细地计算出水厂的药剂投配设备，混合池，反响池，沉淀池，澄清池，过滤池及

清水池的全部主要尺寸。应用消毒等选用设备的选用理由及主要规格参数进行简要说明。

在计算中，应列出所应用的全部计算公式。同时应对所取的计算数据的选择加以说明并注

明其资料来源。所计算的构筑物及设备，皆应绘出相应的计算草图。

根据水厂规模，列出水厂人员编制数目，初拟水厂附属建筑物的占地面积等。其它：

1.设计在指导教师指导下应由每个学生独立完成。

2.对设计内容及质量的要求。设计要点与步骤以及设计参考资料等参见城市净水厂毕业设

计指示书。

第二节设计资料

一.设计题目

R市净水厂设计

二.根本资料

（一）设计水量

Q=5.2x（1+5%）万=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水厂的自用水量5%-10%,这里取5%）

（二）水源水质资料

表

项目数量项目数量

浊度300—80()度总硬度（以CaCO3计）200毫克/升

色度10度氯化钠21毫克/升

PH6.5—73硝酸盐（以氮计）10亳克/升

细菌总数12000个/亳升铁0.1亳克/升

大肠杆菌8500个，升溶解性固体500膏克/升

臭和味略有耗氧量9.68亳克/升

（三）对水质的根本要求（生活饮用水水质标准）

1.无漂浮物，无令人作呕的不愉快的臭和味；

2.水的酸碱度到达pH=6.5—8.5；

3.色度不超过】5度，并不得呈现出其他异色；

4.浑浊度不超过1度，特殊情况下不超过5度；

5.总硬度（以CaCCh计）为450mg/L;

6.氯化物250mg/L,溶解性总固体为10（）（）mg/L;

7.耗氧量（以02计）为3mg/L,特殊情况下不超过5mg/L;

8.细菌总数100CFU/mL;

9.总大肠杆菌在每100mL中不得检出。

（四）厂区地形平坦

（五）当地气象资料：

气温（月平均）：最高30℃最低-6C主导风向：西北

（六）土壤冰冻深度：地面下0.8米。

（七）厂区地下水位标高：-5米（水厂相对地面标高定为0.（）0米）。

（A）水源取水口位于城市西北方向5公里。

第二章总体设计

第一节处理流程确实定

水处理的任务主要是去除水中悬浮物、胶体、病毒、细菌及异臭、异味。属于水的净

化和水的消毒处理。水的净化主要采用自然沉淀、混凝沉淀（澄清）、浮升、过滤.、吸附技

术，水的消毒主要采用化学消毒法和物理消毒法。

根据水源水质资料可知，浊度、细菌总数、大肠杆菌、臭和味、耗氧量不符合《生活

饮用水卫生标准》（GB5749-85）。而其他指标均处于正常范围内。所以净水厂设计的处理

工艺可采用一般的水源净水工艺流程。

一.具体流程

1混凝剂1消毒剂

原水一混凝沉淀或澄清一过滤-消毒一饮用水

二.工艺流程

方案I；

1PAC1二氧化氯

原水一一泵房一机械搅拌澄清池-V型滤池-清水池一二级泵站一用户

方案II：

1PAC1二氧化氯

原水一一泵房一机械絮屣池一平流沉淀池一普通快滤池-清水池T二泵站一用户

第二节处理构筑物及设备形式的选择

厂址的选择

从厂址的选择来看，有两套方案：

〔一）将水厂设置在取水构筑物附近

优点：1.水厂和取水构筑物可集中管理

2.节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和

滤池冲洗水排除；

缺点：1.离城市管网较远，用管道输水会增加输水工程造价，且输水管道需按最高日最

高时水量确定管径，所受压力较大，从而提高了管道的造价。

2.需在主要配水区增设配水厂，净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送至

城市管网，增加了给水系统的设施和管理工作。

（二）将水厂设在城市管网附近

优点：无需增设配水厂，且从水厂到主要用水区的管道口径要减小，管道承压要小，

节省了一些输水管道费用。

缺点：1.增加了水厂的自用水输送费用

2.不便于反冲洗水的排放。

根据以上比照，由于给水厂与人们的生活密切相关，为了方便管理，需要随时监控，并

无须增设配水厂，降低造价，应选择厂址设在城市管网附近。

水冲洗强度低，冲洗水耗省：采用砂滤料，材料易得，价格廉价。但是配套设备多，土建

较复杂。

'》案n采用普通快滤池：它造价低，有成熟的运转经验；采用砂滤料，材料易得，价

格廉价；不需要大量阀门设备；采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大；池深较浅；

可采用降速过滤，水质较好。但是，阀门多，必须设有全套冲洗设备。

6.消毒方法

常用消毒剂优缺点分析：

①液氯：

优点：本钱低，设备简单，操作方便，消毒效果稳定，余氯保持时间长。

缺点：当加氯量大时，可能导致水味不好。有机物含量较多时，采用液氯将导致

许多有机氯化物的产生，被疑心对人体的健康有害。

②漂白粉：

优点：适用于液氯供给不方便的地方，价格低，设备简单。

缺点：含氯量低，用量大，制备容积大，操作麻烦。

③氯胺：

优点：能延长管网中剩余氯的持续时.间，能减轻由于加氯而产生的不良水味。

缺点：氯胺消毒过程速度慢，要求接触时间长，需增加加氨设备。

④二氧化氯：

优点：不会生成有机氯化物；较自由氯的杀菌效果好；具有强烈的氧化作用，可除臭、

去色、氧化镒、铁等物质；投加量少，接触时间短，余氯保持时间长。

缺点：本钱高；一般需现场随时制取；制取设备较复杂；需控制氯酸盐和亚氯酸盐

等副产物。

本设计两方案均选用二氧化氯消毒。因为二氧化氯比其它消毒方式的杀菌效果好，余氯保

持的时间长，可直接采用电解法二氧化氯消毒，利用新型复合二氧化氯发生器，只需加盐,

其余工作过程全部自动控制。

三.结论

通过以上对各水处埋构筑物的比拟，方案I所选用的水处埋构筑物无论从经济因素，

长远利益或是运行效果，总的来说都较方案n具有优势，故本设计选用方案I。

注：方案I中各构筑物的设计详见设计计算书。

第三章混凝沉淀

第一节药剂投配设备

一.药剂投配的流程

药剂投配流程图

二.混凝剂

本设计采用PAC

加药量：30mg/L

每日配置次数：3次

采用重力投加方式

三.溶解池、溶液池

溶液池形状采用矩形，采用两个池子，交替使用。每个容积W尸2.42n?,尺寸为:

长x宽x高=lmxlmx().9m,其中包括超高0.2m,采用压缩空气搅拌。底部设置排空管,

采用钢筋混凝土池体。

溶解池形状采用矩形，采用1个池子，容积为0.7m3,尺寸为：长x宽x高

=1.4mxl.5mx1.2m,其中包括超高0.2m,采用压缩空气搅拌。底部设置排渣管，池体

采用钢筋混凝土池体，内壁进行防腐处理，涂衬环氧玻璃钢。

第二节混合设备

本设计采用水泵混合，药剂加在泵前吸水井喇叭口处，采用重力投加方式，泉站中叶轮

可将PAC与原水充分搅拌混合，故无需再另外加设混合设备。

第三节反响设备

方案II采用机械搅拌絮凝池

一.设计数据

设计进水量:Q=54600mVd=2275m3/h=0.632m3/s

絮凝池个数：n=2个

池内平均水深：Hi=2.0m,超高取0.3m

絮凝时间：t=20min

廊道内流速采用6档，即

vi=0.5m/s；V2=0.4m/s；V3=0.35m/s；V4=0.3m/s；V5=0.25m/s；V6=0.2m/s；

设计计算

（一）总容积：co=957m3

（二）单池平面面积:f=281.5加2

（三）池长、宽：9.0x9.0m

（四）GT值计算:水温t=20。。

GT=40800（在IO,〜I（）5之间）

第四节沉淀设备的设计

方案n采用平流沉淀池

一.设计参数

（一）设计水量：Q=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s设2座，每座Q=O.316m3/s

（二）水平流速：v=1Omm/s

二.设计计算

［一）池长：L=54m

（二）池宽：B=9m

（三）池深:H=3.8m（其中超高0.3m）

第五节澄清设备的设计

方案I采用机械搅拌澄清池：它处理效率高，单位面积产水量大，适应性较强，处

理效果稳定，并且采用机械刮泥设备，对较高浊度水处理也具有一定的适应性。但是机

械搅拌澄清池需要机械搅拌设备，并且维修较麻烦。

一.设计参数

〔一）澄清池的设计流量Q=0.632m3/s（包括自耗水量），该设计中采用2座澄清池，那么单

座池设计流量为Qf=2/2=0.316//s=1137.5/

（二）污泥回流量按4倍设计流量计：

第二反响室的提升流量Q"=（3〜5）Q'=5x0.316=1.58>/5

［三）水的总停留时间T=（L2~1.5）h,取T=1.5h

（四）第二反响室及导流室内流〃।=（40~70）mm/s取5Gmm/s

㈤第二反响室水的停留时间t】=（0.5〜1.0）min=lmin=60s

（六）别离室上升流速〃，=（0.8-1.1）mm/s=1mm/s

设计计算

（一）第二反响室内径Di=6.4m,外径6.9m,第二反响室高度Hi=3m（二）导流室导流筒

直径D2=9.4m,导流室外径9.6m

（三）澄清池直径D直2.24m

（四）池超高Ho=O.3m,池直壁高H4=2.3m,池圆台高度H5=4.1m,池子圆台斜边倾角为

45°,圆台底直径DT=14.04m

（五）球冠高H6=1.05m,球冠半球R球=23.99m

（六）池总高H=7.75m

［七）配水槽直角边长Bi=0.83m,出水孔直径d=O.lm,出水孔数n=90个

（A）第一反响室底板厚为0.15m,上端直径D3=8.86m,高度H7=3.25m,伞形板延长线交

点处直径D4=14.7m,伞形板下端圆柱直径D5=14.07m,下檐圆柱体高度H8=（）.63m,

伞形板距池底高度Ho=O.015m,锥部高度H9=2.305m

（九）容积计算

1.第一反响室容积：V尸424.220?

2.第二反响室容积：5=235.411/

3

3.别离室容积：V3=1314.44m

4.池各室停留时间为：第二反响室：Ti=9.81min,

第一反响室：T2=17.66min,

别离室：T?=54.74min

第一反响室和第二反响室停留时间之和为981+17.66=2747min（20〜30min）

第四章过滤

第一节方案I的V型滤池

本设计采用4座滤池，每池分2格

一.设计数据

（一）采用两座滤池，每座处理水量为：

Q=0.316m3/s

［二）设计滤速：8m/h

（三）冲洗强度:q=14L/（s-m2）；

（四）冲洗膨胀度：50%；

（五）冲洗时间:6min；

（六）滤池工作24小时，冲洗周期12小时

（七）采用单层滤料：石英砂：0.4m。

二.设计计算

（一）滤池实际工作时间：T=24-0.1=23.9h

（二）每个滤实际总面积：86.9nr

（三）单格面积:37.4m2

（四）单格有效尺寸采用LxB=l1x3.4,实际单格面积为374常。

（五）滤池高度:4.7m

第二节方案II的普通快滤池

本设计采用2座普通快滤池。

一.设计数据

每座滤池的设计水量为：Q=27300m3/d

正常滤速：v=1Om/s

反冲洗强度：q=14L/（s-m2）

滤料：单层滤料，石英砂0.7m

二.设计计算

［一）池总尺寸

每座灌池的面积115m2

对称双行排列，每排3格，每格面积19.20?

灌池总高度：H=3.15m

滤池尺寸：L=5.5m,B=3.5m

（二）滤速

实际滤速：v=12m/h

〔三）进水系统

进水管径：D=600mm

（四）排水系统

排水管管径为：D=600mm

（五）放空管系统

放空管管径为：D=300mm

第五章消毒

本设计采用滤后二氧叱氯消毒，这种消毒方式不会生成有机氯化物；较自由氯的杀

菌效果好；具有强烈的氧叱作用，可除臭、去色、氧化锌、铁等物质；投加量少，接触

时间短，余氯保持时间长。但是本钱高；一般需现场随时制取；制取设备较复杂；需控

制氯酸盐和亚氯酸盐等副产物。

一・投药量

为了保证平安，产气量为2mg/L,那么每小时总产气量Q=4.55kg/h

耗盐量及储盐量

耗盐量G=4258.8kg/月，食盐储量按1个月设计，每袋固体食盐为50kg,共

约86袋

三.设备选型

选择3台YLD—3000型号的二氧化氯发生器，2用1备，主机外形尺

为1200x950x1000,整流电源外形尺寸800x800x1200（单位：mm）

第六章其他设计

第一节清水池

清水池的总调节容量按水厂产水量的15%〜20%估计，这里取15%o采用矩形钢筋混凝

土清水池2座，那么W=15%x54600/2=4095m3,考虑到消防水量，取清水池的容积ROOn?,

采用矩形钢筋混凝土标准图。每座尺寸LxB=32x32m,H=4.3m,有效水深为4m,超高().3m。

清水池进水管直径为D=700mm,材质为球墨铸铁管管。

第二节二泵站

泵房面积144m-尺寸为：Lx3=6/〃x24〃？

第七章水厂总体布置

一.设计原那么

（一）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，并以原水

水质最不利情况进行校核。

［二）水厂应按近期设计，考虑远期开展。

（三）水厂设计应考虑各构筑物或设备进行检修，清洗及停止工作时仍满足用水要求。

（四）设计中必须遵守设计标准的规定。

二.平面布置

水厂的根本组成分两局部：

（一）生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵房、加药间等。

（二）辅助建筑物，其中又分为生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种，前者包括化验室、

修理部门、仓库、车库及值班宿舍等，后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍。

1.布置内容

各构筑物和建筑物的平面定位，各种输水管道、阀门布置，排水管道（明渠）及窖井的

布置，各种管道交叉的布置，供电线路位置，道路绿化、围墙及辅助构筑物布置等。

2.布置原那么：（1）按功能分区，配置得当。

（2）功能明确，布置紧凑。

（3）顺序排列，流程简捷。

（4）充分利用地形

（5）力求重力排泥，防止加压提升。

（6）留有适当余地，考虑扩建的和施工的可能。

（7）建筑物布置应注意朝向和风向。

3.水厂其他辅助建筑面积一览表及人员配置:

表水厂其他辅助建筑面积一览表及人员配置

附属建筑面积（nr）人员配置（人）

办公楼216(12x18)15

化验室108(9x12)6

机修间162(9x18)8

车库108(9x12)1

仓库162(9x18)1

食堂108(9x12)5

传达室27(4.5x6)2

浴室、锅炉房9016x9+6x6)2

电修间36(3x12)4

堆场90(6x15)1

职工宿舍108(9x12)2

附属建筑面积（m2）人员配置（人）

总计118847

注：办公楼包括生产管理用房和行政办公用房，其中生产管理用房包括技术室1人，技

术资料室1人，劳开工资室2人，财务室2人，会议室1人，调度室2人；另外行政办公

用房包括办公室2人（厂长1人，副厂长1人），打字室2人，资料室1人，接待室1人。

总计办公楼15人。

三.水厂高程布置

本设计中厂区平坦，布置时充分利用重力流。原水只经一次提升就可以通过各构筑物,

中间不需要再设加压提升装置。沉淀（澄清）池的排泥和放空，滤池的冲洗水的排除均靠

重力进行，且水厂的填挖量趋于平衡。

处理构筑物的水头损失及构筑物间的沿程损失按《净水厂设计知识》中所提供的估算

数据进行估算。

各项水头损失确定后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程布置与厂区地形、地质

条件及采用的构筑物形式有关。当地形有自然坡降时，有利于高程布置，当地形平坦时，

高程布置中既要防止清水池埋入地下太深，乂要防止絮凝池，沉淀池或滤池在地上抬高而

造价增大，尤其在当地地质条件差，地下水位高时。

第二篇净水厂设计计算书

第一章方案I的设计计算

第一节混凝

一.计算数据

（一）计算水量

Q=5.2x（I+5%）万二54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水厂的自用水量5%-10%,这里取5%）

（二）药剂种类：聚合氯化铝（PAC）

（三）加药量：2（）mg/L

（四）每日和药次数n=3次，每班1次

［五）药液浓度b=15%（按固体质量计，范围5%~15%）

（六）储药量：半月用量

二.工艺流程

图工艺流程图

三.设计计算

（一）溶液池

容和卬一

“0x24x100_“Q20x2275=2.42（加3）

，'•1Z?nx100x100417/?/?417x15x3

式中：Q一处理水量，m3/h

u—混凝剂最大投加量，20mg/L

c—溶液浓度，百分值5—15,取15

n—每日调制次数，取3

溶液池设置两个,以便交替使用，保证连续投药。

单池容积Wi为2.42m3

有效高度采用1.0m,超高0.2m

溶液池的形状采用矩形，尺寸：长X宽X高=2mxl.5mxi.2m,底坡取0.03,底部应设

置排空管，采用钢筋混凝土池体

(二)溶解池

容积：卬2=(°2〜0.3)叱=0.3x2.42=0.726(相')之0.7。/)

溶解池采用一个池子，它的容积为0.7〃/

有效高度采用0.7m,超高0.2m

溶解池形状采用矩形，尺寸为：长x宽x高=lmxlmx0.9m

溶解池的放水时间采用t=10min,那么放水流量：区=0-7xl000=[

60/60x10

查水力计算表得放水管管径do=80mm时，相应流速vo=O.63m/s。

底坡取().03,池底部设管径为l()0mm的排渣管一根，排渣管采用塑料管。溶解池设

置在地平面以下，池顶高于地面0.2m,采用钢筋混凝土池体，内壁进行防腐处理，

涂衬环氧玻璃钢。

(三)压缩空气搅拌调制药液的计算

1.需用空气量Q溶液池空气供给强度：4L/(s-m2)

溶解池空气供给强度：8L/(s-m2)

溶液池需用空气量:Qi=nFq=1x(2x1.5)x4=12L/s

溶解池需用空气量：Q?=nFq=1x(1x1)x8=8L/s

式中：n—药池个数，一般应设两个；

F—药池平面面积，nR

q—空气供给强度，L/(s.m2)

总需空气量Q,=QI+Q2=12+8=20(L/s)=1.2(m3/min)

2.选配空压机机组：

选择两台同样型号的空压机，一用一备

表

冷却方式

排气量排气压力轴功率外形尺寸(mm)电动机

型号耗水

m5/minMPakW

m3/h长宽高型号功率kW

风冷

VF-2.8/72.80.717173712001317Y200Lr618.5

(四)投药管

投药管流量(设两个投药管)

连接每台计量泵的投药流量为qz=0.056L/s=201.6L/h,加药管采用塑料管，取投药管管

径d=15mm,相应的流速为0.25m/s

(五)流量计

采用三台转子流量计，两用一备

选用BQ型转子流量计，其可计量的范围().5~35()L/h,那么201.6L/h可通过其计量。

(六)加药间及药剂库的布置

药剂库考虑存15d的混凝剂用量，按固体含PAC为95%计

Qx〃____5_4600x0.8x20

每日投加混凝剂量二=12

1000x1000x0.951000x1000x0.95

PAC采用桶装，每桶重40kg,桶直径D=0.4m,高0.5m

需桶数为L2xl000xl5=4so只

40

库中堆高为三桶，每桶占地面积为0.12571!?

总占地面积为0.1257x150=18.86m2

考虑通道系数30%,药剂库面积为18.86x1.3=24.5217?,取为30m2。

加药间面积为30m2,药剂库面积为30m2,

加药间和药剂库合建，考虑扩建，其尺寸定为LxB=10x6=60m2

(七)耐酸泵

在溶解池和溶液池之间加设一台耐酸泵

选用两台IH50-32-125耐酸泵，其中一台备用，耐酸泵的用途是将已溶解的PAC打入溶液

池中。该耐酸泵的流量为4.17L/S,扬程为18m,转速为2900r/min,轴功率为1.5kW。

［八)进水管

水厂进水管为两条，每条管道的流量为316L/S,选用铸铁管，管径为D=700mm,其相

应流速为v=0.824m/s,1000=1.22。

(九)吸水井

本设计设一个吸水井，采用吸水井与泵房合建的方式，那么吸水井的容积为54m•二

采用矩形钢筋混凝土结构，其尺寸为LxB=9x6nF,那么水在吸水井中停留时间约为

1min。

(十)混合方式

本设计采用泵站混合，药剂加在泵前吸水井喇叭口处，采用重力投加方式，泵站中

叶轮可将PAC与原水充分搅拌混合，故无需再另外加设混合设备。

第二节机械搅拌澄清池

澄清池的设计流量Q=0.632m%(包括自耗水量)，设计中采用2座澄清池，那么单座池

设计流量为Q'=G/2=0.316m3/5=1137.5m3//z

—.条件

I.污泥回流量按4倍设L流量计；

第二反响室的提升流量Q"=(3~5)Q'=5x0.316=L5R向Is

2.水的总停留时间T=(1.2~1.5)h,取T=1.5h

3.第二反响室及导流室内流〃尸(40〜70)取5()，7〃%/s

4.第二反响室水的停留时间ti=(0.5~1.0)min取lmin=60s

5.别离室上升流速〃2=(0.8~1.1)〃Wz/s=ltwn/s

-第二反响室

1.第二反响室截面积

式中：。〃一第二反响室计算流量

U1一第二反响室及导流室内流速(m/s),取0.05m/s

2.第二反响室内径

式中：Ai—第二反响室中导流板截面积，内设12块导流板，为0.035m2

那么鼻=/><(31.70.。至=6.35，心64〃

第二反响室壁厚d=0.25m,那么

第二反响室外径D；=D,+2伪=6.4+().25x2=6.9(m)

3.第二反响室高度

式中：ti—第二反响室内停留时间,0.5-1.Omin,取为60s

三.导流室

2

导流板截面积A2=A1=0.035m,导流室面积w]=w2=31.6m

导流室内径：

取导流室壁厚&=0.1m,那么导流室外径，=2+2。=9.4+2x().1=9.6〃?

第二反响室出水窗高度：H,二1%-D；=9.4-6.9=]25”

22

导流室出口流速：U6=0.06m/s(取值范围40〜70mm/s)

出口面积：4=="8=26.332

%0.06

田口截面宽：/=/=­2：2633_103加

3乃（Q?+A）^rx（9.4+6.9）

出口垂直高度：H\=V2H3=1.414X1.03=1.46/H

四.别离室

设别离室上升流速U2=0.001m/s（范围0.8〜l.lmm/s）,那么

别离室面积：g=—=0=316/n2

u20.001

泡子总面积：==316+-x9.62=388.38,«2

3424

八年J14x388.38小〜

氾子直径：。=』——=J------------=22.24机

五.池深

取水在池中的停留时间T=90min=1.5h

那么池有效容积：V'=3600QT=3600x0.316xl.5=1706.4〃/

考虑增加4%的结构容积，那么池计算总容积V=口(1+0.04)=1706.4x1.04=1774.66〃广

取池超高:Ho=O.3m,设池直壁高:H4=2.3m,

泡直壁局部容积：W=-D-H=-X22.242x2.3=893.49/H3

]444

取池圆台高度：H5=4.1m,池圆台斜边倾角45。

那么圆台底直径：DT=D-2H5=22.24—2X4.1=14.04〃？

本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6=1.05m,故

圆台容积”普]如第十(即

球冠半径：6二犷+4”；J4.042+4xl.05、23.99，〃

‘米8Hs8x1.05

球冠体积：叱=加：R球一牛)=;rxl.052x(23.99-竽)=81.88〃/

泡实际有效容积：V=Wi+W2+W3=893.49+1077.66+81.88=2053.03m3

实际总停留时间：7=197407X15=1.74/7

1706.4

泡总高度：〃="°++”6=03+2.3+4.1+1.05=7.75加

六.配水三角槽

进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速U3=0.5m/s(0.5-1.0m/s),那么

三角槽的直角边长e=、/巫=JL1OX°316=0.83阳

三角槽采用孔口出流，孔口流速同U3,那么

UL10Q'1.10x0.316c/cc2

出水孔总面积———=----------=0.6952〃厂，

的0.5

采用孔口d=0.1m,出水孔数n=»”率=88.5。86个，为施工方便，采取沿三角槽每4。

乃XOT

设置一孔，共90孔。孔口实际流速：

七.第一反响室

第二反响室底板厚：演取为0.15m,那么

第一反响室上端直径：A=。：+24+22=6.9+2x0.83+2x0.15=8.86〃？

第一反响室高度：H1=H4+H5-H1=2.3+4.1-3.0-0.15=3.25m

伞形板延长线与池壁交点处直径

取泥渣回流缝流速U4=0.15m/s,泥渣回流量Q.=4Q',那么

DQ..14x0.316

泥渣回流缝宽度:=0.182m

-^D4U4~乃x14.7x0.15

设裙板厚：84=0.06m

伞形板下端圆柱直径：

按等腰三角形计算：

伞形板下檐圆柱体高度“8=2—2=14.7-14.07=0.63m,

伞形板离池底高度出。=乌二2L=14.07-14.04=00]5m

22

伞形板锥部高度“9="7一”X-储。一%=3.25-0.63-0.015-0.3=2.305m

八.容积计算

第一反响室容积：

第二反响室容积：

别离室容积：

那么实际各室容积比为：

第二反响室:第一反响室捌离室=235.41:424.22:1314.44=1:1.8:5.58

泡各室停留时间为：第二反响室7；=235.41x60=981m山,

1440

第一反响室弓=2.897；=1.8x9.81=17.66min,

别离室7；=5.587；=5.58x9.81=54.74min

第一反响室和第二反响室停留时间之和为：9.81+17.66=27.47min(20-30min)

九.进水系统

选用球墨铸铁管

进水管D=800mm,V6=0.824m/s

出水管D=800mm,V6=0.824m/s

十.集水系统

本池因池径较大，采用辐射式集水槽和环形集水槽集水。设计时辐射槽、环形槽、总

出水槽之间按水平连接考虑，还以2Q进行校核，决定槽断面尺寸。如图：

图集水槽草图

1-辐射集水槽；2-环形集水槽；3-淹没出流；4-自由出流

[一)辐射集水槽

全池共设12根

槽内流量：

设辐射槽宽:bi=0.25m,槽内水流流速V5i=0.4rn/s,槽底坡降il=O.lm,

卫j).263〃z

槽内终点水深〃2=

0.25x0.4

“〃、22

槽内起点水深九+他——)——ll

33

=0.301m

L3：川皿

式中槽临界水深为

9.81x0.252

按2qi校核，取槽内水流流速咤=0.6〃?/$

设计取槽内起点水深为（）.3m,槽内终点水深为0.4m,孔口出流孔口前水位0.05m,

孔口出流跌落0.07m,槽超高0.20m,如图

图辐射集水槽草图

槽起点断面高为0.30+0.07+0.05+0.20=0.62m

槽终点断面高为0.40+0.07+0.05+0.20=0.72m

（二）环形集水槽：

取V52=0.6m/s,槽宽b2=0.5m,考虑施工方便，槽底取为平底，即il=0,那么

().158

槽内终点水深〃4=3=0.53/〃

讨20.6x().5

槽临界水深为=修=德凄。2"

槽内起点水深〃3=｛答+力；+853?=0.57m

流量增加一倍时，设槽内流速V52』0.8m/s

设计取用环形槽内水深为0.75m,槽超高定为0.3m,那么槽断面高为

0.75+0.07+0.05+0.3=1.17m

（三）总出水槽

设计流量为Q'=0.316m3/s,槽宽b3=0.7m,总出水槽按矩形渠道算

槽内水流流速看3，槽底坡降il=0.20m,槽长为5.3m。

槽内终点水深"黑皿如，?

槽内起点水深％=A6-z7+0.00079x5.3=0.564-0.2+0.0(X187=0.368/z?

按设计流量增加一倍时Q=0.632m3/s,b=0.7,Vf3'=0.9m/s。

槽内终点水深叫=/乎=1.003m

/3%x0.7

n=0.013,A==0.702w2

匕0.9

槽内起点水深%=%-U+0.00079X5.3=1.003-0.2+0.004187=0.807w

所以设计取用水槽内起点水深为0.9m,槽内终点水深1.1m,槽超高为0.3m

按设计流量计算得从辐射起点至总出水槽终点的水面坡降为

设计流量增加一倍时，从辐射起点至总出水槽终点的水面坡降为

［四）孔口出流

本池辐射集水槽集水方式，采用孔口集水：

取孔口前水位高0.05m,流量系数n=0.62,那么

0.0263

孔口面积：/=/==/=0.0428,??2

向2gh0.62x72x9.81x0.05

在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋DN25塑料管作集水孔，如安装斜板［管）

时，可将塑料管剔除，那么集水孔径改为D=32mm

每侧孔口数目：n=±=2x0.04283.60个

初>23.14x0.0252

安装斜板（管）后流量为2qi,那么孔口面积增加一倍为0.0856m2

每侧孔口数目〃==53.2个

3.14x0.0322

采用每侧孔口数为50（包括环形集水槽1/2长度单侧开孔数目）。

卜一・排泥及排水计算

（一）污泥浓缩室

总容积根据经验按池总容积的1%考虑

V1o7R

分设三斗，每斗匕.=当=皇=6.26〃/

设污泥斗上口尺寸为3.5x3.0m,下部尺寸为0.5x0.5m。设计污泥斗上缘距圆台体顶

2?94

面为1.2m,那么用=/?一1.2=^^-1.2=9.92机

污泥斗上底面积

下底面积S>=0.5x0.5=0.25m2

污泥斗容积%.=-x（l0.329+0.25+V10.329x0,25）=12.19/n3

3

三斗容积：V4=36.57m

污泥斗总容积为池容的理又-=1.95%

1878.07

（二）排泥周期

本池在重力排泥时进水悬浮物含量Si一般SOOOmg/L,出水悬浮物含量一般W5mg/L,

污泥含水率P=98%,浓缩污泥密度P=1.02〃/

S1-S4与To关系值见二表：

表

S1-S490190290390490590690790890995

To437.2207.1135.7100.980.366.757.049.844.239.5

排泥历时:

设污泥斗排泥管为DN100,其断面为：@。1=里｝=0.00785"/

电磁排泥阀适用水压h<0.04MPa

取2=0.03,管长/=5帆

局部阻力系数：

进口《="0.5=0.5,丁字管&="0.1=0.1

出口《=1/1=1,45。弯头。="0.4=0.4

闸阀<=0.15+4.3=4.45（闸阀,截止阀各一个）回=6.45

]]

流量系数:〃==0.33

"2,0.03x5..

1+-------+6z.45

0.1

排泥流量小=叩也前=0.33x3.14x72x9.81x4=0.0229〃产/§

排泥历时：（）=卫也=532.3卜=8.9min

°0.0229

（三）放空时间计算

设池底中心排空管直径DN25O,002="°：=0049〃2

本池开始放空时水头为池运行水位至池底管中心高差H2',

图放空管计算示意图

取4=0.03,管长/=15用

局部阻力系数。

进口《二lx0.5=0.5,=1x1=1

闸阀=0.2x2=04,丁字管0=1x0.1=0.1,浣=2.0

流量系数：［1===0.46

0.03x15r

i+1+Zg1t+--------+2

0.25

瞬时排水量4=〃①£2gH；=0.46x0.049x72x9.81x8.2=0.286m3/5

放空时间：

D22.24

式中：K、==3884.03

演板0.46x0.252x72x9.81

a=45°,ctga=\,DT=12.2

=13940.6s=3.87h

十二.机械设备计算

1.主要设计数据：

叶轮外径为池径的0.15〜0.2倍，叶轮提升水头H提=0.05m

叶轮周边线速度112=0.5〜1.5m/s

叶轮计算系数K=3

搅拌叶片高度均为第一反响室高度的1/3

搅拌叶片数位6〜10片

2.计算

(1)提升叶轮设计计算

叶轮的外径(取叶轮外径为池径的0.15)

取叶轮直径4=40〃

叶轮直径为池外径的4.0/23.8=0.17倍。

叶轮转数为…鬻二

叶轮宽度为：一步火&'XU、(5x034)=296.37〃〃〃

KndJ3x7.17x4-

设计取叶轮宽度为300mm.

叶轮提升消耗功率：

N二发提九「010x(5x0.34)x0.05n《Okw

1-10277-102x().6

Y：泥渣水容量，一般采用lOlOkg/m3

n：叶轮提升的水力功率，一般采用0.6

h(：提升水头，一般采用0.05m

桨叶消耗功率：

式中C-阻力系数，取0.3

h-桨叶高度，h=l/3x4.85=1.62m,(其中4.85m为第一反响室高度)

2/d2/x4

Ri-桨叶外缘半径，叫二退」=3一=1.33/H

22

R2-桨叶内半径，&=与一〃=1.33—0.54=0.79，〃

b-桨叶宽度，-Z?=-xl.62=0.54/n

33

Z-桨叶数,Z为6片

2ml2x3,14x717

那么:CD------=------------------=0.75%//s

6060

搅拌功率：N=M+&=1.40+0.48=1.88攵棒

电动机功率：

采用自锁螺杆时，电磁调速电动机效率中一般采用0.8〜0.833；

三角皮带传动效率耳2一般采用0.9

涡轮减速器效率中，按单头蜗杆考虑时取07轴承效率取m=0.9；那么:

(2)搅拌叶片计算

叶片高度为：

设计采用叶片高度为%=2.0m。

h7

叶片宽度为：%=」=—=0.67m

133

叶片外缘直径为：d==60X1=2.67m

mi3.14x7.17

设计采用叶片外缘直径d=2.68m

（3）叶片数计算

叶片总面积采用第一反响室平均纵截面积的5%-15%

第一反响室平均纵截面积为：

=73.90m2

取叶片总面积为第一反响室平均纵截面积的10%,那么叶片数为：

实际取用叶片数为6片、那么叶片总面积为第一反响室平均纵截面积的

第三节V型滤池

一.设计参数

设计流量Q=5.2x（1+5%）万=5.46万m3/d=54600m3/d=2275m3/h=0.632m3/s

（水厂的自用水量5%-10%,这里取5%）0滤速v=8m/h.冲洗时间为t=6min=0.1h,滤池工作

时间为24h,冲洗周期为12h,采用石英砂单层滤料。

二.池体计算

采用先气洗，然后气水同时洗，最后水洗的冲洗方式。

（一）滤池有效工作时间

T=24-0.1=23.9h

（二）滤池面积

滤池格数n=4,每格滤池设2个滤床，每个滤床面积为

滤床模板为0.6mxl.2m,滤床宽度Bc=3.4m,滤床长度

滤床长宽比L/Bc=11/3.4=3.2（在范围2.5-4内，符合要求）

单个滤床实际面积『=LB'=11x3.4=37.4加

（三）校核强制滤速

按一格冲洗情况计算强制滤速为

单个滤池强制产水量为

（四）滤池宽度

为施工方便，排水槽宽度Bp取0.8m,排水槽结构厚度说取0.15m,滤池宽度为

（五）滤池高度

为方使检修，气水室高度H1-0.9.H；采用整体浇筑式滤板，厚度H2-0.2III；承托层厚度

H3=().lm；滤料层厚度H4=1.3m；滤料淹没高度H5=1.5m；进水系统跌差(包括进水

槽、孔洞水头损失及过水堰跌差)H6=0.4m；进水总渠超高H7=().3m；滤池总高度为

［六)进水系统

①进水总渠

滤池单列布置，进水总渠流速Vgs采用l.Om/s,进水总渠过水断面为

.Q0.632/92

A_ie=---=------=0.632m

“匕，1.0

进水总渠宽度Bzjs取0.8m,进水总渠水深为

超高取0.3m,进水总渠高度为

进水总渠水力半径为

进水总渠粗糙系数n取。.013,进水总渠坡度为心=(2学)2=("粤=0.00099

R负0.2655%

根据计算结果，进水总渠设计坡度取0.005

②进水孔

外表扫洗强度qbx取2.0L/(s-m2),单个波池外表扫洗流量为

外表扫洗进水孔2个，过孔流速Vk取断面采用正方形，进水孔边长为

强制过滤时主进水孔进水流量为

主进水孔采用正方形，过孔流速取1.2m/s,主进水孔边长为

强制过滤时，3个进水孔同时工作，过孔流速修正为

查《给水排水设计手册》(第1册)，淹没孔口出流时局部阻力系数夕1.06,。强制过漉时,

过孔水头损失为