新水厂水处理构筑物计算方案

新水厂水处理构筑物计算方案

1.1配水井设计计算

1.设计参数

配水井按近期规模建造，设计规模为2250m3/h;一期工

程增设一组，总设计规模为4500m3/h。

近期采用2个格栅配水井，一用一备。

2.设计计算

(1)配水井尺寸

本设计采用矩形配水井，配水井内设有格栅，可拦截

原水中的杂质，选用2台XWB系列背靶式格栅除污机，

型号XWB-H-2-2,近期一用一备，并排布置，远期2台同

时使用。外形尺寸A=2m,格栅间隙选用10mm,栅条宽度10mm,

间隙数为n=72。

栅前水深H=0.99m,格栅宽度为C=L8m:

过栅流速为厂3亟=0625、如硬=0.54加s

HE0.99x0.015x72

过栅水头损失h：

h=Ckv2=1.118x0.6x0.542=0.20m

式中C-格栅设置倾角系数，60°时为1.118;

k—过栅水流系数，据栅条间隙取0.6;

池长L:设计停留时间取Imin,则有

L=£T=2250X1=94/M

A60x4x1

(2)进水管管径D

配水井进水管的设计流量为Q=2250n?/h=0.625m3/s,查水

力计算表知,当进水管管径D=800mm时,v=l.24m/s(在L0~

1.5m/s范围内)。

(3)配水管管径D,

由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为

q=0.3125m2/s,查水力计算表可知，当配水管管径DzWOOmm时，

v-1.07m/so

(4)配水井设计

配水井尺寸为：LXB=9.4mX4mo

1.2混合工艺设计计算

考虑设絮凝池2座，混合采用管式混合器。设水厂配水井

至絮凝池的距离为10米。

1.进厂管管径的确定

一泵房至水厂的进厂管按远期设计水量考虑，进厂管拟

采用两条钢管并行，但近期水只由其中一根管输送。远期设

计水量为

Qi=aQm'=1.08x10.0x1()4=10.8xl0*m/d

考虑一条管检修时，另一根管能通过75%的流量

Q-=0.75Q=0.75X10.8x104=8.1x10*m2/d=0.9375m3/s

查水力计算表，选用DN800的钢管两根，一根管检修时管内

流速为1.86m/s,1000i=5.00,远期正常流速为1.24m/s,

1000i=2.20,近期流量从一根钢管中过水，其流速为1.24m/s,

1000i=2.22,满足不淤流速要求。

2.管式混合器

本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示

意图见图L1。

图1.1管式静态混合器

与进厂管匹配，采用2个公称直径DN600的玻璃钢JT

型管式静态混合器（如图3.2.1）,每根进厂管上装一个。

每组混合器处理水量为2.7X10*m%,管外径为618mm,

三节式，单节长770mm,管长为2310nl叫水头损失约为

方tN=O.ll84x/xN=O.1184x^^x3=O33/〃，采用法兰

2gD440.6"

式连接。

1.3投药工艺及投药间的设计计算

1.设计参数

加药间及药库按照净水厂远期规模设计。

远期设计流量为

八aQ,1.08x10x0，3r……

Q=—=----------------=4500,n/A=l250Z./s

T24

关于混凝剂种类的选择以及最佳投药量的确定应通过

实验确定，本设计参照株洲市的情况(其原水水质为：浊度

30—900度；水温3-30℃)。选用液态聚合氯化铝为混凝剂，

原液浓度为12%,药液投加浓度也取12%,最大投加量为

30mg/L,平均投加量为25mg/L。

(1)原液池：

考虑4天储量，按远期设计一次性建成，则其容积为:

叫=黑=爷"。8”

式中u-混凝剂最大投加量，30mg/

Q—远期设计流量，为4500m2/h

b—原液浓度，取12%。

n一每日调制次数，本设计取1/4次。

原液池分两格，有效水深取2.2m,考虑超高为0.3m。

则原液池单格尺寸为LXBXH=5mX5mX2.5m,池子建为半地

下式，池顶离地面高1.0m,近期根据实际情况使用。

原液池采用钢筋混凝土池体，池底坡度为2.5%,并设

DN200的排渣管一根，内壁涂衬环氧玻璃钢(防腐)。

(2)溶液池:

24xl00xt/xg_uQ_30x2250

溶液池的容积:=6.74m1

/>xwxl000x1000-4l7hw-417x12x2

式中

U—混凝剂最大投加量，30mg/L

Q一近期设计流量，为2250m3/h

b一混凝剂的投加浓度，取12%,

n一每日的投加次数，一般不超过三次，本设计取2次。

溶液池有效水深取L4m,考虑超高为0.4m。则溶液池

单池尺寸为LxBxH=2.2mx2.2mxl.8m,池子建为半地下式，

溶液池设三个，远期二用一备，近期一次使用一个池子，三

个池子交替使用。

溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁涂衬环氧玻璃钢(防

腐),池底坡度为2.5%,并设DN200的排渣管一根。

(3)溶液池的搅拌装置：

溶液池为保证药液浓度均匀，采用机械搅拌，每池设

ZJ-700型折桨式搅拌机一台，功率为3KW,转速为85r/min。

投药管采用硬聚氯乙烯管。

(4)计量泵

加药采用计量泵湿式投加，总流量为：

3

q=Wn=6.74x2=13.48m/d=561.7L/h

近期拟选用2台，1用1备，预留远期泵安装位置。选

用J-ZM630/0.6型隔膜计量泵，单台的设计流量为630L/S,

排出压力0.4-0.6,泵速126次/min,电机功率0.75KW。远期

增设一台，两用一备。.

(5)其他设备

若有条件的话，设置药剂自动投加系统，从而实现从药

剂配制、中间提升到计量投加整个过程的自动控制O.

(6)加药间布置

为便于管理，加药间与加氯间合建，具体布置图见图L2。.

_________126QC

M000一224000〃)

1.2加药间平面布置(单位：mm).

L4反应(絮凝)工艺设计计算

絮凝池考虑采用折板絮凝池或栅条絮凝池，具体选哪个,

通过技术经济比较后确定。

LL1折板絮凝池的设计计算

1.设计参数

水厂处理构筑物的设计水量为5.4X10*m2/a=().625m3/s。

絮凝池近期考虑两组，每组设2池，每组设计水量为

3

0.3125m3/s,单池处理水量为0.15625m/so,采用三段式，

总絮凝时间17.78min,第一段为相对折板，第二段为相对折板,

第三段为平行直板。考虑与沉淀池合建，每组池宽取16m,

两池之间的隔墙厚取200mm,则单池宽度7.9m,絮凝池布

置如图1.3。

图L3折板絮凝池斜管沉淀池布置

絮凝池有效水深H0采用3.2m,折板宽采用500mm,

夹角90。，板厚60mm。折板示意图如下：

图L4折板大样图

2.设计计算：

(1)第一絮凝区:

设通道宽为0.8m,设计峰速采用0.32m/s,则峰距b:

0.15625

a==0.6bw

0.32x0.8

谷距b2:b2=h+2c=0.61+2x0.354=1.317m。

第一絮凝区折板布置如图1.5:

1200

-i快开去越

g

O-i

4

,7054,20872036

7900

图L5第一絮凝区折板布置图

侧边峰距

6-62-7〃+(1_7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)

“也=0.734w

22

侧J边谷品Eb:b4=b2+c=0.734+0.354=1.088m

0.15625

中间部分谷速v,:=0.148m/5

1.318x0.8

侧边峰速V,：v>015625=0.266m/5

10,734x0.8

侧边谷速V：I，；=，1?当£.=0.180〃〃$

21.088x0.8

水头损失计算：

①中间部分：

渐放段损失:

心《"-㈠田外"-。.W。?所

2g2x9.81

渐缩段损失:

(0.61V(032\

=0.0046川

11318；12x9.8。

按图布置，每格设有18个渐缩和渐放，故每格水头损失:

h=18x(0.0021+0.0046)=0.1206m。

②侧边部分:

渐放段损失:

0.2662~0.180J

—^-=0.5x=0.00098ITlo

2女2x9.81

渐缩段损失:

0.734y

1.088)

每格共6个渐缩和渐放故

h'=6x(0.00098+0.0023)=0.01968m。

③进口及转弯损失：

共1个进口，3个上转弯，4个下转弯，上转弯处水深H4为

0.64米，下转弯处水深为H3=0.9米，进口流速取0.3m/s。

上*_0J5621=0,305,W/5,

40.64x0.8

下转弯流速：v5="竺=0,21Im!s

509x0.8

上转弯g取L8,下转弯及进口g取3.0,则每格进口及转弯

损失之和n”为：

h”=3x/前二.4X3X17：+3*1.8x=0393m

2x9.812x9.812x9.81

④总损失：

每格总损失：/h$+h甘NH2O6H).0]9684O.(M93=Q18958m

第一絮凝区总损失：H=2Zh=2xO.18958=O.37916m

第一絮凝区停留时间：7；=3xO.8x7,9x3.2=43min

0.15625x60

第一絮凝区平均G

值：G尸匹力」0°°3/叵二”9.55”

V〃60ZY60x1.029x107x4.3

(2)第二絮凝区：

第二絮凝区采用平行折板，折板间距等于第一絮凝区的

中间部分峰距，即0.61也通道宽取1.2米。布置形式如下图

1.6:

图L6第二絮凝区折板布置图

11八=0.^4=。6即〃

氏=b+0.354=0.964m,Ji五

中间部分峰速：「些经=0.191,n/5

10.68x1.2

侧边峰距

,,8-64-7"+c)7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)-

/),./>,=--------!------------=------------------------------------------=0.734即

3322

侧边谷距bE=b2+c=0.734+0.354=1.088m

侧边峰速v；=一经-=0.i77mls

11.2x0,734

侧边谷速〃=外空=0.120m/s

.1.2x1,088

水头损失计算：

①中间部分:

一个90。弯头的水头损失44工=0.6xR些=0.00⑵〃按图

2g2x9.8

布置，共有30个/每格，则每格水头损失h=30XQ0012=0.0娴

②侧边部分

渐放段损失:

一与二0.5，廿0•*0.0Q043肋

2父2x9.81

渐缩段损失:

0.734、'X0177-=0.00103w

%■此偏i<1.088,2x9.81

每格共有6个渐缩和渐放，故

h7=6x(0.00043+0.00103)=0.00876m。

③进口及转弯损失：

共有1个进口，3个上转弯，4个下转弯，上转弯处水深也

为0.64米，下转弯处水深为0.9米，进口流速v,取定为0.2m/s。

上转弯处流速：匕="经=0.203〃〃5

0.64x1.2

15625

下转弯处流速为：v5二°=0.145m/so

0.9x1.2

上转弯g取L8,进口及下转弯g取3.0,则每格进口及转弯

损知为：

222

,0.2fo,0.20340.145AA.A1

h=3x----+1.8x3x------+3.0x4x------=0.0303m

2g2g2g

每格总损失为

Zh=h+h+h,=0.03640.00876+0.0303=0.07506n.

第二絮凝区总损失为：H2=2xZh=2x0.07506=0.15m

第二絮凝区的停留时间：T、=2xl.2x7.9x3.2=647min

•0.15625x60

平均速度梯度G值

小座：匚鼻些二二61.3/

-v60//7；V60x|.029xIO^x6.47

(3)第三絮凝区:

本区采用平行直板，板厚为80mm，隔板间距1200mm。具

体布置见图：

图1.7第三絮凝区隔板布置图

平均流速取0.10m/s

则通道宽度为："5625=]jo见取1.3m,

O.lxl.2

水头损失：

共1个进口5个转弯，流速采用0.1m/s,g=3.0,则单格损失

Q|2

为：h6x-^—x3=0.0092/〃c

总水头损失为：

H3=0.0092x2=0.0184m

停留时间为:

13x7.9x3.2x2

=7.01min

。15625x6。

平均G值为:

1000x0,0184

=206「

x1.029x104x7.01

(4)各絮凝段主要指标

絮凝时间水头损失

絮凝段G")GT值

(min)(m)

第一絮凝

1.30.37961119.53.08X104

段

第二絮凝

6.470.1561.32.47X104

段

第三絮凝

7.010.018420.60.87X104

段

合计17.780.5475670.67.53X104

(5)各絮凝区进水孔

①第一絮凝区进口流速v取0.3m/s,则第一絮凝区进水

孔所需面积为:

q0.15625…•

A=~=-----------=0.52m*

v,0.3

进水孔宽取0.65m,高取0.8m。

②第二絮凝区进口流速V,取O.2m/S,则第二絮凝区进水

孔所需面积为:

.q0.15625八七。

A=-=----------=0.78m*

v,0.2

进水孔宽取0.625m,高取1.2m。

③第三絮凝区进口流速v,取0.13m/s,则第三絮凝区进水

孔所需面积为:

.=OJ5625=1W

v,0.12

三区进水孔宽取0.7m,高取L86m。

④第三絮凝区出口流速v,取0.10m/s,则第三絮凝区出水

孔所需面积为:

,q0.15625._

A=-=----------=1.3"2

v,0.12

出水孔设2个，每个宽取0.78m,高取1.Omo

(6)排泥设施:

采用多斗重力两边排泥方式，管材采用钢管，排泥周期

根据运行情况确定，始端泥少，周期可取较长，小于7d即

可。每根排泥管管端设一个手动杠杆式快开阀门。

LL2栅条絮凝池设计计算

1.设计参数：

絮凝池分两组，每组设两池，每组的处理水量为

1125m2/h=0.3125m3/s,絮凝时间取15min,絮凝池分三段：竖

井平均流速v=0.IB,前段放密栅条，过栅流速

Vim=0.27m/s,;中段放疏栅条，过栅流速为v?m=0.22m/s;末段

不放栅条。前段竖井的过孔流速0.360.20n/s,中段0.2-

0.15m/s,

末段0.1-0.14m/s。

2.设计计算：

⑴池体尺寸：

①絮凝池的容积w为：

W=Qt=0.15625x15x60140.6m3

②絮凝池的平面面积A:

为与沉淀池配合，絮凝池有效水深取1.眯，则絮凝池平

面尺寸

,W140.6，一?

/=—=------=35.2"

H4

③絮凝池单个竖井的平面面积f为：

,Q0.15625…，

f=—=----------、1.2"

y井0.13

为与沉淀池的宽度相配合，取竖井的长1^1.20米，宽

31.00米单个竖井的实际平面为=1.2向,竖井个数n为：

42

"7=71=29.3个，为便于布置，取304、。

(2)竖井内栅条的布置：

选用栅条材料为工程塑料，断面为矩形，厚度为50则宽

度为50mm。

①前段放置密栅条后(栅条缝隙为50mm):

竖井过水面积为：/你=P.=0J5625=058/n2

-k0.27

竖井中栅条面积为：4m=1.2-0.58=0.62m2

竖井中栅条面积为：Am=12-058=0.62rri2,需栅条数：

栅条沿竖井长度方向放置需用二幺=_幽一=】。.3根，取

j1.2x0.05

11根

栅条沿竖井宽度方向放置需M=幺=_^_=12.4根，

/l.(X)x().()5

取13根

单栅过水断面面积：

栅条沿竖井长度方向放置：am=1.2x0.05=0.06m2,所需缝

隙数为M喑嗡=9.6个，取J。个。故两边靠池壁各放置

栅条1根，中间排列放置9根，过水缝隙为10个。

栅条沿竖井宽度方向放置：a=l.0X0.05=0.05n?,所需缝

隙数为**黑个，取12个。故两边瓠壁各嵋

栅条1根，中间排列放置11根，过水缝隙为12个。

②中段设置疏栅条后(栅条缝隙为80mm):

竖井过水面积为：丸二2二”竺二0.7面

,匕慨0.22

竖井中栅条面积为：Am=12X).71-0.49rrf,需栅条数：

栅条沿竖井长度方向放置需M二％=—"二8.2根，取

%1.2x0.05

9根

栅条沿竖井宽度方向放置需":&■=—"一=9.8根，取

旬1.0x0.05

10根

单栅过水面积

栅条沿竖井长度方向放置a2=L2X0.08=0.096吭所需缝

隙数为2含=照=7.4个，取8个，故两边靠池壁各放f

栅条2根，中间排列放置7根，过水缝隙为8个。

栅条沿竖井宽度方向放置&=1.0X0.08=0.08nf,所需缝隙

数为也=今=抵=&9个，取9个，故两边靠池壁各放置柳条

2根,中间排列放置8根，过水缝隙为9个。

(3)絮凝池的总高：

絮凝池的有效水深为1.0米，取超高为0.3米，池底设泥斗

及快开阀排泥.泥斗深取0.6米，则池的总高H为：

H=1.0+03+0.6=1.9m。

单格絮凝池的长、宽：LXB=7mX6.8m。

絮凝池的布置见下图1.8所示：

注：图中各格的数字作为水流依次通过竖井的编号，

顺序(如箭头所示)，开孔按水流流向上下交替。上孔上

缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽齐平，单个竖

井的池壁壁厚考虑200mm。

(4)竖井隔墙的孔洞尺寸:

竖井隔墙孔洞的过水面积：N二1舞一，如1#竖井的孔

过孔流速

洞面枳=上空空=0.52也取孔的尺寸为：BxH=1.0mx0.52m,竖

().3

井厂10为前段，竖井11-20为中段，竖井21-28为末段，根

据每段的过孔流速要求确定其余各孔的尺寸见表1.9:

图1.8栅条絮凝池布置示意图

表1.9栅条絮凝池过水孔洞尺寸

竖井编号孔的尺寸HXB/m过孔流速/m/s

1#1.0X0.520.30

2#1.0X0.540.29

3#1.0X0.550.28

4#1.0X0.580.27

5#1.0X0.600.26

6#1.0X0.650.24

7#1.0X0.680.23

8#1.0X0.710.22

9#1.0X0.740.21

10#1.0X0.780.20

11#1.0X0.780.20

12#1.0X0.820.19

13#1.0X0.820.19

14#1.0X0.870.18

15#1.0X0.870.18

16#1.0X0.920.17

17#1.0X0.920.17

18#1.0X0.980.16

19#1.0X0.980.16

20#1.0X1.040.15

21#1.0X1.120.14

22#1.0X1.120.14

23#1.0X1.200.13

24#1.0X1.200.13

25#1.OX1.300.12

26#1.0X1.300.12

27#1.0X1.420.11

28#1.0X1.420.11

29#1.0X0.560.10

30#1.0X0.560.10

⑸水头损失计算：

仁力+工4=&一+ZQ+（叫

zg2g

式中h-总水头损失；

h-每层网格、栅条的水头损失，m;

hz-每个孔洞的水头损失，m;

S一栅条、网格阻力系数，前段取1.0,中段取0.9;

&一孔洞阻力系数，可取3.0;

v;-竖井过栅、过网流速，，Ws;

\，2-各段孔洞流速，m/s

1.前段计算数据如下：

竖井数为10个，单个竖井栅条层数为3层，共计30层,

Gi=1.0,过栅流速ym=0.27m/s

竖井10个孔洞，，二3.0,过孔流速分别为：0.3m/s,0.29m/s,

0.28m/s,0.27m/s,0.26m/s,0.24m/s,0.23m/s,0.22m/s,

O.21m/s,O.2Om/s

09723

=——xl,0x3.04----x(0.3、0.292+().28：+0.27?

2x9.812x9.81

+0.262-K).242+0.232+0.222X).212-K),22)

=0.209m

n.中段计算数据如下：

竖井个数为10个，分别布置2,2,2,2,2,2,1

1,1,1,1层栅条.共计15层.€=0.9

过栅流速V2m=0.22m/s;竖井隔墙有10个孔洞，过孔流速分

别为：0.20m/s,0.19m/s,0.19m/s,o.i8m/s

0.18m/s,0.17m/s,0.17m/s,0.16m/s,0.16m/s,0.15m/s。

"=Z九+Z4=Z。今次2^

02223

=!5x0.9x-----(O,22+O.192X2+O.182X2+O.172X2+O.I62X2+O,152)

2x9.812x9.81

=0.08Im

HI.第三段计算数据如下：

水流通过孔数为10个，过孔流速分别为0.14m/s,

0.14m/s,0.13m/s,0.13m/s,0.12m/s,0.12m/s,0.1Im/s,

0.1lm/s,0.10m/s,0.10m/So

S2=3.0

=―--(O.14;X2+O,I3'X2+OJ22X2+O.II2X2+O.!2X21

2x9.81')

=0.022m

IV.总损失计算如下：

H=h十h+h*=0.209+0.031+0.022=0.312m

(6)各段停留时间:

第一段：7>KJ2X4XK)

=307.2v=5.1min

1Q0.15625

笛一EGT匕1.2x4.0x10

弟一牧：7,=-=-=-------------------=3O7.lv=5.1min

*Q0.15625

第三段：注经=3O7Z=5.1min

00.15625

⑺G值:

当温度为20℃时，y=lX103Pas,

9.81x1000x0.209

第一段:81.65$”

lxl0-,x307.2

第二段：1傍=用/=5。.法

9.8lx]000x0.023

=27.09H

第三段G广晚］1x10-5x307.2

平均力=型里3W

1x10Jx921.6

GT=57.69x921.6=5.3xl04,在100]()°之间，满足要求。

1.5沉淀工艺设计计算

本设计推荐采用斜管沉淀池，布置图见絮凝沉淀池设计

图1.3。

1.设计参数

近期采用2组。每组沉淀池的设计水量(包括896自用水

量)为Q=0.3125m2/s。

单池净宽采用16m,表面负荷取9m2/(m2h)=2.5mm/s,颗粒沉降

速度u=0.35mnVs,斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压六边形

蜂窝管，内切圆直径d=30mm,水平倾隹()=60°。

2.设计计算

(1)清水区面积：

A=Q/v=0.312510.0025=125m2,其中斜管结构占用面积按3%

计，则实际清水区需要面积：A9=125xl.03=128.75m2,为了配水

均匀，同时考虑到配套吸泥机的型号，采用斜管区平面尺寸

为1L4mx9.4m,使进水区沿11.4m长一边布置.

(2)斜管长度!

——二2.5

管内流速:v=2.89"〃〃/s

°sin。sin60°

管内长度：/J33"s吟"1.33X2.89-0.35X0.866X30=6()7^

〃cos®0.35x0.5

考虑管端紊流，积泥等因素，过渡区采用250mm.

斜管总长：I=250+607=857mm,按1000mm计.

(3)池子高度：

保护高度取0.3m

清水区取1.2m

布水区取1.9m(包含0.1m梁高度)

斜管高度h二1'sin0=1Xsin60°=0.87m

积泥区与吸泥机运行区共取0.5m

总高度H=0.3+l・2+l・9+0.87+0.5=L77m

(4)沉淀池的进水设计

进水采用穿孔墙布置，尽量做到在进水断面上水流的

均匀分布，避免已形成的絮体破碎。单座池墙长11.4m,布

水花墙区高1.8m,布水墙如图1.9。

图1.9穿孔布水墙

根据设计手册：当进水端用穿孔配水墙时，穿孔墙在池

底积泥面以上0.3~0.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动

沉泥。本设计采用0.6m。

①单个孔眼的面积w:

孔眼尺寸考虑施工方便，采用尺寸：15cmx8cm。（宽8cm,

高15cm）w=O.15x0.08=0.012m2

②孔眼总面积g:

孔眼流速采用w=0.Im/s,Q=V=任=3125〃J

v,0.1

③孔眼总数n,:

%=&=!!交=260.4个，取260个

iv;,0.012

④孔眼布置：

孔眼布置成5排，每排孔眼数为260/5g52个。水平方向

孔眼的间距取185mm,竖直方向最低孔距泥面为0.6m,则孔

眼布置在布水区靠上的1.2m范围内，竖向间距为90nl5

(5)沉淀池的集水系统：

沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水，并尽量

茫取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，目前采用的办法

多为采用指形槽出水。

①指形槽的个数：

本设计沿池长11.4m的边布置N=6条长9.4m的集水槽，

指形槽的中心距：

②指形槽中的流量：

=g=03125xl2ft0062W/考虑到池子的超载系数为

°N6

20%。

③指形槽的尺寸：

槽宽b=0.9qo4=0.9x0.06254=0.297m,为便于施工，取b=0.3m。

则堰上负荷为：

q/荷=—=2"(2=239.4〃J/(md)<500渥/(md)

L94x2x6

起点槽中水深：Hi-0.75b-0.75x03-0.225m

终点槽中水深：H2=1.25b=1.25xO.3=O.375m

为便于施工，槽中水深统一取％=0.38m。

④槽的高度：

集水方法采用锯齿形三角堰自由出流方式，槽的超高取

0.12m,跌落高度取0.10m。则指形槽的总高度

H3=H2-K).12-K).l(M).6()m(说明：该高度为三角堰底到槽底的

距

离)。

⑤三角堰的计算：

采用钢板焊制的三角堰集水槽，取堰高为0.1225m,堰宽

为0.245m。

a.每个三角堰的流量q:

堰上水头取0.05m,则

qi=1.343^=1.343x0.05^7=0.000821m3/s

b.三角堰的个数：

W=,=03125XL2=457个，考虑池子的超载系数为2册耳

dO.OOO82I

460个°池子总集水堰长为9.4*2X6=112.&则三角堰的中心距：

112.8/460=0.245m=

⑥集水总槽的设计：

集水槽的槽宽b=0.9Q4=0.9x(0.3125x1.2)4=0.61m,为便于施

工，取0.7m。

起点槽中水深：H[=0.75x40.75x0.7=0.53m

终点槽中水深：4=L25xb'=1.25x0.7=0.88m

为便于施工，槽中水深统一取0.88m。自由跌水高度取

0.10mo则集水槽的总高度为：H=0.60+0.10+0.88=1.58m,为便

于与后续构筑物的连接，采用出水斗山水。山水斗底板取低

于排水槽底0.5m.,出水斗的平面尺寸取为L5mxl.5mo

⑹沉淀池出水管

单池水量0.3125m3/s,拟取DN800的钢管，查水力计算表，

对应流速为v=O.623m/s,符合要求。

⑺沉淀池排泥：

排泥是否顺畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅、泥

渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法有多斗重力

排泥、穿孔管排泥和机械排泥。机械排泥具有排泥效果好、

可连续排泥、池底结构简单、劳动强度小、操作方便可以配

合自动化等优点。故本设计采用虹吸式机械排泥。

采用H/X,・16型斜管沉淀池虹吸式吸泥机，配套斜管区

（包括墙厚）实际宽度为16m。

（8）放空管管径确定：

沉淀池放空时间取3h,则放空管管径取DN3OO。

3.复算雷诺数以及沉淀时间：

心与=特=2当R二加二30/4n,5恻就75期

T=1YVO=1000/2.89=346s=5.77min（沉淀时间T一般在4~8min之

间）

1.6过滤工艺设计计算

过滤工艺拟采用V型滤池或普快滤池，具体采用哪种方

案需通过设计计算后方可确定。

1.6.1V型滤池的设计计算

1.设计参数：

设计水量(包括8%水厂自用水量)为：

产

Q=541nod,0m

设计滤速采用v=10m/h。强制滤速v=l(T13m/h。

滤池采用单层石英砂均粒滤料，冲洗方式采用：先气冲

洗，再气-水同时冲洗，最后再用水单独冲洗。根据设计手册

第三册P612表9-8确定各步气水冲洗强度和冲洗时间，具体

参数如下：

(1)冲洗强度

第一步气冲冲洗强度中151/(端);第二步气-水同时反冲

洗，空气强度q=15L/(sm2),水冲洗强度qNOL/Gm2);第三步

水冲洗强度qxz=6L/(sirf)o

(2)冲洗时间

第一步气冲洗时间仁2min,第二步气-水同时反冲洗时

间t=4min,单独水冲时间东二6min;冲洗时间共计为：

l=12min=0.2h;冲洗周期T=24h反冲洗横扫强度为L5U(rrfs)o

2.设计计算：

(1)池体设计：

①滤池工作时间t':

「24-"*24-0.2碍=23.见式中未考虑排放初滤水)。

1ZH

②滤池总面积F:

rQ54000:

r="=7=-------------=226.9m

v710.0x23.8

③滤池分格：

查表，采用法国德力曼公司标准池型，为便于节省用地，

选双格V型滤池，池底板用混凝土，拟用并列的两组滤池，每

组2座池，共4座，每座面积/=£=辔2=56.7%每池分两格，

单格宽Bm=3.5m长上8.2口实际面积33.5+3.5)*8.2=57.4*实

际总面积F=BxL243.5x8.&x4m2o实际滤速

54000

=9.9m/h

，噜229.6x23.8

④校核强制滤速V：

ArvF-1.5x3,6F4x9.9-l,5x3.6

=114〃/人在1073〃〃力的要求内

(AT-l)F~~4-1

⑤滤池的高度确定：

滤池超高HG=0.3m,滤层上水深H3=1.5m,滤层厚

度H4=1.2m,承托层厚取H;=0.lm,滤板厚取H?=0.10m,滤

板下气

水室高度取H=0.8m,进水系统跌差H,二04m。

滤池的总高度为：

H=%+H2+&+H4+HS+H6+H7=0.8+0.1+0.1+1.2+1.5+0.3+0.4=4.4m

⑥滤头及滤板

底部配水系统采用长柄滤头，材质为ABS工程塑料，内

径21mm,缝隙面积3cm21个。每平米安装40个滤头，则总缝

隙面积与滤池面积之比二3X40XlOdi.20%,符合要求。单格滤

池安装40义57.41148个。

设计中，滤板采用预制混凝土板。滤板与滤板之间和滤板

与滤壁之间有20mm的安装缝隙，滤板尺寸采用1140mmx

1000mm,每块滤板按8义6布置滤头数，滤板厚100mm,

单格滤池共布置3X8=24块滤板。

⑦水封井的设计：

滤池采用均粒滤料，均粒滤料清洁滤料层的水头损失按

下式计算：

v

=180x—x

S叫、IV>dJ

式中：AH.水流通过清洁滤料层的水头损失，cm;

v.水的运动黏度，cm%20c时为0.OlOlcnWs;

g-重力加速度，9810惘偿

nb-滤出I隙率；取0.5;

do-与滤料体积相刚勺球体直径，网根据厂家提供的数据0.Ion

lo-滤层厚度，cmJo=120cm;

v-滤速，cm/s,v=10m/h=0.28cm/s;

小-滤料颗粒球度系数，天然砂粒为0.75-0.8,取0.8.

所以凶刁80x曙,喀*［皿0.2836c”

根据经验，滤速为8T0m/h时，清洁滤料层水头损失一般

为30-40cm,计算值比经验值低，取经验值的底限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△hW0.22m,忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤

时的水头损失为：AH=0.3+0.22=0.52mo

考虑过滤过程中的水头损失，水封井水面标高应与滤料

层底面标高基本持平，本设计取水封井水面标高高于滤料层

底面0.lmo

每座滤池的过滤水量：Q=\^f=10X57.4=574tf/h=0.159n?/so取

溢流堰堰上水深取0.2m,则按薄壁无侧收缩非淹没出流

堰计算堰宽，

0.159

则堰宽力==096叫取l.Onie

0.4272x9.80.215

由于为薄壁堰，堰厚B/h<0.67,取为0.06m。

滤后水出水管为淹没出流，槽内水深在出水管径2〜2.5

倍之间，考虑过滤水头1.8-2.1m左右，故水深取为1.9%

所以溢流堰高为1.7m,考虑0.3m的超高，水封井高取为

2.2m。

所以水封井尺寸定为LXBXH=L8mX1.0mX2.2m

(2)进水系统设计：

①进水渠道设计：

a.进水总渠：

4座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制

过滤流量计，流速V取0.35m/s,过滤流量：

^O.625-..5xlO'x57.4x2,036%,/s

进水总渠过水断面积：

&力=03%vs=L°29疗取1・050m2

进水总渠宽1m,水面高L050m

b.每座滤池的进水孔：

每座滤池由进水侧壁开3个进水孔，进水总渠的浑水通

过三个进水孔进入滤池。两侧进水孔口在反冲洗时不关闭.

中间进水孔孔口设闸门，由手电两用启闭机控制开启，在反冲

洗时关闭，由侧孔供给反冲洗表扫用水。调节阀门的开启度,

使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口面积按孔

口淹没出流公式Q=0.624J2gh计算.其总面积按滤池强制过滤

水量计算所”交笔^^X2=0.36,〃3/S,孔两侧水位

差取0.1m,

则孔口总面积：

4I—、=----------------0.2\nf

/2(0.62V2ghj2xO.62xV2x9.81xO.1

2个侧孔面积及表面扫洗水量的计算：

33

O=q4xf=1.5x57.4x10=0.0861m/s

%i=%X(。%/=0.21X(686%]8)=61调

单个孔口宽Bm=0.50m,高H=0.Im

中间孔口设闸门：

Ap=AL-A=0.21-0.1=0.11m2

孔口宽Bn=0.5m,高H4n=0.22m

c.每座滤池内设的薄壁堰：

为保证进水的稳定性，进水总渠引来的浑水经过矩形薄

壁堰进入每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到

两侧的V型槽。矩形薄壁堰堰宽取b=5m,厚取70mm,与进水

总渠平行设置，相距0.58m,堰上水头根据矩形薄壁堰的流量

公式g=mb42gHi5(m=0.42)进行计算，

21-,2

h—°负5/^['=«0.072/M

/2x1.86Z?J[//2x(l.86x5)

d.每座滤池的配水渠：

进入每座滤池的浑水经过薄壁堰溢流至配水渠，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

b电二0.5m,渠高为0.80m,渠长

L架=2B+b=2X+3x=5m,当渠内水深=0.3m

时:流速（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧

流量为Q/2）：

v=Q/（2bh）=0.36/（2x0.5><0.3户12m/s,满足要

求。

配水渠过水能力校核：

配水渠的水力半径：

■广黑Aj（2%+兀）=O.5xO.3/（2xO.3+O.5h0.14加

配水渠的水力坡降：

。氏=（〃乜枭//?&［）=O.O13xl.2/o.l4'）=0.003

渠内水面降落量：

=0.0。3x8%=00123相

因为配水渠最高水位h+Ah=0.3+0.0123=0.3123<（渠

高），所以配水渠的过水能力满足要求。

②V型槽的设计：

a.扫洗水布水孔

V型槽槽底设表面扫洗水出水孔，布水孔沿槽长方向均

匀布置，内径一股为20〜30mm，过孔流速为2.0m/s左右，本

设计采用dm=0.025m0

过孔流速取2.Om/s,每座滤池V型槽的水平布水孔总截

面积为:

0々水0.861.1

力=至生=----=0.043m-

乩2.0

每座滤池V型槽的水平布水孔总数为:

033一w6个

ix3.14xO.O252

4m4

取88个，每座滤池单侧V型槽水平布水孔数为44布水孔间

距为L/Nn=8.2/44=0.186m。

b,V型槽垂直高度的确定

滤池冲洗时槽内水面低于斜壁顶约50〜100mm,本设计

采用％=0.1mo

根据孔口出流公式q=0.62AV2gh,则表面扫洗时V型槽内

水位高出滤池反冲洗时液面的高度h,为：

=2%X0.62X^)/2«)=[°-86Xx0.62x0,043]2/(2«)a0'53wi

扫洗水布水孔中心一般低于用水单独冲洗时池内水面

50^150mm,本没计采用h=0.15m。

取V型槽槽底的高度低于表扫水出水孔中心为

h4=0.20mo

反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式

Q=l.86bh2求得，其中b为集水槽长，b=L=8.