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；二期工

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-in-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-72。

栅前水深”产。.99加，格栅宽度为C=1.8〃z:

过栅流速为u=Q踵=。625、病画=o.54m/s

”隹0.99x0.015x72

过栅水头损失、

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

式中C-格栅设置倾角系数,60°时为1.118；

2一过栅水流系数，据栅条间隙取0.6；

池长L：设计停留时间取Imin,则有

（2）进水管管径"

配水井进水管的设计流量为Q=2250mi/h=0.625//$,查水

力计算表知，当进水管管径联80（加m时…=1.24〃?/$（在L0〜

1.5tn/s范围内）°

（3）配水管管径打

由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为

4=0.312563$,查水力计算表可知，当配水管管径2=600加加时，

v=1.07/??/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

=新'=1.08x10.0x1（）4=IO.8X1（）4加3/4

考虑一条管检修时，另一根管能通过75%的流量

0'坏=0.75。'=0.75X10.8X104=8.1X104/W3/J=0.9375//$

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L86m/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Lio

药剂

静态混合器

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321）,每根进厂管上装一个。

每组混合器处理水量为2.7xi（）4〃/d，管外径为618mm,

三节式，单节长770mm,管长为2310mm,水头损失约为

/I=^—/v=0.1184x-^-x/V=0.1184x^f1lx3=0.33w,采用法兰

2gD440.644

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

电=108x10x10-=4so。加/〃=1250L/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：

30x4500x4

=108〉

2417版417x12

式中〃一混凝剂最大投加量，306g/L

。一远期设计流量，为4500〉/力

八一原液浓度，取12%。

〃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：

溶液池的容积:_24xl00xwxg_uQ30x2250=6.74加

1-1000x1000—417加417x12x2

式中

〃一混凝剂最大投加量，30mg/L

。一近期设计流量，为2250m“力

人一混凝剂的投加浓度，取12%。

〃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1.4m,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/mino

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：

9=帅=6.74x2=13.48//4=561.7工//?

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0.4-06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。

（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1.2。

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。

1.1.1折板絮凝池的设计计算

1.设计参数

43

水厂处理构筑物的设计水量为5.4xiom/J=0.625o

絮凝池近期考虑两组，每组设2池，每组设计水量为

33

0.3125m/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1.3o

L

图1.3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1.4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,则峰距始

0.15625

=0.61/??

-0.32x0.8

品巨〃2:b>=b[+2c=0.61+2x0.354=1.317mo

第一絮凝区折板布置如图15

嗯如79456?汨46吗1946叱1。88

—1~

900\

快开式泥冏

校

Ml

O二§

200

图L5第一絮凝区折板布置图

侧边峰距

B-6b.-7(/+c)7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)八”

%:用=------!---------=--------------------------------=0.7347Aw

22

侧边谷距"："=&+c=0.734+0.354=1.088m

中间部分谷速器

0.15625八一右.

侧边峰速/匕'=----------=0.266m/s

0.734x0.8

0.15625,

侧边谷速匕'：彩'=----------=0.180//Z/s

1.088x0.8

水头损失计算:

①中间部分:

渐放段损失:

'(W-")0.5X°32-一01咆0.002\tn

%===

2g2x9.81

渐缩段损失:

、2222

2£,0610.32

的=1+公一A1+0.1-I=0.0046/«

2gJ.3182x9.81

按图布置，每格设有18个渐缩和渐放，故每格水头损失:

h=l8x(0.0021+0.0046)=0.1206m。

②侧边部分:

渐放段损失:

Q2662Q18Q2

<Z^=O.5X--

=0.00098mo

2g2x9.81

渐缩段损失:

，0.73412

%=1+乙一1+0.1-

2gJ.088；'翳Ta

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。

上转弯流速为：以=：三；；=0.305m/s,

0.64x0.8

下转弯流速：匕=也受竺=0.217m/s

0.9x0.8

上转弯,取1.8,下转弯及进口,取3Q则每格进口及转弯

损失之和〃〃为：

3XM_0.21720.3052

h"=+4x3x+3x1.8x=0.0493m

2x9.812x9.812x9.81

④总损失：

每格总损失：=〃+〃+〃〃=01206+0.01968+Q0493=0.18958〃Z

第一絮凝区总损失：”=2Z〃=2x0.18958=0.37916/n

XXX

第一絮凝区停留时间：J；=30,87.93.2=4JM.N

0.15625x60

第一絮凝区平均G

值:G)考/即。.37三"

'丫〃607；V60xl.029xl0-4x4.3

(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0.61m,通道宽取1.2米。布置形式如下图

1.6:

图1.6第二絮凝区折板布置图

Z?=^=0：964=068W

b2=b1+0.354=0.964mV2&

中间部分峰速一密―s

侧边峰距

,B-6Z?,-7(r+c)7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)八”(

4・4=----------------=--------------------2-------------------=0.7347n

侧边谷是巨4：b4=b3+c=0.734+0.354=1.088/n

侧边峰速用=°」%25=°]77nl/s

1.2x0.734

侧边谷速彩'=-0」5625=°.20/7?/s

21.2x1.088

水头损失计算：

①中间部分:

一个90°弯头的水头损失力I=5F=0.6x孚福=0.0012加按图

2a2x9.8

布置，共有30个/每格，则每格水头损失71=30x0.0012=0.036帆.

②侧边部分

渐放段损失:

渐缩段损失:

，0.734、

1+0.1-=0.00103/??

<1.088>

每格共有6个渐缩和渐放，故

,

h=6x(0.00043+0.00103)=0.00876mo

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H4

为0.64米，下转弯处水深为0.9米，进口流速匕取定为0.2m/s。

上转弯处流速：匕=°」5625=02()3加/5

0.64x1.2

35625

下转弯处流速为：v5=°=0.145^/50

0.9x1.2

上转弯7取1.8,进口及下转弯？取3.0,则每格进口及转弯

损失/为：

/=3x”+L8x3x空些+3.0x4xR空=0.0303”

2g2g2g

每格总损失为：

£h=h+h+/=0.036+0.00876+0.0303=0.07506^.

第二絮凝区总损失为：H2=2X^/7=2X0,07506=0.15^

第二絮凝区的停留时间：7>2：L279：：.2=647min

0.15625x60

平均速度梯度G值：

1OOQX15

°-4=61,3<»

矗60X1.029X10-4X6.47

(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：°15625=130批取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,7=3。则单格损失

“，oI2

为：/?=6x—x3=0.0092wo

2g

总水头损失为：

/73=0.0092x2=0.0184?7?

停留时间为:

13x7.9x3.2x2

4==7.01min

0.15625x60

平均G值为:

I必二I1000x0.0184

=20.6s-l

~\60X1.029X10-4X7.01

(4)各絮凝段主要指标

絮凝时间水头损失

絮凝段G(s“)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匕取0.3加/s,则第一絮凝区进水

孔所需面积为:

Aq0.15625…

A=—=------------=0.52/n

飞匕0.3

进水孔宽取0.65m,高取0.8m。

②第二絮凝区进口流速匕取0.2向一则第二絮凝区进水

孔所需面积为：

.q0.15625___

A=—=-----------=0.78机

匕0.2

进水孔宽取0.625m,高取1.2m。

③第三絮凝区进口流速匕取0.13而s,则笫三絮凝区进水

孔所需面积为:

三区进水孔宽取0.7m,高取L86m。

④第三絮凝区出口流速匕取0.10就$,则笫三絮凝区出水

孔所需面积为：

"二"013疗

匕012

出水孔设2个，每个宽取0.78m,高取1.0m。

(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。

1.1.2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

1125加/〃=0.3125//一絮凝时间取15min,絮凝池分三段：竖

井平均流速与=。」3〃4，前段放密栅条，过栅流速

匕栅=0.27m/s,;中段放疏栅条，过栅流速为以=o.22m/s;末段不

放栅条。前段竖井的过孔流速0.30.0.20m/s,中段0.2-0.15m/s,

末段0.l-0.14m/s。

2.设计计算：

(1)池体尺寸：

①絮凝池的容积W为：

w=Qt=o.15625X15x60=140.6m3

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1.0米，则絮凝池平

面尺寸

③絮凝池单个竖井的平面面积f为:

Q0.15625

®1.2w2

0.13

为与沉淀池的宽度相配合，取竖井的长L=1.20米，宽

b=1.00米.单个竖井的实际平面为愈=1.2〃，竖井个数n为:

〃=?=当=29.3个，为便于布置，取30个。

J1

(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50mm，宽

度为50mmo

①前段放置密栅条后(栅条缝隙为50mm):

竖井过水面积为：A水=2="等=88小

斗棉0.27

竖井中栅条面积为：*=12-0.58=0.62加，

竖井中栅条面积为：%=1.2-0.58=0.62〉，需栅条数：

栅条沿竖井长度方向放置需M=&t=-^=10.3根，取

a椭1.2x0.05

11根

栅条沿竖井宽度方向放置需“='=工瘾=12.4根,

.1.00x0.05

取13根

单栅过水断面面积：

栅条沿竖井长度方向放置：,=1.2x0.05=0.06疗，所需缝

隙数为陷=至=吧=9.6个，取10个。故两边靠池壁各放置

4栅006

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：q树=1.0x0.05=0.05〃，所需缝

隙数为必=幺=竺=1L6个，取12个。故两边靠池壁各放置

4栅0.05

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：&水=2二”等二0.7面

S0.22

竖井中栅条面积为：4槌=1.2-0.力=0.49〉，需栅条数：

栅条沿竖井长度方向放置需M=&=W4J=8.2根，取

4H1.2x0.05

9根

栅条沿竖井宽度方向放置需“=纯=段^=9.8根，取

am1.0x0.05

10根

单栅过水面积

栅条沿竖井长度方向放置/空=L2x0.08=0096团2,所需缝

隙数为%=幺=也=7.4个，取8个，故两边靠池壁各放置

用空0.096

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/空=1.0'。.。8=。.08〃3所需缝隙

数为忆=维=丝=8.9个，取9个，故两边靠池壁各放置栅条

用空0.08

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L0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+0.3+0.6=1.9m。

单格絮凝池的长、宽：LxB=7mx68mo

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：A=如1#竖井的孔

过孔流速

洞面积=匕应第=0.52病。取孔的尺寸为:BxH=1.0mx0.52m,竖

0.3

井1-10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L8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#1.0x1.300.12

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

（5）水头损失计算：

4gZg

式中h-总水头损失；

4-每层网格、栅条的水头损失，m;

h2-每个孔洞的水头损失，血

台一栅条、网格阻力系数，前段取1.0,中段取0.9;

金一孔洞阻力系数，可取3.0;

匕-竖井过栅、过网流速,，机/s；

匕-各段孔洞流速，mis

I.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,

71=1Q过栅流速4搦=0.27m/s

竖井10个孔洞,=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，

0.21m/s,0.20m/s

22

人N4+Z-Z?年+XG会

A9723

=——x1.0x3.0+---x(0.32+0.292+0.282+0.272

2x9.812x9.81

+0.262+0.242+0.232+0.222+0.212+0.22)

=0.209加

H.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”=。.22袖5；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,0.18m/s,

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

22

n7724

=15x0.9x———+---(0.22+0.192X2+0.182X2+0.172X2+0.162X2+0.152)

2x9.812x9.81

=0.()8Im

HL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,0.11m/s,

0.11m/s,0.1Om/s,0.1Om/s。

,2=3.0

3

(0.142X2+0.132X2+0.122X2+0.112X2+0.12X2)

2x9.81

=0.022/??

W,总损失计算如下:

Hj+方+左=0.209+0.081+0.022=0.312m

(6)各段停留时间:

第一段：7；="=仝d£=307.2s=5.1min

1Q0.15625

・V

弟笛一一*枚EG,.r丁,=—2=-1-.-2--x-4--.-0--x-1--0=307.25=5.1min

2Q0.15625

第三段：7；=^-=1,2X40X8=307.2s=5.1min

3Q0.15625

(7)G值:

G〜图，当温度为20℃时，〃=1x10-3Pas,

V"

第一段：杵*喘*"

9.81x1000x0.081=5083<

第二段：G混1x10-3x307.2

第三段：G=

9.81x1000x0.312

平均中=576「

1X10~3X921.6

GT=57.69x921.6=5.3x104,在01—丘之间,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1.3o

1.设计参数

近期采用2组。每组沉淀池的设计水量（包括8%自用水

量）为。=0.3125/，/s。

单池净宽采用16m,表面负荷取9加/（〃?2向=2.5〃〃九/s,颗粒沉降

速度〃=o.35“〃/s,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,水平倾角。=6。。

2.设计计算

（1）清水区面积：

A=e/v=0.3125/0.0025=125m2,其中斜管结构占用面积按3%

计，则实际清水区需要面积:A'=125x1.03=128.75疗,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11.401x9.4%使进水区沿IL4m长一边布置.

（2）斜管长度/

管内流速：%=*==2.89皿%/s

sin0sin60

班山k由1.33%-〃sinO」1.33x2.89-035x0,8662…

官内U旻：/=--"上---xd=--------------------x30=607〃〃”

JUCQSO0.35x0.5

考虑管端紊流,积泥等因素,过渡区采用250mm.

斜管总长：/'=250+607=857〃〃〃，按1000mm计.

（3）池子高度：

保护高度取o.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=Zrsin（9=1xsin600=0.87ID

积泥区与吸泥机运行区共取0.5m

总高度H=0.3+1.2+1.9+0.87+0.5=1.77m

（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IWJ1.8m,布水墙如图1.9o

图L9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单个孔眼的面积得：

孔眼尺寸考虑施工方便，采用尺寸：15cmX8cni。（宽8cm,

高15cm）%=0.15x0.08=0.012w2

②孔眼总面积A：

孔眼流速采用斗=0.1初s,5=幺=第竺=3.125病

匕0.1

③孔眼总数

阳=2=±生=260.4个，取260个

w00.012

④孔眼布置：

孔眼布置成5排，每排孔眼数为260/5。52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L2m范围内，竖向间距为90mm。

(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

灌取上层澄清水，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IL4m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：

%=.=O.3125xl.2aoo625加/$,考虑到池子的超载系数为

N6

20%。

③指形槽的尺寸：

槽宽b=0.9%g=0.9x0.0625°4=0.297%为便于施工，取匕=0.36。

则堰上负荷为：

3

q负荷=2=27(X)()=239.4"/(m«d)<500w/(m.d)

L9.4x2x6

起点槽中水深：=0.75b=0.75x0.3=0.225m

终点槽中水深：H2=\.25b=1.25x0.3=0.375m

为便于施工，槽中水深统一取g=0.38公

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0.10mo则指形槽的总高度

“3="2+。/2+0.10=0.60〃7(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0.245mo

a.每个三角堰的流量功：

堰上水头取0.05m,则

2472473

1=1.343H1=1.343xO.05=0.00082bn/

b.三角堰的个数：

"幺=黑黑詈=457个，考虑池子的超载系数为20%,取

40.000821

460个。池子总集水堰长为9.4x2x6=112.8,则三角堰的中心距:

112.8/460=0.245^0

⑥集水总槽的设计：

集水槽的槽宽6=OS。。"=0.9x(03125x1.2)°4=0.61m,为便于施

工，取0.7ID。

起点槽中水深：H[=0.75x5=0.75x0.7=0.53m

终点槽中水深：772=1.25x/?=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

0.10m。则集水槽的总高度为：H=0.604-0.10+0.88=1.58/72,为便

于与后续构筑物的连接，采用出水斗出水。出水斗底板取低

于排水槽底0.5m.,出水斗的平面尺寸取为1.5mX1.5mo

（6）沉淀池出水管

单池水量O.3125〃R3S,拟取DN800的钢管，查水力计算表，

对应流速为u=0.623m/s,符合要求。

（7）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。

采用卬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DN300。

3.复算雷诺数以及沉淀时间：

Re=°=21.68,R=d/4=30/4=7.5mm=0.15cm,

y0.01

T="%=1000/2.89=346$=5.77min（沉淀时间T一般在4〜8nlin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：

e=5.4xl04w3/J=0.625田/s

设计滤速采用v=10/n/Ao强制滤速U=力/〃。

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％=15〃［加）；第二步气-水同时反冲

洗，空气强度以2=15〃卜附，水冲洗强度为=4.0L中加）；第三步

水冲洗强度q水?=61/1./）o

（2）冲洗时间

第一步气冲洗时间”=2min,第二步气-水同时反冲洗时

间，气水=4min，单独水冲时间，水=6min;冲洗时间共计为:

l=12min=0.2%；冲洗周期7=24〃，反冲洗横扫强度为1.5L/。

2.设计计算：

（1）池体设计：

①滤池工作时间/：

/=24TX%24-0.2x|^=23.8/?（式中未考虑排放初滤水）。

②滤池总面积F：

Q_54000

=226.9m2

万—1。0><238

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/=£=乌丝=56.7相2,每池分两格,

44

单格宽B单=3.5m,长L单=8.2m，实际面积/=(3.5+3.5)x8.2=57.4口,实

际总面积F=5x1x2x4=3.5x8.2x2x4=229.6m2o实际滤速

Q_54000

77~229.6x23.8=9.9m/h

④校核强制滤速应

M^F-1.5x3.6F4x9.9-1.5x3.6

v==WAm/〃在10~13ni//?的要求内

(N—1)F-4^1

⑤滤池的高度确定：

滤池超图”6=0.3吗滤层上水深”5=1.5m,滤层厚度

“4=1.2/承托层厚取”3=。♦加，滤板厚取也=010”滤板下气

水室高度取4=0&〃，进水系统跌差/=0.4〃2。

滤池的总高度为：

〃二耳+"2+“3+“4+85+“6+吗=S8+1+°・1+12+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3加/个。每平米安装40个滤头，则总缝

隙面积与滤池面积之比=3x40x107=1.20%,符合要求。单格滤

池安装40x57.4=1148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8X6布置滤头数，滤板厚100mm,

单格滤池共布置3X8=24块滤板。

滤板布置1：20

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：

AH)Vi=180x-xl„v

g%IMJ

式中：△//清-水流通过清洁滤料层的水头损失,cm;

旨-水的运动黏度,cv??/s,20℃时为0.0101cnf!s\

8-重力加速度,98"*//；

%-滤料孔隙率;取0.5;

d0-与滤料体积相同的球体直径,cm,根据厂家提供的数据0.1。九

%-滤层厚度,cm,10=120。〃；

u—滤速，cm/5,v=10mIh=0.28cm/5；

°-滤料颗粒球度系数，天然砂粒为0.75-0.8,取0.8.

所以A/7诗=180x""'Ix0°,)x{——-——]xl20x0.28«19.46cm

清981O.531().8x().lJ

根据经验,滤速为8-10m/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MKO.22〃3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：△”开始=0.3+0.22=0.526。

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

3

每座滤池的过滤水量：Qr=vf=10x57.4=574m//i=0.15W/5o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，

则堰宽力=—12=--=------=0.96见取1.0m。

四届”50.4272x9.80.2'5

由于为薄壁堰，堰厚B/M0.67,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1.9m,

所以溢流堰高为L7m,考虑0.3m的超高，水封井高取为

2.2mo

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：

0.625.1.5x103x57.4,2,Q36^/5

3

进水总渠过水断面积：

%总=吆=03%.35二1029加取1.050m2

进水总渠宽1m,水面高1.050m

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=0.62A师计算.其总面积按滤池强制过滤

水量计算Q=0-625-L5；0-3x57.4,2、0.36廿/s,孔两侧水位

差取0.1m,

则孔口总面积：

A___=_______°36_______a091m2

孔/2（0.62V2gh）2x0.62x72x9.81x0.1一

2个侧孔面积及表面扫洗水量的计算：

=3

Q表水=□/水xf1.5x57.4X10~=0.0861毋/S

862

』孔=5x0%）=021x（°-%J8）«0.10m

单个孔口宽距孔=050见高"中孔=0.1m

中间孔口设闸门：

Afi孔—A则=0.21-0.1=0.11m

孔口宽3中孔高中孑L=O.22Z

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Q5蛆厚取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。=痴而45（8=0.42）进行计算，

22

33

h=0.36//、«0.072m

/2x(1.8