某自來水廠設(shè)計說明書

1、目錄第一章緒論1.1工程概況第二章凈水廠工藝流程的選擇2.1 混凝劑藥劑的選用與投加2.2 消毒劑的選擇2.3 混合設(shè)備2.4 絮凝池2.5 沉淀池2.6 濾池第三章凈水構(gòu)筑物的計算3.1 溶解池和溶液池3.2 混合設(shè)備3.3 絮凝池3.4 沉淀池3.5 濾池3.6 清水池第四章水廠的平面布置與高程布置4.1 平面布置4.2 高程布置第一章緒論1.1 工程概述1.1.1城市概述該開發(fā)區(qū)是 1992 年經(jīng)湖南省人民政府批準的省級重點開發(fā)區(qū)，位于湖南省常德市西北部，距離市中心約25 公里。經(jīng)過近十多年的艱苦創(chuàng)業(yè)，該開發(fā)區(qū)已經(jīng)具備大規(guī)模開發(fā)建設(shè)的總體框架,形成了良性循環(huán)的軟硬投資環(huán)境，吸引了近20個

2、國家和地區(qū)的投資, 目前該開發(fā)區(qū)已經(jīng)成為湖南省及常德市對外開放的戰(zhàn)略重心和新的經(jīng)濟增長點。 由于該區(qū)內(nèi)需水量較大， 經(jīng)有關(guān)部門與水利、 環(huán)保等部門協(xié)商后，決定建一新水廠，從沅江取水。該區(qū)近期水廠設(shè)計規(guī)模3 萬 m3/d，遠期 5 萬 m3/d。1.1.2氣象水文地質(zhì)資料（1）地理位置東徑 108；北緯 27（2）地形地貌城區(qū)地形平坦，其吳淞標高為32.0 米。（3）氣象資料氣溫：歷年最高氣溫39 oc；歷年最低氣溫 -5 oc；常年平均氣溫 18 oc 風向：常年主導(dǎo)風向為東南風冬季冰凍期： 5 天；土壤冰凍深度： 0.1 米（4）土壤地質(zhì)資料土壤承載力： 2.3 kg/cm2；淺層地下水離地

3、面1.5 米1.1.3水源狀況：（1）河流概述：水源水量豐富，水質(zhì)符合國家規(guī)定的飲用水源水質(zhì)標準，因河道航運繁忙，取水構(gòu)筑物不得影響航運。（2）河流特征：水位水面標高m 流量m3/s 流速m/s 設(shè)計頻率% 保證率% 最高水位30.0 3800 3.0 2 常水位28.0 3000 2.3 最低水位25.0 2200 1.5 95 （3）水質(zhì)資料編號項目單位分 析 結(jié) 果備注最高最低月平均最高月平均最 低1 水 溫30 3 23 5 2 臭和味少許3 色度少許4 渾濁度毫克/升700 30 300 40 5 ph 7.2 6.3 7.0 6.8 6 細菌總數(shù)個/毫升32000 7 大腸菌群個/

4、升150 8 藻類個/升2000 9 其他指標合格1.1.4水處理用材料與藥劑資料（1）混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵、堿式氯化鋁（2）混凝劑投加量參考值原水濁度=100 200 300 400 600 800 1000 混凝劑投加量 (mg/l) 硫酸鋁13.5 18.2 30.7 37.6 54.5 72.3 86.6 三氯化鐵12.0 14.6 21.5 28.4 32.8 37.7 42.8 堿式氯化鋁10.0 12.8 17.4 22.0 26.8 28.5 32.1 （3）當?shù)厮a(chǎn)濾料：石英砂、無煙煤、鐵礦石等均有供應(yīng)（4）用于消毒的藥劑：液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供應(yīng)，其他材料

5、可按設(shè)計要求采購。第二章凈水廠工藝流程的選擇根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標準 （gb383888） ，原水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)標準，除菌落總數(shù)偏高外，其余參數(shù)均符合生活飲用水衛(wèi)生標準（gb574985）的規(guī)定。水廠水以地表水作為水源，工藝流程如下：2.1 混凝劑藥劑的選用與投加2.1.1 混凝劑的選用已知有硫酸鋁、 三氯化鐵、 堿式氯化鋁三種混凝劑。 由混凝劑投加參考值可知，當濁度一定時，混凝劑投加量與藥劑的選擇相關(guān)?？紤]經(jīng)濟最優(yōu)原則，選定水廠混凝劑為堿式氯化鋁。 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快， 目前應(yīng)用較普遍， 具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用，因此絮凝效果較好

6、。2.1.2 混凝劑的投加混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加； 壓力投加方式有水射投加和計量泵投加。計量設(shè)備有苗嘴，電磁流量計，計量泵和轉(zhuǎn)子流量計。綜合比較，本設(shè)計采用耐腐蝕離心泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。2.2 消毒劑的選擇已知用于消毒的藥劑有液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等。按消毒效果強弱可知臭氧二氧化氯液氯。雖然臭氧消毒效果最好，并且不會產(chǎn)生thms 等副產(chǎn)物。但是臭氧在水中不穩(wěn)定，易分解，不能保證出廠管網(wǎng)的消毒效果。 此外，臭氧消毒系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，原水混合沉淀池絮凝池濾池清水池混凝劑消毒劑投資較大。故此設(shè)計中臭氧不用于水廠消毒劑。液氯是應(yīng)

7、用最為廣泛的一種消毒劑，它消毒效果較好， 但是由于自由氯氧化性能力強，可能會與水中腐殖質(zhì)等一些有機物反應(yīng)生成三鹵甲烷thms 和鹵乙酸 haas 等具有 “ 三致” 作用的消毒副產(chǎn)物?？紤]飲水安全性，選定二氧化氯為消毒劑。因為它很好的彌補了這一缺陷，此外二氧化氯消毒能力強于液氯，在相同條件下用量也比液氯少。但clo2 極不穩(wěn)定，易發(fā)生爆炸，所以一般現(xiàn)場制備clo2。2.3 混合設(shè)備在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤幔绊懟旌闲Ч囊蛩睾芏?，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、

8、 大小等。混合設(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時只有原水與藥劑的充分混合， 才能有效提高藥劑使用率， 從而節(jié)約用藥量， 降低運行成本。混合的方式主要有管式混合、 水力混合、 水泵混合以及機械混合等。 由于水力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化，且占地大， 基建投資高； 水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩；機械混合耗能大，維護管理復(fù)雜；相比之下，管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、 助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設(shè)備，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。2.4 絮凝池絮凝過程就是在外力作用下， 使具有絮凝

9、性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、機械絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。各種池型類型及特點匯總見下表2-1。表 2-1 絮凝池的類型及特點表類 型特點適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點：絮凝效果好， 構(gòu)造簡單， 施工方便；缺點：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d 的水廠；水量變動小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便；缺點： 出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d 的水廠；水量變動小者；改建和擴建舊池時更適

10、用折板式絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小；缺點：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價高流量變化較小的中小型水廠機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，節(jié)省與藥劑；水頭損失小缺點：機械維修量大適用于大小水廠網(wǎng)格柵條絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；缺點：末端池底易積泥對水質(zhì)水量變化適用性強旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較??；缺點：池子較深， 地下水位高處施工較難，絮凝效果較差一般用于中小型水廠已知該區(qū)近期水廠設(shè)計規(guī)模3 萬 m3/d，遠期 5 萬 m3/d。根據(jù)以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進行比較，本設(shè)計選用往復(fù)式隔板絮凝池。2.5 沉淀池沉淀池是使懸浮顆粒從水中分離的構(gòu)筑物。常見

11、沉淀池有豎流式、平流式、輻流式以及斜管斜板式。 現(xiàn)將各種形式沉淀池的性能特點以及適用條件匯總?cè)缦卤?2-2。2-2 各種形式沉淀池性能特點和適用條件表型式性能特點適用條件平流式優(yōu)點：1、可就地取材，造價低；2、操作管理方便，施工較簡單；3、適應(yīng)性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定；4、帶有機械排泥設(shè)備時，排泥效果好缺點：1、不采用機械排泥裝置，排泥較困難2、機械排泥設(shè)備，維護復(fù)雜；3、占地面積較大1、 一般用于大中型凈水廠；2、 原水含砂量大時作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點：1、排泥較方便2、一般與絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面積較小缺點：1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差；2、施工

12、較平流式困難1、 一般用于小型凈水廠；2、 常用于地下水位較低時輻流式優(yōu)點：1、沉淀效果好；2、有機械排泥裝置時，排泥效果好；缺點：1、基建投資及費用大；2、刮泥機維護管理復(fù)雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難1、 一般用于大中型凈水廠；2、 在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池斜管（板）式優(yōu)點： 1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點： 1、斜管（板）耗用材料多，且價格較高；2、排泥較困難1、 宜用于大中型廠2、 宜用于舊沉淀池的擴建、改建和挖槽原水經(jīng)投藥、 混合與絮凝后， 水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設(shè)計采用斜管沉淀池。 相比之下， 平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性

13、強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點， 但是，平流式占地面積大。 而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好。2.6 濾池濾池形式多種多樣。有普通快濾池、虹吸濾池、重力無閥濾池以及v 型濾池等。普通快濾池單層濾料的優(yōu)點有運行管理可靠，有成熟的運行經(jīng)驗；池深較淺。缺點是閥門比較多； 一般大阻力沖洗， 需要設(shè)有沖洗設(shè)備； 雙層濾料的優(yōu)點有濾速比單層的高；含污能力較大(約為單層濾料的1.52.0 倍)，工作周期較長；無煙煤做濾料易取得，成本低。缺點是濾料徑粒選擇較嚴格；沖洗時要求高，常因煤粒不符合規(guī)格發(fā)生跑煤現(xiàn)象；煤砂之間易積泥；虹吸濾池的優(yōu)點是不需要大型的閘閥及相應(yīng)的

14、電動或水力等控制設(shè)備，可以利用濾池本身的出水量、 水頭進行沖洗， 不需要設(shè)置洗水塔或水泵； 可以在一定范圍內(nèi)， 根據(jù)來水量的變化自動均衡地調(diào)節(jié)各單元濾池的濾速，不需要濾速控制裝置；濾過水位永遠高于濾層， 可保持正水頭過濾， 不至于發(fā)生負水頭現(xiàn)象；設(shè)備簡單， 管廊面積小， 控制閘閥和管路可集中在濾池中央的真空罐周圍，操作管理方便，易于自動化控制，減少生產(chǎn)管理人員，降低運轉(zhuǎn)費用；在投資上與同樣生產(chǎn)能力的普通快濾池相比能降低造價2030%，且節(jié)約金屬材料3040%。缺點與普通快濾池相比， 池深較大 (56 米)；采用小阻力配水系統(tǒng)單元濾池的面積不宜過大，因沖洗水頭受池深的限制，最大在1.3 米左右，

15、沒有富余的水頭調(diào)節(jié)，有時沖洗效果不理想。重力式無閥濾池的優(yōu)點是不需要大型的閥門及相應(yīng)的起閉控制設(shè)備，也無需管道，也不需要真空設(shè)備， 運行可以完全靠水力自動的控制濾池；管理維護較簡單，能自動沖洗。缺點是清砂較為不方便。綜上分析以及根據(jù)實際情況考慮， 本設(shè)計采用虹吸濾池。 濾料選用雙層濾料，上層無煙煤，下層石英砂。第三章凈水構(gòu)筑物的計算已知該區(qū)近期水廠設(shè)計規(guī)模3 萬 m3/d，遠期 5 萬 m3/d。則該水廠分兩期建設(shè)。一級泵站、配水井、加藥間、藥庫、加氯間、氯庫、二級泵站、兩期土建工程一次建成（即按供水量5 萬 m3/d 設(shè)計） ，預(yù)留二期設(shè)備安裝位置，其他構(gòu)筑物分期建設(shè)。3.1 溶解池和溶液池

16、3.1.1 已知條件已知近期設(shè)計規(guī)模為30000 m3/d，設(shè)水廠自用水占全部水量的5%。則計算水量 q=30000*1.05m3/d=31500 m3/d =1312.5 m3/h，原水渾濁度最高為700 mg/l。本設(shè)計選堿式氯化鋁為混凝劑，由混凝劑投加量參考值可知：在這個濁度下， 混凝劑的最大投藥量a=28mg/l，藥溶液濃度 c=10%， 混凝劑每日配制次數(shù)n=2 次。3.1.2 設(shè)計計算（1）溶液池容積1w31281312.54.404174172 10aqwmcn，取 4.40m3式中：1w溶液池容積， m3；a 混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/l） ，本設(shè)計取 28mg/

17、l；q 設(shè)計處理的水量， 1312.5m3/h；b 溶液濃度（按商品固體重量計） ，一般采用 5%-20%，本設(shè)計取 10%；n 每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3 次，本設(shè)計取 2 次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁襯以聚乙烯板。 設(shè)置 2 個，每個容積為w1（ 一 備 一 用 ） ， 以 便 交 替 使 用 ， 保 證 連 續(xù) 投 藥 。 溶 液 池 尺 寸 為2.01.51.8lbhmmm，高度中包括超高0.3m，置于室內(nèi)地面上。（2）溶解池實際有效容積2w溶解池的容積一般為溶液池的0.20.3倍，本設(shè)計中取 0.3。則2w=0.31w=0.3*4.40 m3=1.32 m3 溶解 池 也

18、采用 矩形 鋼筋 混凝 土 結(jié) 構(gòu) ， 內(nèi)壁襯 以 聚乙 烯 板溶 解池尺 寸1.51.01.5lbhmmm。為便于操作，溶解池置于地下， 池頂高出地面 0.5 米。3.2 混合設(shè)備本 設(shè)計采用管式靜 態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。設(shè)計總進水量為q=31500m3/d，水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的 1/3 處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布，進水管采用兩條，管徑為均 600mm，流速 v=1.2m/s。圖 3-1 管式靜態(tài)混合器圖1.設(shè)計管徑靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進水管中，設(shè)計流量333150015750/0.18/2qqmdmsn；則靜態(tài)混合器管徑為：440

19、.180.473.14 1.2qdmv，本設(shè)計采用 d=500mm；2.混合單元數(shù)混合單元數(shù)一般為 24 節(jié)，本設(shè)計中取 n=3 節(jié)。則混合器的混合長度為：1.11.1 0.5 31.65ldnm3.混合時間t=1.651.381.2lsv4.水頭損失80.11840.118430.270.5qhnmd0.5m,符合設(shè)計要求。因此，本設(shè)計選用管徑為500mm 的管式靜態(tài)混合器，規(guī)格dn500，靜態(tài)混合器采用 3 節(jié)，總長為 1650mm。d=800mm投加藥劑原水出水3.3 絮凝池3.3.1設(shè)計參數(shù)混凝池廊道流速分為4 段，各段流速分別為1v=0.50/m s，2v=0.

20、40/m s，3v=0.30/m s，4v=0.22/m s。絮凝時間為 25min。3.3.2設(shè)計計算1. 設(shè)計流量33331500/1312.5 /0.36/qmdmhms2. 絮凝池有效容積30.36* 25*60540vqtm，取 540 m33. 絮凝池平面面積25402702.0vfmh式中： h平均水深 (m)；考慮與斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m，本設(shè)計取超高1h=0.3m。池寬取 b=12.0m。4. 絮凝池有效長度27022.512flmb5. 各檔流速廊道寬度混凝池廊道流速分為4 段，各段流速分別為1v=0.50/m s，2v=0.40/m s，3v=0.30/

21、m s，4v=0.20/m s，轉(zhuǎn)彎處流速等于廊道流速的1/1.25，則各檔流速廊道寬度為：11315000.36186400*0.5*2.0qamv h0.50m，取1a =0.45m，則1v=0.42m 22315000.46586400*0.4*2.0qamv h0.50m，取2a =0.50m，則2v=0.37m 33315000.60886400*0.3*2.0qamv h，取3a =0.60m，則3v=0.30/m s；44315000.91186400*0.2*2.0qamv h，取4a =0.90m，則4v=0.20/m s；6. 廊道條數(shù)第一檔間隔采用6 條，第二檔采用6 條

22、，第三檔采用7 條，第四檔采用7條。 水流轉(zhuǎn)彎 25 次。 隔板厚 0.2m。 廊道總長 l=6*0.45+6*0.5+7*0.6+7*0.9=16.2m ，池子總長為 l=16.2+0.2*25=21.2m。往復(fù)式隔板絮凝池構(gòu)造如圖3-2。圖 3-2 往復(fù)式隔板絮凝池7. 水頭損失的計算絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥漿抹面， 粗糙系數(shù) n=0.013。按照廊道內(nèi)分為 4 段計算，第一段：1r=110.45* 2.020.452* 2.0a hah=0.20；1c=1611rn=1610.20.013=58.83 22011112112vvhlmc rg=2220.420.34*8

23、43*658.83 *0.22*9.8=0.128m （轉(zhuǎn)彎處流速等于廊道流速的1/1.25，則0v=1/1.251v）式中0v第一段廊道內(nèi)水流速度，/m s；1v第一段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度，/m s；1c流速系數(shù)， n池壁粗糙系數(shù)；r第一段廊道過水斷面水力半徑，m；1l第一段廊道總長度；l=sb，s 為各段轉(zhuǎn)彎次數(shù)；1m第一段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)，180 度轉(zhuǎn)彎為 3，90 度為 1。絮凝池內(nèi)總水頭損失ihh，i 表示每一段。其余各段依次進行計算，其水頭損失見表3-1。表 3-1 段數(shù)nsnlnr0vnvncnh1 6 84 0.20 0.34 0.42 58.83 0

24、.128 2 6 84 0.22 0.30 0.37 59.77 0.097 3 7 98 0.26 0.24 0.30 61.45 0.062 4 6 84 0.37 0.16 0.20 65.18 0.026 h=h=0.313m 8. g 以及 gt 值的計算g=1000*9.8* 0.3130.001* 25* 60ght=45.221s；gt=45.22*25*60=67830 絮凝階段，平均g=20701s范圍內(nèi)，平均gt=14101510范圍內(nèi)。所以計算結(jié)果均在允許范圍內(nèi)，設(shè)計符合要求。9. 池底坡度為方便排泥，池底一般有一個傾斜度，所以池底坡度i=0.313/21.2=1.48

25、% 3.4 沉淀池3.4.1 設(shè)計參數(shù)斜管沉淀池是淺池理論在實際中的具體應(yīng)用，按照斜管中的水流方向， 分為異向流、同向流、和側(cè)向流三種形式。 斜管沉淀池具有停留時間短、 沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點。本設(shè)計沉淀池采用異向斜管沉淀池。設(shè)計流量為q=1312.5m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為12m，表面負荷 q=9 m3/ m2 h，斜管材料采用厚0.4mm，塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內(nèi)切圓直徑 d=25mm，長 1000mm，水平傾角 =60穿孔排泥管配水區(qū)斜管區(qū)清水區(qū)積泥區(qū)排泥集水管圖 3-2 斜管沉淀池3.4.2 設(shè)計計算1. 沉淀池清水區(qū)面積21312.5145.839qamq式

26、中 q表面負荷32/()mmh，一般采用5.0-9.032/()mmh，本設(shè)計取9 32/()mmh，則清水區(qū)上升流速即為v=0.0025mm/s。2. 沉淀池的長度及寬度145.8312.212almb則沉淀平面尺寸為lb12.2 12=146.4 m2，為配水均勻，進水區(qū)布置在12.2m 長邊的一側(cè)。在 12m 的長度中扣除 1000*cos60=0.5mm無效長度，考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù) 1.03，因此進出口面積21(120.5)12.2136.211.03am斜管出口水流實際上升流速為：sv=0.365136.21=0.0025m/s=2.5mm/s；斜管內(nèi)軸向流速為：0v=2.5/sin6

27、0=2.89mm/s；3. 沉淀池總高度123471.50.804.67hhhhhhm式中h1超度（ m） ，一般采用 0.3-0.5m，本設(shè)計取 0.3m；h2清水區(qū)高度（ m） ，一般采用 1.0-1.5m，本設(shè)計取 1.2m；h3 斜管 區(qū) 高 度 （ m） ， 斜 管 長 度 為 1.0m， 安 裝傾 角 600， 則03sin600.87hm；h4配水區(qū)高度（ m） ，一般不小于 1.0-1.5m，本設(shè)計取 1.5m；h5排泥槽高度（ m） ，本設(shè)計取 0.8m。4. 沉淀池進口穿孔花墻沉淀池進水采用穿孔花墻，孔口總面積：220.362.40.15qamv式中 v

28、孔口速度（ m/s） ，一般取值不大于0.15-0.20m/s。本設(shè)計取 0.15m/s。每個孔口的尺寸定為15cm 8cm，則孔口數(shù)224000200158158an個。進水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位，即穿孔墻布于配水區(qū)1.5m 范圍內(nèi)，孔共分為 5 層，每層 50 個。5. 集水系統(tǒng)設(shè)沿池長方向布置8 條穿孔集水槽， 中間為 1 條集水渠，為施工方便槽底平坡，集水槽中心距為： l=12/8=1.5m。 ，每條集水槽長l=(12.21)/ 25.6m， 每條集水量為：30.360.0225/28qms，考慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：2250.027/q

29、qms槽寬： b =0.90.4q=0.9 0.0270.4=0.9 0.20=0.18m。起點槽中水深h1=0.75b=0.75 0.18=0.15m；終點槽中水深 h2=1.25b=1.25 0.18=0.23m。為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按h2=0.25m計。集水方法采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取 0.05m，跌落高度取 0.07m，槽的超高取 0.15m。則集水槽總高度: 20.050.050.070.150.52hhm集水槽雙側(cè)開孔，孔徑為dn=25mm，每側(cè)孔數(shù)為 50個，孔間距為 15cm 8 條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按0.36m3/s，假定集水

30、渠起端的水流截面為正方形，則出水渠寬度為b =0.90.4q=60.57m，為施工方便采用 0.6m，起端水深0.57m?？紤]到集水槽水流進入集水渠時應(yīng)自由跌落高度取0.05m，即集水槽應(yīng)高于集水渠起端水面0.05，同時考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：h =0.05+0.6+0.52=1.17m 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內(nèi)損失?？卓趽p失：22110.620.037229.8vhmg式中：進口阻力系數(shù)，本設(shè)計取=2. 集水槽內(nèi)水深為 0.25m，槽內(nèi)水力坡度按i=0.01 計，槽內(nèi)水頭損失為：20.015.60.056hilm出水總水頭損失120.0370.

31、0560.093hhhm6. 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計采用穿孔管進行重力排泥，穿孔管橫向布置，沿與水流垂直方向共設(shè)8 根，雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長14m，b h=0.3m 0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管長 7.5m，首末端集泥比為 0.5 ，查得k=0.72。取孔徑 d =25mm，孔口面積f=0.00049m2 ，取孔距s=0.4m，孔眼數(shù)目為：7.511180.4lms孔眼總面積為：孔眼總面積為：018 0.000490.00882wm2穿孔管斷面積為：w=0wwk=0.008820.72=0.0123 m2穿孔管直徑為：d=40.0123=0.125m 取直徑為 150mm，孔眼向下，與

32、中垂線成45o角，并排排列，采用氣動快開式排泥閥。3.5 濾池過濾的功效， 不僅在于進一步降低水的濁度，而且水中有機物、 細菌乃至病毒等將隨水的濁度降低而被部分去除。本設(shè)計采用虹吸濾池。1. 濾池面積本設(shè)計中采用雙層濾料，則正常濾速為912m/h，本設(shè)計取 10m/h，沖洗強度為 15l/2(. )m s。濾池分為 2 組，每組 6 格。每組流量為112qq=15750 m3/d。則每組濾池總面積為：f=124*23qv=24*1575068.4823*10*242m濾池分為 6 格，單個面積為：268.4811.46ffmn取單格寬為 3m，長為 4m，單格實際面積f=122m。實際濾速：v

33、實1242415750*2324*2324*6*12qnf=9.51 m/h 沖洗時濾速：v沖1242415750*2324*(1)*2324*5*12qnf=11.41 m/h 2. 進水虹吸管虹吸管進水量為：15750=3600*24(1)3600*24*5qqn進=0.0363/ms事故沖洗時進水量為：15750=3600*24(2)3600*24*4qqn事=0.0463/ms進水虹吸管流速一般采用0.6-1.0m/s，排水虹吸管流速一般采用1.4-1.6m/s。此設(shè)計中進水管流速取0.60 m/s，事故時流速取 0.72 m/s。則斷面面積為：=/wqv進進進=0.036/0.62=

34、0.062m采用 0.25*0.25 的矩形斷面，用鋼板焊接。進水虹吸管的長度l=2m。/xrw進=0.06/2*(0.25+0.25)=0.06m c=1/61rn=1/610.060.013=48.13（式中粗糙系數(shù)n=0.013）沿程水頭損失為2y20.72 *248.13 *0.06h進=0.007m 局部水頭損失為：+2+進口出口彎頭=0.5+2*0.8+1.0=3.1 2=*1.22givh進事進=3.1*1.2*20.72 /19.6=0.098m 總水頭損失為：=iyhhh進進進=0.098+0.007=0.105m 3. 進水分配箱設(shè)進水虹吸管高出配水箱底1h=0.2m，淹沒

35、深度2h=0.2m,，配水箱出水堰寬度設(shè)為 1.2m，堰上水頭為：2/32/330.046()=()1.84*b1 .84*1.2qh事=0.075m=0.08m 進水堰超高取 0.2m，fh取0.08m。則進水分配箱高度為：h=1h+2h+3h+fh+0.2=0.2+0.2+0.08+0.08+0.2=0.76m 。最后確定進水分配水箱的高度為0.8m。4. 排水虹吸管已知沖洗強度為 15l/2(. )m s，則反沖洗排水量為：=qqf排=0.015*12=0.183/ms虹吸管流速一般在1.4-1.6m/s 范圍內(nèi)，查水力半徑表選直徑為500mm 的鋼管，流速為 1.65m/s,1000i

36、=7.02，排水虹吸管的長度設(shè)為10m。則排水虹吸管的總水頭損失為：2=/2hilvg排排=0.00702*10+3.1*21.65/19.6=0.5m 排水堰長度設(shè)為 4m。堰上水頭為：2/3=1.84*bqh排排堰（）=2/30.181.84*4（）=0.084m 排水虹吸管的集水槽水位和排水堰口的高差為：h=0.5+0.08=0.58m 5. 清水渠出水堰堰上水頭選堰寬為 6m。堰上水頭為：2/3=(31500 /3600*24*1.84*6)h堰=0.1m 6. 濾板水頭損失配水系統(tǒng)采用鋼筋混凝土孔板，開孔比為1%。開孔面積為：a=12*1%=0.122m沖洗時孔眼內(nèi)的流速為：/vqf

37、a孔0.18/0.12=1.5m/s 濾板內(nèi)水頭損失為：22221.50.199219.6*0.76vhmg孔考慮濾板的堵塞等因素，濾板內(nèi)水頭損失取0.3m。7. 洗砂排水槽洗砂排水槽采用三角形斷面，每格池內(nèi)洗砂排水槽中心距采用a=3/3=1m，排水槽設(shè) 3 根。排水槽長為l0=4m。每槽排水量為：0qql a0=15*4*1=60l/s 排水槽中流速采用v0=0.6m/s。排水槽斷面尺寸為：x=0.5200(/1000)qv=0.52(60 /1000*0.6)=0.158m 排水槽底厚度采用=0.05m。 砂層最大膨脹率 e=45%。 細沙排水槽頂距沙面高度 he 為：2.50.075he

38、hex=45%*0.7+2.5*0.158+0.05+0.075=0.84m 式中 h 為砂層高度，本設(shè)計取h=0.7m。洗砂排水槽總面積為：02 *3*4fx=3.802m8. 濾池高度集水室高度為0.4m，濾板厚度為0.2m，承托層厚度取0.2m，濾料厚度為0.7m，洗砂排水槽堰上水頭取0.05m，清水堰上水頭取 0.1m，沖洗水頭取 1.2m，過濾水頭取 1.5m，濾池超高取 0.15m。則濾池總高度（如圖3-3）為：h=0.4+0.2+0.2+0.7+0.84+0.05+1.2+0.1+1.5+0.15=5.34m 。圖 3-3 虹吸濾池高度圖3.6 清水池3.6.1清水池平面尺寸的計

39、算清水池中除貯存調(diào)節(jié)用水以外， 還存放消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此清水池有效容積等于：1234wwwww式中，1w調(diào)節(jié)容積，3m；一般按最高日用水量的10%20%估算。2w消防貯水量，3m，消防用水量按同時發(fā)生兩次火災(zāi)，一次滅火用水量取25l/s，連續(xù)滅火為 2h。3w水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，3m，等于最高日用水量的510；4w安全貯量，3m。w1=15%q=4500m3322523600 /1000180wmw3=5%q=1500m34w取 5003m則36680wm。清水池容積為 6680m3，設(shè)計兩個，相互聯(lián)通。有效水深取4.0m。則單個面積：266808354 2fm采用近

40、似正方形平面，超高取0.5m。單池的尺寸為 l b h：65m 60m 4.5m。第四章水廠的平面布置與高程布置當水廠內(nèi)各生產(chǎn)構(gòu)筑物的個數(shù)， 尺寸確定以后， 即可以根據(jù)水廠各部分的功能要求，結(jié)合地形、地址條件，進行水廠布置。水廠布置是對水廠內(nèi)各類生產(chǎn)構(gòu)筑物、輔助構(gòu)筑物、 灌渠和其他設(shè)施的平面與空間位置的確定， 包括平面布置與高程布置兩個方面，其核心內(nèi)容是生產(chǎn)工藝流程的布置。4.1 平面布置當水廠的主要構(gòu)筑物的流程布置確定以后，即可進行整個水廠的總平面設(shè)計，將各項生產(chǎn)和輔助設(shè)施進行組合布置。本設(shè)計本著按照功能分區(qū)集中，因地制宜， 節(jié)約用地的原則， 同時考慮物料運輸、施工要求以及遠期擴建等因素來進

41、行水廠的總平面設(shè)計。平面布置具體如下：首先，將綜合樓辦公樓、 控制室、傳達室等建筑物組合為一區(qū)， 稱為生活區(qū)。生活區(qū)設(shè)置在進門附近，便于外來人員的聯(lián)系，使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾。其次，將機修間、水表間、泥木工間、電修間、配電間、管配件堆場、車庫及倉庫等，組合為一區(qū)，稱為維修區(qū)。由于維修區(qū)占用場地較大，堆放配件雜物較亂，所以設(shè)計時與生產(chǎn)系統(tǒng)分開，成為一個獨立的區(qū)塊。最后，將常規(guī)處理構(gòu)筑物與深度處構(gòu)筑物、水廠排泥水處理構(gòu)筑物分開。這樣便于管理。遠期預(yù)留地作為綠化用地。水廠平面布置示意詳見凈水廠平面。4.2 高程布置4.2.1水頭損失計算在處理工藝流程中， 各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面

42、高差即為流程中的水頭損失， 包括構(gòu)筑物本身、 連接管道、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過計算確定，并留有余地. （1）處理構(gòu)筑物水頭損失處理構(gòu)筑物中的水頭損失與構(gòu)筑物的型式和構(gòu)造有關(guān)，構(gòu)筑物設(shè)計時已計算其水頭損失，現(xiàn)歸納如表4-1。表 4-1 凈水構(gòu)筑物水頭損失值構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）配水井0.12 沉 淀 池0.10 管式靜態(tài)混合器0.27 虹吸濾池2.30 絮凝池0.31 （2）連接管線水頭損失連接管線水頭損失 （包括沿程和局部） 應(yīng)通過水力計算確定， 計算常用的公式為：2122vhhhilg式中1h沿程水頭損失，m；2h局部水頭損失，m；i 單位管長的水頭

43、損失；l 連通管段長度，m；局部阻力系數(shù)；v連通管中流速，/m s；g 重力加速度，2/m s。 配水井至絮凝池連接管線水頭損失a）沿程水頭損失配水井至絮凝池連接管采用600dn鋼管，管長15lm?？紤]渾水的因素0.015n，按0.013n查設(shè)計手冊第1 冊水力計算表得1.8i，換算成相當于0.015n時的 i ：220.0150.00180.00240.013i渾水管長 15m算得沿程損失為：2.4150.0361000fhilmb）局部水頭損失管路中，進口 1 個，局部阻力系數(shù)10.50；急轉(zhuǎn)彎管 1 個，20.90；閘閥 1 個，30.06；90o彎頭 1 個，41.05；出口 1 個，局部阻力系數(shù)50.04，則局部阻力系數(shù)總計為：123450.500.900.061.050.042.55管內(nèi)流速1.11/vm s，則管路局部水頭損失為：221.112.550.1622 9.81lvhmgc）總水頭損失0.040.160.20flhhhm絮凝池至沉淀池絮凝池與沉淀池合建