水質(zhì)工程學課程設計計算說明書

1、水質(zhì)工程學（上） 課程設計說明計算書專業(yè)：給排水科學與工程班級：給排水131姓名：弘遠學號：28指導老師：婁金生日期：二0 五年十二月水質(zhì)工程學 （上） 課程設計說明計算書目錄一、課程設計的目的 5二、課程設計的任務與容 5三、設計水量 8四、建設場地與水源水質(zhì) 8五、水廠工藝流程選擇 8六、主要處理構造物的計算 91. 配水井 . 92. 混合設備 . 93. 水力循環(huán)澄清池設計 . 9（1）設計要點 9（2）設計條件 10（3）水力提升器計算 111）噴嘴. 112）喉管. 113）喉管喇叭口 . 114）第一絮凝室 . 115）第二絮凝室 . 126）澄清池各部尺寸計算 . 137）各部

2、分容積及停留時間計算 . 148）排泥設施 . 154. 普通快濾池設計 . 17（1）設計參數(shù) 17（2）平面尺寸計算 171）濾池總面積 . 182）單池面積 . 183）濾池高度 . 193）配水系統(tǒng) 191）反沖洗強度 192）反沖洗水量 193）干管始端流速 194）配水支管根數(shù) 205）單根支管入口流量 206）支管入口流速 207）單根支管長度 208）配水支管上孔口總面積 219）配水直管上孔口流速 2110）單個孔口面積 2111）孔口總數(shù) 2112）每根支管上的孔口數(shù) 2113）孔口中心距 2114）孔口平均水頭損失 2215）配水系統(tǒng)校核 224）洗砂排水槽 221）洗砂

3、排水槽中心距 222）每條洗砂排水槽長度 233）每條洗砂排水槽的排水量 234）洗砂排水槽斷面模數(shù) 235）洗砂排水槽距砂面高度 246）排水槽總平面面積 247）中間排水槽 245）濾池反沖洗 241）單個濾池的反沖洗用水總量 252）高位沖洗水箱的容積 253）承托層的水頭損失 254）沖洗時濾層的水頭損失 255）沖洗水箱高度 26（6）進出水系統(tǒng) 261）進水總渠 . 262）反沖洗進水管 . 263）清水管 . 264）排水渠 . 265. 消毒. 26（1）設計參數(shù)的確定 27（2）加氯量的計算 271）儲氯量及氯瓶數(shù)量 . 272）加氯機選擇 . 283）加氯控制 . 284）

4、加氯間和氯庫設計 . 286. 清水池設計計算 . 28（1）清水池容積 28（2）管道系統(tǒng) 29（3）清水池布置 30七、水廠平面布置與高程布置 301. 水廠組成 . 302. 工藝流程布置 . 313. 平面布置 . 314. 工藝流程高程布置 . 325. 工藝流程的標高計算 . 32八、設計體會 32參考文獻 32、課程設計的目的水質(zhì)工程學 （ 上） 課程設計是給水排水科學與工程專業(yè)重要的實踐教學環(huán)節(jié)。通 過該課程設計，使學生更好地熟悉和掌握專業(yè)主干課水質(zhì)工程學（ 上） 的基本理論、城市凈水廠設計方法、構筑物工藝計算、以及相應的設計制圖規(guī)程，培養(yǎng)和提高學生初 步設計、計算、繪圖水平

5、, 為學生將來從事給水處理工程的規(guī)劃與設計、運行與管理等 工作打下初步基礎備。二、課程設計的任務與容1. 課程設計必須注重工程實踐，密切聯(lián)系工程實際。要求學生掌握給水處理工藝的 發(fā)展趨勢和特點、水廠平面布置與高程布置的原則、各種水處理構筑物的特點及適用圍 等。2. 所有的設計參數(shù)選取,必須以室外給水設計規(guī)（GB5001 2006）為選擇參數(shù)依 據(jù)。3. 具體的設計任務與客（1）掌握水廠設計規(guī)模 （設計最高日供水量 ）的確定原則與方法；水廠設計規(guī)模，應按室外給水設計規(guī)（GB5001®2006）»第條15款的最高日水量之和確定； 綜合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；

6、工業(yè)企業(yè)用水；澆灑道 路和綠地用水；管網(wǎng)漏損水量；未預見用水。（ 2）水處理構筑物的設計水量，應按設計最高日供水量加水廠自用水量確定。水 廠自用水率一般可采用設計水量的 510。當濾池反沖洗水采取回用時，自用水率 可適當減小。（ 3）掌握廠址的選擇方法；水廠廠址的選擇，應符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和給水排水專 項規(guī)劃、環(huán)境保護專項規(guī)劃等，并根據(jù)下列要求綜合確定：給水系統(tǒng)布局合理；不 受洪水威脅；有較好的廢水排除條件；有良好的工程地質(zhì)條件；有便于遠期發(fā)展 控制用地的條件；有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設立防護地帶；少拆遷，不占或少占 農(nóng)田；施工、運行和維護方便；（ 4）掌握給水處理工藝流程選擇；水處理工藝流程的

7、選用及主要構筑物的組成， 應根據(jù)原水水質(zhì)、設計生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求、地區(qū)條件、施工條件，經(jīng)過調(diào)查研 究以及不同工藝組合的試驗或參照相似條件下已有水廠的運行經(jīng)驗， 結(jié)合當?shù)夭僮鞴芾?條件，通過技術經(jīng)濟比較綜合研究確定。工藝流程一般采用：原水一混合一絮凝池一沉淀池一過濾池一清水池?；旌弦话悴?用靜態(tài)管道、機械攪拌 , 絮凝池可用隔板、折板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池、機械絮凝池等， 沉淀池一般采用平流式沉淀池、斜板（管）絮凝池，過濾池一般采用普通快濾池、 V 型 濾池、移動沖洗罩濾它、雙閥濾池等，混凝沉淀也可用機械加速澄清池、水力循環(huán)澄清 池代替。（5）擬定各種構筑物的設計流量及工藝參數(shù)；初步選擇各構筑

8、物的類型和數(shù)目， 初步進行構筑物的計算、初步確定各構筑物的有關尺寸；初步進行水廠的平面布置和高 程布置；在此基礎上，判斷所選工藝流程是否合適。（水廠總面積：長 300-500m,寬200-400m）（ 6）主要水處理構筑物及輔助設施的設計計算 : 首先應說明選擇構筑物的理由 , 硝 定其主要工藝設計參數(shù) , 然后逐項進行各構（建）筑物及輔助設施的設計和計算，定出 各構（建）筑物和主要構件的尺寸， 設計時要考慮到構筑物及其構造、 施工上的可能性， 并符合建筑模數(shù)的要求； 二級泵房工作水泵的型號及臺數(shù)應根據(jù)逐時、逐日和逐季水量變化、水壓要求、 水質(zhì)情況、調(diào)節(jié)水池大小、機組的效率和功率因素等，綜合考

9、慮確定。當供水量變化大 且水泵臺數(shù)較少時，應考慮大小規(guī)格搭配，但型號不宜過多，電機的電壓宜一致。水泵 的選擇應符合節(jié)能要求。當供水水量和水壓變化較大時，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，可采用機 組調(diào)速、更換葉輪、調(diào)節(jié)葉片角度等措施。 泵房一般宜設12臺備用水泵。備用水泵型號宜與工作水泵中的大泵一致。 凈水廠清水池的有效容積，應根據(jù)產(chǎn)水曲線、送水曲線、自用水量及消防儲備水 量等確定，并滿足消毒接觸時間的要求。當市政供水管網(wǎng)無調(diào)節(jié)構筑物時，在缺乏資料 情況下，清水池的有效容積可按水廠最高日設計水量的 1020確定。 清水池的個數(shù)或分格數(shù)不得少于 2個，并能單獨工作和分別泄空；在有特殊措施 能保證供水要求時，亦可

10、修建 1 個。（ 7）合理選擇混凝劑、消毒劑及其用量； 用于生活飲用水處理的混凝劑或助凝劑產(chǎn)品必須符合衛(wèi)生要求； 混凝劑和助凝劑 品種的選擇及其用量， 應根據(jù)原水混凝沉淀試驗結(jié)果或參照相似條件下的水廠運行經(jīng)驗 等，經(jīng)綜合比較確定。 混凝劑的投配宜采用液體投加方式。當采用液體投加方式時，混凝劑的溶解和稀釋應按投加量的大小、混凝劑性質(zhì)，選用水力、機械或壓縮空氣等攪拌、稀釋方式。有 條件的水廠，應直接采用液體原料的混凝劑。 消毒劑和消毒方法的選擇應依據(jù)原水水質(zhì)、出水水質(zhì)要求、消毒劑來源、消毒 副產(chǎn)物形成的可能、凈水處理工藝等，通過技術經(jīng)濟比較確定?？刹捎寐认?、氯胺消 毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒及紫

11、外線消毒，也可采用上述方法的組合。 消毒劑投加點應根據(jù)原水水質(zhì)、工藝流程和消毒方法等，并適當考慮水質(zhì)變化的 可能確定，可在過濾后單獨投加，也可在工藝流程中多點投加。（8）水廠的總平面布置；根據(jù)各構筑物的設計計算尺寸，確定各構筑物和輔助設 施、各類管道（生產(chǎn)、加藥、加氯、排水、給水、反沖洗等） 、檢查井與閥門在平面布 置上的確切位置，并最后完成平面布置。在注重水廠主體構筑物（生產(chǎn)工藝）和附屬構 筑物的布置的同時，應注意廠區(qū)道路、綠化、辦公樓、相關生活設施等的布置；水廠生產(chǎn)構筑物的布置應符合下列要求： 在滿足各構筑物和管線施工要求的前提下，水廠各構筑物應緊湊布置。生產(chǎn)構筑 物間連接管道的布置，宜水

12、流順直、避免迂回。 附屬生產(chǎn)建筑物（機修間、電修間、倉庫等）應結(jié)合生產(chǎn)要求布置。 生產(chǎn)管理建筑物和生活設施宜集中布置，力求位置和朝向合理，并與生產(chǎn)構筑物 分開布置。采暖地區(qū)鍋爐房應布置在水廠最小頻率風向的上風向。 水廠應設置通向各構筑物和附屬建筑物的道路。可按下列要求設計：水廠宜設置 環(huán)行道路；大型水廠可設雙車道，中、小型水廠可設單車道；主要車行道的寬度：單車 道為3.5m，雙車道為6m,支道和車間引道不小于3m車行道盡頭處和材料裝卸處應根 據(jù)需要設置回車道；車行道轉(zhuǎn)彎半徑 610m人行道路的寬度為1.52.0m。（ 9）水廠的高程設計 :在水廠平面置好以后 , 應進行水廠的高程設計。 高程設

13、計應充分利用原有地形條件， 力求流程通暢、 能耗降低、土方平衡。在設計過程中， 應合理確定各構筑物的水頭損失、 連接管道的水頭損失 （通過對廠區(qū)各工藝管道的水力計算來確定 ）、各構筑物的水位標高、 各構筑物的頂（底）標高等；水廠的防洪標準不應低于城市防洪標準，并應留有適當?shù)陌踩６取＃?0）注意水廠的供電負荷要求；一、二類城市主要水廠的供電應采用一級負荷。 一、 二類城市非主要水廠及三類城市的水廠可采用二級負荷。當不能滿足時，應設置備用動力設施。(11)合理確定凈水廠的排水；水廠排水宜采用重力流排放，必要時可設排水泵站。 廠區(qū)雨水管道設計的降雨重現(xiàn)期宜選用13年。水廠排泥水排入河道、溝渠等天然

14、水體時，其懸浮物質(zhì)不應對河道、溝渠造成淤塞，必要時應對排泥水進行處理，對所產(chǎn)生 的脫水泥渣妥善處置。三、設計水量Q0 = ( 50000+ 2000 X28) X 1.05 = 109200m3d = 1.2639m3s四、建設場地與水源水質(zhì)1. 建設場地：地形平坦,面積長400m,寬250m的長方形,地面標高4.5m。取水河流位 于擬建水廠西側(cè)，取水口距廠區(qū)1500m,通過取水泵房將兏水輸送至配水開。2. 水源水質(zhì)：水源水質(zhì)符合地面水川類水域水質(zhì)標準，除濁度、色度和菌落總數(shù)偏高 夕卜，其余參數(shù)均符合GB5749-2006<<活飲用水衛(wèi)生標準>>。五、水廠工藝流程選擇由

15、于水源水質(zhì)符合地面水川類水域水質(zhì)標準，除濁度、色度和菌落總數(shù)偏高外，其余參數(shù)均符合GB5749-2006<<生活飲用水衛(wèi)生標準 >>，所以本設計工藝流程經(jīng)過比較得出的結(jié)論如圖1所示原水混凝劑消毒劑(1)主要計算容1) .絮凝沉淀池，絮凝池與沉淀池必須一樣寬，並應合建,絮凝池的水深在 3.5m左右。絮凝沉淀池不得懸空。2) .濾池3) .二級泵房(近期4臺，遠期6臺)3) .清水池容積按總產(chǎn)水量的15%左右估算；深度4m左右4) . 加藥間、加氯間、機修間、堆砂場、辦公用房、化驗間等按室外給水設計規(guī)選取。 水廠面積按城市給水工程規(guī)劃規(guī)選取。六、主要處理構造物的計算1. 配

16、水井配水井流量為(加 5%的水廠自來水)Q =1.2639m3/s取停留時間為 3min, 則配水井體積為(包括 5%的無用體積)V=Q T=1.05X 1.2639 X 3X 60= 238.8771 m3取 240 m3因水力循環(huán)澄清池有 8 個(由下得知)，故分設 2 座配水井，單組配水井體積為V單=V/3=240/2=120 m選定配水井的尺寸為 5.6mX 5.6m有效水深為2.97m,池體超高 為0.3m,則配水井的高度為5.8 m.由設計手冊有，配水管的允許流速為1.01.2m/s.取v=1.2m/s,則配水管管徑 為D=V(4Q/3.14v)= V(4 X 1.2639/2)/

17、3.14 X 1.2=1.179m,取 1200mm則實際流速為 1.12m/s 。2. 混合設備為了形成良好的礬花，很重要的是在投加藥劑時立即快速混合?；旌鲜峭ㄟ^紊動水 流的作用，使藥劑盡快地均勻分散在原水中?；旌显O備的基本要，藥劑與水的混合 必須快速均勻?；旌显O備種類較多， 常用的有水泵混合、 管式混合和機械混合三種。 選用目前廣泛使用的管式靜態(tài)混合器?；旌掀靼匆蟀惭b若干固定混合單元。每一 混合單元由若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單 元體多次分割、改向并形成渦旋，達到混合目的。這種混合器構造簡單，無活動部 件，安裝方便，混合快速而均勻。管式靜態(tài)混合器的構造如

18、圖 5.2 所示。3. 水力循環(huán)澄清池設計(1) 設計要點(1) 水力澄清池適用于中小型水廠。進水懸浮物的含量一般小于1000mg/L,短時間允許達 2000mg/L。(2) 設計回流水量一般采用進水流量的 24 倍，應選用合適的水射器喉管截面積與 噴嘴截面積之比和恰當?shù)膰娮炝魉佟?3) 噴嘴直徑與喉管直徑之比一般采用 1：31：4，喉管截面積與噴嘴截面積的比 值約在 1213 之間。(4) 噴嘴流速采用8m/s ;噴嘴的水頭損失一般為5m( 5)喉管流速為 2.5m/s ；喉管瞬間混合時間一般為 0.6s 。(6) 第一反應室出口流速采用0.06m/s ;第二反應室進口流速低于第一反應室出口

19、 流速，一般采用 0.04m/s。(7) 清水區(qū)上升流速一般采用0.71.0mm/s，當原水屬低溫低濁度時，上升流速可 酌減；清水區(qū)高度一般為23m超高為0.3m。(8) 總停留時間為11.5h。反應室停留時間宜取用較大，以保證反應的完善，一 般采用停留時間：第一反應室1530s，第二反應室80100s (按循環(huán)總回流量計)(9) 池的斜壁與水平的夾角一般為 45°。( 1 0)為避免池底積泥， 提高回流泥渣濃度， 噴嘴頂離池底的距離一般不大于 0.6m。 (11)為適應原水水質(zhì)的變化， 池中心應設有可調(diào)節(jié)噴嘴與喉管進口處間距的措施。但須注意第一反應筒下口與喉管重疊調(diào)節(jié)部分的間隙不宜

20、過小，否則易被泥渣所堵 塞，使調(diào)節(jié)困難。( 12)排泥裝置同機械攪拌澄清池。排泥耗水量一般為5%左右;排泥量大者可考慮自動控制。池子底部應舍放空管。(13)在分離室設置斜板，可提高澄清效果、增加出水量和減少藥耗。在大型池反 應筒下部設置傘形罩，可避免第二反應室的出水短路和加強泥渣回流。2)設計條件設計水量為 Q0 (50000+2000*28) X1.05=109200 m3/d=1.2639 m 3/s采用數(shù)據(jù)：設置 8個水力循環(huán)澄清池， Q0=0.1580 m3/s回流比采用 1： 4設計循環(huán)總回流量 Q1=0.632m3/s噴嘴流速： V0=8.0m/s 喉管流速 V1=2.5m/s第一

21、反應室出口流速 V2=0.06m/s第二反應室出口流速 V3=0.04m/s清水區(qū)上升流速：V4=O.5mm/s喉管混合時間：ti=0.6s第一反應的反應時間（3）水力提升器計算1）噴嘴do =4q,0.632卄V=匕 14乂8 = 0.159m 取 do=16Omm nv o3.14 入8式中do-噴嘴直徑（m3q-進水量（m/s ）Vo-噴嘴流速設進水管流速：V=1.5m/s4q4X0.158則進水管直徑：d = 心 =V寸訂=0.3662m取370mm設噴嘴收縮角為15°,則斜壁高為彳了；1"）Xcos15 ° = 203mm取210mm噴嘴直段長度取160

22、mm h0=363mm要求凈作用水頭：h p = 0.06V2 = 0.06 X82 = 3.84m2）喉管4Q-14X0.632d1 = V314X25 = 0 .567m 取 d1=600mm式中循環(huán)總流量量（nVs ）d1-喉管直徑（m）V1-喉管流速（m/s）4X0 632則實際喉管流速：V 1 = 314：0602 = 2.23n/s令 t1=0.6s，貝Uh 1 = V1 11 = 2.23 X 0.60= 1.338m，取1.340m3）喉管喇叭口取d5=3d1=3X600=1800mm喇叭口斜邊采用 45°傾角，則喇叭口高度為 竺尹0 x tan 45° =

23、 1200m采用連接喇叭口大端圓部分高 d1=650mm噴嘴與喉管的距離：S= 2d。= 2 X 160mm= 320mm并設調(diào)整裝置。4）第一絮凝室上口直徑：d 2 = Vtv2 = = 3.66取d2=3.7°m式中d2-上口直徑（mq1-循環(huán)總流量量（nVs ）上口面積W 1 =3.14 X3.7024=210.746帚4Q14X0.632頭際出口流速V 2= nd2 = 2 = °.059ms式中?2 -實際流速（m/s）3 q 1-循環(huán)總流量量（m/s ）d2-上口直徑（m設第一絮凝室高度為h 2 = 穿tan 15° = 5.78n取5.80m式中h2

24、第一絮凝室高度（md2上口直徑（md1喉管直徑（m5 ）第二絮凝室"亠,-Q0.6322第二絮凝室進口斷面積W 2 = v二"004 = 15.80?3式中w第二絮凝室進口斷面積（m）q1-循環(huán)總流量量（m/s ）Va-第二絮凝室上口流速（m/s ）第二絮凝室直徑（包括第一絮凝室）d3=宀V4(=5.81m取5.80m式中ds-第二絮凝室直徑（m）ww第二絮凝室進口斷面積（m ）ww上口面積（m）實際進口斷面積W 223d 4冗215.66m亠”一“ 、亠亠' Q 0.632頭際進口流速V 3 =応=碗=O.°4°4ms式中循環(huán)總流量量（m/s）

25、V3 -實際進口流速第二絮凝室高度取h6=-n4qt 3(d3- d2 2)4 X0.632 X1003.14X(5.82- 2.5782)=4.39m, h6取 4.4m； h4取 0.3m。式中h6-第二絮凝室出口至第一絮凝室上口高度 qi-循環(huán)總流量量（m/s）t3-第二絮凝室反應時間d3-第二絮凝室上口直徑d2 -第二絮凝室出口處到第一絮凝室上口處的錐形筒直徑（ m 根據(jù)公式：h 3 = h6 + h4 = 4.7m式中ha-第二絮凝室高度h6-第二絮凝室出口至第一絮凝室上口高度W3 =n (d?d22)4h4-第一絮凝室上口水深（mn222；W3= -(5.8 - 2.578 ) =

26、 21.19吊式中W第二絮凝室出口斷面d3-第二絮凝室上口直徑d2 -第二絮凝室出口處到第一絮凝室上口處的錐形筒直徑（ m?2 = ?2 ( 1 -+ ?1 ? = 2578?2出口流速：V 5 = w = 3124 = 0.028n/ sW331.246）澄清池各部尺寸計算 分離室面積W 4 = v0 = ¥0罟 =158用澄清池直徑D(10.746+15.66+ 158)3.14=15.33m取 16.00m實際上升流速V 4 = d24Qd ' = 2= 1052 X 10- 3取 0.001m/snD - - W2(3.14 X16 )- 10.746- 15.66h

27、o取0.46m,噴嘴長0.363m,噴嘴與喉管間距0.32m,喉管喇叭口高度1.2m，喉管長度1.340m,第一絮凝室高度5.80m,室頂水深0.3m,超高0.3m。澄清池總高度H = 0.46 + 0.32 + 1.2 + 1.340+ 5.8 + 0.3 + 0.3= 9.72m錐體部分高度：H 1 = D-2D0tan B設池底部直徑：Cb=2.0m，錐角B = 45°,則式中Hi-池錐體部分高度16- 2Hi =tan 452m7md-澄清池直徑（mdo-池底部分直徑（mHz = H- H = 9.72 - 7= 2.72m式中-池直壁高度（mh-池總高（mh-池錐體部分高度

28、（m7）各部分容積及停留時間計算hi1600喉管混合時間：t i =廠=2610= 0613s取0.6s式中ti-喉管混合時間（s）Vi-喉管流速（m/s）hi-喉管高度（m第一絮凝室容積nh2+ d2di + di43.I4 X 5.8223X(0.6 + 3.7 + 0.6 X3.7) = 24.69卅式中h2-第一絮凝室高度（m第一反應室停留時間t2式中Vi-第一絮凝室容積（m）qi-循環(huán)總流量量（m/s ）第二絮凝室容積n 2 nh 6 d2 + d2d2 + d2 2V? =d3h3 -（）43 '4J24.69疏 39.°7s3.I42X5.8 X 2.7-2 2

29、字 X2.i (°6 + 2.578 ：3.7+ 2.578 ) = 62.2im式中da-第二絮凝室上口直徑ha-第二絮凝室高度h6-第二絮凝室出口至第一絮凝室上口高度第二反應室停留時間V2t3= Q162210632=98.43s式中V2-第二絮凝室容積qi-循環(huán)總流量量（mi/s ）分離室停留時間h5!V42.10.0005=4200s式中h3-第二絮凝室高度（m）7 -實際上升流速（m/s） 凈水歷時T =ti + t2+t3+t4 = 39.07 + 98.43 + 4200 = 4337.5s 72.3min式中ti-喉管混合時間(s)t 2-第一反應室停留時間t3-第二

30、絮凝室反應時間t4-分離室停留時間澄清池總?cè)莘eV及停留時間T:總?cè)莘e：?223直壁部分體積?3 = ? ?2 = 0.785 X162 X 2.72 = 546.6?錐體部分體積?4 = ?2?1(?2 + ?2+ ?0) = 534.8?3V=V+V4=546.6+534.8=1081.4m3總停留時間：V 10814T =：?0 = 0.158 = 6844s= 1h式中V-澄清池總?cè)莘e（m3）Q-進水量（mVs ）8）排泥設施泥渣室容積按澄清池容積19計，即33V泥 = 0.01V= 0.01 X 1081.4m = 10.814mZ,則其體積K=1.3，則f = q& 卩 v2

31、g X0.05設置兩個排泥斗，形狀采取倒正四棱錐體，其錐底邊長和錐高為均為 為V = Iz?z2=則Z =3V泥=v3 x 10.814m= 3.19m排泥歷時取t 5 = 30s，排泥管中流速取Vs = 3n/ s則排泥流量堆 10.8143qo = 0.360? / s1530排泥管直徑4q04 x 0.360ds = “= “= 0.390m取 400mmnv 3.14 X3進出水系統(tǒng)進水管，進水管采用d=150mm管累流速V=1.65m/s集水管，環(huán)形集水槽設在池壁外側(cè)，采用淹沒孔進水，流量超載系數(shù)取 槽中流量1 1 3q = 2QK= 2 x0.1580 X1.3= 0.1027m3

32、/s槽寬b = 0.9q04 = 0.9 X0.102704 = 0.362m取 0.40m孔眼軸線的淹沒水深取50mm超高取70mm起點槽深h = (0.75b+ 0.05+ 0.07) = 0.42m/ /終點槽深h = (1.25b+ 0.05 + 0.07) = 0.62m為了加工和施工簡單，采用等斷面，即b=0.4m, h取0.7m。槽孔孔眼孔眼總面積式中卩一流量系數(shù)，取0.62 oh孔眼中心線以上水頭，取 0.05m。0.102722刀 f = 0.62V2 X9.8 X0.05= 0.1673m孔眼直徑采用20mm單個孔眼面積f=3.14cm2孔眼數(shù)口 1673n= f = 3.

33、14 = 533 個孔眼流速q 0.1027V7= Ef = 0.1673= 0B1n/S孔眼中心間距nD3.14 X16S = 0.05mn X2533 X2出水管徑d=150mm放空管徑d=100mm4. 普通快濾池設計普通快濾池是目前水處理工程中常用的濾池形式之一，普通快濾池運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，普通快濾池適用于大、中、小型水廠，單池面積不宜大于loom,以免沖洗不均勻，在有條件時盡量米用表面沖洗或空氣助沖設備。（1）設計參數(shù)單層、雙層濾料濾池沖洗前水頭損失宜采用 2.02.5m；三層濾料沖洗前水頭損失宜采用2.03.0m。濾層表面以上的水深宜采用1.52.0m。單層濾料濾池宜采用大阻

34、力或中阻力配水系統(tǒng)；三層濾料濾池宜采用中阻力 配水系統(tǒng)。沖洗排水槽的總平面面積，不宜大于過濾面積的25%濾料表面到洗砂排水槽 槽底的距離，應等于沖洗時濾層的膨脹高度。當采用水箱（塔）沖洗時，水箱（塔）有效容積應按單元格濾池沖洗水量的1.5倍計算。當采用水泵沖洗時，水泵的能力應按單元格濾池沖洗水量設計，并設置備用機組。已知，設計水量Q = （50000+ 28 X2000）燈.05用心=109200nn/d= 1.2639m/s（2）平面尺寸計算1）濾池總面積f=2T = To - nt i式中F濾池總面積（va）;Q設計水量（mVd ）;V 設計濾料（m/h）,石英砂單層濾料一般米用810m/

35、h，雙層濾料一般米用1014m/h;T濾池每日實際工作時間（h）;To濾池每日工作的時間（h）;to濾池每日沖洗后停用和排放初濾水時間（h）;11濾池每h沖洗時間，取t i=0.1h ;n濾池每日的沖洗次數(shù)，取 n=2次。不考慮排放初濾水時間，取t 0=0T= (24- 2 X0.1)h= 23.8h選用單層濾池石英砂濾池，取 V=8m/h458.82帚109200 2 mr 8 X 2382）單池面積Ff = N式中f 單池面積（m）°f濾池總面積（m）。N濾池個數(shù)（個），一般采用N>2個設計中取N=8,成對稱雙行排列布置458.82 22m = 57.35m2設計中取L=1

36、0.0m,B=6.0m,濾池的實際面積為100 X 6.0帚=60m2,實際濾速V (一般采用1014m/h)N/V=8X0X38mh= 9.56訕滿足要求。當一座濾池檢修時。其余濾池的強制濾速N- 18 X9.56m/h = 10.93n/h 滿足要求。3）濾池高度H=h+H+H+H式中H濾池高度（m）H承托層厚度（m）, 一般可按表1確定；取0.3m；H濾料層厚度（m）,取0.7m；H濾層上水深（m）, 一般采用1.52.0m,取1.7m；H4超高（m）, 一般米用0.3m。設計中取 H=0.30m, H2=0.70m, H3=1.70m, H4=0.30m。H= （0.30+ 0.70

37、+ 1.70 + 0.30）m= 3.00m表1普通快濾池承托層的粒徑和厚度層次（自上而下）尺寸/mm厚度/mm124100248100381610041632本層頂面咼度至少應咼出配水系統(tǒng)孔眼100（3）配水系統(tǒng)1）反沖洗強度2 2一般采用 1215L/（s m ）,取 15L/（s m ）。2）反沖洗水量qg = fq式中qg反沖洗干管流量（L/s ）。qg = 60 X 15 = 900L/s3）干管始端流速4qg X 10-3Vg =DnD式中vg干管始端流速（m/s）, 般采用1.01.5m/s ;q g反沖洗水流量（L/s ）;D 干管管徑（m 設計中取D=1m4 X900 X10

38、- 33.14 X12=1.15ms 4）配水支管根數(shù)式中n單池中支管根數(shù)（根）濾池長度（m ；支管中心間距（m,一般采用 0.25 0.30m,取 a=0.25mo10屮屮n = 2 X 根=80 根0.25式中q單池支管入口流量5）單根支管入口流量(L/s )oqg 900=-= L/s = 11.25L/S nj806）支管入口流速qj X10- 3 vj = -R式中Vj支管入口流速（m/s）, 般采用1.52.0m/s ;dj支管管徑（n）,取dj=0.1m。11.25 X10- 3j = 0.785 X0.12s =：1.43n/s滿足要求。7）單根支管長度1 ij = 2（b-

39、d）式中i j單根支管長度（m；B 單個濾池寬度（m ,B=6m配水干管管徑（m ,D=1.0m1l j = 2 x（6.0- 1）m= 2.5m8）配水支管上孔口總面積Fk = Kf式中Fk配水支管上孔口總面積（m）；K 配水支管上孔口總面積與濾池面積f之比，取K=0.25%Fk = 0.25%X60n2 = 0.15帚=150000mm9）配水直管上孔口流速式中V配水支管上孔口流速? =?m/s），一般采用 5.06.0m/s。? =0.90.15=6?/?10）單個孔口面積? 2? =?4式中fk配水支管上單個孔口面積（m）；?配水支管上孔口的直徑（mm，般采用910mm??？?=9?。1

40、1）孔口總數(shù)2 2? = 0.785 x 9 636? =?式中Nk孔口總數(shù)（個）150000?=2358 個63.612）每根支管上的孔口數(shù)? =? =支管上孔口布置成兩排，與垂線成 45式中nk每根支管上的孔口數(shù)（個）235829個80夾角向下交錯排列。13）孔口中心距?=式中ak孔口中心距(m設計中 lj=2.5m, nk=29 個，?=2.5:= 0172n< 214) 孔口平均水頭損失1 ? = 2?( 10?K 2 式中hk孔口平均水頭損失(m；Q沖洗強度L/ (s m2);卩一一流量系數(shù)，與孔口直徑和壁厚S的比值有關，查表22-20取卩；K支管上孔口總面積與濾池面積之比，一

41、般采用0.2%0.25%設計中取S = 5mm K=0.25%則孔口直徑與壁厚之比? = 5 = 1.8，按表所示，選用流量系數(shù)卩0.68? =40?1152 X9.8 % (10 x 0.68 X0.25)人2 二流量系數(shù)卩值孔口直徑與壁厚之比1.251.52.03.0流量系數(shù)卩0.760.710.670.6215)配水系統(tǒng)校核對大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長度lj與直徑dj之比不大于60。?2.5耳=亦=25< 60對大阻力配水系統(tǒng)，要求配水支管上孔口總面積Fk與所有支管橫截面積之和的比值小于0.5.即?< 0.5? 2 ? = ? ? ?0.15-80X0.785X0.12 =

42、 0.239 < 0.5滿足要求。式中f j配水支管的橫截面積m)。(4) 洗砂排水槽1) 洗砂排水槽中心距?0 =?1式中ao洗砂排水槽中心距（m ；ni每側(cè)洗砂排水槽數(shù)（條）。因洗砂排水槽長度不宜大于6m故在設計中將每座濾池中間設置排水渠，在排水渠兩側(cè)對稱布置洗砂排水槽，每側(cè)洗砂排水槽數(shù)ni=3條，池中洗砂排水槽總數(shù) n2=610?o =3.33?32）每條洗砂排水槽長度?0 =?- ?2式中I o每條洗砂排水槽長度m；b中間排水渠寬度（m設計中取b=0.8m3）每條洗砂排水槽的排水量?o =6- 0.82=2.6?0 =?式中q 0每條洗砂排水槽的排水量（L/s ）;qg單個濾池的

43、反沖洗水流量（L/s ）;n2洗砂排水槽總數(shù)，n2=6條。900 ?0 = 150?/?64）洗砂排水槽斷面模數(shù)洗砂排水槽采用三角形標準斷面。洗砂排水槽斷面模數(shù)1?02 0?0式中x 洗砂排水槽斷面模數(shù)（m ；q。一一每條洗砂排水槽的排水量（L/s ）;V0槽中流量（m/s）, 般采用 0.6m/s，取 v°=0.6m/s。=-V= 0 25?2 1000 X0.6 0.25 - 5）洗砂排水槽距砂面高度? = ?直 + 2.5? +?+?式中?洗砂排水槽距砂面高度（m）；?砂層最大膨脹率，石英砂濾料一般采用30%50%取?= 35%?洗砂排水槽底厚度（m）取?= 0.05?；?2濾

44、料層厚度（m），取?2 = 0.7?；c洗砂排水槽的超高（m），取?= 0.08?。? = 0.4 X 0.7 + 2.5 X 0.25 + 0.05 + 0.08 = 1.035m6）排水槽總平面面積?0 = 2?0?2 + ?式中?0排水槽總平面面積（m）。2 ?0 = 2 X0.25 X2.6 X6 + 0.8 X10= 15.8?校核排水槽總平面面積與濾池面積之比。?015.8習二莎=26.33%基本滿足要求。7）中間排水槽中間排水槽選用矩形斷面，渠底距洗砂排水槽底部高度式中?中間排水槽渠底距洗砂排水槽底部高度（m）; b中間排水渠寬度（m）；3?反沖洗排水流量（？?3?）；?重力加速

45、度，9.81m/s2。322? = 1.73 X v0.9 ? (9.81 X 0.8 ) = 0.87?（5）濾池反沖洗濾池反沖洗水可由高位水箱或?qū)ＴO的沖洗水泵供給。本設計按高位水箱供水方式進行計1）單個濾池的反沖洗用水總量?W=1000式中W單個濾池的反沖洗用水量吊）;t單個濾池的反沖洗時間s）,其值可參考表中的經(jīng)驗資料確定。其余符號意義同前設計中取 t=6min，q=15L/ （s m2）W=15 X60 X360_1000 =324?2沖洗強度、膨脹度和沖洗時間濾層沖洗強度膨脹率沖洗時間石英砂濾料12154575雙層濾料13165086三層濾料161755752）高位沖洗水箱的容積按單

46、格濾池反沖洗水量的1.5倍計算3 ?1 = 1.5?= 1.5 X 324= 486?式中?1高位沖洗水箱的容積（m）°3）承托層的水頭損失?3 = 0.022?1?式中?73承托層的水頭損失（m ；?1承托層的厚度（m,取?1 = 0.30?；?沖洗強度15L/ （m s）。?3 = 0.022 X0.3 X15= 0.099?4）沖洗時濾層的水頭損失?砂?4 =（- 1 ） （1 - ?0） ?2水式中?4沖洗時濾層的水頭損失（m）；?砂 濾料的密度（kg/m3）,石英砂的密度一般采用2650kg/m3；33?水水的密度（kg/m）, ?水 = 1000?/?;mo濾料未膨脹前的

47、孔隙率，取mo=0.41 ;?2濾料未膨脹前的厚度（m）,取？?2= 0.7?。2650?4 =（1000 - 1） X （1 - 0.41） X 0.7= 0.68?5）沖洗水箱高度? = ?1 + ?2 + ?3 + ?4 + ?5式中?沖洗水箱的箱底距洗砂排水槽頂?shù)母叨龋╩）；?1-一水箱與濾池間的沖洗管道的沿程和局部水頭損失之和（m），取?1 :1.0?;?2-配水系統(tǒng)的水頭損失（m），一般米用1.52.0m，?2 =:?=4.0?;?5-備用水頭（m），一般米用 1.52.0m，?5 = 1.5;? 孔口平均水頭損失（m）取3.5m；?=1.0+ 40 + 0.099+ 0.68 +

48、 1.5 = 7.279?，取 7.3m。（6）進出水系統(tǒng)1）進水總渠濾池的總進水量為 Q=109200t/d=1.2639m3/s，設計中取進水總渠渠寬 B=1.18m,水 深為1.18m,渠中流速 V1=0.91m/s。單個濾池進水管流量 Q=1.2639/8=0.158m /s， 采用進水管直徑D2=500mm管中流速V2=0.81m/s。2）反沖洗進水管沖洗水流量qg=900L/s，采用管徑D3=700mm管中流速 U=2.3m/s。3）清水管清水總流量Q=109200t/d=1.2639m3/s，為了便于布置，清水管斷面采用和進水管斷 面相同的尺寸。單個濾池進水管流量Q=1.2639

49、/8=0.158m3/s，采用進水管直徑D2=500mm 管中流速 V2=0.81m/s。4）排水渠排水流量qg=900L/s，排水渠斷面寬度B2=0.59m，渠中水深為1.18m，渠中流速Vs=1.3m/s o5. 消毒由前面的基本分析，選用液氯為消毒劑。有前加氯和后加氯兩種。前者加氯點在管 式靜態(tài)混合器之前的原水管道上，進入混合器之后充分地混合，主要起氧化作用； 后者加氯點在活性炭吸附出水管上，進入管道后殺滅細菌，主要起消毒作用。后加氯系統(tǒng)可采用串級復合環(huán)控制系統(tǒng)以檢測和控制水廠出水的余氯量在規(guī)要求的圍之（出廠水中的余氯量大于 0.3mg/L，小于0.4mg/L，管網(wǎng)末梢中的余量量大于0

50、. 05m g/L ）。加氯系統(tǒng)采用全真空加氯系統(tǒng)， 氯源切換采用自動壓力切換， 真空調(diào)節(jié) 器安裝在氯庫，加氯機采用自動投加方式，水射器安裝在加氯投加點處，還應設置 漏氯的處理裝置。消毒部分的設計容包括加氯間的設計和氯庫的設計，加氯間和氯 庫的面積按遠期規(guī)劃進行設計，購入設備時按近期規(guī)劃。加氯間和氯庫設置在水廠 最小頻率風向的上風向。1）設計參數(shù)的確定5.1.1 氯氣與水的接觸時間不小于 30min。5.1.2 在氯庫和加氯間安裝排風扇， 設在墻的下方。 同時安裝測定氯氣濃度的儀表 和報警設施。5.1.3 為了使氯氣與水混合均勻，在加氯點后安裝靜態(tài)混合管道混合器。5.1.4 在加氯間的出入口處

51、，設置工具箱、搶修用品箱及防毒面具；照明和通風設 備開關設置在室外。5.1.5 加氯間和氯庫的管線不宜外露，應敷設在溝槽里。5.1.6 當加氯間或氯庫需要采暖時宜用暖氣；如用火爐時火口應設置在室外；暖氣 散熱片或火爐應離開氯瓶和加氯機。最大投加氯量a （mg/L） 一般濾前加氯量采用1.52.5mg/L ,取2.0,;氯后加 氯量為 1.01.5mg/L，取 1.5。2）加氯量的計算近期設計水量：Q=104000K1.05=4550 ? /h近期加氯量：Q=0.001aQ=0.00lX （2.0+1.5 ） M550=15.925Kg/h1 ）儲氯量及氯瓶數(shù)量儲氯量倉庫儲量按15d考慮，則儲氯

52、量 G為：（近期）G=15X24Xl5.925=5733Kg。氯瓶數(shù)量采用容積為500Kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑 600mm瓶高為1800mm氯瓶自 重146Kg,公稱壓力2MPa所需數(shù)量（近期）5733/500=11.5 個，取 12 個。2）加氯機選擇選用ZJII型轉(zhuǎn)子真空加氯機4臺（工作所需的泵臺數(shù)15.925/92臺），2用1 備，每臺加氯機加氯量為 0.59Kg/h。加氯機的外形尺寸為：寬*高=330mm*370mm 加氯機安裝在墻上，安裝高度在地面以上 1.5m,兩臺加氯機之間的凈距為0.8m。3）加氯控制根據(jù)余氯值，采用計算機進行自動控制加氯量。4）加氯間和氯庫設計加氯間是安裝加氯設備的操作間，氯庫是貯備氯瓶的倉庫，所以應按近期處理水量設計計算。避免二期擴建的時候再次建造加氯間和氯庫造成的不便和資源浪費。本