工程設(shè)計水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計概述

水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計

同窗姓名:

學(xué)號:

班級:

指點老師：

20xx年6月

項目

1義務(wù)指點0

1.1課程設(shè)計教學(xué)目的及基本要求0

1.2設(shè)計內(nèi)容0

1.3設(shè)計材料1

1.3.1水源和水質(zhì)1

1.3.2城市規(guī)劃與供水規(guī)模1

1.3.3供水水質(zhì)及水壓1

1.3.4氣候1

2總體設(shè)計2

2.1凈水工藝流程的確定2

2.2處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇2

2.2.1藥劑溶解池2

2.2.2混合設(shè)備3

2.2.3絮凝池4

2.2.4沉淀池5

2.2.5濾池6

2.2.6消毒方法8

3混凝沉淀9

3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計9

3.1.1溶液池10

3.1.2溶解池11

3.1.3投藥管12

3.2混合設(shè)備的設(shè)計12

3.2.1設(shè)計流量13

3.2.2設(shè)計流速13

3.3.3混合單元數(shù)13

3.2.4混合工夫14

3.2.5水頭損失14

3.2.6校核GT值14

3.3折板絮凝池的設(shè)計14

3.3.1設(shè)計水量14

3.3.2設(shè)計計算14

3.3.3折板絮凝池布置21

4斜管沉淀池設(shè)計計算22

4.1設(shè)計流量22

4.2立體尺寸計算22

4.2.1沉淀池清水區(qū)面積22

4.2.2沉淀池長度及寬度22

4.2.3沉淀池總高度23

4.3進(jìn)出水系統(tǒng)23

4.3.1沉淀池進(jìn)水設(shè)計23

4.3.2沉淀池出水設(shè)計24

4.3.3沉淀池斜管選擇25

4.3.4沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計25

4.3.5斜管沉淀池布置26

4.4.6核算26

5V型濾池27

5.1立體尺寸計算27

5.2進(jìn)水系統(tǒng)29

5.2.1進(jìn)水總渠29

5.2.2氣動隔膜閥口的閥口面積29

5.2.3進(jìn)水堰堰下水頭30

5.2.4V型進(jìn)水槽30

5.2.5V型槽掃洗小孔31

5.3反沖洗系統(tǒng)32

5.3.1氣水安排渠32

5.3.2配水方孔面積和間距32

5.3.3布?xì)鈭A孔的間距和面積33

5.3.4空氣反沖洗時所需空氣流量33

5.3.5底部配水系統(tǒng)34

5.4過濾系統(tǒng)34

5.5排水系統(tǒng)35

5.5.1排水渠終點水深35

5.5.2排水渠起端水深35

5.6濾池總高度36

6消毒處理37

6.1消毒方法的選擇一一液氯消毒37

6.2加氯量計算38

6.3加氯設(shè)備的選擇38

6.3.1自動加氯機選擇38

6.3.2氯瓶38

6.3.3加氯把握39

6.4加氯間和氯庫39

6.5加氯間的布置留意事項39

7其他設(shè)計40

7.1清水池的設(shè)計40

7.1.1立體尺寸計算40

7.1.2管道系統(tǒng)41

7.1.3清水池布置43

7.2吸水井的設(shè)計44

7.3二泵房的設(shè)計44

7.3.1泵的選型44

7.3.2泵房立體布置45

8水廠總體布置46

8.1廠址的選擇46

8.2水廠立體布置46

8.2.1消費區(qū)的布置47

8.2.2生活區(qū)的布置47

8.2.3道路和綠化48

8.2.4水廠管線布置48

8.2.5水廠立體布置表示圖49

8.3高程布置50

8.3.1處理構(gòu)筑物水頭損失50

8.3.2構(gòu)筑物之間的水頭損失50

8.7.3高程計算52

參考材料：53

1義務(wù)指點

1.1課程設(shè)計教學(xué)目的及基本要求

經(jīng)過課程設(shè)計，使同先生疏并把握給水廠的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、

方法和步驟，學(xué)會根據(jù)設(shè)計材料正確計算，正確地選定設(shè)計方案，具

備設(shè)計城鎮(zhèn)水廠的初步力量。

要求同窗對水廠總體布置的設(shè)計思想，從工藝流程、操作聯(lián)系、消

費管理以及物料運輸?shù)雀鞣矫婵紤]，而進(jìn)行合理的布置設(shè)計。

把握設(shè)計闡明書、計算書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。

1.2設(shè)計內(nèi)容

①處理工藝流程的確定；

②正確計算供水量；

③水處理構(gòu)筑物型式的比較與選擇，擬定各構(gòu)筑物的設(shè)計流量;

構(gòu)筑物的設(shè)計計算并繪草圖；

④確定混凝劑種類、投加量及投加方式、投加設(shè)備；

⑤選擇消毒劑種類、投加量及投加方式、投加設(shè)備；

⑥確定水廠其它建、構(gòu)筑物尺寸；

⑦進(jìn)行水廠立體及高程布置；

⑧繪制本設(shè)計指定的技術(shù)圖紙；

⑨完成設(shè)計計算、闡明書

1.3設(shè)計材料

1.3.1水源和水質(zhì)

①水源：河水

②水質(zhì)：水質(zhì)符合《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2城市規(guī)劃與供水規(guī)模

規(guī)劃到2020年，城市人口規(guī)模為5萬人，日工業(yè)產(chǎn)值300萬元，萬

元產(chǎn)值耗水量120m7萬元，綜合生活用水量標(biāo)準(zhǔn)230L/人?d（最高

日），未預(yù)見及管網(wǎng)漏失量20%Q最高日計。

據(jù)省方案委員會批文及近遠(yuǎn)期需水量猜測，確定本工程供水規(guī)模為6

萬m'7do

1.3.3供水水質(zhì)及水壓

水廠出廠水質(zhì)一致按現(xiàn)行國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)考慮。

水廠出廠水壓為0.4MPa,以滿足接管點處服務(wù)水頭0.28MPa。

1.3.4氣候

該市屬亞寒帶季風(fēng)潮濕氣候，特征為：氣候溫存，雨水充分，

光照充分，四季分明，冬夏長，春秋短，無霜期長，全年主導(dǎo)風(fēng)向

為北風(fēng)，6?8月多為南風(fēng)。

2總體設(shè)計

2.1凈水工藝流程的確定

根據(jù)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB—3838—02),原水水質(zhì)符合地

面水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，除濁度、菌落總數(shù)、大腸菌數(shù)偏高外，其他參

數(shù)均符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)的規(guī)定。

水廠以地表水作為水源，工藝流程如圖1所示。

混凝劑消毒劑

原水凝二合絮凝沉淀池、濾池清水池，二級泵房卜?用戶

圖1水處理工藝流程

2.2處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇

2.2.1藥劑溶解池

①為便于投加藥劑，溶解池高程普通以在地立體以下為宜，池

頂高出地面0.20m左右，。

②溶解池的底坡不小于0.02m,池底應(yīng)有直徑不小于100mm的

排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時溢出。

③溶液池普通接受鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁需進(jìn)行防腐處理。

④投加量較小時，也可在溶液池上部設(shè)置淋浴斗以代替溶藥池,

運用時將藥劑置于淋浴斗中，經(jīng)水力沖溶后的藥劑溶液流入溶液池。

⑤投藥設(shè)備接受計量泵投加的方式。接受計量泵，不必另備計

量設(shè)備，泵上有計量標(biāo)志，可經(jīng)過轉(zhuǎn)變計量泵行程或變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變

藥液投量，最合適用于混凝劑自動把握系統(tǒng)。

2.2.2混合設(shè)備

混合設(shè)備比較:

混合設(shè)備優(yōu)點缺陷運用條件

難順應(yīng)水質(zhì)和

目前已很少運

水力混合構(gòu)造簡約水量的變化，占

用

地面積少

備簡單，管理費適用于一級泵

混合效果好，不

事，機械攪拌混房離處理構(gòu)筑

水泵混合需求另建混合

合耗能大，管理物120m以內(nèi)的

設(shè)備，節(jié)省動力

簡單水廠

占地巨大、投資

運轉(zhuǎn)水量變化適用于水量變

省、設(shè)備簡約、

管式混合影響效果，水頭化不大的各種

混合效果好和

損失大規(guī)模的水廠

管理便利

需耗動能，管理

混凝效果好，水適用于各種規(guī)

機械混合維護較簡單，需

頭損失較小模的水廠

建混合池

運用管式混合器對藥劑與水進(jìn)行混合。在混合方式上，由于混合池

占地大，基建投資高。管式混合具有占地巨大、投資省、設(shè)備簡約、

混合效果好和管理便利等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。

2.2.3絮凝池

常用絮凝池的比較:

方式優(yōu)缺陷適用條件

優(yōu)點：1、絮凝效果較好

2、結(jié)構(gòu)簡約，施工便利

往1、水量大于30000m3/d

缺陷：1、絮凝工夫較長

復(fù)的水廠

2、水頭損失較大

式2、水量變動小

隔板3、轉(zhuǎn)機處絮粒易裂開

絮凝4、出水流量不易安排均勻

池優(yōu)點：1、絮凝效果較好1水量大于30000m3/d

回2、水頭損失較小的水廠

轉(zhuǎn)3、構(gòu)造簡約，管理便利2、水量變動小

式缺陷：出水流量不易安排均勻3、適用于舊池改建和

擴建

優(yōu)點：1、絮凝工夫較短水量變化不大的水廠

2、絮凝效果好

折板絮凝池

缺陷：1、構(gòu)造較簡單

2、水量變化影響絮凝效果

網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點：1、絮凝工夫較短水量變化不大的水廠

2、絮凝效果好單池力量以1.0-2.5萬

3、構(gòu)造簡約m3/d為宜

缺陷：水量變化影響絮凝效果

優(yōu)點：1、絮凝效果較好大小水量均適用，并適

2、水頭損失較小用水量變化較大的水

機械絮凝池3、可順應(yīng)水質(zhì)、水量的變r

化

缺陷：需機械設(shè)備和經(jīng)常修繕

綜上比較，選用折板絮凝池。相比其他絮凝池，折板絮凝池對

水質(zhì)水量順應(yīng)性強，停留工夫短，絮凝效果好，，又能節(jié)省絮凝藥

劑。

2.2.4沉淀池

原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已構(gòu)成粗大的絮凝體，

要在沉淀池中分別出來以完成澄清的作用。

常用沉淀池的比較:

沉淀池平流式斜管式

優(yōu)點1、造價較低1、沉淀效率高

2、操作管理便利，施工較簡約2、池體小，占地少

3、對原水濁度順應(yīng)性較強，潛

力大，處理效果波動

4、帶無機械排泥設(shè)備時，排泥

效果好

缺陷1、占地面積較大1、耗材較多，老化后尚需

2、不接受機械排泥安裝時，排更換，費用較高

泥較困難2、對原水濁度順應(yīng)性較平

3、需維護機械排泥設(shè)備流池差

3、不設(shè)機械排泥安裝時，

排泥較困難；機械排泥時，

維護管理較費事

運用條普通用于大中型凈水廠1、可用于各種規(guī)模水廠

件2、宜用于老沉淀池的改

造，擴建和挖槽

3、適用于需保溫的低溫地

區(qū)

4、單池處理水量不宜過大

設(shè)計接受斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉

淀池雖然具有順應(yīng)性強、處理效果波動和排泥效果好等特點，但是,

平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因接受斜管組件，使沉淀效率

大大進(jìn)步，處理效果比平流沉淀池要好。

2.2.5濾池

常用濾池的比較:

濾池類型優(yōu)點缺陷適用條件

普通快濾材料易得，價格低；閥門多，價格般用于大中水

池大阻力配水系統(tǒng)，單高，易損壞，需F,單池面積不

池面積較大，可接受設(shè)有全套沖洗宜大于100/n2

減速過濾，水質(zhì)好設(shè)備

V型濾池接受氣水反沖洗，有接受均質(zhì)濾料，適用于大中型

表面橫向掃洗作用，濾層較厚，濾料水廠

沖洗效果好，較粗，過濾周期

節(jié)水；配水系統(tǒng)普通長

接受長柄濾頭沖洗

過程自動把握

虹吸濾池不需大型閥門，易于土建結(jié)構(gòu)簡單，適用于中型水

自動化操作，管理便池深大單池面r,單池面積不

利積小，沖洗水量宜大于

大；等速25-30m2

過濾，水質(zhì)不如

變速過濾

雙閥濾池材料易得，價格低，必需有全套沖適用于中型水

大阻力配水系統(tǒng)，單洗設(shè)備，添加構(gòu)r,單池面積不

池面積可大，成虹吸的抽氣宜大于

可接受減速過濾，水設(shè)備25-30m2

質(zhì)好，增添兩只閥門

移動罩濾造價低，不需求大型減速過濾，需移適用于大中型

池閥門設(shè)備，池深淺，動沖洗設(shè)備，罩水廠，單格面積

結(jié)構(gòu)簡約；自體與隔墻間密小于10m2

動連續(xù)運轉(zhuǎn)，不需沖封技術(shù)要

洗設(shè)備；占地少，節(jié)求高；起始濾速

能較高，因此均勻

設(shè)計濾速不宜

過高

從實踐運轉(zhuǎn)狀況，V型濾池來看接受氣水反沖洗技術(shù)與單純水反

沖洗方式相比，次要有以下優(yōu)點：

(1)較好地衰退了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污力量強，濾

池過濾周期長，反沖洗水量小特點。可節(jié)省反沖洗水量40?60%,降

低水廠自用水量，降低消費運轉(zhuǎn)成本。

(2)不易產(chǎn)生濾料流失景象，濾層僅為微收縮，進(jìn)步了濾料運用

壽命，增添了濾池補砂、換砂費用。

(3)接受粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分

利用濾料排污容量，使濾后水水質(zhì)好。

根據(jù)設(shè)計材料，綜合比較選用目前較廣泛運用的V型濾池。

2.2.6消毒方法

水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最終一道工序，其目的在

于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染

病的危害。

接受被廣泛運用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡約，

價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒

力量較氯強而且能在管網(wǎng)中保持很長工夫，但是由于二氧化氯價格

昂貴，且其次要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面運

用尚不多。

3混凝沉淀

3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計

混凝劑的投加分為干投法和濕投法兩種，干投法指混凝劑為粉末固

體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成肯定濃度溶液投加。我國多

接受后者，接受濕投法時，混凝處理工藝流程如圖1所示。

投

定

藥

量

設(shè)

藥劑設(shè)

備

備

溶

液

池

至沉淀池

水

配制混凝

圖1濕投法混凝處理工藝流程

本應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)分析材料，用不同的藥劑作混凝實驗，并根據(jù)貨

源供應(yīng)等條件，確定合理的混凝劑種類及投藥量。由于短少必要的

條件，所以參考分析相像水源有關(guān)水廠的閱歷數(shù)據(jù)，藥劑投加如下

表1所示。

表1水廠投加藥劑參考數(shù)值

取水原水懸混凝劑混凝劑投加量(mg/L)助凝劑投

水源浮物含種類加(mg/L)

量最高最低活化硅酸

(mg/L)

河水100?聚合氯50102

1000化鋁

聚合鋁，包括聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鋁(PAS)等，具有混

凝效果好、對人體健康有害、運用便利、貨源充分和價格低廉等優(yōu)

點，因此運用聚合鋁作為水處理的混凝劑。取混凝劑最大投加量為

50mg/Lo

3.1.1溶液池

溶液池普通以高架式設(shè)置，以便能依托重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有

工作臺，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時設(shè)溢流安裝。

溶液池容積按下式計算:

aQ

uI4/s=--------

~417cn

式中明一溶液池容積，；

Q一處理水量,m：7h；

a—混凝劑最大投加量，mg/L,取50mg/L；

c一溶液濃度,5%-20%,<15%；

n一每日調(diào)制次數(shù)，取n=3。

代入數(shù)據(jù)得:

aQ50x2730

=-------=--------------=7.23m3

-417cn417x15x3

溶液池設(shè)置兩個，每個容積為3.62m3,一備一用，以便交替運用,

保證連續(xù)投藥。

取有效水深Hi=10m,總深H=HI+H2+H3=1.0+0.2+01=1.3m(式中

乩為愛護高，取0.2m；也為貯渣深度，取0.1m)。

溶液池外形接受矩形，尺寸為長X寬X高=4.2mX2mX1.3m。

3.1.2溶解池

(1)溶解池容積Wz=(0.2?0.3)W1,取0.3,即

W2=0.3W.=0.3X7.23=2.17m3

(2)溶解池普通取正方形，有效水深=貝U：

面積F=W/Hi,邊長a=Fi/2=l.47m；取邊長為1.5m。

溶解池深度H=HI+H2+H3=1.0+0.2+0.l=L3m(式中乩為愛護高，取

0.2m；也為貯渣深度，取0.1m)。

和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個，一用一備。

(3)溶解池的放水工夫接受t=10min,則放水流量

W；_2170

=3.62L/s

%=60t-60xl0

查水力計算表得放水管管徑d°=50mm,接受塑料給水管；溶解池底部

d=100mm的排渣管一根。

4。_4x3.62x10-3

高一3.14x(50x10-3)2=1.84m/5>1.0m/5

設(shè)計流速v=2.09m/s,i=94.31%o。

(4)溶解池攪拌安裝接受機械攪拌，以電動機驅(qū)動漿板或渦輪攪動

溶液。

3.1.3投藥管

投藥管流量

嗎x2x1000_7.23x2000

q=24x3600-24x3600-',

查水力計算表得投藥管管徑d=25mm,實踐流速為0.35m/s。

3.2混合設(shè)備的設(shè)計

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獲得良好效果的最基本條件，同時

只要原水與藥劑的充分混合，才能有效進(jìn)步藥劑運用率，從而節(jié)省

用藥量，降低運轉(zhuǎn)成本。

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

的抱負(fù)設(shè)備：具有高效混合、節(jié)省用藥、設(shè)備小等特點，它是有二

個一組的混合單元件組成，在不需外動力狀況下，水流經(jīng)過混合器

產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達(dá)90-95%,

構(gòu)造如圖2所示：

圖2管式靜態(tài)混合器

3.2.1設(shè)計流量

Q=6.51萬m7d=2713m7h=0.754m7s

3.2.2設(shè)計流速

靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計流速v=1.0ni/s,則管徑為:

=0.98m=980

接受D=1000mm,則實踐流速v=0.96m/s。

3.3.3混合單元數(shù)

2.36

N>2.36產(chǎn)。《3=2.41

0.960-5xla3

取N=3,則混合器的長度為:

L=l.lA?=l.lx3xl=3.3m

3.2.4混合工夫

L33

T=_=士-=3.44s

v0.96

325水頭損失

h=^—^=^41x—xAT=l^-x-^^x3=0.20m

2gD042gI0-42x9.8

3.2.6校核GT值

G=

在700?lOOOs-之間,符合設(shè)計要求。

GT=707.0X3.44=2432.08>2000

水力條件符合設(shè)計要求。

3.3折板絮凝池的設(shè)計

3.3.1設(shè)計水量

折板絮凝池設(shè)兩個系列

2713

Q=-------=1356.5m3/h=0.377m3/s

2

3.3.2設(shè)計計算

折板絮凝池每個系列設(shè)計成4組。

(1)單組絮凝池有效容積

v=QX

式中，v一單組絮凝池有效面積

Q「-單組設(shè)計處理水量

T一絮凝工夫，普通接受10?15min

設(shè)計中取T=12min,

V=1356,5xl2=67.83m3

4x60

(2)絮凝池長度

式中，L'一絮凝池長度

Hz一有效水深

B一單組池寬

設(shè)計中取H'=3.2m,B=6m,則

.67.83°—/°八

Lr=――-=3.53m,取3.6m。

3.2x6

絮凝池長度方向用隔墻分成三段，首段和中段、末段的各格格寬均

為0.6m,末段格寬為1.2m,隔墻厚為0.15m,則絮凝池總長度為：

L=3.6+5xO.15=4.35m

(3)各段分格數(shù)

與斜管沉淀池組合的絮凝池池寬為24.0m,用三道隔墻分成四

組，每組池寬：

.(24-3x0.15)

B=----------------=5.8875m

4

首段分成10格，則每格長度:

,2(5.8875-4x0.15),~

/,=--------------------------=1.06m

110

首段每格面積：

于、=0.6x1.6=0.636

經(jīng)過首段單格的均勻流速:

qQ0.094

j=4j=K?6=0.148/77/5

中段分成8格，末段分成7格，則中段、末段的各格格長、面積、

均勻流速分別為：

/2=2(5.8875-3x0.15)/8=1.36m

力=0.6x1..36=0.82m2,v2=—~^=0.115m/s

20.82

12=(5.8875—6x0.15)/7=0.71m

A=1.2x0.71=0.852m2,匕=0.110m/s

30.852

(4)停留工夫計算

首段停留工夫計算：

T,=10X3.24-0.148=216,2s43.60min

中段停留工夫計算：

T2=8X3.24-0.115=222.6s^3.71min

末段停留工夫計算：

T3=7X3.24-0.110=203.6s仁3.39min

實踐總停留工夫

T=T1+T2+T3=3.60+3.71+3.39=10.70min

(5)隔墻孔洞面積和布置

水流經(jīng)過折板上下轉(zhuǎn)彎和隔墻上過水孔洞流速，首、中、末分

別為0.3m/s、0.2m/s和0.1m/s,則水流經(jīng)過各段每格隔墻上孔洞面

積為：

0094

22

fkl=-^-=0.31m,<0.3m,孔寬為1.0,則孔高為0.3m,實踐

經(jīng)過首段每格隔墻上孔洞流速為：

0.094…°,

V,.,=-------=0.313m/s

“0.3

n0Q4

22

fk2=-^-=0.47m,<0.5m,孔寬為1.0,則孔高為0.5m,實踐

經(jīng)過中段每格隔墻上孔洞流速為：

0.094,

V,,,=-------=0.188m/5

「0.5

QQ94

22

fk3=-^-=0.94m,<0.95m,孔寬為2.0,則孔高為0.48m,實

踐經(jīng)過末段每格隔墻上孔洞流速為：

上009匕4=0099m/5

-0.95

孔洞在隔墻上上、下交叉布置。

(6)折板布置

折板布置首段接受峰對峰，中段接受兩峰對齊，末段接受平行

直板。折板間距接受0.4m。

(7)水頭損失計算

①絕對折板

式中，h「-折板漸放段水頭損失

vi一峰處流速，普通取0.25?0.35m/s

V2一谷處流速,普通取0.10~0.15m/s

設(shè)計中取Vi=0.3m/s,v2=0.12m/s

0劣2IO2

h.=0.5-------:—=0.00385m

2x9.81

h2

IM2g

式中，h2一折板漸縮段水頭損失

件一絕對峰的斷面積

F2一絕對谷的斷面積

22

設(shè)計中取R=0.56m,F2=l.06m

(0.56032

h21+0.1----------=0.00377m

[L06J2x9.81

式中，hl-轉(zhuǎn)彎或孔洞的水頭損失

"一阻力系數(shù)

Vo--轉(zhuǎn)彎或孔洞流速，為0.204m/s

Z〃="(％+%)+X4

式中，eh一首段絕對折板總水頭損失

n一折板水流收縮和放大次數(shù)，共40次

ZA=40x(0.00136+0.00082)+10(0.00848+0.0014)=0.312m

②平行折板

v2

A=0.6—

2g

式中，h--折板水頭損失

v一板間流速，普通接受0.15?0.25m/s

設(shè)計中取v=0.18m/s

Q]Q2

h=0.6———=0.00099m

2x9.81

4=虞」-

2g

式中，hi-上、下轉(zhuǎn)彎或孔洞時的水頭損失

Vi--轉(zhuǎn)彎或穿過孔洞時的流速

設(shè)計中取Vi=0.203m/s

上轉(zhuǎn)彎時：％=1.8乂些二=0.00378根

03

下轉(zhuǎn)彎或孔洞時：h,.=3.0xO--=0.0042m

2x9.81

Zh=力/z+Z4

式中，2h—平行折板總水頭損失

n—90°轉(zhuǎn)彎次數(shù)，共24次

n「一上、下轉(zhuǎn)彎處的水頭損失

Z/?=24x0.0084+8(0.00378+0.0042)=0.084/77

③平行折板

式中，h一轉(zhuǎn)彎水頭損失

V—均勻流速，普通接受0.05?0.lm/s

設(shè)計中v=0.lm/s

0I2

h=3x——=0.00153m

2x9.8

=nA=7x0.00156=0.01bn（n為180°轉(zhuǎn)彎個數(shù)）

④折板絮凝池總水頭損失

h2=絕對折板+平行折板+平行直板

=0.312+0.084+0.011=0.407m

（8）G值和GT值

①首段G值和GT值

式中，G「一首段速度梯度

P一水的密度

hi--首段水頭損失

U一水的動力黏度

T一反應(yīng)工夫

設(shè)計中取hl=0.312m,|.i=1.0084xlO-3Pa-5（水溫t=20s℃時）,

hi=0.312m,Ti=3.6min

心后喘**"

GZ=37.8x3.6x60=8175.05

中段和末端G值和GT值分別為:

_Iph2]l()()()x().084

2―\6(%一V60xl.0084xl03x3.71

G4=19.3x3.71x60=4306.Is

1000x0.084

=7.32s"

60XI.0084X103X3.39

G3T3=7.32x3.39x60=1489,5s

②折板絮凝池總G值和GT值

_1000x0.407

G=25.07s-1

60x1.0084xl0-3x10.70

G7=25.07x10.70x60=16097As

3.3.3折板絮凝池布置

在絮凝池各段每格隔底部設(shè)200mmX200mm排泥孔，池底2.0%坡

度坡向沉淀池，管徑DN200。折板絮凝池布置圖3所示：

圖3折板絮凝池

4斜管沉淀池設(shè)計計算

4.1設(shè)計流量

設(shè)置兩個斜管沉淀池，單個沉淀池設(shè)計水量：

02713,,

。沉=y==1365.5m3/h=0.377m3/J

4.2立體尺寸計算

4.2.1沉淀池清水區(qū)面積

4=韁

q

式中，A—斜管沉淀池的表面積

q一表面負(fù)荷，普通接受9.0?11.0m7(m2?h)

設(shè)計中取q=10m7(m2,h)

136^5=n655m2

10

4.2.2沉淀池長度及寬度

設(shè)計中取沉淀池長度L=24m,則沉淀池寬度：

3=4=136.55=569m設(shè)計中取6m。

L24

為了配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在24m長度方向一側(cè)，在6m的寬度中

扣除有效長度約0.5m,則凈出口面積：

“(B-0.5)L

A=---

式中，A)一凈出口面積

k「-斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，取L3

4(6-0.5)X242

A=---------------=128.2m

1.03

4.2.3沉淀池總高度

//=h,+h2+h3+h4+h5

式中，H—沉淀池總高度

h「-愛護高度,普通接受0.3?0.5m

h2—清水區(qū)高度，普通接受1.0?1.5m

h3—斜管區(qū)高度，斜管長度為1.0m,安裝傾角60。，則

h3=sin60°=0.87m

hi--配水區(qū)高度，普通不小于1.0?1.5m

h5一排泥槽高度

設(shè)計中取hi=0.4m,h2=l.2m,h4=l.4m,h5=0.83m

H=0.4+1.2+0.87+1.4+0.83=4.7m

4.3進(jìn)出水系統(tǒng)

4.3.1沉淀池進(jìn)水設(shè)計

沉淀池進(jìn)水接受穿孔花墻，孔口總面積

V

式中,A2—孔口總面積

v一孔口流速，普通取不大于0.15?0.20m/s

設(shè)計中取v=0.18m/s

“0.377…2

A，=----=2.09m-

20.18

每個孔口的尺寸定為15cmX8cm,則孔口數(shù)為175個。進(jìn)水孔地位應(yīng)

在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。

4.3.2沉淀池出水設(shè)計

沉淀池的出水接受穿孔集水槽，出水孔流速vl=0.6m/s,則穿孔總面

積：

4V

式中，As一出水孔總面積

0.377-

A-,=------=0.63m2

0.6

設(shè)每個孔口的直徑為4cm,則孔口的個數(shù)

N=&

F

式中，F(xiàn)--每個孔口的面積，F(xiàn)=-x0.042=0.001256m2

4

出就需=502個

設(shè)每條集水槽的寬度為0.4m,間距1.5m,共設(shè)10條集水槽,

每條集水槽一側(cè)開孔數(shù)為40個，孔間距為20cm。

10條集水槽匯水至出水總渠，出水總渠寬度0.8m,深度1.0m。

出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽內(nèi)損失?？卓趽p失

Z4

式中，Z%一孔口水頭損失

J一進(jìn)口阻力系數(shù)，取孑=2

Z%=2x-^—=0.037m

2x9.8

集水槽內(nèi)水深取0.4m,槽內(nèi)水流速度為0.38m/s,槽內(nèi)水力坡

度按0.01計，槽內(nèi)水頭損失：

Z力2二口

式中，Eh2一集水槽內(nèi)水頭損失

i一水力坡度

1一集水槽長度

設(shè)計中取i=0.01,l=10m

=0.01X10=0.1

出水總水頭損失：

Zh==0.037+0.1=0.137相，設(shè)計中取為0.15m

4.3.3沉淀池斜管選擇

斜管長度普通為0.8?1.0m,設(shè)計中取為1.0m；斜管管徑普通為25?

35mm,設(shè)計中取為30mm；斜管為聚丙烯材料，厚度為0.4?0.5mm。

4.3.4沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計

接受穿孔管進(jìn)行重力排泥，每天排泥一次。穿孔管管徑為200mm,管

上開孔孔徑為5mm,孔間距15mm。沉淀池底部為排泥槽，共12條。

排泥槽頂寬2.0m,底寬0.5m,斜面與程度夾角約為45°,排泥槽斗

高為0.83m。

4.3.5斜管沉淀池布置

斜管沉淀池表示圖如圖4：

圖4斜管沉淀池表示圖

4.4.6核算

(1)雷諾數(shù)Re

斜管內(nèi)的水流速度為:

Asin。

式中，V2一斜管內(nèi)的水流速度

。一斜管安裝傾角，普通接受60°?75。

設(shè)計中取。=65°

0.377

v=------------------=0.00324m/5=0.324cmIs

2128.2xsin65°

雷諾數(shù)：

RV

RDe=——-2

v

式中，R—水力半徑,R=d/4=30/4=7.5mm=0.75m

v--水的運動黏度

設(shè)計中當(dāng)水溫t=20℃時，水的運動黏度v=0.01cm2/s

R-『=24<5。。滿足設(shè)計要求

弗勞德數(shù)Fr

Fr=—==1.39x10-4

Rg0.75x981

Fr介于0.001?0.001之間，滿足設(shè)計要求。

(3)斜管中的沉淀工夫

嶺

式中，L一斜管長度

設(shè)計中取11=0.8m

AO

T=——=250s=4.2min

0.0032

介于2?5min之間，符合設(shè)計要求。

5V型濾池

5.1立體尺寸計算

(1)設(shè)置一個V型濾池，

F=2

V

式中，F(xiàn)—每組濾池所需面積

Q--濾池設(shè)計流量

v一設(shè)計濾速，普通接受8?15m/h

設(shè)計中取v=10m/h

k2713_2

F=------=271.3m

10

(2)單格濾池面積:

f-

N

式中，f一單格濾池面積

N—每組濾池分格數(shù)

設(shè)計中取N=4,則

971a

f=幺舊=67.83療

4

普通規(guī)定V型濾池的長寬比為2:1?4:1,濾池的長度普通不宜小于

11m；濾池中心氣、水安排槽將濾池寬度分成兩半，每一半的寬度不

宜超過4mo

單格濾池的實踐面積：

f=BxL

式中，f'一單格濾池的實踐面積

B一單格池寬

L一單格池長，普通大于11m。

設(shè)計中取長寬比為2.06:1,即取L=12m,B=5.8mo

f=5.8xl2=69.6m2

(4)正常過濾時的實踐流速

Q_2713

=9.74m/h

請一4x69.6

一格沖洗時其他濾格的濾速

2713

V，，==12.99m//?

(7V-Dy-(4-l)x69.6

V”普通接受10?I4m/h,符合設(shè)計要求。

5.2進(jìn)水系統(tǒng)

5.2.1進(jìn)水總渠

“「4=2

式中Hi一進(jìn)水總渠內(nèi)水深

Bi一進(jìn)水總渠凈寬

Vi■—進(jìn)水總渠內(nèi)流速，普通接受0.6?1.Om/so

設(shè)計中取Hl=l.0m,vl=l.Om/s

0.754

瓦==0.75m

l.Oxl.O

5.2.2氣動隔膜閥口的閥口面積

A=2

V2

式中A一氣動隔膜閥口面積

Q一每格濾池的進(jìn)水量(m3/s),Q=—;

22N

v2一經(jīng)過閥門的流速(m/s),普通接受0.6~1.0m/so

設(shè)計中取v2=l.0m/s

0.754

=0.189m3/5

。2=

0.189

A==0.19m2

1.0

氣動隔膜閥閥口處的水頭損失

式中自一氣動隔膜閥閥口處的局部阻力系數(shù)。

設(shè)計中取4=1.0

hFl.0X1.027(2X9.81)=0.051m

5.2.3進(jìn)水堰堰下水頭

h2=(%)2/3

mby]2g

式中hz一堰下水頭(m)；

m一薄壁堰流量系數(shù)，普通接受0.42?0.50；

b—堰寬(m)o

設(shè)計中取m=0.50,b=3m

h=(——,)2/3=0.09m

20.5x3x72x9.8

5.2.4V型進(jìn)水槽

式中h3—V型進(jìn)水槽內(nèi)水深(m)；

Q3一進(jìn)入V型進(jìn)水槽的流量(m3/s)；

v3■—V型進(jìn)水槽內(nèi)的流速(m/s)；普通接受0.6?1.Om/so

a—V型槽夾角，a=50°?55°。

設(shè)計中每格濾池設(shè)兩個V型進(jìn)水槽，則烏吟=等=0.095-s,取

v3=0.8m/s,a=50°

2x0.062八

h3-------------=0.3o6cm

0.8xrg500

5.2.5V型槽掃洗小孔

。4=

1000

出12gH

d=，弘X1000

、7m2

式中Q」一表面掃洗流量(m7s)；

q一表面掃洗水強度【L/(s?n?)】，普通接受1,4?2.3L/(s

,m2)；

Ai一小孔總面積(m2)；

〃一孔口流量系數(shù)；

d一小孔直徑(mm)；

山一小孔數(shù)目(個)。

設(shè)計中取q2=l.8L/(s?m2),u=0.62,取每個V型槽上掃洗小孔數(shù)

目28個，貝(]m=56個

04=寫黑山25根”

=---------,125=0.072m2

().62xj2x9.8x0.36

,4x0.072…

d=J-----------x1i0n0n0n=40.5mm

V3.14x56

驗算小孔流速V4

至=174m/s>1.0m/s

4A,0.072

5.3反沖洗系統(tǒng)

5.3.1氣水安排渠(按反沖洗水流量計算)

H2XB,=2

%

式中Q.3—反沖洗水流量(m3/s)；

qi一反沖洗強度[L/(s-m2)],普通接受4?6L/(s-m2)；

v5一氣水安排渠中水的流速(m/s),普通接受1.。?1.5m/s；

乩一氣水安排渠內(nèi)水深(m)；

B?一氣水安排渠寬度(m)。

設(shè)計中取q1=5L/(s-m2),v5=l.0m/s,B2=0.4m

69.6x5er)。,

=------=0.348m3Is

1000

0.348八空

%=-----=0.87AM

1.Ox0.4

5.3.2配水方孔面積和間距

耳=或

丫6

式中Fi一配水方孔總面積(m2)；

V6一配水方孔流速(m/s),普通接受v6=0.5m/s；

fi一單個方孔的面積(m2)；

n3一方孔個數(shù)(個)；

設(shè)計中取V6=0.5m/s,fi=0.10X0.10m2

=絲竺=070加2

10.5

需7。個

在氣水安排渠兩側(cè)分別布置35個配水方孔，孔口間距0.4mo

533布?xì)鈭A孔的間距和面積

布?xì)鈭A孔的數(shù)目及間距和配水方孔相反，接受直徑為60mm的圓孔,

其單孔面積為0.0028m2,全部圓孔的面積之和為56X

2

0.0028=0.157mo

5.3.4空氣反沖洗時所需空氣流量

撲氣

。氣=q

1000

式中，Q氣一空氣反沖洗時所需空氣流量(m'/s)；

22

q氣一空氣沖洗強度[L/(s-m)],普通接受13?17L/(s-m)0

設(shè)計中取q氣=15L/(s-m2)

15x69.61.04W/s

，〈

Q1000

空氣經(jīng)過圓孔的流速為蔻』3m/s

5.3.5底部配水系統(tǒng)

①底部配水系統(tǒng)接受QS型長柄濾頭，材質(zhì)為ABS工程塑料，

數(shù)量為55只/m：濾頭安裝在混凝土濾板上，濾板擱置在梁上。濾頭

長28.5cm；濾帽上有縫隙36條。濾板、濾梁均為鋼筋混凝土預(yù)制件。

濾板制成矩形或正方形，但邊長最好不要超過1.2m。濾梁的寬度為

10cm,高度和長度根據(jù)實踐狀況打算。

②為了確保反沖洗時濾板下面任何一點的壓力均等，并使濾板

下壓入的空氣可以盡快構(gòu)成一個氣墊層，濾板與池底之間應(yīng)有一個

高度適當(dāng)?shù)目臻g。普通來講，濾板下面清水區(qū)的高度為0.85?0.95m,

該高度足以使空氣經(jīng)過濾頭的孔和縫得到充分的混合并均勻分布在

整個濾池面積之上，從而保證了濾池的正常過濾和反沖洗效果。設(shè)

計中取濾板下清水區(qū)的高度也為0.85mo

5.4過濾系統(tǒng)

濾池選用石英砂，粒徑0.95~1.35mm,不均勻系數(shù)k80=l.0~1.3,濾

層厚度普通接受1.2?1.5m,設(shè)計中取濾層厚度上為L2m。

濾層下水深普通接受1.2?1.3m,設(shè)計中取濾層下水深山為

1.2m。

5.5排水系統(tǒng)

5.5.1排水渠終點水深

5

式中也—排水渠起端水深(m)

V7一排水渠流速(m/s),普通接受v721.5m/s

設(shè)計中取排水渠和氣水安排渠等寬，即B2=0.4m,v7=l.5m/s

?0.125+0.348c”

H,=----------------=0.79m

30.4x1.5

5.5.2排水渠起端水深

式中也一排水渠起端水深(m)；

hk一排水渠臨界水深(m)；

i一排水渠底坡;

1一排水渠長度(m)；

設(shè)計中取排水渠長度等于濾池長度，即排水渠底坡i=8.2%o

J(0.125+0.3487

=0.5

V-9.8x0.42

2x0.523c”0.082x112x0.082x11八”

----------+0.79--------------------------------=0.32m

0.7933

根據(jù)要求，排水槽堰頂應(yīng)高出石英砂濾料0.5m,則兩頭渠總高為

濾板下清水區(qū)的高度+濾板厚+濾料層厚+0.5,即

0.85+0.10+1.2+0.5=2.65m。

5.6濾池總高度

H="5+”6+“7+“8+”9

式中H一濾池總高度(m)；

也一濾板下清水區(qū)的高度(m)；

山一濾層厚度(m)；

H7一濾層下水深(m)；

Hs一濾板厚度(m)；

H9一超高(m)；

設(shè)計中取H8=0.12m,H9=0.3m

H=0.85+1.2+1.2+0.10+0.3=3.65m

V型濾池的立體布置圖:

AT

平面圖

B

e

V型濾池表示圖

6消毒處理

6.1消毒方法的選擇一一液氯消毒

液氯消毒是目前國內(nèi)外運用最廣泛的消毒方法，其具不足氯的持續(xù)

消毒作用；價格成本較低；操作簡約，投加精確；不需

求浩大設(shè)備等優(yōu)點。

6.2加氯量計算

q=Qb

式中，q一每天的投氯量

Q—設(shè)計水量

b一加氯量，普通接受0.5?1.0g/m3

設(shè)計中取Q=65100m3/d,b=l.Og/m3

q=65100xl.0=65.Mg/d

6.3加氯設(shè)備的選擇

加氯設(shè)備包括自動加氯機、氯瓶和自動檢測與把握安裝等。

6.3.1自動加氯機選擇

選用ZJ-H型轉(zhuǎn)子真空加氯機2臺，1用1備，每臺加氯機加氯量為

05?9kg/h。加氯機的外形尺寸為：寬X高=330mmX370mm。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。

6.3.2氯瓶

接受容量為500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑600mm,瓶高

1800mm。氯瓶自重146kg,公稱壓力2MPa。氯瓶接受兩組，每組8

個，1組運用，1組備用，每組運用周期約為42d。

6.3.3加氯把握

根據(jù)余氯值，接受計算機進(jìn)行自動把握加氯量。

6.4加氯間和氯庫

加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲備氯瓶的倉庫。接受加

氯間與氯庫合建的方式，兩頭用墻分隔開，但應(yīng)留有供人通行的小

門。加氯間立體尺寸為：長3.0m,寬9.0m；氯庫立體尺寸為：長12.0m,

寬9.0m。加氯間與氯庫的立體布置如下圖所示。

6.5加氯間的布置留意事項

(1)設(shè)水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)

在水廠的東北部。

(2)在加氯間、氯庫低處各設(shè)排風(fēng)扇一個，換氣量每小時8?12次，

并安裝漏氣探測器，其地位在室邊疆面以上20cm。設(shè)置漏氣報警儀,

當(dāng)檢測的漏氣量達(dá)到2?3mg/kg時即報警，切換有關(guān)閥門，切斷氯

源，同時排風(fēng)扇動作。

(3)為搬運氯瓶便利，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶正上

方，軌道通到氯庫大門以外。

(4)加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備

在室外設(shè)開關(guān)。

(5)在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20m水柱，供加

氯機投藥用；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。

7其他設(shè)計

7.1清水池的設(shè)計

經(jīng)過處理后的水進(jìn)入清水池，清水池可以調(diào)整水量的變化并儲存

消防用水。此外，在清水池內(nèi)有利于消毒劑與水充分接觸反應(yīng)，進(jìn)

步消毒效果。

7.1.1立體尺寸計算

(1)有效容積

清水池的有效容積，包括調(diào)整容