水處理課程設(shè)計(jì)方案

給水工程

課

程

設(shè)

計(jì)

學(xué)校:

學(xué)院：

班級(jí)：

姓名：

學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)老師：

日期：2023.6

目錄

一、原始數(shù)據(jù)：....................................................3

二、方案的選擇與工藝流程確實(shí)定：...................................4

三、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算：...........................................5

1配水井設(shè)計(jì)計(jì)算.................................................5

2混凝處理.......................................................6

3混合方式......................................................10

4.柵條絮凝池...................................................11

5斜管沉淀池....................................................17

6.一般快濾池濾.................................................21

8.消毒處理.....................................................29

9..給水處理廠高程布置.........................................31

一、設(shè)計(jì)任務(wù)

根據(jù)給定日勺資料設(shè)計(jì)一座中、小型給水處理廠及重要構(gòu)筑物日勺工藝

設(shè)計(jì)。該水廠所在地區(qū)為華南地區(qū)。

廠區(qū)地下水位深度-2.4米,主導(dǎo)風(fēng)向北風(fēng)。

5、廠區(qū)地形示意圖：(以老師選定日勺為準(zhǔn))

2總體設(shè)計(jì)

2.1工藝流程確實(shí)定

根據(jù)《地面水環(huán)境質(zhì)量原則》(GB-3838-02),原水水質(zhì)符合地面水IH類水質(zhì)原則，

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)生原則》(GB5749

-2023)的規(guī)定。

水廠水以地表水作為水源，工藝流程如圖1所示。

混凝劑消毒劑

原水,二混合?絮凝沉淀池再二L清冰池一二級(jí)泵房用戶

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

1、配水井設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1設(shè)計(jì)參數(shù)

配水井設(shè)計(jì)規(guī)模為：Q=5000（X〃"d）=2083（/??3//?）=0.5786（/w3Is）。

1.2設(shè)計(jì)計(jì)算

1.2.1配水井有效容積：配水井水停留時(shí)間采用2?3min,取7=2.5min,則配水井

有效容積為

W=QT=2083x2.5/60=86.79布

設(shè)兩條進(jìn)水管管徑配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流QnlBlS征/〃=0?2893"/S,查水

力計(jì)算表知,當(dāng)進(jìn)水管管徑為DN水0mm時(shí),y=L01m/s（在1.0?1.2旭為范圍內(nèi)）。即

管徑D|=600〃wz

1.2.3矩形薄壁堰：進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入2個(gè)水斗再由管道接

入2座后續(xù)處理構(gòu)筑物。每個(gè)后續(xù)處理構(gòu)筑物的分派水量為

=2083/2=10415,/h=0.2893W/s。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。

a.堰上水頭”

因單個(gè)出水溢流堰的流量為9=0?2893加/s=289.3L/s,一般不小于IOOL/S

采用矩形堰，不不小于100L/S,采用三角堰，因此本設(shè)計(jì)采用矩形堰（堰高力取

0577）。矩形堰日勺流量公式為：

q=mby&H'r

式中q——矩形堰的流量，m3/s；

rn----流量系數(shù)，初步設(shè)計(jì)時(shí)采用〃?=0.42；

b——堰寬，m,取堰寬b=3.6

H——堰上水頭，Wo

已知4=0.289，〃3S,機(jī)=0.42,b=36〃，代入下式，有：

/\2/3

H=—=（---------------）2/3=0.I23W

jib12gJ0.42x3.6x72x9.8

b.堰頂寬度8

根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料，當(dāng)二＜0.67時(shí)，屬于矩形薄壁堰。取8=0.05"，這時(shí)

H

—=0.42（在0?0.67范圍內(nèi)），因此，該堰屬于矩形薄壁堰。

H

1.3配水管管徑D2

由前面計(jì)算可知，每個(gè)后續(xù)處理構(gòu)筑物的分派流量為夕=°289加/5,查水力計(jì)算表可

600

知,當(dāng)配水管管徑口2=加時(shí),v=\.Q\m/s（在0?8?1.0加/$范圍內(nèi)）。

L4配水井設(shè)計(jì)：

配水井長(zhǎng)為8m,寬為5m,井內(nèi)有效水深H°=5〃z,考慮堰上水頭和一定的保護(hù)高度，

取配水井總高度為5.5mo

2.2.1藥劑溶解池

設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面如下或半地

下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不

不不小于0.02,池底應(yīng)有宜徑不不不小于100mm的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶

液時(shí)溢出。

由于藥液一般都具有腐蝕性，因此盛放藥液日勺池子和管道及配件都應(yīng)采用防腐措施。

溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。

投藥設(shè)備采用計(jì)量泵投加的方式。采用計(jì)量泵，不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志,

可通過(guò)變化計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速變化藥液投量，最適用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2.2.2混合設(shè)備

使用管式混合器對(duì)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；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機(jī)械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，管式混

合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡(jiǎn)樸、混合效果好和管理以便等長(zhǎng)處而具有較大的優(yōu)越性。

2.2.3絮凝池

反應(yīng)池作用在于使凝聚微粒通過(guò)絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝體C

目前國(guó)內(nèi)使用較多的I是多種形式口勺水力絮凝及其多種組合形式，重要有隔板絮凝、柵

條絮凝和折板絮凝。這幾種形式的絮凝池在大、中型水廠中均有使用，都具有絮凝效果好、

水頭損失小、絮凝時(shí)間短、投資小、便于管理等長(zhǎng)處，并且都能到達(dá)良好的絮凝條件，從

工程造價(jià)來(lái)說(shuō)，柵條造價(jià)為折板日勺1/2,而隔板絮凝池占地較大，因此采用柵條絮凝。

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)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離

出來(lái)以完畢澄清日勺作用。

設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)

性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn)，不過(guò)，平流式占地面積大。并且斜管沉淀池因

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。

2.2.5濾池

采用擁有成熟運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)的一般快濾池。它日勺長(zhǎng)處是采用砂濾料，材料易得，價(jià)格廉價(jià);

采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過(guò)濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大,

沖洗強(qiáng)度受其他幾格濾池內(nèi)過(guò)濾水量影響，沖洗效果不如一般快濾池穩(wěn)定。故而以普快濾

池作為過(guò)濾處理構(gòu)筑物。

2.2.6消毒措施

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。

采用被廣泛應(yīng)用H勺氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過(guò)程操作簡(jiǎn)樸，價(jià)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，消毒能力較氯強(qiáng)并且能在管網(wǎng)中保持很長(zhǎng)時(shí)間,

不過(guò)由于二氧化氯價(jià)格昂貴，且其重要原料亞氯酸鈉易爆炸，國(guó)內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)

用尚不多。

3加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計(jì)

水質(zhì)的混凝處理.，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過(guò)混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體

顆粒日勺擴(kuò)散層，到達(dá)膠粒脫穩(wěn)而互相聚結(jié)；或者通過(guò)混凝劑日勺水解和縮聚反應(yīng)而形成的高

聚物H勺強(qiáng)烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)。

混凝劑日勺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一定濃度溶液投加。我國(guó)多采用后者，采用濕投法時(shí)，混凝處理工藝

流程如圖2所示。圖2濕投法混凝處理工藝流程

圖3-1不一樣混凝劑處理效果對(duì)比

/興

講

縷

41

時(shí)間/d

已知計(jì)算水量Q=5萬(wàn)m3/d=2()83m3/h。根據(jù)原水水質(zhì)，參照上圖，選堿式氯化鋁(PAC)

為混凝劑，據(jù)原水水質(zhì)濁度判斷，混凝劑H勺最大投藥量a=26mg/L,藥容積的濃度b=15%,

混凝劑每日配制次數(shù)n=2次。

混凝劑投加量參照值:

原水濁度/NTU8153050

最佳投加量/（mg?I/）15?2013-1515-1715-18

原水濁度/NTU100200300

最佳投加量/（mg?L7）16?2016?2520?26

溶液池一般以高架式設(shè)置，以便能依托重力投加藥劑。池周?chē)鷳?yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)

置放空管。必要時(shí)設(shè)溢流裝置。

1）溶液池容積按下式計(jì)算：

a_Q_____2_6_x_2_0_83_/IA.A_

卬尸417加417x2x15___-取5痛

式中：a—混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/L）,本設(shè)計(jì)取26mg/L;

Q—設(shè)計(jì)處理的水量，2083m3/h;

B—溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-20的本設(shè)計(jì)取15%；

n一每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)3次，本設(shè)計(jì)取2次。

溶液池采用矩形鋼筋混凝土構(gòu)造，設(shè)置2個(gè)，每個(gè)容積為W1（一備一用），以便交

替使用，保證持續(xù)投藥。單池尺寸為L(zhǎng)x8x，=2.0x2.0xl.5,高度中包括超高0.3m,置

于室內(nèi)地面上.

溶液池實(shí)際有效容積：W=2.0x2.0x1.2=4.8m3滿足規(guī)定。

池旁設(shè)工作臺(tái)，寬池底坡度為0.02。底部設(shè)置DNIOOmm放空管，采用硬

聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管

DN60mm,按lh放滿考慮。

2）溶解池容積嗎

W2=U.3WI=°3x5=l.5療

式中：怩----溶解池容積（m3）叱；本設(shè)計(jì)取0.3叫

溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：LxBx//=1.5xl.0xl.5,高度中包括超高0.2m,底

部沉渣高度0.2m,池底坡度采用0.02o

溶解池實(shí)際有效容積：W=1.5x10x1.1=1.65n?

溶解池口勺放水時(shí)間采用l=10min,則放水流量：

W,1.5x1000一一

=--=------=2.5L/S

60/10x60

查水力計(jì)算表得放水管管徑4=63mm,對(duì)應(yīng)流速d°=0.73〃?/s,10（）（），=10.99,管材采用

硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的）排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。

溶解池H'、J形狀采用矩形鋼筋混凝土構(gòu)造，內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處埋。

3）投藥管

投藥管流量

Wx2x10005x2x1000八，

a=-------=----------=0.1\5L/s

'24x60x6024x60x60

查水力計(jì)算表得投藥管管徑d=15mm,對(duì)應(yīng)流速為0.75m/s。

4）溶解池?cái)嚢柙O(shè)備

溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。

5）計(jì)量投加設(shè)備

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(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量，

浮杯計(jì)量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。

計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量:

WS

q=--=—=0.4277?3/h

1212

式中：叫——溶液池容積（n?）

耐酸泵型號(hào)25FYS-20選用2臺(tái),一備一用.

6)藥劑倉(cāng)庫(kù)

估算面積為150m2,倉(cāng)庫(kù)與混凝劑室之間采用人力手推車(chē)投藥，藥劑倉(cāng)庫(kù)平面設(shè)計(jì)尺

寸為10.0mxl5.0mo

4混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=50000m3心水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一種混合單元，

投藥管插入管徑口勺1/3處，且投藥管上多處開(kāi)孔，使藥液均勻分布，進(jìn)水管采用兩條，流

速v=lm/s。計(jì)算草圖如圖3-2。

圖4.2管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖

4.2設(shè)計(jì)計(jì)算

4.2.1設(shè)計(jì)流量

Q=5萬(wàn)myd=2O83m3/h=O.5786m3/s

4.2.2設(shè)計(jì)流速

靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流速v=l.()m/s,則管徑為:

4x0.5786

D=0.86/〃

-V3.14x1.0

取D=800mm,則實(shí)際流速V=1.15m/s.

4.2.3混合單元數(shù)

按下式計(jì)算

2.36

N>2.36產(chǎn)=2.35

取N=3,則混合器的混合長(zhǎng)度為:

L=l.lN*D=l.lX3Xl=3.3m

4.2.4混合時(shí)間

L33

T=-=^^=2.86

V1.15S

4.2.5水頭損失

V2|43V2I431152

h=(：—N=^—x——N=-^-x-^—x3=0.316"?

,2gD042gO.8042x9.8

4.2.6校核GT值

G=樣=槨磐尹=您3心700?1000S')

GT=895.192X2.95=2640.81(22023)水力條件符合規(guī)定

5絮凝池

在絮凝池內(nèi)水平放置柵條形成柵條絮凝池，柵條絮凝池布置成多種豎井回流式，各豎

井之間的隔墻上，上下交錯(cuò)開(kāi)孔，當(dāng)水流通過(guò)豎井內(nèi)安裝的若干層?xùn)艞l或柵條時(shí)，產(chǎn)生縮

放作用，形成漩渦，導(dǎo)致顆粒碰撞。

柵條絮凝池日勺設(shè)計(jì)分為三段，流速及流速梯度G值逐段減少。對(duì)應(yīng)各段采用日勺構(gòu)件,

前段為密網(wǎng)，中段為疏網(wǎng)，末段不安裝柵條。

5.1平面布置

絮凝池分為兩組

每組設(shè)計(jì)流量Q=0.5X0.578=0.289m/s

平面布置形式：采用18格，如下圖1所示。

-下面進(jìn)出水

進(jìn)水管DN900

-上面進(jìn)出水

圖1柵條絮凝池平面示意圖

設(shè)計(jì)參數(shù)選用：

絮凝時(shí)間：T=12min=720s,有效水深"。"45"（與后續(xù)沉淀池水深相配合），超高

0.3m,池底設(shè)泥斗及快開(kāi)排泥閥排泥，泥斗高0.6m；

絮凝池總高度為H=4.5+O.3H）.6=5.4m。

絮凝池分為三段：

前段放密柵條，初設(shè)過(guò)柵流速片柵=°25根/5,豎井平均流速*井

中段放疏柵條，初設(shè)過(guò)柵流速嶺棚=O22"/s,豎井平均流速“井

末段不放柵條，初設(shè)豎井平均流速0/2〃〃$。

5.2平面尺寸計(jì)算

每組池子容積V=0.289x720=208.08m3

單個(gè)豎井的平面面積乂=上=堊"=2.56m2

18H018x4.5

豎井尺寸采用L6m*1.6m,內(nèi)墻厚度取0.2m,外墻厚度取0.3m

池子總長(zhǎng)L=6*1.6+6*0.2+03*2+1.5*1.6=13.8m

寬B=1.6*3+O.2*2+O.3*2=5.8m

5.3柵條設(shè)計(jì)

選用柵條材料為鋼筋混凝土，斷面為矩形，厚度為50mm,寬度為50mm。

前段放置密柵條后

2

豎井過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為：AQ=2^2=L15,n

?水v0.25

豎井中柵條面積為：.A-=2.56?1.15=1.41m2

單柵過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為：=1.6x0.05=0.08m2

所需柵條數(shù)為：]\4]=2迪=巴=17.5(根)，取Ml=18根

aiw008

兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間排列放置16根，過(guò)水縫隙數(shù)為17個(gè)

平均過(guò)水縫寬Sl=(l600-17X50)/16=46.87mm

實(shí)際過(guò)柵流速v1=0.289/(17*1.6*0.04l)=0.259m/s

中段放置疏柵條后

豎井過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為：A2水=旦=等=1.31〃，

水匕榴0.22

豎井中柵條面積為:A2?=2.56-1.31=1.25nr

2

單柵過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為：aim=1.6x0.05=0.08m

所需柵條數(shù)為：M2=l.25/0.08=15.6(根),取ME6根

兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間排列放置14根，過(guò)水縫隙數(shù)為15個(gè)

平均過(guò)水縫寬S2=(l600-16*50)/15=53.33mm

實(shí)際過(guò)柵流速V2=0.289/(15*1.6*0.053)=0.227m/s

5.4豎井隔墻孔洞尺寸

流量

豎井隔墻孔洞脫過(guò)水面積二

過(guò)孔流速

0.289

如「豎井的孔洞面積二=0.96(〃/)

0.3

Q_0,289

孔洞I肉高度〃二=0.566/77

vxL7-1.7x03

取孔的寬為L(zhǎng)68m,高為0.57m

其他的各豎井孔洞口勺計(jì)算尺寸見(jiàn)下表

豎井隔墻空洞尺寸

格編號(hào)123456

孔洞高0.57X0.57X0.74X0.73X0.85X0.85X

X寬1.681.681.681.681.681.68

流速0.30.30.230.230.20.2

格編號(hào)789101112

孔洞高0.89X0.89XIXIX1.14X1.14X

X寬1.681.681.681.681.681.68

流速0.190.190.170.170.150.15

格編號(hào)1314151617

孔洞高1.22X1.22X1.42X1.42X1.7X

義寬1.681.681.681.681.68

流速0.140.140.120.120.1

5.5各段水頭損失

22

h=￡%+￡月=E4乎+￡自2洋刎

ZgZg

式中h—各段總水頭損失，m；

hl—每層?xùn)艞l的水頭損失，m；

h2—每個(gè)孔洞的水頭損失，m；

。一柵條阻力系數(shù)，前段取1.0,中段取0.9；

■-孔洞阻力系數(shù),取3.0：

匕一豎井過(guò)柵流速，m/s；

v2—各段孔洞流速，m/s。

中段放置疏柵條后

1）第一段計(jì)算數(shù)據(jù)如下：

豎井?dāng)?shù)3個(gè)，單個(gè)豎井柵條層數(shù)3層，合計(jì)9層；

過(guò)柵流速vIrt,=0.26m/s；

豎井隔墻3個(gè)孔洞，過(guò)孑L流速分另IJ為匕孔=0.3m/s,彩孔=0.28〃?/s,匕孔=0.25m/s

h=Z%+Z3Z吟

則

n0八2o

=9xl.0x———+------(0.32+0.282+0.252)=0.06機(jī)

2x9.812x9.81

2)第二段計(jì)算數(shù)據(jù)如下：

豎井?dāng)?shù)3個(gè)，前面兩個(gè)豎井每個(gè)設(shè)置柵條板2層，后一種設(shè)置柵條板1層，總共柵條

板層數(shù)=2+2+1=5；

過(guò)柵流速v2Hf=0.23m/s

豎井隔墻3個(gè)孔洞，過(guò)孔流速分別為用孔=0.22m/s,%孔=0.20m/5,匕孔二°18mls

則

n7323

=5x0.9x…+—:—(0.222+0.22+0.182)=0.032m

2x9.812x9.81

3)第三段計(jì)算數(shù)據(jù)如下：

水流通過(guò)的孔洞數(shù)為5,過(guò)孔流速為匕孔二0.14m/s,%孔=0.12〃?/s,匕孔=0.12〃〃s,

匕孔=。/s，為孔=0.1"2/S

2

則

---(0.142+0.122+0.122)=0.007/77

2x9.81

5.6各段停留時(shí)間

第一段

ti=vi/Q=1.6*1.6*4.5*3/0.289:119.58g2min

第二段和第三段t2=t3=2min

6沉淀池

采用上向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向上流動(dòng)，上部出水，泥渣由底

部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窩六邊形塑料板，管的內(nèi)切圓直徑d=25mm,長(zhǎng)

1=1000mm,斜管傾角0=60?

如下圖1所示，斜管區(qū)由六角形截面的蜂窩狀斜管組件構(gòu)成。斜管與水平面成60°角,

放置于沉淀池中。原水通過(guò)絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動(dòng)，清水在池頂

用穿孔集水管搜集；污泥則在池底也用穿孔排泥管搜集，排入下水道。

排泥集水管

穿孔排泥管

圖1斜管沉淀池剖面圖

6.1設(shè)計(jì)水量

斜管沉淀池也設(shè)置兩組，每組設(shè)計(jì)流量Q=0.272m3/s

表面負(fù)荷取q=9m/(m3/h)=2.5mm/s

6.2沉淀池面積

1）清水區(qū)有效面積F'

F'=0.289/0.0025=115.6m2

2）沉淀池初擬面積F

斜管構(gòu)造占用面積按5%計(jì)，則

F=1.05*F,=1.05*115.6=121.38/m2

初擬平面尺寸為L(zhǎng)i*Bi=12m*10m

3）沉淀池建筑面積F建

斜管安裝長(zhǎng)度L2=/cos〃=05〃

考慮到安裝間隙，長(zhǎng)加0.07m,寬加0.1m

L=Li+L2+0.07=12+0.5+0.07=12.57m取13m

B=B.+0.1=10.1m由于長(zhǎng)度上己經(jīng)考慮加長(zhǎng),取B=10m

FLL*B=13*10=130m2>121.38n?,符合規(guī)定

6.3池體高度

保護(hù)高/?1=0.3m；

斜管高度/?2=/xsin^=lxsin60=0.87m；

配水區(qū)高度/?3=i.5m；

=

清水區(qū)局度h41.2m：

池底穿孔排泥槽高h(yuǎn)5=0.8m.

則池體總高為

〃="十為+為+4+14=0.3+0.87+1.5+1.2+0.8=4.67w

6.4復(fù)核管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時(shí)間

1）管內(nèi)流速匕

Q_0.289

=2.89〃〃，/s

Fsin6>-115.6sin60°

2）斜管水力半徑R

R=d/4=0.625o%

3)雷諾數(shù)Re

Re=/^=0.625x0.289=18J

v0.01

4）管內(nèi)沉淀時(shí)?間t

1000

=3465=5.77min

~^89

6.5配水槽

配水槽寬b二lm

6.6集水系統(tǒng)

1)集水槽個(gè)數(shù)n=9

2)集水槽中心距a=L/n=13/9=1.44m

3)槽中流量qo=Q/n=0.289/9=0.032m3/s

4)槽中水深H2

槽寬b=O.9qoo-4=O.9*0.()32o-4=().227m

起點(diǎn)槽中水深0.75b=0.17m,終點(diǎn)槽中水深1.25b=().283m

為以便施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.28m計(jì)。

5）槽日勺高度H3

集水措施采用沉沒(méi)式自由跌落。沉沒(méi)深度取5cm,跌落高度取5cm,槽日勺超高取0.15m,

則集水槽總高度為

H3=H2+0.05+0.05+0.15=0.53m

6）孔眼計(jì)算

a.所需孔眼總面積a

由還得a）=—

川2gh

式中%一集水槽流量，/s；

〃一流量系數(shù)，取0.62

/?一孔口沉沒(méi)水深，取0.05m；

f）mo

因此（o=——,uw=0.05m

0.6272x9.81x0.05

b.單孔面積為

孔眼直徑采用d=30mm,則單孔面積

4=號(hào)=00007〃/

4

c.孔眼個(gè)數(shù)〃=@/供）=0.05/0.0007=71.4（個(gè)）取72個(gè)

d.集水槽每邊孔眼個(gè)數(shù)d

n=n/2=36（個(gè)）

e.孔眼中心距離So

S0=B/50=10/36=0.28m

6.7排泥

采用穿孔排泥管，沿池寬（B=10m）橫向鋪設(shè)6條V形槽,槽寬1.5m,槽壁傾角45。,

槽壁斜高1.5m,排泥管上裝快開(kāi)閘門(mén)。

7過(guò)濾池

6.1濾料日勺選擇

濾料：采用石英砂，含雜質(zhì)少、有足夠日勺機(jī)械強(qiáng)度、并有合適的空隙。

石英砂篩分曲線：

篩孔直徑（毫米）0.30.40.50.60.751.01.21.5

通J砂物廓枇例（%）3345536072839092

其篩分曲線如下圖示

(

醇

)

蛔

含

工

般

起

想

0.20.40.60.8L0L2L4L6

篩孔孔徑（urn）

從篩分曲線上，求得九二0.15mm,%=0.90mm,因此。心過(guò)大，一般快濾池的）有效濾

徑為0.5~1.2mm,不均勻系數(shù)Kso不不小于2。按設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)dlo=O.5,k80=2.0，則dw=0.5

X2.0=1.0mmo按此規(guī)定篩選濾料。篩選完后，如上圖可知，大粒徑（d>1.4mm）顆粒約

篩除12%,小粒徑（d<0.45mm）顆粒約篩除50%,共篩除62%左右。

6.2濾料參數(shù)

采用石英砂濾料。

表6-1濾料級(jí)配及濾速

類別濾料構(gòu)成濾池強(qiáng)制濾

粒徑不均勻厚度(m/h)速（m/h）

mm系數(shù)mm

單層石??

dni.x=l.<2.07008101014

英砂濾料2

dllin=0.

5

表6-2沖洗強(qiáng)度、膨脹度及沖洗時(shí)間

濾層沖洗強(qiáng)度膨脹度（％）沖洗時(shí)間

：L/sm2）（min）

石英砂濾料12?15457?5

表6-3濾池大阻力配水系統(tǒng)承托層粒徑和厚度

層次（自上而粒徑厚度（mm）

下）(mm)

12-4100

24-8100

38-16100

416-32本層壩囿至少應(yīng)高出配水系統(tǒng)孔眼100

7.2.1設(shè)計(jì)水量

Q=0.578m3/s濾速v=10m/h

7.2.2沖洗強(qiáng)度

沖洗強(qiáng)度q按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

43.2dJ5(e+().35嚴(yán)2

q=(1+6)產(chǎn)

式中4〃一濾料平均粒徑；

e一濾層最大膨脹率，取e=45%；

V—水的J運(yùn)動(dòng)黏滯度，V=1/5O

砂濾料H勺有效直徑4。=0.5mm

與4“對(duì)應(yīng)的濾料不均勻系數(shù)u=1.5

因此,d,n=0.9uJl0=0.9X1.5X0.5=0.675mm

43.2x0.675145x(0.5+0.35)L632…〃

q=-----------------k------=12L/(5-m2x)

(1+O.5)x1.140-632

7.2.3濾池面積及高度

、由、，必Q八。2

濾池總面積F=—=0-.-5-7-8-X-3-6-0-0-=208.08m-

v1()

濾池個(gè)數(shù)采用NE個(gè)，單排布置

單池面積kF/N=208/4=52m2每池平面尺寸采用LXB=8mX7m

濾池高度H

H=H1+H2+H3+H4

其中：”一濾池高度機(jī)

一承托層高度in

也一濾料層高度機(jī)

H、一濾料層上水深m

"4—超高機(jī)

因此H=0.45+0.7+l.8+O.3=3.25m

7.1濾池的布置

由N不不小于5,采用單排布置，按單層濾料設(shè)計(jì)，采用石英砂作為濾料。

7.2.4單池沖洗流量

^=52x12=6241/5

7.2.5洗砂排水槽

(1)斷面尺寸

兩槽中心距采用a=2.0m

排水槽個(gè)數(shù)n尸L/a=820=4(個(gè))

槽長(zhǎng)l=B=7m

槽內(nèi)流速，采用().6nVs

排水槽采用原則半圓形槽底斷面形式。

2)設(shè)置高度

流料層厚度采用Hn=0.7/72

排水槽底厚度采用S=0.05m

2\1000v()

槽頂位于濾層面以上的高度為：

Hc=eHn+2.5x+3+c=1.075mC取0.075me取0.45

7.2.6集水渠

集水渠采用矩形斷面，渠寬采用b=0.75m

(1)渠始端水深Hq

Hq=0.81(fq/1000b)2/3=0.81*(52*12/1000*0.75嚴(yán)=0.67m

(2)集水渠底低于排水槽底日勺高度Hm

Hn產(chǎn)Hq+0.2=0.67+0.2=0.87

7.2.7配水系統(tǒng)

采用大阻力配水系統(tǒng)，其配水干管采用方形斷面喑渠構(gòu)造。

(1)配水干渠

干渠始端流速采用v干=\.5m/s

干渠始端流量Qt=q^=0.588m3/s

干渠斷面積A=Q干/vt=0.564/1.5=0.392,取0.392M

(2)配水支管

支管中心距采用s=0.25m

支管總數(shù)n2=2L/S=2X8/0.25=56(根)

支管流量Q支=Qi/n2=0.588/56=0.010m3/s

支管直徑采用d工=75mm,流速”=2.44m/s

支管長(zhǎng)度4=7~(Q>6+2X0J)=3.1/77

2

核算//d支=3.1/0.075=41

(3)支管孔眼

孔眼總面積。與濾池面積f的比值a,采用a=0.24%,則

Q=a1=0.()024X52=0.124

孔徑采用4)=11mm-0.011m

單孔面積3=兀do2/4=3.14*0.0122/4=li3*l0-6m2

孔眼總數(shù)。/3=0.124/113*10%=]097(個(gè))

每一支管孔眼數(shù)(分兩排交錯(cuò)排列)為：

n4=n3/n2=1097/56%19.5(個(gè))取20個(gè)

孔眼中心距so=21i/n4=2*3.1/20=0.31m

孔眼平均流速v=q/(10a)=12/(10*0.24)=5m/s

7.2.8沖洗水箱

沖洗水箱與濾池合建，置于濾池操作室屋頂上。

⑴容量V

沖洗歷時(shí)采用Zo=6min

V=1.5x(*x60)/1000=0.09執(zhí)

=1.5*12；!；52*6*60/1000=337m3

水箱內(nèi)水深，采用%=35〃

圓形水箱直徑

Dffi=(4V/nh?,)=(4*337/n*3.5)14=11.10m

(2)設(shè)置高度

水箱底至沖洗排水箱的高差A(yù)H,由如下幾部分構(gòu)成。

a.水箱與濾池間沖洗管道的水頭損失九

管道流量Q；q.=q沖=().588m/s

管徑采用D沖=400mm,管長(zhǎng)/=70"

查水力計(jì)算表得：％=2.55〃?/s,1000/=13.5

沖洗管道上日勺重要配件及其局部阻力系數(shù)合計(jì)22=7.38

%=〃沖+Z叁2/2g=13.5x70/1000+7.38x2.553(2x9.81)=3.39mlLO

b.配水系統(tǒng)水頭損失4

為按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

2

%=8闿2/(2g)+10uj/(2g)=8x1S/19.62+10x2.15/l9.62=3.28mH2O

c.承托層水頭損失勿承托層厚度采用Ho=O.45m

4=0.022H()q=0.022x0.45x12=0.12

d.濾料層水頭損失為h4=P2/(P2-pi)(l-mo)Lo

式中p2一濾料日勺密度，石英砂為2.65〃加.

月一水的密度，—

，叫)一濾料層膨脹前的孔隙率(石英砂為0.41)；

%一濾料層厚度，mo

因此h4=2.65/(2.65-l)(l-0.41)0.7=0.66mH20

e.備用水頭h5=1.5mH2O

則△H=hi+h2+h3+h4+h5?^:9.0mH2O

8消毒

8.1加藥量確實(shí)定

水廠設(shè)計(jì)5萬(wàn)m3/d=2083m3/h

最大投氯量為a=3mg/L

加氯量為：

q=Qb

式中q-每天日勺投加量（g/d）

Q■設(shè)計(jì)水量（加/））,Q=5OOOO/n3/J;

3

b-加氯量（g/加），一般采用0.5?1.0g/,b=1.0g/m0

4=1.0x68000=50000g/d=50kg/d=2.08欠g/h

儲(chǔ)氯量（按一種月考慮）為：

G=30*24Q=30*24*2.08=1497.6K&月可1500kg

8.2加氯間的布置

設(shè)水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，按平坦地形設(shè)計(jì)，水源口位于水廠西方向。

在加氯間、氯庫(kù)低處各設(shè)排風(fēng)扇一種，換氣量每小時(shí)8?12次，并安裝漏氣探測(cè)器，

其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量到達(dá)2?3mg/kg時(shí)即報(bào)

警，切換有關(guān)閥門(mén)，切斷氯源，同步排風(fēng)扇動(dòng)作。

為搬運(yùn)氯瓶以便，氯庫(kù)內(nèi)設(shè)單軌電動(dòng)葫蘆一種，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫(kù)大

門(mén)以夕卜。

加氯間外布置防毒面具、急救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開(kāi)關(guān)。

在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓不小于20mH20,供加氯機(jī)投藥用；在氯庫(kù)

引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。

9清水池

9.1清水池的設(shè)計(jì)

(2)清水池的容積清水池的有效容積，包括調(diào)整、消防儲(chǔ)水量和水廠自用水量，清

水池日勺總rr效容積

v=kQ

式中"經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，10%?20%,取20%；

V--清水池總有效容積(加)

Q-設(shè)計(jì)流量(m3/J),Q=47000m3/Jo

v=0.2x4700(h23=9400/7?3

清水池共建2座，則每座容積為

v,=9400/2//?=470D/n3

(2)清水池尺寸設(shè)計(jì)清水池單池面積

h

式中A--每座清水池內(nèi)面積(nr)；

h-有效水深(m),取4.0m。

A5二幽二"75療

/74

取清水池寬B=20m,則清水池長(zhǎng)L為

L=4=219加=58.75m,取59m

B20

則清水池實(shí)際容積為59X20X4/=4720

清水池超高4取0.5m,則總高為

H=%+乩=4.5〃i

（3）管道系統(tǒng)'

1）清水池進(jìn)水管。

沒(méi)池設(shè)1根進(jìn)水管,則0=23500m3/d=272L/s

管內(nèi)流速0.7?1.0/77/5,取0.8向s。

則"=0.658m,取DN=700mm。

設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管徑為DN700,金屬管實(shí)際流速0.707m/s.

2）清水池出水管道。由于顧客的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池H勺出水管應(yīng)按出水最大流

量計(jì)算

T

124

式中Q--最大流量（〃///?）；

K??時(shí)變化系數(shù)，一般采用1.3?2.5；

Q--設(shè)計(jì)水量did）。

設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)K=1.5,則

3

cKQ/1QO3

Q.=---=--1-.-5--x-4--7--0-0--0-=2090372.75/7s7/h=0n.82〃？//s

2424

沒(méi)池一根出水管道，則Q=0.41加/s,出水管管內(nèi)流速一般采用0.7?l.Om/s,設(shè)計(jì)中

取匕=0.8〃i/s,則。2=0-808m,；設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN800,則流量最大時(shí)出水管內(nèi)日勺

流速為0.81m/$。

3）溢流管。溢流管直徑與進(jìn)水管相似，采用DN830的管徑，在溢流管管端設(shè)喇叭口，

管道上不設(shè)閥門(mén)。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止.蟲(chóng)類進(jìn)入訊1內(nèi)。

4)放空管。清水池內(nèi)H勺水在檢修時(shí)需要放空，因此應(yīng)設(shè)放空管。放空管按2h將池內(nèi)

水放空計(jì)算，管內(nèi)流速v取1.2〃z/s,則管徑為

2=I------------

Vv2xrx3600x0.785

式中A-放空管管徑(m)

嶺一放空管管內(nèi)流速(m/s)

t-放空時(shí)間(h),?t=2ho

D,=----------三妁-------in=0.685m

V1.2x2x3600x0.785

設(shè)計(jì)中去排水管管徑為DN700o

5)清水池布置。

a.導(dǎo)流墻。在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間不

不不小于30min。每座清水池內(nèi)導(dǎo)流墻設(shè)置.2條，間距為5.0m,將清水池提成3格。在導(dǎo)

流墻底部每隔l.()m設(shè)O.IXO.lmH勺過(guò)水方孔，使清水池清洗時(shí)排水以便。

b.檢修孔.在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔2個(gè)，直徑為1200mm。

c.通氣管。為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)通氣孔，通氣孔每

池共設(shè)12個(gè)，每格設(shè)4個(gè)，通氣管的管徑為200mm,通氣管伸出地面的高度高下錯(cuò)落，

便于空氣流通。

d.覆土厚度。清水池頂部應(yīng)有0.5?1.0m的覆土厚度，并加以綠化美化環(huán)境。此處取覆土厚

度為1.0m。

9.給水廠處理高程布置

在處理工藝流程中，各處理構(gòu)筑物之間水流為重力流，包括構(gòu)筑物自身，連接管道計(jì)

量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。

當(dāng)各項(xiàng)水頭損失確定之后，便可以進(jìn)行構(gòu)筑物的高程布置。構(gòu)筑物高程布置與廠區(qū)地

形，地質(zhì)條件及所采用的構(gòu)筑物形式有關(guān)，而水廠應(yīng)防止反應(yīng)池在地面架空太高，考慮到

土方平衡，本設(shè)計(jì)采用清水池的最高水位與清水池所在地面標(biāo)高相似。

9.1管渠水力計(jì)算

(1)清水池

清水池最高水位標(biāo)高236.5m,池面超高0.5m,則池頂面標(biāo)高為237.2m,(包括頂蓋

加厚200mm,)有效水深4.2m,則水池底部標(biāo)高為233m。

(2)吸水井

清水池到吸水井日勺管線長(zhǎng)18m,管徑DN700mni,最大時(shí)流量272L/s,水力坡度i=0.0010,

v=0.707m/s,沿線設(shè)有兩個(gè)閘閥，進(jìn)口和出口，局部阻力系數(shù)分別為0.06,1.0,則管線

中水頭損失為

y/z=//+Y/—=o.OOlOxl8+(O.O6x2+