某自來水廠設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǔn)的省級(jí)重點(diǎn)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

2、近20個(gè)國(guó)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(duì)外開放的戰(zhàn)略重心和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。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(jì)規(guī)模3萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期5萬(wàn)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(biāo)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(fēng)向：常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng) 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 ；淺層地下水離地面 1.5 米

3、1.1.3水源狀況：（1）河流概述：水源水量豐富，水質(zhì)符合國(guó)家規(guī)定的飲用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因河道航運(yùn)繁忙，取水構(gòu)筑物不得影響航運(yùn)。 （2）河流特征： 水位水面標(biāo)高m流量m3/s流速m/s設(shè)計(jì)頻率%保證率%最高水位30.038003.02常水位28.0 3000 2.3最低水位 25.02200 1.595（3）水質(zhì)資料編號(hào)項(xiàng)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303235 2臭和味少 許 3色 度少 許 4渾濁度毫克/升7003030040 5PH7.26.37.06.8 6細(xì)菌總數(shù)個(gè)/毫升32000 7大腸菌群個(gè)/升150 8藻類個(gè)/升20009其他指標(biāo)合 格1.1

4、.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=1002003004006008001000混凝劑投加量(mg/L)硫酸鋁13.518.230.737.654.572.386.6三氯化鐵12.014.621.528.432.837.742.8堿式氯化鋁10.012.817.422.026.828.532.1（3）當(dāng)?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)，其他材料可按設(shè)計(jì)要求采購(gòu)。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(biāo)準(zhǔn)（GB383888），原水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)

5、標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)（GB574985）的規(guī)定。水廠水以地表水作為水源，工藝流程如下：原水混合沉淀池絮凝池濾池清水池混凝劑消毒劑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(dāng)濁度一定時(shí)，混凝劑投加量與藥劑的選擇相關(guān)。考慮經(jīng)濟(jì)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(guó)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。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

6、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)備有苗嘴，電磁流量計(jì)，計(jì)量泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。綜合比較，本設(shè)計(jì)采用耐腐蝕離心泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(qiáng)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(huì)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，投資較大。故此設(shè)計(jì)中臭氧不用于水廠消毒劑。液氯是應(yīng)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(qiáng)，可能會(huì)與水中腐殖質(zhì)等一些有機(jī)物反應(yīng)生成三鹵甲烷THMs和鹵乙酸HA

7、As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?yàn)樗芎玫膹浹a(bǔ)了這一缺陷，此外二氧化氯消毒能力強(qiáng)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(chǎng)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)、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(shí)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(yùn)行成本?；旌系姆绞街饕?/p>

8、有管式混合、水力混合、水泵混合以及機(jī)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(jī)械混合耗能大，維護(hù)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(shí)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(jiǎn)單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。本設(shè)計(jì)采用管式靜態(tài)混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)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(guó)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(jī)械絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮

9、凝、和穿孔旋流絮凝。各種池型類型及特點(diǎn)匯總見下表2-1。表2-1 絮凝池的類型及特點(diǎn)表類 型特點(diǎn)適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：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(dòng)小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便；缺點(diǎn)：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(dòng)小者；改建和擴(kuò)建舊池時(shí)更適用折板式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較小；缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)高流量變化較小的中小型水廠機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，節(jié)省與藥劑；水頭損失小缺點(diǎn)：機(jī)械維修量大適用

10、于大小水廠網(wǎng)格柵條絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短；缺點(diǎn)：末端池底易積泥對(duì)水質(zhì)水量變化適用性強(qiáng)旋流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較?。蝗秉c(diǎn)：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(jì)規(guī)模3萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期5萬(wàn)m3/d。根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)以及實(shí)際情況并進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)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(diǎn)以及適用條件匯總?cè)缦卤?-2。2-2 各種形式沉淀池性能特點(diǎn)和適用條件表型式性能特點(diǎn)適用條件平流式優(yōu)點(diǎn)： 1、可就地取材

11、，造價(jià)低；2、操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單；3、適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4、帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)： 1、不采用機(jī)械排泥裝置，排泥較困難2、機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)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(shí)作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點(diǎn)： 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(diǎn)： 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(shí)輻流式優(yōu)點(diǎn)： 1、沉淀效果好；2、有機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥效果好；缺點(diǎn)： 1、基建投資及費(fèi)用大；2、刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜，金屬耗量大；

12、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(diǎn)：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點(diǎn)：1、斜管（板）耗用材料多，且價(jià)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(kuò)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(jì)采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn)，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

13、及V型濾池等。普通快濾池單層濾料的優(yōu)點(diǎn)有運(yùn)行管理可靠，有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；池深較淺。缺點(diǎn)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(diǎn)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(zhǎng)；無煙煤做濾料易取得，成本低。缺點(diǎn)是濾料徑粒選擇較嚴(yán)格；沖洗時(shí)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(diǎn)是不需要大型的閘閥及相應(yīng)的電動(dòng)或水力等控制設(shè)備，可以利用濾池本身的出水量、水頭進(jìn)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(dòng)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(yuǎn)高于濾層，可保持正水頭過濾，不至

14、于發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象；設(shè)備簡(jiǎn)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(dòng)化控制，減少生產(chǎn)管理人員，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)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(jià)2030%，且節(jié)約金屬材料3040%。 缺點(diǎn)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，沒有富余的水頭調(diào)節(jié)，有時(shí)沖洗效果不理想。重力式無閥濾池的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)行可以完全靠水力自動(dòng)的控制濾池；管理維護(hù)較簡(jiǎn)單，能自動(dòng)沖洗。缺點(diǎn)是清砂較為不方便。綜上分析以及根據(jù)實(shí)際情況

15、考慮，本設(shè)計(jì)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(jì)算已知該區(qū)近期水廠設(shè)計(jì)規(guī)模3萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期5萬(wàn)m3/d。則該水廠分兩期建設(shè)。一級(jí)泵站、配水井、加藥間、藥庫(kù)、加氯間、氯庫(kù)、二級(jí)泵站、兩期土建工程一次建成（即按供水量5萬(wàn)m3/d設(shè)計(jì)），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3.1.1 已知條件已知近期設(shè)計(jì)規(guī)模為30000 m3/d，設(shè)水廠自用水占全部水量的5%。則計(jì)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(jì)選堿式氯化鋁為混凝劑，由混凝劑投加量參

16、考值可知：在這個(gè)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(jì)計(jì)算（1）溶液池容積 ，取4.40m3式中：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(jì)取28mg/L； Q 設(shè)計(jì)處理的水量，1312.5m3/h； B 溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-20%，本設(shè)計(jì)取10%； n 每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計(jì)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(gè)，每個(gè)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，高度中包括超高0.3m，置于室內(nèi)地面上。（

17、2）溶解池實(shí)際有效容積溶解池的容積一般為溶液池的0.20.3倍，本設(shè)計(jì)中取0.3。則=0.3=0.3*4.40 m3=1.32 m3溶解池也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。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(jì)采用管式靜態(tài)混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=31500m3/d，水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個(gè)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(jìn)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(jì)管徑靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流量；則靜態(tài)混合器管

18、徑為： ，本設(shè)計(jì)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(jì)中取N=3節(jié)。則混合器的混合長(zhǎng)度為：3.混合時(shí)間 T=4.水頭損失0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。因此，本設(shè)計(jì)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(zhǎng)為1650mm。3.3 絮凝池3.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)混凝池廊道流速分為4段，各段流速分別為=0.50，=0.40，=0.30，=0.22。絮凝時(shí)間為25min。3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算1. 設(shè)計(jì)流量 2. 絮凝池有效容積 ，取540 m33. 絮凝池平面面積 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(jì)取超高=0

19、.3m。池寬取B=12.0m。4. 絮凝池有效長(zhǎng)度5. 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=0.50，=0.40，=0.30，=0.20，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：0.50m，取=0.45m，則=0.42m 0.50m，取=0.50m，則=0.37m，取=0.60m，則=0.30；，取=0.90m，則=0.20；6. 廊道條數(shù)第一檔間隔采用6條，第二檔采用6條，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(zhǎng)l=6*0.45+6*0.5+7*0.6+7*0.9=16.2m，池子總長(zhǎng)為L(zhǎng)=16.2+0.2*25=21.

20、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(jì)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(jì)算，第一段：=0.20；=58.83=0.128m（轉(zhuǎn)彎處流速等于廊道流速的1/1.25，則=1/1.25） 式中 第一段廊道內(nèi)水流速度，；第一段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度，；流速系數(shù)，n池壁粗糙系數(shù)；R第一段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃?，m；第一段廊道總長(zhǎng)度；L=SB，S為各段轉(zhuǎn)彎次數(shù)；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，i表示每一段。其余各段依次進(jìn)行計(jì)算，其水頭損失

21、見表3-1。表3-1段數(shù)16840.200.340.4258.830.12826840.220.300.3759.770.09737980.260.240.3061.450.06246840.370.160.2065.180.026 H=0.313m8. G以及GT值的計(jì)算 G=45.22； GT=45.22*25*60=67830絮凝階段，平均G=2070范圍內(nèi)，平均GT=11范圍內(nèi)。所以計(jì)算結(jié)果均在允許范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。9. 池底坡度為方便排泥，池底一般有一個(gè)傾斜度，所以池底坡度i=0.313/21.2=1.48%3.4 沉淀池3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 斜管沉淀池是淺池理論在實(shí)際中的具體應(yīng)

22、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(shí)間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)沉淀池采用異向斜管沉淀池。設(shè)計(jì)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(fù)荷q=9 m3/ m2h，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(zhǎng)1000mm，水平傾角=60 圖3-2 斜管沉淀池3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1. 沉淀池清水區(qū)面積 式中 q表面負(fù)荷，一般采用5.0-9.0，本設(shè)計(jì)取9 ，則清水區(qū)上升流速即為v=0.0025mm/s。2. 沉淀池的長(zhǎng)度及寬度則沉淀平面尺寸為12.212=146.4 m

23、2 ，為配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在12.2m長(zhǎng)邊的一側(cè)。在12m的長(zhǎng)度中扣除1000*cos60=0.5mm無效長(zhǎng)度，考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03，因此進(jìn)出口面積斜管出口水流實(shí)際上升流速為： =0.0025m/s=2.5mm/s；斜管內(nèi)軸向流速為： =2.5/sin60=2.89mm/s；3. 沉淀池總高度式中 h1超度（m），一般采用0.3-0.5m，本設(shè)計(jì)取0.3m； h2清水區(qū)高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設(shè)計(jì)取1.2m； h3斜管區(qū)高度（m），斜管長(zhǎng)度為1.0m，安裝傾角600，則； h4配水區(qū)高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設(shè)計(jì)取1.5m； h5排泥槽高度（m），本設(shè)計(jì)取

24、0.8m。4. 沉淀池進(jìn)口穿孔花墻沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻，孔口總面積：式中v孔口速度（m/s），一般取值不大于0.15-0.20m/s。本設(shè)計(jì)取0.15m/s。每個(gè)孔口的尺寸定為15cm8cm，則孔口數(shù)個(gè)。進(jìn)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(gè)。5. 集水系統(tǒng)設(shè)沿池長(zhǎng)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(zhǎng)L=m， 每條集水量為：，考慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：槽寬：=0.9=0.90.027=0.90.20=0.18m。起點(diǎn)槽中水深 H1=0.7

25、5b=0.750.18=0.15m；終點(diǎn)槽中水深H2=1.25b=1.250.18=0.23m。為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.25m計(jì)。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: 集水槽雙側(cè)開孔，孔徑為DN=25mm，每側(cè)孔數(shù)為50個(gè)，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，假定集水渠起端的水流截面為正方形，則出水渠寬度為=0.9=m，為施工方便采用0.6m，起端水深0.57m?？紤]到集水槽水流進(jìn)入集水渠時(shí)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(shí)考慮到集水

26、槽頂相平，則集水渠總高度為：=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。孔口損失：式中：進(jìn)口阻力系數(shù)，本設(shè)計(jì)取=2.集水槽內(nèi)水深為0.25m，槽內(nèi)水力坡度按i=0.01計(jì)，槽內(nèi)水頭損失為： 出水總水頭損失 6. 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用穿孔管進(jìn)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(zhǎng)14m，BH=0.3m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管長(zhǎng)7.5m，首末端集泥比為0.5 ，查得=0.72。取孔徑=25mm，孔口面積=0.00049m，取孔距=0.4m，孔眼數(shù)目為：孔眼總面積為：孔眼總面積為：m2 穿孔管斷面積為：=

27、0.0123 m2 穿孔管直徑為： =0.125m 取直徑為150mm，孔眼向下，與中垂線成角，并排排列，采用氣動(dòng)快開式排泥閥。3.5 濾池過濾的功效，不僅在于進(jìn)一步降低水的濁度，而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨水的濁度降低而被部分去除。本設(shè)計(jì)采用虹吸濾池。1. 濾池面積本設(shè)計(jì)中采用雙層濾料，則正常濾速為912m/h，本設(shè)計(jì)取10m/h，沖洗強(qiáng)度為15L/。濾池分為2組，每組6格。每組流量為=15750 m3/d。則每組濾池總面積為： F=濾池分為6格，單個(gè)面積為：取單格寬為3m，長(zhǎng)為4m，單格實(shí)際面積=12。實(shí)際濾速： =9.51 m/h沖洗時(shí)濾速： =11.41 m/h2. 進(jìn)水虹吸管虹

28、吸管進(jìn)水量為：=0.036事故沖洗時(shí)進(jìn)水量為： =0.046進(jìn)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(jì)中進(jìn)水管流速取0.60 m/s，事故時(shí)流速取0.72 m/s。則斷面面積為：=0.036/0.62=0.06采用0.25*0.25的矩形斷面，用鋼板焊接。進(jìn)水虹吸管的長(zhǎng)度L=2m。 =0.06/2*(0.25+0.25)=0.06m C=48.13（式中粗糙系數(shù)n=0.013）沿程水頭損失為 =0.007m局部水頭損失為：=0.5+2*0.8+1.0=3.1 =3.1*1.2*=0.098m總水頭損失為： =0.098+0.007=0.105

29、m3. 進(jìn)水分配箱設(shè)進(jìn)水虹吸管高出配水箱底=0.2m，淹沒深度=0.2m,，配水箱出水堰寬度設(shè)為1.2m，堰上水頭為：=0.075m=0.08m進(jìn)水堰超高取0.2m，取0.08m。則進(jìn)水分配箱高度為： H=+0.2=0.2+0.2+0.08+0.08+0.2=0.76m。最后確定進(jìn)水分配水箱的高度為0.8m。4. 排水虹吸管已知沖洗強(qiáng)度為15L/，則反沖洗排水量為： =0.015*12=0.18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=7.02，排水虹吸管的長(zhǎng)度設(shè)為10m。則排水虹吸管的總水頭損失為：=0.00702*1

30、0+3.1*/19.6=0.5m排水堰長(zhǎng)度設(shè)為4m。堰上水頭為： =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=0.58m5. 清水渠出水堰堰上水頭選堰寬為6m。堰上水頭為：=0.1m6. 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%=0.12沖洗時(shí)孔眼內(nèi)的流速為： 0.18/0.12=1.5m/s濾板內(nèi)水頭損失為：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=3/3=1m，排水槽設(shè)3根。排水槽長(zhǎng)為=4m。每槽排水量為：=15*4*1=60L/s排水

31、槽中流速采用=0.6m/s。排水槽斷面尺寸為： x=0.5=0.5=0.158m排水槽底厚度采用=0.05m。砂層最大膨脹率e=45%。細(xì)沙排水槽頂距沙面高度He為：=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(jì)取h=0.7m。洗砂排水槽總面積為：=3.808. 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+

32、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(jì)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：式中，調(diào)節(jié)容積，；一般按最高日用水量的10%20%估算。 消防貯水量，消防用水量按同時(shí)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。水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，等于最高日用水量的510；安全貯量，。W1=15%Q=4500m3W3=5%Q=1500m3取500則。清水池容積為6680m3，設(shè)計(jì)兩個(gè)，相互聯(lián)通。有效水深取4.0m。則單個(gè)面積： 采用近似正方形平面，超高取0.

33、5m。單池的尺寸為L(zhǎng)BH：65m60m4.5m。第四章 水廠的平面布置與高程布置當(dāng)水廠內(nèi)各生產(chǎn)構(gòu)筑物的個(gè)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(jìn)行水廠布置。水廠布置是對(duì)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(gè)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(dāng)水廠的主要構(gòu)筑物的流程布置確定以后，即可進(jìn)行整個(gè)水廠的總平面設(shè)計(jì)，將各項(xiàng)生產(chǎn)和輔助設(shè)施進(jìn)行組合布置。本設(shè)計(jì)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(shí)考慮物料運(yùn)輸、施工要求以及遠(yuǎn)期擴(kuò)建等因素來進(jìn)行水廠的總平面設(shè)計(jì)。平面布置具體如下：首先，

34、將綜合樓辦公樓、控制室、傳達(dá)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(jìn)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(jī)修間、水表間、泥木工間、電修間、配電間、管配件堆場(chǎng)、車庫(kù)及倉(cāng)庫(kù)等，組合為一區(qū)，稱為維修區(qū)。由于維修區(qū)占用場(chǎng)地較大，堆放配件雜物較亂，所以設(shè)計(jì)時(shí)與生產(chǎn)系統(tǒng)分開，成為一個(gè)獨(dú)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(yuǎn)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(jì)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(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過計(jì)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(jì)時(shí)已計(jì)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(jì)算確定，計(jì)算常用的公式為：式中沿程水頭損失，；局部水頭損失，；單位管長(zhǎng)的水頭損失；連通管段長(zhǎng)度，；局部阻力系數(shù)；連通管中流速