給水處理廠設計計算書

1、給水處理廠設計說明書 姓 名：班 級：學 號：指導老師1 總論1.1設計任務及要求 一、 課程設計的目的1.通過課程設計加深對給水處理課程內(nèi)容學習的理解，鞏固學習成果； 2、培養(yǎng)和提高計算能力、設計和繪圖的水平； 3、培養(yǎng)在教師輔導下，基本能獨立設計一個中、小型給水處理廠主要構筑物工藝設計的能力。二、 設計步驟城市自來水廠課程設計可以參照下列步驟進行。1、根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些水廠運轉(zhuǎn)情況確定處理工藝流程和選定處理方案。2.擬定各種構筑物的設計流量。當原水設計濁度不超過10002000毫克/升時，設計流量按Q=Qo×1.05計算。Qo為水廠凈產(chǎn)水量，1.05為水廠自

2、用水量。（一般取5%10%）3.選擇各構筑物的形式和數(shù)目，初步進行水廠的平面布置和高程布置。在此基礎上確定構筑物的形狀、有關尺寸安裝位置等。 4.各構筑物的設計和計算，定出各構筑物和主要構件的尺寸，設計時要考慮到構筑物及其構件施工上的可能性，并符合建筑摸數(shù)的要求。5、根據(jù)各構筑物的確切尺寸，確定各構筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。確定各構筑物間連接管道的位置。6、繪制本設計指示書中指定的技術圖紙。7、就設計中需要加以說明的主要問題和計算成果，寫出設計說明書及計算說明書。三、 設計要求1、本設計包括設計說明書一份和 主要工藝擴初設計圖紙。2、設計計算說明書可參考下列內(nèi)容書寫： （

3、1）目錄 （2）概論：簡單說明設計任務、設計依舊和原始資料，對資料的分析意見和結(jié)論，設計要求、設計內(nèi)容組成等。 （3）對水處理過程和系統(tǒng)，各構筑物的形式數(shù)目，平面布置和高程布置，主要技術參數(shù)的確定做必要論證和說明。 （4）對水廠總平面布置做必要的說明。 （5）書寫出全部計算結(jié)果，其中應列出所采用的計算公式，采用的技術參數(shù)及資料來源。計算說明書應簡明扼要、文字通順、字跡清晰工整。四、對設計圖紙的要求本課程設計做出下列圖紙 （1）廠區(qū)總平面圖（1：500）。圖中應表示出各工藝構筑物的確切位置外型尺寸、相互距離、各構筑物間連接溝管的位置、管徑、管材、管長、其他輔助性構筑物的位置。（廠區(qū)內(nèi)各種管道；如

4、：上水、下水、雨水、暖氣及空調(diào)道、電纜溝等的總平面布置）。廠區(qū)道路、綠化及衛(wèi)生防護的布置等。該圖中各種管道以單線條表示，圖中應繪出線條表示的圖例。說明構筑物的名稱。繪出地形等高線，填方挖方輪廊等。 （2）流程高成圖（縱向比例尺1：501：200）。該圖應標出各工藝構筑物頂、底、水面、主要構件及溝管的設計標高。室內(nèi)外地坪標高。 （3）濾池的平剖面圖（1：501：200），平面圖應能表示出構筑物中各構件、廠房內(nèi)所設房間及管道的平面布置；剖面圖應能表示出構筑物中內(nèi)部構件的全部構造。圖中構筑物的壁、內(nèi)部構造及房屋內(nèi)各種管道要用雙線條表示，并要注明構筑物主要構造尺寸、相互距離、構筑物及溝管名稱。構筑物頂

5、、底、水面、各構件及溝管的設計標高，室內(nèi)地坪標高。 上述圖紙中應注明圖名及比例尺。圖中文字一律用仿宋字書寫。圖中線條應粗細分明，圖紙大小應符合標準，圖右下腳應留出標題欄。1.2基本資料根據(jù)給定的資料設計一座中、小型給水處理廠及主要構筑物的工藝設計。該水廠所在地區(qū)為 華南 地區(qū)。城市自來水廠規(guī)模為 6.3萬米3/日?？紤]到水廠自用水和水量的算是，要乘以安全系數(shù)K=1.05。這總處理水量Q=1.05*6.3=6.615萬m3/d。取為6.7萬m3/d=2700m3/h.1.石英砂篩分曲線篩孔直徑（毫米）0.30.40.50.60.751.01.21.5備注通過砂量所占百分比（%）304556627

6、38188932839485670829092334480627385889530435860758089942840556270788594323850637480889133455360728390922、原水水質(zhì)資料 水質(zhì)指標 單 位 數(shù) 值 渾 濁 度 最高 一般 色 度 水 溫 最高 最低 PH 值 堿 度 總 硬 度 大腸菌群 細菌總數(shù)毫克/升毫克/升毫克/升度毫克/升毫克/升個/升個/毫升29210.318.633.75.37.62.912205220003、廠區(qū)地形圖（1:500）4水廠所在地區(qū)為 華南 地區(qū)，廠區(qū)冰凍深度 0 米，廠區(qū)地下水位深度 -4.2米，主導風向 東南

7、風。2總體設計2.1凈水工藝流程的確定 根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GHZB1-1999），原水水質(zhì)符合地面水二類水質(zhì)標準，除濁度、菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)偏高外，其余參數(shù)均符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB57492006）的規(guī)定。水廠以地表水作為水源，采用常規(guī)處理工藝：“混凝-沉淀-過濾-消毒”。處理對象主要是水中的懸浮物質(zhì)和膠體雜質(zhì)。原水加藥后，經(jīng)混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而后通過沉淀池進行重力分離。過濾是利用顆粒狀濾料截留水中雜質(zhì)的構筑物，常置于混凝和沉淀構筑物之后，用以進一步降低水的渾濁度。消毒是滅活水中的致病微生物，通常在過濾后進行。主要的消毒方法是在水中投加消毒劑以消滅致病微生

8、物。工藝流程如下圖所示。 2.2處理構筑物及設備型式選擇2.2.1藥劑溶解池設計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應采取防腐措施。溶解池采用鋼筋混凝土池體.投藥設備采用計量泵投加的方式。采用計量泵，不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。2.2.2混合設備混合設備的基本

9、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水量和水溫等條件變化，且占地大，基建投資高；水泵混合設備復雜，管理麻煩；機械混合耗能大，維護管理復雜；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備,管式混合具有占地極小、投資省、設備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。本設計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。2.2.3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

10、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、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。網(wǎng)格絮凝池具有絮凝效果好、水頭損失小、絮凝時間短、投資小、便于管理等優(yōu)點，本設計采用柵條絮凝。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以完成澄清的作用。斜管沉淀池具有占地面積小、停留時間短、沉淀效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應性強、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.而且斜管沉淀池

11、在高程上也能很好地與網(wǎng)格絮凝池配合起來,所以本設計采用斜管沉淀池.2.2.5濾池V型濾池采用均質(zhì)深層濾料，不均勻系數(shù)很小。此舉能大大提高濾料層的孔隙率，使濾速得以提高，過濾周期延長（比一般濾池長23倍），濾料層利用率高，且濾后水質(zhì)好。另外V型濾池采用先氣沖，后氣水混合洗，表面掃洗的獨特形式，具有同時可節(jié)省沖洗水量和電耗，是一種高效節(jié)能型的過濾設施。具有高度自動化程序控制，可減少運行管理人員。單池面積可達150m2以上。V型濾池：優(yōu)點：1、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點。可節(jié)省反沖洗水量4060%，降低水廠自用水量，降低生產(chǎn)運行成本。 2、不易產(chǎn)

12、生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了濾池補砂、換砂費用。 3、采用粗粒、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。所以本設計采用目前應用比較廣泛的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后一道工序，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。氯是目前國內(nèi)外應用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。原水水質(zhì)較好時，一般為濾后消毒，所以本設計采用液氯消毒。 3混凝設計3.1 混凝劑及投加 一、混凝的作用水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝

13、劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴散層，達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附作用，使膠粒吸附粘結(jié)。 二、混凝劑選擇 應用于飲用水處理的混凝劑應符合以下基本要求：混凝效果好；對人體健康無害；使用方便；貨源充足，價格低廉。 硫酸鋁價格低，但質(zhì)量不穩(wěn)定，且因不容雜質(zhì)含量多，增加了藥液配置和廢渣排除方面的麻煩。三氯化鐵在處理低溫和低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁，但三氯化鐵腐蝕性較強，且固體產(chǎn)物易吸水受潮，不易保存。所以我選擇使用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，在相同水質(zhì)下，投加量比硫酸鋁少，對水的PH值變化適應性強。 堿式氯化鋁優(yōu)點：1 凈化效率高。耗

14、藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性能好，原水高濁度時尤為顯著。2 溫度適應性高，PH適應范圍寬（PH:5-9）,因而可不加堿劑。3 使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。4 是無機高分子化合物。四、 投加量 混凝劑投加量應根據(jù)原水水質(zhì)檢驗報告，用不同的藥劑作混凝試驗，但在缺少試驗資料時，可參考相似水源有關水廠的藥劑投加資料見給水排水設計手冊第三冊，表6-6。水廠投加藥劑參考數(shù)值（堿式氯化鋁）取水水源原水懸浮物含量(mg/L)混凝劑種類混凝劑投加量(mg/L)最高最低平均廣州流溪河（江村）15-560聚合氯化鋁502936五、 混凝劑投加方式混凝劑投加分固體投加和液體投加兩種方式，我選用固體溶解

15、后配成一定濃度的溶液投加水中。 混凝劑的投加方法一般有重力投加和壓力投加，選用計量泵壓力投加方法，采用計量泵不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥量投入。六、 混凝劑溶解和溶液配制1溶解池與溶液池計算 溶液池是配制一定濃度溶液的設施，用耐腐泵將溶解池內(nèi)的藥液送入溶液池，同時用自來水稀釋到所需濃度以備投加。溶液池以高架式設計，以便能重力投加藥劑，池周圍設有工作臺，池底坡度為0.02，底部設有直徑不小于100mm的排渣管。溶解池為了便于投加藥，溶液池設在地平面以下，池頂高出地面0.2米，池底坡度為0.02，池底設有直徑不小于100mm的排渣管，池壁設超高防止攪拌溶液

16、時溶液溢出。溶液池采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁進行防腐處理。3.1配水井設計計算1. 設計參數(shù)配水井設計規(guī)模為2700m3/h。 2. 設計計算（1）配水井有效容積配水井水停留時間采用23，取，則配水井有效容積為：W=QT=2700*2.5/60=112.5（2）進水管管徑配水井進水管的設計流量為，查水力計算表知，當進水管管徑時，（在1.01.2范圍內(nèi)）。（3）矩形薄壁堰進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗再由管道接入2座后續(xù)處理構筑物。每個后續(xù)處理構筑物的分配水量為。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。（4）配水管管徑由前面計算可知，每個后續(xù)處理構筑物的分配流量為，查水力計算表可知，當配水

17、管管徑時，（在0.81.0范圍內(nèi)）。（5）配水井設計配水井內(nèi)有效水深，則配水井的水平截面=112.5÷6=18.75m2，取配水井的長為6m，寬為3m。考慮堰上水頭和一定的保護高度，取配水井總高度為6.3m。（1）.溶液池容積按下式計算：式中 溶液池容積，； Q處理水量，；a混凝劑最大投加量，mg/L；c溶液濃度，取10%；n每日調(diào)制次數(shù)，取n3。代入數(shù)據(jù)得：W2=（50*2700）/(417*10*3)=10.79約=11.00 m3溶液池設置兩個，每個容積為，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深H11.0 m，總深HH1+H2+H3（式中H2為保護高，取0.2 m；H3為貯渣深

18、度，取0.1 m）1.0+0.2+0.11.3 m。溶液池形狀采用矩形，尺寸為長×寬×高4.2m×2m×1.3m。（2）.溶解池容積按下式計算: W1=0.3*W2=0.3*11.00=3.3 m3 溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，則：面積FW1/H1邊長aF1/21.82m；取邊長為2m。溶解池深度HH1+H2+H3 （式中H2為保護高，取0.2m；H3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m和溶液池一樣，溶解池設置2個，一用一備。 溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量: q0=W2/(60*t)=3.3*1000/(6

19、0*10)=5.5 L/s查水力計算表得放水管管徑50mm，溶解池底部設管徑d100mm的排渣管一根。溶解池攪拌裝置采用機械攪拌：以電動機驅(qū)動漿板或渦輪攪動溶液。(3). 投藥管 投藥管流量 q1=W2*2*1000/(24*3600)=0.25 L/s查水力計算表得投藥管管徑d20mm。相應流速為0.8m/s。(6) 藥劑倉庫藥劑倉庫與加藥間應連在一起，儲存量一般按最大投藥期間12個月用量計算。倉庫內(nèi)應設有磅秤，并留有1.5m的過道，盡可能考慮汽車運輸?shù)姆奖恪；炷齽┻x用聚合氯化鋁，每袋質(zhì)量是25kg,每袋的體積為0.5×4×0.2m3,藥劑儲存期為30d，藥劑的堆放高度取

20、2.0m。 硫酸鋁的袋數(shù)：公式為：式中，水廠設計水量，；混凝劑最大投加量，；藥劑的最大儲存期，；每袋藥劑的質(zhì)量，；將相關數(shù)據(jù)代入上式得，袋。 有效堆放面積A：公式為：式中，藥劑得堆放高度，；每袋藥劑得體積，；堆放孔隙率，袋堆時代入數(shù)據(jù)得：3.2 混合設備設計混合設備的基本要求是，藥劑與水混合必須快速均勻，一般混合時間在10-30秒。長時間的攪拌時不宜的，這將會導致絮粒不可逆的破壞，惡化懸浮物的粘附性質(zhì)和減慢隨后的反應時間。混合設備種類較多，我國常有三類：水泵混合，管式混合，機械混合。選用了簡單易行的管式靜態(tài)混合器，管式靜態(tài)混合器內(nèi)按要求安裝若干固定混合單元。每一混合單元由若干固定葉片按一定角度

21、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，達到混凝目的。管式靜態(tài)混合器結(jié)構簡單，無活動部件，安裝方便，混合快速均勻。 管式靜態(tài)混合器1. 設計流量 Q=6.7萬m3/d=2700m3/h=0.75m3/s從一級泵站到水廠用兩根給水管輸水，所以: Q=Q/2=0.75/2=0.375 m3/s2. 設計流速靜態(tài)混合器設在絮凝池進水管中，設計流速v=1.0m/s，則管徑為： D=(4*q)/(3.14*v)1/2 D-管道直徑，m; q-管道流量，m3/s; v-流速，m/s。 代入數(shù)據(jù)得：D=(4*0.375)/（3.14*1.0）)1/2=0.691m 采用D=70

22、0mm，則實際流速v=1.03m/s。3. 混合單元數(shù) 按下式計算 N>=2.36*V -0.5*D -0.3=2.36*1.03 -0.5*0.7-0.3=2.6, 取N=3;則混合器的混合長度為： L=1.1ND=1.1*3*0.7=2.31m 4. 混合時間 T=L/V=2.31/1.03=2.24s5. 水頭損失 h=*(v2/2g)*N=(1.43/0.70.4)*(1.032/(2*9.8)*3=0.24m<0.5m, 符合設計要求。6. 校核GT值 g-重力加速度，9.8m/s2； h-混凝設備中的水頭損失，m； v-水的運動粘度，m2/s，（水溫15度時，v=1.1

23、4*10-6 m2/s） T-水流在混凝設備中的停留時間，s。代入數(shù)據(jù)得： GT=959.7*2.24=2149.8(s>2000) 水利條件符合要求3.3 絮凝設備設計絮凝階段的主要任務是，創(chuàng)造適當?shù)乃l件，使藥劑與水混合后所產(chǎn)生的絮凝體，在一定時間內(nèi)凝聚成具有良好物理性能的絮凝體，它應有足夠大的粒度（0.6-1.0mm）、密度和強度（不易破碎）；并為雜質(zhì)顆粒在沉淀澄清階段迅速沉降分離創(chuàng)造良好條件。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，t=10-30min,流速采用0.2-0.6m/s時，G值在20-60s-1之間，GT值應在104-105之間為宜（t單位為秒）。 絮凝池和沉淀池連接起來建造；這樣布置緊湊，

24、可節(jié)省造價。如果采用管道連接，不僅增加造價，而且由于管道流速大而易使已結(jié)大的絮凝體破碎。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個豎井回流式，各豎井之間的隔墻上，上下交錯開孔，當水流通過豎井內(nèi)安裝的若干層柵條或柵條時，產(chǎn)生縮放作用，形成漩渦，造成顆粒碰撞。柵條絮凝池的設計分為三段，流速及流速梯度G值逐段降低。相應各段采用的構件，前段為密網(wǎng)，中段為疏網(wǎng)，末段不安裝柵條。 設計參數(shù)選?。盒跄胤譃閮山M每組設計流量 Q=0.5*0.75=0.375m/s絮凝時間：，有效水深（與后續(xù)沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底設泥斗及快開排泥閥排泥，泥斗高0.6m；絮凝池總高度為。絮凝池分為

25、三段：前段放密柵條，初設過柵流速v1=0.3m/s，豎井平均流速v1=0.14m/s；中段放疏柵條，初設過柵流速v2=0.25m/s，豎井平均流速v1=0.14 m/s；末段不放柵條，初設豎井平均流速0.14 m/s。設計計算： 平面尺寸計算 ：每組池子容積V=0.375*720=270單個豎井的平面面積f=V/18*H=270/(18*4.5)=3.3豎井尺寸采用1.8m*1.8m，內(nèi)墻厚度取0.2m，外墻厚度取0.3m池子總長L=6*1.8+6*0.2+0.3*2+1.5*1.8=15.3m寬B=1.8*3+0.2*2+0.3*2=6.4m柵條設計:選用柵條材料為鋼筋混凝土，斷面為矩形，厚

26、度為50mm，寬度為50mm。前段放置密柵條后豎井過水斷面面積為：A1=Q/v=0.375/0.3=1.25m2豎井中柵條面積為：.A=1.7*1.8-1.25=1.81m2單柵面積為： 所需柵條數(shù)為：M=A/a1柵=1.81/0.09=20.11，取M1=21根兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間排列放置19根，過水縫隙數(shù)為22個平均過水縫寬S1=(1800-21*50)/22=34.09mm實際過柵流速v1=0.375/(22*1.8*0.0341)=0.28m/s1) 中段放置疏柵條后豎井過水斷面面積為：A2=Q/v=0.375/.025=1.5 m2豎井中柵條面積為：A2柵=1.7*1.8-

27、1.5=1.56m2單柵過水斷面面積為： a2柵=a1柵所需柵條數(shù)為：M2=1.56/0.09=17.3（根），取M2=18根兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間排列放置16根，過水縫隙數(shù)為19個平均過水縫寬S2=(1800-18*50)/15=47.4mm實際過柵流速v2=0.375/(19*1.8*0.0474)=0.23m/s各段水頭損失式中 h各段總水頭損失，m； h1每層柵條的水頭損失，m； h2每個孔洞的水頭損失，m；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; 豎井過柵流速，m/s；各段孔洞流速，m/s。1) 第一段計算數(shù)據(jù)如下：豎井數(shù)3個，單個豎井柵條層數(shù)3層，

28、共計9層；過柵流速=0.28m/s；豎井隔墻3個孔洞，過孔流速分別為，,=0.26m/s 則 =9*1.0*0.282/(2*9.81)+3.0*(0.32+0.282+0.262)/(2*9.81) =0.072m2)第二段計算數(shù)據(jù)如下：豎井數(shù)3個，前面兩個豎井每個設置柵條板2層，后一個設置柵條板1層，總共柵條板層數(shù)=2+2+1=5；過柵流速=0.23m/s豎井隔墻3個孔洞，過孔流速分別為，則 =5*0.9*0.232/(2*9.81)+3.0*(0.222+0.202+0.182)/(2*9.81)=0.0306m3)第三段計算數(shù)據(jù)如下：水流通過的孔洞數(shù)為5，過孔流速為， ， 則 =3.0

29、*(0.152+0.122*2+0.102*2)/（2*9.81） =0.0109m核算絮凝池總停留時間T總 G37.71(平均范圍2070)GT37.71×70026399 （平均范圍104-105），符合設計要求。3.4 沉淀設備的設計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，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l=1000mm，斜管傾角=。如下圖5所示，斜管區(qū)由六角形截面的蜂窩狀斜管組件組成。斜管與水平面成角，放置于沉淀池中。原水經(jīng)過絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動，清水在池頂用穿孔集水管收集

30、；污泥則在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。圖6 斜管沉淀池剖面圖3.4.1設計水量斜管沉淀池也設置兩組，每組設計流量 Q=0.375m3/s表面負荷取3.4.2沉淀池面積 1)清水區(qū)有效面積F F=0.375/0.0028=133.9m22)沉淀池初擬面積F斜管結(jié)構占用面積按5計，則F=1.05*F1 =1.05*133.9=140.6m2初擬平面尺寸為L*B=14m*10m3)沉淀池建筑面積F建斜管安裝長度考慮到安裝間隙，長加0.07m，寬加0.1m L=L1 +L2 +0.07=14+0.5+0.07=14.57m取15mB=B1+0.1=10.1m 由于長度上已經(jīng)考慮加長，取B=10

31、mF建=L*B= 15*10=150m2 >140.9m2 ,符合要求3.4.3池體高度保護高 =0.3m；斜管高度 =0.87m；配水區(qū)高度 =1.5m；清水區(qū)高度 =1.2m； 池底穿孔排泥槽高 =0.80m。則池體總高為 H=+=0.3+0.87+1.5+1.2+0.8=4.67m3.4.4復核管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時間1) 管內(nèi)流速 2) 斜管水力半徑弗勞德系數(shù) =1.67×10-4 介于0.001-0.0001之間，滿足設計要求。 3) 雷諾數(shù) 4) 管內(nèi)沉淀時間t ，滿足設計要求。3.4.5配水槽配水槽寬b=1m3.4.6集水系統(tǒng)1) 集水槽個數(shù)n=92) 集水槽中心距a

32、=L/n=15/9=1.67m3) 槽中流量q0 = Q/n=0.375/9=0.042m3/s4) 槽中水深H2槽寬b= b=0.9q0 0.4=0.9*0.0420.4=0.25m起點槽中水深0.75b=0.19m，終點槽中水深1.25b=0.31m為方便施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.31m計。5) 槽的高度H3集水方法采用淹沒式自由跌落。淹沒深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，則集水槽總高度為 H3= H2+0.05+0.05+0.15=0.56m6) 孔眼計算a.所需孔眼總面積由 式中 集水槽流量，； 流量系數(shù)，取0.62；孔口淹沒水深，取0.05m；所以2m068.

33、05.001.8922.6042.00w=´´=b.單孔面積孔眼直徑采用d=30mm，則單孔面積 c.孔眼個數(shù)n=w/w0=0.068/0.0007=97.1(個)，取孔眼數(shù)為98（個） d.集水槽每邊孔眼個數(shù)n n=n/2=49(個)e.孔眼中心距離S0 S0=B/50=9/50=0.18m3.4.7排泥采用穿孔排泥管，沿池寬（B=9m）橫向鋪設6條V形槽，槽寬1.5m，槽壁傾角450，槽壁斜高1.5m，排泥管上裝快開閘門。4過濾4.1濾池的布置 采用V型濾池雙排布置，按單層濾料設計，采用石英砂作為濾料。4.2濾池的設計參數(shù)設計2組濾池，每組濾池設計水量Q=1350m&#

34、179;/d,設計濾速=10m/h，過濾周期36h濾層水頭損失：沖洗前的濾層水頭損失采用1.8m第一步 氣沖沖洗強度=15L/(s. m²)，氣沖時間=2min第二步 氣、水同時反沖=15L/(s. m²)，=4L/(s. m²)，=4min第三步 水沖強度=5L/(s. m²)，=4min沖洗時間t=10min；沖洗周期T=36h反沖橫掃強度1.8L/(s. m²) ，濾池采用單層加厚均質(zhì)石英砂濾料，粒徑1.0-1.3mm，不均勻系數(shù)1.2-1.4。 剖面示意圖2.4.2 設計計算1. 平面尺寸計算1.1 濾池工作時間 =24t=24 0.1

35、67×=23.9h 1.2 濾池總面積F=361.5m² 1.3 濾池的分格為了節(jié)省占地，選雙格V型濾池，池底板用混凝土，單格寬=3.5m,單格長=14m,（一般規(guī)定V型濾池的長寬比為2 ：14 ：1，濾池長度一般不宜小于11m；濾池中央氣，水分配槽將濾池寬度分成兩半，每一半的寬度不宜超過4m）面積49m²，共4座，每座面積98 m²，總面積392m²。1.4 校核強制濾速 =13.3m/h, 滿足v17m/h的要求。1.5 濾池高度的確定H=0.80.11.21.50.30.30.1=4.3m式中：氣水室高度，0.70.9m，取0.8m濾板厚

36、度m，取0.1m濾料層厚度m，取1.2m濾層上水深m，取1.5m進水系統(tǒng)跌差m，取0.3m進水總渠超高m，取0.3m濾板承托層厚度m，取0.1m1.6 水封井設計濾層采用單層均質(zhì)濾料，粒徑1.01.3mm，不均勻系數(shù)為1.21.4，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算 =180 =180××=22.10 式中： 水流通過濾料層的水頭損失,；水的運動黏度, ²/s,15時為0.01147²/s；g重力加速度，981²/s；濾料孔隙率，取0.5；與濾料體積相同的球體直徑，根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，取為0.1濾層厚度，120v濾速，v=10m/h=0.28

37、m/s濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.750.80，取0.8根據(jù)經(jīng)驗，濾速為812 m/s時，清潔濾料層的水頭損失一般為3050，計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的底限30為清潔濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時，通過長柄濾頭的水頭損失0.22m，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時的水頭損失為=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時池內(nèi)液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設水封井平面尺寸2×2 m2。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：=0.3+=0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m 因為每座濾池過濾水量：=vf=10×98=980

38、m³/h=0.27 m³/s 所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=計算得：=0.176m 則反沖洗完畢，清潔濾料層過濾時，濾池液面比濾料層高0.176+0.52=0.696m2 反沖洗管渠系統(tǒng)本設計采用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng),沖洗水采用沖洗水泵供應,為適應不同沖洗階段對沖洗水量的要求,沖洗水泵采用兩用一備的組合,水泵宜于濾池合建,且沖洗水泵的安裝應符合泵房的有關設計規(guī)定。2.1 反沖洗用水流量的計算反沖洗用水流量按水洗強度最大時計算，單獨水洗時反洗強度最大為5L/( m2.s)=f=5×98=490 L/s=0.49m3/s=1764 m3/h V型濾池反

39、沖洗時，表面掃洗同時進行，其流量： =f=0.0018×98=0.18 m³/s 2.2 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管進口流速應為1.5m/s左右，配水干管的截面積=/=0.49/1.5=0.33m2反沖洗配水干管采用鋼管，DN700，流速1.27m/s，反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底兩側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)，反沖洗水通過布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值，配水支管流速為1.01.5m/s,取=1.2m/s,則配水支管的截面積=/=0.49/1.2=0.41m2，此為配水方孔總面積，沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置20個配水方孔，共計4

40、0個，孔中心間距0.6m，每個孔口面積：=0.41/40=0.010 m²每個孔口尺寸取0.1×0.1m²。反沖洗水過孔流速v=0.49/（2×20×0.1×0.1）=1.225m/s滿足要求。2.3 反沖洗用氣量計算采用鼓風機直接充氣，采用兩組,一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強度最大時的空氣流量計算，這時氣沖強度為15L/( m².s)=f=15×98=1470L/s=1.47m3/s 2.4 配氣系統(tǒng)的斷面計算 配氣干管進口流速應為5m/s左右，則配氣干管的截面積=0.294 m² 反沖洗配氣干管采用

41、鋼管，DN250,流速9.87m/s，反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，尤其水分配渠兩側(cè)的布氣小孔配氣到濾池底部布水區(qū)。布氣小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計40個，反沖洗用空氣通過布氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s左右，配氣支管的截面積=/=1.47/10=0.147m²0.15m2每個布氣小孔面積:=/40=0.15/40=0.00375 m²，孔口直徑 =0.07m，取70mm。每孔配氣量:=/40=1.47/40=0.0368m³/s=132.3m³/h2.5 氣水分配渠的斷面設計對氣水分配

42、渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時反沖洗時，亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水分配渠的斷面設計按氣水同時反沖洗的情況設計。氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量=f=4×98=392 L/s0.39m³/s 氣水同時反沖洗時反沖洗空氣的流量=f=15×98=1470 L/s=1.47m³/s 氣水分配渠的氣水流速均按相應的配水配氣干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：=/+/=0.39/1.5+1.47/5=0.26+0.2940.554m23.濾池管渠的布置3.1 反沖洗管渠（1）氣水分配渠氣水分配渠起端寬取1.2m,高取1.5m，

43、末端寬取1.2m，高取1.0m，則起端截面積為1.8m²，末端截面積1.2m²，兩側(cè)沿程各布置20個配水小孔和20個配氣小孔，孔間距0.6m，共40個配水小孔和 40個配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為0.554/40=0.014末端截面積1.2 m²，滿足要求。（2）排水集水槽 排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,則排水集水槽起端槽高=+0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m, 式中，H1，H2，H3同前， 1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高=+0.5-1.0=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.0=

44、1.7m,其中1.0為氣水分配渠末端高度坡底i=0.02,符合設計要求。（3）排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝（非滿流，n=0.013）計算公式校核集水槽排水能力。設集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高=1.2-0.3=0.9m，槽寬=1.0m，濕周X=b+2h=1.0 +2×0.9=2.8m 水流斷面=1.0×0.9=0.9m2 水力半徑R=/X=0.9/2.8=0.32m 水流速度v=6.80m/s 過流能力=v=0.90×6.80=6.12 m³/s 實際過水量=+=0.49+0.18=0.67m³/s6.12 m³/s，符合設

45、計要求。3.2. 排水渠和進水管渠（1）排水渠內(nèi)水深H=1.48m 取跌落高差為0.3m,則排水渠高為1.48+0.3+(4.3-1.0-0.2)=4.88m,取4.9m.（2）進水管渠：4座濾池分成獨立的兩組，每組進水總渠過水流量按強制過濾流量設計，流速要求0.81.2m/s,采用1.0m/s則過濾流量 =67000/2=1395.8m3/h=0.39 m³/s 過水斷面 ，進水總渠寬1.0m，水面高0.5m。（3）單池進水孔：每座濾池在進水側(cè)壁開三個進水孔，進水總渠的渾水通過這三個進水孔進入濾池，兩側(cè)進水孔孔口在反沖洗時關閉，中間進水孔孔口設手動調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時不關閉，供給反

46、洗表掃用水。調(diào)節(jié)閘板的開啟度，使其在反沖洗時的進水量等于表面掃洗用水量，孔口面積按孔口淹沒出流公式Q=計算，其總面積按濾池強制過濾水量計，強制過濾水量孔口兩側(cè)水位差取0.1m，則孔口總面積=×=0. 435m2 0.44 m2 中間孔面積按表面掃洗水量設計：=×=0.44×=0.203m2 孔口寬=1.0 m,孔口高=0.2m兩個側(cè)孔口設閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個側(cè)孔面積=0.10m2孔口寬=0.6m，孔口高=0.3m（4）寬頂堰： 為保證進水穩(wěn)定性，進水總渠引來的待濾水經(jīng)過寬頂堰進入每座濾池內(nèi)的配水渠，在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬取=4.5m，寬頂

47、堰與進水總渠平行布置，與進水總渠側(cè)壁相距0.5m。堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=計算得 ： =0.13m（5）濾池配水渠：進入每座濾池的待濾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進水孔進入濾池內(nèi)的V型槽，濾池配水渠寬取b配水=0.5m，渠高為1.0m，渠總長等于濾池總寬，則渠長=8.4m，當渠內(nèi)水深=0.4m時，末端流速（進來的待濾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進水孔流去，每側(cè)流量/2）=0.98m/s， 滿足濾池進水管渠流速在0.81.2m/s的范圍內(nèi)的要求。（6）配水渠過水能力校核：配水渠水力半徑=0.133m0.13m 配水渠水力坡降=<0.002 渠內(nèi)水面降落=0.002×7

48、/2=0.007m 因為配水渠最高水位h=+=0.4+0.007=0.407m渠高1.0m,所以配水渠的過水能力滿足要求。4. V型槽的設計V型槽槽底射表掃水出水孔，直徑取0.025m，間隔0.15m，每槽共計92個，則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積為:=×92=0.045 m2 表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。據(jù)潛孔出流公式Q=，其中Q應為單個濾池的表掃水流量，則表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面=0.50m反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=求得，其中b為集水槽長14m，Q為單格反沖洗流量=/2=0.67/

49、2=0.335m3/s所以 =0.06m V型槽傾角45°，垂直高度1.0m，壁厚0.05m。反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為：H=1.00.15=1.00.150.060.5=0.29m沖洗水塔容積按一座濾池沖洗水量的1.5倍計算：沖洗水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為：，配水系統(tǒng)水頭損失為，濾料層水頭損失：式中：濾料石英砂的密度，=2.65t/m3； 水的密度，=1 t/m3； m0濾料膨脹前的空隙率，m0=0.41； H3濾料層膨脹前的厚度，H3=1.2m。安全富余水頭：h4=1.5m，沖洗水箱底應高于洗砂排水槽面：6 消毒和清水池設計計算 4.6.1 設計參數(shù)已知設

50、計水量Q=67000m3/d=2700m3/h，本設計消毒采用液氯消毒，預氯化最大投加量為1.5mg/L，清水池最大投加量為1.0mg/L。4.6.2 設計計算1 加氯量計算 預加氯量為 清水池加氯量為 二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計算，則總加氯量為 為了保證氯消毒時的安全和計量正確，采用加氯機投氯，并設校核氯量的計量設備。選用2臺ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機，選用寬高為：330mm×370mm，一用一備.儲氯量（按20天考慮）為：液氯的儲備于4個1噸氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1個0.5噸氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。2 清水池平面尺寸的計算1）清水池的有效容積清水池的有效容積，包括調(diào)節(jié)容積，消防貯