1、黑龍江大學給水排水工程專業課程設計給水處理課程設計計算書學 院：年 級：專 業：姓 名：學 號：指導教師： 年 月 日目 錄第一章 總論-3-一 設計任務及要求-3-1、設計任務-3-2、設計要求-3-二 設計原始資料-4-1、概述-4-2、基礎資料-4-第二章 水廠規模-5- 城市用水量計算-5-第三章 總體設計-7-一 給水處理構筑物-7-二 設備型式選擇-7-第四章 各構筑物的選擇及設計計算-13-一 加藥間設計計算-13-二 混合設備設計計算-15-三 往復式隔板絮凝池-16-四 斜管沉淀池 -19-五 普通快濾池-23-六 消毒和清水池-27-第五章 水廠高程布置計算一 管渠的水力計

2、算-32-第五章 主要參考文獻資料 -34-第一章 總論1.1設計任務及要求1.1.1設計任務給水工程課程設計題目是“城市給水處理廠工藝設計”.“城市給水處理廠工藝設計”是高等工科學校給水排水工程專業本科學生培養計劃中一個重要的實踐性教學環節，學生在學完給水處理課程內容后必須進行的課程設計。通過課程設計，鞏固學習成果，加深對給水處理課程內容的學習與理解，掌握凈水廠設計的方法，培養和提高計算能力、設計和繪圖水平。在教師指導下，基本能獨立完成一個中、小型給水處理廠工藝設計，鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。1.1.2、設計要求1. 設計時間：1周（第15周，2013.6.102012.6.15）

3、。2. 設計內容包括：1）根據水質、水量、地區條件、施工條件和一些水廠運轉情況選定處理方案和確定處理工藝流程。2）擬定各種構筑物的設計流量及工藝參數。 3）選擇各構筑物的形式 和數目，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式、有關尺寸安裝位置等。 4）進行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造、施工上的可能性，并符合建筑模數的要求5）根據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、檢查井的位置。6）水廠廠區主體構筑物（生產工藝）和附屬構筑物的布置，廠區道路、綠化等總體布置。7）

4、繪制本設計任務書中指定的水廠平面、高程布置工藝設計技術圖紙2張（1#圖）。8）寫出設計說明書及計算說明書【摘要、目錄、原始資料、系統選擇、單元形式選擇、設計計算（計算草圖、公式、參數、方法）、設備選型、參考資料、致謝等。】1.2 設計原始資料1.2.1概述(1)設計題目：城市給水處理廠工藝設計設計水量、出水水質及水壓的要求。(2) 設計水量： 14萬m3/d 。水廠自用水系數取5%(3) 出水水質： 出水水質達到生活飲用水衛生標準gb5749-2006。(4) 水壓: 水廠出廠水壓應0.38mpa，以滿足最不利點處服務水頭0.25mpa的要求。 城市用水逐日時變化如表2。表2 城市用水變化情況

5、kh=1.75l 時間l 變化系數l 時間l 變化系數l 時間l 變化系數l 0-1l 1.10l 8-9l 7.04l 16-17l 4.24l 1-2l 0.70l 9-10l 6.69l 17-18l 5.99l 2-3l 0.90l 10-11l 7.17l 18-19l 6.97l 3-4l 1.10l 11-12l 7.31l 19-20l 5.66l 4-5l 1.30l 12-13l 6.62l 20-21l 3.05l 5-6l 3.91l 13-14l 5.23l 21-22l 2.01l 6-7l 6.61l 14-15l 3.59l 22-23l 1.42l 7-8l

6、5.84l 15-16l 4.76l 23-24l 0.791.2.2基礎資料（1） 城市概況:某沿河城市。（2） 自然條件1）地形地處平原地區，地勢平坦。2）氣象資料 氣溫 年平均： 12.8 最熱月平均：28.8 最冷月平均： 5.5 降雨量 年平均： 710mm 歷年最大：1050mm 歷年最小：260mm 日最大： 164mm 相對濕度 年平均： 52% 歷年最高： 82% 歷年最低： 33% 最大積雪深度： 130mm 最大凍土深度： 730mm 年平均蒸發量： 110mm主導風向 冬季： 北 夏季： 南 風速歷年平均： 2.6m/s 最大： 8.2m/s3）工程地質及地震資料地址結

7、構為亞黏土及淤泥質黏土，地基承載力為亞粘土：1.21.5公斤/厘米淤泥質亞粘土：0.70.9公斤/厘米地震烈度為8度地區。4） 水文資料水位歷年平均 32.7m; 歷年最高（1）： 38.5m; 歷年最低（97）：28.7m。流量歷年平均：300 m3 /s 歷年最高：900 m3/s 歷年最低：20 m3/s流速取水點最大端面平均流速：3 m/s 取水點最小端面平均流速：0.5 m/s含砂量平均含砂量：0.18kg/m3 最大含砂量：3.00kg/m3 最小含砂量：0.02kg/m35） 水質分析結果表1水質分析結果編號項目單位分 析 結 果備注最高最低月平均最高月平均最低 1水 溫2831

8、65 2臭和味少 許 3色 度少 許 4渾濁度毫克/升8003040080 5ph6.37.56.8 6總硬度毫克當量/升28020220150 7細菌總數個/毫升50000 8大腸菌群個/升140其他指標合 格6） 設計地下水位地下水位在地下1.0米左右。第二章 設計水質水量與工藝流程的確定2.1 設計水質水量2.1.1 設計水質及水質分析2.1.1.1 設計水質本設計給水處理工程設計水質滿足國家生活飲用水衛生標準（gb5749-2006），處理的目的是去除原水中懸浮物質，膠體物質、細菌、病毒以及其他有害萬分，使凈化后水質滿足生活飲用水的要求。生活飲用水水質應符合下列基本要求：（1） 水中不

9、得含有病原微生物。（2） 水中所含化學物質及放射性物質不得危害人體健康。（3） 水的感官性狀良好。2.1.1.2 水質分析 本設計中，codmn，濁度，色度，氨氮，均不達標，需要處理。同時，水中有臭味異味，也需要處理。2.1.2 設計水量水處理構筑物的生產能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并以水質最不利情況進行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗和澄清池排泥等方面。城鎮水廠只用水量一般采用供水量的5%10%，本設計取5%，則設計處理量為：q=(1+a)*qd=1.05*140000=147000m/d式中 q水廠日處理量；a水廠自用水量系數，一般采用供水量的5%10%，本設計取5%；

10、qd設計供水量（m3/d），為14萬m3/d.2. 2 給水處理流程確定2.2.1 給水處理工藝流程的選擇給水處理工藝流程的選擇與原水水質和處理后的水質要求有關。地表水為水源時，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水，則需要進行特殊處理。綜合分析后得出最終的工藝流程為：原水活性炭（粉末）預吸附混凝沉淀或澄清過濾活性炭（顆粒）吸附消毒混凝劑框圖表示為：絮凝池沉淀池混合池原水消毒劑清水池二級泵房市政管網布置草圖如下：第三章 給水處理構筑物與設備型式選擇3.1 加藥間3.1.1 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

11、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。3.1.2 混凝劑藥劑的選用與投加3.1.2.1. 混凝劑藥劑的選用混凝劑選用:堿式氯化鋁aln(oh)mcl3n-m簡寫pac. 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應用，因效果顯著，發展較快，目前應用較普遍，具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設計水廠混凝劑最大投藥量為30mg/l

12、。其特點為：1）凈化效率高，耗藥量少除水濁度低，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值適用范圍寬（可在ph=59的范圍內，而不投加堿劑）3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。4）設備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。5）無機高分子化合物。3.1.2.2. 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量泵投加。計量設備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉子流量計。本設計采用耐酸泵和轉子流量計配合投加。3.1.3 加氯間1、靠近加氯點，以縮短加氯管線的長度。水和氯應充分混合，接觸時

13、間不少于30min。為管理方便，和氯庫合建。加氯間和氯庫應布置在水廠的下風向。2、加氯間的氯水管線應敷設在地溝內，直通加氯點，地溝應有排水設施以防積水。氯氣管用紫銅管或無縫鋼管，氯水管用橡膠管或塑料管，給水管用鍍鋅鋼管，加氨管不能用銅管。3、加氯間和其他工作間隔開，加氯間應有直接通向外部、且向外開的門，加氯間和值班室之間應有觀察窗，以便在加氯間外觀察工作情況。4、加氯機的間距約0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯機（包括管道）不少于兩套，以保證連續工作。稱量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑內，磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運方便。有每小時換氣8-12次的通風設備。加氯間的給水管應保

14、證不斷水，并且保持水壓穩定。加氯間外應有防毒面具、搶救材料和工具箱。防毒面具應防止失效，照明和通風設備應有室外開關。設計加氯間時，均按以上要求進行設計。3.2 混合設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完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質、大小等。混合設備的基本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

15、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點而具有較大的優越性。它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達90-95%，本設計采用管式靜態混合器對藥劑與水進行混合。3.3、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，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內使用較多的是各種形式的水力絮凝及其

16、各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表3-1 絮凝池的類型及特點表類 型特點適用條件隔板式絮凝池往復式優點：絮凝效果好，構造簡單，施工方便；缺點：容積較大，水頭損失較大，轉折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者回轉式優點：絮凝效果好，水頭損失小，構造簡單，管理方便；缺點：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；水量變動小者；改建和擴建舊池時更適用旋流式絮凝池優點：容積小，水頭損失較小；缺點：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折板式絮凝池優點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小；缺點

17、：構造較隔板絮凝池復雜，造價高流量變化較小的中小型水廠網格絮凝池優點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；缺點：末端池底易積泥根據以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進行比較，本設計選用往復式隔板絮凝池。3.4 沉淀池 常見各種形式沉淀池的性能特點及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點和適用條件。表3-2 各種形式沉淀池性能特點和適用條件表型式性能特點適用條件平流式優點： 1、可就地取材，造價低；2、操作管理方便，施工較簡單；3、適應性強，潛力大，處理效果穩定； 4、帶有機械排泥設備時，排泥效果好缺點： 1、不采用機械排泥裝置，排泥較困難2、機械排泥設備，維護復雜；3、占地面積較大1、 一般用

18、于大中型凈水廠；2、原水含砂量大時作預沉池豎流式優點： 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： 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輻流式優點： 1、沉淀效果好；2、有機械排泥裝置時，排泥效果好；缺點： 1、基建投資及費用大；2、刮泥機維護管理復雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難1、 一般用于大中型凈水廠；2、在高濁度水地區作預沉淀池斜管（板）式優點：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點：1、斜管（板）耗用材料多，且價格較高；2、排泥較困難1、 宜用于大中型廠2、

19、宜用于舊沉淀池的擴建、改建和挖槽原水經投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質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。設計采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應性強、處理效果穩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。斜管式沉淀池有上向流斜板和下向流斜板。因為原水濁度比較大，且不穩定，所以采用上向流斜板，它可以處理濁度很大的水，甚至于高濁度水。3.5 濾池（1）、多層濾料濾池：優點是含污能力大，可采用較大的流速，能節約反沖洗用水，降速過濾水質較好，但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠；缺點是

20、濾料不易獲得且昂貴管理麻煩，濾料易流逝且沖洗困難易積泥球，需采用助沖設備；（2）、虹吸濾池：適用于中型水廠（水量210萬噸/日），土建結構較復雜，池深大，反洗時要浪費一部分水量，變水頭等速過濾水質也不如降速過濾：（3）、無閥濾池、壓力濾罐、微濾機等日處理小，適用于小型水廠；（4）、移動罩濾池：需設移動洗砂設備機械加工量較大，起始濾速較高，因而濾池平均設計濾速不宜過高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過大（小于10m2 ）；（5）、普通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于100m2 。優點有成熟的運行經驗運行可靠，采用的砂濾料，材料易得價格便宜，采用

21、大阻力配水系統，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過濾，水質較好；（6）、雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優缺點與普通快濾池基本相同且減少了2只閥門，相應得降低了造價和檢修工作量，但必須增加形成虹吸得抽氣設備。（7）、v型濾池：從實際運行狀況，v型濾池來看采用氣水反沖洗技術與單純水反沖洗方式相比，主要有以下優點： 1）、較好地消除了濾料表層、內層泥球，具有截污能力強，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點。可節省反沖洗水量4060%，降低水廠自用水量，降低生產運行成本。 2）、不易產生濾料流失現象，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、均質單層石

22、英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量，使濾后水水質好。根據設計資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的普通快濾池。3.6 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。其方法分化學法與物理法兩大類，前者系水中投家藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等；后者在水中不加藥劑，而進行加熱消毒、紫外線消毒等。經比較，采用液氯消毒。氯是目前國內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，且在管網中有持續消毒殺菌作用。原水水質較好時，一般為濾后消毒，雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網中

23、保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內目前在凈水處理方面應用尚不多。第四章 各構筑物的選擇及設計計算4.1 加藥間設計計算4.1.1. 設計參數 據試驗：圖4.1不同混凝劑處理效果對比已知計算水量q=147000m3/d=6125m3/h。根據原水水質，參考上圖，選堿式氯化鋁（pac）為混凝劑，據原水水質濁度判斷，混凝劑的最大投藥量a=20mg/l，藥容積的濃度b=15%，混凝劑每日配制次數n=2次。表4.1 原水濁度與最佳投藥量4.1.2. 設計計算4.1.2.1 溶液池容積 ，取10m3 式中：a混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/l），本設計取20m

24、g/l; q設計處理的水量，6125m3/h; b溶液濃度（按商品固體重量計），一般采用5%-20%，本設計取15%； n每日調制次數，一般不超過3次，本設計取2次。 溶液池采用矩形鋼筋混凝土結構，設置2個，每個容積為w1（一備一用），以便交替使用，保證連續投藥。單池尺寸為，高度中包括超高0.3m，置于室內地面上. 溶液池實際有效容積：滿足要求。池旁設工作臺，寬1.0-1.5m，池底坡度為0.02。底部設置dn100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內壁用環氧樹脂進行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管dn60mm，按1h放滿考慮。4.1.2.2 溶解池容積 式中： 溶解池容積（m3 ），

25、一般采用（0.2-0.3）；本設計取0.3溶解池也設置為2池，單池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。 溶解池實際有效容積： 溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量：，查水力計算表得放水管管徑80mm，相應流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設管徑d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結構，內壁用環氧樹脂進行防腐處理。 4.1.2.3 投藥管投藥管流量 查水力計算表得投藥管管徑d20mm，相應流速為0.66m/s。4 溶解池攪拌設備 溶解池攪拌設備采用中心固定式平槳板式攪拌機。5 計量投加設備 混凝劑的濕投方式

26、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量泵投加。計量設備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉子流量計。本設計采用耐酸泵和轉子流量計配合投加。計量泵每小時投加藥量:式中：溶液池容積（m3）耐酸泵型號25fys-20選用2臺，一備一用. 6 藥劑倉庫 估算面積為150m2，倉庫與混凝劑室之間采用人力手推車投藥,藥劑倉庫平面設計尺寸為10.0m15.0m。4.2混合設備設計計算4.2.1設計參數設計總進水量為q=147000m3/d，水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，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

27、布，進水管采用兩條，流速v=1.5m/s。計算草圖如圖4-2。圖4.2 管式靜態混合器計算草圖4.2.2 設計計算4.2.2.1設計管徑靜態混合器設在絮凝池進水管中，設計流量；則靜態混合器管徑為： ，本設計采用d=1000mm；實際流速為1.08m/s 4.2.2.2混合單元數按下式計算，本設計取n=3；則混合器的混合長度為： 4.2.2.3混合時間 t= 4.2.2.4水頭損失0.5m,符合設計要求。4.2.2.5校核gt值 ，在700-1000之間，符合設計要求。 ，水力條件符合設計要求。4.3 往復式隔板絮凝池設計計算4.3.1 設計參數絮凝池設計n=2組，每組設1池，每池設計流量為 ，

28、絮凝時間t=20min。4.3.2設計計算 4.3.2.1 絮凝池有效容積 考慮與斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m，池寬取b=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效長度式中： h平均水深(m);本設計取超高0.5m，h=2.0m；4.3.2.3 隔板間距絮凝池起端流速取，末端流速取。首先根據起，末端流速和平均水深算出起末端廊道寬度，然后按流速遞減原則，決定廊道分段數和各段廊道寬度。起端廊道寬度： 末端廊道寬度： 廊道寬度分成4段。各段廊道寬度和流速見表2-1。應注意，表中所求廊道內流速均按平均水深計算，故只是廊道真實流速的近似值，因為，廊道水深是遞減的。四段廊道寬度之和取隔板厚度=0.2

29、0m，共27塊隔板，則絮凝池總長度l為：4.3.2.4 水頭損失計算式中： vi第i段廊道內水流速度（m/s）； 第i段廊道內轉彎處水流速度（m/s）； mi第i段廊道內水流轉彎次數；隔板轉彎處局部阻力系數。往復式隔板（1800轉彎）=3；第i段廊道總長度(m)；-第i段廊道過水斷面水力半徑（m）；流速系數，隨水力半徑ri和池底及池壁粗糙系數n而定，通常按曼寧公式計算。= =0.35 m，絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結構，外用水泥砂漿抹面，粗糙系數為n=0.013。其他段計算結果得：表4.3 c值計算表 廊道轉彎處的過水斷面面積為廊道斷面積的1.2-1.5倍，本設計取1.4倍，則第一段轉彎處流

30、速： m/s式中：第i段轉彎處的流速（m/s）； 單池處理水量（m3/h）； 第i段轉彎處斷面間距，一般采用廊道的1.2-1.5倍； 池內水深（m）。其他3段轉彎處的流速為： 表4-4 拐彎流速計算表各廊道長度為：各段轉彎處的寬度分別為1.190m；1.792m；2.380m；2.982m；第1段水頭損失為：m4.3.2.5 gt值計算(t=20時) 60,符合設計要求； （在104-105范圍之內）絮凝池與沉淀池合建，中間過渡段寬度為1.5m。4.4 斜管沉淀池設計計算斜管沉淀池是淺池理論在實際中的具體應用，按照斜管中的水流方向，分為異向流、同向流、和側向流三種形式。斜管沉淀池具有停留時間短

31、、沉淀效率高、節省占地等優點。本設計沉淀池采用異向斜管沉淀池，設計2組。4.4.1設計參數設計流量為q=3062.5m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池長為34m，表面負荷q=10 m3/ m2h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內切圓直徑d=25mm，長1000mm，水平傾角=60，斜管沉淀池計算草圖見圖4-2.圖4.3 斜管沉淀池計算草圖4.4.2 設計計算4.4.2.1平面尺寸計算1.沉淀池清水區面積式中 q表面負荷，一般采用9.0-11.0，本設計取10 2. 沉淀池的長度及寬度則沉淀尺寸為3410=340 m2 ，進水區布置在一個34m的一側。在21m的長度中扣除

32、無效長度0.5m，因此進出口面積(考慮斜管結構系數1.03)式中： k1斜管結構系數，取1.033 沉淀池總高度式中 h1保護高度（m），一般采用0.3-0.5m，本設計取0.3m； h2清水區高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設計取1.2m； h3斜管區高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角600，則； h4配水區高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設計取1.5m； h5排泥槽高度（m），本設計取0.8m。4.4.2.2.進出水系統1. 沉淀池進水設計沉淀池進水采用穿孔花墻，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。本設計取0.2m/s。每

33、個孔口的尺寸定為15cm8cm，則孔口數個。進水孔位置應在斜管以下、沉泥區以上部位。2.沉淀池出水設計沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，則穿孔總面積： 設每個孔口的直徑為4cm，則孔口的個數 式中 f每個孔口的面積(m2),.設沿池長方向布置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l=m， 每條集水量為：，考慮池子的超載系數為20%，故槽中流量為：槽寬：=0.9=0.90.0636=0.90.33=0.297m。起點槽中水深 h1=0.75b=0.750.297=0.22m，終點槽中水深h2=1.25

34、b=1.250.297=0.37m 為了便于施工，槽中水深統一按h2=0.25m計。集水方法采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。則集水槽總高度: 集水槽雙側開孔，孔徑為dn=25mm，每側孔數為50個，孔間距為5cm 8條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按0.850m3/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0.9m，起端水深0.45m，考慮到集水槽水流進入集水渠時應自由跌落高度取0.02m，即集水槽應高于集水渠起端水面0.02，同時考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：=0.02+0.9+0.45=1

35、.37m 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內損失。孔口損失：式中：進口阻力系數，本設計取=2.集水槽內水深為0.3m，槽內水力坡度按i=0.01計，槽內水頭損失為： 出水總水頭損失 4.4.2.3. 沉淀池排泥系統設計采用穿孔管進行重力排泥，穿孔管橫向布置，沿與水流垂直方向共設8根，雙側排泥至集泥渠。集泥渠長15m，bh=0.3m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管長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，表4.4 k值對應表孔眼總面積為：m2孔眼總面積為：孔眼總面積為：m2 穿孔管斷面積為：=0.0123 m2 穿

36、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，采用氣動快開式排泥閥。4.4.3 核算（1） 雷諾數re水力半徑=mm=0.625cm 當水溫=20時，水的運動粘度=0.01cm2/s斜管內水流速速為=0.00338m/s=0.34cm/s =21.25500，符合設計要求 式中 斜管安裝傾角，一般采用600-750，本設計取600 ，（2）弗勞德系數 =1.8910-4 介于0.001-0.0001之間，滿足設計要求。 （3）斜管中的沉淀時間=294s=4.9min ，滿足設計要求（一般在25min之間）式中 斜管長度（m），本設計取1.0m。4.5 普通

37、快濾池設計計算4.5.1 濾池設計參數的確定本水廠采用普通快濾池進行過濾，根據用水量的情況，采用8個構造相同的快濾池，布置成對稱雙行排列，則每個濾池的設計流量 q=765.6m3/h=212.67l/s。：濾速v=10m/h,沖洗強度為q=14l/(sm2)，沖洗時間為t=6min=0.1h，濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，采用石英砂單層濾料。下圖為普通快濾池。圖4.5 普通快濾池剖面圖4.5.2 濾池池體的計算每個濾池的實際工作時間 t=24-0.12=23.8h濾池的總面積 f=618m2每個濾池的面積 f=618/8=77.25m2,采用78 m2，正方形濾池，每個池的邊長為8.

38、8m。確定濾池的高度支承層高度h1，采用0.45m濾池層高度h2，采用0.7m砂面上水深h3，采用1.7m保護高度h4，采用0.30m每格濾池的總高度為 h= 0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3 配水系統的計算(單個濾池)4.5.3.1 干管干管流量 qg=fq=7814=1092l/s,采用鋼管dn1000,干管埋入池底，頂部開孔布置。干管始端流速為v0=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心間距采用a=0.25m每池支管數 n=2=70.4，取71根。每根支管入口流量 q1=1092/71=15.38l/s,采用鋼管dn100，始端流速為2.0m/s。4.5.3.3

39、 孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比采用k=0.25%孔眼總面積 f=kf=0.25%78=0.195m2采用孔眼直徑 d=9mm=0.009m孔眼總數 n=3067個每根支管孔眼個數為n=44,支管孔眼布置設兩排,與垂線成45。每根支管長度 l0=(8.8-1)=3.90m每排孔眼中心距 ak=0.177m4.5.3.4 孔眼水頭損失支管壁厚采用=5mm，流量系數=0.68水頭損失 hk=3.5m4.5.3.5 復算配水系統支管長度與直徑之比不大于60，則=3960，符合條件。孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則=0.350.5，符合條件。干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1

40、.752.0，則1.86，符合條件。孔眼與中心距小于0.2，則ak=0.1770.2，符合條件。4.5.4 洗砂排水槽洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.0m排水槽根數 n0=5根排水槽長度 l0=l=8.8m每槽排水量 q0=ql0a0=148.82.0=246.4l/s采用三角形標準斷面。槽中流速采用v0=0.6m/s。橫斷面尺寸 x=0.31m,采用0.3m。排水槽底厚度，采用=0.05m。砂層最大膨脹率 e=45%砂層厚度 h2=0.7m洗砂排水槽頂距砂面高度 he=e h2+2.5x+0.075=0.450.7+2.50.3+0.05+0.075=1.07=1.19m洗砂排水槽總平面面

41、積 f0=2xl0n0=20.38.85=26.4m2=復算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則 25%4.5.5 濾池的各種管渠計算4.5.5.1 進水進水總流量 q0=14.7104t/d=1.70m3/s進水渠斷面：渠寬b1=1.0m，水深為1.5m，渠中流速為v1=1.2m/s。各個濾池進水管流量 q2=0.21m3/s進水管采用鋼管dn400，流速v2=1.24m/s4.5.5.2 沖洗水沖洗水總流量 q3=fq=1478=1092l/s=1.092 m3/s沖洗水管采用dn700，流速為v3=2.11m/s.4.5.5.3 清水清水總流量 q4=q0=1.70 m3

42、/s清水渠斷面與進水渠斷面相同。每個濾池清水管流量 q4= q2=0.21m3/s采用鋼管dn350，流速為v4=1.60m/s。4.5.5.4 排水排水流量 q5= q3=1.092 m3/s排水渠斷面：寬度為1.0m,深度為1.0m，渠中流速為1.100m/s。4.5.5.5 沖洗水箱沖洗時間 t=6min沖洗水箱容積 w=1.5qft=1.51478360=438480l=589.68m3水箱底至濾池配水管間的沿途局部水頭損失之和h1=1.0m配水系統水頭損失 h2=hk=3.5m承托層水頭損失 h3=0.022h1q=0.0220.4514=0.14m濾料層的水頭損失 h4=(-1)(

43、1-m0)h2=()(1-0.41) 0.7=0.68m安全富余水頭采用 h5=1.5m沖洗水箱底應高出洗砂排水槽面 h0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m4.6 消毒和清水池設計計算 4.6.1 設計參數液氯消毒原理：投加氯氣布置圖：（不允許氯氣和水體直接相連，必須設置加氯機）圖4.6 投加氯氣布置圖已知設計水量q=147000m3/d=6125m3/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4.6.2.1 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節，

44、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轉子加氯機（圖4.7），選用寬高為：330mm370mm，一用一備.圖4.7 轉子加氯機儲氯量（按20天考慮）為：液氯的儲備于7個1噸氯瓶（hd=2020mm800mm）和1個0.5噸氯瓶（hd=600mm1800mm）。表4.5 氯瓶規格表4.6.2.2 清水池平面尺寸的計算4.6.2.2.1清水池的有效容積清水池的有效容積，包括調節容積，消防貯水量和水廠自用水的調節量。清水池的調節容積：=kq=0.1140000=14000m 式中：k經驗系數一般采用10%-20%；本設計

45、k=10%；q設計供水量q=140000m/d；消防用水量按同時發生兩次火災，一次火災用水量取25l/s，連續滅火時間為2h，則消防容積：根據本水廠選用的構筑物特點，不考慮水廠自用水儲備。則清水池總有效容積為：清水池共設2座，有效水深取h=4.0m，則每座清水池的面積為： = m2 取=3650=1800 m2 ，超高取0.5m，則清水池凈高度取4.5m。 4.6.2.2.2管道系統1）清水池的進水管：（設計中取進水管流速為=0.8m/s） 設計中取進水管管徑為dn1200mm，進水管內實際流速為：0.72m/s2）清水池的出水管由于用戶的用水量時時變化，清水池的出水管應按出水量最大流量設計，設計中取 時變化系數=1.5，所以：m/h=2.552m/s出水管管徑：m（設計中取出水管流速為=0.8m/s） 設計中取出水管管徑為dn1500mm，則流量最大時出水管內流速為：0.72m/s3）清水池的溢流管溢流管的管徑與進水管相同，取為dn1200mm。在溢流管管端設喇叭口，管上不設閥門。出口設置網罩，防止蟲類進入池內。4）清水池的排水管清水池內的水在檢修時需要放空，需要設排水管。排水管徑按2h內將水放空計算。排水管流速按1.2m/s估計，則排水管的管徑為： 設計中取排水管徑為dn1000mm4.6.2.3 清水池的布置4.6.2.