水厂设计计算说明书5万吨.pdf

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1、人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经 姓名：李国率 班级：应化 0902 学号：01 常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民目 录 第一章 前 言.错误!未定义书签。研究或设计的目的和意义.错误!未定义书签。总体目标.2 具体目标.2 第二章 本 论.2 用水量计算.2 水处理构筑物设计.4 反应设备的计算.4 沉淀设备的设计.8 滤池工艺设计与计算.13 反冲洗泵房工艺设计与计算.25 加药间及药库.28 清水池工艺设计与计算.30 吸水井布置

2、.34 送水泵站工艺设计与计算.34 水厂平面布置.35 一般要求.35 布置原则.36 水厂的平面布置.36 水厂高程布置.36 第三章.37 参 考 文 献.37 丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文第一章前言 1.1.1 总体目标 按照工程实际的具体要求完成*设计规模为105m3/d 的城镇给水处理厂的工艺设计，包括工艺计算和图纸绘制两部分工作，计算成果达到扩大初步设计要求。工艺选择和设计要能满足现行国家规范和标准的要求，经构筑物处理后的水即要保证城市用水量要求，又要满足出厂水达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的具体

3、标准值。1.1.2 具体目标 1完成设计说明书 1 份 内容完整、方案合理、格式规范、论证合理、章节设置合理、层次分明、计算正确、文字通顺、图表清晰；2完成工艺专业图 1 套 图纸深度基本上达到初步设计要求、图面整洁、表达正确、布局合理、线条分明、尺寸标注规范；3意义 通过对水厂的设计，能在学习理论知识的同时，有效的将理论知识与生产实际相结合，在对水厂处理工艺和处理流程进行计算设计的同时，进一步掌握并熟练运用城镇给水处理厂工艺设计的相关理论知识和设计方法、程序、技巧等，并学会充分利用现今发达的网络资源进行辅助设计和资料查询，为今后走上工作岗位，能够胜任工作打下基础。第二章 本 论 2.1.1

4、用水量计算 城市用水量包括居民生活用水、工业企业生产用水和生活用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量、管网漏失水量。根据定兴县县城总体规划（修编）（20032020）及室外给水设计规范（GB50013-2006）以及县自来水公司提供的供水数据，目前定兴县城人均最高日生活用水量约为 160 L/，考虑到定兴县城社会经济发展，2015 年定兴县城人均最高综合生活用水量确定为 180L/；工业用水量按最高日综合生活用水量的 10计；道路广场浇洒按(m2d)计；绿化用水按(m2d)计；管网漏损按上述水量之和的 10计；未预见水量按上述五项水量之和的 8计；水厂自用水量按最高日上述五项水量之和的

5、 6计。定兴县城 2015、2020 年用水量测算如表所示。丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传2.1.2 建设规模确定 根据定兴县城用水量测算表，2015 年定兴县城最高日总需水量为万 m3/d，2020 年最高日需水量为万 m3/d。定兴县城现有水厂设计总规模为万 m3/d，为解决目前定兴县城喝水难的问题，充分发挥现有水厂的产水能力，本工程按照近期日输水规模万 m3/d 设计，因此在定兴南关新建水厂一座，规模为万 m3/d，并配套建设取水、输水工程，以满足远期县城的用水需求。本工程的配水管网按

6、照远期 2020 年最高日供水万 m3/d 设计，并视县城的发展在 2020 年前逐步完善。2.1.3 设计方案的选定 综合上述比较，考虑到该城市的经济现状，结合本工程实际情况，选用“栅条絮凝池斜管沉淀池V 型滤池液氯消毒”的主体工艺。表 定兴县城 2015、2020 年用水量测算表 水处理构筑物设计 2.2.1 反应设备的计算 在絮凝池内水平放置栅条形成栅条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖井回流式，各竖井之间的序号 项目 单位 2015 用水量 2020 用水量 1 服务人口 104cap 2 综合生活用水量标注 L/capd 3 供水普及率%4 综合生活用水量 104m3/d 5 工业用水量

7、 104m3/d 6 规划道路广场面积 104m2 7 浇洒道路广场用水指标 L/(m2d)8 浇洒道路广场用水量 104m3/d 9 规划公用绿地面积 104m2 10 浇洒绿地用水指标 L/(m2d)11 浇洒绿地用水量 104m3/d 12 管网漏损用量 104m3/d 13 未预见水量 104m3/d 14 最高日用水量 104m3/d 好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐隔墙上，上下交错开孔，当水流通过竖井内安装的若干层栅条或栅条时，产生缩放作用，形成漩涡，造成颗粒碰撞。栅条絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度 G 值逐段降低。相应各

8、段采用的构件，前段放密栅条，中段放疏栅条，末段不安装栅条。1.设计参数 本设计采用栅条絮凝池，设计水量 Q0=105m3/d=s。絮凝池分为 2 组,每组 1 个池子，每组设计流量 Q=2=s。絮凝时间：T=12min=720s，有效水深 H0=（与后续沉淀池水深相配合），超高，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高，故絮凝池总高 H=+=；絮凝池分为三段：前段放密栅条，过栅流速 v1 栅=s，竖井平均流速 v1 井=s；中段放疏栅条，过栅流速 v2 栅=s,竖井平均流速 v2 井=s；末段不放栅条,竖井平均流速 v井=m/s。前段竖井的过孔流速，中段，末段。2.池体平面尺寸计算 每组池子容积 V

9、=QT=720=竖井的平面面积 A=V/H0=絮凝池单个竖井的平面面积 f=Q/v井=取竖井尺寸采用，则竖井实际尺寸为 f=那么竖井的个数 n=A/f=个 取 n=20 个，布置成 5 行 4 列，见图。图中各格右上角的数字为水流依次流过竖井的编号，顺序(如箭头所示)。“上”、“下”表示竖井隔墙的开孔位置，上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽齐平，、表示每个竖井的网格层数。竖井内墙厚度取，外墙厚度取 每组池子总长 L=5+4+2=宽B=4+3+2=3.竖井内栅条的设计 选用栅条材料为钢筋混凝土，断面为矩形，厚度为 50mm，宽度为 50mm，预制拼装。1）前段放置密栅条后：万两黄金容易得，

10、知心一个也难求。曹雪芹先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹竖井过水断面面积为：A1 水=Q/v1 栅=竖井中栅条面积为：A1 栅=单栅过水断面面积为：1 栅=所需栅条数为：M1=A1 栅/1 栅=（根），取 M1=24 根。两边靠池壁各放置栅条 1 根，中间排列放置 22 根，过水缝隙数为 23 个。平均过水缝宽S1=(2270-2450)/23=47mm 实际过栅流速 v1 栅=sm/253.0047.027.22362.0 2）中段放置疏栅条后：图 絮凝池布置图 竖井过水断面面积为：A2水=Q/v2栅=竖井中栅条面积为：A2 栅=单栅过水断面面积为：2 栅=所需栅条数为：M2=A2 栅/

11、2 栅=（根），取 M1=18 根。两边靠池壁各放置栅条 1 根，中间排列放置 16 根，过水缝隙数为 17 个。平均过水缝宽2(235021 50)/2065.00SmmS1=(2270-1850)/17=实际过栅流速 v1 栅=sm/199.00806.027.21762.0 4.竖井隔墙孔洞尺寸 竖井隔墙孔洞的过水面积=过孔流速流量，如 0-1 竖井的孔洞面积为：=20.622.06m0.30 孔洞高度 h=2.27Qv=0.620.302.27=即，取孔的宽为，高为。其余各竖井的孔洞的计算尺寸见。表：5.各段水头损失 22121212()22vvhhhmgg 式中 h 为各段总水头损失

12、，m；大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中穷则独善其身，达则兼善天下。孟子 h1 为每层栅条的水头损失，m；h2 为每个孔洞的水头损失，m；1为栅条阻力系数，前段取，中段取；2为孔洞阻力系数，取；1v为竖井过栅流速，m/s；2v为各段孔洞流速，m/s 中段放置疏栅条后（1）第一段计算数据如下：竖井数 7 个，单个竖井栅条层数 3 层，共计 21 层；过栅流速1v栅=s；竖井隔墙 7 个孔洞，过孔流速分别为13=0.3/,=0.28/,=0.27/,m sm sm s孔2 孔孔=0.26/,=0.25/,=0.23/,=0.22/,m sm sm sm s4 孔5 孔6 孔7 孔 则

13、 221211212H22vvhhgg 222222220.253721 1.0(0.30.280.270.260.250.230.22)2 9.812 9.81 0.237mH2o（2）第二段计算数据如下：竖井数 6 个，前面 4 个竖井每个设置栅条板 2 层，后 2 个设置栅条板 1 层，总共栅条板层数=42+21=10 层；过栅流速v2 栅0.199/m s；竖井隔墙 6 个孔洞，过孔流速分别为1v孔0.20/m s，v2 孔0.19/m s，v3 孔0.18/m s，v4 孔0.17/m s，v5 孔0.16/m s，v6 孔0.15/m s 则 221221212H22vvhhgg

14、丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸 22222220.199610 0.9(0.200.190.180.170.160.15)2 9.812 9.81 0.075mH2O（3）第三段计算数据如下：水流通过的孔洞数为 7，过孔流速为1v孔0.14/m s，v2 孔0.14/m s，v3 孔0.13/m s，4v孔0.13/m s，v5 孔0.12/m s，v5 孔0.11/m s，v5 孔0.10/m s。则 22322H2vhg 22222227(0.140.140.130.130.120.110.10)2 9.81 0.039mH2O（4）总水头损失

15、 123HH+H+H0.2370.0750.0390.351mH2O 6.水力校核实际絮凝时间为 t=fH20/Q =20/=min G=hT T=20C 时,u=10-4Pas，G=1410000.246956.64S1.029 10748hT GT=G 介于 20-70S-1范围之内，GT 介于 1104-1105范围之内，满足要求。2.2.2 沉淀设备的设计 采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径 d=30mm，长 l=1000mm，斜管倾角=60o。如图所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成

16、。斜管与水平面成060角，放置于沉淀海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。1.设计水量（1）水厂自用水量 6%。（2）和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量 Q=s 2.沉淀池面积 （3）淀池清水区面积 （4）qQA 式中 A为斜管沉淀池的表面积，2m q为表面负荷，)(23hmm，一般采用)(0.90.523hmm 设计中取329.0/(/)0.0025/2.5/qmmhm smm s 清水区有效面积 A=20

17、.62248.000.0025Qmq （5）沉淀池初拟面积 A 斜管结构占用面积按 5计，则 A=2A 1.05=248.00 1.05=260.40m 初拟平面尺寸为1121.2612.25LBmm 穿孔排泥管配水区斜管区清水区积泥区排泥集水管 图 斜管沉淀池剖面图 志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹（3）沉淀池建筑面积 A建 斜管安装长度2cos1.00.50.5Llm 考虑到安装间隙，长加，宽加 沉淀池长度120.0721.260.50.0721.83LLLm 为方便施工取长度22.0Lm 沉淀池宽度10.112.250.112.35BBm 沉淀池

18、建筑面积 A建=222.0 12.35271.7LBm （4）池体高度 保护高 1h=；斜管高度 2h=sin1 sin60l o=；配水区高度 3h=；清水区高度 4h=；池底穿孔排泥槽高 5h=。（6）则池体总高为（7）123450.50.871.51.20.84.87Hhhhhhm 3.复核管内雷诺数及沉淀时间（1）管内流速0v 0v=sin60QAg=0.620.0029/2.90/2483/2m smm s（2）斜管水力半径R R/430/47.50.75dmmcm（3）雷诺数Re Re00.75 0.2921.755000.01Rv 满足要求 非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮

19、志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟（4）管内沉淀时间 t 010003455.75min2.90ltsv 4.沉淀池进口穿孔花墙 絮凝池与沉淀池之间的配水渠宽度为，总长度为，深度同絮凝池为。沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积 vQA 2 式中 2A为孔口总面积2m v为孔口流速 m/s，一般取值不大于絮凝池的末端流速，设计中取 s.A2=Q/V=每个洞口尺寸定为 h b=30cm30cm，则洞口数为：7.75870.30 0.30（个）孔 进水孔位置应该在斜管以下、沉泥区以上部位，进水孔排列成 3 排。5.集水系统（1）集水槽 沿池长方向布置 11 条穿孔集水槽，为了施工方便槽底为平坡，集水

20、槽中心距为：d=L/n=(11+1)=.每槽集水量为：q=11=s 考虑池子的超载系数为 20%，故槽中流量为：q0=m3/s 对于矩形槽,其最佳过流断面的宽深比为 2,即 b=2h.再由临界水深的计算公式可得槽宽为：b=为了便于施工取 b=,槽内水流速度为 v=s。集水槽终点水深为 h=q/(vb)=.为了便于施工，槽中水深统一按 H2=计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取，跌落高度取，槽的超高取。则集水槽总高度:H=H2+=百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文（2)孔眼计算 集水槽两侧开有圆孔以收集清水。a.所需孔眼总面

21、积 由 02qgh 得 02qgh 式中 0q集水槽流量，3/ms；流量系数，取；h孔口淹没水深，取；所以20.06720.1090.62 2 9.81 0.05m b.单孔面积0 孔眼直径采用 d=30mm，则单孔面积：042d223.140.030.00074m 孔眼个数 n n00.1091560.0007（个）集水槽每边孔眼个数 n n2n=156=782（个）孔眼实际个数为 78 个,孔眼从中心向两边排列。一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中 图集水槽断面 （3）出水管及出水总渠 a.11 条集水槽汇入出水支渠，渠内流量为 s。按最

22、佳过流断面计算渠宽为：b=为方便施工此处取 出水总渠的终点水深为：h=q/(vb)=为了便于施工设计中取出水渠的水深为。b.两条出水支渠汇入出水总渠，渠内流量为 s 按最佳过流断面计算渠宽为：b=为方便施工此处取 出水总渠的终点水深为：h=q/(vb)=为了便于施工设计中取出水渠的水深为。出水管流速4v为取 DN1300mm,v=s。出水总渠起端水深取，考虑到集水槽水流进入出水总渠时应自由跌落高度取，即集水槽应高于出水渠起端水面，则集水渠总高度为：H=+=（m）c.出水的水头损失包括孔口损失、集水槽内的损失及集水槽出水的水头损失和出水渠内的水头损 百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲

23、。汉乐府长歌行常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文失。由于集水槽出水和出水渠出水的水头损失过小忽略不计。孔口损失为h1=1v12/2g,设计取1=v1=u(2gh)=(2=s.h1=1V12/2g=(22=.集水槽内的损失为h2=il=12=故出水的总水头损失为h=+=,设计取.6.排泥 采用穿孔排泥管，沿池宽（B=22m）横向铺设 6 条 V 形槽，两边槽宽，中间四条槽各宽，槽壁倾角 50o，槽壁斜高，排泥管上装快开闸门。2.2.3 滤池工艺设计与计算 1设计数据：1）设计水量 Q=100000=106000d/m3（水厂自用水量占 6%），滤速 V=14m/h。2）滤池冲洗时间见表。3

24、）总冲洗时间 12min，冲洗周期 T=48h，反冲横扫强度(sm2)一般为 L/(sm2)。2设计计算 1）池体设计 a滤池工作时间 T T=24t24/T=2424/48=24=h 式中未考虑排初滤水。表 滤池冲洗时间 b滤池面积 F 滤池总面积 冲洗强度（L/sm2）冲洗时间（min）第一步（气冲）15 3 第二步（气水同时冲洗）空气 15 4 水 4 第三步（水冲）4 5 志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语 2Q106000F316.80mvT12 23.9 c滤池的分格 为节省占地，选双格 V 型滤池，池底板用混凝土，

25、单格宽单B=，长单L=，单格面积 28m2，共分6 座，左右对称布置,每座面积 f=56 m2，总面积 336m2。d校核强制滤速 v NV6 14v16.8(m/h)N-16-1 满足 7m/hV20 m/h 的要求。e滤池高度的确定 滤池超高5H=；滤池口水深4H=；滤层厚度3H=；滤板厚2H=；滤板下布水区高度1H=；其中冲洗时形成的气垫层厚度为。滤池总高度：H=1H+2H+3H+4H+5H=+=f水封井的设计 滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径，不均匀系数，均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算 vLd1mm1gV180H0203020清 式中：清H为水流通过清洁滤料层的水头损失，cm；V

26、为水的运动黏度(2cm/s)；20时为2cms；g 为重力加速度，981cm/2s；良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明0m为滤料孔隙率，取；0d为与滤料体积相同的球体直径(cm)，根据厂家提供数据为；0L为滤层厚度，0L=100cm；v为滤速，v=14m/h=s；为滤料粒径球度系数，天然砂粒为，取。所以 清H=1809812/3(1/100=根据经验,滤速为 812m/h 时，清洁滤料层的水头损失一般为 3040cm，计算值比经验值低，取经验值的低限 30cm 为清洁滤料层的过滤水头损失，正常过滤时通过长

27、柄滤头的水头损失h，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时，水头损失为 H开始=+=为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤料层相同.设计水封井平面尺寸 2m2m，堰底板比滤池底板低。水封井出水堰总高：水封H=+1H+2H+3H=+=因为每座滤料过滤水量：单Q=vf=1456=784m/h=m/s 所以，水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式为 Q=23 计算得：水封H=单Q/b堰)32=232=2）反冲洗管渠系统：6=m3/s 图 滤头大样图 c.反冲洗配水系统的断面计算 配水干管进口流速为 m/s 左右，配水干管的截面积 丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫勿以

28、恶小而为之，勿以善小而不为。刘备水干A=Q反水/水干v=反冲洗配水干管用钢管 DN500，流速 v=s。反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水至滤池底部布水区，反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值，配水支管流速或孔口流速为 1s 左右，本设计中取水支v=1 m/s，则配水支管(渠)的截面积：方孔A=反水Q/水支v=1=此即配水方孔总面积。沿渠长方向两侧各均匀布置 21 个配水方孔，共 42 个，孔中心间距，每个孔口面积小A=42=，每个孔口尺寸取。d.反冲洗用气量的计算：反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算。这时气冲的强度为 15 L/

29、(sm2)反气Q=气qf=1556=840L/s=3m s e.配气系统的断面计算 配水干管(渠)进口流速应为 5m/s 左右，则配水干管的截面积 气干A=反气Q/气干v=/5=反冲洗配气干管用钢管 DN500，流速 s。反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区，布气小孔紧贴滤板下缘,间距与布水方孔相同，共计 42 个，反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速或孔口流速为 10m/s 左右，则配气支管的截面积：气支A=反气Q/气支v=10=每个布气小孔面积：气孔A=气支A/42=42=孔口直径：44 0.0

30、02=0.053.14Adm气孔气孔 每孔配气量：气孔Q=反气Q/42=42=m3/s=723m/h 古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃f.气水分配渠的断面设计：对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此，气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计，气水同时反冲洗时反冲洗水的流量：反气水Q=水qf=456=224 L/s=3m s 气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量：反气Q=气qf=1556=840 L/s=3m s 气水分配区的气水流速均按相应的

31、配气、配水干管流速取值。则气水分配干管的断面积为 气水A=反气水Q/水干v+反气Q/气干v=/+/5=4）滤池管渠的布置 a反冲洗管渠 气水分配渠 气水分配渠起端宽，高取，末端宽取，高取，则起端截面积，末端截面积，两侧沿程各布置 21个配水小孔和 21 个布水方孔，孔间距，共 42 个配气小孔和 42 个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积 42=末端截面积，满足要求。图 池内排水槽、气水分配渠 排水集水槽 排水集水槽顶端高出滤料层顶面，则排水集水槽高为 H起=1H+2H+3H+式中：1H、2H、3H同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容，为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高：H末=1H+

32、2H+3H+=+式中：1H、2H、3H同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容，为气水分配渠末端高度，底坡I=/L=。排水集水槽排水能力校核 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传由矩形断面暗沟(非满流 n=，计算公式校核集水槽排水能力。设集水槽超高。则槽内水位高排集h=米，槽宽，排集b=。湿周 X=b+2h=+2=水流断面 A排集=bh=水力半径 R=A排集/X=水流速度 3230.1570.06255.60/0.013RIvm sngg 过流能力 排集Q=排集Av=3m s 实际过水量：Q反=反水Q

33、+表水Q=+=3m s过流能力排集Q=3m s b进水管渠 进水总渠 滤池分为独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速 取 s（一般s），则强制过滤流量：Q强=（106000/3）2=m3/d=m3/s 进水总渠水流端面积：总A=强Q/v=取进水总渠宽，水面高。每座滤池的进水孔 每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池，两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反冲洗表扫用水，调节闸门的开启度,使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量，孔口面积按口淹没出流公式：穷则独善其身，达则兼善天下。孟子勿以恶小而为之，勿

34、以善小而不为。刘备gh2A8.0Q 计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取，则孔口总面积为 孔A=强Q/（gh28.0）=0.820.829.810.1=中间面积按表面扫水量设计：2AAQ/Q0730.1008/0.820.09m孔强中孔表水=.孔口宽排B=，高中孔H=。两侧孔口设闸门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积 侧A=(孔A中孔A)/2=孔口宽，高侧孔H=。每座滤池内设的宽顶堰 为了保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，在经滤池内的配水渠分配到两侧的 V 形槽，宽顶堰宽宽堰b5m，宽顶堰与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距，堰上水头由矩形堰的流

35、量公式23bh84.1Q 得 宽堰h强Q/（宽堰b）32（5）32 每座滤池的配水渠 进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的 V 形槽。滤池配水渠宽 b配渠=。渠高。渠总长等于滤池总宽。则渠长 L配渠=7m。当渠内水深配渠h=时，流速（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流出，每侧流量为强Q/2）为 配渠强Q/（配渠配渠h2b）（2）s 满足滤池进水管渠流速s。配水渠的水力半径：Rbh/b2h配渠配渠配渠配渠宽堰=/（+2）s 232RnI渠渠渠=2230.0131.140.00190.2 渠内水面降落量 常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文百川东到海，

36、何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行hI L/2渠渠配渠=6/2=因为配水渠最高水位为 渠配渠hh=+=渠高 所以配水渠的过水能力满足要求。cV 形槽的设计 V 形槽槽底设表扫水出水孔直径取孔d=，间隔.每槽共计 54 个，则单侧 V 形槽表扫水出水孔出水总面积表孔A=(4)54=，表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶，即 V 形槽槽底的高度低于集水槽堰顶；据潜孔出流公式 Q=2gh 式中：Q 为单格滤池的表扫水量。图 V 型槽计算示意 则表面扫洗时 V 形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面高度为 滤h=2220.8QgA表水表孔=20.1029.8120.80.03=反冲洗时排水集水槽的堰上

37、水头由矩形堰的流量公式 23bh84.1Q 式中：b 为集水槽长，b=排槽L=；Q 为单格滤池反冲洗流量，反单Q=反Q/2=2=3ms。所以 排槽h=3284b.1Q反单=230.19041.84 8.0=V 形槽倾角 45 度，垂直高度 1m，壁厚。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃人不知而不愠，不亦君子乎？论语反冲洗时 V 形槽顶高出 V 形槽内液面的高度为 排槽-滤h=）冲洗水的供给：本设计选用泵冲洗供水 a冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失1h，反冲洗配水干管用钢管 DN600，管内流速 s，i=，取布置管长总计 80m，则 fh=iL=80=主要配件及局部阻力系

38、数见表。表主要配件及局部阻力系数表 配件名称 数量/个 长度换算系数 90弯头 6 6=闸阀 3 3=等径三通 2 2=3 K hi=（）2v/2g=（2）=则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失 1h=fh+hi=+=清水区最低水位与排水槽堰顶的高度差0H=b滤池配水系统的水头损失2h 气水分配干渠的水头损失反水h 气水分配干渠的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气,渠下部是反冲洗水，按矩形管(非满流，n=近似计算。前述计算可知 反气水Q=3ms 则气水分配渠内水面高为反水H=反气水Q/(水干反气水bv)=（）=水力半径 反水R=+2bbh气水反水气水反水h=0.4

39、0.3.4+.5（02 0）=宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语水力坡度 232nI渠渠反渠Rv2230.0131.50.12=渠内水头损失 反水h=反渠I渠L=气水分配干渠底部配水方孔水头损失方孔h 据气水分配干渠底部配水方孔水头损失按孔口淹没出流公式 Q=2gh计算。其中 Q 为反气水Q；A 为配水方孔总面积；由反冲洗配水系统的断面计算部分可知，配水方孔的实际总面积为方孔A（方孔总面积），则 方孔h220.8QgA反气水方孔0.22429.810.80.28 查手册，反冲洗经过滤头的水头损失滤头ih 气水同时通过滤头时增加的

40、水头损失，h 增 气水同时反冲洗时,气水流量比为 15/4=。长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤面之比约为。则长柄滤头中的水流速度：柄v=反气水Q/f）=56)=s 通过滤头时增加的水头损失 h增=9810n柄v+2柄v)=9810+2 32.0)=702Pa=OH2 则滤池配水系统的水头损失 增加滤头方孔反水hhhhhi2=+=c砂滤层水头损失3h 滤料为石英砂，容重1=/3m，水的容重=1 t/3m，石英砂滤料膨胀前的孔隙0m=。滤料层膨胀前的厚度3H=，则滤料层水头损失：百学须先立志。朱熹我尽一杯，与君发三愿：一愿世清平，二愿身强健，三愿临老头，数与君相见。白居易3h=(1/1)

41、(10m)3H=11)(1=d富余水头4h取，则反冲洗水水泵的最小扬程为：43210hhhhHH泵=+=反水Q=s=1008m3/h 2.2.4 反冲洗泵房工艺设计与计算 1）设计计算 1水泵和风机选择 两台单级双吸离心泵 S350-16A 型，一用一备；两台罗茨鼓风机 SD3646-60/1100 型，一用一备。2机组布置和基础计算：1）机组布置：采用单行顺列布置，便于吸压水官路直进直出，减少水力损失，同时也可简化起吊设备。基础尺寸确定：查给水排水设计手册 11确定泵及风机各部分尺寸。表 鼓风机性能表 型号 流量（3m/min）扬程（m）电机型号 电机功率（kW）SD3646-60/1100

42、 60 11 JS-116-4 155 2）基础高度按式 H=3W/（LB）计算，式中：H 为基础高（m）；W 为机组总重量，W=PW+MW（kg），其中水泵重（风机重）PW和电机重量MW由设计手册11 查出基础材料密度，如混凝土=2400kg/3m。计算结果见表。表 水泵性能表 海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语水泵型号 流量（L/s）扬程（m）转速（r/min）轴功率（kW）电机功率（kW）效率（%）允许吸上真空高度（m）S350-16A 314 1450 55 81 表 基础计算 水泵 配套电机 W/kg L/m

43、 B/m H/m 型号 PW/kg 型号 MW/kg S350-16A 800 JR-127-4 592 1392 风机 配套电机 W/kg L/m B/m H/m 型号 PW/kg 型号 MW/kg SD3646-60/1100 796 JR-127-4 1080 1876 表 吸压水管路管径计算 水泵型号 流量（L/s）吸水管管径流速 i（）压水管管径流速 i（）mm m/s mm m/s 14sh-9B 314 500 450 风机型号 流量（3m/min）出气管管径流速 i（）mm m/s SD3646-60/1100 60 450 3泵房平面尺寸确定 1）泵房横向排列平面尺寸确定有以

44、下要求 水泵突出部分到墙壁的净距 A=最大设备宽度+1m，但不得小于 2m；出水侧水泵基础与墙壁的净距 B 应按水管配件安装的需要确定，但考虑到崩出水侧是管理操作的主要通道，不宜3m；进水侧水泵基础与墙壁的净距 D 也应根据管道配件的要求确定，但不小于 1m；水泵基础之间的净距 E 与 C 要求相同；为了减小泵房跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房的外面。水泵泵房尺寸确定。百学须先立志。朱熹丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫2.2.3 混合、反应 1混凝剂的选择和投加 1）溶液池计算 溶液池容积 W1=uQ/(417Bn)式中：Q 为处理水量（m3/h），取 106000m3/d；U 为混凝剂

45、最大投量（mg/L），一般 2030，取 30mg/L；B 为溶液浓度（），一般 520，取 10；n 为每日调制次数，一般不宜超过 3 次，取 n=3 次。W1=30106000/（41710324）（m3）溶液池设为两格，容积都为2W=m3，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深 H1，总深 HH1+H2+H3（式中 H2为保护高，取；H3为贮渣深度，取）+。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高4m2m。实际有效容积：W1=42=12 m3 2）溶解池计算 溶解池容积为：W2=12=溶解池一般取正方形，有效水深 H1，则：面积 FW1/H1，溶解池边长 aF1/2；溶解池深度 HH1+H2+H

46、3（式中 H2为保护高，取；H3为贮渣深度，取）+溶解池尺寸为长宽高。和溶液池一样，溶解池设置 2 个，一用一备。溶解池放水时间采用 t=10min，则放水量 203.610006.0/601060WqL st 查水力计算表得放水管管径0d100mm，相应流速 s。溶解池底部设管径 d100mm 的排渣管一勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。3）投药管计算 投药管流量 1100010.6 10000.12/24 60 6024 60 60WqL s 采用 D1=25mm 投药管

47、，相应流速为 v1=s。管道 DN500DN25静态混合器混合单元体管道 DN500药剂原水 图 管式静态混合器 4)混合 混合设备采用热锓镀锌管式静态混合器一个。混合器处理水量为 s,水流速度为（）m/s,静态混合器设 2 节混合组件，即 n=2。混合器距离絮凝池 10m，混合时间（10-60）s，设计取 15s.混合设备到絮凝池的管径取 DN500mm,V=s,1000i=.故静态混合器直径取 DN500mm.水流过静态混合器的水头损失为：h=20.54.4=2.2.5 加药消毒间及药库 1加药间和药库设计原则:1）加药间应设在加注点附近，一般靠近一级泵房或絮凝池，并和药剂仓库毗邻。2）高

48、度在 4m 以上，应有可供运输工具出入的大门。3）在大、中型水厂多数采用单轨和手动或电动葫芦。4）产生臭味或粉尘的凝聚剂，应在通风良好的单独房间内配制溶液，需要时应安装通风设备。5）水管用镀锌钢管，加药管用塑料管或橡皮管，排渣管用塑料管或陶土管。2加药间和药库设计 1）加药间 各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语内设两处冲洗地坪用水龙头 DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度，并坡向集水坑。加药消毒间尺寸：LBH=10m16m。图 投药间示意图 2）药库 药剂按最大投

49、加量的 30d 用量储存。PAC 所占体积 30301000aTQ 式中：30T为 30 天 PAC 用量（t）；a为 PAC 投加量（mg/L），取 20mg/L；Q 为处理水量（m3/d）。那么 30201060003063.61000Tt 碱式氯化铝的袋数 N：N=30Tw=63.6 10002544()25袋 w-每袋药剂质量，25Kg。有效堆放面积 A：A=NV/H(1-e)式中，H 为药剂堆放高度，；V 为每袋药剂体积，=m3；e 为堆放孔隙率，堆放时 e=20%。A=2544=此处取 90m2，药库尺寸 LBH=1855 m3。3加氯间 1）已知条件 设计水量 Q=1060003

50、m/d=44173m/h；最大投氯量为 a=L 穷则独善其身，达则兼善天下。孟子人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。刘鹗2）设计计算 采用滤后消毒，加氯量Q氯=4417=h。3）液氯仓库 仓库储备量按 15d 最大用量计算，则储备量 M=2415=4770kg，氯瓶采用两组，每组选用 500kg的氯瓶 10 个，一组使用，一组备用，另设一个中间氯瓶。氯瓶外形尺寸为：外径 600mm，瓶高 1800mm，氯瓶自重 146kg，公称压力 2MPa。4）加氯间和氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间于氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人通行的小门，加氯间