給水水質工程 課程設計說明書

1、湖 南 科 技 大 學給水水質工程課程設計說明書專業(yè)給水排水工程專業(yè)班級 2 班 姓名 肖遙學號 1202040201 指導教師王政華老師 2014年12月20日目 錄第一章 設計基本資料和設計任務31.1 設計基本資料 31.2 設計任務 3第二章 水廠設計規(guī)模的確定4第三章 水廠工藝方案的確定4第四章 水廠各個構筑物的設計計算54.1 混凝劑的選擇和投加 54.2管式靜態(tài)混合器 94.3 往復式隔板絮凝池124.4 平流式沉淀池164.5 普通快濾池204.6 消毒304.7 清水池314.8 二級泵站32第五章 水廠總體設計33第六章 水廠平面和高程布置34附：參考文獻36第一章 設計基

2、本資料和設計任務1.1設計原始資料1、 處理廠近期處理規(guī)模1.5萬m3/d（學號每增大4號，水量增加10000m3/d），水廠自用水量為5%。2、 水源為河水，河水的水質符合二類水源水的水質指標，水溫最高為24oC,最低為5 oC，水的濁度見下表，細菌總數(shù)為3000個/L。月份123456789101112NTU30204055400750670520300150200253、 處理后的水符合國家的生活飲用水衛(wèi)生標準。4、 水廠用地面積參照規(guī)范確定，可以為正方形或長方形。5、 平面布置的建筑物有凈水構筑物，綜合樓（生產(chǎn)管理用房、行政辦公房、化驗室、值班室、倉庫、機修間、食堂、傳達室、浴室、鍋爐

3、房等）。1.2設計任務及要求1、 設計計算（1） 給水處理工藝流程確定（2） 凈水構筑物設計參數(shù)的確定（3） 凈水構筑物幾何尺寸的確定（4） 凈水構筑物的水量校核計算2、 編制設計計算說明書一份設計說明書內(nèi)容包括：設計的原始資料和設計任務，各項設計與設計過程中的體會等。說明要求計算正確，說明清楚，簡明扼要，文字通順。3、 繪制下列設計圖紙各一張(1) 水廠總平面圖(2) 凈水構筑物高程布置圖(3) 主要凈水構筑物平、剖面圖（濾池、反應沉淀池）第二章 水廠設計規(guī)模的確定2.1水廠設計規(guī)模處理廠近期處理規(guī)模1.5萬m3/d,考慮水廠自用水量(系數(shù)1.051.10)1.5×1.05 = 1

4、.575(萬m/d)近期水廠用水約為1.575(萬m/d)水廠設計規(guī)模為:近期規(guī)模1.575萬m3 /d.水處理構筑物按照近期處理規(guī)模進行設計.水廠的主要構筑物分為2組，每組構筑物類型相同,每組處理規(guī)模為0.7875萬m3 /d.近期建造1組.第三章 水廠工藝方案的確定3.1水廠工藝方案水處理構筑物類型的選擇，應根據(jù)原水水質，處理后水質要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形條件等，通過技術經(jīng)濟比較確定.取水一級泵站管式靜態(tài)混合器往復隔板絮凝池平流式沉淀池普通快濾池清水池二級泵房用戶消毒劑第四章 水廠各個構筑物的設計計算 4.1.1混凝劑的選擇和投加方式1、 水廠單組構筑物設計流量Q=15750m3

5、/d=656.25m3/h，根據(jù)原水水質及水溫，參考有關水廠的運行經(jīng)驗以及聚合氯化鋁的優(yōu)點，選聚合氯化鋁（PAC）為混凝劑。2、水質上看并未發(fā)現(xiàn)原水被污染的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)藻類或氟、鐵、錳等元素超標。因此，在本設計中的凈水廠一期工程中，決定使用常規(guī)的凈水工藝進行處理，并對工藝進行局部的改造。暫不考慮預處理與深度處理構筑物的建設。但在平面布置時為留有余地，以應對將來可能出現(xiàn)的水質標準提高與原水水質惡化。 1.2.6 本設計工藝流程的確定 選擇常規(guī)工藝主要是考慮到常規(guī)工藝運行技術與管理經(jīng)驗方面相當成熟，而且凈水處理效果穩(wěn)定，無論是在凈水廠構筑物建造方面還是在投產(chǎn)后的運

6、行管理方面都相對經(jīng)濟可靠，符合我國國情。預期一期工程凈水流程如下： 原水加藥加氯間澄清池濾池清水池消毒泵房管網(wǎng) 在絮凝池前（或澄清池）配水井、濾池前和濾后清水管設置加氯點。一般情況下使用濾前加氯點和濾后加濾點防止原水中形成大量有機鹵化物（TOX），當原水中有機物、藻類等含量過高時，使用配水井和濾后加濾點去除有機物，殺滅藻類，促進混凝。二期工程擬建生物填料濾池，對原水進行預處理，本設計只對其池體體積部分做粗略計算，為該構筑物預留出建設用地。2、投加方式的選擇： 泵投加采用計量泵投加，不需另設計量設備。 水射器投加采用水射器投加，設備簡單，使用方便，溶液池高度不受太大的限制。但

7、水射器效率較低，且易磨損。 高位溶液池重力投加將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高，適用于小型水廠。結合考慮，采用計量泵投加混凝劑，采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），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速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)；水廠的藥劑，除石灰外，大都采用濕投法。根據(jù)水質的最大濁度為750，取單位混凝劑最大投加量為30mg/L，聚合氯化鋁投加濃度為15%。4.1.2溶液池設計設計原則:溶液池的底坡不小于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。設計藥

8、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上或半地下為宜，池頂宜高出地面1.0m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體來防腐。 容積計算:1. 溶液池容積W1計算水量Q=625.25m3/h，絮凝劑為聚合氯化鋁（PAC），最大投加量u為30mg/L。聚合氯化鋁投加濃度為15%，采用濕式投加。溶液濃度b=15%，每班調制一次，一天調制2次，則溶液池的調節(jié)容積為： （3.1）式中 Q處理水量（m3/h）； u混凝劑最大投量，按無水產(chǎn)品計（mg/L）；c溶液濃度（%）；n每日調制次數(shù)。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結構，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理，溶液池容積取

9、2 m3 ,分成兩格，每格的有效容積為1m³，每格的有效尺寸為L×B×H=1m×1m×1m，超高取0.2m。設置在室內(nèi)地面上。池底坡度為0.02。底部設置DN100mm放空管，沿池面接入藥劑稀釋采用給水管，按1h放滿考慮，采用硬聚氯乙烯塑料管。 2. 溶解池(攪拌池)容積W2容解池容積：W2=（0.20.3）W1 m33. W2=0.2W1=0.2×2=0.4 m3其有效高度為1m,超高為0.2m,設計尺寸為1×0.4×1m,池底坡度為2%。溶解池池壁設超高，以防止攪拌溶液時溢出。溶解池為地下式，池頂高出地面0.5

10、m，以減輕勞動強度和改善工作條件。由于藥液具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道以及配件都采用防腐措施。溶液池和溶解池材料采用鋼筋混凝土材料，內(nèi)壁涂襯以聚乙烯板。3.加藥間和藥庫加藥間和藥庫合并布置，布置原則為:加藥間位置盡可能靠近投加點，藥劑輸送投加流程順暢,方便操作與管理,力求車間清潔衛(wèi)生,符合勞動安全要求,高程布置符合投加工藝及設備條件.儲存量一般按最大投藥量的期間的15-30天的用量計算。 混凝劑為聚合氯化鋁，每袋的質量為40kg，每袋的體積為0.5×0.4×0.2m3，投藥量為30g/ m3，水廠設計水量為625.25m3/h，藥劑堆放高度為1.5m，藥劑貯存期為1

11、5d。聚合氯化鋁的袋數(shù)為 （3.4）式中 Q設計水量m3/d；u混凝劑的投加量，mg/L；T儲存天數(shù)，d；W每袋聚合氯化鋁的質量，kg。故所以混凝劑的堆放面積為： （3.5）式中 N混凝劑的袋數(shù)；V每袋混凝劑的體積，m3；H堆高，m；P堆放時空隙率，取30%。所以：4.2混合4.2.1混合的基本要求：1、混合設施應使藥劑投加后水流產(chǎn)生劇烈紊動，在很短的時間內(nèi)使藥劑均勻的擴散到整個水體，也即采用快速混合方式；2、混合時間一般為1060s；3、當采用高分子絮凝劑時，混合不宜過分急??；4、混合設施與后續(xù)處理構筑物的距離越近越好，近可能采用直接連接方式。最長距離不宜超過120m；5、混合設施與后續(xù)處理

12、構筑物連接管道的流速可采用0.81.0m/s。混合設施應使藥劑投加后水流產(chǎn)生劇烈紊動，在很短的時間內(nèi)使藥劑均勻的擴散到整個水體，也即采用快速混合方式。目前，混合方式基本分兩大類：水力和機械。前者簡單，但不能適應流量的變化；后者可進行調節(jié)，能適應各種流量的變化，但需有一定的機械維修量。具體采用何種形式應根據(jù)凈水工藝的布置、水量、水質、投加藥劑品種及數(shù)量以及維修條件等因素確定。下表是各種混合方式的比較： 混合方式比較方式優(yōu)缺點適用條件水泵混合優(yōu)點：1.設備簡單2.混合充分，效果較好3.不另消耗動力缺點：1.吸水管較多時，投藥設備要增加，安裝、管理較麻煩2.配合加藥自動控制較困難3.G值相對較低適用

13、于一級水泵房離處理構筑物120m以內(nèi)的水廠管式靜態(tài)混合器優(yōu)點：1.設備簡單，維護管理方便2.不需土建構筑物3.在設計流量范圍內(nèi)，混合效果較好4.不需外加動力設備適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠續(xù)表 方式優(yōu)缺點適用條件管式靜態(tài)混合器缺點：1.運行水量變化影響效果2.水頭損失比較大機械混合3.混合器構造較麻煩優(yōu)點：1.混合效果好2.水頭損失較小3.混合效果基本不受水量變化影響缺點：1.需耗動能2.管理維護較復雜3.需建混合池適用于各種規(guī)模的水廠通過對比，擬在本工程中采用管式靜態(tài)混合器。4.2.2管式靜態(tài)混合器計算過程：1.設計流量每組混合器處理水量為:7875 m/d=0.092 m/s2.水流

14、速度和管徑由流量為0.092 m/s，取v=1.8m/s混合器的管徑D為：m，取300mm，則流速為1.25m/s本設計中采用ZW型管式靜態(tài)混合器，查有關資料，DN800的混合器長度為4100mm，所以混合時間為： 查表取GT=993×2.53=25132000，符合設計要求。4.3 絮凝池設計要點1、 絮凝池形式的選擇和設計參數(shù)的采用，應根據(jù)原水水質情況和相似條件下的運行經(jīng)驗或通過實驗確定；2、 絮凝池設計應使顆粒有充分接觸碰撞的幾率，又不致使已形成的較大絮凝體破碎，因此在絮凝過程中速度梯度G或絮凝流速應逐漸由大到??；3、 絮凝池要有足夠的絮凝時間。根據(jù)絮凝形式的不同，絮凝時間也有

15、區(qū)別，一般宜在1030min之間，低濁、低溫水宜采用較大值；4、 絮凝池的平均速度梯度G一般在3060s-1之間，GT值達104105，以保證絮凝過程的充分與完善；5、 絮凝池應盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接。如需用管渠連接時，管渠中的流速應小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水頭跌落；6、 為避免已形成的絮粒破碎，絮凝池出水穿孔墻的過孔流速宜小于0.10m/s；7、 應避免絮粒在絮凝池中沉淀。如難避免時，應采取相應排泥措施。4.3.2 絮凝池的選型目前，絮凝池主要分為兩大類：水力和機械，前者構造簡單，但不能適用流量的變化；后者能進行調節(jié)，適用流量變化，但機械維修工作量較大。絮凝池形

16、式的選擇和設計參數(shù)的采用，應根據(jù)原水水質情況和相似條件下的運行經(jīng)驗或通過實驗確定，常用絮凝池的優(yōu)缺點對比如下表：表7.1 不同形式絮凝池比較形式優(yōu)缺點適用條件往復式隔板絮凝池優(yōu)點：1.絮凝效果好 2.構造簡單，施工方便 缺點：1.絮凝時間較長 2.水頭損失較大 3.轉折處絮粒易破碎 4.出水流量不易分配均勻1.水量大于30000m3/d的水廠2.水量變動小續(xù)表7.1 形式優(yōu)缺點適用條件回轉式隔板絮凝池優(yōu)點：1.絮凝效果較好 2.水頭損失較小 3.構造簡單，管理方便缺點：出水流量不易分配均勻1.水量大于30000m3/d的水廠2.水量變動小3.適用于舊池改建和擴建折板絮凝池優(yōu)點：1.絮凝時間較短

17、 2.絮凝效果好缺點：1.構造較復雜 2.水量變化影響絮凝效果水量變化不大的水廠網(wǎng)格（柵條）絮凝池優(yōu)點：1.絮凝時間短 2.絮凝效果好 3.構造簡單缺點：水量變化影響絮凝效果1. 水量變化不大的水廠2. 單池能力以1.02.5萬 m3/d為宜機械絮凝池優(yōu)點：1.絮凝效果好 2.水頭損失小 3.可適應水質、水量的變化缺點：需機械設備和經(jīng)常維修大小水量均適用，并適用水量變化較大的水廠綜上所述，本工程采用網(wǎng)格隔板絮凝池。 網(wǎng)格隔板絮凝池 設計原則:設絮凝時間為10min，得絮凝池有效容積：V=0.182*10*60=109.2m3設平均水深為3.0m，得池的面積為：A=109.2/3=34.2 m3

18、豎井流速取0.12m/s，單格面積為F=0.182/0.12=1.52 m2所以邊長取1.23m，每格面積為1.52 m3，所以分格數(shù)為N=34.2/1.52=22.5=23格實際絮凝時間 T=1.23*1.23*1.52*23/0.182=290=4.84min池的平均有效水深為3m，取超高0.45m，泥斗深度0.65m，所以總高度為H=3+0.45+0.65=4.10m，所以過水孔洞尺寸為：4.4沉淀池4.4.1 沉淀池的選型沉淀池的選用，主要考慮以下幾個因素：（1）水量規(guī)模：各類沉淀池根據(jù)技術上和經(jīng)濟上的分析常有其適用范圍。以平流式沉淀池為例，沉淀池的長度僅取決于停留時間和水平流速，而與

19、水處理規(guī)模無關，當水量增大時，只需要增加池寬即可，因此單位水量的造價指標隨著處理規(guī)模的增加而明顯減小，所以平流式沉淀池更加適合規(guī)模較大的水廠。（2）進水水質條件：原水水質中的濁度、含砂量、顆粒組成以及原水水質的變化都與沉淀效果有密切關系，并影響沉淀池的選型。斜管沉淀池積泥區(qū)體積相對較小，當原水濁度很高時會增加排泥困難。此外，若原水水質變化迅速，斜管沉淀池的適應性也相對較差。（3）高程布置的影響：水廠凈水構筑物之間一般均采用重力流。當沉淀池池深過淺時，將會增加后續(xù)處理構筑物的埋深，而不同池型對池深的要求也不同，因而也影響池型的選用。（4）氣候條件：寒冷地區(qū)冬季時沉淀池水面將形成冰蓋，影響處理和排

20、泥機械的運行，因此需采取保溫措施。一般可將沉淀池置于室內(nèi)。對于平面面積較大的沉淀池建于室內(nèi)會帶來造價的很大增加。因此宜選用平面面積較小的沉淀池。（5）運行經(jīng)驗：為使工程能達到預想的效果，除了設計的合理外，運行管理也是一個重要因素。由于各地的經(jīng)驗不同，往往已形成一套具有自己特色的當?shù)剡\行經(jīng)驗，故在設計中應充分考慮當?shù)氐墓芾硭胶蛯嵺`運行經(jīng)驗，以使設計更切合實際。在凈水工藝中，常用的沉淀池有平流式沉淀池跟斜管（板）沉淀池，下表是這兩種沉淀池優(yōu)缺點的對比：表8.1 沉淀池形式比較形式優(yōu)缺點適用條件平流式沉淀池優(yōu)點：1.造價較低2.操作管理方便，施工較簡單3.對原水濁度適應性強，潛力大，處理效果較好4

21、.帶有機械排泥設備時，排泥效果好缺點：1.占地面積大一般用于大、中型凈水廠2.不采用機械排泥裝置時，排泥較困難3.需維護機械排泥設備斜管（板）沉淀池優(yōu)點：1.沉淀效率高2.池體小、占地小缺點：1.斜管（板）耗用較多材料，老化后尚需更換，費用較高2.對原水濁度適應性較平流池差3.不設機械排泥裝置時，排泥較困難；設機械排泥時，維護管理較平流池麻煩1.可用于各種規(guī)模水廠2.宜用于老沉淀池的改造、擴建和挖潛3.適用于需保溫的低溫地區(qū)4.單池處理水量不宜過大經(jīng)過綜合比較，同時借鑒其他水廠的經(jīng)驗，在本設計中采用平流式沉淀池。4.4.2 設計計算4.4.2.1 設計要點 混凝沉淀時，出水濁度一般低于20度。

22、 池數(shù)或分格數(shù)一般不少于2個。 池內(nèi)平均水平流速，混凝沉淀一般為1025mm/s。 沉淀時間應根據(jù)原水水質和沉淀后的水質要求，一般采用1.03.0h。當處理低溫、低濁度水時或高濁度水時，沉淀時間應適當增長。 有效水深一般為3.03.5m，超高一般為0.30.5m。 池的長寬比應不少于4：1，每格寬度或導流墻間距一般采用38m ，最大為15m。 池的長深比應不小于10：1，采用吸泥機排泥時，池底為平坡，采用人工停池排泥時，縱坡一般為0.02，橫坡一般為0.05。 池子進水端用穿孔花墻配水時，在沉泥面以上0.30.5m處至池底部分的花墻不設孔眼。 泄空時間一般不超過6h。 沉淀池的水力條件用弗勞德

23、數(shù)Fr復核控制，一般Fr控制在之間。設計參數(shù)采用2座平流式沉淀池，沉淀時間T=1h，沉淀池平均水平流速v=14mm/s。設計計算1、 設計流量 Q=0.182 m3/s2、池體尺寸單池容積： 沉淀池池長： ，采用50m。沉淀池池寬：，采用2.1m要求絮凝池與沉淀池寬度一致)其中H為有效水深，取3m，超高采用0.3m，則池深為3.3m。沉淀池分兩格，每格7m，隔墻厚200mm，；每格中間設置一導流墻，導流墻厚150mm，則沉淀池總寬為14.5m。配水系統(tǒng)1、 進水渠 沉淀池配水采用穿孔墻，孔洞處流速取=0.2m/s穿孔墻孔洞處總面積=空洞形狀采用矩形，尺寸為B×H=150mm×

24、;100mm，則孔眼總數(shù)為：個，取60個 （5.6）分6排布置，每排置10個2、 出水渠 沉淀池的出水渠采用薄壁堰出水，堰口應保證水平。 出水渠寬度采用1m，則渠內(nèi)水深：為保證自由溢水，出水渠的超高定為0.1m，則渠道的深度為0.259m。 排泥系統(tǒng)為了取得好的排泥效果，采用機械排泥。采用機械排泥時，一般不需要設置排泥斗、泥槽、排泥管，充分的利用了沉淀池的容積。機械排泥裝置分為泵吸式和虹吸式，桁架式吸泥機中的虹吸式吸泥機具有設備簡單、經(jīng)常管理費用低，故在本設計中采用虹吸式排泥機。查給水排水設計手冊第續(xù)03分冊，選用2臺PB/HXN-18型虹吸式吸泥機，每池配一臺，跨度為18.5m，運行速度為1

25、m/min。沉淀池水力條件復核： m（在1×10-41×10-5范圍內(nèi)） 放空管沉淀池放空時間按3h計，則埋設一根放空管直徑d為：，取d=DN300mm。5.過濾5.1 濾池的選型濾池是對沉淀池的出水進行過濾，降低水的濁度值，使之達到生活飲用水的標準。目前，國內(nèi)常用的濾池形式有普通快濾池、雙閥濾池、V型濾池、虹吸濾池等，這幾種濾池的優(yōu)缺點和適用條件見表：各種濾池優(yōu)缺點和適用條件形式濾池特點優(yōu)缺點適用條件濾前水濁度 規(guī)模和其他普通快濾池下向流、砂濾料的四閥式濾池優(yōu)點：1.有成熟的運轉經(jīng)驗，運行穩(wěn)妥可靠2.采用砂濾料，材料易得，價格便宜3.采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可以做得較

26、大，池深較淺4.采用降速過濾，水質較好缺點：1.閥門多2.必須設有全套沖洗設備小于101.可適用于大、中型水廠2.單池面積一般不宜大于100m23.有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助洗設備V型濾池下向流均粒砂濾料，帶表面掃洗的氣水反沖洗濾池優(yōu)點：1.運行穩(wěn)妥可靠2.采用砂濾料，材料易得3.濾床含污量大、周期長、濾速高、水質好4.具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好缺點：1.配套設備多2.土建較復雜，池深比普通快濾池深小于101.適用于大、中型水廠2.單池面積可達150m2以上形式濾池特點優(yōu)缺點適用條件濾前水濁度 規(guī)模和其他虹吸濾池下向流、砂濾料、低水頭互洗式無閥濾池優(yōu)點：1.不需大型閥門2.不

27、需沖洗水泵或沖洗水箱3.易于自動化操作缺點：1.土建結構復雜2.池深大，單池面積不能過大，反洗時要浪費一部分水量，沖洗效果不易控制3.變水位等速過濾，水質不如降速過濾小于101.適用于中型水廠（水量210萬m3/d）2.單池面積不宜過大3.每組濾池數(shù)不小于6池 對比常見的濾池類型和參考類似水廠，選用普通快濾池。普通快濾池是目前水處理工程中常見的濾池形式之一。其每一個池上裝有渾水進水閥、清水出水閥、反沖洗進水閥、反沖洗排水閥共4個閥門。普通快濾池運行穩(wěn)妥，出水水質較好；適用于各種規(guī)模水廠，單池面積不宜大于100平方米，以免沖洗不均勻，在有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助沖設備?？紤]技術效果和經(jīng)濟因

28、素，濾料選擇：無煙煤石英砂雙層濾料。濾速與要求的濾過水水質和工作周期有關，根據(jù)相似條件的運轉經(jīng)驗或者實驗資料確定。本設計按照正常濾速設計。普通雙層濾料快濾池一、平面尺寸計算（1）濾池總面積及工作時間（不考慮排放初濾水的時間）：設計采用無煙煤石英砂雙層濾料，取v=12m/h；每日沖洗次數(shù)n=2次，每日沖洗時間t1=0.1h，t0=0。（2） 濾池分格單池面積：濾池個數(shù)N=3（小于100平方米）（4） 強制濾速設計中取L=10.0m,B=5.0m,濾池的實際面積為10.0*5.0=50，實際濾速當一座濾池檢修時，其余濾池的強制濾速：（5）濾池高度：濾池總高H為：H=H1+H2+H3+H4承托層厚度

29、=0.45m；濾料層厚度H2=0.7m；濾層上水深H3=1.8m； 超高=0.3m； H=0.10+0.70+1.80+0.30=3.25m2、 配水系統(tǒng)（1）反沖洗強度在該系統(tǒng)中，配水系統(tǒng)采用大阻力配水系統(tǒng)，采用QS長柄濾頭，長292mm。根據(jù)給水排水設計手冊可知沖洗強度可采用13-16，該系統(tǒng)選用沖洗強度為13。反沖洗水流量：f為單濾池實際面積。（2）干管始端流速：，設計中干管管徑D=1m （3）配水支管根數(shù)：設計中支管中心間距a=0.25m，濾池長L=10m單根支管入口流量：支管入口流速：設計中支管管徑=0.1m，單根支管長度：B為單個濾池的寬度，B=5mD為配水干管管徑，D=1.0m則

30、=2m3、 孔口布置（1）配水支管上孔口總面積：=0.25%*50=0.125=125000其中，孔口總面積與濾池面積之比取K=0.25%（2）配水支管上孔口流速 =（3）單個孔口面積：設計中配水支管上孔口的直徑取=10mm，則孔口總數(shù)：N=125000/78.5=1593個（4） 每根支管上的孔口數(shù)：支管上孔口布置成二排，與垂線成45°夾角向下交錯排列，如圖右所示。（5）孔口中心距：其中為單根支管長度，2m為每根支管上的孔口數(shù)，20個則=0.2m（6） 孔口平均水頭損失：其中 q為沖洗強度，為13為流量系數(shù)，與孔口直徑與壁厚有關，查表確定K為支管上孔口總面積與濾池面積之比，取0.2

31、5%設計中取，按下表，選用流量系數(shù)=0.67，則：3.07m配水系統(tǒng)校核：對大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長度與直徑之比不大于60對大阻力配水系統(tǒng)，要求配水支管上孔口總面積與所有支管橫截面積之和的比值小于0.5為配水支管的橫截面積 ，滿足要求。四、洗砂排水槽洗砂排水槽中心距,采用=1.7m排水槽根數(shù): n0 = 5/1.7= 3根排水槽長度: =4.6m，b為中間排水渠寬度，取0.8m.每槽排水量為：= 13×4.6×1.7= 101.66L/s 采用三角形標準斷面.槽中流速,采用v0=0.6m/s 槽斷面尺寸為：x=0.5(q0/1000v0) 0.5= 0.21m排水槽底厚

32、度,采用=0.05m砂層最大膨脹率:e=45%砂層厚度H2=0.6 m 洗砂排水槽頂距砂面高度:He = eH2 + 2.5x + + 0.075 =0.45×0.6+2.5×0.21 +0.05+0.075 =0.92m 洗砂排水槽總面積為: F0 =2×0.21×4.6×3=5.8 復算:排水槽總平面面積與濾池面積之比,一般小于25%,則F0/f=5.8/50=11.6%，滿足要求單格濾池的反沖洗排水系統(tǒng)布置如下圖所示：五、濾池反沖洗方式：濾池反沖洗水可由高位水箱或專設的沖洗水泵供給。設計中按水泵供水反沖洗方式進行計算單個濾池的反沖洗用水總

33、量：其中，t為單個濾池的反沖洗時間，查表可得根據(jù)下表設計中取t=7min=420s,q=13L/ 則W=273水泵反沖洗：水泵流量：=50*13=650L/s水泵揚程：-配水系統(tǒng)水頭損失，m，設計中為大阻力系統(tǒng)，取=4.0m；-承托層水頭損失，m，設計中取=0.14m；-砂濾層和煤濾層水頭損失，m，設計中取=1.2m；設計中?。焊鶕?jù)水泵流量進行選泵，最終確定水泵型號為20sh-28A,泵的揚程為15.210.6m，流量為650950L/s。配套電機選用JS-117-6;共選兩臺泵，一用一備。6、 進出水系統(tǒng)進水總渠：濾池的總進水量為Q=0.182取進水總渠渠寬1.2m,水深為0.8m，渠中水流

34、速為1.23m/s單個濾池進水管：單個濾池進水管流量=0.06m3/s，根據(jù)給排水設計手冊采用進水管直徑D=400mm，管中流速v=0.463m/s。反沖洗進水管：沖洗水：流量q=239.2L/s，采用管徑D=800mm，管中流速v=0.475m/s。清水管：清水：總流量Q=0.182，為了便于布置，清水渠斷面采用和進水渠斷面相同尺寸。單個濾池清水管流量=0.06m3/s，采用管徑D=500mm，管中流速v=0.04m/s。排水渠： 排水：排水流量:Q=0.239 m3/s排水渠斷面:寬度B6 =0.6 m,渠中水深0.5 m.渠中流速:v6 =0.80m/s查設計手冊采用排水管的管徑為DN6

35、00mm。沖洗水箱沖洗時間:t=6 min沖洗水箱容積：W=1.5qft=1.5×13×43×6×60= 302m3水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和:h1=1.0 m配水系統(tǒng)水頭損失:h2 = hk = 3.5m承托層水頭損失:h3 = 0.022H1q=0.022×0.5 ×13= 0.143m濾料層水頭損失:h4 =(r1/r - 1)(1- m0)H2=(2.65/1-1)(1-0.41)*0.7= 0.68m安全富余水頭:h5= 1.5m沖洗水箱底應高于洗砂排水槽面: H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =1.

36、0+3.5+0.143+0.68+1.5 =6.823m6.消 毒6.1 消毒方法選擇氯是目前國內(nèi)外應用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡單，價格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用，該設計中，采用液氯消毒，由于原水中細菌比較多，為了殺死水中的微生物以及防止藻類生長。（1）加藥量的確定：根據(jù)相似條件下的運行經(jīng)驗，最大投氯量為a=1.5mg/L，預加氯量為0，氯與水接觸時間不小于30分鐘。加氯量為：（10.1）式中Q設計水量，Q=625.25（m3/h）；a最大投氯量(濾前、濾后加氯量之和)，（mg/L）。故加氯量q=0.001×1.5×625.25=0.94

37、kg/h。儲氯量（按一個月考慮）為：G=30*24Q=30*24*0.94=676.8Kg/月 可取700kg即0.7噸，選用1t的氯瓶1個，氯瓶長L=2020mm，直徑D=800mm，公稱壓力2.2Mpa.（2）加氯機為了保證液氯消毒時的安全計量正確，選用加氯機來投加液氯。經(jīng)過綜合比較，以及借鑒已建水廠的經(jīng)驗，采用自動真空加氯機，自動真空加氯機采用真空加氯，安全可靠，計量準確，采用自動控制，有利于保證水廠安全消毒以及提高自動化程度。（3）加氯間的布置 在加氯間、氯庫低處各設排風扇一個，換氣量每小時812次，并安裝漏氣探測器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設置漏氣報警儀，當檢測的漏氣量達到23

38、mg/kg時即報警，切換有關閥門，切斷氯源，同時排風扇動作。 加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風設備在室外設開關。加氯間中將氯瓶和加氯機分隔布置.加氯間有直接通向外部的門,保持通風. 加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風設備在室外設開關.7.清水池7.1.1設計計算:已知條件:設計水量Q =15750m3/d1.清水池調節(jié)容積取設計流量即最高日用水量的10%，則調節(jié)容積為：W1=10%×Q=10%×15750=1575m32.消防用水量按同時發(fā)生兩次火災,一次滅火用水量取25L/s連續(xù)滅火為2h,則消防容積為: W2=25×2

39、5;3600/1000=180 m33.水廠自用水(用于沖洗濾池，沉淀池排泥等)的貯備容積為:W3=5%×Q，不考慮自用水量計算。4.清水池總容積為: W= W1 + W2 + W3 = 1575+ 180 + 0= 1755m3，水廠內(nèi)建2座矩形清水池,容量為W/2=877.5m3清水池有效水深取4.0m,超高0.3m，則清水池的平面尺寸為15m×15m.7.1.2清水池配水管道設計水量Q =7875m3/d=0.091m3/s1、 進水管清水池進水管按最高日平均時流量計算，取DN600mm2、出水管清水池出水管按最高日最高時流量計算，直徑為800mm.3、溢流管溢流管與

40、進水管直徑相同為600mm，管端為喇叭口，管上不得安裝閥門，為了防止爬蟲進入，所以應該設置防蟲網(wǎng)罩。4、 放空管清水池設2個檢修孔，孔頂設有防雨蓋板.檢修孔直徑為600mm.池頂設8個通氣管，并設有網(wǎng)罩。通氣管直徑為200mm. 清水池的放空采用潛水泵排水，在清水池低水位進行?？紤]清水池容積較大，為滿足抗浮要求，清水池池頂覆土0.5m.兩個清水池之間應設置連通管，使清水交換流通防止某一清水池的水停留時間過長而使水質下降。8.二泵房8.1 設計二泵房的設計供水量要滿足最高日最高時的供水要求，即Q1=KQ/24=1312.5m3/h 其中，K為時變化系數(shù)，取2.0.二級泵房中泵型號的選擇：兩用一備

41、，查給排水設計手11冊常用設備選泵，用600S-47,表9.1 水泵性能參數(shù)水泵型號流量（m3/h）揚程（m）電機功（kw）汽蝕余量（m）重量(kg)600S-473170474618.13300表9.2 水泵的外形尺寸型號L（mm）B（mm）H（mm）HD（mm）吸入法蘭（mm）吐出法蘭（mm）600S-47158117609001480600500表9.3 配套電機外形尺寸型號功率（kW）L1（mm）B（mm）A（mm）H（mm）重量（kg）Y450-54-656010509709405603500第五章 水廠總體設計5.1 總體布置水廠總體布置主要是將水廠內(nèi)各項構筑物進行合理的組合跟布置

42、，以滿足工藝流程、操作聯(lián)系、生產(chǎn)管理和物料運輸?shù)确矫娴囊?。布置的原則是流程合理、管理方便、節(jié)約用地、美化環(huán)境，并考慮日后發(fā)展的可能。本工程為地表水廠，由以下四個基本部分組成。（1）生產(chǎn)構筑物：隔板絮凝池、平流式沉淀池、普通快濾池、清水池、沖洗設施、二級泵房、變配電室、投藥間等。（2）輔助及附屬建筑物：化驗室、檢修車間、材料倉庫、值班宿舍、辦公室、食堂、車庫等（3）各類管道：凈水構筑物間的生產(chǎn)管道（渠道）、加藥管道、水廠自用水管道、排污管道、雨水管道、電纜溝槽等。（4）其他設施：廠區(qū)道路、綠化布置、照明、圍墻、大門等。5.2 工藝流程布置布置原則水廠的工藝流程布置，是水廠布置的基本內(nèi)容，由于廠

43、址地形和進出水管方向等的不同，流程布置可以有各種方案，但必須考慮以下主要原則：（1）流程力求簡短，避免迂回重復，使凈水過程中的水頭損失最小。構筑物應盡量靠近，便于操作管理和聯(lián)系活動。（2）盡量適應地形，因地制宜考慮流程，力求減少土石方量。地形自然坡度較大時，應盡量順等高線布置，必要時可采用臺階式布置。在地質變化較大的廠址中，構筑物應結合工程地質情況布置。（3）之一構筑物的朝向：凈水構筑物一般無朝向要求，但如濾池的操作廊、二級泵房、加藥間、化驗室、檢修間、辦公樓則有朝向要求，尤其散發(fā)大量熱量的二級泵房對朝向和通風的要求更應注意，布置時應使符合當?shù)刈罴逊轿?。實踐表明，水廠建筑物以接近南北向布置較為理想。（4）考慮近遠期的協(xié)調：