1、<p><b>　　給水處理課程設計</b></p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設計名稱：xx自來水廠水處理工程設計</p><p>　　院 系：建筑工程學院</p><p>　　專 業(yè)：給水排水工程</p><p>&

2、lt;b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 總論-3-</p><p>　　一 設計任務及要求-3-</p><p>　　1、設計任務-3-</p><p>　　2、設計要求-3-</p><p>　　二 設計原始資料-4-</p><p><b

3、>　　1、概述-4-</b></p><p>　　2、水源資料-4-</p><p>　　第二章 設計水質水量與工藝流程的確定-5-</p><p>　　一 設計水質水量 ……………………………………………………………-5-</p><p>　　1. 設計水質及水質分析………………………………………………… -5-

4、</p><p>　　2. 給水處理流程確定 ……………………………………………… -6- </p><p>　　第三章 給水處理構筑物與設備型式選擇-7-</p><p>　　一 加藥間加藥間

5、 -7-</p><p>　　二 混合設備-10-</p><p>　　三 絮凝池 …………………………………………………………… -12-</p><p>　　四 沉淀池 …………………………………………………………… -17-</p><p>　　五 濾池 …………………………………………………………… -23-

6、</p><p>　　六 消毒方法 …………………………………………………………… -28-</p><p>　　第四章 水廠高程布置計算 ………………………………………… -33-</p><p>　　一 管渠的水力計算-34-</p><p>　　二 給水處理構筑物高程計算 ………………………………………… -35-</

7、p><p>　　第五章 主要參考文獻資料 -36-</p><p><b>　　總論</b></p><p>　　1.1設計任務及要求</p><p><b>　　1.1.1設計任務</b></p>&l

8、t;p>　　給水工程課程設計題目是“某水廠水處理工程設計（為初步設計階段），其內容包括以下部分：</p><p>　　1、根據水質、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些給水處理廠運轉情況選定處理方案和確定處理工藝流程。</p><p>　　2、擬定各種構筑物的設計流量及工藝參數。</p><p>　　3、選擇各種構筑物的類型和數目，初步進行給水處理廠的平面布置和高程

9、布置。在此基礎上確定的構筑物的形式、有關尺寸安裝位置等。</p><p>　　4、進行各種構筑物的設計和計算，定出各種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。</p><p>　　5、根據各構筑物的確切尺寸，確定個構筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。</p><p>　　6、給水處理廠廠區(qū)主體構筑物（生產工藝）和附屬構筑物

10、的布置，廠區(qū)道路、綠化等總體布置。</p><p>　　7、繪制本設計任務書中指定的水廠平面，工藝高程圖紙兩張（3#圖）。</p><p>　　8、寫出設計說明書及計算說明書。</p><p>　　1.1.2、設計要求</p><p>　　A．根據以上資料，進行城市給水處理廠的初步設計。</p><p>　　B．編寫設

11、計說明計算書，包括確定合理的給水處理工藝流程，相應構筑物的設計計算，計算正確并附有必要簡圖。進行給水處理廠的平面布置設計和高程布置，合理安排處理構筑物、站內管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置及標高。</p><p><b>　　C．畫出兩張圖：</b></p><p>　　3號圖紙：給水處理廠平面布置圖（1：500）。</p><p>　　3號圖紙

12、：給水處理工藝高程布置圖（橫比1:300；縱比1：500）</p><p>　　1.2 設計原始資料</p><p><b>　　1.2.1概述</b></p><p>　　（一）設計題目：某水廠水處理工程設計</p><p><b>　?。ǘ┫嚓P設計資料</b></p><p

13、>　　(1) 用來建水廠的空地地勢平坦，廠區(qū)平均海拔高程13m。</p><p>　　(2) 風向：全年主導風向東北偏東（夏季）；西北（冬季）；頻率17%。</p><p>　　(3) 氣溫：月平均最高溫度28℃，月平均最冷溫度3.4℃，年平均氣溫14℃。</p><p>　　(4) 最大凍土深度20cm。</p><p>　　（三）設

14、計水量：Q=30×104m3/d</p><p><b>　　1.2.2水源資料</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┧锤艣r</b></p><p>　　水源取自xx水。xx水在全年的大部分時間里濁度較低（只有在洪水期濁度大2000~3000NTU），冬天水源水較清，短時間可能有藻類出現。水質檢測情況如下

15、：</p><p>　　表1 水源水質（平均值）</p><p><b>　?。ǘ┨幚硪?lt;/b></p><p>　　執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006.</p><p>　　根據《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）對城市供水水質的要求，水源水的水質應符合下列要求：</p>

16、<p>　?。?）水中不得含有致病微生物；</p><p>　?。?）水中所含化學物質和放射性物質不得危害人體健康；</p><p>　?。?）水的感官性狀良好；</p><p>　?。?）城市供水水質檢驗項目；</p><p>　?。?）常規(guī)檢驗項目見下表。</p><p>　　第二章 設計水質水量與工

17、藝流程的確定</p><p>　　2.1 設計水質水量</p><p>　　2.1.1 設計水質及水質分析</p><p>　　2.1.1.1 設計水質</p><p>　　本設計給水處理工程設計水質滿足國家生活飲用水衛(wèi)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、病毒以及其他有害成分，使凈化后水質滿足生

18、活飲用水的要求。</p><p>　　2.1.1.2 水質分析</p><p>　　本設計中，濁度，不達標，需要處理。</p><p>　　2.1.2 設計水量</p><p>　　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(zhèn)水廠只用水量一般采

19、用供水量的5%—10%，本設計取8%，則設計處理量為：</p><p>　　Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d</p><p>　　式中 Q——水廠日處理量；</p><p>　　a——水廠自用水量系數，一般采用供水量的5%—10%，本設計取8%；</p><p>　　Qd——設計

20、供水量（m3/d），為30萬m3/d.</p><p>　　2. 2 給水處理流程確定</p><p>　　2.2.1 給水處理工藝流程的選擇</p><p>　　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。</p><p

21、>　　綜合分析后得出最終的工藝流程為：</p><p>　　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</p><p><b>　　框圖表示為：</b></p><p><b>　　布置草圖如下：</b></p><p>　　第三章 給水處理構筑物與設備型式選

22、擇</p><p><b>　　3.1 加藥間</b></p><p>　　3.1.1 藥劑溶解池</p><p>　　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。</p><p>　　溶解池的底坡不小于0.02，池底應有直

23、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。</p><p>　　3.1.2 混凝劑藥劑的選用與投加</p><p>　　3.1.2.1. 混凝劑藥劑的選用</p><p>　　混凝劑選用:堿式氯化鋁[Aln

24、(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(fā)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。其特點為：</p><p>　　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。</p><p>　　2）溫度適應性高：PH值適用范圍寬（可在PH=5～9的范圍內

25、，而不投加堿劑）</p><p>　　3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。</p><p>　　4）設備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。</p><p>　　5）無機高分子化合物。</p><p>　　3.1.2.2. 混凝劑的投加</p><p>　　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

26、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。</p><p>　　3.1.2.3. 加藥量的計算和加藥間的布置</p><p>　　最高日用水量Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d=13500 m3/h</p&g

27、t;<p><b>　　溶液池容積：</b></p><p><b>　　m3 </b></p><p><b>　　取 50 m3 </b></p><p>　　式中：—混凝劑（PAC）的最大投加量（mg/L），本設計取30mg/L；</p><p>　　

28、—溶液濃度，一般取5%-20%，本設計取10%；</p><p>　　—處理水量，本設計為13500 </p><p>　　—每日調制次數，一般不超過3次，本設計取2次。</p><p>　　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(xù)投藥。單池尺寸為，高度中包括超高0.3m，置于室內地面上.<

29、;/p><p>　　溶液池實際有效容積：滿足要求。</p><p>　　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(huán)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。</p><p><b>　　溶解池容積</b></p><p&

30、gt;　　式中： ——溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本設計取0.3</p><p>　　溶解池也設置為2池，單池尺寸：L×B×H=4×2.5×2.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。則溶解池實際有效容積：= L×B×H=4×2.5×1.7=17m ，滿足要求。</p>

31、;<p>　　溶解池的放水時間采用t＝10min，則放水流量：</p><p>　　q===25 L/S,</p><p>　　查水力計算表得放水管管徑＝200mm，相應流速v=0.8m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設管徑d＝100mm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(huán)氧樹脂進行防腐處理。</p><p&g

32、t;<b>　　混合設施</b></p><p><b>　　投藥管</b></p><p>　　投藥管流量：q===1.16L/S</p><p><b>　　計量投加設備</b></p><p>　　計量泵每小時投加藥量:q===4.2m/h

33、 </p><p>　　式中：——溶液池容積（m3）</p><p><b>　　藥庫設計參數</b></p><p>　　混凝劑聚合氯化鋁（PAC）所占體積：</p><p>　　T=×Q×15=×324000×15=145800㎏=145.8t

34、 </p><p>　　式中：T—藥劑按最大投藥量的15d用量儲存</p><p>　　a—PAC投加量（mg/l），本設計取30mg/l</p><p>　　Q—處理水量（m/d）。</p><p>　　聚合氯化鋁的相對密度為1.19，則算占體積V=</p>&l

35、t;p>　　藥品放置高度按2.5m計，則所需面積為49m</p><p>　　考慮到藥品的運輸、搬運和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30℅計，則藥庫所需面積：，則藥庫平面尺寸取L×B×H=8m×8m×3m 。</p><p>　　3.1.2.4 加氯間設計要求</p><p>　　1、靠近

36、加氯點，以縮短加氯管線的長度。水和氯應充分混合，接觸時間不少于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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

37、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。</p><p>　　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(xù)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證不斷水，并且保持水壓穩(wěn)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，

38、照明和通風設備應有室外開關。</p><p>　　設計加氯間時，均按以上要求進行設計。</p><p><b>　　3.2 混合設備</b></p><p>　　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?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤?，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、

39、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質、大小等?；旌显O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(jié)約用藥量，降低運行成本。</p><p>　　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

40、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。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(tài)混合器對藥劑與水進行混合。</p><p>　　混合設施應根據混凝劑的品種進行設計，使藥劑與水進行恰當、急劇充分的混合。一般混合時間10～30s，

41、混合方式基本分為四類：水力混合、械混合、水泵混合、管式混合。力混合簡單，但不能適應流量的變化；機械混合可進行調節(jié)，能適應各種流量的變化。具體采用何種混合方式，應根據水廠工藝布置、水質、水量、投加藥劑品種及維修條件等因素確定。</p><p>　　表5-6 常用混合方式的主要特點及使用</p><p>　　本設計的混合設施采用“管式靜態(tài)混合器”，管式靜態(tài)混合器有其獨特的優(yōu)點，構造簡單、安裝

42、方便、維修費用低。又由于水廠運行穩(wěn)定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情況，所以選用管式靜態(tài)混合器(DN800)。</p><p><b>　　圖 管式靜態(tài)混合器</b></p><p>　　管靜態(tài)混合器工作原理：混合器內安裝若干混合單元，每一混合單元有若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單元體多次分割，改向并形成渦流，達到混合目的。<

43、;/p><p><b>　　靜態(tài)混合器的計算</b></p><p>　　本設計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。設計總進水量為Q=324000m3/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，使藥液均勻分布。靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據水頭損失的計算公式:h=0.1184n

44、 </p><p>　　式中：h——水頭損失（m）；</p><p>　　Q——處理水量（m/d）;</p><p>　　d——管道直徑（m）；</p><p>　　n——混合單元（個）。</p><p>　　設計中取d=1.6m，Q=3.75 m/S,當n=2時，h=0.42m<

45、;0.5m。所以選DN1600內設2個混合單元的靜態(tài)混合器。</p><p>　　L=1.1DN= </p><p><b>　　校核GT值</b></p><p>　　在700-1000之間，符合設計要求。</p><p>　　，水力條件符合設計要求。</p><p><b>

46、　　3.3、絮凝池</b></p><p>　　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。</p><p>　　表3-1 絮凝池的類型及特點表</p><p>　　根據以上各種絮

47、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。</p><p><b>　　3.3.1設計參數</b></p><p>　　絮凝池設計n=2組，每組設1池，每池設計流量為 </p><p>　　，絮凝時間T=20min</p><p><b>　　3.3.2設計計算</b></

48、p><p>　　3.3.2 .1絮凝池有效容積</p><p>　　考慮與斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取3.0m，池寬取B=25.0m。</p><p>　　3.3.2.2絮凝池有效長度</p><p>　　式中： H——平均水深(m);本設計取超高0.5m，H=3.0m；</p><p>　　3.3.2.3 隔板間距

49、</p><p>　　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。</p><p>　　起端廊道寬度： </p><p>　　末端廊道寬度： </p><p>　　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

50、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。</p><p><b>　　四段廊道寬度之和</b></p><p>　　取隔板厚度=0.20m，共14塊隔板，則絮凝池總長度L為：</p><p>　　3.3.2.4 水頭損失計算</p><p>　　式中： vi——第i段廊道內水流速度（m/s）；</

51、p><p>　　——第i段廊道內轉彎處水流速度（m/s）；</p><p>　　mi——第i段廊道內水流轉彎次數；</p><p>　　——隔板轉彎處局部阻力系數。往復式隔板（1800轉彎）=3；</p><p>　　——第i段廊道總長度(m)；</p><p>　　----第i段廊道過水斷面水力半徑（m）；</p&

52、gt;<p>　　——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。</p><p><b>　　= =0.59 m</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　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：&

53、lt;/p><p>　　表4.3 C值計算表</p><p>　　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，則第一段轉彎處流速： </p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　式中：——第i段轉彎處的流速（m/s）；</p><p>　　——單池處理

54、水量（m3/h）；</p><p>　　——第i段轉彎處斷面間距，一般采用廊道的1.2-1.5倍；</p><p>　　——池內水深（m）。</p><p>　　其他3段轉彎處的流速為： </p><p>　　表4-4 拐彎流速計算表</p><p><b>　　各廊道長度為：</b></p

55、><p>　　各段轉彎處的寬度分別為1.75m；2.520m；3.682m；4.382m；</p><p><b>　　第1段水頭損失為：</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　3.3.2.5 GT值計算(t=20時)</p><p>　　<6

56、0,符合設計要求；</p><p>　?。ㄔ?04-105范圍之內）</p><p>　　絮凝池與沉淀池合建，中間過渡段寬度為1.5m。</p><p><b>　　3.4 沉淀池</b></p><p>　　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。</p><

57、p>　　表3-2 各種形式沉淀池性能特點和適用條件表</p><p>　　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。</p><p>　　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(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

58、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(wěn)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。</p><p>　　3.4 斜管沉淀池設計計算 </p><p>　　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、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點。本設計沉淀池采用異向斜管沉淀池，設

59、計2組。</p><p><b>　　3.4.1設計參數</b></p><p>　　設計流量為Q=6750m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為25m，表面負荷q=9 m3/ m2·h，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θ=60°，斜管沉淀池計算草圖見圖4-2.</p>

60、;<p>　　圖4.3 斜管沉淀池計算草圖</p><p>　　3.4.2 設計計算</p><p>　　3.4.2.1平面尺寸計算</p><p>　　1.沉淀池清水區(qū)面積</p><p>　　式中 q——表面負荷，一般采用9.0-11.0，本設計取9 </p><p>　　2. 沉淀池的長度及寬度&

61、lt;/p><p>　　則沉淀尺寸為30×25=750 m2 ，進水區(qū)布置在30m的一側。在30m的長度中扣除無效長度0.5m，因此進出口面積(考慮斜管結構系數1.03)</p><p>　　式中： k1——斜管結構系數，取1.03</p><p><b>　　3 沉淀池總高度</b></p><p>　　式中

62、 h1——保護高度（m），一般采用0.3-0.5m，本設計取0.3m；</p><p>　　h2——清水區(qū)高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設計取1.2m；</p><p>　　h3——斜管區(qū)高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角600，則；</p><p>　　h4——配水區(qū)高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設計取1.5m；</p>

63、<p>　　h5——排泥槽高度（m），本設計取0.8m。</p><p>　　3.4.2.2.進出水系統(tǒng)</p><p>　　1. 沉淀池進水設計</p><p>　　沉淀池進水采用穿孔花墻，孔口總面積：</p><p>　　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。</

64、p><p>　　每個孔口的尺寸定為20cm×15cm，則孔口數個。進水孔位置應在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。</p><p><b>　　2.沉淀池出水設計</b></p><p>　　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：</p><p>　　設每個孔口的直徑為10cm，則孔口的

65、個數</p><p>　　式中 F——每個孔口的面積(m2),.</p><p>　　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：</p><p>　　，考慮池子的超載系數為20%，故槽中流量為：</p><p>　　槽寬：=0

66、.9=0.9×0.14=0.9×0.455=0.41m。</p><p>　　起點槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.41=0.31m，終點槽中水深H2=1.25b=1.25×0.41=0.50m </p><p>　　為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.50m計。集水方法采用淹沒式

67、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:</p><p>　　集水槽雙側開孔，孔徑為DN=25mm，每側孔數為50個，孔間距為5cm </p><p>　　8條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按1.875m3/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1.2m，起端水深0.45m，考慮到集水槽水流

68、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：</p><p>　　=0.02+1.2+0.45=1.67m </p><p>　　出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內損失?？卓趽p失：</p><p>　　式中：——進口阻力系數，本設計取=2.</

69、p><p>　　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：</p><p><b>　　出水總水頭損失</b></p><p>　　3.4.2.3. 沉淀池排泥系統(tǒng)設計</p><p>　　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，B

70、15;H=0.3m×0.3m，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=0.00049m²，取孔距=0.4m，</p><p>　　圖4.4 K值對應表</p><p><b>　　孔眼總面積為：</b></p><p><b>　　m2</b

71、></p><p><b>　　孔眼總面積為：</b></p><p>　　孔眼總面積為：m2 </p><p>　　穿孔管斷面積為：===0.0123 m2 </p><p>　　穿孔管直徑為： ==0.125m

72、 </p><p>　　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。</p><p><b>　　3.4.3 核算</b></p><p><b>　?。?） 雷諾數Re</b></p><p&

73、gt;　　水力半徑=mm=0.625cm </p><p>　　當水溫=20℃時，水的運動粘度=0.01cm2/s</p><p><b>　　斜管內水流速速為</b></p><p>　　===0.00504m/s=0.50cm/s </p><p>　

74、　===93.75<500，符合設計要求 </p><p>　　式中 ——斜管安裝傾角，一般采用600-750，本設計取600 ，</p><p>　?。?）弗勞德系數 </p><p>　　===1.36×10-4 </p><p>　　介于0.001-0.0001之間，滿

75、足設計要求。 </p><p>　?。?）斜管中的沉淀時間</p><p>　　===200s=3.7min ，滿足設計要求（一般在2～5min之間）</p><p>　　式中 ——斜管長度（m），本設計取1.0m。</p><p><b>　　3.5 濾池</b></p><p>　?。?）

76、、多層濾料濾池：優(yōu)點是含污能力大，可采用較大的流速，能節(jié)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；</p><p>　?。?）、虹吸濾池：適用于中型水廠（水量2—10萬噸/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：</p><p>　　

77、（3）、無閥濾池、壓力濾罐、微濾機等日處理小，適用于小型水廠；</p><p>　?。?）、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 ）；</p><p>　?。?）、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(yōu)點有成熟的運行經驗運行可

78、靠，采用的砂濾料，材料易得價格便宜，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過濾，水質較好；</p><p>　?。?）、雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優(yōu)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。</p><p>　?。?）、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

79、，主要有以下優(yōu)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?？晒?jié)省反沖洗水量40～60%，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

80、粗粒、均質單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量，使濾后水水質好。</p><p>　　根據設計資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。</p><p>　　3.5.1 濾池設計參數的確定</p><p>　　本水廠采用V型快濾池進行過濾，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==1687.5m3

81、/h=468.75L/s。：濾速v=18m/h,沖洗強度為q=14L/(s·m2)，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V型濾池。</p><p>　　圖4.5 V型濾池剖面圖</p><p>　　3.5.2 濾池池體的計算</p><p>　　每個濾池的實際工作時間 T=24-0.1

82、15;2=23.8h</p><p>　　濾池的總面積 F==756.3m2</p><p>　　每個濾池的面積 f=756.3/8=94.54 m2,采用95 m2，正方形濾池，每個池的邊長為9.75m。</p><p><b>　　確定濾池的高度</b></p><p>　　支承層高度H1，采用0.45m</p

83、><p>　　濾池層高度H2，采用0.7m</p><p>　　砂面上水深H3，采用1.7m</p><p>　　保護高度H4，采用0.30m</p><p>　　每格濾池的總高度為 H= 0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m</p><p>　　3.5.3 配水系統(tǒng)的計算(單個濾池)</p><

84、;p>　　3.5.3.1 干管</p><p>　　干管流量 qg=fq=94.54×14=1323.56L/s,采用鋼管DN1200,干管埋入池底，頂部開孔布置。干管始端流速為v0=1.40m/s。</p><p><b>　　3.5.3.2支管</b></p><p>　　支管中心間距采用a=0.25m</p>

85、<p>　　每池支管數 n=2=78，取78根。</p><p>　　每根支管入口流量 q1=1323.56/78=16.97L/s,采用鋼管DN100，始端流速為2.0m/s。</p><p>　　3.5.3.3 孔眼布置</p><p>　　支管孔眼總面積與濾池面積之比采用K=0.25%</p><p>　　孔眼總面積 F=K

86、f=0.25%×94.54=0.24m2</p><p>　　采用孔眼直徑 d=9mm=0.009m</p><p>　　孔眼總數 N==3775個</p><p>　　每根支管孔眼個數為n==49,支管孔眼布置設兩排,與垂線成45°。</p><p>　　每根支管長度 l0=(9.75-1)=4.375m</p&g

87、t;<p>　　每排孔眼中心距 Ak==0.18m</p><p>　　3．5.3.4 孔眼水頭損失</p><p>　　支管壁厚采用δ=5mm，流量系數μ=0.68</p><p>　　水頭損失 hk=3.5m</p><p>　　3.5.3.5 復算配水系統(tǒng)</p><p>　　支管長度與直徑之比不大

88、于60，則44<60，符合條件。</p><p>　　孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則=0.39<0.5，符合條件。</p><p>　　干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.75～2.0，則≈1.85，符合條件。</p><p>　　孔眼與中心距小于0.2，則Ak=0.17<0.2，符合條件。</p><p&

89、gt;　　3.5.4 洗砂排水槽</p><p>　　洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.5m</p><p>　　排水槽根數 n0==4根</p><p>　　排水槽長度 l0=L=9.75m</p><p>　　每槽排水量 q0=ql0a0=14×9.75×2.5=341.25L/s</p><p&g

90、t;　　采用三角形標準斷面。槽中流速采用v0=0.6m/s。</p><p>　　橫斷面尺寸 x==0.38m,采用0.38m。</p><p>　　排水槽底厚度，采用δ=0.05m。</p><p>　　砂層最大膨脹率 e=45%</p><p>　　砂層厚度 H2=0.7m</p><p>　　洗砂排水槽頂距砂

91、面高度 </p><p>　　He=e H2+2.5x+δ+0.075</p><p>　　=0.45×0.7+2.5×0.3+0.05+0.075=1.07=1.19m</p><p>　　洗砂排水槽總平面面積 F0=2xl0n0=2×0.38×9.75×4=29.41m2=</p><p&g

92、t;　　復算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則</p><p><b>　　=31%≈25%</b></p><p>　　3.5.5 濾池的各種管渠計算</p><p>　　3.5.5.1 進水</p><p>　　進水總流量 Q0=32.4×104t/d=3.75m3/s</p>

93、<p>　　進水渠斷面：渠寬B1=1.0m，水深為1.2m，渠中流速為v1=1.05m/s。</p><p>　　各個濾池進水管流量 Q2==0.47m3/s</p><p>　　進水管采用鋼管DN800，流速v2=0.94m/s</p><p>　　3.5.5.2 沖洗水</p><p>　　沖洗水總流量 Q3=fq=14

94、×94.54=1323.56L/s=1.324 m3/s</p><p>　　沖洗水管采用DN900，流速為v3=2.08m/s.</p><p>　　3.5.5.3 清水</p><p>　　清水總流量 Q4=Q0=3.75 m3/s</p><p>　　清水渠斷面與進水渠斷面相同。</p><p>　　每

95、個濾池清水管流量 Q4= Q2==0.47m3/s</p><p>　　采用鋼管DN700，流速為v4=1.22m/s。</p><p>　　3.5.5.4 排水</p><p>　　排水流量 Q5= Q3=1.324 m3/s</p><p>　　排水渠斷面：寬度為0.8m,深度為1.0m，渠中流速為1.025m/s。</p>

96、<p>　　3.5.5.5 沖洗水箱</p><p>　　沖洗時間 t=6min</p><p>　　沖洗水箱容積 W=1.5qft=1.5×14×94.54×360=714722.4L=714.72m3</p><p>　　水箱底至濾池配水管間的沿途局部水頭損失之和h1=1.0m</p><p>　

97、　配水系統(tǒng)水頭損失 h2=hk=3.5m</p><p>　　承托層水頭損失 h3=0.022H1q=0.022×0.45×14=0.14m</p><p><b>　　濾料層的水頭損失 </b></p><p>　　h4=(-1)(1-m0)H2=()(1-0.41) ×0.7=0.68m</p>

98、<p>　　安全富余水頭采用 h5=1.5m</p><p>　　沖洗水箱底應高出洗砂排水槽面 </p><p>　　H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m</p><p><b>　　3.6 消毒方法</b></p><p>　　水的消毒處理是生活飲用水處

99、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。</p><p>　　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(xù)消毒殺菌作用。原水水質較好時，一般為濾后消毒

100、，雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網中保持很長時間，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。</p><p>　　3.6.1 設計參數</p><p><b>　　液氯消毒原理：</b></p><p>　　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）</p>

101、<p>　　圖4.6 投加氯氣布置圖</p><p>　　已知設計水量Q=324000m3/d=13500m3/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。</p><p>　　3.6.2 設計計算</p><p>　　3.6.2.1 加氯量計算 </p><p><

102、;b>　　預加氯量為</b></p><p><b>　　清水池加氯量為</b></p><p>　　二泵站加氯量自行調節(jié)，在此不做計算，則總加氯量為</p><p>　　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：330mm×370

103、mm，一用一備.</p><p>　　圖4.7 轉子加氯機</p><p>　　儲氯量（按20天考慮）為：</p><p>　　液氯的儲備于14個1噸氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1個0.5噸氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。</p><p>　　表4.5 氯瓶規(guī)格表</p&

104、gt;<p>　　3.6.2.2 清水池平面尺寸的計算</p><p>　　3.6.2.2.1清水池的有效容積</p><p>　　清水池的有效容積，包括調節(jié)容積，消防貯水量和水廠自用水的調節(jié)量。清水池的調節(jié)容積：</p><p>　　=kQ=0.1×300000=30000m³

105、 </p><p>　　式中：k——經驗系數一般采用10%-20%；本設計k=10%；</p><p>　　Q——設計供水量Q=300000m³/d；</p><p>　　消防用水量按同時發(fā)生兩次火災，一次火災用水量取25L/s，連續(xù)滅火時間為2h，則消防容積：</p><p

106、>　　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：</p><p>　　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：</p><p><b>　　= m2 </b></p><p>　　取=50×75=3750 m2 ，超高取0.5m，則清水池凈高度取4.5m。

107、 </p><p>　　3.6.2.2.2管道系統(tǒng)</p><p>　　1）清水池的進水管：</p><p>　　（設計中取進水管流速為=1.2m/s） </p><p>　　設計中取進水管管

108、徑為DN1400mm，進水管內實際流速為：1.22m/s</p><p><b>　　2）清水池的出水管</b></p><p>　　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 </p><p>　　時變化系數=1.2，

109、所以：</p><p>　　m³/h=4.5m³/s</p><p><b>　　出水管管徑</b></p><p>　　m（設計中取出水管流速為=1.0m/s） </p><p>　　設計中取出水管管徑為DN1700mm，則流量最大時出水管內流速為：0.

110、99m/s</p><p><b>　　3）清水池的溢流管</b></p><p>　　溢流管的管徑與進水管相同，取為DN1400mm。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。</p><p><b>　　4）清水池的排水管</b></p><p>　　清水池內的水在檢修

111、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1.5m/s估計，則排水管的管徑為：</p><p>　　設計中取排水管徑為DN1400mm</p><p>　　3.6.2.3 清水池的布置</p><p>　　3.6.2.3.1導流墻</p><p>　　在清水池內設置導流墻，以防止池內出現死角，保證氯與水的接觸時間30

112、min。每座清水池內導流墻設置3條，間距為15m，將清水池分成4格。導流墻底部每隔5m設0.1m×0.1m的過水方孔。</p><p>　　3.6.2.3.2檢修孔</p><p>　　在清水池的頂部設圓形檢修孔2個，直徑為1000mm。</p><p>　　3.6.2.3.3通氣管</p><p>　　為了使清水池內空氣流通，保證

113、水質新鮮，在清水池頂部設通氣孔，通氣孔共設4個通氣管，通氣管管徑為200mm其伸出地面高度高低錯落，便于空氣流通</p><p>　　3.6.2.3.4覆土厚度</p><p>　　取覆土厚度為0.7 m。</p><p>　　3.6.2.3.5清水池剖面示意圖</p><p>　　圖4-8清水池剖面示意圖</p><p&

114、gt;　　第4章 水廠高程布置計算</p><p>　　構筑物高程布置與廠區(qū)地形，地質條件及所采用的構筑物形成有關，而水廠應避免反應沉淀池在地面上架空太高，本設計采用清水池的最高水位與地面標高相同。本設計規(guī)定清水池的最高水位為±0.00m。</p><p>　　4.1 管渠的水力計算</p><p><b>　　4.1.1清水池</b&g

115、t;</p><p>　　清水池最高水位標高為±0.00m，池面超高為0.5m，則池頂標高為0.5m，有效水深4.0m,則池底標高為-4.0m。</p><p><b>　　4.1.2吸水井</b></p><p>　　清水池到吸水井的管線最長為55m，管徑為DN1400，最大時流量Q=1.875m3/s，查水力計算表：水力坡度為i=

116、0.7‰，流速v=1.20m/s，沿線設有3個閘閥，進口和出口，3個90º彎頭. 一個等徑丁字管，局部阻力系數分別為0.06，1.0，1.0，1.05，1.05，則管中水頭損失為：</p><p>　　因此，吸水井水面標高為-0.50m，加上超高0.5m，頂面標高為0.00m。</p><p><b>　　4.1.3濾池</b></p><

117、;p>　　濾池到清水池之間的管長為：116m，設2根管，每根管流量為1.875 m3/s，管徑為DN1300，查水力計算表：流速v=1.4m/s，坡度i=0.98‰，沿線設有兩個閘閥，一個等徑丁字管，進口和出口，阻力系數分別為：0.06，1.05，1.0，1.0，則管中水頭損失為： </p&

118、gt;<p>　　濾池的最大作用水頭為2.0～2.5m，設計中取為2.3m。</p><p>　　4.1.4反應沉淀池</p><p>　　沉淀池到濾池管長為L=60m, 設2根管，每根管流量為1.875m3/s，管徑為DN1300，查水力計算表：流速 v=1.4m/s,坡度i=0.98‰, 沿線設有兩個閘閥，一個等徑丁字管，進口和出口，局部阻力系數分別為0.06，1.05，

119、1.0，1.0，則管中水頭損失為：</p><p>　　絮凝池最大作用水頭為：0.4～0.5m，設計中取0.45m。</p><p>　　沉淀池最大作用水頭為0.2～0.30m，設計中取0.25m。</p><p>　　4.1.5管式混合器</p><p>　　混合池到沉淀池之間的管線長為30.4m，設兩根管，每根管流量為1.875l/s，管

120、徑為DN1300，查水力計算表：流速v=1.4m/s，坡度i=0.98‰，沿線有兩個閘閥，一個等徑丁字管，進口，出口的阻力系數分別是：0.06，1.05，1.0，1.0，則水頭損失為：</p><p>　　管式混合器水頭為0.05m。</p><p>　　4.2 給水處理構筑物高程計算</p><p><b>　　參考文獻</b></p

121、><p>　　[1].中國市政工程西南設計院主編.給水排水設計手冊第1冊（常用數據）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986</p><p>　　[2].上海市政工程設計院主編.給水排水設計手冊第3冊（城市給水）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986</p><p>　　[3].上海市政工程設計研究院主編.給水排水設計手冊第3冊（城鎮(zhèn)給水）.第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，

122、2004</p><p>　　[4].中國市政工程西北設計研究院主編.給水排水設計手冊底11冊（常用設備）.第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[5]. 姜乃昌主編.水泵及水泵站.第四版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998</p><p>　　[6].《給水排水快速設計手冊》（第二冊，排水工程），中國建筑工業(yè)出版社</p>