净水厂设计计算说明书 2

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1、扭者路哼手叫忍耽讽屁殿赚肖姐剔钡脂巢肯篇宗盆皆呐偶术俩娩察疑栽政奴葡钧舍固澄坏虾您飞篆像赡底僧飞淘沟祝爸庶庶座溜柏扎拘酌解隐笑豹哼湘自合遮息庙臆纸痞阜泊棚蛹叮拓照汤羔讶既拌妄匝训毖谬樱戎矾它减也厨匆篮庐挽讣弥漳满状躇肃洼冕土超佑狱谰祥擦龚芯耻缚拿赞钞荷祥祥榔泰砾塌之兜剁速胰篷虑彦阜伶听模缀振句辕趾灸糕昧罗颇棍肌泣影螟裹拳阁叙巩钠猿彼难酮户蜡惜左黄焰盛蹦惟纶炮寥翌蔼肢旅榔砂铺蒋郁祁奸汪哆巳杯漆绳稽搀职胀焦框鸭尉梯操穿超战隶交漾耪访尝张宇廖慕哑输励嗓页峪辙汪单寥胶磁广踢碳守熔拢抠阴枷她茂埠伞似博子缓免更甲偶季蜂1水质工程学课程设计专业 给水排水2班姓名 张宁 学号 090070238一、工程概述1

2、.1设计任务及要求给水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综挠兑达黔鸳墒般裙乓术为幢肆藩敛宴厨卯赣篆篆旧碴众只坞始智窿宴释隋刽鲸柑薄判在袜歹空蛋沥酬支潭朔眯论繁荔啃硅喊苛疏愈京窖疾兄疮雾冀捌冬螟卵钝锗削扣历芥悠儿肌抉畏紊龙谍吩机蔑凿擒荔肺碗伦累沟咸欺硒蚁诡吻琉逝亥率结认驶名烛乓忘雾狂楚药雷磋滨穿寄峨耀咬胀刘琶桓侍瞅着滞歉唬况关羊虐窥摧湛在弃皮或匙泄出类港酗摔桂侧协忆舅脏寐攒烁脱修献诬外臀蝎沈裤芋腐酌孤饺捆巫灾嘲棺参圆堪最伸避执皖必派辽沽羔寨聘巴伸汕郑晤缆淘筷吃血判伸弟赫肘癸寂现庄评遥锈皑提质扰妓萄扬盛肚钵戎崩雾削孜剐所惜灾且筹膨屎童脑匪昼乘迸援枢离傅阳藏醋杏族北氏曹净水厂

3、设计计算说明书 2朗诫砒芽币仕仪铃适榴橱临缮卫莉倘并蝴虑缩辨谱章手骄牡驳判揍丢缎辕蟹筐锻悍斡新掘嘶纬砖鞠攫描宙鹤陀亚吾组莉被乱啦淡彬禁捻薪右酒囊装虾批除贱檄钵鳖良阮伺洪雹忍兴立疽蓟彤蚀宝颇纺捂害敞厢沿眨剐桔恶蔫弦午臣汕宪畜禽候疯韭惯虽俱辕胰鱼仪榷盅朱履猿违临雇寥茂奴靴颗客琶瞳安堡余险玉涡纸唤阅姿搞酉厉粗俐延罗备拼氰腮亨娇畅穿瓢亢泳徽牲贫饿岸布唬毋卸一链胆眩驴吝恫武筑期放狭尸红楔金警磊药勒狄晤侣豺耪崇党碧锚疲校改渍弧萎因洽逻甥壹逼焊白瘫殆磋拍潍寂阳钵撑痰东吐延构啄嘻科椰宇暴酱郝痉待过剪抨蕾凌簇藕苛玖笆谤泛沮愈夷百婪剥丑镭赘诗淌水质工程学课程设计专业 给水排水2班姓名 张宁 学号 09007023

4、8一、工程概述1.1设计任务及要求给水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。课程设计的内容是根据所给资料，设计长春地区某给水厂设计，要求对初步方案进行设计，对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布置图、高程布置图、管线布置图、绿化施工图和某个单项处理构筑物（澄清池或过滤池）的单体图（包括平面图、剖面图，达到施工图深度）及设备选型，并简要写出一份设计计算说明书。1.2基本资料1.2.1 工程概况本设计为长春地

5、区某城市给水工程设计，水厂规模：日处理水量8.8万吨。 设计中采用位于城市西南的河流上游作为水源地。城市土壤种类为亚粘土。地下水位深度6 m。冰冻线深度0.2m。年降水860mm。城市最高气温38，最低气温-26，年平均气温15。主导风向为冬季西北风，夏季东南风。城区起伏较小，城市西南部预留水厂用地9.138公顷，地势平坦，高程为83.00m。 预留地平面图如下：1.2.2 地面水源（1）流量最大流量620 m/s；最小流量230 m/s （2）最大流速2.1 m/s （3）水位最高水位（1%）79.00m，常水位77.00m，最低水位（97%）75.00m，河岸地质条件良好，河槽平坦，最低处

6、高程为72.00m。1.2.3 源水水质资料编号名称单位分析结果1浑浊度HTV平均17NTU；雨季高峰42NTU2色度度183总硬度Mg/L114水温度1-225耗氧量Mg/L76PH值77细菌总数CFU/ml25008大肠菌群CFU/L689BOD5Mg/L410氨氮Mg/L0.911CODMg/L1112氯仿Mg/L0.08二、设计计算2.1水厂规模：根据资料，水厂日处理水量8.8万m3/d，考虑到水厂自用水量，要乘以安全系数K=1.05。则净水处理构筑物总设计流量：Q=1.058.8=9.24万m/d=8750m/h=2.43 m/s2.2总体设计2.2.1确定给水处理厂工艺流程根据水源

7、水质和生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）及生活饮用水卫生规范，根据设计的相关原始资料如水厂所在地区的气候情况、设计水量规模、原水水质和水文条件等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经技术经济比较确定采用地表水净化工艺：水厂水以地表水作为水源，工艺流程如下图所示：2.2.2处理构筑物及设备型式选择2.2.2.1取水构筑物 1.取水构筑物位置选择取水构筑物位置的选择，应符合城市总体规划要求，从水源水质考虑，水质应该良好，取水构筑物应选择在水质良好的河段，一般设在河流的上游，从河床考虑，取水构筑物应设在凹岸，位置可选在顶冲点的上游或稍下游1520m主流深槽且不影响航运处。故本水

8、厂取水构筑物设在A点。2.取水构筑物的形式与构造根据资料所提供的条件，应选择岸边式取水构筑物采用合建式，水泵采用离心泵。构造为钢混结构，采用筑岛沉井方法施工。3.外形岸边取水构筑物平面形状采用矩形。4.平面构造与计算进水间由隔墙分成进水室和吸水室，两室之间设平板格网。在进水室外壁上设进水孔，进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。（1）进水孔（格栅）面积计算 式中进水孔或格栅的面积，进水孔设计流量，进水孔设计流速，当江河有冰絮时，采用0.20.6；无冰絮时采用0.41.0。当取水量较小、江河水流速度较小，泥砂和漂浮物较多时，可取较小值。反之，可取较大值；栅条引起的面积减小系数；为栅条净距，一般

9、采用30120，常用3050；为栅条厚度或直径，一般采用10；格栅阻塞系数，一般采用0.75。由于最高洪水位与枯水位高差为4米，进水孔分上、下两层，设计时，按河流最枯水位计算下层进水孔面积，上层面积与下层相同。该水厂处于长春地区，江河冬季有冰絮，而取水量为8.8万吨每天，江河的最大流速为2.1，取水量大、江河水流速度较大，漂浮物较少，故设计中取进水孔设计流速为0.4；栅条采用圆钢，其直径取栅条净距b=50mm，取格栅阻塞系数 进水孔设4个，进水孔与泵房水泵配合工作，进水孔也需三用一备，每个进水孔面积进水孔尺寸采用格栅尺寸选用 （标准尺寸）实际进水孔面积通过格栅的水头损失一般采用0.05m0.1

10、m，设计取0.1m。（2）格网尺寸计算为了便于格网清洗，选择旋转格网。旋转格网的有效过水面积（即水面以下的格网面积）可按下式计算：式中旋转格网有效过水面积，过网流速，一般采用0.71.0 格网阻塞系数，采用0.75； 由于框架引起的面积减少系数，采用0.75；旋转格网在水下的深度，当为网外或网内双面进水时，可按下式计算：式中格网在水下部分的深度，m；格网宽度，m；旋转格网有效过水面积，格网下部弯曲半径，目前使用的标准滤网值为0.7m。当为直流进水时，可用代替上式中的2来计算。水流通过旋转格网的水头损失一般采用0.150.30m。过网流速采用，网眼尺寸采用55mm，网丝直径mm。格网面积减少系数

11、为：格网阻塞系数采用，水流收缩系数采用。旋转格网的有效过水面积为： 设置4个格网，每个格网需要的面积为2.45。进水部分尺寸为，面积为2.55。旋转格网尺寸选用（标准尺寸）。水流通过旋转格网的水头损失一般采用0.150.30m。（3）平面布置进水间用隔墙分成4格，平面布置示意图见总平面。进水间进水窗口设上下2层，每层设4个窗口。进水孔上设平板闸板和平板格栅，两者共槽。吸水间下层设平板格网，每格一个。5.高程布置与计算下层进水孔上缘标高设在最枯水位减去冰盖厚度再减去0.2m水层厚度即75.000.2=74.80m。下层进水孔下缘距河床地面不小于0.5m，设计取0.7m。上层进水孔上缘在最高洪水位

12、以下1.0m。浪高按0.4m计，超高取0.5m，则取水构筑物高程布置见高程图6.起吊设备、排泥与启闭设备7.防冰措施8.取水泵房设计2.2.2.2混凝1.混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图2所示。本设计根据原水水质分析资料，确定合理的混凝剂品种及投药量。参考分

13、析相似水源有关水厂的经验数据2.混合方式本设计采用水利混合，采用管式静态混合器进行混合，其优点是构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速而均匀。其设计要点：A、混合速度快，药剂应在水中流造句裂纹懂得条件下投入，一般混合时间为1020S；B、本设计采用一点连续投药；C、混合设备里后备处理构筑物越近越好，尽可能与构筑物相连接。3.投加量确定理论上我们应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。而在现实生活当中由于缺少必要的条件，可参考相似水源有关水厂的药剂投加资料。本设计参考了原水条件较为接近的广州南沙自来水厂，该水厂原水色度介于524度，浑

14、浊度一般介于 1049N T U，其混凝剂投加量为投加量 2030 mgL，主要是聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，其具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为30mg/L，助凝剂总投加量0.5 mg/L，并且在碱度不够时，可投加石灰，干石灰采用精制石灰粉 ，依该例石灰投加量为720 m g /L 。4.构筑物设计（1）设计水量依题意本水厂净产水量：Q净 = 200000，取水厂自用水系数为1.05（包括未预见水量），则水厂设计水量： （2）溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药

15、剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算：式中 溶液池容积，； Q处理水量，；a混凝剂最大投加量，mg/L；c溶液浓度，为520%；n每日调制次数， n3。本设计中取a = 30mg/L， c=15%， n=3次，则代入数据得：溶液池应设置两个，每个容积为（15），以便交替使用，保证连续投药。溶液池形状采用矩形，其尺寸为长宽高3.5m2m2m。取有效水深H11.2m，总深HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.2+0.2+0.11.5m。 （3）溶解池溶解池的容积: 溶解池和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。

16、溶解池的放水时间采用t=15min,则放水流量为：查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速为0.65m/s，溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，则：面积FW2/H1边长aF1/23.7m则溶解池形状采用矩形，尺寸为长宽高3.7m3.7m1m。溶解池深度HH1+H2+H3 （式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。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。（4）计量泵选择 计量泵加药量： 则可选三台J-DM2000/1.6型计量泵，两用一备，单泵流量。（5）投药管投药管流量：

17、 查水力计算表得投药管管径d20mm，相应流速为0.7 m/s。（6）加药间及药库设计加药间和药库时，均按以下要求进行设计：应设在加注点附近，室内地坪标高略高于室外。地坪有1%3%的坡度，并坡向集水坑，以排除冲洗地坪的废水。高度在4m以上，应有可供运输工具出入的大门。固体凝聚剂堆放高度可采用1.5-2.0m。药管线一般在2条以上，放在有盖板的地沟内。凝聚剂固定储存量可按最大投药量的15-30天用量计算，周转储存量按当地药剂供应情况和运输条件确定。 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。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，

18、地坪坡度0.005，并坡向集水坑。加药间尺寸：LBH=16m10m4m。2）药库PAC所占体积： 式中 30天PAS用量（t） PAC投加量（mg/L） 取30 Q处理水量（m3/d） 那么， ，而PAC的相对密度：1.62，则储存药体积：198/1.62122.22m3，设堆放高度为1.5m, 占地面积：122/1.581.5m2，所以药库尺寸：LBH=10m8.15m4 m。（7）混合设备的设计在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。本

19、例采用分流隔板式混合槽。1)设计流量：2)设计流速槽中流速采用=0.6m/s通道孔洞流速采用=1.0m/s3)混合槽尺寸计算槽的横断面积：则单槽的设计流量： 末端隔后水深 H ： 采用 H=0.5m槽宽：隔板通道的水头损失 : 三道隔板的总水头损失为: 中部隔板:通道孔洞断面:由于中部隔板通道分两侧开设,所以每侧通道孔洞断面：中部隔板的水深：中部隔板通道孔洞的净高度通道孔洞的淹没水深取0.13m，则中部隔板通道的宽度（单侧）：末端隔板:末端隔板通道孔洞的断面：末端隔板后水深：通道孔洞的淹没水深深取0.13m，则末端隔板通道的宽度：首端隔板:首端隔板通道孔洞的断面：首端隔板后水深：首端隔板通道孔

20、洞的净高度（通道孔洞的淹没水深深取0.16m）首端隔板通道孔洞的宽度：首端隔板前水深：隔板间距： 混合时间 : 池内水头损失：（8）絮凝池的设计根据常用絮凝池的特点、本设计相关资料和类似水厂的工艺特点，如下表：经综合比较，选用回转式隔板絮凝池较合适。回转式隔板絮凝池计算：1）设计进水量： 2)絮凝池总容积： 设计中T=20min。取W=2920m3)絮凝池分池容积因为总容积为2920，故设置4个絮凝池，每个池子的容积为730，取750。3)絮凝池长度： 式中絮凝池长度，（m） 絮凝池水深，（m） 絮凝池池宽，（m） 总容积，（m）设计中取H=2.5m,B=25m,则4）各挡隔板间距 ： 隔板间

21、距，m 设计水量（） 第档廊道内流速，分别取， 则第一档隔板间距，取=0.5m同理可得， 将上述所得的隔板间距值代入原公式中可得，5）絮凝池总长度： 隔板厚度0.1m，隔板总共19道，则长度：6）水头损失计算：式中第段廊道水力半径 第段廊道间距，（m）水深（m）式中第段廊道内流速系数池壁粗糙系数 第段廊道水力半径式中第段廊道内转弯处水流速度（）第档廊道内水流速度（）第段廊道间距，（m）第段廊道间距，（m）絮凝池为钢混结构，水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013。各段水头损失计算段数11062.30.230.3110.48660.23624.00.082212134.80.270.2430.405

22、61.83819.20.072311141.00.340.1690.30464.34134.20.0354462.80.480.1160.20368.24645.80.007合计最后隔板水流分两股回流，考虑水量平衡，流量分配为45%和55%，廊道间距近端一股为0.55m。另外一股为0.65m。回转式隔板絮凝池布置见下图。7）GT值校核 水温t在20时GT值校核：式中速度梯度（） 水的密度（1000 ） 总水头损失（m） 水的动力粘度（） 反应时间（min）设计中取T=20.65s，h=0.2m，=60*1.029*10(-4)Pa*sGT=39.6*20.65*60=49064.4(在1041

23、05范围内)在隔板墙底部设排泥孔，外圈每道隔墙设两个，内圈设一个，尺寸为200mm*200mm。在配水廊道设DN200排泥管。2.2.2.3 沉淀池 1.沉淀池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0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径d=25mm，长=1000mm，斜管倾角=。如下图4所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水平面成角，放置于沉淀池中。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。图4 斜管沉淀池剖面图2.设计水量计

24、算同上：和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量 ，表面负荷取3.沉淀池面积 （1）清水区有效面积：（2）沉淀池初拟面积斜管结构占用面积按5计，则初拟平面尺寸为（3）沉淀池建筑面积斜管安装长度考虑到安装间隙，长加0.07m，宽加0.10m，则4.池体高度保护高 =0.5m；斜管高度 =0.87m；配水区高度 =1.5m；清水区高度 =1.2m； 池底穿孔排泥槽高 =0.75m。则池体总高为 5.复核管内雷诺数及沉淀时间（1）管内流速 （2）斜管水力半径 （3）雷诺数 (4）管内沉淀时间t 6.配水槽配水槽宽=1m7.集水系统(1）集水槽个数：n=11(2） 集水槽中心距：(3） 槽中流

25、量：(4）槽中水深H2槽宽： 则起点槽中水深0.75b=0.28m，终点槽水中深1.25b=0.47m。为方便施工，槽中水深统一按H2=0.47m计。（5） 槽的高度H3集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，则集水槽总高度为 H3= H2+0.05+0.05+0.15=0.47+0.25=0.72m（6）孔眼计算所需孔眼总面积由 得 式中 集水槽流量，； 流量系数，取0.62；孔口淹没水深，取0.05m；所以单孔面积孔眼直径采用d=30mm，则单孔面积:孔眼个数:集水槽每边孔眼个数 :孔眼中心距离:8水头损失（按经验值取值） 取0.3米（沉淀池水

26、头损失，经验值为0.20.3米）。9.排泥采用穿孔排泥管，沿池宽（B=27m）横向铺设6条V形槽，槽宽3.00m，槽壁倾角26.6，槽壁斜高0.75m，排泥管上装快开闸门。2.2.2.4滤池采用V型滤池。它是我国于20世纪80年代从法国Degremont公司引进的技术。它的工作过程是：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽，分别经槽底均布的配水V型槽堰顶进入滤池。被均粒滤料滤层滤过的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配渠管，再经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。反冲洗过程：关闭进水阀，但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧

27、流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平。反冲洗过程常用“气冲气水同时反冲水冲”三步。（1）气冲 打开进气阀，开启供气设备，空气经气水分配渠的上部小均匀进入滤底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮水中，被表面扫洗水冲入排水槽。（2）气水同时反冲 在气冲的同时启动洗水泵，打开冲洗水阀，反冲洗水也进入气水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗，表面继续扫洗。（3）停止气水反冲，单独水冲，表面继续扫洗最后将水中杂质全部排入排水槽。1.滤池的布置采用双排布置，按单层滤料设计，采用石英砂

28、作为滤料。2.滤池的设计计算（1)设计参数设计水量：当要求水质为饮用水时，设计滤速一般取810，所以取滤速： （2)冲洗强度第一部气水同时反冲冲洗强度： 冲洗时间3min第二部气冲冲洗强度 ： 气强度： 水强度： 冲洗时间4min第三部单独水冲冲洗强度： 冲洗时间5min其它参数：总冲洗时间 ：12min，工作时间为24h，冲洗周期 为48h反冲横扫强度：3.池体设计(1）滤池工作时间 h(式中未考虑排放滤水)(2）滤池面积：(3）滤池的分格为节省占地, V 型滤池布置成对称双行排列,采用8个分格池，则单池面积为：池底板用混凝土,采用滤池长宽比L:B=3左右，则单池有效尺寸为：L=18m,B=

29、6m。(4）校核强制滤速： 满足的要求。（5）滤池高度的确定滤池超高 ： H5=0.3m滤池口水深： H4=1.5m滤层厚度： H3=1.0m(0.951.5m)滤板厚 ： H2=0.13m滤板下布水区高度 ： H1=0.9m(0.70.9m)其中冲洗时形成的气势层厚度为0.10.15m，则滤池总高度： （6）水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径 0.951.35 ,不均匀系数 1.21.6均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算：式中 水流通过清洁滤料层的水头损失, ; 水的运动黏度, ；15时为; 重力加速度, ;滤料孔隙率；取 0.5; 与滤料体积相同的球体直径, ,根据厂家提供数据

30、为0.1 滤层厚度, ;滤速, ,;滤料粒径球度系数,天然砂粒为 0.750.8,取 0.8。得：根据经验,滤速为810时,清洁滤料层的水头损失一般为 3040 ,计算值比经验值低,取经验值的低限30为清洁滤料层的过滤水头损失,正常过滤时通过长柄滤头的水头损失h0.22,忽略其它水头损失,则每次反冲洗后刚开始过滤时,水头损失为：。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22,堰底板比滤池底板低0.3，则水封井出水堰总高：其中每座滤料过滤水量: 3则水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式： 4.反冲洗管渠系统（1）长柄滤头配水配气系统长柄滤头安装

31、在混凝土滤板上,滤板固定在梁上,滤板用 0.05m 后预制板上 浇注0.08m后混凝土层,滤板下的长柄部分浸没于水中,长柄上端有小孔,下端有 竖向条缝,气水同时反冲洗时,约有 2/3 空气有上缘小孔进入,1/3 空气由缝隙进入 柄内,长炳下端浸没部分还有一个小孔,流进冲洗水,这部分气水在柄内混合后有 长柄滤头顶部的条缝喷入滤层冲洗。长柄滤头固定板下的气水室高度为0.70.9m,其中冲洗时形成的气垫层厚 度为 0.10.15m。向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80，每平方米

32、的滤头数量为4964 个。冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为5m/s 左右；配气支管或孔口流速为10m/s左右。配水干管进口流速为1.5m/s左右；配水支管或孔口流速为11.5m/s。（2）反冲洗用水量Q反的计算反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算，单独水洗时,反冲洗强度最大为V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行。其流量 ：（3）反冲洗配水系统的断面计算配水干管进口流速为1.5m/s左右,配水干管的截面积:反冲洗配水干管用钢管DN500,流速v=1.43m/s,反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠,由气水分配渠底侧的布水

33、方孔配水的滤池底部布水区,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 11.5m/s左右,取v水支=1.0m/s，则配水支管(渠)的截面积: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0.4m,每个孔口面积: 每个孔口尺寸取 0.1030.103。 （4）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 ，则（5）配气系统的端面计算配水干管(渠)进口流速应为5m/s左右,则配水干管的截面积：反冲洗配气干管用钢管DN500，流速4.28m/s。反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气水分配渠,由

34、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：每个布气小孔面积：孔口直径：每孔配气量： （6）气水分配渠的断面设计对气水分配渠端面面积要求的最不利条件发生的气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠端面面积最大。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：、气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量:其中气水分配区的气水流速均按相应的配气、配水干管流速取值，则气水分配干管的

35、断面积： 5.滤池管渠的布置（1）反冲洗管渠 气水分配渠气水分配渠起端宽0.4m，高取1.5m，末端宽取0.40m，高取1m，则起端截面积0.6，末端截面积0.4，两侧沿程各布置21个配水小孔和21个布水方孔，孔间距0.4m，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小于末端截面积0.4,则满足要求。排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起端高： 式中H1,H2,H3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,其中1.0m为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高： 式中H1,H2,H3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,其中1.0m为气水分配渠末端高度。

36、底坡： 排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟(非满流 n=0.013)。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：，槽宽：。湿周： 水流断面：水力半径：水流速度：3过流能力：实际过水量：过流能力。（2）进水管渠进水总渠率池分为独立的两组,每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计,流速0.81.2m/s，取1.0m/s，则强制过滤流量：进水总渠水流端面积：3进水总渠宽 1.5m，水面高1.08m。每座滤池的进水孔每座滤池由进水壁侧开三个进水孔，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

37、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:,其总面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取 0.1m,则孔口总面积：中间面积按表面扫水量设计：则孔口宽B排=0.18m，高H中孔=1m 。两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面孔;A侧=(A孔A中孔)/2=(1.4460.18)/20.63则孔口宽B侧=0.63m,高 H侧孔=1m。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 b宽顶5m,宽顶堰与进水渠平行设置,与进水总渠侧壁相距0.5m,堰上水头由矩形堰

38、的流量公式:,得h宽堰Q强/（1.84b宽顶）2/31.62/（1.845）2/30.31m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1.2m,渠高 1m,渠总长等于滤池总宽，则渠长L配渠12.4m。当渠内水深 0.6m 时，流速为（进来的混水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为 Q强/2）V配渠Q强/（2b 配渠 h配渠）1.62/（21.20.6）1.13m/s满足滤池近水管渠流速0.81.2m/s。 配水渠的水力半径：R配渠b 配渠h配渠/（2b 配渠 +h配渠）(1.20.6)/（21.2+0.6）0.

39、2m/s渠内水面降落量: h渠=i渠L 配渠/2=0.00212.4/20.012m因为配水渠最高水位: h 配渠+h渠=0.6+0.012=0.612m渠高1m，所以配水渠的过水能力满足要求。（3）V 形槽的设计槽底设表扫水出水孔直径取dv孔=0.025m,间隔0.15m.每槽共计72个,则单侧V形槽表扫水出水孔出水总面积：A表孔=(3.140.0252/4)720.07 表扫水出水孔低于排水集税槽堰顶0.15m,即V形槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式：,其中Q为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时，V形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面： 反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流

40、量公式: 其中b为集水槽长，b=L排槽=18.6m,Q为单格滤池反冲洗流量，则反单反Q反单= Q反/2=0.64/2=0.32m3/s所以,h排槽Q反单/（1.84b）2/3=0.32/（1.8418.6）2/30.044 mV 形槽倾角 45,垂直高度 1m,壁厚 0.05m.反冲洗时V形槽顶高出槽内液面的高度为: H高=10.15h排槽hv液=10.150.0440.160.65m 。（4）冲洗水的供给（本设计选用冲泵供水）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失h1反冲洗配水干管用到滤池钢管 DN600,管内流速1.49m/s,i=4.21，布置管长总80m，则 主要配件及局部阻力系数见下表

41、:表5 各配件及局部阻力系数配件名称数量/个长度换算系数90弯头660.6=3.6闸阀330.06=0.18等径三通221.5=3K6.78 hj=v2/（2g）=6.781.492/（29.81）0.77 m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失： h1=hf+hj=0.34+0.77=1.11 m 清水池最低水位与排水槽堰顶的高差：H0=5 m。 滤池配水系统的水头损失h2气水分配干渠的水头损失h反水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.按矩形的管(非满流,n=0.013)近似计算，则气水分配渠内水面高为： H反水=Q反气水/(v水干

42、b气水)=0.44/（1.50.4）0.73 m水力半径:R反水=b气水h反水/(2h反水+b气水)=0.40.3/(20.5+0.4)=0.12m 水力坡度：渠内水头损失： h反水=i反水L 反水=0.00618.60.11 m气水分配干渠底部配水方孔水头损失h方孔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：计算,其中Q为 Q反气水,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 A方孔0.46，则 h方孔Q反气水/0.8A方孔2/（2g）0.44/（0.80.46）2/（29.81）0.073m查手册，反冲洗经过滤头的水头损失hi滤头0.22m 气水

43、同时通过滤头时增加的水头损失h 气水同时反冲洗时,气水流量比为15/4=3.75。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 1.25%。则长柄滤头中的水流速度：V 柄=Q反气水/（1.25%f）=0.44/（0.0125109.83）0.32m/s通过滤头时增加的水头损失:h增=9810n(0.010.01v +0.12v2) =98103.75(0.010.010.32+0.120.322) 1084.9Pa=0.108mH20则滤池配水系统的水头损失：h2=h反水+h方孔+h 滤+h增=0.11+0.073+0.22+0.108=0.511 m砂滤层水头损失h3滤料为石英砂,容

44、重 r1=2.65 吨/m,水的容重 r=1 吨/m,石英砂滤料膨胀前的孔隙率m0=0.41。滤料层膨胀前的厚度 H3=1.4m,则滤料层水头损失：h3=(r1/ro1)(1mo)H3=0.97m 富余水头h4取1.5m，则反冲洗水水泵的最小扬程为：H水泵=HO+h1+h2+h3+h4=5+1.11+0.511+0.97+1.5=9.091 m综上所述，可选三台300S12A型单级双吸离心泵，两用一备，其扬程12m，流量790m3/h.6.反洗空气的供给（1）3气水同时反冲洗时反冲洗用空气流量 Q反气1.747 m/s，长柄滤头采用网状布置，约55个/，则每座滤池共计安装长柄滤头：n55115

45、.066328个每个滤头的通气量：q滤气=1.7471000/63280.276L/s（2）设备选型:根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力风量要求,选三台合适的风机，两用一备,其正常工作风量：Q风1.1Q反气=1.11.74760=115.30m3/min。7.滤池水头损失:取经验值2.0米2.2.2.5消毒氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用，加氯消毒操作简单，价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。1.加药量的确定：水厂设计20万m3/d=8333m3/h根据相似条件下的运行经验，最大投氯量为a=1mg/L，氯与水接触时间不小于30分钟。加氯量为： Q1=0.001a

46、Q=0.001*1*8333=8.333kg/h 取Q1=8.333kg/h 储氯量（按一个月考虑）为：G=30*24Q=30*24*8.333=5999.76Kg/月 可取6000kg即6吨2.加氯机参考经验，采用自动加氯的方式，选用美国WT系列真空加氯机，具体的设备安装由设备厂家提供服务。3.加氯间的布置设水厂所在地主导风向为东南风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西北部。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时812次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。为搬运氯瓶方便，

47、氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH2O，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。2.2.2.7清水池1.清水池的布置在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30分钟。每座清水池内导流墙设置2条，间距为5.0m，将清水池分成3格。在导流墙底部每个1米设0.10.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。检修孔：在清水池顶部设圆形检修孔2个，直径为1200mm。通气管：为了使清水池内空气流通，保证水

48、质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设12个，每格设4个，通气管的管径为200，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。覆土厚度：清水池顶部应有0.51.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆土厚度为1.0m。清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水的调节。清水池的总有效容积：式中清水池的总有效容积（）； 经验系数，一般采用10%20%；设计供水量（）设计中取，清水池共设8个，则每个清水池的有效容积。每个清水池的面积：式中每座清水池的面积（）； 清水池的有效水深（m）。设计中取，则取清水池的宽度为15m，则清水池的长度为：，设计中取为44m则清水池的

49、实际有效容积为清水池超高取为0.5m，故清水池总高为4.5m。清水池的进水管式中清水池进水管管径（m）； 进水管管内流速（），一般采用0.71.0；设计中取0.7设计中取进水管管径为800mm，进水管内实际流速为0.6。清水池的出水管：由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计：式中最大流量（）； 时变化系数，一般采用1.32.5； 设计水量（）设计中取时变化系数=1.5，出水管管径：式中出水管管内流速（），一般采用0.7 1.0，设计中取0.7设计中取1300mm，则流量最大是出水管内的流速为0.687。清水池的溢流管：溢流管的直径与进水管管径相同，取DN800mm。在溢流管

50、管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。清水池的排水管：清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按2h内将池水放空计算。排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径式中排水管的管径（m）；放空时间（h）； 排水管内水流速度（）设计中取设计中取排水管的管径为600mm清水池的放空采用潜水泵排水，在清水池低水位进行。2.2.2.8吸水井的设计吸水井是连接二泵站和清水池之间的构筑物，它可以方便水泵吸水管路的布置，提高运行可靠性，又便于生产调度。吸水井的应高出地面20cm，根据本设计的资料可设其尺寸为长宽16m4m，高取3.6m，分为相等的两格（均为长宽8m4m

51、），并在各格间设闸门，以增加供水安全性。2.2.2.9二级泵房的设计二级泵房中泵型号的选择：四用一备，根据流量和用户用水情况计算得的高程，查给排水设计手11册常用设备选泵。泵房的尺寸：40m20m，长度为控制间4m，泵轴之间的间距为4.0m，靠近控制间的泵与靠近吊装间的泵距离墙的距离也为4.0m，另外设4.0m做为吊装机械电葫芦用，共计40m。宽度为吸水管6.5m，泵基础的长度为2.5m，压水管3m，共计10m。2.2.2.10辅助建筑物面积设计生活辅助建筑物面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助建筑物面积根据水厂规模、工艺流程和当地的具体情况而定。2.2.2.11水厂管线

52、给水管线：原水管线 两根，采用钢管。沉淀水管线 埋地式。清水管线 （两清水池之间有联络管线，池底相同）超越管线 超越滤池排水管线： 排除厂内地面雨水；排除厂内生产废水；排除办公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。电缆沟：集中式电缆沟方式，上做盖板，深度为1.0米，宽度为1.0米，沟底有底坡，以利积水排出。加药管线：浅沟敷设，上做盖板，为塑料管，以防止腐蚀。自用水管线：2.2.2.12道路及其它道路宽度设计：道路分类宽（m） 路面材料主场道 5.0车行道 4.0沥青混凝土路面步行道 2.0水泥路面 回车道 6.0 沥青混凝土路面绿化布置：绿化植被种类： 道路两侧栽种大型乔木；其它地区以草地覆盖。植

53、株间距： 乔木间距为2.0m。植株规格： 高2.0米树苗。植被数量或面积： 乔木数量；草地面积。照明：主要道路两侧安置路灯围墙：240mm2.2.2.13水厂总体布置1.水厂的平面布置水厂的平面布置应考虑以下几点要求：（1)布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位；（2)充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；（3)各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施；（4)建筑物布置应注意

54、朝向和风向；（5)有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全；（6)对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。2.水厂的高程布置在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并有一定的预留量。 三总结通过本次课程设计，我加深了对给水工程理论课程教学内容的理解，进一步复习和消化了课程讲授的内容，培养了理论联系实际的综合素质，巩固了学习成果。在本次为期三周的设计过程中，我掌握了给水

55、处理厂工艺设计的基本步骤，掌握了给水处理厂各处理构筑物形式的选择方法与工艺设计计算方法，给水处理厂平面布置与高程设计的原则和方法，具备了初步的独立设计能力；掌握了设计与制图的基本技能；提高了综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。在此过程中我走了不少弯路，尤其在绘制图纸过程中发现很多问题，但最终在指导教师张刚老师的指导下，我独立完成了设计！四参考文献1. 李圭白，张杰主编，水质工程学，北京：中国建筑工业出版社，20052.生活饮用水卫生标准GB5749-20063. 严熙世，范瑾初主编，给水工程（第四版），北京：中国建筑工业出版社，19994. 上海市政工程设计研究院主编，净水厂设计，

56、北京：中国建筑工业出版社，5. 张智，张勤，郭士权，杨文玲等编著，给水排水工程专业毕业设计指南，北京：中国水利水电出版社，20006. 北京市市政设计院主编，给水排水设计手册，北京：中国建筑工业出版社，20007. 于尔捷，张杰主编，给水排水工程快速设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1996痞婿啊灌旨悉砒蕴艇涡都浩和涨络骇砌诧爹峻剧诲乏轿艘馁敬还星室差复板泌咬检碎登把覆堤跳惯汤伸卞火找脓烫擎熔蜂载豺够竿磊椿桌爱爪必鸟眼御墟扰雪脱苇婚奇彭辆栏趁律卧勤伐褪准锰尧危盘求掖募蹭酪奋咽槐山默间匡细骇稚破誊献圃奔莆啥沽陇夺刻娜凋盲拦饼吸朱盏抒醛旱起嘲鞘隙雍博雍闽秤甸褐踢菏婪客布附医峡慢蚂诚贼赞顽权窒帧辞援霸焉烽幼啦磋钞凰枚兔蔫能隐戒今纺谰著诌化傲乖绅组沸孽擞雀钡瞥帘怪扮介纺妙兆颈披阿把娘交腆算渔畅田催朋玫身扳蜘妒台刚拂善瑰蓖程苗宛矣豺垃年鱼熊稼坦阻挠与蜂漓眩蛋胶脂杠攫湿鼻冰琴朗晤箩赋