1、天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1目 录第一章 总论 11.1 设计任务及要求 .11.2 设计原始资料 .1第二章 设计水质水量与工艺流程的确定 32.1 设计水质水量 .32. 2 给水处理流程确定 3第三章 给水处理构筑物与设备型式选择 53.1 加药间 .53.2 混合设备 .53.3 絮凝池 .63.4 沉淀池 .73.5 滤池 .83.6 消毒方法 .9第四章 各构筑物的设计计算 .104.1 药剂投配设备设计 .104.2 混合设备设计计算 .134.3 水平轴式絮凝池设计计算 .144.4 斜管沉淀池设计计算 .174.5 普通快滤池设计计算 .234.6
2、清水池设计计算 .314.7 二级泵房 .33天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）2第五章 水厂平面和高程布置 .355.1 平面布置 .355.2 高程布置 .36参考文献外文资料中文译文致谢全套图纸加 153893706天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1第一章 总论1.1 设计任务及要求1.1.1 设计任务本设计题目是“ 威海市开发区给水工程工艺设计 ”其内容包括以下部分：(1)根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些给水处理厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程。(2)拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数。(3)选择各种构筑物的类型和数目，初步进行给水
3、处理厂的平面布置和高程布置。在此基础上确定的构筑物的形式、有关尺寸安装位置等。(4)进行各种构筑物的设计和计算，定出各种构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性。(5)根据各构筑物的确切尺寸，确定个构筑物在平面布置上的位置，并最后完成平面布置。(6)给水处理厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物的布置，厂区道路、绿化等总体布置。(7)绘制本设计任务书中指定的水厂平面，工艺高程图。(8)写出设计说明书及计算说明书。1.1.2 设计要求(1)根据资料，进行威海市开发区给水处理厂的设计。(2)编写设计说明计算书，包括确定合理的给水处理工艺流程，相应构筑物的设计计算，计算
4、正确并附有必要简图。进行给水处理厂的平面布置设计和高程布置，合理安排处理构筑物、站内管道系统及辅助建筑物的平面位置及标高。(3)画出设计图。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）21.2 设计原始资料1.2.1 概述(1) 设计题目：威海市开发区给水工程工艺设计(2) 相关设计资料表 1-1 气象、水文、地质资料项目 数据 项目 数据夏季平均气压 （毫巴） 997.2 最大积雪厚度 （厘米） 27年平均气温 （） 12.2 最大冻土深度 （厘米） 69最热月平均最高气温（） 28.5 极端最高气温 （） 35.4最冷月平均最低气温（） -4.2 极端最低气温 （） -1.5最热月
5、平均相对湿度（%） 85 冰冻厚度 （厘米） 32.5平均年总降水量（毫米） 775.6 地震裂度 （度） 七度最多风向及频率 （%） 冬 NNW 22 夏季平均风速 （米/秒） 4.9夏 SSE 30 年最多风向及频率 （%） SSE 16(3) 处理要求执行生活饮用水卫生标准GB5749-2006.天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）3第二章 设计水质水量与工艺流程的确定2.1 设计水质水量2.1.1 设计水质及水质分析2.1.1.1 设计水质本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒
6、等，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：(1)水中不得含有病原微生物。(2)水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。(3)水的感官性状良好。2.1.1.2 水质分析本设计中，CODMn，浊度，色度，氨氮，均达标，不需要处理。2.1.2 设计水量水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5%10%，本设计取 10%，则设计处理量为：Q = = =8125 h24dk1305.h/m3Q 高日平均时=Q 供=5416.7 /3Q
7、设= Q 供+Q 自=（1.05 1.1）Q 供=5958.4 1.66h/3s/m3天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）42. 2 给水处理流程确定2.2.1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：混合图 2-1 工艺流程图天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）5第三章 给水处理构筑物与设备型式选择3.1 加药间3.1.1 药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般
8、以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面 0.30m 左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于 0.02，池底应有直径不小于 100mm 的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。3.1.2 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Aln(OH)mCL3n-m 简写 PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为48.9mg/l
9、。其特点为：（1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。（2）温度适应性高：PH 值适用范围宽（可在 PH=59 的范围内，而不投加碱剂）（3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。（4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。（5）无机高分子化合物。3.2 混合设备混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简
10、单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）6的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达 90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。3.3 絮凝池表 3-1 絮凝池的类型及特点表类 型 特点 适用条件往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于 30000m3/d 的水厂；水量变动小者隔板式絮凝池回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量
11、大于 30000m3/d 的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，适应水质、水量的变化，适合于水量变化不大的水厂。缺点：需机械设备和经常维修适用于各种规模的水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前
12、国内使用较多的是各种形式的天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）7水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、机械絮凝池、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计采用水平轴式机械絮凝池。3.4 沉淀池表 3-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式 性能特点 适用条件平流式优点：1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应性强，潜力大，处理效果稳定； 4、带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点：1、不采用机械排泥装置，排泥较困难2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大
13、时作预沉池竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小缺点：1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难1、一般用于小型净水厂；2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难1、 一般用于大中型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难1、 宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽天津大学
14、仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）8常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如上的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。3.5 滤池（1）多层滤料滤池：优点是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好，但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流
15、逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备。（2）虹吸滤池：适用于中型水厂（水量 210 万吨/日），土建结构较复杂，池深大，反洗时要浪费一部分水量，变水头等速过滤水质也不如降速过滤。（3）无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理量小，适用于小型水厂。（4）移动罩滤池：需设移动洗砂设备机械加工量较大，起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不宜过高，罩体与隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于 10m2 ）。（5）普通快滤池：是向下流、砂滤料的四阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于 100m2 。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大
16、，池深适中，采用降速过滤，水质较好。（6）双阀滤池：是下向流、砂滤料的双阀式滤池，优缺点与普通快滤池基本相同且减少了 2 只阀门，相应得降低了造价和检修工作量，但必须增加形成虹吸的抽气设备。（7）V 型滤池：从实际运行状况，V 型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点： 较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量 4060%，降低水厂自用水量，降低生天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）9产运行成本。 不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。 采用粗粒、均
17、质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。根据设计资料及设计要求，本设计采用双层滤料普通快滤池。3.6 消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，前者系水中投加药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较，采用液氯消毒。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。加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）10第四章 各
18、构筑物的设计计算4.1 药剂投配设备设计4.1.1 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Al n(OH)mCL3n-m简写 PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为48.9mg/l。其特点为：(1)净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。(2)温度适应性高：PH 值适用范围宽（可在 PH=59 的范围内，而不投加碱剂）(3)使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。(4)设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。(5)无机高分子化合物。4.1.2.
19、设计计算4.1.2.1 溶液池容积 W1=nbQaW417394.21047.589.m式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L ），本设计取48.9mg/L;Q设计处理的水量，5958.4m 3/h;B溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用 5%-20%，本设计取10%；n每日调制次数，一般不超过 3 次，本设计取 2 次。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）11溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2 个，每个容积为 W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为 LBH=5.05.01.7，高度中包括超高 0.3m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积：W
20、=5.05.01.4=35 满足要求。池旁设工作台，宽 1.0-1.5m，池底坡度为 0.02。底部设置 DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管 DN60mm，按 1h 放满考虑。4.1.2.2 溶解池容积 W2 31482.109.30).0( m式中： 溶解池容积（m 3 ），一般采用（0.2-0.3） ；本设计取 0.32 1W1W溶解池也设置为 2 池，单池尺寸：LBH=3.02.51.9，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。 溶解池实际有效容积： ,=3.02.51.4=10.53溶
21、解池的放水时间采用 t10min，则放水流量：q = = =0tW6260148.17.47/管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径 d100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。4.1.2.3 投药管投药管流量q= = =0.80L/S60241W602419.34.1.2.4 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）124.1.2.5 计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投
22、加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:q= = =2.91m /h12W94.33式中：W 1溶液池容积（ m3）耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用.4.1.2.6 药剂仓库混凝剂碱式氯化铝（PAC）所占体积：T = Q15= 14300015=104890.5=104.89t150a109.48式中：T 15药剂按最大投药量的 15d 用量储存a碱式氯化铝投加量（mg/l），本设计取 48.9mg/lQ处理水量（m /d）。3碱式氯化铝的相对密度为 1.19，则算占体积 V= 381
23、9.04m药品放置高度按 1.5m 计，则所需面积为 58.7m 2考虑到药品的运输、搬运和磅秤算占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的 30计，则药库所需面积： ，23.76.5831A则药库平面尺寸取 LBH=10.0m8.0m3.0m 。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）134.2 混合设备设计计算4.2.1 设计参数本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。设计总进水量为Q=143000m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的 1/3 处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。 静态混合器的水头损失一般小于 0.5m，
24、水头损失的计算公式:h=0.1184 n 4.2dQ式中：h水头损失（m）；Q处理水量（m /d）;3d管道直径（m）；n混合单元（个）。4.2.2 设计计算4.2.2.1 设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量 ；smdnQq /83.0/71524303则静态混合器管径为： ，本设计采用 D=900mm；vqD839.0514.34.2.2.2 混合单元数按下式计算，本设计取 N=3；78.239.08.36236.2.5.05. DvN则混合器的混合长度为： mNL1.4.2.2.3 混合时间 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）14T= sVL71.3809.2
25、4.2.2.4 水头损失 mndQh 5.0389.9.0184.184.042.2 符合设计要求。4.2.2.5 校核 GT 值 1340.97.104.89sThG在 700-1000 之间，符合设计要求。 1s 204.35.9水力条件符合设计要求。设计中取 d=0.9m，Q=0.83 m /S,选 DN900 内设 3 个混合单元的静态混合器。3计算草图如图 4-1。图 4-1 管式静态混合器计算简图4.3 水平轴式絮凝池设计计算4.3.1 设计参数絮凝池设计 n=2 组，每组设 3 池，每池设计流量为 Q= =993.0 m /h241.03絮凝时间 T=20min。天津大学仁爱学院
26、 2011 届本科生毕业设计（论文）154.3.2 设计计算4.3.2.1 絮凝池尺寸W= 60QT式中：W单池絮凝池容积（m ）；3Q单池设计处理水量（m /h）；T絮凝时间（min）。设计中取 T=20minW= = =331 m60QT2.933根据水厂高程系统布置，水深 H 取 3.6m，采用三排搅拌器，则水池长度：=1.333.6=14池子宽度：取 6.8m= 331143.6=6.64.3.2.2 搅拌器尺寸每排采用三个搅拌器，每个搅拌器长=6.840.23 =2.0式中 0.2搅拌器间的静距离和其离壁的距离为 0.2m搅拌器外缘直径：=3.620.15=3.3式中 0.15为搅拌
27、器上缘离水面及下缘离池底的距离 0.15mL/D=2/3.3=0.60.75 符合要求天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）16每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用 0.2m，每根轴上桨板总面积为，占水流截面积 的 19%2.00.243=4.82 6.83.6=24.4824.3.2.3 每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率各排叶轮桨板中心点线速度采用： 1=0.5; 2=0.35; 3=0.2.叶轮桨板中心点旋转直径 叶轮转数及角速度分别为：=3.30.2=3.1。第一排：1=6010=600.53.143.1=3.08,1=0.308第二排2=6020=600.353.
28、143.1=2.16,2=0.216第三排3=6030=600.23.143.1=1.24,2=0.124桨板宽长比 b/l=0.20/2.0=0.1 1，查表得 =1.10=2=1.10100029.81=56第一排每个叶轮所消耗功率1=3408(4241)=4562.00.3083408 (1.6541.454)=0.096同样方法，可求得第二、三排每个叶轮所消耗功率分别为0.033、0.006kW 。4.3.2.4 电动机功率每组共用一台电动机第一排所需功率为 01=0.0969=0.864第二排所需功率为 02=0.0339=0.297天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文
29、）17第三排所需功率为 03=0.0069=0.054设三排搅拌器合用一台电动机带动，则絮凝池所消耗总功率： 0=0.864+0.297+0.054=1.215电动机功率（取 ）1=0.75， 2=0.7,=012= 1.2150.750.7=2.3144.3.2.5 核算平均速度梯度 G 值及 GT 值第一排1=102011 =1020.8641024173 106=791第二排2=102022 =1020.2971024173 106=461第三排3=102033 =1020.0541024173 106=201反应池平均速度梯度=1020 =1021.215102417106=541=5
30、42060=64800=6.48104经核算，G 值和 GT 值均较合适。4.4 斜管沉淀池设计计算天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）18斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用斜管沉淀池，设计 2 组。4.4.1 设计参数沉淀池分为两组 每组的设计流量为 smhQ338.017.29)4(130设计流量为 Q=2979.17m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为 20m，表面负荷 q=7.5 m3/ m2h，斜管材料采用厚 0.4mm 塑料板热
31、压成成六角形蜂窝管，内切圆直径 d=25mm，长 1000mm，水平倾角 =60。4.4.2 设计计算4.4.2.1 沉淀池清水区面积 qQA式中 斜管沉淀池的表面积，A2m表面负荷，q)(3h设计中取 =2.08mm/s5.7223908.mA4.4.2.2 沉淀池的长度及宽度取 20mBL95.1203则沉淀尺寸为 20.020.0=400.0 m2 ，进水区布置在 20.0m 的一侧。在20.0m 的宽度中扣除无效长度 0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数 1.03)211 6.3780.1)5.0)5.0( mkLA式中： k 1斜管结构系数，取 1.034.4.2.3 沉淀池总
32、高度天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1954321hhH式中： 沉淀池总高度（ ）；m保护高度（ ）；1h清水区高度（ ）；2斜管区高度（ ），斜管长度为 ，安装倾角 60，则3hmm0.187.06sin3配水区高度（ ）；4排泥槽高度（ ）；5h设计中取 mhm8.0,5.1,2.,3.041 池子总高度 H=0.3+1.2+1.5+0.8+0.87=4.67m4.4.3 进出水系统4.4.3.1 沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积 vQA2式中： 孔口总面积（ ）2Am孔口流速（ ），设计中取vssm0.2215.4.830A每个孔口的尺寸定为 ，则孔口
33、数为 346 个。进水孔位置应该在cm15斜管以下、沉泥区以上部位。4.4.3.2 沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速 v1=0.6m/s，则穿孔总面积：A =31Q天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）20式中： A 出水孔口总面积（ ）3 2mA = = =1.3831vQ6.082设每个孔的直径为 4cm，则孔口的个数N= = =1099 个F3204.1.8设每条集水槽的宽度为 0.4m，间距 1.4m，共设 10 条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为 95 个，孔间距为 20cm。10 条集水槽汇水至出水总渠，出水总渠宽度 0.8m，深度 1.0m。出水
34、的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失。孔口损失h =1gv2式中： h 孔口水头损失（m ）；1进口阻力系数。设计中取 =2h = =2 =0.037m1gv28.9602集水槽内水深取为 0.4m，槽内水流速度为 0.32m/s,槽内水力坡度按 0.01 计，槽内水头损失h =iL2式中： h 集水槽内水头损失（m ）；2i水力坡度；l集水槽长度（m）；设计中取 i=0.01，l=9.5mh =iL=0.019.5=0.095m2天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）21出水总水头损失h=h +h =0.037+0.095=0.132m12设计中取为 0.15m4.4.3.3
35、沉淀池斜管的选择斜管长度一般为 0.81.0m，设计中取为 1.0m；斜管管径一般为2535mm，设计中取为 30mm；斜管为聚丙烯材料，厚度为 0.40.5mm。4.4.3.4 沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设 12 根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长 20m，BH=1.0m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长 9.5m，首末端集泥比为 0.5 ，查得 Kw=0.72。取孔径 d=25mm，孔口面积 f=0.00049m，取孔 s=0.4m，表 4-1 K 值对应表均匀度 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85
36、Kw 0.72 0.63 0.54 0.46 0.38 0.30 0.23 0.16孔眼总面积为=1=9.50.41=22.7520=22.750.00049=0.0112穿孔管断面积为=0=0.0110.72=0.0152穿孔管直径为= 40.015 =0.138取直径为 150mm，孔眼向下，与中垂线成 角，并排排列，采用气动快45开式排泥阀。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）224.4.4 核算4.4.3.1 雷诺数 Re斜管内的水流速度为v =2sin1AQ式中： v 斜管内水流速度（m/s）；2斜管安装倾角，一般采用 6075、设计中取 =60 v = = =0.0
37、03m/s=0.3cm/s2sin1AQ60sin.378雷诺数Re= vR2式中：R 水力半径（cm），R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cmV水的运动黏度（cm/s）设计中当水温 t=20时，水的运动黏度 v=0.01cm/sRe= = =22.5500vR201.375满足设计要求。4.4.3.2 弗劳德数 F rF = =rRgv2 4210.9875.03F 介于 0.0010.0001 之间，基本满足设计要求。r4.4.3.3 斜管中的沉淀时间T = 21vL天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）23式中：l 斜管长度（m）。1设计中取 l =1.0mT =
38、= =333s=5.5min21vL03.基本上满足要求（一般在 25min 之间）。4.5 普通快滤池设计计算4.5.1 滤池设计参数的确定设计水量 Q=143000 dm/3滤速 =101vh/冲洗强度 24slq冲洗时间 in6t本水厂采用普通快滤池进行过滤，根据用水量的情况，采用 10 个构造相同的快滤池，布置成双行排列，则每个滤池的设计流量 Q=596m 3/h=166L/s。：滤速 v=10m/h,冲洗强度为 q=14L/(sm2)，冲洗时间为 t=6min=0.1h，滤池工作时间为 24h，冲洗周期为 12h。4.5.2 滤池池体的计算4.5.2.1 滤池总面积 vTQF式中：
39、滤池面积（ ）；F2m设计水量（ ）；Qd3设计滤速（ ），石英砂单层滤料一般采用 ，双层vh hm97滤料一般采用 ；129滤池每日的实际工作时间（ ）；Th滤池工作时间为 24h，冲洗周期为 12h，滤池实际工作时间为天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）24hT8.2314.02设计选用双层滤料石英砂滤池，取 mv250)8.23(140F4.5.2.2 单格面积 Nf式中： 单池面积（ ）；f2m滤池总面积（ ）F滤池个数，一般 ，设计中取 N=10，采用双排排列N2N2501mFf采用滤池长宽比等于 2 左右，设计中取 ，滤池的实际面BL1.6,.8积 ，实际滤速 25
40、01.68m hv)3(43当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速 符合 1216hmNv.190.2)1(4.5.2.3 滤池高度 4321HH式中： 滤池高度（ ）；m承托层高度（ ）；1滤料层高度（ ）；2砂面上水深（ ），一般采用 1.52.0m ；3H超高（ ），一般采用 0.3m；4m设计中取 mH3.0,7.1,.0,5. 4321 H54天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）254.5.3 配水系统的计算(单个滤池)4.5.3.1 干管干管流量： sLfqg /70145采用管径为 1000 （干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置，或采用m渠道）干管始端流速： sm
41、vg89.0.143724.5.3.2 支管支管的中心距离采用 (0.2-0.3)。每池的支管数为aj25.0根6.8Ljjn每根支管的进口流量为 sLnqjj /6.107支管的起端流速为 smDqvjj /67.109.14304232支管直径为 =90jm4.5.3.3 孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比 K 采用 0.25%，孔眼总面积为 22150.05%2.0mfFk 采用孔眼直径为 10 ，每个孔眼面积为 78.5 。孔眼总数为m1592.78kfFN每根支管孔眼数为天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）26246159jknN每根支管孔眼布置成两排，与垂线成 夹
42、角向下交错排列。每根支管长度为 mlj 5.20.165.每排孔眼中心距 ak21.045.4.5.3.4 孔眼水头损失支管壁厚采用 5，流量系数为 ，孔眼的水头损失为68.0mKq 5.32.0.14.9108.922 4.5.3.5 配水系统校核支管长度与直径之比为 ，符合要求；干管横截面积与603.2809.5jDl支管总横截面积之比为： ，符合要求；孔眼总面积与7.1.7.62支管纵横截面积之比为： ，符合要求。5.039.085.FjKfn4.5.4 洗砂排水槽4.5.4.1 洗砂排水槽中心距 10nLa式中： 洗砂排水槽中心距0am每侧洗砂排水槽数1na0.2480天津大学仁爱学院
43、 2011 届本科生毕业设计（论文）274.5.4.2 每条洗砂排水槽长度L =02bB式中： L 每条洗沙排水槽的长度（m）；0B中间排水渠的宽度（m）。设计中取 b=0.8m L = = =2.65m02bB8.0164.5.4.3 每条洗砂排水槽的排水量 20nqg式中： 每条洗砂排水槽的排水量（ ）；0qsL每个滤池的反冲洗流量（ ）。g洗砂排水槽总数，2n82nsLqg5.70204.5.4.4 洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面洗砂排水槽断面模数 012vqx式中： 洗砂排水槽断面模数x每条洗砂排水槽的排水量0qsL槽中流速 ，采用vsm6.0天津大学仁爱学院 2011
44、 届本科生毕业设计（论文）28mx19.0615.8724.5.4.5 洗砂排水槽顶距砂面高度 cxeH5.2式中： 洗砂排水槽顶距砂面高度（ ）；eHm砂层最大膨胀率，石英砂滤料一般采用 ；%45排水槽底厚度（ ）；滤料层厚度（ ）；2洗砂排水槽超高（ ）。cm设计中 08.,7.,05.%,42cHe mcxHe 92.08.51942 4.5.4.6 排水槽总平面面积 220 6.4.0865.2190LbnxlF%4fFo基本满足要求。4.5.4.7 中间排水渠中间排水渠为矩形断面，渠底距洗沙排水槽底部的高度H =1.73c32bgq式中： H 中间排水渠底距洗沙排水槽底部的高度（ m）；cb中间排水渠的宽度（m）；q 反冲洗排水流量（m /s）;g 3
