1、设 计 说 明 与 计 算 书第 1 章 设计水质水量与工艺流程的确定1.1 设计水质水量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） ，(1)给水厂处理后水中悬浮物含量 。(2)处理后水中细菌总数0.5mg/L ，大肠杆菌 。处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、50/L个 0/L个细菌、病毒以及其他有害万分，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。原始资料：原水取自香溪河上游. 年平均温度 10
2、；最高温度 40；最低温度-5。原水悬浮物含量：最高 2500mg/L，最低 50mg/L ，平均 435mg/L ，细菌总数：200 个mL ， 大肠杆菌：10 个mL。1.1.2、原始资料（1） 该镇居住面积上人口密度按 650 人/公顷计算，位于北纬 30，东经11042，即按生活用水分区划分属一区。（2） 该镇规划有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。平均日用水量为 130L/人d，其不均匀系数为 K 日 =1.2，K时 =1.5。（3） 工业企业用水和工作人员用水a) 染整厂生产及生活最大用水量为 11L/s；b) 镇政府生产及生活最大用水量为 5L/s；c) 中
3、学生产及生活最大用水量为 8L/s；d) 车场生产及生活最大用水量为 5L/s；e) 宾馆生产及生活最大用水量为 5L/s；f) 设其用水量变化与该镇居民用水同步。城市污水处理厂最大用水量为 15 L/s。（4） 公共建筑设计用水量火车站：3L/s； 火车用地：3L/s；（5） 浇洒绿地、道路设计用水量按 5 L/s 计。（6） 未预见水量：按设计流量 20%考虑。上述（1）（6）项水量之和作为设计水量，由泵站供给。（7） 消防用水：根据给水工程 （四版）附表 3、4、5 确定，此水量在管网平差时用作校核用。1.1.3 自然状况（1） 中心位于北纬 30，东经 11042，在未污染的香溪河下游
4、，平均海拔高度 253.0m。（2） 平均风速 2.5m/s，夏季为 2.7m/s。风向：冬季西南向频率 24%；夏季 南西向 频率 28%；年主导风向南西向频率 22%。（3） 大气压力：夏季 722 mmHg；冬季 735 mmHg。（4） 温度：年平均温度 10；最高温度 40；最低温度-5。（5） 最大冻土深度：0.5m。（6） 地下水水位：平均距地表 4m。（7） 地质状况：地表 0.5m 为耕土，0.5-1.5m 为亚粘土，1.5-4.0m 为粘土，4-10m 为砂、砾石、卵石层，地表 2m 处承载能力为 2Kg/cm2。（8）河流水文地质状况：在 95%水量保证率下流量为 50m
5、3/s，流速1.2m/s，水位标高（级泵站处）251.0m；20 年一遇洪水时，流量为300m3/s，流速 3.0 m/s，水位标高（级泵站处）256.0m。（9）地震等级：因水库会诱发地震，故该镇设计按砖-混凝土结构建筑，四层为主。地震烈度等级按里氏 6 级。1.1.4 工程现状资料（1） 该镇由国家出资建设，规划道路设计宽度 25 m。其中人行道宽按 3m两侧布设，用混凝土面砖铺设；非机动车道按 4m 两侧布设；机动车道宽 11m 均用沥青路面。（2） 地表以下敷设有通讯光缆。给水管道布置标高（管中心）距地表2.0m。生活污水、雨水管道位于路面下 3m 及以下。本设计暂不考虑其相互（空间及
6、平面）交叉。（3） 道路设计宽度 25 米，其中人行道宽度 3 米两侧布设，非机动车道 4米两侧布设，机动车道 11 米。沥青路面，人行道为专块铺设。（4） 地表以下 1.5 米内设有通讯、天然气、给水管道。雨水在路中央，本设计暂不考虑与污水管立体交叉。（5） 人防工程设于城市绿地以下 3 米处。（6） 本地区可自产钢筋混凝土排水管和供应地方建材。（7） 电力供应充足。（8） 管道建设拟采用招标方式进行。（9） 市内排向污水管道的生产废（污）水经局部处理达到排放下水道的标准。1.1.5 远期规划10 年内达到设计人口。自然人口增长率按 2考虑，在 20 年内随高层建筑发展人口密度按增加 1 倍
7、考虑。1.1.6、设计水量按城市给水工程规划规范规定： 城市给水工程规划的主要内容应包括：预测城市用水量，并进行水资源与城市用水量之间的供需平衡分析；选择城市给予水水源并提出相应的给水系统布局框架；确定给水枢纽工程的位置和用地；提出水资源保护以及开源节流的要求和措施。 城市给水工程规划期限应与城市总体规划期限一致。城市给水工程规划应重视近期建设规划，且应适应城市远景发展的需要。城市给水系统的设计年限，应符合城市总体规划，近远期结合，以近期为主。一般近期宜采用 510 年，远期规划年限宜采用 1020 年。 设计用水量由下列各项组成：1. 综合生活用水量 1Q本区面积 384.28 公顷，所以现
8、有人口总数为：=384.28650=249782（人）N设计人口为：（人）10(.2)5482则综合用水量为：13.69./QNLS2. 工业企业用水和工作人员最大用水量：258154/3. 公共建筑设计用水量：36/QLS4. 浇洒绿地、道路设计用水量为： 45/QLS5. 未预见水量： 5123420()10/6. 总设计水量(水厂用水量按供水量的 10%计算)：312345647/QQmh7. 消防用水：查表得：同一时间内的火灾次数为 2 次，一次灭火用水量为 。5/LS1. 2 给水处理流程确定1.2.1 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。一
9、般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。一般净水工艺流程选择：1. 原水简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时2. 原水混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于 2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为 10-20 度，一般用于水质要求不高的工业用水。3. 原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允
10、许含量同上，出水浊度小于 2NTU。4. 原水接触过滤消毒1) 一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。2) 进水悬浮物含量一般小于 100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。5. 原水调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清） ，适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到 1000mg/L 以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺， 其净水工艺流程如下：、第 2 章 给水处理构筑物与设备型式选择2.1、加药间2.1.1 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以在地平面原水 混合 沉淀池市政管网絮凝池 滤池二级
11、泵房清水池混凝剂消毒剂以下或半地下为宜，池顶宜高出地面 0.20m 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。2.1.2 混凝剂药剂的选用与投加(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。
12、本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/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。(2). 混凝剂的投加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。耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台
13、，一备一用.2.1.3 加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于 30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约 0.7m，一般高于地面 1.5m 左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在
14、磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气 8-12 次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。2.2、混合设备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。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。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
15、约用药量，降低运行成本。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、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。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。2.3、絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性
16、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。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表 2-1 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
17、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，本设计选用往复式隔板絮凝池。2.4、沉淀池常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。表 2-2 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
18、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1、 一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大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； 1、 一般用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、施工较平流式困难于大中型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管（板）
19、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。2.5、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
20、滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流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，罩体合隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于 10m2 ） ；（5） 、V 型滤池：可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期；气、水反冲再加始终存在的横向表面表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。但池体结构复杂，滤
21、料贵；还要增加反洗供气系统，造价比较高。（6） 、双阀滤池：是下向流、砂滤料得双阀式滤池，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得抽气设备。（7） 、普通快滤池：是向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于 100m2 。 主要有以下优点： 1） 、有成熟的运转经验，运行稳妥可靠。2） 、采用砂滤料，材料易得，价格便宜。 3） 、采用大阻力配水系统，单池面积相对较大；池深适中。4） 、可采用降速过滤，水质较好。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的普通快滤池。2.6 消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的
22、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，前者系水中投家药剂，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。原水水质较好时，一般为滤后消毒，虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。第 3 章 给水处理厂工艺计算3.1 加药间设计计算3.1.1. 设
23、计参数已知计算水量 Q =3564.67m3/h。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量 a=30mg/L，药容积的浓度 b=15%，混凝剂每日配制次数 n=2 次。3.1.2. 设计计算1 溶液池容积 1W，取 9m3330564.78.4721aQmbn式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L） ，本设计取30mg/L;Q设计处理的水量，3564.67m 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15%；n每日调制次数，一般不超过 3 次，本设计取 2 次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2 个，
24、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 ，高度.5.0.LBHm中包括超高 0.3m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积： 满足要求。32.501.89W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。 2 溶解池容积 2W3210.3.92.7m式中： 溶解池容积（m 3 ） ，一般采用（0.2-0.3） ；本设计取 0.31W1W溶解池也设置为 2 池，单池尺寸： ，高度中包括2.07LBHm超高 0
25、.2m，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： 32.01.48W溶解池的放水时间采用 t10min，则放水流量：，20.714.5/6qLst查水力计算表得放水管管径 75mm，相应流速 ，管材采用0d01.7/dms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3 投药管流量120910.28/466WqLs查水力计算表得投药管管径 d20mm，相应流速为 0.94m/s。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。5 计量投加设备混凝剂的湿投方式
26、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: 3190.75/2Wqmh式中： 溶液池容积（m 3）1耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用.6 药剂仓库混凝剂采用碱式氯化铝，每袋重 40Kg，每袋规格为0.5m0.4m0.2m。投药量为 30mg/L，水厂设计水量 3564.67 m3/h。药剂堆放高度为 2.0m，药剂储存期为 30 天。 氯化铝袋数243564.72030. 1951QutNW袋
27、有效堆放面积 948.2(10)VAmH（ -e） 考虑到远期规划发展，药剂仓库平面设计尺寸为 BL=10 m10m。仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药。3.2 混合设备设计计算3.2.1 设计参数设计总进水量为 Q=85552m3/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，进水管采用两条，流速 v=1.0m/s。计算草图如图 2-1。图 3-1 管式静态混合器计算草图3.2.2 设计计算1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中设计流量 33852476/0.5/Qqmdn则静态混合器管径为： ，本设计采用 D=800
28、mm； 83140qDv2.混合单元数按下式计算，本设计取 N=3；0.5.30.50.32626182Nv则混合器的混合长度为： 18.4LDm3.混合时间 T= 2.64.0sv4.水头损失0.5m,符合设计要求。224. 4.050.18.183.Qhnmd5.校核 GT 值，在 700-1000 之间，符合设139.2.01.406GsT1s计要求，水力条件符合设计要求。8.2.823.3 往复式隔板絮凝池设计计算3.3.1 设计参数絮凝池设计 n=2 组，每组设 1 池，每池设计流量为 ，絮凝时间 T=20min。3318527/0.5/4Qmhsn3.3.2 设计计算1. 絮凝池有
29、效容积3178205946VQT考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取 2.0m，池宽取 B=15.0m。2. 絮凝池有效长度取 20m。5941.82VLmHB式中： H平均水深(m);本设计取超高 0.5m，H=2.0m；3. 隔板间距絮凝池起端流速取 ，末端流速取 。首先根据起，末端流0.5/vs0.2/vms速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。起端廊道宽度： 10.5.2QavH末端廊道宽度： .1.m廊道宽度分成 4 段。各段廊道宽度和流速见表 2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道真实流速的近似值，因为，廊道水深
30、是递减的。四段廊道宽度之和 4.256.20.5bm取隔板厚度 =0.20m，共 27 块隔板，则絮凝池总长度 L 为：270704L4.水头损失计算 2itii iivhmlgCR式中： vi第 i 段廊道内水流速度（m/s） ；第 i 段廊道内转弯处水流速度（m/s） ；itmi第 i 段廊道内水流转弯次数；隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板（1800 转弯） =3； 第 i 段廊道总长度(m)；il-第 i 段廊道过水断面水力半径（m） ；iR流速系数，随水力半径 Ri 和池底及池壁粗糙系数 n 而定，通常iC按曼宁公式 计算。16iin= =0.22 m12aHR0.52.，1166.
31、9.70.3Cn21357.4C1 2 3 40.50 0.60 0.80 1.250.5 0.42 0.31 0.208 7 7 54.00 4.20 5.60 6.25表 3-1 廊 道 宽 度 和 流 速 计 算 表各 段 廊 道 总 净 宽 （ m）廊 道 分 段 号各 段 廊 道 宽 度 （ m）各 段 廊 道 流 速 （ m/s）各 段 廊 道 数絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数为n=0.013。其他段计算结果得：2340.6.8R2341.598.06C232476.1089.C廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的 1.2-1.5 倍，本设计取 1.
32、4 倍，则第一段转弯处流速： m/s117820.354.4360.456itiQvaH式中： 第 i 段转弯处的流速（m/s） ；it单池处理水量（m 3/h） ；1第 i 段转弯处断面间距，一般采用廊道的 1.2-1.5 倍；ia池内水深（m） 。H其他 3 段转弯处的流速为： 2340.95/1./tttvms各廊道长度为：各段转弯处的宽度分别为 0.7m；0.84m；1.12m；1.75m；1234(0.7)8(150.7)14.4892.26()()5lnBml第 1 段水头损失为：m2 22110.340.814.09957tvhmlgCR5.GT 值计算(t=20 时)0C60
33、,符合设计要求；1410.3765.86.290hGsT1（在 104-105范围之内）5.18206絮凝池与沉淀池合建，中间过渡段宽度为 1.5m。3.4 斜管沉淀池设计计算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。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计 2 组3.4.1 设计参数设计流量为 Q=1782 m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为 15m，表面负荷 q=10 m3/ m2h 斜管材料采用厚 0.4mm，塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径 d=25mm，长 1000
34、mm，水平倾角 =60，斜管沉淀池计算草图见图 3-2. 段 数 mi li Ri vit vi Ci Ci2 hi1 8 114.4 0.22 0.354 0.50 59.77 3572.45 0.1902 7 99.12 0.26 0.295 0.42 61.45 3776.10 0.1113 7 97.16 0.33 0.221 0.31 63.95 4089.60 0.0594 5 66.25 0.48 0.141 0.20 68.06 4632.16 0.016合 计 h= hi=0.376m表 3-2 各 段 水 头 损 失 表井井井3.4.2 设计计算3.4.2.1 平面尺寸计算
35、1.沉淀池清水区面积 2178.0QAmq式中 q表面负荷 ，一般采用 9.0-11.0 ，本设计取 10 32/()h32/()mh32/()mh2. 沉淀池的长度及宽度取 12m1785ALmB则沉淀尺寸为 1215=180 m2 ，为配水均匀，进水区布置在 15m 长的一侧。在 12m 的长度中扣除无效长度 0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数 1.03) 211(0.5)(20.5)167.483LBAk式中： k 1斜管结构系数，取 1.033 沉淀池总高度 123450.312.871.5084.67Hhh m式中 h 1保护高度（m） ，一般采用 0.3-0.5m，本设计取
36、 0.3m；h2清水区高度（m） ，一般采用 1.0-1.5m，本设计取 1.2m；h3斜管区高度（m） ，斜管长度为 1.0m，安装倾角 600，则；03sin6.87h4配水区高度（m） ，一般不小于 1.0-1.5m，本设计取 1.5m；h5排泥槽高度（m） ，本设计取 0.8m。3.4.2.2.进出水系统1. 沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： 220.5QAmv式中 v孔口速度（m/s） ，一般取值不大于 0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。每个孔口的尺寸定为 15cm8cm，则孔口数 个。进水孔位2502918AN置应在斜管以下、沉泥区以上部位。2.沉淀
37、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：2310.5836QAmv设每个孔口的直径为 4cm，则孔口的个数3.61025NF式中 F每个孔口的面积(m 2), .220.4.156Fm设沿池长方向布置 8 条穿孔集水槽，中间为 1 条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L=12/8=1.5m。 ，每条集水槽长 L= m， 每()/27条集水量为：考虑池子的超载系数为 20%，故槽中流量为：30.5.1/28qms30.8/s 槽宽： =0.9 =0.90.038 =0.90.27=0.24m。b.4q0.4起点槽中水深 H 1=0.75b=
38、0.750.24=0.18m，终点槽中水深H2=1.25b=1.250.24=0.30m 为了便于施工，槽中水深统一按 H2=0.30m 计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取 0.05m，跌落高度取 0.07m，槽的超高取 0.15m。则集水槽总高度:20.5.70.15.305.70.15.7m集水槽双侧开孔，孔径为 DN=25mm，每侧孔数为 50 个，孔间距为 15cm 8 条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按 0.5m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为 =0.9 = m，为施工方b0.4Q0.49568便采用 0.7m，起端水深 0.57m，考虑到集水槽水流
39、进入集水渠时应自由跌落高度取 0.05m，即集水槽应高于集水渠起端水面 0.05，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：=0.05+0.7+0.57=1.32m H出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失： 2210.6.3798vhmg式中： 进口阻力系数，本设计取 =2.集水槽内水深为 0.3m，槽内水力坡度按 i=0.01 计，槽内水头损失为：20.170.hiLm出水总水头损失12.3173.4.2.3. 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 8 根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长 12m，BH=0.3m 0.3m，孔眼采用等距布
40、置，穿孔管长 7.5m，首末端集泥比为 0.5 ，查得 =0.72。取孔径 =25mm，孔口kd面积 =0.00049m，取孔距 =0.4m，孔眼总面积为：f sm27.51804lms孔眼总面积为：孔眼总面积为： m2 018.049.8w穿孔管断面积为： = = =0.0123 m2 wk.72穿孔管直径为： D= =0.125m 4013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。3.4.3 核算（1） 雷诺数 Re水力半径 = mm=0.625cm R256.4d当水温 =20时，水的运动粘度 =0.01cm2/st 斜管内水流速速为= = =0
41、.0034m/s=0.34cm/s = =2v01sin6QA.57486eR2v=21.25500，符合设计要求 .5.3式中 斜管安装倾角，一般采用 600-750，本设计取 600 ， （2）弗劳德系数 rF= = =1.8910-4 r2vRg20.3465981介于 0.001-0.0001 之间，满足设计要求。 rF（3）斜管中的沉淀时间 T= = =294s=4.9min ，满足设计要求（一般在 25min 之间）T12lv0.34式中 斜管长度（m） ，本设计取 1.0m 1l3.5 普通快滤池设计计算3.5.1 平面尺寸计算 滤池总面积； vTQF10nt式中 滤池总面积 2
42、m设计水量 ，近期设计 组，每组滤池设计水量d3Q852设计滤速 ，石英砂单层滤料一般采用 ，双层滤料一vhmhm97般采用 19滤池每日的实际工作时间Th滤池每日的工作时间0滤池每日冲洗后停用和排放初滤水时间t h滤池每日冲洗时间1 h滤池每日的冲洗次数n设计中取 ， ，不考虑排放初滤水时间，2t1.00thT834设计中选用单层滤料石英砂滤池，取 hmv10246.59).210(85F单格面积Nf式中 单池面积 2m滤池总面积F滤池个数，一般 ，设计中取 ，采用双排排列N2N8N93.486.35mf设计中取 ，滤池的实际面积 ，BL7,9 2457.9m实际流速 hv8.)2(当一座滤
43、池检修时，其余滤池的强制滤速 hmNv40.1798.)1(3.5.2 滤池高度4321HH式中 滤池高度 m承托层高度1滤料层高度2滤料层上水深3H超高4m设计中取 mH3.0,8.1,7.0,5. 4321 258103.5.3 配水系统 最大粒径滤料的最小化态流速54.031254.031. )(26. mdVmf 式中 最大粒径滤料的最小化态流速f sc滤料粒径d球度系数 2)(msN水的动力黏度滤料的孔隙率0m设计中取 水温为 时,38.0,9.,12. md C202)(01.msNscmVmf .1).1(0.98.654.0254.31. 反冲洗强度 mfkq式中 反冲洗强度
44、，一般采用)(2sL )(1522msL安全系数，一般采用k3.1设计中取 3.1)(408.02msLVqmf 反冲洗水流量 fg式中 反冲洗干管流量qsLfg630145 干管始端流速23Dqvgg式中 干管始端流速 ，一般采用gsmsm5.10反冲洗水流量。 q干管管径设计中取 D9.0smvg.1.4362 配水支管流速 aLnj式中 单池中支管根数j滤池长度Lm支管中心间距 ，一般采用a m30.25.设计中取 28.057.9Lnj 单根支管入口流量jgjnq式中 单根支管入口流量j sLnqjgj 05.1763 支管入口流速 23410jjjDqv式中 支管入口流速 ，一般采用
45、j smsm0.251支管管径j设计中取 Dj09.smqvjjj 74.109.14354232 单根支管长度 )(21DBlj式中 单根支管长度j m单个滤池宽度配水干管管径D设计中取 mB9.0,7.5lj 42)(21 配水支管上孔口总面积 fKFk式中 配水支管上孔口总面积配水支管上孔口总面积与滤池面积 之比，一般采用f %25.0.设计中取 %25.0K21.4mfFk 配水支管上孔口流速 kgqv式中 配水支管上孔口流速 ，一般采用smsm0.65svk709.63 单个孔口面积 24kkdf式中 配水支管上单个孔口面积 2m配水支管上孔口直径 ，一般采用k m19设计中取 md
46、12204.34.3fk孔口总数950.13kKfFN每根支管上的孔口数857jkn支管上孔口布置成二排，与垂线成 夹角向下交错排列。45孔口中心距mnlakj 27.0184孔口平均水头损失2)10(Kqghk式中 孔口平均水头损失k m冲洗强度q)(2sL流量系数，与孔口直径和壁厚 的比值有关支管上孔口总面积与滤池面积之比，一般采用K %25.0.设计中取 ；则孔口直径与壁厚的比值 ，查有关%25.0,5m 4.1kd资料 6.0mhk 78.3)025.614(8.92配水系统校核对大阻力配水系统，要求其支管长度 与直径 之比不大于 。jljd606021.4jdl对于大阻力配水系统，要
47、求配水支管上孔口总面积与所有支管横截面积之和的比值小于 5.0.jkfnF24jjDf式中 配水支管的横截面积j 2m，满足设计要求。5.0319.041.3572jkfnF要求干管横截面积与支管总面积之比为 .72.,满足设计要求。22.1.557094gjfn配水系统示意图：3.5.4 洗砂排水槽 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，1n12n85.270 每条洗砂排水槽长度ml9.0 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0 sL每个滤池的反冲洗流量gq洗砂排水槽总数，2n2nsLqg3156020 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每条洗砂排水槽的排水量0qsL槽中流速 ，采用vsm6.0x3.60152 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e m
