1、净水处理构筑物设计计算宾川县二水厂工程的设计规模为 2.0 万 m3/d，分两期实施。一期工程规模为 1.0 万 m3/d。一期工程设计流量 Q= =458.33 m3/h=0.127 m3/s。2410.1.配水混合井配水井按二期设计，一次修建完成。分为 3 格，每格均为正方形（2.0m2.0m） ，有效水深 2.0m，保护高度 0.5m。原水进入配水井中间一格后通过池壁底端的连通渠向两边均匀分流，并在外侧的两格装有推进式机械浆板混合装置，搅拌器直径 0.68m，外缘线速度 4.6 m/s，搅拌功率 2.5Kw。向配水井内投加混凝剂后，经机械混合器快速混合，混合时间 1min，然后由配水井上
2、端连接的 DN400 配水管向网格絮凝池均匀配水。在浊度较低季节或水厂网格絮凝斜管沉淀池检修时，可以超越网格絮凝斜管沉淀池，投药后配水混合井直接配水到无阀滤池进行直接过滤。2.网格反应池2.1 设计数据（1）设计流量 Q=0.127 m3/s；（2）反应时间 t12.5min；（3）每个反应池有 6 个竖井；（4）过网流速分四档，分别为：0.25m/s，0.19m/s，0.10m/s，0.07m/s ；2.2 主要计算（5）平面尺寸反应池容积 Qt0.12712.56095.25 m 3反应池有效水深 H3.6 m反应池的总面积 F m2463259 H反应池分 6 格，每格的面积 f m21
3、.F单格平面尺寸 2.1 2.1m （6）反应池的总高度 HHH 1H 2 H3 H1排泥斗高度，取 1.1m；H2池中有效水深，取 3.6m；H3保护高，取 0.4m；H1.13.6+0.4 5.10m根据泥斗尺寸验算斗底坡度为 52.3，排泥顺畅。（7）网格的网孔尺寸和过网流速每个反应池有 6 格，即 6 个竖井。反应池的设计流量 Q=0.127 m3/s，每个竖井中安装四层网格。在反应池中，水流经过 4 个竖井，各竖井中网格的网孔尺寸和过网流速如下：反应池的格竖井中水流空塔流速 V 空 ：V 空 sm/029.1.27反应池的格竖井中水流空塔流速 V 空 ：V空 s/015.2.7格竖井
4、中网格的网孔尺寸 2525， 网孔面积占网格总面积的比例系数 K1，K1= 17.02745第格网格的过网流速 V 孔 1= ；sm/25.07.9格竖井中网格的网孔尺寸 3030，网孔面积占网格总面积的比例系数 K2，K2= 152.07863第格网格的过网流速 V 孔 2= ；sm/9格竖井中的网格的网孔尺寸 3030，其构造与第格竖井中的网格相同。K3K 2= 152.0786第格网格的过网流速 V 孔 3= sm/10.52.格竖井中网格的网孔尺寸 3535，K4= 215.073第格网格的过网流速： V 孔 4= sm/（8）网格反应池的水头损失：本设计 h 总 取 0.1m。3.
5、斜管沉淀池3.1 设计数据：（1）设计流量 Q= =458.33 m3/h=0.127 m3/s；2410.（2）清水区上升流速 V 上 采用 2.5mm/s；（3）颗粒沉降速度 0：0.4mm/s；（4）采用蜂窝形斜管，30，L1000，60。3.2 主要计算（5）沉淀区的平面尺寸每个沉淀池的沉淀区表面积 F m2，其中斜管结构占用面积8.50.17按 3%计，则实际清水区需要面积：F=50.81.03=52.32 m2.为了配水均匀，采用清水区平面尺寸 8.46.3m，使进水区沿 8.4m 长一边布置；每个沉淀池实际沉淀面积 8.46.352.92m 2；沉淀池清水区实际上升流速为：V 上
6、 smhFQ/41.6.892.54323（6）沉淀池的总高度超高 0.33m，清水区高度 1.10m，布水区高度1.50m，泥斗高度 1.10m。因此，沉淀池总高度为：H0.331.101.500.871.104.9m（7）穿孔集水槽计算一个沉淀池设有 6 个集水槽，集水槽间距 1.40m，每个集水槽流量 q ；sm/021.6.3集水槽宽 b0.9（q ） 0.4（ 一般取 1.21.5）0.9（1.20.021） 0.40.207m，取0.21m； 集水槽深：hb为了施工方便，采用平底集水槽，集水槽水深 h0.21m ；集水槽深 Hh 2+ h3 +h4 +h0=0.21+0.05+0.
7、07+0.07=0.40m（8）孔眼计算孔径 d 取 25mm每孔流量 412ghq07.8190.62=0.0003568 m3/s每根集水槽孔眼数 个；103568.21qn两侧交错开孔，每侧开孔数分别为 35 个和 36 个；集水槽上孔距 ml736排泥斗斗底坡度经验算：斗底坡度为 5055，排泥顺畅。（9）复算管内雷诺数及沉淀时间：Re= vR0式中 水力半径 R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm;管内流速 v0= =0.35cm/s;06sin运动粘度 =0.01cm 2(当 T=20时),Re= =26.261.357沉淀时间 T= = =285s=4.75min(沉淀时
8、间一般在 25min)。0vl.4. 重力式无阀滤池4.1 设计数据（1）设计水量净产水量为 416.7m3/h，滤池分为 4 格，每格水量为 104m3/h，滤池自身冲洗水量考虑为净产水量的 4%，故:设计水量=104104%=108 m 3/h=30.04L/s（2）设计数据设计滤速采用 9.0m/h；平均冲洗强度采用 15L/(sm2);冲洗历时采用 5min；期终容许水头损失采用 1.7m；排水井堰口标高采用-0.7m（设计地面标高 0.00m） ；滤池地板埋深采用 0.5m。4.2 主要计算（1）滤池面积过滤面积 f1= =108/9=12m2；vQ连通渠考虑采用边长为 0.40m
9、等腰直角三角形，其面积f 2=0.50.40.4=0.08m2并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚为 80mm，则每边长=0.40+ 0.08=0.51m，面积为：2f2=0.50.510.51=0.13 m2故要求滤池面积 f= f1+ f2=12+40.13=12.52 m2滤池为正方形，每边长 L= =3.54m，为了便于施工取用 3.6m；滤池实际面积 F=3.63.6=12.96 m2实际过滤面积 F=12.96-40.13=12.44 m2（2）滤池高度底部集水区高度采用 0.40m；滤板高度采用 0.10m；支撑层高度采用 0.20m；滤料层高度采用 0.70m；净空高度采用 0.40
10、m；顶盖高度采用 0.40m；冲洗水箱高度：= =2.16m102Ftq6 102.9654水箱高度定为 2.20m超高采用 0.15m池顶板厚度 0.10m故滤池总高度为：0.4+0.1+0.2+0.7+0.4+0.4+2.20+0.15+0.10=4.65m。（3）进水管滤池进水管由沉淀池总出水渠接出，进水管流量 Q=30.04L/s，选用 DN250管道，流速 vj=0.61m/s，水力坡度降 ij=2.66，管长 lj=15m；进水管水头损失：h=il+ gv2考虑局部阻力，包括管道进口，90弯头 3 个的损失，则hj= 0.0026615+（0.5+3 0.6） g261.0=0.0
11、84m（4）几个控制标高滤池出水口（即冲洗水箱水位）高程=滤池总高度-滤池底板入土埋深-超高=4.65-0.50-0.25=+3.90m。虹吸辅助管管口高程=滤池出水口高程+ 期终容许水头损失值=3.90+1.70=5.60m。（5）虹吸管管径反冲洗流量 Qch=qF=1512.44=186.6L/s因冲洗时不停止进水 Qj=30.04 L/s故虹吸管流量 Qh=186.6+30.04=216.64 L/s假定：虹吸上升管管径为 DN350，查水力计算表得：流速 vhs=2.16m/s，水力坡度降 ihs=18.6；Q=186.6 L/s 时，v hs=1.86m/s虹吸下降管管径为 300m
12、m，查得：流速 vha=2.97m/s，水力坡度降iha=40.1；三角形连通管内流速 vl= = =0.58m/s2fQch408.17水力坡降 il=5在冲洗流量下的水头损失：从水箱至排水井1） 沿程水头损失 h 1= illl+ ihslhs+ ihalha=0.0051.6+0.01866.0+0.04016.0=0.008+0.1116+0.2406=0.36m2） 局部水头损失 h 2= = hl+ hd+ hh+ hhagv2式中局部阻力包括：三角形连通渠进水口、出水口；挡水板水头损失；虹吸上升管进口、60弯头、120弯头；虹吸下降管缩管及出口等。则局部水头损失h 2=（0.5+
13、1.0） +0.05+（0.5+0.5+2.0）g258.0 +（0.25+1.0） =0.026+0.05+0.714+0.563=1.35mg216. 97.23）小阻力配水系统及滤层损失：小阻力配水采用 ABS 短柄滤头，其水头损失采用 15cm。滤料层及支撑层损失为：h=（ -1） （1-m 0）H 2=（ -1） （1-0.41）0.8=0.80m21165.总计水头损失=0.36+1.35+0.15+0.80=2.66m冲洗水箱平均水位高程为+4.20m虹吸水位差 H2=冲洗水箱平均水位高层 -排水井堰口标高=4.20-0.70=3.502.66m通过核算可知，虹吸水位差大于反冲洗
14、水量时的总水头损失，故冲洗是有保证的，且冲洗强度将大于设计强度，可用冲洗强度调节器加以调整。 （6）排水管径排水流量 Qha=216.64 L/s，采用管径 D700，该时流速 vp=0.9m/s，水力坡度降 ip=0.015，充满度 =0.60。Dh5 清水池5.1 设计数据设计规模，Q=110 4m3/d；5.2 计算清水池的容积取为最高日供水量的 30%；则清水池的容积为 V=110415%=3000m3；建两座清水池，每座清水池的容积为 1500 m3；清水池间互相连通；每个清水池内用导流隔墙分开；每个清水池的尺寸：B H L=19.819.84.3m，有效水深：3.9m ；故其有效容
15、积 V 有效=19.819.83.9=1528.96m 3；两座清水池的有效容积 3057.91m3；设有 200 通气管，1000 人孔，另设溢流管、放空管等。6. 吸水井设计计算二泵房水泵吸水管管径为 DN200，喇叭口外形尺寸查标准图集 S311-（32-27） ，DN200 吸水管的喇叭口直径为 300，由此可得吸水井宽度为：依据吸水喇叭口据池壁距离和泵站吸水管路布置，得出吸水井长度为：LB=14.502.10m。水厂高程布置连接各构筑物的生产管线管内流速及水头损失沿程水头损失计算表管径mm计算管长m每根流量m3/s流速m/s1000i 沿程水损m配水井反应池400 10.62 0.1
16、27 0.981 10 0.039沉淀池滤池250 12.59 0.032 0.642 2.9 0.037滤池清水池400 18.20 0.127 0.981 3.7 0.068清水池吸水井400 35.61 0.064 0.49 1.0 0.037局部水头损失计算表部件 V h配水井反应池 进口 1.0出口 0.36DN400 蝶阀 0.3DN400 90弯头 4 个 0.9045.26 0.981 0.258沉淀池滤池 进口 1.0DN250 弯头 6 个 0.876出口 0.366.58 0.642 0.138滤池清水池 进口 1.0DN400 三通转弯流 1.5DN400 蝶阀 0.3DN400 90弯头 4 个 0.904出口 0.366.76 0.981 0.332清水池吸水井 进口 1.045急转弯管 2 个 0.352DN400 90弯头 1 个 0.90出口 0.362.96 0.49 0.036构筑物间总水头损失计算表沿程 m 局部 m 总水头损失 m配水井反应池 0.039 0.258 0.297沉淀池滤池 0.037 0.138 0.175滤池清水池 0.068 0.332 0.4清水池吸水井 0.037 0.036 0.073各处理构筑物水面标高及构筑物地面标高见图 GS2。
