郑州大学课程设计说明书

给水工程课程设计学 院： 水利与环境学院 专业: 给排水科学与工程学生姓名：学 号：指导教师：二o二二年四月二十七日目录1总论 - 1 -1.1 设计任务及要求 - 1 -1.2 基本资料 - 1 -1.2.1 水厂规模 - 11.2.2 原水水质资料 - 11.2.3 厂区地形 - 21.2.4 工程地质资料 - 21.2.5 水文及水文地质资料 - 21.2.6 气象资料 - 2-2总体设计 - 3 -2.1 净水工艺流程的确定 - 3 -2.2 处理构筑物及设备型式选择 - 3 -2.2.1 药剂溶解池 - 32.2.2 混合设备 - 42.2.3 絮凝池 - 4 -2.2.4 沉淀池 - 4 -2.2.5 滤池 - 52.2.6 消毒方法 - 5-3混凝沉淀 - 5 -3.1 混凝剂投配设备的设计 - 5 -3.1.1 溶液池 - 6 -3.1.3 投药管 - 7 -3.2 混合设备的设计 - 8 -3.2.1 设计流量 -83.2.2 设计流速 -83.2.3 混合单元数 -93.2.4 混合时间 -93.2.5 水头损失 -93.2.6 校核 GT 值-9 -3.3 絮凝设备的设计 - 9 -3.3.1 絮凝池的参数选择- 10 -3.3.2 絮凝池的计算 - 10 -3.4 沉淀澄清设备的计算- 12 -3.4.1 设计水量 -13 -3.4.2 沉淀面积 -133.4.3 池体高度 -133.4.4 复合管内雷诺数及沉淀时间- 143.4.5 配水槽 -14 -3.4.6 集水系统 -14 -3.4.7 排泥 -16-4普通快滤池工艺设计与计算 - 16 -4.1 滤池面积和尺寸- 16 -4.2 每个滤池的配水系统- 18 -4.2.1 最大粒径滤料的最小流化态流速- 18 -4.2.2 反冲洗强度 - 18 -4.2.3 反冲洗水流量 - 19-4.2.4 干管始端流速 - 194.2.5 配水支管根数 - 19 -4.2.6 单根支管人口流量 - 204.2.7 支管入口流速 - 204.2.8 单根支管长度 - 214.2.9 配水支管上孔口总面积 - 214.2.10 配水支管上孔口流速 - 214.2.11 单个孔口面积 - 214.2.12 孔口总数 - 224.2.13 每根支管上的孔口数 - 224.2.14 孔口中心距 - 224.2.15 孔口平均水头损失 - 224.2.16 配水系统校核 - 234.3 洗砂排水槽 - 234.3.1 洗砂排水槽中心距 - 234.3.2 每条洗砂排水槽长度 - 244.3.3 每条洗砂排水槽的排水量 - 244.3.4 洗砂排水槽断面模数 - 244.3.5 洗砂排水槽顶距砂面高度 - 254.3.6 洗砂排水槽总面积 - 254.3.7 中间排水渠 - 254.4 滤池反冲洗 - 254.4.1 单个滤池的反冲洗用水总量 - 264.4.2 高位水箱冲洗 - 264.4.3 水泵反冲洗 - 27-4.5 进、出水系统 - 274.5.1 进水总渠 - 27 -4.5.2 反冲洗进水管 - 274.5.3 清水管 - 284.5.4 排水渠 - 28-5消毒 -28-5.1 加药量的确定 - 285.2 加氯间的布置 - 28-6其他设计 -29-6.1 清水池的设计 - 296.2 吸水井的设计 - 296.3 二泵房的设计 - 296.4 辅助建筑物面积设计- 30-7水厂总体布置 -30-7.1 水厂的平面布置- 307.2 水厂的高程布置- 31-参考文献 -31-1 总论1.1 设计任务及要求通过净水厂课程设计，巩固学习成果，加深对给水处理课程内容的学 习与理解，掌握净水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水 平。在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型给水处理厂工艺设计， 锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。课程设计的基本要求完成设计计算书明书一份，设计图纸 2 张，其中： 净水厂平面布置图及工艺流程程图 1 张，单体构筑物图 1 张。1.2 基本资料1.2.1 水厂规模净水厂水量为5万m3/天。1.2.2 原水水质资料水源为河水，原水水质如表 1-1：项目数量项目数量浑浊度1001000mg/L总硬度4度（德国度）色度15度碳酸盐硬度4度（德国度）水温020oC氯化物21 mg/LpH值7溶解性总固体298 mg/L细菌总数12000 个/ML硝酸盐0.05 mg/L大肠菌数33000 个/L铁0.1 mg/L臭和味微量亚硝酸盐0.038 mg/L化学耗氧量9.68mg/L碱度8度表 1-1 原水水质1.2.3 厂区地形厂区地形平坦，水源取水口位于水厂西北方向50m，水厂位于城市北 面 1km 。1.2.4 工程地质资料地质钻探资料如表 1-2:表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂石粘土1m1.5m1m2m0.8m1m2m表 1-2 地质钻探资料 地震计算强度为 186.2KPa。 地震烈度为 9 度以下。 地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。1.2.5 水文及水文地质资料 最高洪水位:342.5m;最大流量:Q=295m3/s。 常水位:340.5m,平均流量:Q=15.3m3/s。 枯水位：338.7m;最小流量：Q=8.25m3/s。 地下水位:在地面下1.5m。1.2.6 气象资料 风向 （风玫瑰自定 ）气温:最冷月平均为-0.8C最热月平均为25.4C极端气温:最高38OC，最低为-21.5C土壤冰冻深度:0.7m。2 总体设计2.1 净水工艺流程的确定水厂以地表水作为水源，常见工艺流程如图 2-1 所示。混凝剂消毒剂原八阴絮凝沉淀池苦詁护水-一级泵用户图 2-1 水处理工艺流程2.2 处理构筑物及设备型式选择2.2.1 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。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不 必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。2.2.2 混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占 地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大， 管理复杂，相比之下，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。2.2.3 絮凝池反应作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成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 有网格（栅条）絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这三种形式的絮凝池在大、 中型水厂中均有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投 资小、便于管理等优点，并且都能达到良好的絮凝条件。此次采用往复式 隔板絮凝池。2.2.4 沉淀池原水经投药、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，沉淀效率高、占地少。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。2.2.5 滤池采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。它的优点是采用砂滤料，材料 易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效 果好。虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量 影响，冲洗效果不如普通快滤池稳定1。故而以普快滤池作为过滤处理构 筑物。2.2.6 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。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价 格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。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。3 混凝沉淀3.1 混凝剂投配设备的设计质的混凝处理，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所示。池配制槻药设話定遊务图 3-1 湿投法混凝处理工艺流程本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。由于缺少必要的条件，所 以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料，选用聚合铝作为水处理混凝剂 包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，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 64mg/L。3.1.1 溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。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：“224 X 100aQ aQ1000 x 1000c兀 417cn式中 W2溶液池容积，m3；Q处理水量，m3/h；a混凝剂最大投加量，mg/L；c溶液浓度，取10%；n 每日调制次数，取n = 3。代入数据得W2 = 64x5x104x1-06 = 11.29m3 （考虑水厂的自用2417CH24X417X1O%X3水量 6%）溶液池设置两个，每个容积为W2，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H1 = 1.0m，总深H = H+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+0.1=1.3m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长X宽X高=6m X 3m X 1.3m。3.1.2 溶解池溶解池容积 W = 0.3 = 0.3 X 11.29 = 3.4m3 12溶解池一般取正方形，有效水深H1 = 1.0m，贝面积F = W/H n边 长 a = F1/2 = 1.79m。溶解池深度日=叫+也+屯=2.6+0.2+0.1 = 2.9口 （式中H2为保护高，取 0.2m； H3为贮渣深度，取0.1m）和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t = 15min，则放水流量W 3.2 X 1000q = 一1 = 3.6 厶/s4060t60X 15/查水力计算表得放水管公称管径DN = 50mm，相应流速v=1.9m/s。溶 解池底部设管径 d=100mm 的排渣管一根。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。3.1.3 投药管投药管流量q=24 X 60 X 6011.29 X 1000 X 224 X 60 X 60= 0.26L/s采用 DN=20mm 的管道，流速采用 v=0.9m/s。3.2 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。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：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，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%，构造如图 2 所示。图 3-2 管式静态混合器3.2.1 设计流量采用两个混合器向两个絮凝池同时供水，故每个混合器设计流量5 X 104 X 1.06Q = 0.31m3 /sv 2 X 24 X 3600/3.2.2 设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为:4 X 0.313.14 X 1.0=0.63m采用公称直径DN=700mm,实际流速为0.81m/s。3.2.3 混合单元数按下式计算N 2.360.5 D0.32.36 = 2.9 0.810.5 X O.7o.3取N=3，则混合器的混合长度为:L=1.1ND=1.1X3X0.7=2.3m3.2.4 混合时间2.308!2.8s3.2.5 水头损失1.43 XD0.40.8122 X 9.8X 3 = 0.17m3.2.6校核GT值G=9800 X 0.171.14X103 X 2.8=722.4S1 (7001000s1 )GT = 722.4 x 2.8 = 2022.72 (2000，水力条件符合要求)3.3 絮凝设备的设计絮凝池采用往复式隔板絮凝池。往复式隔板絮凝池通常用于大、中型水厂，因水量过小时，隔板间距过狭隘不便于施工和维修。隔板絮凝池构 造简单，管理方便，絮凝效果比较好。3.3.1 絮凝池的参数选择往复式隔板絮凝池采用 2 个，每组的流量采用设计流量 Q=0.31m3/s。絮凝池平均水深为坷=1.1m,进水的流速采用0.5m/s,出水流速采用0.2m/s。絮凝池采用6段。絮凝时间采用6min。絮凝池的长宽比为Z = = 1.2L廊道流速采用 6 档，即V1=0.5m/s， V2=0.4m/s， V3=0.35m/sV4=0.3m/s， V5=0.25m/s， V6=0.2m/s隔板转弯的宽度采用廊道宽度的1.2-1.5倍。3.3.2 絮凝池的计算 总容积WW = 60Qt = 60 X 0.62 X 20 = 744m3 单池平面面积 f7442 X 1.1=338m2 池长邙隔板间净间距之和）L33812 = 16-8m 池宽 BB = ZL = 1.2 X 16.8 = 20.2m 廊道宽度和流速的计算廊道分段号223456各段廊道宽度(m)各段廊道流速(m/s)各段廊道数各段廊道总净宽0.500.40.350.300.250.201.682.102.402.823.394.23表 3-1 廊道宽度和流速计算表 水流转弯次数池内每 3 条廊道宽度相同的隔板为一段，共分为 6 段，则廊道总数为6X3=18 条隔板数为 18-1=17 条水流转弯次数为 17 次 池长复核(未计入隔板厚度)L=3X (0.56+0.70+0.80+0.94+1.13+1.41)=16.62m 池底坡度根据池内平均深度为1.1m，最前端水深取为0.8m，最深端取1.4m。则池底坡度1.4 - 0.8i = _ = 0.03616.8水头损失 按照廊道内的不同流速分成6 段进行计算。各段的水头损失按照下式 计算h = fS U0 + 必 lR =nn 2g CRn nnan+2H絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，则粗糙系数 n=0.013絮凝池前5段内水流转弯次数均为Sn=3，则第六段内水流转弯次数为17-3X5=2各段水头损失计算结果如表 3-2段SnlnRnV0vnCn1361.20.2400.4020.48262.12361.20.2710.3440.41363.33361.20.3000.3010.36164.34361.20.3530.2410.28965.85361.20.3890.2100.25266.86240.80.4520.1660.20068.4表 3-2 各段水头损失计算0.0890.0640.0480.0300.0220.009hn总水头损失h = Zhn = 089 + 0-0-64 + 0-0-48 + 030 + 022 + 009 = 026-GT值水温 T=20C,=1.0091 x 103 Pa - sphG = j6X10ZT = 45-89S1GT = 45.89 x 20 x 60 = 55068设计合理3.4 沉淀澄清设备的计算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l=1OOOmm，斜管倾角。=60。如图 3-3 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 3-3 斜管沉淀池的剖面图3.4.1 设计水量包括水厂自用水量 6%，和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组 设计流量 Q=0.31m3/s表面负荷取 q=10m3/ (m2- h) =2.8mm/s3.4.2 沉淀面积单个沉淀池清水区有效面积AQ0.31A =V= 0.0028110加 2采用沉淀池的尺寸为5.5mx 20.2m=111.1m23.4.3 池体高度保护高h1 =0.5m；斜管高度 h2=0.87m； 配水区高度 h3=1.5m 清水区高度 h4=1.2m池底穿孔排泥槽高 h5=0.75m。则池体总高为:Hl + h2+h3+h4=4-87m3.4.4 复合管内雷诺数及沉淀时间1）管内流速Vv =汽=3.22mm/s0 sind/2）斜管水力半径 RR=d/4=0.625cm3）雷诺数 ReRe=20.14）管内沉淀时间tT=5.18min3.4.5 配水槽配水槽宽 b=1m3.4.6 集水系统1) 集水槽个数 n=92）集水槽中心距a = - = 1.95mn3) 槽中流量 q04) 槽中水深 H2qQ _ 0.61n 9槽宽 b=O.9q04 = 0.9 X O.O68o.4 = 0.307m起点槽中水深0.75b=0.23m，终点槽中水深1.25b=0.38m为方便施工，槽中水深统一按 H2=0.38m 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=0.66m6) 孔眼计算a. 所需孔眼总面积3由 q0 =得3 = qo J2gh式中q0 集水槽流量， m3/s；流量系数，取 0.62；h 孔口淹没水深，取 0.05m；所以3 =0068= 0.112m20.62x72x9.81x0.05b. 单孔面积孔眼直径采用d=30mm，则单孔面积兀 = d2 = 0.0007m2 04c. 孔眼个数ng = 0.112兀 0.0007160 个d. 集水槽每边孔眼个数nn二n/2=80/2=80（个）e. 孔眼中心距离S0S0=B/47=13/47=0.28m3.4.7 排泥采用穿孔排泥管，沿池宽（B=9m）横向铺设6条V形槽，槽宽1.5m, 槽壁倾角450,槽壁斜高1.5m，排泥管上装快开闸门。4 普通快滤池工艺设计与计算4.1 滤池面积和尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：24T = 24 0.1 X十=23.8h式中： 0.1 代表反冲洗停留时间。由于该水厂所引用的水，其水质比较好，故该滤池采用石英砂单层滤料，其设计滤速为& 10m/h，本设计取=10m/h，滤池面积为：Q 5 X 104 x 1.05F = = 220.6m2V1T10 X 23.8根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N22个，根据规范中的表 如下：本设计采用滤池个数为 4 个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积 为:F 220.6f = p3 = 55.15m2N4式中：f每个滤池面积为（m2），N滤池个数N22个，取4个F滤池总面积（m2）采用滤池长宽比L/B=1，设计中采用滤池尺寸为：L=B=55.151/2=7.4m校核强制滤速v=Nv/(N-1)=4 10/(4-1)=13.3m/h滤池高度H采用：承托层厚度H1=0.45m (级配组成，见表4-1)滤料层厚度H2=0.70m9 (级配组成，见注：滤料的相对密度为：石英砂2.502.70；无烟煤1.41.6;重质矿石4.405.20。表 4-2)砂面上水深 H3=1.70m滤池超高 H4=0.30m所以，滤池总高度为：H= H1 +H2 +H3 +H4=0.45+0.70+1.70+0.30=3.15m层次(自上而下)材料粒径(mm)厚度(mm)1砾石241002砾石481003砾石8161004砾石1632本层顶面应高出配水系统孔眼100表 4-1 大阻力配水系统承托层组成滤料种类滤料组成正常滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数(K80)厚度(mm)单层细砂滤料石英砂d10 = 0.552.07007-99-12双层滤料无烟煤d10 = 0.852.0300-4009-1212-16石英砂d10 = 0.552.0400三层滤料无烟煤d10 = 0.851.745016-1820-24石英砂1.5250dl0 = 0.50均匀级配粗砂滤料重质矿石d10 = 0.25石英砂d10=0.9 1.21.71.4701200-15006-1010-13注：滤料的相对密度为：石英砂2.502.70；无烟煤1.41.6;重质矿石4.405.20。表 4-2 滤料组成及设计滤速4.2 每个滤池的配水系统m2.3idi.3i4.2.1 最大粒径滤料的最小流化态流速v = 12.26 X X my01.31 X “0.54（1 叫）0.54Vmf-最大粒径滤料的最小流化态流速（m/s）；d-滤料粒径（m）；0-球度系数;-水的动力粘度（N.S）/m2m0-滤料的孔隙率。设计中取 d=0.0012m, 0=0.98, m=0.38,水温 20C时=0.001(N.S)/m20.00121.310.382.31v = 12.26 X X = 1.08cm/s耐0.981.31 X 0.0010.54(1 - 0.38)0.54/4.2.2 反冲洗强度q=10KVmfq-反冲洗强度L/(s/m2),般采用 12-15L/(s/m2)；K-安全系数，一般采用 1.1-1.3.设计中取 K=1.3q=10X1.3X1.08=14L/(s/m2)4.2.3 反冲洗水流量qg=fxq式中qG反冲洗干管流量(L.s)。oqg=55.15 x 14=772.1L/s4.2.4 干管始端流速4q X103匸 = gg nD2式中Vg干管始端流速(m/s), 般采用1. 0-1.5 m/s ;qG反冲洗水流量(L/s);oD干管管径(m)。设计中取 D=0.8m4 X 772.1 X 103v =，、八=1.54m/sgn X 0.824.2.5 配水支管根数Ln. = 2x_丿a式中 nj-单池中支管根数(根);L-滤池长度(m);a-支管中心间距(m), 般采用0.25-0.30m。设计中取 a= 0.30m7.4nj=2X03=49 根单格滤池的配水系统如图 4-1 所示。300300150管与管的砸是俪m图 4-1 单格滤池配水系统布置图4.2.6 单根支管人口流量q.=五 丿H.式中q.-单根支管入口流量(L/s).q 772.1q.=卫=15.7厶/sJn./I4.2.7 支管入口流速V.=丿a X 103丿D215.7 X 103=2m/s4 X 0.102式中V厂支管入口流速（m/s）,般采用1.50-2.0m/sD-支管管径（m）。设计中取 Dj=0.10m4.2.8 单根支管长度* = 2(B D) = 2 (7.4 0.8) = 3.3m式中I.-单根支管长度（m）； B-单个滤池宽度（m）； D-配水干管管径（ m） 设计中取 B=7.4m，D=0.80m；4.2.9 配水支管上孔口总面积Fi=KXf=0.25%X55.15=0.14m2k式中Fk-配水支管上的孔口面积（m2）K-配水支管上孔口 总面积与滤池面积 f 之比，一般采用0.2%-0.25%，设计中取 K=0.25%4.2.10 配水支管上孔口流速式中 Vk-配水支管上的孔口流速，一般采用 5.0-6.0m4.2.11 单个孔口面积= 4d2 = 4 X 92 = 635mm2式中fk-配水支管上单个孔口面积（m m2）； dk-配水支管上孔口的直径（mm）, 般采用9-12mm。设计中取 dk=9mm4.2.12 孔口总数14000叫=飞由=225个4.2.13 每根支管上的孔口数=W花=225= 45个Uj 49式中 nk-每根支管上的孔口数（个）。支管上孔口布置成二排，与垂线成450 夹角向下交错排列，如所示图 4-2 支管上孔口布置4.2.14 孔口中心距I. 3.3a = J = 0.15mk可T? 45/2式中ak-孔口中心距（m）。4.2.15 孔口平均水头损失=3.5mq 211410“K= 2 X 9.8 10 X 0.25 X 0.68式中hk-孔口平均水头损失（m）；q-冲洗强度L/（s/.m2；-流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关；K-支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用 0.2%0.25%设计中取g=5mm，k=0.25；则孔口直径与壁厚之比啦=兰=2.8,选用 85流量系数 =0.68对大阻力配水系统，4.2.16 配水系统校核要求其支管长度片与直径dj之比不大于60。I. 3.3J = = 33 60 d.0.1对大阻力平配水系统，丿要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截0.14面积之和的比值小于 0.5工=亢0.36 0.549 X，4 X 0.12式中-配水支管的横截面积（m2）。4.3 洗砂排水槽4.3.1 洗砂排水槽中心距a0=l/n1式中：a0洗砂排水槽中心距 入一每侧洗砂排水槽数（条）因洗砂排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1=3条，池中洗砂排水槽总数为n2=6条a0=7.4/3=2.5m4.3.2 每条洗砂排水槽长度B b 7.4 0.823.3m式中：I。一每条洗砂排水槽长度（m） b一中间排水渠宽度（m） 取b=0.8m4.3.3 每条洗砂排水槽的排水量q 772.1a =9 =q n T2式中：q0每条洗砂排水槽的排水量 qg单个滤池的反冲洗水量n2洗砂排水槽总数4.3.4 洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图 4-3 所示图 4-3 洗砂排水槽断面洗砂排水槽断面模数：x = 0.5lOOOS0.5=0.5 x128.71000 x 0.6O.5=0.23m式中：x洗砂排水槽断面模数v0槽中流速（m/s）般采用0.6 m/s4.3.5 洗砂排水槽顶距砂面高度H = eH + 2.5x + 5 + c = 40% x 0.7 + 2.5 x 0.23 + 0.05 + 0.08 = 0.99m e2式中：He洗砂排水槽顶距砂面高度ee砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用30%50%,取40%排水槽底厚度 取0.05mH2滤料厚度 取0.7mc洗砂排水槽的超高，取0.08m4.3.6 洗砂排水槽总面积= 2x0 + b厶=2 x 0.23 x 3.3 x 6 + 7.4 x 0.8 = 7.4m2校核排水槽种面积与滤池面积之比：弘=13%，基本满足要求/55.154.3.7 中间排水渠中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度为H = 1.733=0.86me7卯4.4 滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水泵供 水反冲洗4.4.1 单个滤池的反冲洗用水总量Q/t14 X 55.15 X 6 X 60W=二二=277m31000 1000式中：w单个滤池的反冲洗用水总量t反冲洗时间,一般为7-5min取t=6min滤料组成冲洗强度L/(m2 s)膨胀率（%）冲洗时间（min）单层细砂级配滤料12154575双层煤、砂级配滤料13165086三层煤、砂、重质矿石级配滤料161755754.4.2 高位水箱冲洗高位冲洗水箱的容积w1=1.5w=1.5 277=415m3 承托层的水头损失h = 0.022H q = 0.022 X 0.45 X 14 = 0.14mw3r1式中hw3-承托层的水头损失（m）；H1-承托层的厚度（m）。设计中取H1=0.45m 冲洗时滤层的水头损失ph = -砂11 m H = 0.72mw4 n02水式中hw4-冲洗时滤层的水头损失（m ）；p砂-滤料的密度（Kg/m3）,石英砂密度一般采用2650Kg/m3；p水-水的密度（Kg/m3）；m0-滤料未膨胀前的孔隙率；H2-滤料未膨胀前的厚度（m）。冲刺水箱高度H = h + h + h + h + h =6.86mt w1 w2 w3 w4 w5式中Ht-冲洗水箱的箱底距冲洗排水曹顶的高度（m）；hw1-水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m） hw2-配水系统的水头损失（m）；hw5-备用水头（m），般米用1.52.0m。设计中取 h =1.0m， h =hk=3.5m， h =1.5mw1w2w54.4.3 水泵反冲洗查给排水设计手册第十一册选择两台水泵（一备一用），其型号为： 20SA-22A，泵的扬程为16m，流量为500L/s,配套电机选用Y315L1-6，选 两台泵一用一备。水泵吸水管采用钢管，吸水管直径DN700,管中流速V=1.3m/s符合要 求。水泵压水管也采用钢管，压水管直径DN600，管中流速V=1.71m/s,符 合要求。4.5 进、出水系统4.5.1 进水总渠滤池的总进水量为Q1=0.61m3/s设计中取进水管为DN800，管中流速为1.21m/s单个滤池进水管 Q2=0.61/4=0.16m3/s采用进水管直径D2=350mm，管中流速1.7m/s.4.5.2 反冲洗进水管冲洗水流量qg=772L/s,采用管径D3=600mm,管中流速V3=2.73m/s4.5.3 清水管清水总水量：Q4=0.340 m3/s，采用DN700管径，管中流速为0.88m/s单个滤池清水管流量Q2=0340/4=0.085m3/s,采用管径D5=350mm4.5.4 排水渠排水流量q=772L/s,排水管管径DN400。，v=6.15m/s。g5 消毒5.1 加药量的确定设计水量为 Q1=0.61m/s最大投氯量为 a=3mg/L加氯量为：Q = O.OOlaQ = 0.001 x 3 x 2196 = 6.6Kg/h储氯量（按一个月考虑）为：G = 30 x 24Q = 4752Kg/月5.2 加氯间的布置加氯间靠近滤池和清水池，在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时8-12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，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。6 其他设计6.1 清水池的设计近期设置2 座清水池以适应水厂的产水量，清水池容积池深采用h=3m，则清水池平面面积为A二V/h=50000Xl.05Xl5%/3X2=ms，采用边长70.1m的正方形。6.2 吸水井的设计吸水井的应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为2m，长度12m。6.3 二泵房的设计二泵房中泵型号的选择：4用一备查给排水设计手册11册常用设备选泵126044177.68714403718979表 6-1 泵的参数泵房的尺寸：40m X 10m,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4.5m,泵基础的长度为2.5m, 压水管3m,共计10m。6.4 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。7 水厂总体布置7.1 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。7.2 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，并留有空地。参考文献1 严煦世，范瑾初.给水工程（第四版）.北京：中国建筑工业出版社， 19992 给水排水设计手册（第3 册城镇给水）.北京：中国建筑工业出版 社，19863 崔玉川.给水厂处理设施设计计算.北京：化学工业出版设，20034 崔玉川.净水厂设计知识.北京：中国建筑工业出版社，1999