净水厂设计正文

第一章：水厂设计资料及设计原则1.1设计资料一. 设计题目某城镇净水厂工艺设计二. 设计基础资料1、 城市用水量69000 m地震烈度为9度以下。 地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。&气象资料该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.9 C, 七月极端最高温度达39C, 一月极端最低温度15.30C,年平均降雨量954.1mm年平均降雨日数117.6天,/d。2、厂址区水文地质资料厂址区土质为亚粘土，冰冻深度-0.3m ,地下水位为-6m,年降水量1500 mm 年最高气温38C，最低气温-10 C,年平均气温20 E，主导风向为北风。3、厂址区地形资料厂址区地形平坦，地面标高150.00m。地形比例1:500,按平坦地形和平整 后的设计地面高程32.00m设计，水源取水口位于水厂东北方向150m,水厂位于 城市北面1km。4、水源资料水源为地面水源，水量充沛；河流最高水位147n，最低水位137m常水位141m水质符合饮用水源的水质标准，浊度为 400 度。5、工程地质资料(1)地质钻探资料表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂砾石粘土砂岩石层1m1.5m1 m2 m0.8m1 m2 m土壤承载力：20 t/m .(2) 地震计算强度为186.2kPa。历年最大日量降雨量 328.4mm常年主导风向为东北偏北（NNE ,静风频率为12%，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度：0.4m。三. 设计内容1、确定净水厂设计规模2、工艺流程选择；3、水处理构筑物选型及工艺设计计算；4、平面布置，绘制水厂总平面布置图；5、进行水力计算与高程布置计算，绘制高程布置图。四. 设计成果及要求处设计说明书1份；图纸2张（手绘铅笔图）。1、设计说明书3-5万字，300字左右的摘要要有中英文对照。内容包括：摘要（前言）：目录；概述（简单说明设计任务、设计依 据、设计资料等）；处理流程阐述；构筑物的设计计算；平面布置说明； 高程布置计算；设计中需要说明的问题。设计说明书应有封面、前言、目录、正文、小结及参考文献。包括设计依据、 设计基础资料、水厂规模确定、工艺流程选择方案、各理构筑物的选型及设计算、 总体布置说明等。应包括设计中的阐述说明及计算成果， 应简明扼要、文理通顺、 段落分明、字迹清晰工整，内容应系统完整，计算正确，草图和表格不得徒手草 绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小合适，装订整齐。2、设计图纸内容包括：水厂平面布置图（比例1: 500-1: 1000）。图中应表示出各构筑物平面坐 标，图左下角为零坐标；辅助建筑物位置；厂区道路、绿化等，还应有图例，构 筑物一览表。高程布置图（横向比例1： 500-1 : 1000，纵向比例1： 50-1 : 200）。图中 应标出各构筑物的顶、底、水面、连接管渠标高、地面标高。上述图纸应注明图名及比例，图中文字一律用仿宋字体书写，图中线条应粗 细主次分明，图纸一律用2号图，图右下角留出标题栏。设计图纸应基本达到技 术（扩大初步）设计深度，准确地表达设计意图；图面力求布置合理、正确、清 晰、比例合适，符合工程制图要求及有关规定。1.2设计原则水厂的设计原则：1. 水处理构筑物的处理能力，应以最高日用水量加水厂自用水量来进 行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。2. 水厂应按近期设计，考虑远期发展。根据使用要求和技术经济合理 性等因素对近期工程亦作分期建造的安排。对于扩建、改建工程，应从实际 出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。3. 水厂设计中应考虑个构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作 时，仍能满足用水要求。4. 水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加效益的 原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐 部提高。5. 设计中必须遵循设计规范的规定第二章：水厂规模的确定设计计算得用水量为69000m3 d,水厂自用水量按5%计算，则水厂的自用 水量为：Q=69000X 1.05=72450 m d .根据水厂设计水量1万5万m3 d小型水厂，5万10万m3 d为中型水 厂，10万m3 d以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。第三章：总体设计3.1净水工艺流程的确定根据地面水环境质量标准(GB- 3838-88),原水水质符合地面水川类水质标准，综合分析后确定工艺流程如下图所示：混凝剂消毒剂原水 *混合k栅条絮凝沉淀池滤池*清水池二级泵房用户 *污泥浓缩池k脱水机房k污泥处理图1水处理工艺流程3.2处理构筑物及设备型式选择3.2.1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。3.2.2混合设备根据快速混合的原理，实际生产中设计开发了各种各样的混合设施，主要可以分为以下四类：水力混合、水泵混合、管式混合和机械混合。在本次设计采用管式混合器对药剂与水进行混合。管式混合是利用原水泵后 到絮凝反映设施之间的这一段压水管使药剂和原水混合的一种混合设施。主要原理是在管道中增加一些各种结构的能改变水流水力条件的附件，从而产生不同的效果。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。管式混合 器采用管式静态混合器。使用分流隔板式混合槽对药剂与水进行混合。其具有占地极小、投资省、设 备简单、混合效果好和管理方便等优点。3.2.3反应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，从工程造价来说，栅条造价为折板的1/2,为波纹板的1/3,因此采用栅条絮凝。324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。325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。故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。326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。第四章：混凝沉淀4.1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。r =1 亠水1II1|水-溶1|1Ft11L1池握1 拌1r111111 池11:11搅拌i1L =1J d- - -拥 i 定址设备-投1(r混合设备11反应设备图2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，如下表 1所示。表1武汉某水厂投加药剂参考数值取水水源原水悬浮 物含量(mg/L)混凝剂种类混凝剂投加量(mg/L)助凝剂种类助凝剂投加量(mg/L)最咼最低最咼最低武汉长江水552500聚合氯化铝6413.5氯21混凝剂选用聚合铝，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60mg/L。4.1.1溶液池溶液池以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围有工作台，底部设 有放空管。必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算：W2aQ-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= 2。4代入数据得：W2=6W 10 f 2172m3 （考虑水厂的自用水量417cn 417X 10汉 1 汉 24汽 25%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H= 1.2m，总深H= H1+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+0.1= 1.5m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长X宽乂高=5m x 3m x 1.5m。4.1.2溶解池溶解池容积=0.3Wa =0.3 21.72 =6.52m3溶解池一般取正方形，有效水深 H1= 1.0m，贝U：面积 F = WH1f 边长 a= F1/2= 2.55m ;溶解池深度H = H1+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 = 2.9m溶解池形状采用矩形，尺寸为长X宽乂高=2.6mx 2.6mx 2.9m。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 = 15mi n，则放水流量q。W26ot6.52 100015 60= 7.24L/s查水力计算表得放水管管径do = 100mm,相应流速0.835m/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4.1.3配水井的设计设计流量Q=0.84m3/s=50.4m3/min,水力停留时间T=4.0min 配水井体积：V=QT=50.4 X 4=201.6m3配水井平面尺寸：A=LX B=7.5 X 7.5=56.25m2有效水深 H=201.6/56.25=3.6m，超高 0.4m，井深 4m4.1.4投药管投药管流量W2 21 0 002 1. 7221 000“ 厶q -0. 5L s2460 60246060查水力计算表得投药管管径d = 25mm,相应流速为0.94m/s4.1.5药剂仓库的设计计算混凝剂为聚合铝，每袋质量是40kg，每袋规格为0.5m 0.4m 0.2m，最大 投药量为60mg/，水厂设计水量为3018.75mh。药剂堆放高度为1.5 m,药 剂储存期为30 do聚合铝的袋数为：“ Q 24 n t 0.024 3018.75 60 30N3260.25袋1000汉 W40药剂堆放面积为：八NV3260.25X0.5X0.4X0.2厂“ 怖 “c 2A108.67，取 109 m2H(1e)1.5 (10.2)仓库平面尺寸为：B L=11m 10m 。4.1.6加药间加药间尺寸：两个溶液池，两个溶解池，一个药剂仓库，面积一共21.72 26.52 2 109 =165.48m2，考虑过道和预留面积满足要求的长宽选择为长：17m宽：12m4.2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3所示。图3管式静态混合器4.2.1设计流量4Q=3= 0.84 m /s6.9 101.0524 3600 4.2.2设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.1m/s，则管径为:D=4 0.843.14X1.1=0.986m采用D=1000mm,则实际流速v=1.07m/s4.2.3混合单元数按下式计算N 一 2.36：壮皿=2.36/1.070.5 严=2.28取N=3,则混合器的混合长度为：L=1.1ND=1.1 1 3=3.3m4.2.4混合时间t=L 3.3T=3.08sv 1.074.2.5水头损失2 2 2（- ）N 二143 1073=0.25m2gD2g102 汉 9.84.2.6校核GT值G=835.32s（_7001000s）9800 0.251.14 10- 3.08GT =835.32 3.08 = 2522.66（ _ 2000，水力条件符合要求）4.3反应设备的设计在絮凝池内水平放置栅条形成栅条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖井回流 式，各竖井之间的隔墙上，上下交错开孔，当水流通过竖井内安装的若干层栅条 或栅条时，产生缩放作用，形成漩涡，造成颗粒碰撞。栅条絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度 G值逐段降低。相应各段采用的构件，前段为密网，中段为疏网，末段不安装栅条。4.3.1平面布置絮凝池分为两组每组设计流量 Q二0.84 / 2 = 0.42m3 / s平面布置形式：采用18格，洪湖模式-下面进出水进水管DN900J 上面进出水如下图4所示。图4栅条絮凝池平面示意图设计参数的选取：絮凝时间：T=12min=720s，有效水深H。=4.5m（与后续沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高 0.6m；絮凝池总高度为H=4.5+0.3+0.6=5.4m 。絮凝池分为三段：前段放密栅条，过栅流速栅二0.30m/s，竖井平均流速vi井二0.14m/s ； 中段放疏栅条，过栅流速v2栅二0.20m/ s，竖井平均流速v2井二0.14m/s ； 末段不放栅条，竖井平均流速0.14m/s。前段竖井的过孔流速为0.3-0.2m/s，中段0. 2 0 O.m $，/末段 0. 1 0m4 s。4.3.2平面尺寸计算每组池子容积 V =QT =0.42 720=302.4m2单个竖井的平面面积 f /18H0 =302.4/(18 4.5)=3.73m2竖井尺寸采用2m 2m，内墙厚度取0.2m，外墙厚度取0.3m每组池子总长 L=3 2 2+4 0.2+0.3 4+1.5 2=17 m宽 B=2 3+0.2 2+0.3 2=7m4.3.3栅条设计选用栅条材料为钢筋混凝土，断面为矩形，厚度为50mm，宽度为50mm。前段放置密栅条后竖井过水断面面积为：人水二= 0.42 = 1.40m2v1 栅.30竖井中栅条面积为：A栅二3.73-1.4= 2.33m2单栅过水断面面积为：可栅二2 0.05 = 0.1m2所需栅条数为：M广如二 客二23.3(根)，取M 24根耳栅 0.1两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置22根，过水缝隙数为23个平均过水缝宽(2000 -24 50)/23 = 35mm一0 42实际过栅流速v1栅0.26m/s23汉2汉0.035中段放置疏栅条后 竖井过水断面面积为： A水二=042二2.1m2水 V2 栅0.22竖井中栅条面积为：A2栅二3.73-2.1 = 1.63m2 单栅过水断面面积为：a?栅二2 0.05 = 0.1m所需栅条数为：M2 =163 = 16.3 (根)取皿2=17根32 栅两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置15根，过水缝隙数为16个平均过水缝宽 S2 =(2000-17 50)/16 = 72mm实际过栅流速V2栅0.18m/ s16 2 0.0724.3.4竖井隔墙孔洞尺寸竖井隔墙孔洞的过水面积流量过孔流速如0-1竖井的孔洞面积二O42/2 = 0.70m20.3=0.35m孔洞高度h= Q/2 =.42/2v2.00.25汇2.02.0X 0.423-40.22h=Q= 0.42/2 =0.48v 汉 2.00.22 汉 2.02.0X 0.484-50.20h=竺2 = 0.42/2 = 0.525 v2.00.20汉2.02.0X 0.5255-60.18h=2 = 0.42/2 =0.583vd.O0.18 汉 2.02.0X 0.5836-70.15h= Q + 2 = 0.42/2 c”h=0.70vx2.0 0.15x2.02.0X 0.707-80.12.-20.42 + 2 + 2h= 0.4375vx2.00.12決 2.02.0 X 0.43757-90.12h=2=0.42 + 2 =0.4375v2.00.12 乂 2.02.0 X 0.4375出水孔洞0.10h= Q + 20.42Hvx2.00.10 乂2.02.0X 0.525435各段水头损失2 2h八h八h2i出2仝(m)式中h 各段总水头损失，m；hl-每层栅条的水头损失，m；h2每个孔洞的水头损失，m；厂栅条阻力系数，前段取1.0,中段取0.9;2 孔洞阻力系数，取3.0；V -竖井过栅流速，m/s ；v2各段孔洞流速，m/s。中段放置疏栅条后(1) 第一段计算数据如下：竖井数3个，单个竖井栅条层数3层，共计9层；过栅流速比栅=0.26m/s ；竖井隔 墙3个孔洞，过孔 流速 分别为Vi孔=0.3m/ s， V2孔二0.28m/ s，V3孔 -0.25m/s2 2则Hr =八ifr盘2二91.0 爲 dh32 282 252)=0. 0 6 613(2) 第二段计算数据如下： 竖井数3个，前面两个竖井每个设置栅条板 2层，后一个设置栅条板1层,总共栅条板层数=2+2+1=5;过栅流速v2栅二0.18m/s ；竖井隔墙3个孔洞，过孔流速分别为W孔=0.22m S， V2孔 = 0.20m/ s，V3孔 =0.18m/s V|2團 V92则 H2=、 hi 亠二 h2=、 1 _ 、 2 _ 2g2g=50.9 也9.81 2 9 .(02 2 20.2 0 2 0.1 8 )=0. 025r0(3) 第三段计算数据如下：水流通 过的孔洞数 为5，过孔流速为q孔二0.15m/s， v2孔二0.12m/s，V3孔 =0.12m/s，V4孔=0.1m/s，V5孔二 0.1m/s贝UH3八2 h2八 启(0.彳5+ 2 02 1+2 x 22 0. 1 )2 9. 8 1=0. 01 0H2O(4) 总水头损失H1+H2+H 0.0663 0.0259 0.0109 = 0.1031m H204.3.6各段停留时间第一段匕，=2 2 4.5 3 = 122.17s = 2.04minQ 0.42第二段和第三段 t2 = t3 = 2.04min 4.3.7水力校核当 T=20 C 时，-1 lO“Pa s表4水力校核表段号停留时间（s）水头损失（m）G （S）11220.066371.121220.025945.631220.010929.623660.1031G=52.1GT=52.1 x366=1.907 咒104，在 10000-100000之间，符合水力要求。4.4沉淀澄清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 L=1000mm，斜管倾角 0=60。如下图5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600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。排泥集水管.I-J1It til 1 . 1清水区.1斜管区-配水区穿孔排泥管:i9-弓积泥区图6斜管沉淀池剖面图441设计水量包括水厂自用水量5%。和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量3Q =0.42m /s表面负何取 q = 10m3/(m2 / h) = 2.8mm/s4.4.2沉淀池面积(1)清水区有效面积FQ 0.42 “c 2 F =150mv 0.0028(2)沉淀池初拟面积F斜管结构占用面积按5%计，则2F=F 1.05=150 1.05=157.5mi初拟平面尺寸为 Li B1 =15.8m 10.4m(3)沉淀池建筑面积F建斜管安装长度L2 = l cost - 0.5m考虑到安装间隙，长加0.1m，宽加0.1mL 讥 L20.1 =15.8 0.5 0.1 h6.4mB 語 0.1 =10.4 0.1 =10.5m2F 建=1 B =16.4 10.5=172.2m4.4.3池体高度保护高h1 =0.5m；斜管高度 h2 = l sin -1 sin60、=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H=h h h h h05 0.87 1.51.2 0 =8 m4.8 74.4.4复核管内雷诺数及沉淀时间1）管内流速vov =o 3. 2 33m S0 si n si n0602）斜管水力半径RR =d/ 4= 0. 6cm3）雷诺数Re rRq62拓 0.323（3 21v0. 0 14）管内沉淀时间tl 1000t309.31s =5.15mi nv03.2334.4.5配水槽配水槽宽b =1m4.4.6集水系统（1）集水槽个数n=11（2）集水槽中心距a二丄二空 =1.49mn 11（3）槽中流量qoQ 0.42 小 ccc 3 Iq00.038m / sn 11（4）槽中水深H2槽宽 b=0.9q00.4 =0.9 0.0380.4 = 0.243m起点槽中水深0.75b=0.182m,终点槽中水深1.25b=0.303m为方便施工，槽中水深统一按 H2=0.3m计。（5）槽的高度出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=0.55m（6）孔眼计算a所需孔眼总面积coq - J 2 g h 得qo0.62m（2）配水支管支管中心距采用s=0.25m支管总数 n2=2L/s=2 8/0.25=64 （根）支管流量 Q支=Q支/压=0.576/64= 0.009m3/s支管直径采用d支=75mm ,流速v支=2.15m/s支管长度B -(0.6 2 0.1)2=2.6m核算 l1/d支工2.6/0.075 =35 ： 60支管孔眼孔眼总面积Q与滤池面积f的比值a,采用=0.25%，则2 - - f 0.00 2 5 -48 m . 1 2孔径采用 d0 = 12mm = 0.012m单孔面积川=d02/4 =3.14 0.0122/4 =113 10m2孔眼总数 n3 =/=0.115/113 10-6 =1062（个），取 1100个。每一支管孔眼数（分两排交错排列）为：n4=n3/n2 =1100 / 64 =17.2（个），取 18 个。孑L眼中心距 s 2l1 / n4 =2 2.6/20 =0.26m孔眼平均流速 v0 =q/(10： ) =12/(10 0.25)=4.8m/s528冲洗水箱冲洗水箱与滤池合建，置于滤池操作室屋顶上容量V冲洗历时采用to =6minV =1.5 (qft0 60)/1000 =O.O9qft0=1.5 1 2 48660/100n03 1 1水箱内水深，采用h箱二3.5m圆形水箱直径D箱二4V已4 311 .11mY uh箱 Yu 汉3.5(2)设置高度水箱底至冲洗排水箱的高差H，由以下几部分组成a. 水箱与滤池间冲洗管道的水头损失 g管道流量Q冲=冲=0.576m3/s管径采用D冲=600mm，管长I =70m查水力计算表得：v冲二2.04m/s， 1000i =8.63配件名数量阻力系数水箱出口10.590。弯头22*0.6=1.2*600阀门33*0.06文氏流量计11.0等径转弯流三通33*1.5=4.5冲洗管道上的主要配件及其局部阻力系数合计二7.38h =il冲 v2/2g=8.63 70/1000 7.38 2.042/(2 9.81) = 2.17mH2Ob. 配水系统水头损失h2 h2按经验公式计算h2 =8v干2/(2g) 10v支2/(2g) =8 1.52/19.62 10 2.152/19.62 =3.28mH2Oc. 承托层水头损失h3承托层厚度采用Ho=O.45mh3 =0.022Hq =0.022 0.45 12 =0.12mH2Od. 滤料层水头损失h4h4“2” 厂 1)(1m L)0式中 駕滤料的密度，石英砂为2.65t/m3 ;：1 水的密度,1t / m3 ；滤料层膨胀前的孔隙率(石英砂为 0.41);L0 滤料层厚度，m。所以 h4 =(2.651(10.41) 0mH2O 0.68e. 备用水头h4 =1.5mH2O则 H = h1 h2 hs h4 h5 二 2.17 3.28 0.12 0.68 1.5 二 7.75 mH2O第六章污泥处理和消毒6.1排泥水处理系统的计算(污泥浓缩池及脱水机房)采用经验值(上海闵行水厂与日本 相结合)，池型为 斜板浓缩池。取值如下：(1)固体通量:15kgDS/(m 2d)(2) 停留时间：12h(3) 保护高度：0.5(4) 有效水深：5.4m(5) 池底坡度：0.05(6) 上清液溢流堰溢流率：(7) 刮泥机周边线速度：(8) 进出水管道管径：(斜板区高2.0m)265m (md)0.5m/minDN200(9) 进入排泥水浓度(DS) :=5(11) 浓缩池面积A :A=Q0C0Gl333 3035= 285m采用长宽=16m18m(12) 脱水机房采用长 宽=8 86.2消毒的计算6.2.1加药量的确定水厂设计水量为 Q1 =69000 1.05m3/d = 72450m3/d = 3018.75m3/h最大投氯量为a=3mg/L现加氯量为：Q=0.0 0a1Q 二 0.0 0 1 3 30 仁 8.7*g9h056 /储氯量(按一个月考虑)为：G=30 24Q=30 24 9.056 = 6520kg /月622加氯间的布置水厂所在地主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西南 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，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。第七章其他设计7.1清水池的设计设置两座清水池以适应水厂7.245 104m3/d的产水量清水池容积 V=Q 15%=7.245 1 04 1 5% =10867.5m3池深采用h=4m,则清水池平面面积为 A=V/h=10867.5/4=2716.875 m2，采用两个矩形清水池，规格为 长 宽=37m 37m7.2吸水井的设计吸水井应高出地面20cm,吸水井深为3.6m,宽为4m，长度20m7.3二泵房的设计二泵房中泵型号的选择：4用一备流量Q = 3018.75m3/h,扬程H = 49.0m：，查给排水设计手11册常用设 备选泵。广东佛山水泵厂（、嘉陵、兰州、鹰潭、昆明、长春、武汉、威海、重庆水 泵厂的亦可）生产的S350 /4型，电机型号为JS2 -400S1-4。水泵的参数如下:型号流量（m / h ）扬程转数功率（KW）配电动机功率（KW）效率（%）允许吸上真空度（mS350 44972501450n/min164220814.5126044177.68714403718979泵房的尺寸：40mx20m,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。8.4辅助建筑物面积及人员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按总人数150人，其分配如下:建筑物分项面积（m）人数生产管理及行政办公用房生产管理用房行政办公用房42050化验室1448机修车间机修间15010车库64仓库250食堂120浴室70传达室362职工宿舍360第八章水厂总体布置8.1水厂的平面布置水厂的基本组成分为两部分：1.生产构筑物，包括处理构筑物、清水池、二 级泵站、药剂间等；2.辅助构筑物，其中分为生产辅助构筑物和生活辅助构筑物 两种。前者包括化验室、修理部门、仓库、车库及值班宿舍等；后者包括办公楼、 食堂、浴室及职工宿舍等。水厂平面布置主要有：各种构筑物和建筑物的平面定位； 各种管道、阀门及 管道配件的布置；道路、围墙及绿化的布置等。作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。 如沉淀池或澄清池应紧靠滤池；二级泵房紧靠清水池。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。8.2水厂的高程计算及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。处理构筑物中的水头损失与构筑物型式和构造有关，一般需通过计算确定。当各项水头损失确定之后便可进行构筑物的平面布置。构筑物布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形又自然坡度时有利于高程布置； 当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深， 又应避免絮凝沉淀池 或澄清池在地面上抬高而增加造价， 尤其当地质条件差、地下水位高时。通常当 采用普通快滤池时，应考虑清水池地下埋深；当采用无阀滤池时，应考虑絮凝、 沉淀池或澄清池是否会无谓抬高。连接各段水头损失如下表：连接管段允许流速水头损失混合池一絮凝池1.0 /-1.5m/s0.1絮凝池一沉淀池0.150.2m/s0.05 0.20沉淀池一滤池0.6 /-1.0m/s0.30.5滤池一清水池1.0 /-1.5m/s0.30.5清水池一吸水井1.0 /-1.5m/s0.1各构筑物本身的水头损失如下表：构筑物名称允许流速水头损失静态混合器1.01.2m/s0.3 0.5栅条絮凝池0.30.1m/s0.06 0.18上向流斜管沉淀池2.5 3.0mm/s1.0普通快滤池单层滤料2.0 2.5各段水头损失如下:处理构筑物管线直径各分段水头损失（h或总水头损失（h或H ）（m）及管线(mn)H ) (m)溶解池0.10.1溶解池至溶液池管段10000.360.36溶液池0.10.1溶液池至管式静态式混合器10000.360.36管式静态式混合器0.350.35管式静态式混合器至栅条絮凝池管段10000.10.1栅条絮凝池H1=0.0663H 总=0.1031H 2 =0.0259H3=0.0109栅条絮凝池至斜管沉淀池管段3000.10.1斜管沉淀池11斜管沉淀池至滤池管段10000.40.4滤池2.52.5滤池至清水池管段10000.50.5清水池0.10.1清水池至吸水井10000.10.1按水头损失布置高程，成果见附图 2心得体会历时两个周的水质工程学设计已经结束。这次设计对我们来说可以说是 一个很好的锻炼，紧张而充实。这次课程设计我做的是某城镇净水厂的设计，设计的主要内容是：确定净水 厂设计规模；工艺流程的选择；水处理构筑物的选型及工艺设计计算； 平面布置， 绘制水厂总平面布置图；进行水力计算与高程布置计算，绘制高程布置图。对于 一个净水厂的设计来说工艺流程的选择是最重要的。由于水厂以地表水作为水 源，且水源水量充沛水质较好，则主要以取出水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目 标，经过比较后采用地面水的常规处理工艺系统。通过这次课程设计，我对我们给水排水工程专业的任务及目前的形势有了更 深刻的了解。我还掌握了很多关于给水处理方面的知识， 巩固了所学的理论知识， 把书本上的理论知识和通过实践接触到的实际结合起来，培养了解决实际工程问 题的能力。虽然我所设计的净水厂可能不是最完美的，但是我已经尽力而为。同 时在以后的工作学习中我也会更加锻炼和充实自己，争取自己有更大的进步。通过本次设计我发现了我的许多不足之处，好多知识虽然已经学过了，但是 仍然不能灵活运用；还有就是我的专业理论基础还不够扎实， 考虑问题也不够全 面，还不能纵观全局，这一点在以后我会努力加以改正的。 同时由于我的水平有 限，若设计中有任何不足，都恳请老师能够给予批评指正。总之，这次课程设计加深了我对本专业的了解， 更加增添了我对学习本专业 的信心与勇气。苦中有乐，其乐无穷参考文献1严煦世，范瑾初给水工程(第四版)中国建筑工业出版社20042、 给水排水设计手册(第1 3、11册).北京：中国建筑工业出版社,3、 韩洪军水处理工程设计计算中国建筑工业出版社4、钟淳昌净水厂设计中国建筑工业出版社5、 张志刚给水排水工程专业课程设计化学工业出版社6、 尹士君等水处理构筑物设计与计算化学工业出版社7、 南国英给水排水工程专业工艺设计化学工业出版社8、 崔玉川给水厂处理设施设计计算北京：化学工业出版社，20039、城市给水工程规划规范 (GB50282-98)10、 生活饮用水水源水质标准(CJ/T3020-93)11、沈杰工程估价南京：东南大学出版社