水质工程学课程设计说明书.docx

目录
一、设计规模及处理工艺的确定 2
1.1原水水质情况 2
1.2出水水质要求 2
1.3厂区自然及地质资料 3
1.4设计水量的确定 3
1.5处理工艺的确定 3
二、混合 3
2.1混凝剂的选择及用量 3
2.2药剂配置 4
2.3 药剂投加 5
2.4药剂混合 5
2.5药剂存储 6
三、絮凝 6
3.1 工艺选择 6
3.2异波区设计计算 7
3.3 同波区设计计算 8
3.4 平板区设计计算 9
3.5校核 10
3.6 进水 10
3.7 出水 10
3.8排泥 10
四、沉淀 11
4.1 工艺选择 11
4.2设计计算 11
4.3 进水系统 12
4.4 出水系统 13
4.5 放空系统 14
4.6排泥系统 15
五、过滤 15
5.1工艺选择 15
5.2设计计算 15
5.3配水系统 17
5.4排水系统 18
5.5各种管渠计算 20
5.6 冲洗水箱 20
六、消毒 21
6.1工艺选择 21
6.2 加氯量的确定 21
6.3加氯设备的选择 21
6.4加氯间与氯库布置 22
七、 清水池 22
7.1容积计算 22
7.2平面尺寸 24
7.3管道系统 24
7.4清水池布置 25
八、净水厂平面布置 25
8.1给水处理工程设施组成 25
8.2 平面布置 26
8.3厂区道路布置 26
8.4厂区绿化布置 26
8.5厂区管线布置 26
九、净水厂高程布置 27
9.1 水头损失计算 27
9.2标高计算 27
一、设计规模及处理工艺的确定
1.1原水水质情况
表4.1 水源水质分析结果表
编 号
名 称
单 位
分 析 结 果
感观指标
1
水温
最高
℃
30
最低
℃
5
2
臭和味
级
微弱
3
浑浊度
NTU
600
4
色度
度
30
一般化学指标
5
总硬度
以CaCO3计，mg/L
280
6
pH值
－
7.5
7
高锰酸盐指数
mg/L
4.1
8
溶解氧
mg/L
7.3
微生物指标
9
细菌总数
CFU/mL
2000
10
粪大肠菌群
MPN/100mL
1300
经分析，该河流水源水质情况良好，符合地表水环境质量标准中对于水源水的要求，且水量充沛。
1.2出水水质要求
出水水质需满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
1.3厂区自然及地质资料
城市土壤种类为半粘土；地下水位深度 -6.5m；年降水量 1056mm；城市最高温度 40.5℃，最低温度 -5℃，年平均温度 20.2℃；主导风向：夏季东南风，冬季东北风。自来水厂处的土壤种类为半粘土；地下水位深度 -8m。

1.4设计水量的确定
水厂设计水量应按城市的最高日用水量加上水厂的自用水量计算,自用水量按最高日用水量的6%算，则水厂设计水量为：
Q=1.06Qd=1.06188521.9 m/d =199833.2 m/d ，取200000 m/d
则水厂设计水量Q = 200000 m/d = 8333.33 m/h = 2.315 m/s
1.5处理工艺的确定
由于水质良好，故采用常规处理工艺

混凝剂 消毒剂

原水取水泵站混合器絮凝沉淀过滤清水池二泵站管网
二、混合
2.1混凝剂的选择及用量
应用于水质净化中的混凝剂应满足以下要求：混凝效果好，对人体健康无害，使用方便，货源充足，价格低廉。
常用的混凝剂有：
硫酸铝：分固体和液体两种。固体硫酸铝运输方便，但制造工艺复杂，水解作用缓慢；液体硫酸铝需坛装或罐装运输。
聚合氯化铝：即PAC，它具有如下特点：净化效率高，耗药量小，出水浊度低、色度小、过滤性能良好，原水高浊度时尤为显著；温度适应高，pH适应范围宽（5―9）；使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低；是无机高分子化合物。
三氯化铁：使用的pH范围较宽，形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，处理低温水或低浊度水的效果由于硫酸铝。但腐蚀性较强，且固体产品易吸水潮解，不易保管。
硫酸亚铁：絮凝体形成较快，较稳定，沉淀时间短，腐蚀性高，适用于高浊度，高碱度的水。
经比较，且参照我国华东地区其它已有水厂的处理经验，决定选用聚合氯化铝（PAC）为混凝剂。参照华东某水厂总结出的PAC最大投加量与浊度的关系，
浊度
项目
10度
10-80度(x)
80度
80-1000度(x)
1000度
原料
3.3g/t
0.38x-0.5 (g/t)
30g/t
0.05x+26 (g/t)
70 g/t
则水厂PAC的最大投药量为56.0 g/t，不需再加助凝剂。
2.2药剂配置
2.2.1溶液池计算
，取38m
式中，——溶液池容积，m3；
Q——处理的水量，m3/h；
a——混凝剂的最大投加量，mg/l，取56.0；
c——溶液浓度，一般为5%-20%，取15%；
n——每日调制次数，取2次。
溶液池共设三座，两用一备交替使用，每座体积19 m，有效高度2.5m，底部沉渣高度0.2m，超高0.3m，则总高度为3.0m，底面尺寸取2.8m2.8m，则单个溶液池有效体积为2.82.82.5=19.6 m，满足要求。
溶液池采用钢筋混凝土结构，池周围设有工作台，宽1.5 m，并在池周围设有1m高的栏杆。池底坡度为0.03，底部设置DN100的放空管，在池内高2.8 m处设DN100的溢流管。池内管材均采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂防腐处理。
搅拌设备采用ZJ-800型搅拌机，转速84 r/min，功率3 kw。
2.2.2溶解池计算

式中，——溶液池容积，m3；
——溶解池容积，m3。
本设计系数取0.26，则溶解池体积 = 0.2638 = 9.88 m3，取10 m3。每个溶液池配一个溶解池，则每个溶解池体积为5 m3。有效高度1.6m，底部沉渣高度0.2m，超高0.3m，则总高度为2.1m，底面尺寸取1.8m1.8m，则单个溶液池有
效体积为1.81.81.6=5.184 m，满足要求。
溶解池采用钢筋混凝土结构，池周围设有1m高的栏杆。池底坡度为0.03，底部设置DN100的排渣放空管。池内管材均采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂防腐处理。
搅拌设备采用ZJ-470型搅拌机，转速125 r/min，功率1.5 kw。
2.3 药剂投加
每个溶液池配四台计量泵。计量泵选用GM-400/0.5型，流量400 L/h，压力0.5 MPa，冲次144次/min，功率0.55 kW，进出口径DN25。
2.4药剂混合
采用4组热浸渡锌管式静态混合器。这种混合方式具有坚固耐用、结构简单、无运动部件、不需专门占用场地、安装容易、投资少、使用寿命长、混合效率高等特点，在运行过程中无任何有害物质溶解析出。
设计水量：Q = 2.315/4 = 0.579 m/s；
设计流速：管内流速不宜小于1m/s，本设计取1.2m/s；
设计管径：D===0.784m，取800mm；
水损计算：本设计中管式静态混合器采用三节混合单元，即n=3，根据公式h=0.1184，求得h=0.318m。
由于管内径较大，且为了使药液更均匀分布，采用双孔投药。
管式静态混合器后接长1m的DN800管道至絮凝池。
2.5药剂存储
选用袋装固体精制聚合氯化铝，每袋重25 Kg，尺寸为0.5m×0.4m×0.3m。最大投药量为11200 kg/d。仓库容量按最大投药量的10d用量计算，则共储存精制聚合氯化铝4480袋，所需总容积为268.8m3。根据规范，设计混凝剂堆放高度为1.8m，则所需面积为149.3m2。设计仓库留有1.5m宽的过道，则仓库平面尺寸为
S = LB = 1414 = 196 m2
可堆放面积为12.512.5=156.25 m2> 149.3 m2，满足要求。
三、絮凝
3.1 工艺选择
表4.2 絮凝池的类型及特点表
类 型
特点
适用条件
隔
板
絮
凝
池
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，转折处絮粒易破碎。
水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者。
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。
机械絮凝池
优点：可随水质，水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果；
缺点：需增加机械保养和维修工作。
任何规模水厂
折板絮凝池
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。
中小型水厂
根据水厂日处理水量和水质要求，经比较，决定选用竖流式单通道折板絮凝池。采用四座絮凝池并联的运行方式。为配合沉淀池的尺寸，每座絮凝池宽度B=12m，有效水深H=3.3m，超高=0.3m。每座絮凝池又分并联运行的三组，每组的宽度为3900mm，组与组之间用宽150mm的隔墙隔开。经计算，每组处理水量为0.193 m/s。每组絮凝池又分三部分：第一部分采用异波折板，第二部分采用同波折板，第三部分采用平板。每部分又分为串联运行的三格。折板夹角采用90°，板宽500mm，则波高c＝0.355m，材料选用钢丝网水泥板，板厚t＝50mm。参数选择参照手册及《竖流折板絮凝工艺的设计与运行》一文。
3.2异波区设计计算
1参数计算

设通道宽m为1.4m，中间水流峰速v1＝0.33m/s，则
中间峰距b1＝Qbv1＝0.1930.33×1.4＝0.42m；
中间谷距b2＝b1+2c＝0.42+2×0.355＝1.13m；
侧边峰距b3＝＝0.92m；
侧边谷距b4＝b3+c＝0.92+0.355＝1.28m；
中间谷速v2＝Qmb2＝0.1931.4×1.13＝0.122m/s；
侧边峰速v3＝Qmb3＝0.1931.4×0.92＝0.150m/s；
侧边谷速v4＝Qmb4＝0.1931.4×1.28＝0.108m/s。
2各部分水损计算
中间渐扩部分：h1＝＝0.2×＝0.0010m；
中间渐缩部分：h2＝[1+ε2－(F1F2)2]v122g＝[1+0.05－(0.421.13)2]×0.3322×9.81＝0.0051m；
侧边渐扩部分：h3＝＝0.2×＝0.0001m；
侧边渐缩部分：h4＝[1+ε2－(F3F4)2]v322g＝[1+0.05－(0.921.28)2]×0.1522×9.81＝0.0006m；
设进口流速0.3m/s，则进口水损：h5＝3×0.322×9.81＝0.0138m；
上转弯水深取0.59m，则过水流速为0.234m/s，水损h6＝1.8×0.23422×9.81＝0.0050m；
下转弯水深取0.59m，则过水流速为0.234m/s，水损h7＝3×0.23422×9.81＝0.0084m。
3总水损计算
每格含进水口1个，上转弯2个，下转弯1个，中间渐扩、中间渐缩、侧边
渐扩、侧边渐缩各6个，则每格絮凝池水损：
h＝0.0138+2×0.0050+0.0084+6×(0.0010+0.0051+0.0001+0.0006)＝0.073m
则每组絮凝池异波区总水损：
H1＝3h＝3×0.073＝0.219m
4T1值、G1值和GT1值
T1＝VQ＝3×3.9×1.4×3.30.193＝280s；
G1＝γH1μT1＝＝87.18s-1，满足要求；
GT1＝87.18×280＝24410.4
3.3 同波区设计计算
1参数计算
与异波区对应，则水平方向上，折板间距b1＝0.78m；
垂直于折板方向，折板间距b2＝b12＝0.55m；
侧边峰距b3＝＝0.92m；
侧边谷距b4＝b3+c＝0.92+0.355＝1.28m；
取流速v2’＝0.22m/s，则通道宽m＝1.6m，则
拐点流速v1＝Qmb1＝0.1931.6×0.78＝0.155m/s；
板间流速v2＝Qmb2＝0.1931.6×0.55＝0.219m/s；
侧边峰速v3＝Qmb3＝0.1931.6×0.92＝0.131m/s；
侧边谷速v4＝Qmb4＝0.1931.6×1.28＝0.094m/s。
2各部分水损计算
板间部分：h1＝εv222g＝0.6×0.21922×9.81＝0.0015m；
侧边渐扩部分：h3＝＝0.2×＝0.0001m；

侧边渐缩部分：h4＝[1+ε2－(F3F4)2]v322g＝[1+0.05－(0.921.28)2]×0.13122×9.81＝0.0005m；
设进口流速0.22m/s，则进口水损：h5＝3×0.2222×9.81＝0.0074m；
上转弯水深取0.94m，则过水流速为0.128m/s，水损h6＝1.8×0.12822×9.81＝0.0015m；
下转弯水深取0.94m，则过水流速为0.128m/s，水损h7＝3×0.12822×9.81＝0.0025m。
3总水损计算
每格含进水口1个，上转弯2个，下转弯1个，板间廊道8个，侧边渐扩、侧边渐缩各6个，则每格絮凝池水损：
h＝0.0074+2×0.0015+0.0025+8×0.0015+6×(0.0001+0.0005)＝0.029m
则每组絮凝池同波区总水损：
H2＝3h＝3×0.029＝0.087m
4T2值、G2值和GT2值
T2＝VQ＝3×3.9×1.6×3.30.193＝320s；
G2＝γH2μT2＝＝51.4s-1，满足要求；
GT2＝51.4×320＝16448
3.4 平板区设计计算
1．参数计算
设通道宽m＝1.6m，挡板厚80mm，则板距b＝＝3.9-3×0.084＝0.915m；
则通道流速v＝Qbm＝0.1931.6×0.915＝0.132m/s，满足要求。
2．各部分水损计算
设进口流速0.15m/s，则进口水损：h1＝3×0.1522×9.81＝0.0035m；

转弯水深取1.2m，则过水流速为0.101m/s，水损h2＝3×0.10122×9.81＝0.0016m。
3．总水损计算
每格含进水口1个，转弯3个，则每格絮凝池水损：
h＝0.0035+3×0.0016＝0.0083m
则每组絮凝池平板区总水损：
H3＝3h＝3×0.0083＝0.025m
4．T3值、G3值和GT3值
T3＝VQ＝3×3.9×1.6×3.30.193＝320s；
G3＝γH3μ3＝＝27.55s-1，满足要求；
GT3＝27.55×320＝8816
3.5校核
1．絮凝总时间T＝T1+T2+T3=280+320+320＝920s＝15.33min，满足要求。
2．平均速度梯度G＝＝87.18+51.4+27.553＝55.38s-1，满足要求。
3．GT＝920×55.38＝50949.6，满足要求。
4．隔墙厚度取0.1m，则絮凝区总长度L＝1.4×3＋1.6×6+0.1×8＝14.6m。
5．絮凝池总水损H＝H1+H2+H3=0.219+0.087+0.025＝0.331m。
3.6 进水
进水采用宽×高＝0.9m×0.8m的渠配水，渠内始端流速v＝0.804m/s。异波区第一格絮凝池由底部进水，进水口尺寸为0.8m×0.8m；同波区进水口尺寸为长×高＝0.88m×1.0m；平板区进水口尺寸为长×高＝0.88m×1.5m。
3.7 出水
絮凝池最后一格接宽1m的廊道至穿孔花墙，以均匀配水。廊道底设排泥管。

3.8排泥
絮凝池通常不设排泥设施，但因竖流折板絮凝工艺各段尤其是末端流速较低，且为上、下翻腾，造成絮凝区池底易积泥，故采用DN200的排泥管排泥。排泥管布置见图纸。
四、沉淀
4.1 工艺选择
本设计采用平流式沉淀池，该沉淀池适用于大、中型水厂。
其优点：（1）造价较低；
（2）操作管理方便，施工较简单；
（3）对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定；
（4）带有机械排泥设备时，排泥效果好。
其缺点：（1）占地面积较大；
（2）不采用机械排泥装置时，排泥较困难；
（3）需维护机械排泥设备。
4.2设计计算
1．流量计算
采用四组沉淀池并联，则每组设计流量
Q = 50000 m/d = 2083.33 m/h = 0.579 m/s
2．有效容积
沉淀时间t采用2小时，则沉淀池有效容积
V = Qt = 2083.332 = 4166.67 m
3．设计长度
水平流速v采用0.015m/s，则沉淀池设计长度
L = 3600vt = 36000.0152 = 108 m
4．设计宽度及高度
有效水深h采用3.3m，则沉淀池设计宽度
B = = = 11.69 m ，取12 m
在沉淀池内设置一道300mm厚的导流墙，将沉淀池分为两格，每格宽度6m。

则沉淀池实际深度H = = = 3.215 m
设底部泥层厚0.4m，超高取0.3m，则沉淀池总高取3.9m。
5．校核长深比、长宽比
长深比 L/h = 108/3.3 = 32.7>10，满足要求。
长宽比 L/B = 108/12 = 9>4，满足要求。
6．复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数

式中：—弗劳德数；
—水平流速（）；
—水力半径（）；
—重力加速度9.81（）。

弗劳德数介于之间，满足要求。
4.3 进水系统
沉淀池的配水采用穿孔墙进水方式，厚300mm。为防止絮凝体破裂，孔口流速需小于絮凝池最后一档流速，故取v=0.12m/s。则孔口的总面积为

每个孔口尺寸高宽=18cm16cm，则每个孔口面积为0.0288m2，共需孔口168个。孔口分8排布置，单数排22个，双数排20个，共计168个。中间留有导流墙的空隙。第一排孔口的淹没高度取250mm，最下排孔口下沿距池底800mm，相邻两排孔口间高差取160mm，则孔口的分布高度h=250+(160+180)7+180+800=3610mm=3.61m。
设计单数排孔口首尾两个距池壁90mm，孔口间距取395mm，则单数排孔口分布长度l1=90+(395+160)21+160+90=11995mm=11.995m。
设计双数排孔口首尾两个距池壁370mm，孔口间距取395mm，则双数排孔
口分布长度l2=370+(395+160)20+160+370=12000mm=12m。
进口水头损失

式中：h1—进口的水头损失（m）；
ξ —局部阻力系数，设计中取=2。
可以看出，计算得出的进出水部分水头损失非常小。为了安全，此处取为0.05m。
4.4 出水系统
1．出水方式
沉淀池出水布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减少下层沉淀水的卷起，因此采用指形槽集水。
沉淀池进入指形槽采用三角堰溢流。三角堰用钢板制成，堰口夹角90°，高0.1m，宽0.2m。中间双侧集水，两边单侧集水，进入集水槽后汇入出水渠。溢流堰的堰口标高可通过螺栓上下调节，以适应水位变化。
2．溢流率计算
根据手册，矩形池的集水槽中心距为1.2~1.8m，本设计取1.5m，则共8条堰，每条堰长10.5m，溢流堰总长为0.357+10.582=170.45m，溢流率为293.34m3/(m.d)，满足要求（300 m3/(m.d)）。
3．三角堰计算
根据手册，堰上水头高度H1为0.05~0.07m，本设计取0.05m
q1=1.343 H12.47
式中：q1：每个三角堰流量，m3/s；
H1：堰上水头高度，m。
q1 = 1.343 H12.47 = 1.3430.052.47 = 0.82 L/s
则三角堰个数n = = 706 个
三角堰中心距l = = 0.255 m
4．集水槽计算
集水槽宽度B

B=0.9Q0.4
式中：B：集水槽宽度，m；
Q：每条集水槽流量(考虑1.3的超负荷系数)，m3/s。
B = 0.9Q0.4 = 0.9(1.30.579/8)0.4 = 0.35 m
集水槽起点水深H1
H1=0.75B=0.750.35=0.263m
集水槽终点水深H2
H2=1.25B=1.250.35=0.438m
为便于施工，集水槽槽底平坡，槽内水深均取0.44m。设堰口距集水槽顶0.05m，距槽内水位0.1m，则集水槽总高H有
H=0.44+0.1-0.05=0.49m
5．出水渠计算
出水渠宽度B取1.0m，则出水渠起端水深
H’ = 1.73= 0.674 m，取0.7 m
取由集水槽至出水渠跌水落差0.15m，集水槽槽顶与出水渠渠顶相平，则出水渠总深度
H = H’+0.15+0.1-0.05 = 0.9 m
渠内流速 v1 = Q/S = = 0.83 m/s
沉淀池出水管管径设为900mm，则管内流速v2 =4QπD2= 0.91 m/s
两座沉淀池出水后合并成一根DN1300的管进入滤池进水渠，以均匀配水。
4.5 放空系统

式中：d—放空管管径(m)；
t—放空时间(s)，设计中取t = 3h。

取放空管管径为DN400
4.6排泥系统
为取得较好的排泥效果，排泥方式采用机械吸泥。在沉淀池两边设置运行轨道，吸泥后随即进入排泥管，排入指定位置。采用机械吸泥，可不设存泥区，池底为平坡，充分利用沉淀池容积。一般不需要定期放空清洗，减少劳动强度。
选用HJXH2—12.3型桁车式虹吸吸泥机，跨度12 m，行走速度1 m/min，行走功率 20.55 kW。
五、过滤
5.1工艺选择
常用滤池类型有以下几种：
普通快滤池：运转效果良好，使用于任何规模水厂，但管配件及阀门较多，操作较为复杂。
无阀滤池：多用于中小型水厂。节省大型阀门，造价低，操作管理方便。池体构造复杂，滤料装卸困难，会抬高过滤前构筑物的标高，不利于高程布置。
V型滤池：采用均质滤料，使滤层含污能力提高，反冲洗效果好。构造复杂。适用于大中型水厂。
虹吸滤池：不需大型阀门，易于自动化操作。土建结构复杂，池深较大。适用于中型水厂。
经比较，选用四座普通快滤池并联运行。
5.2设计计算
1．基本参数
流量计算：Q = 50000 m/d = 2083.33 m/h = 0.579 m/s
滤料：采用双层滤料，上层为无烟煤，厚度h1=400mm，下层为石英砂，厚度h2=400mm。
滤速：取v = 10m/h
工作周期：24h
承托层：见表4.3
表4.3 承托层配料
层次(自上而下)
材料
粒径(mm)
厚度(mm)
1
砾石
2~4
100
2
砾石
4~8
100
3
砾石
8~16
100
4
砾石
16~32
本层顶面高度至少应高出配水系统孔眼100
反冲洗方式：水冲
冲洗强度：15L/(s.m2)
冲洗时间：7min
2．平面布置
滤池工作周期为24h，每日冲洗及操作时间采用0.2h，滤池实际工作时间
h
（式中只考虑反冲洗停用时间，不包括排初滤水。）
每组滤池总面积：

式中，Q——每组滤池的过滤水量，m3/d
v——滤速，m/h
每组滤池分格数为N=5，采用单行排列。则每格面积为42.02m2，取尺寸为10mm。
则滤池实际面积为10mm =40m2
实际滤速为
校核强制滤速：
m/h，在12~16 m/h之间，符合要求。
3．滤池高度
H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5
式中：H——滤池总高度；
h1——支撑层高度，取150mm；
h2——承托层高度，400mm；
h3——滤料层高度，800mm；
h4——滤层表面以上水深，取1.8m；
h5——超高，0.3m。
则滤池总高度H = 0.15+0.4+0.8+1.8+0.3 = 3.45m

5.3配水系统
采用穿孔管大阻力配水系统
1． 干管计算
Q = fq = 4015 = 600L/s
采用管径d=800mm，长10m，起端流速v = 1.19m/s。干管埋入池底，顶部开孔布水，并在孔口上方设置挡板。
2． 支管计算
支管中心间距取0.25m
支管数n = 2 = 80根，分两侧布置，每侧40根。
支管长
式中，B——单格滤池的宽度，m
dk——干管管径，m
0.2——考虑管道壁厚及支管末端与池壁间距
每根支管入口流量q = = 7.5 L/s
支管管径选用d=70mm，始端流速v=1.95m/s。
3． 孔口计算
孔口流速采用v=6m/s
则孔口总面积f= m2
孔口总面积与滤池总面积之比K= 0.25%，满足要求。
孔口直径采用10mm，每个孔口面积
孔口数m=个，取1274个。
干管顶端开两排孔，孔口中心间距0.25m，则每排40个，共计80个。
每根支管孔口数为个，取15个，分2排布置，孔口向下与中垂线夹角交错排列，一排8个，另一排7个。则同一排每个孔口中心间距为m。
4． 孔口水头损失
支管壁厚采用δ＝5mm，流量系数μ取0.67

水头损失：

5． 配水系统校核
实际孔口数m=1580+80=1280个；
实际孔口总面积f=1280；
实际孔口流速v=；
实际开孔比K=；
支管长度与直径之比=＜60，满足要求；
干管横截面积与支管总横截面积之比=，稍小于1.75；
孔口总面积与支管总横截面积之比=＜0.5，满足要求；
＜0.29，满足配水均匀性达到95%以上的要求。
式中，——干管截面积，m2
——支管根数
——支管截面积，m2
5.4排水系统
滤池冲洗废水由冲洗排水槽和排水渠排出。冲洗时，废水由排水槽两侧溢入槽内，各条槽内的废水汇集到废水渠内，再由废水渠末端排水竖管排出。
每格滤池设2条排水槽，槽长，中心间距

每槽排水量

=0.3
采用三角形标准断面，形状如图4.2所示
图4.1 冲洗排水槽剖面
x＝0.45Q0.4排＝0.45×0.30.4＝0.278m
排水槽顶距砂面高度：
H＝eh3+2.5x+δ+h＝0.5×0.8+2.5×0.278+0.05+0.07＝1.215m
式中，e——滤层膨胀度，取50%
——滤料层高度，m
——排水槽底厚，取0.05m
——排水槽保护高度，取0.07m
冲洗排水槽在水平面的总面积：

排水槽总平面积与滤池面积之比：
，稍大于25%。
5.5各种管渠计算
1．进水
每格滤池的进水量Q’=10000m3/d=115.74L/s

进水支管管径采用DN400，管内流速v=0.92m/s。
为配水均匀，每两座滤池共用一套进水总管，采用总渠配水，总渠流量
Q＝100000m3/d=1.1574m3/s，渠深取1000mm，宽取1000mm，流速为1.16m/s。
2．反冲洗
每格滤池的冲洗流量Q＝600L/s
反冲洗支管管径采用DN600，管内流速v＝2.12 m/s。
采用总渠进水，渠深500mm，宽1000mm，流速1.2m/s。渠内水流为压力流。
3．清水
每格滤池的出水量Q’＝115.74L/s
清水管支管管径采用DN350，管内流速v＝1.2m/s。
两座滤池采用一套总渠出水，则总流量Q＝1.1574m/s。渠深取1000mm，宽1000mm，末端流速1.16m/s，渠内水为重力自流。由滤池至清水池的连接管采用管径为DN1300，管内流速0.872m/s，满足要求。
4．排水
每格滤池的排水流量Q＝600L/s
排水渠宽B取0.7m，渠底距排水槽高度Hc＝1.733Q2gB2+0.2=0.93m，取1.0m。
排水竖管采用管径为DN600，流速为2.12m/s。
排水总管采用管径为DN800，流速为1.19m/s。
5.6 冲洗水箱
冲洗时间t=7min。
冲洗水箱容积：
V＝0.09qFt＝0.09×15×40×7＝378m3
冲洗水箱尺寸：
水箱内水深取2.5m，底面为圆形，D＝14m，则冲洗水箱容积V＝384.8m3，满足要求。取超高0.3m，则水箱尺寸为底面直径14m，高2.8m的圆柱体。
冲洗水箱高度：
H0＝h1+h2+h3+h4+h5
式中，h1——从水箱至滤池的管道中的总水头损失，1.0m；
h2——滤池配水系统水头损失，4.09m；
h3——承托层水头损失，h3＝0.022qZ＝0.13m；
h4——滤料层水头损失，h4＝(1-m0)L0=0.54m；

h5——备用水头，取1.54m(含支撑层水头损失)。
则冲洗水箱底高出洗砂排水槽面高度：
H0＝h1+h2+h3+h4+h5＝1.0+4.09+0.13+0.54+1.54＝7.3m
六、消毒
6.1工艺选择
经过对液氯、氯胺、漂白粉、次氯酸钠及臭氧的比较，本设计中采用液氯消毒。设计加氯量根据相似条件下水厂的运行经验和本设计的水质特征，取最大加氯量a=1.0mg/L，氯与水的接触时间不小于30min。
6.2 加氯量的确定
Q＝0.001aQ’
式中，Q——加氯量；
a——最大投加氯量，mg/L；
Q’——处理水量，m3/d。
则每天加氯量为Q＝0.001aQ’＝0.001×1×200000＝200kg/d＝8.33kg/h
储氯量(按15d考虑)：G＝15Q＝15×200＝3000kg＝3t
6.3加氯设备的选择
加氯设备包括加氯机、氯瓶、自动检测与控制装置等。
1．加氯机
采用CLM-2型墙挂式真空加氯机3台，两用一备交替使用，每台加氯机加氯量0-5kg/h。
2．氯瓶
采用容量为500kg的氯瓶，单个尺寸为：直径600mm，长度1800mm，瓶自重400kg。氯瓶共6个，交替使用。
3．加氯量控制
根据余氯量，采用计算机进行自动控制投氯量。以滤后水流量为前馈变量，出厂水余氯为反馈变量，组成前馈-反馈PID闭环比例控制系统，控制投氯量。

6.4加氯间与氯库布置
水厂所在地主导风向夏季为东南风，冬季为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西北部。
采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人通行的小门，并在氯库一旁设置漏氯吸收中和装置——吸收中和塔。吸收塔从旁边的Ca(OH)2溶液池内抽取配置好的Ca（OH）2溶液，从氯瓶至吸收塔挖沟并盖上钻孔的盖板。发生漏氯事故时，利用Cl2比空气的密度大的性质，通过这一渠道与Ca(OH)2反应，从而去除Cl2。
在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时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2～3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。
氯瓶内液氯的气化及其用量需要监测，除采用自动计量外，较为简单的办法是将氯瓶放置在磅秤上。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。
液氯气化成氯气的过程需要吸热，在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用；在加氯间出入处，设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等，照明和通风设备的开关设在室外；加氯间内的管线设置在沟槽里；氯气管使用紫铜管，配置成一定浓度的加氯水管使用橡胶管，给水管使用镀锌钢管。
七、 清水池
7.1容积计算
清水池有效容积为

式中，W1——调节容积；
W2——净水厂自用水量，占水厂处理水量的6%；
W3——安全用水量；
W4——消防贮水量。
1．W1
本设计不设水塔或高地水池等调节构筑物，因此，清水池的调节容积由一泵站供水量与城市实际用水量确定。见表4.4。

表4.4 清水池调节容积计算表
时间
每小时用水量
一泵站
供水量(%)
二泵站
供水量(%)
清水池
调节容积
(%)
(m3／h)
(%)
m3
0—1
2.00
3776.12
4.16
2.00
2.16
4066.39
1—2
1.93
3630.07
4.16
1.93
2.23
4212.44
2—3
1.89
3563.95
4.16
1.89
2.27
4278.56
3—4
1.89
3556.42
4.16
1.89
2.27
4286.09
4—5
2.29
4311.47
4.16
2.29
1.87
3531.04
5—6
3.58
6740.06
4.17
3.58
0.59
1121.30
6—7
5.52
10411.23
4.17
5.52
-1.35
-2549.87
7—8
5.51
10387.92
4.17
5.51
-1.34
-2526.55
8—9
5.90
11114.30
4.17
5.90
-1.73
-3252.94
9—10
5.79
10915.84
4.17
5.79
-1.62
-3054.48
10—11
5.08
9574.27
4.17
5.08
-0.91
-1712.91
11—12
5.06
9531.80
4.17
5.06
-0.89
-1670.43
12—13
5.34
10059.72
4.17
5.34
-1.17
-2198.35
13—14
4.69
8836.69
4.17
4.69
-0.52
-975.32
14—15
5.26
9925.21
4.17
5.26
-1.09
-2063.84
15—16
5.21
9828.82
4.17
5.21
-1.04
-1967.45
16—17
5.39
10167.63
4.17
5.39
-1.22
-2306.27
17—18
5.26
9913.99
4.17
5.26
-1.09
-2052.62
18—19
5.50
10360.51
4.17
5.50
-1.33
-2499.14
19—20
4.92
9269.72
4.17
4.92