给水厂课程设计说明书.docx

目 录

一、设计说明书 5
1工艺流程的选择 5
1.1原水水质和《生活饮用水标准》（GB 5749-2006）的比较 5
1.2工艺流程的设计 5
1.3工艺流程的比较和选择 6
2.构筑物形式的确定 6
2.1混合 6
2.1.1溶解池 6
2.1.2药剂的选用 6
2.1.3药剂的投加方式 6
2.1.4加氯间 6
2.1.5混合设备 7
2.2絮凝 7
2.3沉淀 7
2.4臭氧—生物活性炭强化滤池 8
2.5普通快滤池 8
2.6消毒 8
2.7最终确定的工艺流程构筑物 9
3水厂平面布置说明 9
3.1常规因素 9
3.2特殊因素 9
3.3主要构筑物尺寸 9
4水厂高程布置说明 9
二、设计计算书 9
1设计水量 9
1.1水厂取水量（考虑自用水量） 9
1.2构筑物水量 9
1.3泵站水量 9
吸水井 9
2加药计算 9
2.1设计参数 9
2.2溶液池 10
2.3溶解池 10
2.4设备选用 10
2.5药剂仓库 10
3混合计算 10
3.1设计参数 10
3.2混合池 11
3.3静态混合器 11
3.3.1设计管径 11
3.3.2混合单元数 11
3.3.3混合时间 11
3.3.4水头损失 11
3.3.5校核GT值 11
4水平轴式机械絮凝池 11
4.1基本参数 11
4.2平面尺寸 11
4.2.1絮凝池有效容积 12
4.2.2每池有效容积 12
4.2.3池体尺寸 12
4.3搅拌设备 12
4.3.1叶轮直径 12
4.3.2叶轮的桨板尺寸 12
4.3.3叶轮转速 12
4.3.4桨板功率 12
4.3.5核算平均速度梯度G值及GT值 13
5异向流斜管沉淀池 13
5.1基本参数 13
5.2沉淀区平面尺寸 13
5.3沉淀池的总高度 13
5.4沉淀池进口穿孔花墙排泥系统 14
5.4.1沉淀池进水设计 14
5.4.2沉淀池出水设计 14
5.4.3排泥系统 15
5.5沉淀池核算 15
6臭氧—生物活性炭强化滤池 16
6.1臭氧接触池 16
6.1.1设计参数 16
6.1.2设计计算 16
6.2活性炭滤池 16
6.2.1设计参数 16
6.2.2设计计算 16
7普通快滤池 17
7.1滤池设计参数的确定 17
7.2滤池池寸 17
7.3滤池高度 17
7.4设计计算 17
7.4.1冲洗强度 17
7.4.2单池冲洗流量 18
7.4.3冲洗排水槽 18
（1）断面尺寸 18
7.4.4集水渠 18
7.4.5配水系统 18
7.4.6冲洗水箱 19
8清水池 21
8.1平面尺寸 21
8.2管道系统 21
8.3清水池的布置 22
8.3.1导流墙 22
8.3.2检修孔 22
8.3.3通气管 22
9消毒 22
9.1加药量的确定 22
10加氯间的布置 22
11二级泵站水泵选择 22
12水厂高程设计计算 22
三、图纸 23
四、参考文献 23

一、设计说明书
1工艺流程的选择
1.1原水水质和《生活饮用水标准》（GB 5749-2006）的比较
原水水质初表1中的7项外基本符合供水水质标准，根据2007年实行的《生活饮用水标准》（GB 5749-2006），通过两者的比较进行工艺流程的设计。

表1 原水水质和《生活饮用水标准》的比较

原水水质
标准指标
浊度
一般 70 度左右，下雨时达 350~450 度；
1
色度
微红色
15
大肠菌群数
120
不得检出
细菌总数
600
100
CODMn
2~5
3
氨氮
1~3
0.5
嗅味
较重的泥味
无异臭，异味

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。

1.2工艺流程的设计
水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%，本设计取5%，则设计处理量为：

式中 a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%，本设计取5%；
Qd——设计供水量（m3/d），为13.2万m3/d.
根据资料显示，水中色度，嗅味，大肠菌群数和细菌总数一般经过常规处理可以达标【1】。所以在工艺流程的设计中着重计算氨氮和COD Mn是否达标。

方案一
混凝剂 消毒
↓ ↓
原水→混合→絮凝池→沉淀池→臭氧预处理→生物活性炭强化滤池→普通快滤池→清水池→二级泵房→用户
（1） 氨氮去除率
①常规处理【2】：3*（1-15%）=2.5mg/L
②生物活性炭【3】：2.55*（1-90%）=0.26mg/L，根据出水水质标准，剩余氨氮应小于0.5mg/L；则方案一出水水质标准氨氮达标。
（2） COD Mn去除率
①常规处理：5*（1-20%）=4mg/L
②生物活性炭：4*（1-40%）=2.4mg/L，根据出水水质标准，剩余COD Mn应小于3mg/L；则方案一出水水质标准COD Mn达标。

方案二
混凝剂 消毒
↓ ↓
原水→生物预处理→混合→澄清池→移动罩滤池→清水池→二级泵房→用户
（1） 氨氮去除率
①生物预处理【4】：3*（1-85%）=0.45mg/L
②常规处理：0.45*（1-15%）=0.38mg/L，根据出水水质标准，剩余氨氮应小于0.5mg/L；则方案二出水水质标准氨氮达标。
（2） COD Mn去除率
①常规处理：5*（1-20%）=4mg/L
②生物预处理：4*（1-25%）=3mg/L，根据出水水质标准，剩余COD Mn应小于3mg/L；则方案二出水水质标准COD Mn达标。

1.3工艺流程的比较和选择
出水水质方面，两方案的氨氮和COD Mn均能达标，其中方案一对铁，锰等其他污染物也有较好的去除效果，更为全面。
技术难度方面，生物预处理技术难度相对较高，运行管理复杂。臭氧—生物活性炭联用的处理技术相对成熟完善。
综合各方面原因，本设计选择方案一。

2.构筑物形式的确定
2.1混合
2.1.1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。
2.1.2药剂的选用
药剂选用碱式氯化铝，属于无机高分子化合物。其净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，温度适应性高。
2.1.3药剂的投加方式
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。
2.1.4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。
2.1.5混合设备
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，从而节约用药量，降低运行成本。
常用的混合设备有水泵混合，管式混合，机械混合三种。管式混合简单易行，无需另建混合设备，混合效果好。管式静态混合器构造简单，安装方便，混合快速而均匀，混合效果好。

2.2絮凝
絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性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。
絮凝池有隔板絮凝池，折板絮凝池，机械絮凝池等。
机械絮凝池具有随时改变转速以保证絮凝效果的优点。所以选用水平轴式机械絮凝池。

2.3沉淀
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3-2 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；
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
1、 一般用于大中型净水厂；
2、在高浊度水地区作预沉淀池
斜管（板）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

沉淀池类型有平流式沉淀池，斜板与斜管沉淀池等。其中异向流斜管沉淀池利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；水利条件好，处理效率高。缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。

2.4臭氧—生物活性炭强化滤池
臭氧活性炭法(O3/GAC)是在活性炭滤池之前投加臭氧，在臭氧接触反应池中进行臭氧接触氧化反应，使水中有机污染物氧化降解，将大分子有机物分解为小分子的中间产物，这些中间产物被活性炭吸附的同时，活性炭颗粒表面的生物膜或微生物群落通过生物吸附和氧化降解等作用，显著提高了活性炭去除有机物的能力，延长了活性炭的使用寿命[4]。预臭氧化可以提高有机物的可生化性，同时还使一些溶解的、胶体的有机物发生絮凝使之成为可沉淀的或可滤除的物质，有效地去除污染水中的色度、嗅味、铁、锰和有机物旧。

2.5普通快滤池
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 。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好

2.6消毒
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。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。

2.7最终确定的工艺流程构筑物
碱式氯化铝混凝剂
↓
原水→配水泵站→管式静态混合器→水平轴式机械絮凝池→异向流斜管沉淀池→生物活性炭强化滤池→砂滤池→自动真空加氯机→清水池→二级泵站→出水

3水厂平面布置说明
3.1常规因素
水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%—10%，本设计取5%，则设计处理量为：

a——水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%—10%，本设计取5%；
Qd——设计供水量（m3/d），为13.2万m3/d.
3.2特殊因素
3.3主要构筑物尺寸
4水厂高程布置说明

二、设计计算书

1设计水量
1.1水厂取水量（考虑自用水量）
1.2构筑物水量
1.3泵站水量
吸水井
清水池到吸水井的管线最长为55m，管径为DN1000，查水力计算表：水力坡度为i=0.7‰，流速v=0.80m/s，局部阻力系数分别为0.06，1.0，1.0，1.05，1.05，则管中水头损失为：
因此，吸水井水面标高为19.75m，加上超高0.5m，顶面标高为20.25m。

2加药计算
2.1设计参数
已知计算水量Q=138600m3/d=5775m3/h=1.6m3/s。根据原水水质，选碱式氯化铝（PAC）为混凝剂，据原水水质浊度判断，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。
2.2溶液池
,取14m3
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，1925m3/h;
c—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。
溶液池设置两个，以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L*B*H=3*3*2=18m3，高度中包括超高0.3m，置于室内地面上。
池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN200mm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。
2.3溶解池
,本设计取0.3
解池也设置为2池，单池尺寸：,高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.1m，池底坡度采用0.02。
溶解池实际有效容积：
溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。
溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：

2.4设备选用
溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
计量投加设备
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。
计量泵每小时投加药量:

式中：——溶液池容积（m3）
耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.
2.5药剂仓库
估算面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m。

3混合计算
3.1设计参数
设计参数设计总进水量为Q=138600m3/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=1.5m/s.
设计流量Q=1.6m3/s，水温20°时运动粘度为μ＝1.005*10-3（N·s/m2）

3.2混合池
取混合时间t=30s，混合池体积，尺寸为

3.3静态混合器
3.3.1设计管径
静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量；
3.3.2混合单元数
则静态混合器管径为:，本设计采用1000mm；
混合单元数按下式计算，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：
3.3.3混合时间

3.3.4水头损失
<0.5m,符合设计要求。
3.3.5校核GT值
，在500-1000之间，符合设计要求。

4水平轴式机械絮凝池
4.1基本参数
设计分成3个系列，每系列的设计流量为, 絮凝时间取20min

4.2平面尺寸
4.2.1絮凝池有效容积
,池数n=3
4.2.2每池有效容积
，每池分成三格，每格有效容积V=71.3m3
4.2.3池体尺寸
根据水力高程布置，水深H=4.5m，池宽4m 池长,絮凝池池超高取0.3m，总高度为4.8m
单池尺寸

4.3搅拌设备
絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备
4.3.1叶轮直径
叶轮旋转时，应不露出水面，也不触及池底。叶轮直径取池宽60%，采用D=2.5m
4.3.2叶轮的桨板尺寸
叶轮桨板中心点线速度采用V1=0.5m/s V2=0.35m/s V3=0.2m/s
（1）桨板长度取1.8m（桨板长度与叶轮直径之比l/D=1.8/2.5=0.72）
（2）桨板宽度取b=0.25m,长宽比0.3/2<1，CD=1.1
每根轴上桨板数8块。旋转桨板面积与絮凝池过水断面面积之比为8*0.25*1.8/4*4.5=20%
小于25%
4.33叶轮转速
设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度0.75倍，则相对于水流的叶轮转速为

4.3.4桨板功率
每个叶轮旋转时克服水的阻力所消耗的功率p

式中，CD——阻力系数，决定于桨板宽长比。当宽长比小于1时，CD=1.1
ZR——同一旋转半径上桨板数
ρ——水的密度，kg/m3
ω——相对于水的旋转角速度，rad/s
R1——桨板外缘旋转半径，m
R2——桨板内缘旋转半径，m
同理可得

总功率
4.3.5核算平均速度梯度G值及GT值
第一格
第二格
第三格
平均速度梯度G值

经核算，G值与GT值均较合适

5异向流斜管沉淀池
5.1基本参数
表面负荷q=10m3/m2*h处理水量Q=1925m3/h=0.54 m/s斜管沉淀池与反应池合建，池有效宽度B=4m。采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d=30mm，水平倾角60度。采用后倾式以利于均匀配水。斜管长1m，管径一般为25~35mm（即管的内切圆直径），取为30mm。

5.2沉淀区平面尺寸
清水面积A=Q/v=1925/10=192.5m3
式中 q——表面负荷,一般采用9.0-11.0，本设计取10
进水方式：进水区沿4m长的一边布置,为了配水均匀设计尺寸B*L=12*20=240m3

5.3沉淀池的总高度
沉淀池的总高度
超高：h0=0.3m；
清水区高度：h1=1.2m；
斜管区高度：h2=1000×sin60°=0.866m，取0.9m；
布水区高度：h3=1.5m；
穿孔排泥斗高度：h4=0.8m；
因此， 有效池深：H=0.9+1.2+1.3=3.4m；
沉淀池总高度为：H＝h0＋h1＋h2＋h3＋h4= 0.3＋1.2＋0.9＋1.5＋0.8＝4.7m

5.4沉淀池进口穿孔花墙排泥系统
5.4.1沉淀池进水设计
沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积
式中 v——孔口速度（m/s），一般取值不大于020m/s。本设计取0.2m/s。
每个孔口的尺寸定为15cm×10cm，则孔口数个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。
5.4.2沉淀池出水设计
采用穿孔集水槽集水，清水经进水孔淹没出流进入集水槽中，每个沉淀池沿长边方向设有10条集水槽。
5.4.2.1集水槽计算
（1）集水槽尺寸
集水槽间距：l0=L/n =1.2m
每个集水槽流量：q= 0.2431/10=0.02431m3/s
集水槽宽度：b＝0.9（βq）0.4＝0.9（1.2×0.02431）0.4＝0.22m
集水槽水深：起点 h1=0.75×0.22=0.17m;
终点 h2=1.25×0.220.28m
为了施工方便，采用平底集水槽，从安全角度考虑，取集水槽水深h2＝0.31m，集水槽进水跌落高度取h3＝0.05m，进水孔淹没深度取h4＝0.07m，集水槽超高取h0＝0.07m。
集水槽总高度：H＝h2+ h3 +h4 +h0
＝0.36+0.05+0.07+0.07
＝0.5m
（2）集水槽的孔眼计算：
集水槽孔口淹没出流，出流水头为h4＝0.07m，
超载系数β=1.2，流量系数μ=0.62 。
每条集水槽所需孔眼面积：
F=/=1.2*0.02431/(0.62*(2*9.81*0.07)0.5)=0.04m2
孔径d取25mm，每孔面积：0.0005 m2
每条集水槽孔眼总数n=f/a=0.04/0.0005=80个，
集水槽两侧交错开孔，左右侧开孔数各为40个。
集水槽上孔距： l=6500/40=162.5mm。
5.4.2.2.集水总渠计算
集水总渠宽度：Bn＝0.9（βQ）0.4＝0.9（1.2×0.2431）0.4＝0.55m
集水总渠起端水流断面假定为正方形，渠内水深为0.6m，考虑集水槽水流进入集水总渠时自由跌落，跌落高度取0.1m，同时考虑集水总渠顶与集水槽顶相平，则集水总渠总高度为：
H=0.6+0.1+0.5=1.2m。
5.4.3排泥系统
为取得较好的排泥效果，采用机械排泥，在池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。
池内存泥区高度为0.1m，池底有1.5‰坡度，坡向末端（每池一个），坑的尺寸为50cm*50cm*50cm。
排泥管兼沉淀池放空管，其管径按下式计算
D=（0.7*B*L*H0/t）0.5=（0.7*6.5*12*3.5/3*3600）0.5=0.133m，采用200mm
式中H0——池内平均水深，m，此处为3.4+0.1=3.5
t——放空时间，s，此处按3h算。
斜管沉淀池示意图，如图下图所示。
斜管沉淀池计算示意图

5.5沉淀池核算
出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。
（1）孔口损失：

式中：——进口阻力系数，本设计取=2.
（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：

（3）出水总水头损失

（4）复算管内雷诺数及沉淀时间

式中: R——水力半径,R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm
μ——运动粘度0.01cm2/s(t20℃)
所以水流在沉淀池内是层流状态
沉淀时间
符合沉淀时间一般为2~5min 之间的要求。

6臭氧—生物活性炭强化滤池
6.1臭氧接触池
6.1.1设计参数
臭氧接触池设计规模4.6万m3/d=1925m3/s，共设3座，臭氧最大投量为2.0mg/L，分别导入接触池，接触时间为10min。
所需臭氧量D=1.06aQ=1.06*0.002*1925=4.08kgO3/h
6.1.2设计计算
①接触池体积V

②池截面积F。池内水深HA取3m，则

③单池面积及尺寸。采用2个接触池

6.2活性炭滤池
6.2.1设计参数
滤池设计水量为：Q = 46000 m3/d
冲洗强度q = 8L/(s· m2)，滤速：V1 = 10 m/h
62.2设计计算
滤池面积及尺寸
滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：
T = 24-0.1×24/12 = 23.8 h
滤池面积为：F = Q/(V1T) =46000/（10×23.8） = 193.28m2
采用滤池数为N=6，布置成对称双行排列。
每个滤池面积为：f = F/N = 193.28/6 = 32 m2
采用滤池长宽比为2左右，滤池设计尺寸为8.4m×4.2m。
校核强制滤速V2为：V2 = NV1/(N-1) = 6×10/(6-1) = 12m/h

7普通快滤池
7.1滤池设计参数的确定
本水厂采用普通快滤池进行过滤，单层石英砂滤料，密度ρs=2.65t/ m3，滤料膨胀前孔隙率m0=0.4；
根据用水量的情况，采用4个构造相同的快滤池，布置成对称双行排列，则每个滤池的设计流量 Q=4.62*104/4*24=481.2m3/h=0.13m/s。滤速V＝8～10m/h，取v=10m/h；冲洗强度：12～15L/m2·s，取14 L/m2·s；冲洗时间：t＝6min；冲洗周期：T=12h；。

7.2滤池池寸
每个滤池的实际工作时间 T=24h
滤池的总面积 F=Q0/vT=46000/10*24=191.67m2
每个滤池的面积 ,采用49m2，正方形滤池，每个池的边长为7m。

7.3滤池高度
支承层高度
滤料层高度
砂面上水深
超高（干弦）
滤池总高

7.4设计计算
7.4.1冲洗强度
冲洗强度q按经验公式计算

式中 －滤料平均粒径；
e－滤层最大膨胀率，取e= 40%；
－水的运动黏滞度，。
砂滤料的有效直径=0.7mm
与对应的滤料不均匀系数u=1.5
所以， =0.9u=0.9×1.5×0.7=0.945 mm

7.4.2单池冲洗流量

7.4.3冲洗排水槽
（1）断面尺寸
两槽中心距采用a=3m
排水槽个数n1=L/a=7/3=2（个），槽长l=B=7m
槽内流速，采用0.6m/s
排水槽采用标准半圆形槽底断面形式，其末端断面模数为：

槽宽：b=2X=2*0.16=0.32m。
（2）排水槽高度
槽顶位于滤层面以上的高度为：
He=eHn+2.5x+δ+0.075=0.4*0.7+2.5*0.16+0.05+0.075=1.03m
式中 e——冲洗时滤层膨胀度
Hn——滤料层厚度采用0.7m
X——冲洗排水槽断面模数，x=0.16m
δ——排水槽底厚度采用，取0.05m
（3）核算面积
排水槽平面总面积与单个滤池面积之比：
2*2x*l/f=2*0.16*7/49=0.05<0.25
7.4.4集水渠
集水渠采用矩形断面，共设10条集水渠，渠宽采用b=0.6m
渠始端水深Hq

集水渠底低于排水槽底的高度Hm
,取1.1m。
7.4.5配水系统
采用大阻力配水系统，其配水干管采用方形断面暗渠结构。
(1)配水干渠
干渠始端流速采用
干渠始端流量
干渠断面积，取0.5
干渠断面尺寸采用0.5m×0.5m
(2)配水支管
支管中心距采用s=0.25m
支管总数n2=2L/s=2×7/0.25=56（根）
支管流量
支管直径采用，
流速
支管长度
式中0.5为干管断面尺寸0.3为考虑渠道壁厚及支管末端与池壁间距
核算
(3)支管孔眼
孔眼总面积Ω与滤池面积f的比值a，采用，则

孔径采用
单孔面积
孔眼总数
每一支管孔眼数（分两排交错排列）为：
, 取20个

孔眼中心距
孔眼平均流速
7.4.6冲洗水箱
冲洗水箱与滤池合建，置于滤池操作室屋顶上。
(1)容量V
冲洗历时采用=6min

水箱内水深，采用
圆形水箱直径
(2)设置高度
水箱底至冲洗排水箱的高差，由以下几部分组成。
1）水箱与滤池间冲洗管道的水头损失
管道流量管径采用，管长l=7m
查水力计算表得：，
冲洗管道上的主要配件及其局部阻力系数合计
mH2O
2）配水系统水头损失h2
h2按经验公式计算

3）承托层水头损失h3
承托层厚度采用H0=0.45m

4）滤料层水头损失h4

式中 －滤料的密度，石英砂为；
－水的密度，；
－滤料层膨胀前的孔隙率（石英砂为0.41）；
－滤料层厚度，m。
所以 mH2O
5）备用水头h5=1.5mH2O
则

8清水池
8.1平面尺寸
清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。
清水池的调节容积：V1=kQ=0.1×138000=13800m³
消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：V2=25*2*3600/100=180m3
根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：V=V1+V2=13800+180=13980m3
清水池共设3座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：
F=V/2H=13980/3*2*4.4=530 m2
取B*L=24*24=576 m2 ，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。

8.2管道系统
1）清水池的进水管：
（设计中取进水管流速为=1.8m/s）
设计中取进水管管径为DN500mm
2）清水池的出水管
由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取
时变化系数=1.4，所以：

出水管管径：
（设计中取出水管流速为=0.8m/s）
设计中取出水管管径为DN600mm
3）清水池的溢流管
溢流管的管径与进水管相同，取为DN500mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。
4）清水池的排水管
清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为：

设计中取排水管径为DN350mm

8.3清水池的布置
8.3.1导流墙
在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为15m，将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。
8.3.2检修孔
在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。
8.3.3通气管
为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设4个通气管，通气管管径为200mm其伸出地面高度高低错落，便于空气流通

9消毒
9.1加药量的确定
最大投氯量为a=3mg/L
加氯量为：

储氯量（按一20天考虑）为：

10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2～3mg/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。

11二级泵站水泵选择
12水厂高程设计计算
水厂高程计算表
主要构筑物
自身水损(m)
沿程损失(m)
水面高程(m)
池底标高(m)
池顶标高(m)
构筑物高(m)
混合池
0.2

184.4
180.7
184.7
4.0
0.5
絮凝沉淀池
0.8
183.7
179.0
184.0
5.0
0.2
臭氧接触池
0.4
182.7
179.0
183.0
4.0
0.3
生物活性炭滤池
0.4
182.0
178.3
182.3
4.0
0.3
普通快滤池
2.0
181.3
178.1
181.6
3.5
0.3
清水池
0.0
179.0
174.8
179.3
4.5

三、图纸
1.平面图
2.高程图
3.构筑物图
四、参考文献

【1】上海市政工程设计研究院，给水排水设计手册第3册。北京：中国建筑工业出版社，2004年，第434页
【2】国内外给水厂净水工艺研究综述
【3】刘阳，微污染水源水处理工艺中复合强化过滤技术的研究，浙江大学，2012年3月。
【4】潘碌亭，中国微污染水源水处理技术研究现状与进展，工业水处理，2006年6月第26卷第6期，第7页。

课程设计答疑记录
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注:答疑内容采用一问一答的形式,简要写你提的问题和老师的答疑情况，可自行加页。

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