水质工程学上课程设计

2015至2016学年第1学期

水质工程学（上）课程设计

设计题目 城市净水厂设计 专 业 给水排水科学与工程 姓 名 冯羽中 学 号 1130570057 完成日期 指导教师 宋亚丽

浙 江 科 技 学 院

第1章设计说明 ............................................................................................................................... 5

1.1 设计任务书 ........................................................................................................................ 5

1.1.1设计规模 .................................................................................................................. 5 1.1.2工程概况 .................................................................................................................. 5 1.1.3设计任务 .................................................................................................................. 5 1.2 工艺流程的确定 ................................................................................................................ 5

1.2.1工艺流程 .................................................................................................................. 5 1.2.2工艺流程的比较 ...................................................................................................... 6 1.3 设计依据............................................................................................................................ 9 1.4 设计规模............................................................................................................................ 9 1.5设计参数........................................................................................................................... 10

1.5.1配水井.................................................................................................................... 10 1.5.2加药间.................................................................................................................... 10 1.5.3混合设备 ................................................................................................................ 10 1.5.4絮凝池.................................................................................................................... 10 1.5.5沉淀池.................................................................................................................... 11 1.5.6滤池........................................................................................................................ 11 1.5.7消毒间.................................................................................................................... 11 1.5.8清水池的设计 ........................................................................................................ 12 1.6主要构筑物的尺寸和数量 ............................................................................................... 12

1.6.1溶液池.................................................................................................................... 12 1.6.2溶解池.................................................................................................................... 13 1.6.3溶解池.................................................................................................................... 13 1.6.4静态混合器 ............................................................................................................ 13 1.6.5往复式隔板絮凝池 ................................................................................................ 13 1.6.6平流式沉淀池 ........................................................................................................ 13 1.6.7普通快滤池 ............................................................................................................ 13 1.6.8滤池反冲洗水箱 .................................................................................................... 13 1.6.9消毒间.................................................................................................................... 14 1.6.10清水池.................................................................................................................. 14 1.7水厂平面设计 ................................................................................................................... 14 第2章计算过程 ............................................................................................................................. 14

2.1加药间的设计 ................................................................................................................... 14

2.1.1溶液池.................................................................................................................... 14 2.1.2溶解池.................................................................................................................... 15 2.1.3药剂仓库 ................................................................................................................ 15 2.1.4计量泵.................................................................................................................... 15 2.1.5鼓风设备 ................................................................................................................ 16 2.2混合设备：静态管式混合器的设计 ............................................................................... 16 2.3絮凝设备：往复式隔板絮凝池的设计 ........................................................................... 17

2.3.1设计参数 ................................................................................................................ 17 2.3.2絮凝池的容积和尺寸 ............................................................................................ 17 2.3.3水头损失 ................................................................................................................ 18 2.3.4排泥装置 ................................................................................................................ 19

2.4沉淀设备：平流沉淀池的设计 ....................................................................................... 19

2.4.1设计水量 ................................................................................................................ 19 2.4.2池体尺寸 ................................................................................................................ 19 2.4.3进水........................................................................................................................ 20 2.4.4出水........................................................................................................................ 20 2.4.5排泥........................................................................................................................ 20 2.4.6水利条件复核 ........................................................................................................ 20 2.5过滤设备：普通快滤池的设计 ....................................................................................... 21

2.5.1设计参数 ................................................................................................................ 21 2.5.2滤池面积 ................................................................................................................ 21 2.5.3滤池深度 ................................................................................................................ 21 2.5.4反洗配水管道 ........................................................................................................ 21 2.5.5冲洗水箱 ................................................................................................................ 22 2.5.6孔眼........................................................................................................................ 22 2.5.7反洗排水槽 ............................................................................................................ 22 2.5.8进水计算 ................................................................................................................ 23 2.5.9清水计算 ................................................................................................................ 23 2.6消毒间的设计 ................................................................................................................... 23

2.6.1计算........................................................................................................................ 23 2.6.2加氯间布置 ............................................................................................................ 24 2.7清水池的设计 ................................................................................................................... 24

2.7.1尺寸设计 ................................................................................................................ 24 2.7.2管道设计 ................................................................................................................ 25 2.8附属构筑物设计 ............................................................................................................... 25 2.9水厂高程计算 ................................................................................................................... 26

第1章设计说明

1.1 设计任务书 1.1.1设计规模

日均产水规模为30000+学号后两位*2000吨，为144000吨。加上水厂自用水量10%，得总设计水量为144000*1.1=158400吨。水厂按照最高日平均产水量计算，水厂的设计流量为158400/24=6600 m^3/h。

1.1.2工程概况

该城市位于浙江省，地形自西向东略有坡度，地面平整，海拔高度为黄海绝对标高5.5-7.3m，地坪平均绝对标高6.4m。夏季主导风向为东南风。该市有一条河流可作为饮用水水源，河流水质为Ⅱ类地表水，符合生活饮用水水源要求。该净水厂临河而建，地面平均标高为5.8m。

1.1.3设计任务

根据相应的日均产水规模设计一座给水处理厂，且水厂的设计水量为6600 m^3/h。

1.2 工艺流程的确定 1.2.1工艺流程

河流水质为Ⅱ类地表水，符合生活饮用水水源要求，可以选择常规处理工艺，工艺如下：

原水  一级泵站  加药间：液体计量泵（混凝剂：聚合氯化铝） 

混合池：静态混合器  絮凝池：往复式隔板絮凝池（穿孔管排泥） 

沉淀池：平流式沉淀池  滤池：普通快滤池（双层石英砂滤料、冲洗水箱冲洗） 

消毒间（加氯消毒）  清水池：矩形清水池  二级泵站  城市管网

1.2.2工艺流程的比较

1）加药间

表1.1 药剂投加方法比较

由于固体投加对药剂要求较高，我国很少使用，目前通常是将固体溶解后配成一定浓度的溶液投入水中，即液体投加。同时，由于采用计量泵不必另备计量设备，适合于混凝剂自动控制系统，因此本设计采用计量泵投加。

2）混合设备

管式静态混合器混合效果好，构造简单，无活动部件，制作安装方便，其主要由数个混合元件组成，将其放入絮凝池进水管即可。水和药剂通过混合器时，

被单元体多次分割，改向并形成涡旋，以达到混合的目的。相对于水力混合池和机械搅拌混合池来讲，管式静态混合器可节约占地面积，减少基建费用和运行费用。

本次设计采用静态管式混合器。

3）絮凝剂

聚合氯化铝的效能最高，在相同水质下，投加量最少，对水的PH变化适应性也较强，故本设计选用聚合氯化铝[Al2（OH)n•Cl6-n]m作为混凝剂。

4）絮凝池

表1.4絮凝池方案比较：

絮凝设备的基本要求是：原水及药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体，絮凝形式较多，主要有水力搅拌式和机械搅拌式等，我国在水力絮凝池的新型池型研究上已达到较高水平。水力絮凝池中的隔板絮凝池是应用历史较久、目前仍常应用的絮凝池型，有往复式和回转式两种，后者是在前者的基础上加以改进而成的，所以作为水里絮凝池的基础，往复式隔板絮凝池的原理和运行经验对现在的水厂絮凝设计具有重要意义。往复式隔板絮凝池虽然节省絮凝时间、减少水力损失、保护絮凝体不被破坏、使出水分布均匀等方面较新型絮凝池型没有明显的优势，但在设计合理、运行条件控制恰当的情况下，其絮凝效果也较好，而且构造简单，施工方便。

设计中采用往复式隔板絮凝池，便于参照设计手册运用已有的工程经验，更贴近于工程实际。排泥装置采用穿孔管排泥，优点为劳动强度小，排泥历时较短；耗水量少，池底结构较简单，与沉淀池排泥系统合建。

5）沉淀池

表1.5沉淀池方案比较：

设计中采用平流式沉淀池。

6）滤池

设计采用普通快滤池，优点为运行管理可靠，有成熟的运行经验；且池深较浅。

滤料采用双层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲，采用大阻力配水系统，配水均匀性好。

7）消毒间

消毒的必要性：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，防止传染病的危害。

设计使用加氯消毒的方式，优点为相比其他消毒剂来说，消毒灭菌效果好，经济有效，使用方便，应用历史最久也最为广泛，而且其在配水管网中有剩余消毒作用，适用于极大多数净水厂，是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起一定的氧化作用。

1.3 设计依据

主要参考文献： 1、《室外给水设计规范》 GB50013-2006 2、城市给水工程规划规范 GB50282-96 3、《给排水设计手册第3册－城镇供水》 4、《给排水设计手册第1册－常用数据》 5、《给排水设计手册第9册－专用机械》 6、《给排水设计手册第11册－专用设备》 7、《给排水设计手册第12册－器材与装置》 8、给水排水专业的教科书等.。

1.4 设计规模

根据相应的日均产水规模，该给水处理厂的设计水量为6600 m^3/h。

1.5设计参数 1.5.1配水井

配水井设在处理构筑物之前，设置固液分离机拦截较大悬浮物。 配水井出水设超越管，有效水深为3m，超高0.3m。

1.5.2加药间

设计中采用液体投加设备，以计量泵投加，设计中计量泵选用BS-1060P型计量泵，由Y07114型电机驱动，泵与电机均为两用一备。 溶液池尺寸为L=3m，B=2.5m，H=1.3m ，数量为2个。 溶解池的设计尺寸为L=2m，B=1m，H=1.1m，数量为2个。 每日投加混凝剂为4.75t

堆积高度2m，通道系数采用15%

仓库面积为L=15m，B=6m，H=2m，保持良好的通风，并采用相应的防腐措施。 加药间面积为溶解池，溶液池及药剂仓库的面积之和，设计尺寸为L=15m，B=9m，H=2m。

1.5.3混合设备

设计中静态管式混合器采用管径为1000mm，混合单元数N取3，混合长度为3.3m，混合时间为2.85s。

1.5.4絮凝池

设计选用聚合氯化铝[Al2（OH)n•Cl6-n]m作为混凝剂。

絮凝池的设计采用往复式隔板絮凝池，其优点为应用历史悠久，构造简单，管理方便。

设计中絮凝池个数取2个，池体尺寸取L=16.2m，B=26.4m，H=3m（安全高度为0.5m），流速采用5档： v1=0.6m/s；V2=0.5m/s；V3=0.4m/s；V4=0.3m/s；v5=0.2m/s。

各廊道段数为3，廊道宽度：m1=0.60m；m2=0.75m；m3=0.95m；m4=1.25m；m5=1.85。

排泥装置采用穿孔管排泥，排泥管管径取200mm，布置在池底廊道中心处，与沉淀池排泥系统合建。

1.5.5沉淀池

设计中采用平流式沉淀池，沉淀池个数采用2个，池体尺寸取L=50m，B=26.4m，H=3.5m（安全高度为0.5m），每个池子的中间设置三导流墙，则每格宽度为6.6m。

进水处用砖砌穿孔墙布水，墙长26.4m，高3m，孔口面积为0.04m^2，孔口数量为230，在穿孔花墙上均匀分布。

出水处采用采用薄壁堰出水，堰长为26.4m，堰口保持水平。

设计采用采用机械排泥，池底有1.5%的坡度，坡向末端设积泥坑（每池一个，共8个），坑的尺寸为6m*2m*0.5m，排泥周期为2.8d，设排泥管和沉淀池放空管，放空管采用400mm管。

1.5.6滤池

设计采用普通快滤池，滤料采用双层石英砂滤料，滤池数量为6，滤池尺寸设计为L=12m，B=10m，面积为120m^2，深度取3.3m。

滤池构筑物面积设计为L=16m，B=12m，整体高度为6m。

滤池以渠道进水，渠道宽B=1.5m，水深H=1.2m。 各滤池以进水管进水，管径采用700mm。

滤池清水以管道出水，总出水管径采用1500mm，各滤池清水采用管道出水，管径采用700mm。

反冲洗水源采用冲洗水箱，优点为操作简单，允许在较长时间内向水塔或水箱输水，耗电较均匀。

反洗配水管道采用1000mm，支管数为160，管径采用100mm，支管长度取4.25m。

采用孔眼直径d=10mm，支管孔眼数取48，孔眼中心距为88.54mm。

冲洗水箱尺寸设计中取L=14m，B=10m，H=7m，设计体积为980m^3。 水箱高出排水槽面7.309m。

反洗排水槽中心距取2m，水槽数量为4，长度为12m，采用三角水槽，排水槽距砂层高度取1.45m。

1.5.7消毒间

设计加氯量采用1mg/L，接触时间采用40min，总加氯量为126.72Kg/d。

设计使用加氯消毒的方式，加氯间及氯库尺寸定为L=20m，B=15m，H=6m。 设计储氯量为一月用量，取4000Kg。

储存方式为储氯瓶，采用储氯量为1000kg的焊接钢氯瓶4个。 加氯机采用0-5kg/h的两台，交替使用。

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。设置漏气报警仪。为搬运氯瓶方便，库内设CD1-6D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，水压大于5mH2O。

1.5.8清水池的设计

1）尺寸设计

清水池共设两座，有效水深采用5m，超高采用0.5m。 设通风设施，通风口处设防虫网。

单个清水池设计尺寸为L=70m，B=60m，设计体积为21000m^3。 清水池净高度为5.5m，设计覆土厚度0.5m。

池底标高-5.8m，集水坑比池底低2m，则集水坑标高-7.0m。

2）导流墙

设计中在清水池内设置导流墙，单个池内有长66m的导流墙14堵。

3）管道设计

进水管管径取1200mm管，进水喇叭口直径应超过D1的1.3倍，本次设计中取1600mm。

出水管管径取1400mm管，出水喇叭口直径应超过D2的1.3倍，本次设计中取2000mm。

溢流管直径与进水管相同，为1200mm管，管内不设阀门，管端设喇叭口，出口设防虫网。

排水管设计中取1000mm管。

1.6主要构筑物的尺寸和数量 1.6.1溶液池

尺寸：3m*2.5m*1m 数量：2个

尺寸：2m*1m*1.1m 数量：2个

1.6.3溶解池

尺寸：7m*6m*2m 数量：2个

（加药间尺寸：15m*9m*2m=270m^3）

1.6.4静态混合器

尺寸：管径DN1000 mm 长3.3m 数量：2个

1.6.5往复式隔板絮凝池

尺寸：16.2m×26.4m×3m 数量：2个

1.6.6平流式沉淀池

尺寸：50m×26.4m×3m 数量：2个

1.6.7普通快滤池

尺寸：15m×10m×10m 数量：6个

1.6.8滤池反冲洗水箱

尺寸：14m×10m×7m 数量：6个

尺寸：20m×15m×6m 数量：2个

1.6.10清水池

尺寸：70m×60m×5.5m 数量：2个

1.7水厂平面设计

主要水处理构筑物沿东西走向排列，由西向东依次为配水井，絮凝池，沉淀池，快滤池至清水池。

附属构筑物主要包括加钒间，静态管式混合器，加氯间，晒沙区及设备维修间。

办公及生活区主要包括大门，传达室，办公楼，员工宿舍，员工食堂，集体浴室，停车区域及运动生活区。

第2章计算过程

2.1加药间的设计 2.1.1溶液池

溶液池容积W1 W1=uQ/417bn

W1：溶液池容积（m^3）； Q ：处理水量（m^3/h）；

U：混凝剂最大投加量（mg/L）： B：混合浓度（%），设计中采用12； N：每日调制次数，设计中取n=3；

则W1=（30*6600）/（417*12*3）=13.19m^3，取13.2m^3

设计采用溶液池尺寸为L=3m，B=2.5m，H=1.3m ，数量为2个，

形状采用矩形，有效高度取1m，安全高度取0.3m。

2.1.2溶解池

溶解池容积W2

W2=0.3W1=13.2*0.3=3.96，取4.4m^3

经计算，溶解池的设计尺寸为L*B*H=2m*1m*1.1m，数量为2个， 形状采用矩形，有效高度取1.1m。

溶解池的放水时间采用t=10min

则放水流量q0=W2/60t=（4.4*1000）/（60*10）=7.33L/s 查水力计算表得放水管管径70mm，相应的流速2.07m/s。 溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。

而溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。

2.1.3药剂仓库

药剂仓库与加药间宜布置在一起，根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）规定：混凝剂的固定储备量，应按当地供应，运输等条件确定，宜按最大投加量的7~15d计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。此设计中药库的储备量按最大投加量的15天用量计算，药剂堆放高度为2m，保持良好的通风，并采用相应的防腐措施，应设计从大门通向药剂仓库的道路，且仓库大门设计应方便药物搬运。

每日投加混凝剂为Q*u=158400*30/10^6=4.75t

混凝剂类型为精制硫酸铝，每袋质量为40kg，体积为0.5m*0.4m*0.2m 硫酸铝袋数N=4.75t*30/40kg=3563袋 堆积高度2m，通道系数采用20%

则仓库面积为A=3563*0.5*0.4*0.2/2*0.8=89.1m^2 取仓库面积为15m*6m=90m^2

加药间面积为溶解池，溶液池及药剂仓库的面积之和，即为 3m*2.5m*2 （溶液池）+ 2m*1m*2（溶解池）+ 15m*6m（药剂仓库）=109m^2 ，则L*B*H=15m*9m*2m=270m^3。

2.1.4计量泵

投加计量Q=1.65m^3/h

由两台计量泵投加，另存一台备用。

单个计量泵投加量为Q=825L/h

设计中选择BS-1060P型计量泵，由Y07114型电机驱动，电机功率370W，电压380V。

2.1.5鼓风设备

平面面积：溶液池L*B=3m*2.5m，溶解池L*B=2m*1m。 空气供给强度：溶液池5L/（m2s），溶解池8L/（m2s）。 需求空气量Q=nFq

溶液池：Q1=2*3*2.5*5=75L/s 溶解池：Q2=2*2*1*8=32L/s Q=Q1+Q2=107L/s=6420L/min

选用D22*21-10/5000型鼓风机，配用电机功率17kw，鼓风量为10000L/min，正常工作时一用一备。

供气管选用DN100管，计算得v=10m/s，在范围内，符合标准。 气压损失h=（λ+Σζ）*l/d*v2/2g=4.74+2.37=7.11*10^4Pa

孔眼数量：

单孔直径采用d=5mm

单孔面积f=0.785*0.25^2=0.05mm^2 孔眼流速v=20m/s

孔眼数N=10*1000*1000/60*20*0.005=250个 孔眼均匀分布在供气管上。

2.2混合设备：静态管式混合器的设计

设计总进水量Qd=158400m^3/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，流速取v=1.2m/s，管式静态混合器设置在加药间到絮凝池的总管中。

设计流量q=Qd/n=158400/2=79200m^3/d=0.91m^3/s 管径D=（4q/πv）^1/2=0.98m

本设计采用DN1000mm，实际流速v=1.16m/s。 混合单元数N≥2.36*V^-0.5*D^-0.3=2.19 本设计采用N=3

则混合器的混合长度 L=1.1DN=1.1*1*3=3.3m 混合时间 T=L/v=2.85s 水头损失

H=（1.43/1^0.4）*（1.16^2/2*9.8）*3=0.30m 满足充分混合的需求，设计合理。

2.3絮凝设备：往复式隔板絮凝池的设计 2.3.1设计参数

设计进水流量Q=6600m^3/h 絮凝池个数n=2

池内平均水深H1=2.5m，超高取0.2m 絮凝时间T=20min

流速采用5档：v1=0.6m/s；V2=0.5m/s；V3=0.4m/s；V4=0.3m/s；v5=0.2m/s。 隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.2倍。

2.3.2絮凝池的容积和尺寸

絮凝池总容积

W=QT=6600*20/60=2200m^3 W：总容积（m3） Q：设计水量（m3/h） T：反应时间（分）

单池的平面面积

F=W/n*H1=2200/（2*2.5）=440m^2 N：池数（个） H1：平均水深（m）

池宽采用沉淀池池宽B=26.4m

由于隔板长度有限，每个絮凝池内分为8格，单格宽度为3.3m。 池长L=F/B=15.15m

池深取3m（含0.3m安全水头）

廊道宽度

A=Q1/（nvH）=0.37/v

廊道总数为15条，隔板数为14条，水转弯次数为14次。

池长复核（未计入隔板厚度）

L’=3*（0.60+0.75+0.95+1.25+1.85）=16.2m 池体尺寸取L=16.2m，B=26.4m。

根据池内平均水深2.5m，最浅段水深取2.3m，最深段水深取2.7m， 则池底坡度i=（2.7-2.3）/16.2=0.025

2.3.3水头损失

按廊道内的不同流速分为5段进行计算。 各段水头损失按下式计算

22'

v0vnlnanH1

hnSn2Rn'

2gCnRnan2H1

V0=Q/W0*n=0.306/An Ln=3B

W0隔板转弯处面积，宽度取1.2An。

絮凝池采用钢筋混凝土和砖块组合结构，外用水泥砂浆抹面，则粗糙系数n=0.013。

则总水头损失：

H=0.141+0.088+0.052+0.029+0.009=0.32m H2O=3.2*10^3 Pa

水温T=20℃。

查表得u=1.0091pa*s

G=（ρH/μT）^0.5=51.41 GT=51.41*60*20=61687.4

此GT值在范围内，设计合理。

2.3.4排泥装置

排泥方式选取穿孔管排泥，排泥管取D=200mm，布置在池底廊道中心处，与沉淀池排泥系统合建。

2.4沉淀设备：平流沉淀池的设计

已知：原水平均浑浊度为250mg/L 沉淀池个数采用n=2 沉淀时间t=1h

池内平均水平流速v=14mm/s

2.4.1设计水量

Q=158400（m3/d）=6600(m^3/h)

2.4.2池体尺寸

单池容积W=Qt/n=6600*1/2=3300m^3 池长L=vt=50.4，取50m。

池的有效水深采用H=2.5m，则池宽B=W/（H*L）=3300/（2.5*50）=26.4m 池深取3m（含0.5m安全水头）

每个池子的中间设置三导流墙，则每格宽度b=B/4=6.6m

2.4.3进水

沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长26.4m，高2.8m。 有效水深2.5m，超高0.3m。 孔洞处的流速采用v0=0.m/s

穿孔墙孔洞总面积A=Q/nv0=6600/2*3600*0.1=9.17m^2 单个孔面积为0.04m^2，孔口数n=230。

2.4.4出水

沉淀池的出水采用采用薄壁堰出水，堰口保持水平。

堰长L=26.4m，堰口溢流率=Q/L=6600/2*26.4=125＜500m^3/m*d 无需使用指型槽增加出水堰长度。

2.4.5排泥

设计水量Q=158400（m3/d）=6600(m^3/h)，M=250mg/L，混凝剂投加量为12mg/L。 沉淀后水中悬浮物小于20mg/L，每日干泥量V1=（250+12-20）*6600/1000=1.6t。 泥浆含水率设为95%，干泥密度设为1.8m^3/s，则泥浆体积V2=V1/1.8*（1-0.95）=17.8m^3。

各池单独设积泥坑（共8个），尺寸为6m*2m*0.5m，总体积为6*2*0.5*8=50m^3。 排泥周期T0=50/17.8=2.8d

放空管直径D=（0.7BLH^0.5/t）^0.5=0.368m，采用400mm管。

设计采用采用机械排泥，池底有1.5%的坡度，坡向末端设积泥坑（每池一个，共8个），设排泥管和沉淀池放空管。

2.4.6水利条件复核

水力半径R=A/D=BH/（2H+B）=26.4*2.5/（2*2.5+26.4）=2.10m 弗汝德数Fr=v^2/Rg=0.014^2/2.10*9.8=1*10^-5 在规定范围内，满足要求。

2.5过滤设备：普通快滤池的设计 2.5.1设计参数

流量Q=6600 m^3/h。

设计中取双层石英砂滤料，滤速取10m/h ，滤池数量为6，单行排列，冲洗强度为1.5cm/s，每日冲洗两次，时间为6min。

2.5.2滤池面积

工作时间T=T0-nt=24-0.1*2=23.8h

滤池面积F=Q/vT=6600*24/10*23.8*6=110.9m^2 本次设计中

过滤面积取H=12m，B=10m，实际面积为120m^2 滤池尺寸取H=20m，B=10m，H=6m 实际过滤速度v=Q/ntF=9.2m/h

单个滤池检修时其余滤池过滤速度v=Q/(n-1)tF=11.1m/h 在允许范围（10~14m/s）内，此设计合理。

2.5.3滤池深度

H=H1+H2+H3+H4 H：滤池高度（m），一般采用3.20~3.60m； H1：承托层高度（m）； H2：滤料层厚度（m）； H3：滤层上水深（m），一般采用1.5~2.0m； H4：超高（m），一般采用0.3m。 实际设计中取 H1=0.5m H2=0.7m H3=1.8m H4=0.3m

则H=0.5+0.7+1.8+0.3=3.3m

2.5.4反洗配水管道

干管流量Qg=F*v=120*15=1800L/s

采用1000mm管道，管内流速v=2.29m/s

支管中心距取0.15

支管数n=2*12/0.15=160 支管流量q=Qg/n=11.25L/s

采用100mm管道，管道流速v=1.43m/s 支管长度为（10-1.5）/2=4.25m

2.5.5冲洗水箱

冲洗时间t=6min

冲洗水箱体积V=1.5qft=1.5*15*120*6*60/1000=972m^3 设计取L=14m，B=10m，H=7m，设计体积为980m^3 取水箱底至滤池配水管间的水头损失h1=1.0m 配水系统水头损失h2=4m

承托层水头损失h3=0.022*0.5*15=0.165m 滤层水头损失h4=（2.56/1-1）（1-0.41）*0.7=0.644m 取安全水头h5=1.5m

则水箱应高出排水槽面H0=1.0+4.0+0.165+0.0644+1.5=7.309m

2.5.6孔眼

孔眼总面积与滤池面积之比k采用0.25% 孔眼总面积F=kF=0.25%*120=300000mm^2 采用孔眼直径d=10mm 单个孔眼面积f=78.5mm^2

孔眼数量ng=300000/78.5=3821.7，取3822 支管孔眼数n=3822/80=47.7，取48 孔眼中心距为4.25/48=88.54mm

2.5.7反洗排水槽

水槽中心距取2m 水槽数量n=B/2m=4 水槽长度为12m

水槽排水量q=Qg/n=2*15*12=360L/s

采用三角水槽，槽中流速v取0.6，x=0.39m

排水槽距砂层高度H=0.7*0.5+2.5*0.39+0.05（厚度）+0.075=1.45m 排水槽总面积为0.39*12*4=18.72m^2

所占比例为18.72/120=15.6%在范围内，符合要求，此设计合理。

2.5.8进水计算

总进水量Q=6600m^3/h=1.83 m^3/s

以渠道进水，渠道宽B=1.5m，水深H=1.2m 进水流速v=1.83/1.5*1.2=1.02m/s 各滤池进水量Q=0.305 m^3/s

进水管采用700mm，管内流速v=0.79m/s

2.5.9清水计算

清水总流量同进水量

管径采用1500mm，管中流速v=1.03m/s 滤池清水出水量Q=Q/6=0.305m^3/s 管径采用700mm，管中流速v=0.79m/s

2.6消毒间的设计

加氯间面积根据水厂规模确定。

本次设计加氯间及氯库尺寸定为L=20m，B=15m，H=6m。

设计有从大门通向消毒间的道路，加氯间的大门设计应方便氯瓶的运送。

2.6.1计算

本设计使用加氯消毒的方式。 水中加氯量，可以分为需氯量和余氯两部分。我国饮用水标准规定出厂水游离性余氯在接触30min后不应低于0.3mg/L，在管网末稍不应低于0.05mg/L。一般水源的滤前加氯为1.0~2.0mg/L，滤后或地下水加氯为0.5~1.0mg/L。本设计加氯量采用1mg/L。

氯和水应充分混合，接触时间不小于30min，杀菌作用随氯和水的接触时间增加而增加，接触时间短时则必须增加投氯量，本设计采用40min。 最大投氯量a，采用0.8 mg/L

加氯量Q=0.001*6600*0.8=5.28Kg/h=126.72Kg/d

设计储氯量为一月用量G=Q*30=3801.6Kg，取4000Kg

储存方式为储氯瓶，采用储氯量为1000kg的焊接钢氯瓶4个，直径800mm，长度2020mm，瓶自重800kg，氯瓶总量1800kg。

2.6.2加氯间布置

加氯机采用0-5kg/h的两台，交替使用。

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时立刻报警，切断有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。

为搬运氯瓶方便，库内设CD1-6D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，水压大于5mH2O。

2.7清水池的设计 2.7.1尺寸设计

清水池的有效容积W=W1+W2+W3+W4 W1：清水池调节容积；

W2：消防贮备水量，按2小时室外消防用水量计算；

W3：给水处理系统生产自用水量，一般取最高日用水量的5%~10%；

W4：安全贮备水量，为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保留一定水深的容量作为安全储量。

调节容积W1=k1Q=0.15*144000=21600m^3

消防用水量按三处同时发生火灾，每一处用水量100L/s，连续灭火时间为2小时，即W2=100*2*3600/1000=720m^3

水厂生产自用水量（冲洗、排泥等用途）W3=k2Q=0.1*144000=14400m^3 安全贮备水量取前三项和的1/8，即W4=（W1+W2+W3）*1/8=4590m^3 求得清水池总容积W=21600+720+14400+4590=41310m^3

清水池共设两座，有效水深采用5m，超高采用0.5m。 单个清水池的面积F=W/2*H=41310/2*5=4131m^2 设计尺寸为L=70m，B=60m，设计体积为21000m^3

清水池净高度为5.5m，设计覆土厚度0.5m。

池底标高-5.8m，集水坑比池底低2m，则集水坑标高-7.0m。

2.7.2管道设计

进水管管径D1=（Q/3.14*v）^0.5=（1.83/2*0.785*0.8）^0.5=1.207m V为进水管管内流速，本次设计取0.8m/s 设计中取1200mm管，实际流速为0.81m/s

进水喇叭口直径应超过D1的1.3倍，本次设计中取1600mm。

出水管应按最大出水流量计算

即Q=kQ/24=2*144000/24=12000m^3/h=3.33m^3/s K为时变化系数，本次设计取2.0

出水管的管径D2=（Q/3.14*v）^0.5=1.33m 设计中取1400mm管，实际流速为1.08m/s

出水喇叭口直径应超过D2的1.3倍，本次设计中取2000mm。

溢流管直径与进水管相同，为1200mm管，管内不设阀门，管端设喇叭口，出口设防虫网。

排水管的作用是在清水池检修时放空，本设计按2h内将池水放空计算。管内流速按1m/s估算，可计算得到管径D3=（V/3.14*v*t）^0.5=0.96m 设计中取1000mm管。

为防止清水池内水流产生短路，设计中在清水池内设置导流墙。

清水池宽度为60m，设计间隔间隔为4m，墙的数量n=（60/4）-1=14。 清水池长度为70m，间隔为4m，墙的长度为70-4=66m。 单个池内有长66m的导流墙14堵。

2.8附属构筑物设计

设计中办公楼与员工宿舍、员工食堂合建。将宿舍所在楼层适当上移以保证宿舍采光及通风，宿舍中靠近员工食堂区域规划为浴室，热水引自食堂锅炉。

为保证采光以及食物运输贮存，食堂将独立于办公楼并靠近道路，食堂南侧适当设置景观喷泉等。

办公楼前空旷区域可设为停车区域（包括员工私家车、公用车以及运输车），靠近食堂处设置一座小广场，保证员工活动空间。

办公楼西面未规划区域可根据实际情况增设仓库，并安排为运动场地及运动器械，也可在合适位置种植适量蔬果供给食堂。

厂内主干道由大门始，通向各个仓库（加氯间、加矾间及机械维修仓库），在其余构筑物与主干道之间设行车道路，剩余面积可增设部分人行道路。

2.9水厂高程计算