水质工程学课程设计.doc

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1、 给水处理课程设计 给水处理课程设计 计算说明书 院系 城市建设学院 专业 给水排水工程专业班级 给排水11001班 姓名 杨待良 学号 2010002043 2013年9月 目 录第一章 设计基本资料和设计任务 31.1 设计任务及要求31.2 基本资料4第二章 水厂设计规模 5第三章 水厂工艺流程的确定 5第四章 水厂构筑物的设计计算 74.1 配水井74.2 药剂溶解池 94.3 反应池 104.4 混凝114.5加药间和药库144.6 往复式隔板絮凝池154.7 斜管沉淀池184.8 普通快滤池234.9 消毒274.10 清水池 284.11 送水泵站 284.12 附属构筑物 29

2、第五章 水厂平面和高程布置29 5.1 平面布置29 5.2 高程布置29第六章 参考文献30第七章 致谢31 第1章 设计基本资料和设计任务1.1 设计任务及要求1.1.1 主要任务（1）净水系统的工艺选择和系统的工艺计算,两个单体水处理构筑物的设计计算工作(混合池,反应池,沉淀池,滤池)（2）水厂平面布置图。（3）水厂高程（流程）布置图。 （4）设计说明书。 1.1.2 具体要求（1）说明与计算部分：1）说明水厂净水工艺过程以及构筑物型式选择的理由，对水厂的总平面布置及高程设计作深入的阐述。要求主体生产构筑物按近期、远期相同两组并联设计，远期预留；生产附属构筑物及生活建筑物一次建设。2）需

3、计（估）算药剂投配设备、混合池、反应池、沉淀(澄清)池、滤池及清水池的主要尺寸，其中选择两个单体水处理构筑物进行工艺构造设计计算工作(混合池,反应池,沉淀池,滤池)；应简要说明消毒设备的选用理由及主要参数。3）在计算书中，应列出所采用的全部计算公式和采用的计算数据并注明资料来源和选用理由。应附相应的计算草图。说明书说明设计计算方法及计算草图, 内容应完整，简明扼要，文句通顺，字迹端正。（2） 图纸部分 1）水厂总平面图应按初步设计要求完成，图上应绘出主要净水构筑物、水泵站、清水池及附属房屋建筑、道路、绿化地带及厂区界限等，并表示其外形尺寸和相互距离。构筑物管道均以单线条表示。2）水厂工艺平面布

4、置图应绘出各种连络管渠、阀门等。3）水厂给排水平面布置图应绘出厂区内生产、生活及消防用水管网，厂区雨水、污水管网等。4）水厂高程流程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面的标高；重要构件及管渠的标高等。5）图中应注明图名及比例，并有必要的说明。图中文字一律用仿宋体书写。图例的表示方法应符合一般规定和标准。图纸应清洁美观。线条粗细应主次分明。1.2 基本资料 1.2.1 工程概况 本设计为一座10万m3/d自来水厂，分两期建设，近远期各5万m3/d。拟定水厂区域内,地形较平坦,南高北低，标高在4953.5m。 地质条件：水厂地表层为2.7m的亚粘土,下部4.7m的细纱,以下是基岩。气象条件:该地

5、区主导风向为东北风，冬季最低气温-15度,冰冻深度320mm。水源：取水泵站水源输水管道为两根DN600的管道，位于水厂西北面。 1.2.2 源水水质资料 原水主要水质指标：PH 7.46.9 浊度 20020度耗氧量（KMnO4法）（mg/L）7 氟化物（mg/L） 0.04色度 2011 Fe（mg/L） 0.040.05 总硬度（mgCaCO3/L） 250 溶解性总固体（mg/L）300 130氨氮（mg/L） 2.81.0 大肠菌群（个/L） 75003500夏季:最高水温30度，冬季:最低水温3度，平均19度。 第2章 水厂设计规模2.1 水厂规模根据资料，水厂净水产量10万m3/

6、d，其中近、远期各5万m3/d。水处理构筑物按照近、远期处理规模进行设计，水厂的主要构筑物分为2组，每组构筑物类型相同,每组处理规模为5万m3 /d。 考虑到水厂自用水和水量的损失，乘以安全系数K=1.05。总处理水量Q=1.055=5.25万m3/d=2187.5 m3/h。 第3章 水厂工艺流程水处理构筑物类型的选择，应根据原水水质，处理后水质要求、水厂规模、水厂用地面积和地形条件等，通过技术经济比较确定.初步选定两套方案如下:方案一: 取水一级泵站管式静态混合器往复隔板絮凝池斜管沉淀池普通快滤池清水池二级泵房用户 消毒剂 方案二: 取水 一级泵站管式扩散混合器折板絮凝池平流式沉淀池V型滤

7、池清水池二级泵房用户 消毒剂 方案一方案二类别管式静态混合器管式扩散混合器优点构造简单，安装方便 。混合快速均匀管式孔板混合器前加装一个锥形帽，水流合药剂对冲锥形帽后扩散形成剧烈紊流，使药剂和水达到迅速混合。不需外加动力设备，不需土建构筑物，不占用地缺点混合效果受水量变化有一定影响1.水头损失稍大2.管中流量过小时，混合不充分适用条件适用于水量变化不大的各种规模水厂适合于中等规模类别往复隔板絮凝池折板絮凝池优点1. 絮凝效果较好2. 构造简单,施工方便1. 絮凝时间短2. 絮凝效果好缺点1. 絮凝时间较长2. 水头损失较大3. 转折处絮粒易破碎4. 出水流量不易分配均匀1.构造较复杂2.水量变

8、化影响絮凝效果适用条件1. 水量大于30000 m3 /d水厂2. 水量变动小水量变化不大的水厂类别斜管沉淀池平流沉淀池优点1.水力条件好，沉淀效率高2.体积小，占地少3 停留时间短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，排泥效果好缺点1.抗冲击负荷能力差2.排泥复杂3.斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，造价费用较高4.对原水浊度适应性较平流池差5.处理水量不宜过大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适用条件一般用于大中型水厂1. 可用于各种规模水厂2. 宜用于老沉淀池的改建,扩建和挖

9、潜3. 适用于需保温的低湿地区4. 单池处理水量不宜过大类别普通快滤池V型滤池优点1.可采用降速过滤，过滤效果较好2.构造简单，造价低3.运行稳定可靠4.采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深较浅1.运行稳妥可靠2.采用较粗滤料，材料易得 3.滤床含污量大，周期长，滤速高，水质好；不会发生水力分级现象，使滤层含污能力提高4.具有气水反冲洗和水表面扫洗，冲洗效果好。使洗水量大大减少缺点1.阀门多2.单池面积大3.抗冲击负荷能力差4.必须设有全套冲洗设备1.配套设备多，如鼓风机等2.土建较复杂，池深比普通快滤池深适用条件1.进水浊度小于102.可适用于大中型水厂3.单池面积一般不宜大于100

10、4.有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备1.进水浊度小于102.适用于大中型水厂3.单池面积可达150以上根据技术性能比较,确定选择方案一,即: 取水一级泵站管式静态混合器往复隔板絮凝池斜管沉淀池普通快滤池清水池二级泵房用户 消毒剂 第4章 水厂构筑物的计算4.1 配水井 1. 设计参数 配水井设计规模为2187.5m3/h。2. 设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间采用23，取，则配水井有效容积为： （2）进水管管径配水井进水管的设计流量为Q=2187.5m3/h=0.61m3/s，查水力计算表知，当进水管管径D=600mm时，v=2.16。（3）矩形薄壁堰配水采用矩形薄壁溢流堰至

11、配水管。 堰上水头因单个出水溢流堰的流量为q=0.61m3/s=610L/s，一般大于100采用矩形堰，小于100采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高取）。矩形堰的流量公式为：式中矩形堰的流量，；流量系数，初步设计时采用；堰宽，取堰宽；堰上水头，。已知q=0.61m3/s，代入下式，有： 堰顶宽度根据有关试验资料，当时，属于矩形薄壁堰。取，这时（在00.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。（4）配水管管径由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为q=0.61m3/s，查水力计算表可知，当配水管管径D=600mm时，v=2.16m/s 。（5）配水井设计配水井长为5m，宽为4m，井内有

12、效水深H=4.7m，考虑堰上水头和一定的保护高度0.3m，取配水井总高度为5m。4.2药剂溶解池（1）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）加药间加药间应与药剂仓库毗连，并靠近投药点。溶液池边设工作台，工作台宽度以1-1.5米为宜。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

13、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。与混凝剂接触的池内壁、设备、管道和地坪，应根据混凝剂性质采取相应的防腐措施。各种管线应设在地沟内。加药间需有保障工作人员卫生安全的劳动保护措施。当采用发生异臭或粉尘的混凝剂时，应在通风良好的单独房间内制备，可考虑设置通风设备。（3）药剂仓库药剂仓库应根据具体情况设置计量工具和搬运设备。药剂仓库的固定储备量，应按当地供应、运输等条件确定，一般可按最大药量的15-30天用量计算。可考虑设置通风设备，并采取防潮防腐措施。（4）混合设备根据设计规范和参

14、考类似水厂，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。如下表：采用管式静态混合器4.3反应池反应池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，主要有隔板絮凝、栅条絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这几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。综

15、合考虑，本设计采用往复式隔板絮池。 （1）滤池本设计的原水水质条件较好，水源原水浑浊度平均20020NTU，可采用直接过滤法，滤池应采用多层滤料，所以相应的为提高净化效果，考虑采用高分子助凝剂。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。滤料考虑用无烟煤石英砂双层滤料。 （2）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

16、），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。4.4混凝（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

17、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。本设计根据原水水质分析资料，确定合理的混凝剂品种及投药量。参考分析相似水源有关水厂的经验数据（2）混凝剂选用根据原水水质资料、类似规模条件给水厂设计和给水排水工程快速设计手册给水工程（严煦世主编，中国建筑工业出版社）中表7-1、表7-2，综合各种凝聚剂性质和使用条件，选用精制硫酸铝作为混凝剂为宜。（3）助凝剂选用根据原水水质资料、类似规模条件给水厂设计和给水排水工程快速设计手册给水工程（严煦世主编，中国建筑工业出版社）中表7-3常用凝聚剂性质，综合各种凝聚剂性质和使用条件，选用活化硅酸。（4）药剂投加如下表1所示。 表1 水厂投

18、加药剂参考数值取水水源原水悬浮物含量NTU(mg/L)混凝剂种类混凝剂投加量(mg/L)助凝剂投加(mg/L)最高最低活化硅酸河水1050聚合氯化铝32102精制硫酸铝，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，因而使用硫酸铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为32mg/L。（5）溶液池设计及计算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。 确定溶液池容积：根据给水排水设计手册第3册第二版城镇给水P455页溶液池容积按下式计算：式中 溶液池容积，； Q处理水量，；本设计Q=2187.5a混凝剂最大投加量，3

19、2mg/L；b溶液浓度（5%-20%），取10%；n每日调制次数，取n3。代入数据得：=5.596，取5.60溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H11.0m，总深HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.4m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.4+0.11.5m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高2.0m2.0m1.5m。置于室内地面上，池底坡度采用0.03.溶液池旁有宽度为2.0m工作台，以便操作管理，底部设放空管。（6）溶解池容积计算：溶解池容积=(0.20.3)，取0.25 故=0.25=0.255.60=1.4溶解池一般取正方形，有效水深H11.0

20、m，则：面积FW1/H1边长aF1/21.183m；取边长为1.2m。溶解池深度HH1+H2+H3 （式中H2为保护高，取0.4m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.4+0.11.5m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t10min，则放水流量 L/s查水力计算表得放水管管径100mm，溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根。（钢管或铸铁管）溶解池为地下式，池顶高出地面0.5m，以减轻劳动强度和改善工作条件。由于药液具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道以及配件都采用防腐措施。溶液池和溶解池材料采用钢筋混凝土材料，内壁涂衬以聚乙烯板。为增加溶解速度及保持均匀的浓度

21、，采用机械搅拌设备。使用中心固定式平桨板式搅拌机。桨直径750mm,桨板深度1000mm。（7）管式静态混合器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%，构造如图所示。计算过程： 1.设计流量每组混合器处理水量

22、为:52500 m/d=2187.5m/h=0.61m/s2.水流速度和管径由流量为2187.5 m/h，查给水排水设计手册第1册水力计算表得:v=1.21m/s,管径800 mm, 1000i= 2.11。根据水处理工程设计计算（韩洪军、杜茂安主编，中国建筑工业出版社）中P62页混合设施静态混合器计算：设计中h=0.5m，d=0.8m,Q=0.61 m3/s,则n=4.25，取n=5个，即设5个混合单元，长度L=1.1dn=1.10.85=4.4m，实际流速v=1.214m/s,选DN800内装5个混合单元的静态混合器。4.5加药间和药库加药间和药库合并布置，布置原则为:药剂输送投加流程顺畅

23、,方便操作与管理,力求车间清洁卫生,符合劳动安全要求,高程布置符合投加工艺及设备条件.储存量一般按最大投药量的期间的15-30天的用量计算。 混凝剂为精制硫酸铝，每袋的质量为40kg，每袋的体积为0.50.40.2 m3，投药量为30g/ m3，水厂设计水量为2187.5m3/h，药剂堆放高度为1.5m，药剂贮存期为30d。硫酸铝袋数N = 24Qut/1000W = 242187.53030/(100040)1182袋有效堆放面积A = NV/1.5（1-e）=11820.50.40.2/（1.50.8）=39.44.6 往复式隔板絮凝池 设计原则:1. 池数为2 个,絮凝时间2030分钟,

24、色度高,难于沉淀的细颗粒较多时宜采用高值.2. 进口流速一般为0.50.6m/s,出口流速一般为0.20.3m/s.3. 隔板间净距应大于0.5m,进水口设挡水措施,避免水流直冲隔板.4. 絮凝池超高一般采用0.3m.5. 隔板转弯处过水断面面积,应为廊道断面面积的1.21.5倍.6. 池底坡向排泥口的坡度,一般为2%3%,排泥管直径不小于150mm.7. 絮凝效果可用速度梯度G和反应时间T值来控制.设计计算:(1)已知条件:设计水量(包括自耗水量)Q = 105000 m/d = 4375 m/h(2)采用数据:廊道内流速采用5档: v1=0.5m/s，v2=0.4m/s，v3=0.30m/

25、s，v4=0.25m/s，v5=0.20m/s。絮凝时间:T=20 min池内平均水深:H1=2.5 m超高:H2=0.3 m池数:n=2(3)数据计算计算总容积:W = QT/60 = 437520/60 = 1458.33 m3分为两池，每池净平面面积:F= W/(nH1) = 1458.33/(22.5) = 292m2池子宽度B:按沉淀池宽采用14 m池子长度（隔板间净距之和）:L= 292/14= 21 m隔板间距按廊道内流速不同分成5档:a1=Q/(3600nv1H1)= 4375/(360020.502.5)= 0.486m取a1=0.50 m，则实际流速v1= 0.486 m/

26、sa2=Q/(3600nv2H2)= 4375/(360020.402.5)= 0.608m取a2=0.60 m，则实际流速v2= 0.405m/sa3=Q/(3600nv3H3)= 4375/(360020.302.5)= 0.810m取a3=0.80 m，则实际流速v3= 0.304m/sa4=Q/(3600nv4H4)= 4375/(360020.252.5)= 0.972m取a4=0.95 m，则实际流速v4= 0.256 m/sa5=Q/(3600nv5H5)= 3333.3/(360020.202.5)=1.215m取a5=1.2 m，则实际流速v5= 0.203 m/s廊道条数：

27、 每种间隔采取5条,则廊道总数为25条,水流转弯次数为24次.则池子长度(隔板间净距之和):L=5(a1+a2+a3+a4+a5)=3(0.5+0.6+0.8+0.95+1.2)= 20.25m隔板厚度按0.15m计，则絮凝池的总长L为:L = 20.25 + 0.15(15-1) =23.85 m 各档流速廊道总长度L=514=70m。其中，廊道宽1.20m，最后一道廊道紧挨穿孔过水墙，不计入该档流速廊道的长度，则最后一档廊道总长为7014=56m。 按廊道内的不同流速分成5段，分别计算水头损失:第一段:水力半径：R1=a1H1/(a1+2H1)=0.52.5/(0.5+22.5)= 0.2

28、27 m槽壁粗糙系数n=0.013，流速系数Cn 故: 第一段廊道长度: L1= 5B = 514 = 70 m第一段水流转弯次数：S1=5取隔板转弯处的过水断面面积为廊道断面面积的1.25倍，则第一段转弯处v01= v1/1.25= 0.486/1.25= 0.389 m/s则絮凝池第一段的水头损失为:)=350.3890.389/(29.81)+0.4860.48670/(60.08 60.080.227)= 0.136 m各段水头损失计算结果见下表：各段水头损失计算段数MnLn(m)Rnv0(m/s)Vn(m/s)CnHn/(m)15700.22730.3890.48660.090.13

29、625700.26790.3240.40561.760.09235700.34480.2430.30464.420.05045700.39920.2050.25666.010.03554560.48390.1620.20368.160.021h = 0.136 + 0.092 + 0.050 + 0.035 + 0.021 = 0.333 mGT值计算（t=20）：水温t在20时GT值校核：故 G = 54.515 s-1GT = 54.5152060 = 65418 (此GT值在104105的范围内)池底坡度: i = h/L = 0.333/23.85= 1.394.7 斜管沉淀池设计要点

30、:1.斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形(较少采用矩形或正方形),其内径或边距d一般采用2535mm.2.斜管长度一般为8001000mm左右,可根据水力计算结合斜管材料决定.3.斜管的水平倾角常采用60.4.斜管上部清水区高度不宜小于1.0m.5.斜管下部布水区高度不宜小于1.5m. 斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计2组。4.7.1设计参数 设计流量为Q=2187.5m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为14m，表面负荷q=10 m3/

31、 m2h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角=60，斜管沉淀池计算草图见图4-3。图4.3 斜管沉淀池计算草图4.7.2 设计计算4.7.2.1平面尺寸计算1.沉淀池清水区面积式中 q表面负荷，一般采用9.0-11.0，本设计取10 2. 沉淀池的长度及宽度,取16m。则沉淀尺寸为1614=224 m2 ，进水区布置在一个14m的一侧。在16m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03)式中： k1斜管结构系数，取1.033 沉淀池总高度式中 h1保护高度（m），一般采用0.3-0.5m，本设计取0.

32、3m； h2清水区高度（m），一般采用1.0-1.5m，本设计取1.2m； h3斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则； h4配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本设计取1.5m； h5排泥槽高度（m），本设计取0.8m。4.7.2.2.进出水系统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0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。每个孔口的尺寸定为15cm8cm，则孔口数，取255个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿

33、孔总面积： 设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数 ，取810个。式中 F每个孔口的面积(m2),.设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L=1.3m（集水槽间距等于11.2倍清水区高度，本设计取1.3m），每条集水槽长L=， 每条集水量为：，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：取槽内起端水深等于槽宽，则槽宽=0.9=0.90.038=0.243m。起点槽中水深 H1=0.75b=0.750.243=0.20m，终点槽中水深H2=1.25b=1.250.243=0.30m 为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.25m计。集水方法采用淹没式自

34、由跌落，淹没深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度:H=+0.02+0.03+0.15=0.25+0.02+0.03+0.15=0.45m 集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间距为5cm 8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.61m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为=0.9=0.90.61=0.739m，为施工方便采用0.8m，起端水深0.45m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.02m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.02，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：=0.02+0.8+0.4

35、5=1.27m 出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：式中：进口阻力系数，本设计取=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： 出水总水头损失 4.7.2.3. 沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长16m，BH=0.3m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长14m，首末端集泥比为0.5 ，查得=0.72。取孔径=25mm，孔口面积=0.00049m，取孔距=0.4m，图4.4 K值对应表孔眼总个数为：孔眼总面积为：孔眼总面积为： m2 穿孔管断面积为：=0.0231 m2

36、穿孔管直径为： =0.172 m 取直径为200mm，孔眼向下，与中垂线成角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。4.7.3 核算（1） 雷诺数Re水力半径=mm=0.625m 当水温=20时，水的运动粘度=0.01cm2/s斜管内水流速速为=0.0033m/s=0.33cm/s =20.63500，符合设计要求 式中 斜管安装倾角，一般采用600-750，本设计取600 ，（2）弗劳德系数 =1.7810-4 介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。 （3）斜管中的沉淀时间=300 s=5.0min ，满足设计要求（一般在25min之间）式中 斜管长度（m），本设计取1.0m。4.8 普

37、通快滤池设计要点:1.滤池清水池应设短管或留有堵板,管径一般采用75200mm,以便滤池翻修后排放初滤水.2.滤池底部应设有排空管,其入口出设栅罩,池底坡度约0.005,坡向排空管.3.配水系统干管的末端一般装排气管,当滤池面积小于25时,管径为40mm,滤池面积为25100时,管径为50mm.排气管伸出滤池顶处应加截止阀.4.每个滤池上应装有水头损失计或水位尺以及取样设备等.设计计算:设计2组滤池，每组滤池设计水量为：Q=52500 m3/d滤速：v=10m/h反冲洗强度q=14L/(s m2)(1)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 -

38、 0.124/12= 23.8h (取冲洗时间为6min)。 滤池面积为:F=Q/(vT)=52500/（1023.8）=220.59 m2 每组滤池单格数为N=6，布置成对称双行排列. 每个滤池面积为: f= F/N= 220.59/6= 36.77 m2 采用滤池设计尺寸为: L= 8m, B= 5m。 校核强制滤速v为: v= Nv/(N-1)= 610/(6-1)= 12m/h(2)滤池高度 承托层厚度H1 采用0.5 m滤料层厚度H2 采用0.6 m砂面上水深H3 采用1.8 m保护层高度H4 采用0.3 m滤池总高度H 为: H= 0.5 + 0.6 + 1.8 + 0.3 = 3

39、.2 m(3)配水系统(每只滤池)干管:干管流量: qg = fq = 36.7714 = 514.78 L/s采用管径: dg = 800mm干管始端流速: vg = 1.03 m/s支管支管中心间距:采用aj = 0.25 m每池支管数: nj = 2L/aj = 28/0.25 = 64 根每根支管入口流量: qj = qg /nj = 514.78/64 = 8.04 L/s采用管径: dj = 100 mm 支管始端流速: vj = 1.05m/s孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25%孔眼总面积: Fk = Kf = 0.25%36.77 = 0.09193 = 91930 mm采用孔眼直径: dk = 9 mm 每个孔眼面积: fk = dk/4 = 0.78599 = 63.5 mm孔眼总数: Nk = Fk/ fk = 91930/63.5 = 1447.72 ,取1448 个每根支管孔眼数: nk = Nk / nj = 1448/64 = 22.6，取24个支管孔眼布置设二排，与垂线成450夹角向下交错排列.每根支管长度: lj = 0.5(B-dg)= 0.5(5-0.8)= 2.1m每排孔眼中心距: ak = lj /(nk/ 2)= 0.175m孔眼水头损失：支管壁厚采用: = 5mm 流量系数: =