净水厂设计说明书、计算书

广东工业大学课程设计任务书
题目名称万吨/日净水厂设计
学生学院土木与交通工程学院
专业班级给水排水工程11 级（1）班
姓名陈梓君
学号3211003484
一、课程设计的内容
根据所给定的原始资料，设计某城镇生活给水水厂，该设计属初步设计。

设计的内容有：
1. 净水厂的处理工艺流程的选择。

2. 净水构筑物及设备型式的选择。

3. 净水构筑物的工艺计算。

4. 净水厂的总平面布置和高程布置。

5. 编写设计说明书和计算书。

6绘制净水厂的总平面布置图和高程布置图。

7.绘制处理构筑物工艺图。

二、课程设计的要求与数据
要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文献资料。

要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有净水厂处理工艺流程及净水构筑物型式选择的理由，净水厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。

叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。

图纸内容完整，布局合理，制图要规范。

保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。

三、课程设计应完成的工作
应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。

提交设计成果，包括设计计算书、说明书及设计图纸。

设计图纸有：（1）净水厂平面布置图（1张）；（2）净水厂处理流程高程布置图（1张）。

四、课程设计进程安排
五、应收集的资料及主要参考文献
任务书给出的原始资料、手册、标准、规范及有关的专著。

主要参考资料:
1. 《给水排水工程快速设计手册.给水工程》，严煦世编；
2. 《给水排水设计手册.城镇给水》（第3册）；
3. 《给水排水工程师常用规范选》（上册）；
4. 《室外给水设计规范》；
5. 《给水排水简明设计手册》；
6. 《给水工程》，严煦世编。

发出任务书日期：2014年6月23日指导教师签名:
计划完成日期：2014年6月27 日基层教学单位责任人签章: 7. 《给水排水标准图集》
主管院长签章:
附录:
一、设计资料
1•水厂近期净产水量为25.2万m3/d，要求远期发展到40万m3/d。

2.水源为河水，原水水质如下所示：
3•河水洪水位标高73.20米，枯水位标高65.70米，常年平均水位标高68.20米。

4•气象资料：年平均气温22 C，最冷月平均温度4 C,最热月平均温度34 C，最高温度39 C, 最低温度1C。

常年风向东南。

5. 地质资料：净水厂地区高程以下0〜3米为粘质砂土，3〜6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。

地基允许承载力为2.5〜4公斤/厘米。

6. 厂区地形平坦，平均高程为70.00米。

水源取水口位于水厂西北50米，水厂位于城市北面1km。

7. 二级泵站扬程（至水塔）为40米。

二、设计成果格式要求
（一）设计说明书及设计计算书
第一部分设计说明书
1. 概述
2. 净水工艺流程的确定
3. 净水厂处理构筑物及设备型式选择
4. 处理构筑物设计要点及说明
5. 净水厂平面布置及高程布置说明
第二部分设计计算书
1. 混合设备的设计
2. 絮凝设备的设计
3. 沉淀（澄清）池的设计
4. 滤池的设计
5. 投药系统及消毒系统的设计
6. 清水池的设计
7. 净水厂平面布置及高程布置
（二）设计图纸
1. 净水厂平面布置图
净水厂总平面布置图应按照初步设计要求完成。

图上应绘出主要净水构筑物、
水泵站、清水池、药剂间、辅助建筑物、道路、绿化地带及围墙等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，同时绘出各种连接管渠、阀门等。

构筑物管道均以单线表示。

管线上应标明管径（渠道断面尺寸）。

图中注明各生产构筑物及辅助建筑物的名
称、数量及主要外形尺寸（或列表以序号表示之）等。

2. 净水厂处理工艺高程布置图（纵向1 : 50〜1 : 100,横向比例同平面布置图的比例）
净水厂高程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面标高，主要构件及管渠
的标高。

第一部分设计说明书
1概述
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，
除浊度、细菌总数和大肠菌群偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》(GE—5749 —2006 )的规定。

3
本水厂设计净水量为25.2万m/d，为大型水厂，需设混凝剂配制的溶解池。

原水从输水管进入水厂，利用计量泵将配制好浓度的PAC投加于压水管，并使其于管式混合器中与水充分混合，水从管式混合器经压力管进入折板絮凝池进行絮凝，后直接进入平流式沉淀池进
行沉淀，接着进入V型滤池进行过滤，得到澄清的水，在水输送到清水池的管道中，投加氯进行消毒。

最后经处理后的净水进入清水池，并经过输水管输送至二级泵站。

整个工艺流程如上，由于本设计水厂水大型水厂，设计时需预留发展地。

2•设计工艺流程：
3. 净水厂处理构筑物及设备型式选择
3.1混凝
3.1.1混凝剂的选择
本设计选用聚合氯化铝(即PAC。

选择理由：
(1) PAC广泛使用，且我国是研制PAC较早的国家之一，具有成熟的使用经验可借鉴。

(2
)效能优于硫酸铝，相对于硫酸铝，对水的pH值适应性强。

(3 )投加量相对于硫酸铝少，成本降低。

3.1.2混凝剂的配制和投加
药剂投加采用湿式投加系统。

(1)混凝剂的配制
设计混凝剂溶解池时，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，通常设在加药间底层。

池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条
件。

溶解池的底坡应大于2 %，池底应有直径不小于100mm的排渣管。

池壁需设超高，超高
为0.2〜0.3m，用于防止搅拌溶液时溢出。

此外，还需设置溶液池，溶液池是配制一定浓度溶液的设施。

采用射流泵将溶解池内的浓药液送入溶液池，同时用自来水稀释到所需浓度以
备投加。

本设计选用机械搅拌，但需采取防腐材料。

(2)混凝剂的投加
投药设备采用计量泵投加的方式。

采用计量泵，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。

示意图如下：
3.1.3混合设备的选择
选择管式混合，即将药剂基质投入水泵压水管中以借助管中流速进行混合。

选择理由：混合方式上，由于机械混合池占地大，基建投资高，增加机械设备并相应地增加
维修工作；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、在管道上安装容易，维修工作量少，能快速混合，混合效果良好和管理方便等优点因而具有较大的优越性。

示意图如下：
3.1.4絮凝设备的选择
絮凝设备的基本要求是，原水与药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。

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，主要有隔板絮凝、折板絮凝和机械絮凝。

这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用。

隔板絮凝池构造简单，管理方便，流量变化大时，絮凝效果不稳定。

折板絮凝池对原水水量和水质变化的适应性较强，停留时间较短，并可以相应节约絮凝剂量，但造价较高。

与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，絮凝时间可以缩短，池子体积减小，但建造费高，检修困难、检修费用增加。

网格絮凝池虽然效果好，水头损失小，絮凝时间较短等优点，但其会出现在末端池底积泥现象，有不完善的地方。

综上所述，本设计水厂为大型水厂，决定采用隔板絮凝池。

3.2沉淀
设计采用平流式沉淀池，一般用于大，中型水厂，单池处理的水量大，具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，虽然平流式占地面积大。

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，
但斜管的费用比较高，并且使用约5~10
年后必须更新，还要注意斜管内滋生藻类和淤泥的问题。

综合上述，所以选择平流沉淀池。

其分设四个池子，并与混凝池合建，其宽度同样大小，同样的由于宽度较大，每个池子分别
沿纵向设置一道隔墙，分成两格。

本设计采用机械排泥，不另设排泥斗，充分利用沉淀池的容积。

机械排泥效果好，一般不需定期放空清洗，并可降低劳动强度。

3.3过滤
V型滤池的反冲洗采用水冲洗、气冲洗和表面扫洗相结合的方式。

冲洗水仅为常规冲洗
水量的1/4,大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水，所有扫洗时不加重滤池负担，是一种滤速较高、生产能力强、节水经济的滤池。

V型滤池采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：
（1 ）较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。

(2)可节省反冲洗水量；40〜60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本；不易产生滤
料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。

(3 )采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。

综上，本设计采用V型滤池。

3.4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。

本设计采用氯消毒，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。

所以，本设计采用氯消毒。

由于本设计的水厂为大型水厂，采用自动加氯机及设置加氯间和氯库。

3.5清水池
清水池容积为10%水量，选型为矩形，方便建造及节省占地面积，初定深为3-3.5m。

4. 处理构筑物设计要点及说明
4.1溶解池和溶液池：
溶解池的规格为：
L X B X H=2X 2 X 2(m)，高度中包括超高0.3 m，沉渣高度0.2 m
溶液池的规格为：
L X B X H=4X 3 X 2.3(m)，高度中包括超高0.3 m，沉渣高度0.3 m
4.2隔板絮凝池(往复式)：
3
1) 设计用水量(包括自用水量) Q= 24000 X 1.05 = 252000 = 2.52m /s
2) 絮凝池采用2个池子，每个池子分为2格。

每格规格：L X B X H=26.23mX 13.9m X 2.7m
3) 絮凝池时间T=20mi n
4) 池的平均有效水深为h=2.4m。

5) 隔墙壁厚取0.2m。

4.3平流式沉淀池
1) 沉淀池的规格为：L X B X H=81n X 55.6m X 3.8m (高含超高)
2) 沉淀池个数采用4个，每个沉淀池分2格，共8格。

3) 沉淀时间T= 1.5h ;平均流速v = 15mm/s
4) 进水区采用穿孔墙，墙上孔口流速取0.2 m / s;
设计要点：1.混凝沉淀时，出水悬浮物含量一般不超过20mg/L
2. 池数或分个数一般不少于2个
3. 池内平均水平流速，混凝沉淀一般为10〜25mm/s
4. 沉淀时间一般采用1〜3h ;
5. 有效水深一般为3〜3.5h ;
6. 池的长宽比不应小于4：1,池的长深比不小于10：1;
7. 池子进水端用穿孔墙时，孔口流速不宜大于0.15〜0.2m/s，洞口的断面形状
宜沿水流方向逐渐扩大，以减少进口的射流；
8. 沉淀池的水力条件用弗劳德数Fr控制。

9. 为缓和出水区附近的流线过于集中，应尽量增加出水堰的长度，以降低堰口的
流量负荷。

堰口溢流一般小于500m3/ （m- d）
4.4 V型滤池
1）每座滤池规格为：L X B X H=14.7m X 8mX 3.88m
2）6座滤池成行对称布置；
3）滤速v = 15m/h ;
4）冲洗强度q = 15L/s.m 2;
5）冲洗周期t i = 48h;
6）工作周期T= 24h;
7）冲洗时间t2= 12min = 0.2h ;
8）膨胀度为e = 45%;
9）滤料采用单层滤料；
10）承托层采用天然卵石或砾石
设计要点：1.单池平面可为正方形或矩形，一般单池面积不大于100怦，滤池
个数不得少于两个；
2. 滤池总深度一般为3~
3.5m;
3. 滤池底部应设排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约为0.005
的坡向排空管。

4. 每个滤池宜装设水头损失计及取样管；
5. 各种密封渠道上应设人孔，以便检修；
6. 滤池壁与砂层接触处应拉成锯齿状，以免过滤水在该处形成“短路”而影响水质。

4.5加氯间
1）规格：；加氯间L X B=10m X 8m
2）加氯间要靠近加氯点
3）加氯间要位于主导风向的下方
4）与经常有人值班的工作间隔开。

4.6清水池
1）规格61mX 61m X 3.4m
2）进水管取DN500
3）出水管取DN1100
4 ）溢流管取DN1000
5. 净水厂平面布置及高程布置说明
加氯间和氯库等布置在下风向，职工宿舍、饭堂等布置在上风向，水厂内还设有活动中心、综合楼、配电间、设备库、停车场等建筑物。

，其布置相见图纸。

第二部分设计计算
1. 初步设计资料
水厂近期处理水量为24万m/d，自用水量系数取5%总处理水量为25.2万n i/d。

3 3 3
Q=252000m/d=10500m/h=2.917m /s。

2. 混凝设备的设计
每日混凝剂投量:
益0 謊
252000
Td
2.2溶液池容积
溶液池容积按下式计算：
24 100aQ
1000 1000cn W 2
aQ
417cn
式中:
a- c- n-
即
W
2
Q-处理的水量，m/h 混凝
剂高几最大投加量， mg/L ; 溶液浓度，本设计取 15% 每日调制次数，本设计取
aQ 20 10500
2。

16.79m 3
417cn 417 15 2
溶液池采用钢筋混凝土结构，
单池尺寸为L X B X H=4X 3X 2.3(m)，高度中包括超高0.3
m 沉渣高度0.3 m 。

溶液池实际有效容积 W=4 X 3X 1.7=20.4满足要求。

2.1混凝剂投加量的计算
设计中取日处理水量 Q=252000rm/d ;采用聚合氯化铝 PAG 常用的混凝剂投加量按照
10~20mg/L ，本设计 a 取 20 mg/L 时：
溶液池设置一用一备，池底坡度为0.02，池旁设工作台，宽1.0〜1.5m ,底部设置DN200mm 排空管，采用硬聚氯乙烯塑料管；沿地面接入药剂稀释用给水管，取
DN10Q
2.3溶解池容积
溶解池容积按下式计算：W
1
(0
-2~0"
3)W
2
3
本设计取0.3，即
W 0.3W
2
5.04m
溶解池采用混凝土结构，单池尺寸为
L X B X H=2X 2X 2(m)，高度中包括超高 0.3 m 沉
渣高度0.2 m 。

溶解池实际有效容积 W=6m ，符合要求。

溶解池建两座，一用一备，交替使用，每日调制两次。

溶解池的放水时间采用 t=10min ,
则放水流量为：
c W 5040 …c … Q 1 - L /s 8.4L / s
60t 600
查水力计算表：采用硬聚氯乙烯管为放水管，管径采用 DN100。

溶解池底部设管径 DN200的排渣管一根，池底坡度为 0.02,溶解池采用钢筋混凝土池体，
内壁衬以聚乙烯板(防腐)。

2.4搅拌机选用
溶解池采用机械搅拌，中心固定式：
(1 )溶解池搅拌机选用：查《给水排水设计手册》
(第十一册)，选用可调式搅拌机，型号：
TJB ，转速：910r/min ，功率：0.75kW 。

(2 )溶液池搅拌机选用：查《给水排水设计手册》 (第十一册)，选用ZJ 型折桨式搅拌机，
型号：ZJ-700，转速：85r/min ，功率：5.5kW 。

2.5计量泵的选用
2 16 79
计量泵流量为：Q
2 p—mW j4°m3
/h 1400L/h
选择J-ZM隔膜计量泵，型号：J-Z1600/0.6，流量1600L/h，泵速126次/min，电动机
金
Q 20 20
聚合氯化铝相对密度
100 8
(20 ° )为1.19，则聚合氯化铝所占体积为：
-
1.19
2
2.0m 计(采用吊装设备)，则所需面积为42.35 m 。

不同药品间留
有间隔等，这部分面积按药品占有面积的 5mX 11m 84.7m 3
药品堆放高度按 搬运和磅秤所占面积，
库所需面积为55.1m 2,取整为55吊。

药库平面尺寸取: 库内设置电动单梁悬挂起重机一台，型号为：
考虑药剂的运输、
30%十，则药
DX0.5-10-20。

功率1.5kW ,进出口直径40mm 重量263kg 。

选择相应的电动机型号为 Y90S-2。

选择计量泵 两用一备，电动机也是两用一备。

选择隔膜泵的理由： 隔膜泵是借柱塞在缸体内往复运行， 使腔内油液产生脉动力， 推动
聚四氟乙烯膜来回鼓动，
在阀的作用下达到吸排液体的目的。

由于用隔膜把柱塞与被输送液
体隔开，介质不会泄漏，且可配带隔膜破裂报警装备，保证安全运行。

2.6加药间与药库
加药间和药库合建，以减少占地面积。

2.6.1加药间
各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。

加药间内设两处冲洗地坪用水龙头 DN25mm 为便于冲洗水集流，地坪坡度仝 0.005，并坡向
集水坑。

2.6.2药库
药剂按最大投加量的 20d 用量储存，聚合氯化铝所占体积：
1000
252000 20 100800kg 10
°8
3. 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
造如图所示。

3.1设计流量 考虑设絮凝池2座,混合采用管式混合。

进水管采用两条，每条管的设计流量为 Q=126000 n8/d=5250 m
3/h=1.46m 3
/s 。

进水管材质取钢管，查《给水排水设计手册》 (第一册)得，
DN=1100, v=1.54m/s ,
1000i=2.23。

(1)管式混合器取两个，每个混合单元数为：
N 2.63v 0.5D 0.3
2.63 1.54 0.51.1 0.3
2.06
管式静态混合器
(2) (3)
取N=3则混合器的长度 3.63 混合时间T
1.54
水头损失为:
(5) 校核G ： G
gh GT 1348 2.36 L 1.1ND
2.36 s
1.1 3 1.1 3.63m
2
—N 2g
（禺
1.43
1.542 2 9.81
3 0.499 m
9800 0.499 :T ,1.14 10 32.36 1348s
"
3181 2000，故符合设计要求。

4. 絮凝设计的计算
分设2个池子，由于宽度较大，每个池子分别沿纵向设置一道隔墙, 絮凝时间为
20min ，平均水深2.4m 。

4.1每组池子设计流量为：
分成两格，共四格。

Q 252000
3 3 3 .
m /d 5250m / h 1.46m /s 2 2
每格池子设计流量为：
Q'
Q''
4.2
4
每格容积为:
Q 252000m 3/ d 2625m 3/ h 0.73m 3/s
4 4.3 60 每格池子的面积为:
26Z 875m 3
60
875 2
F 364.58m
2.4
每格絮凝池的各个参数
根据沉淀池的每组池子宽度，设计絮凝池每格池子宽
H=2.4m+超高 0.3m=2.7m
4.5按每格计算廊道
4.4 B=13.9m ,
净长 L=26.23m ，高
然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊
起端廊道宽度:
b 2 Hv 0.73 2.4 0.55 0.55m 末端廊道宽度: bHV
0.73 廊道分成5段,
1.22m
2.4 0.25
各段廊道的宽度和流速见下表：
每格絮凝池起端流速取 0.55m/s ，末端流速取0.25m/s 。

首先根据起、末端流速和平均 水深计算，故只是廊道
真实流速的近似值， 道宽度。

五段廊道宽之和为： b 3.3 4.5 4.75 5.75 6.08 24.38m
取隔板厚取隔板厚度3= 0.1m,共27块隔板，则絮凝池总长度L为L= 24.38 + 27 X 0.1 = 27.08m
每格絮凝池的规格为：L X B X H=27.08m X 13.9m X 2.7m
4.6絮凝池水头损失
2 2
V it V i
4.6.1各段水头损失计算式：h i m i 2 l i
2g C'R i
其中：Z为隔板转弯处局部阻力系数，往复式隔板（180。

转弯）z = 3 转弯处过水断面积为廊道过水断面积的 1.2 倍( 1.2~1.5 )
第i段廊道过水断面水力半径
R的计算式为：R
a i H a i 2H
流速系数C的计算式为：C i-R i^，粗糙系数
n
n=0.013 ;
总水头损失h h i = 0.256+0.129+0.073+0.054+0.042=0.554 。

5. 沉淀池
沉淀池与絮凝池合建。

沉淀池分设4个池子，且宽度较大，每个池子分别沿纵向设置一道隔墙，分成两格，共八格。

本沉淀池设计采用《给水排水设计手册》（第三册）P520有关
数据取值。

5.1每组池子设计流量：
沉淀池放空时间按 3h 计，则放空管直径按式 d I
0 5
0.7BLH
计算，则:
0.7 6.95 2 81 3.5
0.5
3 3600
0.369m
采用 DN=400mm
1 252000 3 3 3
Q m 3/h 2625m 3/ h 0.73m 3
/ s
4 24
每格设计流量：
Q - 252000m 3/h 1312.5m 3/h 0.36m 3
/s 8 24
5.2设计数据的选用：
沉淀池停留时间：T=1.5h 水平流速取：v=15mm/s
有效水深取：H=3.5m,超高0.3m 。

5.3计算
沉淀池池长：L=3.6vT=3.6 x15X 1.5=81m
每格沉淀池表面积： F
QT
1312.5 1.5 562.5m 2
H
3.5
每格沉淀池宽为：
F 562.5 B 6.95m
L 81
每组沉淀池宽为： 2B=13.9m
校核(每组沉淀池)
:①长宽比：
L 81 5.83 4 符合要求。

B
13.9
②长深比：
L 81 23.14 10 符合要求。

H
3.5
沉淀池与絮凝池之间采用穿孔布水墙。

穿孔墙上的孔口流速采用 0.2m /s ，则孔口总面
积为0.73/0.2=3.65m 2。

每个孔口每个孔口尺寸定为
15cm x 8cm,则孔口数为
3.65/(0.15 X 0.08)=305 个。

为了保证堰口自由落水，出水堰保护高采用
0.1m ，则出水渠深度为 0.755m 。

出水渠道断面宽度采用 1.0m,出水渠起端水按公式
5.4水力条件校核
水流截面积 6.95 3.5 24.325m2水流湿周 6.95 2 3.5 13.95m
24 325
水力半径R — 1.74m
13.95
(第三册)P628,为了节省占地，选择双格 V 型滤池，池底板用混
弗劳德数 F r -
0015
1.32 10 5
Rg 1.74 9.81
v
R 15 174
雷诺数R e 竺
15 174
26100 (按水温20°计算)
0.01
5.5排泥设备选择
本设计沉淀池采用机械排泥。

为取得较好的排泥效果，可采用机械排泥选用
SXH —12型
虹吸式吸泥机，并设排泥槽，驱动功率为0.4，行车速度为1.0。

池内存泥区高度为 0.1m ， 池底有1.5 %( 0.01~0.02 )坡度，坡向末端积泥坑。

6. 滤池的设计--V 型滤池的设计计算 6.1基本资料
(1) 水厂总设计规模为 252000m3/d ，沉淀池分为四个系列，每个系列设计水量为：
252000 3 3
Q
2625m /h 0.73m /s
24 4
(2) 滤速 v=15m/h (3) 第一步：气冲冲洗强度 q
气1
15L/(s m 2
)
第二步：气-水同时反冲，空气强度 q 气2
15L/(s m 2)，水强度q 水 14L/(s m 2
)=;
第三步：水冲洗强度 q 7x 2 5L/(s m 2)
(4) 第一步：气冲时间 坛 3min
第二步：气-水同时反冲时间t
气水
4 min
第三步：单独水冲洗时间 t 水
5min
冲洗时间共计t=12mi n=0.2h 冲洗周期T=48h; 反冲横扫强度1.8L/
(s • m2)
6.2设计计算
凝土，单格宽B 宽=4.0m ,长L 单=14.7m ，面积为58.8m 2
.共6座，每座面积f=117.6m 2
,总面
2
积为 705.6m 。

6.2.1池体设计
(1) 滤池工作时间t'
24 t'24 t -
24 0.2 24 24 0.1
23.9(h )
T 48 (2) 滤池面积F
滤池总面积
F
Q
252000
702.93m 2
vT' 15 23.9
(3) 滤池的分格
(式中未考虑排放初滤水)
查《给水排水设计手册》
(4)校核强制滤速V'
252000
实际滤速：V14.94m/h 式中: H清-水流通过清洁滤料层的水头损失, cm;
g- -水的运动黏度，cm2/ s, 20C时为
重力加速度，981 cm/ s2；
2
0.0101 cm /s ；
d 0 -与滤料体积相同的球体直径，cm,根据厂家提供数据为0.1cm ；
705.6 23.9
,NV 6 14.94 v' 17.93m/h
N 1 6 1
在7~20m/h范围内，符合要求。

(5 )滤池高度的确定
①滤池超高0.3m
②配水、配气及集水室高度H=0.9m
③滤板厚度H b=0.13m
④粗砂层厚度=0.05m
⑤滤料层厚度H=1.0m
⑥滤层上水1.50m
则滤池总高：H=0.3+0.9+0.13+0.05+1 + 1.5=3.88m
(6)水封井的设计
滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径0.90~1.20mm，不均匀系数1.2~1.4。

均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算
2
H 清180匕 W（£）2l o v g m。

d o
m°-滤料孔隙率，取0.5 ；
I0-滤层厚度，cm, I0 100cm；
v-滤速，cm/s , v=15m/h=0.42cm/s ；
-滤料颗球度系数，天然砂粒为0.75~0.8，取0.8
所以：
2
H 清180 0.0101(1( 1)2100 0.42 24.32cm
981 0.5 0.8 0.1
根据经验，滤速为8~10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30~40cmo计算值比经验值低, 取经验值的低限30cm为清洁滤料层的过滤水头损失。

正常过滤时，通过长柄滤头的水头损
失厶h<0.22m°忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时水头损失为：
H 开始0.3 0.24 0.54 m
为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层相同。

设计水封井平面尺寸2cm X 2cm,沿底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高
H水封0.3 H1 H2 H3 H 0.3 0.9 0.13 1.0 0.05 2.38m
因为每座滤池过滤水量
Q单vf 15 117.6 1764m3/ h 0.49m3/ s
所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式
1.84bh'2计算得
(Q)2 3( °49 )20.056m
1.84 20
h水封3、
水封：1.84b堰
则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高
6.3反冲洗管渠系统
0.056+0.54=0.596m。

(1 )反冲洗用水流量°反的计算
反冲洗用水流量按水洗强度最大值计算。

单独水洗时反细强度最大，为5L/(s • m2) Q
反水
q水f 5 117.6 588L/s 0.588m3/s 2538m3/h
V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量
Q表水q表水
3
f 0.0018 117.6 0.212m /s
(2)反冲洗配水系统的断面计算配水
干管进口流速应为 1.5m/s左右，配水干管的截面积
Q反水
A配水干管v
水干彈 0.392m2
1.5
DN80Q流速为1.61m/s。

反冲洗水有反冲洗配水干管输送至气水反冲洗水通
过配水方孔的流
反冲洗配水干管用钢管，
分配渠，由气水分配渠低侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。

速按反冲
洗配水支管的流速取值。

配水支管流速或孔口流速为1~1.5m/s左右，取v水支1m/s，则配水支管的截面积
A方孔Q反水彈 0.588m2
v
水支
1
此即配水方孔总面积。

沿渠长方向两侧各均匀布置
0.6m，每个孔口面积
0.588 2
0.0147m2
每个孔口尺寸取0.13m X 0.13m
(3)反冲洗用气量Q气的计算
20个配水方孔，共40个，孔中心间距
反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算。

这时气冲强度15L/ (s • m2 Q反气q气f 15 117.6 1764L/s 1.76m3/s
1.76
5-
0.352m 2 孔口直径d
气孔
4 0.0044
0.075m
每孔配气量Q 气孔
Q 反气1.76 40 40
3
3 .
0.044m /s 158.4m /h
Q 反气
A 气支 ---------
V 气支
反冲洗配气干管用钢管，
DN80Q 流速4.83m/s 。

反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气
水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。

反冲洗用空气通过配气小
孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。

反冲洗配气支管流速或孔口流速应为
10m/s 左右，则配气支管的截面积
A 气支
每个布气小孔面积
Q 反气 1.76 10
0.176m 2
V 气支
A 气孔
A
气支
0.176
2
0.0044 m
40
40
(5 )气水分配渠的断面设计 对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时， 亦即气水同时反冲洗是
要求气水分配渠断面面积最大。

因此，气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。

气水同时反冲洗时反冲洗水的流量
Q 反气水 q 水 f 4 117.6 470.4L/s 0.47m 3
/s
气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量
Q 反气 q 气 f 15 117.6 1764L/s 1.76m 3
/s
气水分配渠的气，水流速均按相应的配气，配水干管流速取值。

则气水分配干渠的断面积
Q 反气水 A 气水 v 水干
6.4滤池管渠的布置
6.4.1反冲洗管渠 a 气水分配渠
气水分配渠起端宽取 0.4m ，高取1.5m ，末端宽取0.4m ，高取1m 。

则起端截面积0.6m 2, 末端截面积0.4m 2。

两侧沿程各布置 25个配气小孔和25个布水方孔，孔间距0.652m ，共50 个配气小孔和50个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积 0.67/50=0.0134m 2
＜末端截面 积0.4m 2
,满足要求。

b 排水集水槽
Q 反气
0.47 176
0.67m 2
v 气干
1.5
5。