1、 2013至2014學(xué)年第1學(xué)期水質(zhì)工程學(xué)（上）課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：某城市凈水廠工藝設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)：給水排水工程姓 名：吳新楷學(xué) 號(hào)：1110520055完成日期：2013年12月指導(dǎo)教師：宋亞麗浙 江 科 技 學(xué) 院目錄1工程概況41.1設(shè)計(jì)規(guī)模41.2水源水質(zhì)42混合42.1加藥系統(tǒng)42.2溶液池設(shè)計(jì)及計(jì)算 42.3溶解池設(shè)計(jì)及計(jì)算42.4混合設(shè)備53絮凝 63.1絮凝形式選用63.2折板絮凝池的設(shè)計(jì) 63.3第一段絮凝區(qū)73.4第二段絮凝區(qū)103.5第三段絮凝區(qū)123.6絮凝的總GT值124沉淀 124.1參數(shù)確定124.2設(shè)計(jì)池體尺寸 134.3進(jìn)水穿孔墻134.4指形槽134.5出水渠14

2、4.6排泥設(shè)施144.6沉淀池水力條件復(fù)核145過(guò)濾 145.1濾池選擇145.2濾池設(shè)計(jì)參數(shù)確定 145.3濾池池體設(shè)計(jì)146消毒 236.1消毒劑選擇236.2加氯計(jì)算 237清水池 237.1清水池的布置237.2清水池容積計(jì)算247.3清水池平面尺寸247.4清水池各管管徑的確定248設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 251.工程概況工程位于浙江省某市，該市有一蓄水量較大的水庫(kù)可作為水源，水庫(kù)水質(zhì)為一類(lèi)地表水，符合生活飲用水水源要求。出廠水質(zhì)為一類(lèi)水司標(biāo)準(zhǔn)。主要任務(wù)為凈水廠工藝及總平設(shè)計(jì)。1.1設(shè)計(jì)規(guī)模設(shè)計(jì)日產(chǎn)水量為17萬(wàn)m3 ，水廠自用水量為8%，Qd=170000×1.08=183600m3/

3、d1.2水源水質(zhì)濁度：10-50度 PH值：色度：10度（鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)計(jì)） 氨氮（以N計(jì)）：0.5mg/L總硬度（以CaCO3計(jì)）：100-120mg/L 細(xì)菌總數(shù)：400個(gè)/mL總大腸菌群數(shù)：2000個(gè)/L 該廠采用混合絮凝 沉淀過(guò)濾的常規(guī)處理流程，具體的工藝流程如下所示。2.混合 2.1加藥系統(tǒng)（1） 根據(jù)水廠進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和PH情況，選用聚合氯化鋁（PAC)為混凝劑，效率高，耗藥量少，絮體大而重，沉淀快。混凝劑的最大投加量為a=60mg/l，藥溶液的濃度b=10%，混凝劑每日配置次數(shù)n=2次。 日投加量： （2） 采用計(jì)量泵投加方式，不必另配計(jì)量設(shè)備?？赏ㄟ^(guò)改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量

4、，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。（3） 加藥間與藥劑倉(cāng)毗鄰設(shè)于絮凝池附近，加藥間內(nèi)保證良好通風(fēng)，必要時(shí)設(shè)置通風(fēng)裝置，藥劑倉(cāng)做好防潮防腐措施，固定儲(chǔ)存20天的用藥量。2.2溶液池設(shè)計(jì)及計(jì)算 溶液池容積按下式計(jì)算： 式中 溶液池容積， Q處理水量， a混凝劑最大投加量，60mg/L； b溶液濃度（5%-20%），取10%； n每日調(diào)制次數(shù)，取n2帶入數(shù)據(jù)，算得W1=50.96m3溶液池設(shè)置兩個(gè)，每個(gè)容積W1，保證清洗溶液池時(shí)有備用池。每個(gè)池子的規(guī)格為長(zhǎng)×寬×高=5m×4m×2.6m=52m3，其中包括超高0.2m。2.3溶解池設(shè)計(jì)及計(jì)算溶解池容積按下式計(jì)算：

5、 式中： 溶解池容積（m3），一般采用（）。這里采用0.25W1=W2=12.74m3。每個(gè)池子的尺寸為長(zhǎng)×寬×高=3m×2.2m×2m，高度中包括超高0.2m。溶解池實(shí)際容積w=3m×2.2m×2m=13.2m3溶解池的放水時(shí)間采用t=10min，則放水流量 查水力計(jì)算表得放水管管徑d=100mm，相應(yīng)流速v=2.86m/s。溶解池底部設(shè)管徑100mm的排渣管一根。2.4混合設(shè)備 投藥管流量 查水力計(jì)算表得投藥管管徑d=50mm，相應(yīng)流速為0.64m/s?；旌显O(shè)備采用槳板式機(jī)械混合槽，機(jī)械混合池的優(yōu)點(diǎn)是混合效果好，且不受水量變化的影

6、響，適用于各種規(guī)模的水廠。（1） 混合池容積 設(shè)計(jì)水量Q=183600m3/d=7650m3/h，池?cái)?shù)n=8個(gè)，混合時(shí)間t=30s。 式中：W為有效容積T混合時(shí)間n池?cái)?shù) （2） 混合池高度 混合池平面采用正方形2.2m×2.2m，則有效水深H 超高取H=0.3m，則池總高度 （3） 槳板外緣直徑 ，設(shè)計(jì)采用1.5m 槳板寬度 ，設(shè)計(jì)采用0.5m 槳板長(zhǎng)度 L=0.5m 攪拌器層數(shù) ，采用1層 攪拌器距池底高度 0.5D0=1.1m 攪拌器外緣速度 V=3m/s（4） 垂直軸轉(zhuǎn)速 式中：n0攪拌器轉(zhuǎn)速（r/min）； V攪拌器外緣速度（m/s）； D0攪拌器直徑（m）。 設(shè)計(jì)中取 v=

7、3.0m/s，D0=1.5m（5） 槳板旋轉(zhuǎn)角速度 （6）槳板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗功率 式中： （7）轉(zhuǎn)動(dòng)槳板所需電動(dòng)機(jī)功率 槳板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械總功率1=0.75 傳動(dòng)效率2=0.60.95，采用2=0.7，則 3.絮凝 3.1絮凝形式選用選用平折板絮凝池，優(yōu)點(diǎn)為水流在同波折板之間曲折流動(dòng)或在異波折板之間縮放、流流動(dòng)且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板絮凝池相比，水流條件大大改善，即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子面積減小。折板絮凝池因板距小，安裝維修較困難，折板費(fèi)用較高。 3.2折板絮凝池的設(shè)計(jì)（1）單池設(shè)計(jì)流量45900m3/d=19

8、12.5m3/h=0.53125m3/s，共設(shè)4個(gè)池，每個(gè)池分為并聯(lián)的三組，每組設(shè)計(jì)流量q為0.177m3/s。（2）總絮凝時(shí)間為15min，分三段絮凝。折板布置采用單通道。速度梯度由90s-1漸減至20s-1左右，絮凝池總GT值大于2×104。絮凝池有效水深H，采用3.5m。（3）每組絮凝池流量 每組絮凝池容積 每組池子面積 每組池子的凈長(zhǎng)度L=9m，則池子凈寬度B=5.06m （4）絮凝池的布置 絮凝池的絮凝過(guò)程分為三段：第一段v1=0.3m/s 第二段v2=0.2m/s 第三段v3=0.1m/s 將絮凝池分成6格，每格的凈寬度為L(zhǎng)0=1.5m，每?jī)筛駷橐恍跄?。第一、二格采用?/p>

9、通道異波折板；第三、四格采用單通道同波折板；第五、六格采用直板。（6） 折板尺寸及布置 折板采用鋼絲水泥板，折板寬度0.5m，厚度0.06m，夾角900 3.3第一段絮凝區(qū)（1）絮凝池長(zhǎng)度L和寬度B 考慮折板所占寬度為，絮凝池的實(shí)際寬度。 考慮隔板所占長(zhǎng)度為0.2m，絮凝池實(shí)際長(zhǎng)度取L=10m，超高0.3m。（2）第一絮凝區(qū)折板的間距及實(shí)際流速 峰距 谷距 b2=1.097m 側(cè)邊峰距 b3=0.45m 側(cè)邊谷距 b4=0.803m 中間峰速 中間谷速 側(cè)邊峰速 側(cè)邊谷速 （3）水頭損失 ；式中 水頭損失計(jì)算： 中間部分： 中間共有15個(gè)縮放組合，故：h=15×（0.00199+0.

10、00447）=0.0969m側(cè)邊部分： 側(cè)邊有6個(gè)縮放組合，故：h=6×(0.00117+0.0027)=0.02322m進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、3個(gè)上轉(zhuǎn)彎和3個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎處水深0.879m，下轉(zhuǎn)彎處水深0.854m。 進(jìn)口流速：v3取0.3m/s 上轉(zhuǎn)彎流速： 下轉(zhuǎn)彎流速： 每格進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失總損失： 每格總損失： 第一絮凝區(qū)總損失： 第一絮凝區(qū)停留時(shí)間： 第一絮凝區(qū)平均G1值： 3.4第二絮凝區(qū)（1）第二絮凝區(qū)采用同波折板布置：折板距離采用b1=0.79m側(cè)邊峰距b2=0.771m側(cè)邊谷距b3=1.125m實(shí)際流速側(cè)邊峰速側(cè)邊谷速(2)水頭損失 中間部分：每次轉(zhuǎn)彎的，共有

11、n=20次轉(zhuǎn)彎 側(cè)邊部分：，F(xiàn)1=0.771×1.5=1.1565，F(xiàn)2=1.125×1.5=1.6875 側(cè)邊有6個(gè)縮放組合，故h=6×(0.0003+0.0007)=0.006m進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、3個(gè)上轉(zhuǎn)彎和2個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎處水深0.879m，下轉(zhuǎn)彎處水深0.5m。進(jìn)口速度V3取0.16m/s上轉(zhuǎn)彎流速：下轉(zhuǎn)彎流速：每格進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失每格總損失： 第二絮凝區(qū)總損失： 第二絮凝區(qū)停留時(shí)間： 第二絮凝區(qū)平均G2值： 3.5第三絮凝區(qū) （1）第三絮凝區(qū)采用平行直板布置: 直板間距為1.048m 實(shí)際流速為 （2）水頭損失：共一個(gè)進(jìn)口及4個(gè)轉(zhuǎn)彎，則單格水頭

12、損失為 總水頭損失H2=2×h=0.0196m 停留時(shí)間 速度梯度 3.6絮凝的總GT值絮凝的總水頭損失，絮凝時(shí)間t=15.68m, 4. 沉淀4.1參數(shù)確定選用平流式沉淀池，造價(jià)低，操作管理方便，施工簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定。4個(gè)沉淀池，沉淀時(shí)間t=1h，池內(nèi)平均水平流速v=14mm/s，單池設(shè)計(jì)流量45900m3/d=1912.5m3/h，沉淀池和絮凝池合建，中間用穿孔墻隔開(kāi)。4.2設(shè)計(jì)池體尺寸單池容積W 池長(zhǎng) 池寬 池的有效水深采用H=3m，則池寬 采用13m（為配合絮凝池的寬度） 每池中間設(shè)一導(dǎo)流墻，則每格寬度為b=6.5m4.3進(jìn)水穿孔墻 沉淀池進(jìn)口處用磚砌穿孔墻布水，墻長(zhǎng)13m

13、，墻高3.3m（有效水深3m，用機(jī)械刮泥機(jī)排泥，其積泥厚度0.1m，超高0.2m） 穿孔墻孔洞總面積孔洞處流速采用v0= 0.25m/s，則 孔洞個(gè)數(shù)孔洞形狀采用矩形，尺寸為15cm×18cm，則4.4指形槽指形槽的個(gè)數(shù) ： N=8指形槽的中心距 ： a=BN=12.68=1.575m指形槽中的流量：q0=QN=0.538=0.066 m3/s，考慮到池子的超載系數(shù)為20，故槽中流量為：q0=1.2q0=1.2*0.066=0.079 m3/s指形槽的尺寸：槽寬b=0.9q00.4=0.9*0.0790.4=0.326m，為便于施工 取0.4m取堰上負(fù)荷為440，則指形槽長(zhǎng)度：L=0

14、.53*24*3600440=104m8個(gè)集水槽，雙側(cè)進(jìn)水。每根槽長(zhǎng)：13m則集水槽總長(zhǎng)度L=8×2×13=208>104 符合條件起點(diǎn)槽中水深：H1=0.75b=0.75*0.326=0.2445m終點(diǎn)槽中水深：H2=1.25b=1.25*0.326=0.4075m 為便于施工，槽中水深統(tǒng)一取H2=0.41m。槽的高度：集水方法采用鋸齒形三角堰自由出流方式，跌落高度取0.05m，槽的超高取0.15m。則指形槽的總高度H3=H2+0.05+0.15=0.61m。4.5出水渠采用薄壁堰出水，堰口應(yīng)保證水平。出水渠寬度采用1m。在出水渠前增設(shè)指形槽，降低出水渠負(fù)荷。 4.

15、5排泥設(shè)施采用機(jī)械排泥，排泥效果好。在池末端設(shè)集水坑，通過(guò)排泥管定時(shí)開(kāi)啟閥門(mén)，靠重力排泥。池內(nèi)存泥區(qū)高度為0.1m，池底有1.5坡度，坡向末端積泥坑（每池一個(gè)），坑的尺寸為50cm×50cm×50cm。排泥管兼沉淀池放空管，其直徑為 ，采用300mm式中H0-池內(nèi)平均水深，m，此處為3.1mt-放空時(shí)間，s，此處取2.5h4.6沉淀池水力條件復(fù)核水力半徑R佛羅德數(shù)Fr（在規(guī)定范圍內(nèi)）5. 過(guò)濾5.1濾池選擇考慮到本水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模，采用v型濾池。采用均粒石英砂濾料，濾層厚度比普通快濾池厚，截污量比普通快濾池大，故濾速較高，過(guò)濾周期長(zhǎng)，出水效果好。5.2濾池設(shè)計(jì)參數(shù)確定濾速v=

16、12m/h第一步氣沖沖洗強(qiáng)度q氣1=15L/(S·m2)；第二步氣水同時(shí)反沖洗，空氣強(qiáng)度q氣2=15L/(S·m2)，水強(qiáng)度q水1=4L/(S·m2)；第三步水沖洗強(qiáng)度q水2=5L/(S·m2)。第一步氣沖時(shí)間t氣=2min，第二步氣水同時(shí)反沖洗時(shí)間t氣水=4min，第三步水沖洗時(shí)間t水=6min，沖洗時(shí)間共計(jì)t=12min=0.2h沖洗周期T=48h。表面掃洗強(qiáng)度1.8 L/(S·m2)5.3濾池池體設(shè)計(jì)濾池工作時(shí)間T'=24-t24T=24-0.22448=23.9h(式中未考慮排放初濾水)濾池總面積F=QvT=18360012&#

17、215;23.9=640.2 m2濾池的分格單池面積較大，采用雙格濾池，池底板用混凝土，單格寬B單=3.5m，長(zhǎng)L單=13m，面積45.5m2。共7座，每座面積f=94m2，總面積658m2校核強(qiáng)制濾速v'=NVN-1=7×127-1=14m/h濾池高度的確定H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=0.8+0.1+0.08+1.2+1.4+0.5+0.3=4.38m式中：H1氣水室高度，取0.8m；H2濾板厚度m，取0.1m；H3承托層厚度，取0.08m；H4濾料層厚度，取1.2m；H5濾層上面水深，取1.4m；H6進(jìn)水系統(tǒng)跌差（包括進(jìn)水槽孔洞水頭損失及過(guò)水堰跌差），取

18、0.5m；H7進(jìn)水總渠超高m，取0.3m 。水封井的設(shè)計(jì)濾池采用單層加厚均質(zhì)濾料，粒徑0.951.35mm，不均勻系數(shù)K80為1.21.6，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算 H清=180vg1-m02m03（1d0）2l0=180×0.0101981×1-0.520.53×(10.8×0.1)2×100×0.33=19.11cm式中：水流通過(guò)濾料層的水頭損，cm；水的運(yùn)動(dòng)黏度，cm²/s，20時(shí)為0.0101 cm²/s；g重力加速度，981 cm²/s；濾料孔隙率，取0.5；與濾料體積相同的球體直

19、徑，cm，取為0.1 cm；濾層厚度，120 cm；v濾速，v=12m/h=0.33m/s；濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.750.80，取0.8。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為812 m/s時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為3040cm，計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30cm清潔濾料層的過(guò)濾水頭損失。正常過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失0.22m，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)的水頭損失為=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過(guò)濾時(shí)池內(nèi)液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設(shè)水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：因?yàn)槊孔鶠V池過(guò)濾水

20、量：Q單=vf=12×94=1128m³/h=0.31 m³/s式中 v設(shè)計(jì)濾速； f每座濾池的面積；所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式計(jì)算得： h水封=Q單1.84b堰23=0.311.84×223=0.19m則反沖洗完畢，清潔濾料層過(guò)濾時(shí)，濾池液面比濾料層高0.19+0.52=0.71m2）反沖洗管渠系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)。反沖洗用水流量Q反的計(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大為5L/( m²·s)Q反水=q水f=5×94=470L/s=1692 m3/h=0.47 m3/

21、sV型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量：Q表水=q表水f=0.0018×94=0.1692 m3/s反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為1.5m/s左右，配水干管的截面積A水干=Q反水/V水干=0.47/1.5=0.31m²反沖洗配水干管采用鋼管，DN600，流速1.22m/s，反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底兩側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)，反沖洗水通過(guò)布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值，配水支管流速為1.01.5m/s,取V水支=1.0m/s，則配水支管的截面積：A方孔=Q反水/V水支=0.47/1.0=0.47m²

22、;，此為配水方孔總面積，沿渠長(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置15個(gè)配水方孔，共計(jì)30個(gè)，孔中心間距0.6m，每個(gè)孔口面積：A小=0.47/30=0.016 m²每個(gè)孔口尺寸取0.12×0.12m²，反沖洗水過(guò)孔流速：v=0.47/（2×15×0.12×0.12）=1.09m/s，滿(mǎn)足要求。反沖洗用氣量計(jì)算Q反氣采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組,一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算，這是氣沖強(qiáng)度為15L/( m²·s)Q反氣=q氣f=15×94=1410L/s=1.410m3/s配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算 配氣干

23、管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管的截面積：A氣干=Q反氣v氣干=1.4105=0.282m2反沖洗配氣干管采用鋼管，DN350，流速10.76m/s（在1015m/s之間），反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，尤其水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計(jì)30個(gè)，反沖洗用空氣通過(guò)布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s左右，配氣支管的截面積：A氣支=Q反氣v氣支=1.4110=0.141m2每個(gè)布?xì)庑】酌娣e：A氣孔=A氣支30=0.14130=0.0047m2孔口直徑：d氣孔=4*0.00473.14

24、=0.078（m）取80mm。每孔配氣量：Q氣孔=Q反氣30=1.41030=0.047m3s=169.2m3h氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)對(duì)氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，亦即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量：Q反氣水=q水=4*94=376Ls=0.376m3s氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣的流量：Q反氣=q氣=15*94=1410Ls=1.41m3s氣水分配渠的氣水流速均按相應(yīng)的配水配氣干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：A氣水=Q反氣水v水干+Q反氣v氣干=0.3761.5+1

25、.415=0.53m23）濾池管渠的布置反沖洗管渠a.氣水分配渠氣水分配渠起端寬取0.4m,高取1.5m，末端寬取0.4m，高取1.0m，則起端截面積為0.6m²，末端截面積0.4m²，兩側(cè)沿程各布置15個(gè)配水小孔和15個(gè)配氣小孔，孔間距0.6m，共30個(gè)配水小孔和 30個(gè)配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為0.391/30=0.0130末端截面積1.2 m²，滿(mǎn)足要求。b.排水集水槽 排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,則排水集水槽起端槽高：式中H1，H2，H3同前，1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：其中1.0為氣水分配渠末端高度,符合設(shè)計(jì)要

26、求。c.排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝（非滿(mǎn)流，n=0.013）計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高槽寬 濕周 X=b+2h=0.4 +2×0.9=2.2m 水流斷面 水力半徑 水流速度 過(guò)流能力 實(shí)際過(guò)水量 1.7316 m³/s，符合設(shè)計(jì)要求。進(jìn)水管渠1）進(jìn)水總渠道7座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過(guò)水流量按強(qiáng)制濾流量設(shè)計(jì)，流速0.81.2ms，取V1.0 m/s。則強(qiáng)制過(guò)濾流量：Q強(qiáng)=(1836003)×2=122400m3/d=1.42m3/s進(jìn)水總渠水流斷面積：A進(jìn)總=Q強(qiáng)v=1.421=1.42m2進(jìn)水總渠寬1.42m

27、,高1m，考慮超高0.3m。則進(jìn)水總渠高為1.3m。 2）每座濾池的進(jìn)水孔每座濾池由進(jìn)水側(cè)壁開(kāi)3個(gè)進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過(guò)這三個(gè)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉.中間進(jìn)水孔孔口設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閘板,在反沖洗時(shí)不關(guān)閉,供給反沖洗表掃用水。調(diào)節(jié)閘門(mén)的開(kāi)啟度，使其在反沖洗的進(jìn)水量等于表掃水用水量。孔口面積按孔口淹沒(méi)出流公式:Q=0.8A2gh算.其總面積按濾池強(qiáng)制過(guò)濾水量計(jì),孔口兩側(cè)水位差取0.1m,則孔口總面積：A孔=Q強(qiáng)0.82gh=1.420.82*9.8*0.1=1.27m2中間孔面積按表面積掃洗水量設(shè)計(jì)A中孔=A孔*（Q表水Q強(qiáng)）=1.27*（0.171.42）=0.152m2孔口寬

28、B中孔=1.0m,高H中孔=0.134m 兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門(mén)，采用橡膠膠囊充氣閥，每個(gè)側(cè)孔面積A側(cè)=（A孔-A中孔）2=（1.27-0.152）2=0.559m2孔口寬B側(cè)孔=1.0m,高H側(cè)孔=0.559m 3）每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為保證進(jìn)水的穩(wěn)定性,進(jìn)水總渠引來(lái)的渾水經(jīng)過(guò)寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠,再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬b寬頂5m,寬頂堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)置,與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m,堰上水頭由矩形堰的流量公式:Q=1.84bh32得：h寬頂=Q強(qiáng)1.84b寬頂23=0.751.84*523=0.188m4)每座濾池的配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠

29、,由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽.濾池配水渠寬b配梁=0.8m,渠高為1.2m,渠總長(zhǎng)等于濾池總寬.則渠長(zhǎng)=2×3.5=7.0m，當(dāng)渠內(nèi)水深h配渠0.8m時(shí),流速(進(jìn)來(lái)的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去,每側(cè)流量為/2)； v配渠=Q強(qiáng)2b配渠h配渠=1.422*0.8*0.8=1.11m/s基本滿(mǎn)足濾池進(jìn)水管渠流速在0.81.2m/s的要求。5）配水渠過(guò)水能力校核配水渠的水力半徑: R配渠=b配渠h配渠（2h配渠+b配渠)= 0.8*0.8（2*0.8+0.8)=0.27m配水渠的水力坡降:i渠=nv渠R渠232=0.013*1.110.27232=0.001渠內(nèi)水面降落

30、量:h渠 =i渠L配渠2=0.001*72=0.0035m<渠高1m因?yàn)榕渌罡咚? h配渠+h渠=0.8+0.0035=0.8035,所以配水渠的過(guò)水能力滿(mǎn)足要求。V型槽的設(shè)計(jì) V型槽底設(shè)表掃水出水孔，內(nèi)徑一般為2030mm，過(guò)孔流速為2.0/ms左右。本設(shè)計(jì)采用dv孔=0.025m,vv孔=2.0m/s，間隔0.15m, 每槽共計(jì)80個(gè)。 則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積為：A表孔=3.14*0.02524*80=0.04m2表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。據(jù)潛孔出流公式Q=0.8A2gh，其中Q應(yīng)為單格濾池的表掃流量。則表面掃

31、洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面hv液=Q表水2*0.8A表孔2（2g)=0.12422*0.8*0.042（2*9.8)=0.19m反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh32求得，其中b為集水槽長(zhǎng)，b=L排槽=12m，Q為單各濾池反沖洗流量Q反單=Q反2=0.752=0.285 m3/s,所以，h排槽=Q反單1.84b23=0.2851.84*1223=0.06mV型槽的傾角采用45°,垂直高度1m，壁厚0.05m反沖洗時(shí)V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：1-0.15-h排槽=1-0.15-0.06=0.79m反沖洗時(shí)V型槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為：1-0.

32、15-h排槽-hv液=1-0.15-0.06-0.19=0.6m（4）沖洗水的供給可選用沖洗水泵或沖洗水箱供水，本設(shè)計(jì)采用沖洗水泵。1）沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失h1反洗配水干管用鋼管，DN600,管內(nèi)流速為1.44m/s,1000i=4.21m，布置管長(zhǎng)總計(jì)為80m。則反沖洗總管的沿程水頭損失：hf,=il=0.00421*80=0.34m主要配件及局部阻力系數(shù)見(jiàn)下表：配件名稱(chēng)數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90º彎頭6 6*0.6=3.6DN600閘閥33*0.06=0.18等徑四通22*1.5=36、78hf=v22g=6.78*1.4422*9.8=0.72 m則沖洗水泵到濾池

33、配水系統(tǒng)的管路損失:h1=hf,hf,+hj,=0.34+0.72=1.06m2）清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟頗0=5m3)濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h24)氣水分配干渠內(nèi)水頭損失h反水氣水分配渠的水頭損失按最不利條件，即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿(mǎn)流，n=0.013）近似計(jì)算。有上計(jì)算知?dú)馑瑫r(shí)反沖洗時(shí)， Q反氣水= 0.376 m3/s則氣水分配渠內(nèi)的水面高為：h反水=Q反氣水v水干b氣水=0.3761.5*0.4=0.06（m）水力半徑:R反水=b氣水h反水2h反水+b氣水=0.4*0.062*0.06+0.4=0.05m水力坡降：i反渠=nv

34、渠R渠232=0.013*1.110.05232=0.011渠內(nèi)的水頭損失：h反水=i反水l反水=0.011*12=0.132m5）氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失h方孔氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按孔口淹沒(méi)出流公式，計(jì)算。其中為Q反氣水，A為配水方孔的總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實(shí)際總面積為A方孔=0.42m。則h方孔=Q反氣水0.8A方孔22g=0.3360.8*0.4222g=0.051m6）查手冊(cè)得，反洗水經(jīng)過(guò)濾頭的水頭損失h濾0.22m7）氣水同時(shí)通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失h增氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水比，長(zhǎng)柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過(guò)濾總面積之比

35、約為1.25%，則長(zhǎng)柄濾頭中的水流速度:v增=Q反氣水1.25%f=0.3361.25%*84=0.32ms通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失: h增=9810n0.01-0.01v+0.12v2=9810*3.75*0.01-0.01*0.32+0.12*0.322=702Pa=0.07mH2O則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2: h2=h反水+h方孔+h濾+h增 =0.132+0.051+0.22+0.07=0.473m8) 砂濾層的水頭損失h3濾料為石英砂，容重1=2.65tm3，水所謂容重為=1tm3，石英砂濾料膨脹前的孔隙率，濾料層膨脹前的厚度。則濾料層的水頭損失h3=（1-1）1-m0H3=(2.

36、65-1)*(1-0.41)*1.0=0.97m 9) 富裕水頭h4取1.5m。則反沖洗水泵的最小揚(yáng)程為：H水泵=H0+h1+h2+h3+h4=1.06+5+0.473+0.97+1.5=9.003m選四臺(tái)250S14單級(jí)雙吸離心泵,三用一備。每臺(tái)泵流量為576m3h，揚(yáng)程為11m。(5) 反洗空氣的供給1、長(zhǎng)柄濾頭的氣壓損失p濾頭氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，反沖洗用空氣流量Q反氣水=1.26m3s。長(zhǎng)柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55個(gè)/,則每座濾池共計(jì)安裝長(zhǎng)柄濾頭:n=55*84=4620(個(gè))每個(gè)濾頭的通氣量：1.26*1000 4620=0.27Ls根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，在該氣體流量下的壓力損失最大為：p

37、濾頭=3000Pa=3KPa2、氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失p氣孔反沖洗時(shí)氣體通過(guò)配氣小孔流速v氣孔=Q氣孔A氣孔=0.03150.00315=9.69ms壓力損失按孔口出流公式Q=3600A2gp計(jì)算式中孔口流量系數(shù)，0.6;孔口面積，；壓力損失，mm水柱；g重力加速度，；氣體流量，；水的相對(duì)密度，=1。則氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失p氣孔=Q氣孔22*360022A氣孔2g=113.422*36002*0.62*0.003152*9.8=0.14KPa3、配氣管道的總壓力損失p管a.配氣管道的沿程壓力損失p1反沖洗用空氣流量Q反氣=1.26m3s，配氣干管用DN500鋼管，流速7m/s，滿(mǎn)

38、足配氣干管（渠）流速為為5m/s左右的條件。反沖洗空氣管總長(zhǎng)為60m，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失忽略不計(jì)。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計(jì)算公式 P氣壓=1.5+H氣壓*9.8式中，P氣壓空氣壓力，kPa; H氣壓長(zhǎng)柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，H氣壓=1.5m。則反沖洗時(shí)空氣管內(nèi)的氣體壓力:P空氣=1.5+H氣壓*9.8=1.5+1.5*9.8=29.4(KPa)空氣溫度按30考慮，查表得，空氣管道的摩阻為。則配氣管道沿程壓力損失為：P1·=9.8*601000=0.59(KPa)b.配氣管道的局部壓力損失：p2反沖洗空氣管配及長(zhǎng)度換算系數(shù)見(jiàn)下表配件名稱(chēng)數(shù)量/個(gè)長(zhǎng)度換算系數(shù)K90º彎

39、頭50.7*5=3.5閘閥30.25*3=0.75等徑三通21.33*2=2.666.91當(dāng)量長(zhǎng)度的換算公式： l0=55.5KD1.2式中: l0管道當(dāng)量長(zhǎng)度，m； D管徑，m；K長(zhǎng)度換算系數(shù)?？諝夤芘浼Q算長(zhǎng)度: l0=55.5KD1.2=55.5*6.91*0.51.2=166.9(m)則局部壓力損失:p2=166.9*9.81000=1.64(KPa)配氣管道的總壓力損失: p管=p1+p2=0.59+1.64=2.33(KPa) 4)氣水分配室中的沖洗水水壓p水壓p水壓=H水泵-h1-h反水-h方孔*9.81=8.931-1.06-0.06-0.051*9.81=76.13(KPa)

40、本系統(tǒng)采用氣水同時(shí)反沖洗，對(duì)氣壓的要求最不利情況發(fā)生在氣水同時(shí)反沖洗時(shí)。此時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)或貯氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為：P出口=P管+P氣+P水壓+P富式中P管輸氣管道的壓力總損失，kPa; P氣配氣系統(tǒng)的壓力損失，kPa，本題P氣=P濾頭+P氣孔 P水壓氣水沖洗室中的沖洗水水壓，kPa; P富富余壓力，取4.9 kPa。所以，鼓風(fēng)機(jī)或儲(chǔ)氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為P出口=P管+P氣+P水壓+P富=2.23+(3+0.14)+76.13+4.9=86.4(KPa)5)設(shè)備選型本系統(tǒng)采用氣水同時(shí)反沖洗， 根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力、風(fēng)量要求選LG40風(fēng)機(jī)3臺(tái)，二用一備。風(fēng)量為40m3min，

41、風(fēng)壓為49kPa，電動(dòng)機(jī)功率為55kw，正常工作風(fēng)量共計(jì)80m3min>1.1Q反氣=79m3min，符合要求。（6）計(jì)算簡(jiǎn)圖 V型濾池平面圖6. 消毒6.1消毒劑選擇選擇液氯消毒，加氯操作過(guò)程簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。6.2 加氯計(jì)算1、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)的計(jì)算水量為：Q1=183600m3/d=7650m3/h（包括水廠自用水量）采用濾后加氯消毒最大投氯量為a=3mgL倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)量按30d計(jì)算加氯點(diǎn)在清水池前 2、設(shè)計(jì)計(jì)算（1）加氯量Q:Q=0.001aQ1=0.001×3×7650=22.95kg/h式中Q加氯量，kgh；a最大加氯量，mgL； （2）

42、儲(chǔ)存量G：(儲(chǔ)氯量按一個(gè)月考慮)G=30×24×22.95=16524(kg/月)（3）氯瓶數(shù)量：采用容量為500 kg的焊接液氯鋼瓶，其外形尺寸為：600,H=1800,共33只。另設(shè)中間氯瓶一只，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)，還可防止水流進(jìn)入氯瓶。采用氯庫(kù)和加氯間合建的方式。（4）加氯機(jī)數(shù)量： 采用120kg/h加氯機(jī)三臺(tái)，兩用一備，交替使用。 （5）加氯間、氯庫(kù) 水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的東南部。因與混凝池距離較遠(yuǎn)，無(wú)法與加藥間合建。在加氯間、氯庫(kù)低處各設(shè)排風(fēng)扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)812次，并安裝漏氣探測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏

43、氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量達(dá)到23mg/kg時(shí)即報(bào)警，切換有關(guān)閥門(mén)，切斷氯源，同時(shí)排風(fēng)扇動(dòng)作。為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫(kù)內(nèi)設(shè)單軌電動(dòng)葫蘆一個(gè)，軌道在氯瓶正上方，軌道通 到氯庫(kù)大門(mén)以外。加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開(kāi)關(guān)。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20mH2O，供加氯機(jī)投藥用；在氯庫(kù)引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。7.清水池經(jīng)過(guò)處理后的水進(jìn)入清水池，清水池可以調(diào)節(jié)水量的變化并儲(chǔ)存消防用水。此外，在清水池內(nèi)有利于消毒劑與水充分接觸反應(yīng)，提高消毒效果。7.1清水池的布置：1）在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間不小于30分

44、鐘。每座清水池內(nèi)導(dǎo)流墻設(shè)置2條，間距為5.0m，將清水池分成3格。在導(dǎo)流墻底部每個(gè)1米設(shè)0.1×0.1m的過(guò)水方孔，使清水池清洗時(shí)排水方便。2）檢修孔：在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔2個(gè)，直徑為1200mm。3）通氣管：為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)通氣孔，通氣孔共設(shè)12個(gè)，每格設(shè)4個(gè)，通氣管的管徑為200，通氣管伸出地面的高度高低錯(cuò)落，便于空氣流通。4)覆土厚度：清水池頂部應(yīng)有0.51.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環(huán)境。此處取覆土厚度為1.0m。7.2清水池容積計(jì)算： 清水池的有效容積，包括調(diào)節(jié)容積、消防儲(chǔ)存水量和水廠自用水的調(diào)節(jié)量。清水池的總有效容積 V=k&

45、#215;Q其中，V-清水池的總有效容積（m³）； K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用10%20%； Q-設(shè)計(jì)供水量（m³/d）.設(shè)計(jì)中取k=10%，Q=183600m3/d=7650m3/h=2.125m3/s（包括水廠自用水量）V=KQ=183600*10%=18360m37.3清水池平面尺寸：清水池共設(shè)4座，則每座清水池的有效容積:V1=V4=4590m3每座清水池的面積：A=V1h式中A每座清水池的面積，m3h清水池的有效水深，m設(shè)計(jì)中取h=4m，超高0.3m,則清水池的總高為4.3m代入數(shù)據(jù)得： A=32404=1148m2取清水池的寬度B=30m,則清水池的長(zhǎng)度為： L=A

46、B=114830=38.5m清水池有效容積=28*29*4=32487.4清水池各管管徑的確定：1）清水池進(jìn)水管 D1=Q4*0.785*V式中D1清水池進(jìn)水管管徑(m)V進(jìn)水管管內(nèi)流速，(ms)一般取0.71ms設(shè)計(jì)中取V=0.7ms代入數(shù)據(jù)得：D1=0.754*0.785*0.7=0.58（m）設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN600，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.66ms2)清水池出水管由于用戶(hù)用水時(shí)刻變化，清水池出水管應(yīng)按出水最大流量計(jì)算：Q1=KQ24式中Q1最大流量(m3h) K時(shí)變化系數(shù)，一般取1.32.5(設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)為1.5)Q設(shè)計(jì)流量(m3d)代入數(shù)據(jù)得：Q1=1.5*18360024=11475m3h=3.1875m3s出水管徑：D2=Q14*0.785*V1式中D2清水池出水管管徑(m)V1出水管管內(nèi)流速，(ms)一般取0.71ms設(shè)計(jì)中取V=0.7ms代入數(shù)據(jù)得：D2=3.18754*0.785*0.7=1.2(m)設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1200，出水管內(nèi)實(shí)際流速為0.72ms3）清水池的溢流管：溢流管的直徑與進(jìn)水管管徑相同，取DN600mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門(mén)。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲(chóng)類(lèi)進(jìn)入池內(nèi)。4）清水池的排水管：清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，因此應(yīng)設(shè)排水管。