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144.6排泥設(shè)施144.6沉淀池水力條件復(fù)核145過濾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清水池各管管徑確實(shí)定248設(shè)計(jì)說明書25TOC\o"1-2"\h\z\u1.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可作為水源，水庫水質(zhì)為一類地表水，符合生活飲用水水源要求。出廠水質(zhì)為一類水司標(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m3，水廠自用水量為8%，Qd=170000×1.08=183600m3/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)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?；炷齽┑淖畲笸都恿繛閍=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：采用計(jì)量泵投加方式，不必另配計(jì)量設(shè)備。可通過改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。加藥間與藥劑倉毗鄰設(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n＝2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：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，那么放水流量查水力計(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響，適用于各種規(guī)模的水廠。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)混合池高度混合池平面采用正方形2.2m×2.2m，那么有效水深H’超高取ΔH=0.3m，那么池總高度槳板外緣直徑，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=3.0m/s，D0=1.5m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η1=0.75傳動(dòng)效率η2=0.6~0.95，采用η2=0.7，那么3.絮凝3.1絮凝形式選用選用平折板絮凝池，優(yōu)點(diǎn)為水流在同曲折板之間曲折流動(dòng)或在異曲折板之間縮放、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=1912.5m3/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?！?〕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?！?〕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，那么池子凈寬度B’=5.06m〔4〕絮凝池的布置絮凝池的絮凝過程分為三段：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、二格采用單通道異曲折板；第三、四格采用單通道同曲折板；第五、六格采用直板。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9003.3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?？紤]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?！?〕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：①中間局部：中間共有15個(gè)縮放組合，故：h=15×〔0.00199+0.00447〕=0.0969m②側(cè)邊局部：側(cè)邊有6個(gè)縮放組合，故：h’=6×(0.00117+0.0027)=0.02322m③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④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)采用同曲折板布置：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①中間局部：每次轉(zhuǎn)彎的，共有n=20次轉(zhuǎn)彎②側(cè)邊局部：，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)=0.006m③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④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，，那么單格水頭損失為總水頭損失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,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。4.2設(shè)計(jì)池體尺寸①單池容積W②池長(zhǎng)③池寬池的有效水深采用H=3m，那么池寬采用13m〔為配合絮凝池的寬度〕每池中間設(shè)一導(dǎo)流墻，那么每格寬度為b=6.5m4.3進(jìn)水穿孔墻①沉淀池進(jìn)口處用磚砌穿孔墻布水，墻長(zhǎng)13m，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〕②穿孔墻孔洞總面積孔洞處流速采用v0=0.25m/s，那么③孔洞個(gè)數(shù)孔洞形狀采用矩形，尺寸為15cm×18cm，那么4.4指形槽①指形槽的個(gè)數(shù)：N=8②指形槽的中心距：a=BN③指形槽中的流量：q0=故槽中流量為：q0④指形槽的尺寸：槽寬b=0.9q取堰上負(fù)荷為440，那么指形槽長(zhǎng)度：L=0.53*24*36008個(gè)集水槽，雙側(cè)進(jìn)水。每根槽長(zhǎng)：13m那么集水槽總長(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=0.2445終點(diǎn)槽中水深：H2=1.25b=1.25*0.326=0.4075為便于施工，槽中水深統(tǒng)一取H2⑤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。那么指形槽的總高度H34.5出水渠①采用薄壁堰出水，堰口應(yīng)保證水平。②出水渠寬度采用1m。③在出水渠前增設(shè)指形槽，降低出水渠負(fù)荷。4.5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，通過排泥管定時(shí)開啟閥門，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①水力半徑R②佛羅德數(shù)Fr〔在規(guī)定范圍內(nèi)〕過濾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=12m/h第一步氣沖沖洗強(qiáng)度q氣1=15L/(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氣水沖洗周期T=48h。外表掃洗強(qiáng)度1.8L/(S·m5.3濾池池體設(shè)計(jì)①濾池工作時(shí)間T'=24-t24②濾池總面積F=③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=④校核強(qiáng)制濾速v⑤濾池高度確實(shí)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——?dú)馑腋叨?，?.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水堰跌差〕，取0.5m；H7——進(jìn)水總渠超高m，取0.3m。⑥水封井的設(shè)計(jì)濾池采用單層加厚均質(zhì)濾料，粒徑0.95~1.35mm，不均勻系數(shù)K80為1.2～1.6，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算?式中：——水流通過濾料層的水頭損，cm；——水的運(yùn)動(dòng)黏度，cm2/s，20℃時(shí)為0.0101cm2/s；g——重力加速度，981cm2/s；——濾料孔隙率，取0.5；——與濾料體積相同的球體直徑，cm，取為0.1cm；——濾層厚度，120cm；v——濾速，v=12m/h=0.33m/s；——濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.75～0.80，取0.8。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為8～12m/s時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為30～40cm，計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30cm清潔濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時(shí)，通過長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失≤0.22m，忽略其他水頭損失，那么每次反沖洗后剛開始過濾時(shí)的水頭損失為=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時(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池過濾水量：Q單=vf=12×94=1128m3/h=0.31m3/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那么反沖洗完畢，清潔濾料層過濾時(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)。①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=1692m3/h=0.47m3/sV型濾池反沖洗時(shí)，外表掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量：Q表水=q表水f=0.0018×94=0.1692m3/s②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1.0～1.5m/s,取V水支=1.0m/s，那么配水支管的截面積：A方孔=Q反水/V水支=0.47/1.0=0.47m2，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=0.016m2每個(gè)孔口尺寸取0.12×0.12m2，反沖洗水過孔流速：v=0.47/〔2×15×0.12×0.12〕=1.09m/s，滿足要求。③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/s④配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，那么配氣干管的截面積：A反沖洗配氣干管采用鋼管，DN350，流速10.76m/s〔在10~15m/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氣支每個(gè)布?xì)庑】酌娣e：A氣孔=A氣支30=0.14130孔口直徑：d氣孔=4*0.0047取80mm。每孔配氣量：Q氣孔=Q反氣30=1.41030=0.047⑤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，那么氣水分配干渠的斷面積：A氣水=Q反氣水v水干+Q3〕濾池管渠的布置①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，那么起端截面積為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1.2m2，滿足要求。b.排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,那么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)要求。c.排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝〔非滿流，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，那么槽內(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流能力實(shí)際過水量﹤1.7316m3/s，符合設(shè)計(jì)要求。②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)水總渠過水流量按強(qiáng)制濾流量設(shè)計(jì)，流速0.8~1.2ms，那么強(qiáng)制過濾流量：Q強(qiáng)=(1836003)×2=1224進(jìn)水總渠水流斷面積：A進(jìn)總=Q強(qiáng)v=1.42進(jìn)水總渠寬1.42m,高1m，考慮超高0.3m。那么進(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3個(gè)進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過這三個(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,供應(yīng)反沖洗表掃用水。調(diào)節(jié)閘門的開啟度，使其在反沖洗的進(jìn)水量等于表掃水用水量?？卓诿娣e按孔口淹沒出流公式:Q=0.8A2gh算.其總面積按濾池強(qiáng)制過濾水量計(jì),孔口兩側(cè)水位差取0.1m,那么A孔=中間孔面積按外表積掃洗水量設(shè)計(jì)A中孔=A孔*〔Q表水Q強(qiáng)〕=1.27*〔孔口寬B中孔=1.0m,高H中孔=兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門，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）孔口寬B側(cè)孔=1.0m,高H側(cè)孔=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)水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進(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：4)每座濾池的配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠,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.那么渠長(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)2根本滿足濾池進(jìn)水管渠流速在0.8~1.2m/s的要求。5〕配水渠過水能力校核配水渠的水力半徑:R配渠=b配水渠的水力坡降:i渠=nv渠渠內(nèi)水面降落量:?h渠=i渠L配渠因?yàn)榕渌罡咚?h配渠+?h渠③V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20～30mm，過孔流速為2.0/ms左右。本設(shè)計(jì)采用dv孔=0.025m那么單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積為：A表孔=3.14*0.025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。那么外表hv液=Q表水2*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=1.84bh3Q為單各濾池反沖洗流量Q反單=Q反2=0.752=0.285m3/s,所以，h排槽V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排槽反沖洗時(shí)V型槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為：1-0.15-h排槽-〔4〕沖洗水的供應(yīng)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?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。那么反沖洗總管的沿程水頭損失：?h主要配件及局部阻力系數(shù)見下表：配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90o彎頭66*0.6=3.6DN600閘閥33*0.06=0.18等徑四通22*1.5=36、78?hf=ζ那么沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路損失:?h1=2〕清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟頗03)濾池配水系統(tǒng)的水頭損失?4)氣水分配干渠內(nèi)水頭損失?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=0.376m那么氣水分配渠內(nèi)的水面高為：h反水=Q反氣水v水干水力半徑:R反水=b氣水水力坡降：i反渠=渠內(nèi)的水頭損失：?h反水=i5〕氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失?氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按孔口淹沒出流公式，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)算局部?jī)?nèi)容可知，配水方孔的實(shí)際總面積為A方孔=0.42m。那么?6〕查手冊(cè)得，反洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失?7〕氣水同時(shí)通過濾頭時(shí)增加的水頭損失?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濾總面積之比約為1.25%，那么長(zhǎng)柄濾頭中的水流速度:v增=通過濾頭時(shí)增加的水頭損失:?h增=9810n0.01-0.01v+0.12v那么濾池配水系統(tǒng)的水頭損失?h2:?8)砂濾層的水頭損失?濾料為石英砂，容重γ1=2.65tm3，水所謂容重為γ=1tm?h9)富裕水頭?h那么反沖洗水泵的最小揚(yáng)程為：H水泵=H0+?h1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(5)反洗空氣的供應(yīng)1、長(zhǎng)柄濾頭的氣壓損失?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)/每個(gè)濾頭的通氣量：1.26*1000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：?p2、氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失?反沖洗時(shí)氣體通過配氣小孔流速v氣孔=Q氣孔A氣孔壓力損失按孔口出流公式Q=3600μA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，；γ－水的相對(duì)密度，γ=1。那么氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失?p氣孔3、配氣管道的總壓力損失?a.配氣管道的沿程壓力損失?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，滿足配氣干管〔渠〕反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計(jì)算公式P氣壓式中，P氣壓－空氣壓力，kPaH氣壓－長(zhǎng)柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，那么反沖洗時(shí)空氣管內(nèi)的氣體壓力:P空氣溫度按30℃考慮，查表得，空氣管道的摩阻為。那么配氣管道沿程壓力損失為：?b.配氣管道的局部壓力損失：?反沖洗空氣管配及長(zhǎng)度換算系數(shù)見下表配件名稱數(shù)量/個(gè)長(zhǎng)度換算系數(shù)K90o彎頭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：式中:l0－管道當(dāng)量長(zhǎng)度，m；D－管徑，m；空氣管配件換算長(zhǎng)度:l那么局部壓力損失:?p2配氣管道的總壓力損失:?4)氣水分配室中的沖洗水水壓pp水壓=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式中P管－輸氣管道的壓力總損失，kPaP氣－配氣系統(tǒng)的壓力損失，kPa，P水壓－氣水沖洗室中的沖洗水水壓，P富－充裕壓力，取4.9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，風(fēng)壓為49kPa，電動(dòng)機(jī)功率為55kw，正常工作風(fēng)量共計(jì)80m3〔6〕計(jì)算簡(jiǎn)圖V型濾池平面圖消毒6.1消毒劑選擇選擇液氯消毒，加氯操作過程簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。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=3mg倉庫儲(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式中Q——加氯量，kgh；a——最大加氯量，mg〔2〕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500kg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。采用氯庫和加氯間合建的方式。〔4〕加氯機(jī)數(shù)量：采用1～20kg/h加氯機(jī)三臺(tái)，兩用一備，交替使用?！?〕加氯間、氯庫水廠所在地主導(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)，無法與加藥間合建。在加氯間、氯庫低處各設(shè)排風(fēng)扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)8～12次，并安裝漏氣探測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量到達(dá)2～3mg/kg時(shí)即報(bào)警，切換有關(guān)閥門，切斷氯源，同時(shí)排風(fēng)扇動(dòng)作。為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動(dòng)葫蘆一個(gè)，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫大門以外。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；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。7.清水池經(jīng)過處理后的水進(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響，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上下錯(cuò)落，便于空氣流通。4)覆土厚度：清水池頂部應(yīng)有0.5~1.0m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×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/sV=KQ=183600*10%=18360m7.3清水池平面尺寸：清水池共設(shè)4座，那么每座清水池的有效容積:V每座清水池的面積：A=式中A—每座清水池的面積，mh—清水池的有效水深，m設(shè)計(jì)中取h=4m，超高0.3m,那么清水池的總高為4.3m代入數(shù)據(jù)得：A=32404=取清水池的寬度B=30m,那么清水池的長(zhǎng)度為：L=清水池有效容積=28*29*4=32487.4清水池各管管徑確實(shí)定：1〕清水池進(jìn)水管D式中D1V—進(jìn)水管管內(nèi)流速，(ms)一般取0.7設(shè)計(jì)中取V=0.7m代入數(shù)據(jù)得：D1=0.754*0.785*0.7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0.66m2)清水池出水管由于用戶用水時(shí)刻變化，清水池出水管應(yīng)按出水最大流量計(jì)算：Q式中Q1—K—時(shí)變化系數(shù)，一般取1.3~2.5(設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)為1.5)Q—設(shè)計(jì)流量(代入數(shù)據(jù)得：Q1=1.5*18360024=出水管徑：D式中D2V1—出水管管內(nèi)流速，(ms設(shè)計(jì)中取V=0.7m代入數(shù)據(jù)得：D2=設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1200，出水管內(nèi)實(shí)際流速為0.72m3〕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。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進(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。排水管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計(jì)算。排水管內(nèi)流速按1.2m/s估計(jì)，那么排水管的管徑DD式中D3—排水管的管徑〔t—放空時(shí)間〔h〕〔取t=2h〕V2—排水管內(nèi)水流速度代入數(shù)據(jù)得：

D設(shè)計(jì)中取排水管管徑為