5萬立方米凈水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、第一章：設(shè)計(jì)原始資料一、地理?xiàng)l件：地形平坦，稍向西傾斜，地勢(shì)平均標(biāo)高 22m (河岸邊建有防洪大堤)。二、水廠位置占地面積：水廠位置距離河岸200m，占地面積充分。三、水文資料：河流年徑流量3.76 14.82億立方米，河流主流量靠近西岸。取水點(diǎn)附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m； 百年一遇洪水位：23.50m；河流平常水位：15.80m；河底標(biāo)咼：10m四、氣象資料及廠區(qū)地址條件：全年盛行風(fēng)向：西北；全年雨量：平均63mm 冰凍最大深度1m廠區(qū)地基：上層為中、輕砂質(zhì)粘土，其下為粉細(xì)沙，再下為 中砂。地基允許承載力：10 12t/m2。廠區(qū)地下水位埋深：3 4m地震烈度位8 度。五、水質(zhì)

2、資料：濁度：年平均68NTU最高達(dá)3000NTU pH值：7.4 6.8 ； 水溫:4.5 21.5 C；色度：年平均為11 13度；臭味：土腥味；總硬度:123.35mg/L CaCO 溶解氧：年平均 10.81 mg/L； Fe：年平均 0.435 mg/L，最大為 0.68 mg/L； 大腸菌群：最大723800個(gè)/mL,最小為24600個(gè)/ mL細(xì)菌總數(shù)：最大2800個(gè)/ mL，最小 140 個(gè)/ mL。六、水質(zhì)、水量及其水壓的要求：設(shè)計(jì)水量：根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前在原地下水源繼續(xù)供水的情況下，每天還需5萬立方米。水質(zhì)：滿足現(xiàn)行生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水壓：二級(jí)泵站揚(yáng)程按50米考慮。第二章：用

3、水量的計(jì)算設(shè)計(jì)給水工程首先耍確定設(shè)計(jì)水量，通常將設(shè)計(jì)用水量作為設(shè)計(jì)水量。設(shè)計(jì) 用水量是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)用水單位數(shù)、用水定額和用水變化情況所預(yù)測(cè)的用戶日 用水總量。設(shè)計(jì)用水量包括下列用水：綜合生活用水量Q1，包括居民生活用水量和公共建筑及設(shè)施用水；工業(yè)用水量Q2 ;澆灑道路和綠地用水量Qa ；未預(yù)見 水量及管網(wǎng)漏失量Q4。本設(shè)計(jì)為日供水量為50000 m3/d，城鎮(zhèn)水廠自用水量一 般采用供水量的5%-10%本設(shè)計(jì)取7%,時(shí)變化系數(shù)Kh取1.5。1、最高日用水量：Qd q (1 7%) 50000 1.0753500 呀2、最高時(shí)用水量：Qh% 5350%4m% 2229m%式中Kh取1.5，即時(shí)變

4、化系數(shù)。第三章 給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇第一節(jié) 加藥間一、藥劑溶解池設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)， 為便于投置藥劑， 溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以 下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。 溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm勺排渣管，池壁需設(shè)超 高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。 由于藥液一般都具有腐蝕性， 所以盛放藥液的池子和 管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。 溶解池一般采用鋼筋混凝土池體， 若其容量較小， 可用耐酸陶土缸作溶解池。二、混凝劑的選用與投加1 、混凝劑的選用混凝劑選用 : 堿式氯化鋁 Aln（OH）mCl3n-m ，最大投藥量為 30mg

5、/L。2 、混凝劑的投加本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)投藥設(shè)備 J ZM630/1.6 ，一用一備。三、加氯間 設(shè)計(jì)加氯間時(shí)，須按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）加氯間靠近濾池和清水池，以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充分混合， 接觸時(shí)間不少于30min。為管理方便，和氯庫合建。（2）加氯間和氯庫應(yīng)布置在水廠的下風(fēng)向。該水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)， 加氯間應(yīng)設(shè)在水廠的東南部。（3）加氯間的氯水管線應(yīng)敷設(shè)在地溝內(nèi)，直通加氯點(diǎn)，地溝應(yīng)有排水設(shè)施以防 積水。輸送氯氣的管使用無縫鋼管 , 輸送配制成一定濃度的氯水管使用橡膠管 , 給水管使用鍍鋅管。（4）加氯間和其他工作間隔開，加氯間應(yīng)有直接通向外部、且向外開的門，加 氯間和值

6、班室之間應(yīng)有觀察窗，以便在加氯間外觀察工作情況。（5）加氯機(jī)的間距約0.7m，般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯機(jī)（包 括管道）不少于兩套， 以保證連續(xù)工作。 稱量氯瓶重量的地磅秤， 放在磅秤坑內(nèi)， 磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運(yùn)方便。有每小時(shí)換氣 8-12 次的通風(fēng)設(shè)備。 加氯間的給水管應(yīng)保證不斷水， 并且保持水壓穩(wěn)定。 加氯間外應(yīng)有防毒面具、 搶 救材料和工具箱。防毒面具應(yīng)防止失效，照明和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有室外開關(guān)。第二節(jié) 配水井配水井體積為320m3平面尺寸為10mx 4m=40m2水力停留時(shí)間T=4min, 有效水深 8m。第三節(jié) 混合設(shè)備為提高混合效果， 采用管式靜態(tài)混合器， 加藥

7、點(diǎn)設(shè)在混和器進(jìn)口處， 并增加 藥液擴(kuò)散器，使混凝劑在管道內(nèi)很好的擴(kuò)散， 形成均勻混合。 管式靜態(tài)混合器具 有投資較低，無需額外提供能源，易于安裝，無需經(jīng)常維修，混合效果好的顯著 優(yōu)點(diǎn)。第四節(jié) 絮凝池絮凝過程就是在外力作用下， 使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞， 而形 成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。 目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力 絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿 孔旋流絮凝等。 根據(jù)各種絮凝池的特點(diǎn)以及實(shí)際情況進(jìn)行比較， 本設(shè)計(jì)選擇往復(fù) 式隔板絮凝池。第五節(jié) 沉淀池本設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池。 相比之下， 平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、 處理 效果穩(wěn)

8、定和排泥效果好等特點(diǎn)， 但是，平流式占地面積大。 而且斜管沉淀池因采 用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好。第六節(jié) 濾池 從實(shí)際運(yùn)行狀況來看， V 型濾池由于采用氣水反沖洗技術(shù)，它與單純水反沖 洗方式相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強(qiáng)，濾池過濾周期長， 反沖洗水量小特點(diǎn)?？晒?jié)省反沖洗水量 4060%降低水廠自用水量，降低生產(chǎn) 運(yùn)行成本。2、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少 了濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。3、采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排 污容量，使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，綜合比較

9、選用目前較廣泛使用的 V 型濾池。第七節(jié) 消毒方法 水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序， 其目的在于殺滅水 中的有害病原微生物， 防止水致傳染病的危害。 其方法分化學(xué)法與物理法兩大類， 前者往水中投加藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等；后者在水中不加藥 劑，而進(jìn)行加熱消毒、紫外線消毒等。經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)采用液氯作為消毒劑， 濾后消毒。 氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣 的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持 續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯消毒能力較氯強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長時(shí)間， 但是由于二氧化氯價(jià)格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處 理方面

10、應(yīng)用尚不多。第四章：凈水廠工藝計(jì)算第一節(jié)加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)凈水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選堿式氯化鋁為混凝劑， 混凝劑的最大投藥量a=30mg/L,藥的容積的濃度按b=15%考慮，混凝劑每日配制 次數(shù)n=3次。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、溶液池容積W1 aQ417cn25 2229417 15 2 停3式中：a混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/L），本設(shè)計(jì)取25mg/L; Q設(shè)計(jì)處理的水量，2229nVh;b溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-20%本設(shè)計(jì)取16%n每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過 3次，本設(shè)計(jì)取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置 2個(gè)，一備一用，交替使

11、用，保證連 續(xù)投藥。有效高采用1m,則單池尺寸為L B H 1.5m 1.5m 1.3m，高度中包括超 高0.3m，置于室內(nèi)地面上。溶液池實(shí)際有效容積：W 1.5 1.5 12.25m3,滿足要求。2、溶藥池容積：W4 0.3W1 0.3 4.2 1.26m3式中：W 溶解池容積（m），一般采用（）W;本設(shè)計(jì)取 0.3 W。采用2個(gè)池子（一備一用），每個(gè)池子容積為0.63 m3。有效高采用0.7m, 超高0.5m,總高1.2m，池底坡度采用0.02，平面尺寸1X 0.9m，面積0.9 m2， 則實(shí)際總體積為Wp 0.63m3，滿足要求。3、藥劑倉庫藥庫與加藥間合建在一起，藥庫儲(chǔ)備按最大投藥量的

12、30天用量M aQ/（1000 1000）53500 25/（1000 1000）1.61t堆高取1.5m,通道系數(shù)采用1+15%=1.15則倉庫面積為：1.61 30 1.152m1.254、計(jì)量設(shè)備2 244.4m ,取 44m投藥管流量：q 4.2 2 10000.0972L/S24 3600查表得投藥管管徑：d 15mm,相應(yīng)流速為0.55m/ s。第二節(jié)配水井設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q 5.35 104m3/d 0.62m3 /s 37.15m3/min水力停留時(shí)間：T 5.0min二、設(shè)計(jì)計(jì)算配水井體積：V QT 37.15 5.0 185.8m3 ；配水井平面尺寸：10m

13、4m 40m2 ；有效水深：H m 4.6m。超高取0.4m,則井深為5.0m。40配水井出水處設(shè)溢流堰，采用渠道與絮凝池連接，渠道寬b=1.0m,流速取v=1.0m/s，則有效水深為H' -°m 0.62m，取 0.7mbv 1.0 1.0超高取0.3m，渠道深H '(0.7 0.3)m 1.0m。配水井設(shè)DN=1200m的溢流管，溢流水位10.0m,放空管直徑DN=800mm第三節(jié)混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=53500n/d，水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個(gè)混 合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布，進(jìn) 水管采用

14、5條，流速v=1.0m/s。計(jì)算草圖如圖4-1。跖劑瓏水靜在混合器殛8D0圖4-1管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)計(jì)管徑靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中,則靜態(tài)混合器管徑為：設(shè)計(jì)流量q Q邑500 10700嘆0.12m3d ；n 54 0.123.14 1.00.39m，本設(shè)計(jì)采用D=400m；2、混合單元數(shù)按下式計(jì)算 N 2.36v 0.5 D 0.32.36 0.76 0.5 0.4 0.33.56，本設(shè)計(jì)取N=4;則混合器的混合長度為：L 1.1DN1.1 0.4 4 1.76m3、混合時(shí)間1.76s0.762.32s4、水頭損失hi20.1184斧0.11840.1220.44.40

15、.38m <0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。第四節(jié) 往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量 Q 5.35 104m3/d 2229m3 / h=0.62 m3/s絮凝時(shí)間：T=20mi n池內(nèi)平均水深：Hi=1.8m超高：f=0.3m池?cái)?shù)：n=2隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e取廊道斷面面積的倍、設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算總?cè)莘eQT602229 203m743m32、每池凈平面面積分為兩池，每池凈平面面積:V 7432m nHi 2 1.8206m23、池子寬度B按絮凝池寬取B=10m4、池長池長（隔板間凈距之和）L= 206 =20.6m,取21m105、隔板間距絮凝池起端流速取v 0.5m/s，末端流速取

16、v 0.2m/s。首先根據(jù)起、末端流 速和平均水深算出起、末端隔板間距，然后按流速遞減原則，決定隔板分檔數(shù)和 各檔隔板間距。起端廊道寬度：Q10.62a10.34mnvH 2 0.5 1.8末端廊道寬度：Q10.62a-0.86mnvH 2 0.2 1.8隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分為 6檔：v1=0.5m/s, v2=0.4m/s, v3=0.35m/s, v4=0.3m/s, v5=0.25m/s,v6=0.2m/s取a10.3m，則實(shí)際流速w ' 0.57 m s，按上法計(jì)算得：a20.4m,v2' 0.43m sa3 0.5m,v3'0.34m sa4 0.6m,

17、v4' 0.29m sa5 0.8m,v5' 0.22 m s每一種間隔采取4條，則廊道總數(shù)為v24條,19水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為23次。貝U池子 長度（隔板間凈距之和）：L'4(a1 a2 a3 a4 a5 a6)4 (0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9)14m取隔板厚度0.2m，則池總長L 14 0.2 23 18.6m5、水頭損失按廊道內(nèi)的不同流速分成6段后進(jìn)行計(jì)算。各段水頭損失按下式計(jì)算2 2hiS生VL2g G2R式中：v 第i段廊道內(nèi)水流速度（m/s）；v。第i段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度（m/s）；Si第i段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)。 往復(fù)

18、式隔板（180。轉(zhuǎn)彎）=3；Li 第i段廊道總長度（m）；r -第i段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃剑╩ ；Ci流速系數(shù)，隨水力半徑Ri和池底及池壁粗糙系數(shù)n而定,1通常按曼寧公式計(jì)算，Ci丄Ri6 on第一段水力半徑：科 0.3 1.8Ri-m 0.14ma1 2H10.3 2 1.8絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥沙漿抹面，粗糙系數(shù)n 0.013，流速系數(shù)G1 R1/6n10.141/655.43，C123072.480.013其他各段計(jì)算結(jié)果得：R20.18C257.80c；3340.84R30.22C359.77C33572.45R40.26C461.45C：3776.10R50.33

19、C563.95C524089.60R60.36C64.88C624209.41隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e取廊道斷面面積的1.5倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處流速:0.38m /s1.5 2 0.3 1.8Qivoi1.5naiH其他各段轉(zhuǎn)彎處的流速：V020.29m/ sV030.23m/ sV040.19m/ sV050.14m/ sV060.13m/ s第一段廊道長度：L| 4B4 1040 m第一段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)：S14則絮凝池第一段的水頭損失率2 2 2 2VoVi0.380.57hiSi2L, 3 440 0.107m2g G2R2 9.81 3072.48 0.14將各段水頭損失計(jì)算結(jié)果列表

20、如表4-1所示表4-1各管段水頭損失計(jì)算段數(shù)SLnRV0VnGhn14400.140.380.5755.430.10724400.180.290.4357.800.065634400.220.230.3459.770.032444400.260.190.2961.450.026054400.330.140.2263.950.013663300.360.130.1964.880.0112刀hi0.272mh h 0.272m6、GT值計(jì)算G1000 0.272160 1.029 10 4 20S水溫T 200c，1.029 10 4(kggs/m2)46.9sGT 46.9 20 60 5628

21、0GT值在1C47、池底坡度16范圍內(nèi)，說明設(shè)計(jì)合理。h 0.272,i1.5%L 18.6第五節(jié)平流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)水量:5 10m3/d ,分設(shè)2池，水廠自用水量為6%則每組設(shè)計(jì)水量表面負(fù)荷：沉淀時(shí)間：絮凝時(shí)間：50000 1.0733= 1114.5m 3/h=0.31m 3/s2432Q/A=38.4m /(m /d)T1=2hT2=20 min沉淀池水平流速:、設(shè)計(jì)計(jì)算1、沉淀池表面積v=0.010m/sA 空Um2=697m238.42、沉淀池長L=3600 vT1 =3600 0.010 2=72m3、沉淀池寬羽等說皿，取10m4、沉淀池有效水深H二 01= 111

22、4.5 2 m=3.2m 采用 3.5m （包括保護(hù)高） BL 9.6 725、放空管直徑沉淀池放空時(shí)間按5h計(jì)，則放空管直徑： 0.7BLH0.50.7 9.6 72 3.20'5d= =0.22m，采用 DN=250nm。耳 T Y 5 3600&出水渠深度出水渠斷面寬度采用0.6 m，出水渠起端水深J 0 372H=1.733+0.2m=0.69mV9.81 0.6為保證堰口自由落水，出水堰保護(hù)高采用0.11m，則出水渠深度為0.8m。7、水力條件校核沉淀池長度L與寬度B之比：L B 72.9.67.5 4，滿足要求；沉淀池長度L與深度h之比：L h 72 3.222.5

23、 10,滿足要求；水流截面積 9.6 3.2m230.72m2水流濕周=9.6+2 3.2=16m水力半徑 r= 30m=1.92m162 2弗勞德數(shù) Fr=0.010=5.31 10-6Rg 1.92 9.81絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔墻上的孔口流速采用0.15 m/s，則孔口總面積為0.37心15=2.47m 2。每個(gè)孔口尺寸定為15cm 8cm，則孔口數(shù)為 2.47/0.15 0.08=206個(gè)。第六節(jié)V型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)處理水量： Q 5 104 1.07 5.35 104m3/d 2229m3 / h 0.62m3/s 濾速：v 12m/ h ；強(qiáng)制濾速： m

24、/h ；第一步氣沖沖洗強(qiáng)度q氣115L/(m2 s)；第二步氣 水同時(shí)反沖，空氣強(qiáng)度q氣2=15L/(m2 s) 水強(qiáng)度q水 1 =4L/(m2 s)； 第三步水沖洗強(qiáng)度q水2=5L/(m2 s)；第一步氣沖時(shí)間t氣=3min，第二步氣水同時(shí)反應(yīng)時(shí)間t氣水=4min ;單獨(dú)水沖 洗時(shí)間t水=5min ;沖洗時(shí)間共計(jì)t=12min=0.2h ;沖洗周期T=48h ;反沖橫掃強(qiáng) 度 1.8L/(m2 s)。、設(shè)計(jì)計(jì)算1、池體尺寸計(jì)算(1) 濾池實(shí)際工作時(shí)間24(2) 濾池過濾面積圖4-2 V型濾池剖面示意圖t24240.2 244824 0.123.9hv T/535002m12 23.9186.

25、5m2(3) 濾池的分格為節(jié)省占地選雙格型濾池，池底板用混凝土，單格寬 B=3m長L=10m面積 30吊。分為并列的兩組，每組 2座，共4座，每座面積f=60m2，總面積240吊。(4) 校核強(qiáng)制濾速NvvN 14 1216m/ h滿足v20m/h的要求。41(5)濾池高度的確定H H1 H2H3H4H50.9 0.11.2 1.4 0.33.9m式中：H 濾板下布水區(qū)高，取 0.9mH2濾板厚度m取0.1mH3濾料層厚度m取1.2m(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，不均質(zhì)系數(shù) 1.6。均 粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算式中:21 . loV doH

26、清=180叫g(shù)m。H清水流通過濾料層的水頭損失，cm；水的運(yùn)動(dòng)黏度,cm2 /s,20 C時(shí)為0.0101 cm2 /s ;重力加速度，981 cm2 /s ;m。一一濾料孔隙率，取0.5 ;d°與濾料體積相同的球體直徑，取為0.1 cm；i0 濾層厚度，100cm；濾速，v 12m/ h 0.33cm/ s濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.75 0.80 ,取 0.82100 0.33 19.11cms1.84bh3/2計(jì)算得h水封 -1.84 22/30.21.84 22/3=0.14m所以,0.0101(1 0.5)21H清=180討9810.530.8 0.1當(dāng)濾速為810m/h

27、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)值得最低限值 VH清0.30m為清潔濾層的過濾水頭損失。正常 過濾時(shí)通過長柄濾頭的水頭損失 Vh 0.22m。忽略其他水頭損失，貝U每次反沖洗 后剛開始過濾時(shí)的水頭損失為：VH開始0.3 0.22 m 0.52m。為保證濾池正常過濾時(shí)池內(nèi)的液面高出濾料層， 水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料 相同。設(shè)計(jì)水封井平面尺寸2m 2m，堰底板比濾池底板底0.3m，水封井出水堰 總高：H 了水封井 0.3 H1+H2+H30.3 0.9 0.1 1.22.5m因每座濾池過濾水量 Q單=vf 12 60 720m3 / h 0.2m3/所以水封

28、井出水堰上水頭由矩形堰流量公式Q沖洗完畢清潔濾料層過濾時(shí)，濾池液面比濾料層高0.52 0.140.66m2、反沖洗管渠系統(tǒng)采用氣水反沖洗的長柄濾頭配氣配水系統(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)度最大的計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)最大反洗強(qiáng)度q 8L/(s m )。Q反 qf 8L/(s m2) 60 0.30m3/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 qf 0.0018L/(s m2) 600.11m3/s(2) 反沖洗配水系統(tǒng)得斷面計(jì)算配水干管(渠)進(jìn)口流速為V水干1.5m/s左右。配水干管(渠)的截面積A水干=Q反水/V水干 竺 0.20m21.5反沖洗配水干管用

29、鋼管,直徑DN 500mm ,流速1.53m/s。反沖洗水又反洗配 水干管輸送至氣水分配渠，又氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水 區(qū)。反沖洗水通過配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V水支1m/s。則配水支管的截面積A水干=Q反水/V水支 蘭 0.3m2，此即1配水方孔總面積，沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置15個(gè)配水方孔，共30個(gè)，孔中心間 距 0.6m,每個(gè)孔口面積:A小 0.3/30 0.01m2，每個(gè)孔口尺寸取0.1 X 0.1m2 ,反 沖 洗 水 過 孔 流 速 :V 孔 =A 方 孔 / 2 15 0.1 0.10.330 0.01m/ s 1m /s 1.0

30、m/ s(滿足要求)。(3) 反沖洗用氣量Q反氣的計(jì)算采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組，一用一備。反沖洗用氣量按氣沖強(qiáng)度最大 時(shí)的空氣流量計(jì)算。這時(shí)的氣沖強(qiáng)度為15L/(s m2)。Q反氣=qf 15 10 3m3/(s m2) 60m2 0.9m3/s(4) 配氣系統(tǒng)得斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速為5m/s左右，則配氣干管(渠)的截面積0.950.16Q反氣A氣干亠v氣干反沖洗配氣干管同樣用鋼管，直徑 DN 700mm，流速3.2m/s。反沖洗所用 空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部的布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計(jì)40個(gè) 反沖洗用空

31、氣通過配氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管或孔口流速取v氣支10m/s，則配氣支管的截面積:Q反氣0.9v氣支100.09m2每個(gè)布?xì)庑】酌娣e為A氣孔A氣支"70"009 OSd氣孔孔口直徑4A氣孔4 0.002253.140.05m，取 50mmQ氣孔 Q反氣每孔配氣量400.9400.0225m's 81mVh（5）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)，亦即要求氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的氣水分配渠斷面面積最大。 按氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的情況設(shè)計(jì)。因此，氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的反沖洗水流量：Q反氣水

32、q水 f 4 10 3m3/(s m2)60m20.24m3 /s氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣流量：33,2、Q反氣 q氣 f 15 10 m /(s m )60m20.9m3/ s,氣水分配渠的氣、水流速均按相應(yīng)的配氣，配氣、配水干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：A氣水Q反氣水 Q反氣 空 30.34m2v 水干v 氣干1.553、濾池管渠的布置（1）反沖洗管渠1）氣水分配渠起端寬取 0.4m,高取H6=1.5m，末端寬取0.4m,高取H7=1.0m, 則起端截面積0.6m2，末端截面積0.4m2。兩側(cè)沿程各布置20個(gè)配氣小孔和20 個(gè)配水方孔，共40個(gè)配氣小孔和40個(gè)配水方孔，孔間距0.

33、6m。末端所需最小 截面積 0.34/40=0.0085< 末端 A=0.4 m22）排水集水槽頂端高出濾料層頂面 0.5m，排水集水槽起端槽高為H起H1H2 H30.5H60.90.11.20.51.51.2m排水槽末端高：H起H1H2 H30.5Hy0.90.11.20.51.01.7m底坡i虹H起0.0417L123）排水集水槽排水能力校核 由矩形斷面暗溝集水槽超高0.3m，（非滿流，n=0.013），計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)如集0.4m。濕周x b水流斷面A排集2h(0.42 0.9)m2.2m2b排集 h排集 0.4 0.9 0.36m水力半徑A排集 瞠 0.164m x

34、 2.2槽內(nèi)水位標(biāo)高h(yuǎn)排集H起0.3（1.2 0.3）m0.9m，槽寬2/3.1/2水流速度v n過流能力Q排集 A2/31/20.1640.0417,4.71m/ s0.013排集 v 0.36 4.71 1.70m3/s實(shí)際過水量 Qs=Q反水+Q表水=（0.30+0.11 ）m/s=0.41m3/s過水能力，滿足要求。（2）進(jìn)水管渠1）8座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過水量按強(qiáng)制過濾流量設(shè)計(jì)流 速0.8: 1.2m/s，取v 1.0m/s，則強(qiáng)制過濾流量：235333m3/d 0.41m3/s530003°m20.51m20.8進(jìn)水總渠斷面面積A進(jìn)總蟲v進(jìn)水總渠寬0.8m，

35、水面高0.8m。2）每座濾池的進(jìn)水孔由進(jìn)水開三個(gè)孔，進(jìn)水總渠的渾水通過進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(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，供給反洗表掃用水。調(diào)節(jié)閘門的開啟度，使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水量等于表掃用水量。則孔口總面積:孔口面積按孔口淹沒出流公式 Q 0.64A.2h計(jì)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 0.1mQ強(qiáng)A孔/0.64 . 2gh 中間孔口面積按表面掃洗水量計(jì)0.412 2m 0.46m0.64 - 2 9.81 0.1則A孔Q表水0.46 0.11 22A中孔m0.12mQ 強(qiáng)0.41孔口寬B中孔1.0m，高 H 中孔 0.12m

36、。A側(cè)孔A孔-A中孔20.46 0.122m20.17m2兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠充氣閥。每個(gè)側(cè)孔面積:孔口寬B側(cè)孔1.0m，高H側(cè)0.17m。3）每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為了保證進(jìn)水穩(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。寬頂堰堰頂寬b寬頂5.0m，寬 頂堰與進(jìn)水總渠平行布置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m，堰上水頭用矩形堰流量公式Q 1.84bh3/2計(jì)算。2/32/3由此h寬頂Q強(qiáng)0.410.14m1.84b寬頂1.84 54）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)入池內(nèi)的V型槽。濾池配水渠寬：b配渠0.

37、5m，渠高1.0m，渠的總長等于濾池 的總寬，貝U L配渠6m，當(dāng)渠內(nèi)水深為h配渠0.6m時(shí)，流速（進(jìn)來的渾水由中段 向渠內(nèi)兩側(cè)進(jìn)水孔流出，每側(cè)流量為 Q強(qiáng)/2 ）為v配渠Q強(qiáng)2h配渠t配渠m/s 0.68m/s2 0.6 0.5滿足濾池進(jìn)水管渠流速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配渠h配渠0.5 0.60.18m2h配渠 b配渠2 0.6 0.5水力坡度i渠nv配渠0.013 0.682/3配渠0.182/30.0008，符合要求。渠內(nèi)水面的降落量 h渠0.0008 6m0.0024m。因?yàn)榍渌淖罡咚籬配渠 所以配水渠的過水能力滿足要求。h渠

38、 (0.6 0.0024)m 0.6024m 渠高 1.0m，（3）V型槽的設(shè)計(jì)V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取d 0.025m，間隔0.15m，每個(gè)槽共計(jì)80個(gè)孔，則單側(cè)V型槽表面掃洗出水孔總面積為:A表孔d2 n 43.14 0.0252480 0.04m2表面掃洗水出水孔低于集水槽堰頂 0.15m，即V型槽底的高度低于集水槽堰 頂 0.15m。據(jù)潛孔出流公式Q=0.64A 2gh （其中Q應(yīng)為單個(gè)濾池的表掃水流量），貝憔 面掃洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面高度為( Q表水 )2S 0.64 A表孔丿2g0.112 0.64 0.042 9.81)20.24m反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上

39、水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh2/ 3求得，其中b為集水槽長12m單格濾池反沖洗流量所以V型槽傾角45內(nèi)液面高度為：Q反集，垂直高度亞 °m3/s 0.205m3/s2 20.2151.84 12(Q反單)2/3(1.84b)1.0m,壁厚 0.05m。2/30.04m反沖洗時(shí)V型槽頂高出濾池h排槽(1.0 0.15 0.04) m 0.81mH 1.0 0.15反沖洗時(shí)V型槽頂高出槽內(nèi)液面高度為:H 1.0 0.15 h排槽 hv液(1.0 0.15 0.040.24)m0.57m4、反沖洗水的供給(1) 沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失h1反沖洗配水干管用鋼管,直徑D

40、N500mm,流速1.06m/s,布置管長總計(jì)60m ，1000i 4.21 ，則反沖洗總管的沿程水頭損失：hf il 0.00421 60 0.25m。反沖洗配水干管主要配件及局部阻力系數(shù)見表4-2。2 2局部水頭損失為：hj-7.28 1.06 m 0.86mj 2g 2 9.81表4-2反沖洗干管的配件及局部阻力系數(shù)配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90 r彎頭66 0.06 3.6DN 600mm 閘閥33 0.06 0.18等徑三通22 1.5 3水箱出口10.57.28則沖洗水泵到吸水到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失為:h,hyhj (0.25 0.86)m 1.11m(2) 濾池配水系統(tǒng)的

41、水頭損失h21) 氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失h反水氣水分配干渠內(nèi)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。0.241.5 0.40.4m已知?dú)馑瑫r(shí)反沖洗時(shí)流量 Q反氣水0.24m3/s，則氣水分配渠內(nèi)水面標(biāo)高為Q反氣水h反水v水干b氣水水力半徑R反水b氣水h反水2h反水b氣水04吐 0.13m0.4 0.4水力坡度i反水nv渠2/3R水20.013 1.52/30.130.006渠內(nèi)水頭損失h反水i反水1反水 0.006 120.07m。2) 氣水分配干管底部配水孔的水頭損失按孔口淹沒出流公式Q 0.64A.

42、,2gh，其中Q為Q反氣水，A為配水方孔總面 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2A方孔0.3m- 2 2 Q反氣水則h方孔0.080 m0.8A 2g 0.64 0.32 9.813) 反沖洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失(查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè))為h濾0.22m4) 氣水同時(shí)通過濾頭時(shí)增加的水頭損失h增氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水比為15/4=3.75，長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面 積與濾池過濾總面積之比約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為：Q反氣水1.25% f0.381.25% 960.32m/ s通過濾頭時(shí)增加的水頭損失:2 2hi 9810n 0.010.01v 0

43、.12v9810 3.750.010.01 0.320.12 0.32702.1998 Pa 0.07mH2O則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2h反水h方孔 + h濾 + h增(0.07 0.08 0.22 0.07)m 0.44m(3) 砂濾層水頭損失 h3濾料為石英砂，質(zhì)量密度12.65t /m3，水質(zhì)量密度1t / m3，適應(yīng)石英砂濾料膨脹前的孔隙率m° 0.41 ,，濾料層膨脹前的厚度H3 1.2m，則濾料層水頭:h3r1 1 1 m0 H3 型 1 1 0.411.2 1.17mr1(4) 取富余水頭h4 1.5m，則反沖洗水泵所需揚(yáng)程：H 水塔 h-i h 2h3h41.11+

44、0.44+1.17+1.5=4.22m水塔容積以一座濾池沖洗水量的1.5倍計(jì)算，則其體積V 1.5(Q反水 t水 Q反氣水 t氣水1.50.3 5 60 0.24 4 60221.4m3（5）選用沖洗水泵供水計(jì)算1）沖洗水泵道濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失A反洗配水干管用鋼管，DN5O0流速1.53m/s。 1000i=4.21.布置管長總計(jì)60m則反沖總管沿程水頭損失hf il 0.00421 60 0.25m2 2. v 6.78 1.53 nQd hj0.81m則2）J 2g 2 9.81hhfhj 0.25 0.81 1.06m清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟顬镠。5m3）h2, h3,

45、h4的計(jì)算同選用沖洗水箱的計(jì)算方式，則反沖洗水泵的最小揚(yáng)程H0h1h2h3h4 5 1.06 0.41 0.97 1.5 8.94m5、反洗空氣的供給（1） 長柄濾頭的氣壓損失 p濾頭氣水同時(shí)反沖洗時(shí)空氣流量 Q反氣0.9m3/s，長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55個(gè)/m2，每座濾池共計(jì)安裝長柄濾頭n 55 60 3300個(gè),每座濾池的通氣量:0.9 1000/3300 0.27L/S根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，該氣體流量下的壓力損失量為：p 濾頭 3000Pa 3.0kPa反沖洗時(shí)氣體通過配氣小孔的流速壓力損失按孔口出流公式計(jì)算QQ 氣孔°.°225 10m/s（2） 氣水分配渠配氣小孔

46、的氣壓損失p氣孔式中:孔口流量系數(shù)，A孔口面積（m2）；p 壓力損失（mmH2O）；Q 氣體流量（m3/h）；水的相對(duì)密度，8121222mmH2O2360020.620.0022529.81則氣水分配渠配水方孔的氣壓損失Q氣孔P氣孔 2 36002 2 A氣孔 g（3）配氣4ms1的總壓力損失Pa p管 1）配氣管道的沿程壓力損失卩1反沖洗時(shí)空氣流量0.9m3 / s，配氣干管用DN 500mm鋼管，流速4.6m： s，反沖洗空氣管長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)算用下式：P氣壓（1.5 H氣壓）9.81式中P氣壓空氣壓力（kPa）；H氣壓一一長柄濾頭距反

47、沖洗水面的高度（m ），取1.5m。貝UP氣壓（1.5 1.5） 9.81 29.4kPa空氣溫度按30E考慮時(shí)，空氣管道的摩阻為9.81kPa/1000m,則配氣管道沿 程壓力損失0.59kPa。9.81 60Pi10002）配氣管道的局部阻力系數(shù)p2主要管道及長度換算系數(shù)K見表4-3表4-3反沖洗空氣管配件及長度換算計(jì)算配件名稱數(shù)量/個(gè)長度換算系數(shù)K90 r彎頭55 0.7 3.5閘閥35 0.25 0.75等徑三通22 1.33 2.66K6.91當(dāng)量長度的換算公式I。55.5kD1.2空氣管配件換算長度l055.5 6.91 0.71'2 250.0m局部阻力系數(shù) p2250.

48、0 9.812.45kPa1000配氣管道的總壓力損失p總p1p2 0.59 2.45 3.04kPa（4）氣水沖洗室中的沖洗水壓 卩7水壓p水壓H水箱- h1- h反水-h方孔9.814.22 1.11 0.07 0.0809.81 29.0kPa本系統(tǒng)采用氣水反沖洗對(duì)氣壓最不利情況發(fā)生在同時(shí)反沖洗時(shí)，此時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)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出口鼓風(fēng)機(jī)出口的靜壓力（kPa）；p管輸氣管道的壓力損失（kPa ）;P氣配氣系統(tǒng)的壓力損失（kPa ）, p氣=p濾頭p氣孔；p水壓一一氣水沖洗室中的沖洗水壓（kPa ）;p富富余水壓，p富 4.9kPa所以p出口 （

49、3.04 3.141 29 4.9）kPa 40.08kPa（5）設(shè)備選型根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力和風(fēng)量。要求選三臺(tái) LG50 風(fēng)機(jī)，風(fēng)量50.0m3/mm，風(fēng)壓49kPa，電動(dòng)機(jī)功率60kW，二用一備。正常工作 鼓風(fēng)量100m3/ min 1.1Q反氣 59.04m3/min。因此鼓風(fēng)機(jī)房的平面尺寸為 20m 11m。第七節(jié)消毒和清水池設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)已知設(shè)計(jì)水量Q=2208rT/h，本設(shè)計(jì)消毒采用液氯消毒，最大投加量為1.5mg/L，清水池最大投加量為1.0mg/L。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、加氯量計(jì)算預(yù)加氯量為 Q10.001aQ0.001 1.5 2208kg/ h 3.3

50、12kg/h清水池加氯量 Q20.001aQ0.001 1 2208kg/ h 2.21kg/h二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計(jì)算，則總加氯量為Q Q1 Q23.3122.21kg/h 5.522kg/h為保證氯消毒時(shí)的安全和計(jì)量正確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)校核氯量的計(jì)量 設(shè)備，選0.5 10kg h的REGA250型加氯機(jī)，2備1用。按15天考慮，儲(chǔ)氯量為：M 15 24Q15 24 5.522kg1988kg選用采用容量為1000kg的液氯鋼瓶，共3只。另設(shè)中間濾瓶1只，以沉淀 氯氣中的雜質(zhì)和防止水流進(jìn)濾瓶。加氯時(shí)用2只濾瓶，根據(jù)壓力自動(dòng)切換交替使 用濾瓶庫儲(chǔ)存的6只濾瓶。2、清水池平面尺寸

51、的計(jì)算（1）清水池有效容積： WW2 W3 W4式中：W -調(diào)節(jié)容積；WA-消防儲(chǔ)水量；V3A-水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水；V4A-安全貯量。調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)水量的10%則調(diào)節(jié)容積為：433W 5 1010%m5000 m消防貯水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi)，一次滅火用水量取25L/S，連續(xù)滅火時(shí)間為2h，則消防容積:25 2 36003W2180m3 ；1000根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點(diǎn)，不考慮水廠自用水儲(chǔ)備。安全容積可忽略不計(jì)，則清水有效容積：W W W2(5000 180)m35180m3(2) 清水池的平面尺寸清水池設(shè)2個(gè)，有效水深取4m,則單池面積：51802647.5m2 ;取B L=26X 30=780吊，則每個(gè)清水池的實(shí)際容積為3V 780 43120m超高取0.5m,則清水池總高度H=4.5m(3) 管道系統(tǒng)1)清水池的進(jìn)水管徑：D1°50m(設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管流速為v=0.8m/s)設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN=800m，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.73m/s。2) 清水池的出水管由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水量最大流量計(jì)。設(shè)計(jì)取時(shí)變化系數(shù)k=1.5kQ 1.5 53000 33