87萬m3d自來水廠計算書

1、一、設計原始資料1. 源水水質資料：編號名稱單位分析結果水的嗅和味級二類水體渾濁度度（NTU）色度度總硬度毫克升PH值堿度15毫克升溶解性固體毫克升水的溫度：最高溫度度最低溫度度細菌總數(shù)個毫升大腸菌群個升2. 石英砂篩分曲線：篩 孔 直 徑（毫米）0.30.40.50.60.751.01.21.5通過砂量所占的百分比（%）38893d3. 廠區(qū)地形圖（1：500）a=130m，b=170m，水廠所在地區(qū)為粘土地區(qū)，廠區(qū)地下水位深度4.41米，地面標高175.3m，主導風向西南風。城市自來水廠規(guī)模為8.8萬m3/d。二、設計規(guī)模與工藝流程1. 設計規(guī)模城市自來水廠規(guī)模為8.7萬m3/d，水廠的自

2、用水量按日用水量的5%算，則水廠設計水量為：Q0=1.05Qd=1.0587000=91350 m3/d一級泵站、配水井、加藥間、藥庫、加氯間、氯庫、二級泵站、土建工程均一次建成。2. 水廠處理工藝流程框圖（構筑物）： 一級泵站配水井 管式靜態(tài)混合器投加混凝劑（硫酸鋁）柵條絮凝池斜管沉淀池V型濾池 投加消毒劑（液氯）清水池吸水井二級泵站三、配水井設計計算1. 配水井設計規(guī)模為3806.25m3/h=1.06m3/s。 配水井水停留時間采用23min，取T=2.5min取，則配水井有效容積為W=QT=3806.252.5/60=168.6m3。2. 進水管管徑D1=1100mm，v=1.13m/

3、s，在1.0m/s-1.2m/s范圍內(nèi)。進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗再由管道接入2座后續(xù)處理構筑物。每個后續(xù)處理構筑物的分配水量為q=1.06/2=0.53m3/s。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。3. 堰上水頭H：因單個出水溢流堰的流量為q=0.53m3/s=530L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本設計采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量公式為：式中矩形堰的流量，m3/s；流量系數(shù)，初步設計時采用m=0.42；堰寬，取堰寬b=6.28m；堰上水頭，m。則有： H=0.1m4. 堰頂寬度根據(jù)有關試驗資料，當B/H0.67時，屬于

4、矩形薄壁堰。取B=0.05m，這時B/H=0.5（在00.67范圍內(nèi)），所以，該堰屬于矩形薄壁堰。5. 配水管管徑D2=900mm，v=0.84m/s，在0.8m/s-1.0m/s范圍內(nèi)。配水井外徑為6m，內(nèi)徑為4m，井內(nèi)有效水深H0=5.9m，考慮堰上水頭和一定的保護高度，取配水井總高度為6.2m。四、混合工藝設計及計算1. 混合器設計:混合采用管式混合，設水廠進水管投藥口至絮凝池的距離為50m，設計流量為Q0=1.05Qd=91350 m3/d=1.06m3/s，進水管采用兩條鋼管，每條鋼管流量為1903 m3/h，直徑DN900，設計流速為0.83m/s，1000i=0.899m，混合管

5、段水頭損失h=iL=500.899/1000=0.045m，小于管道內(nèi)水頭損失要求0.3-0.4m，故在進水管內(nèi)安裝管道混合器，本設計采用管式靜態(tài)混合器。采用玻璃鋼管式靜態(tài)混合器2個，每個混合器處理水量為0.53m3/s，水廠進水管投藥口至絮凝池的距離為10m。1. 進水管流速v=0.83m/s，滿足設計要求0.8-1.0m/s。2. 孔板孔徑d2d2/d1=0.75d1=900mm，d2=0.75900=675mm3. 孔板處流速v=v(d1/d2)2=0.83(900/675)2=1.48m/s符合設計要求1.0-1.5m/s4. 孔板水頭損失h=v2/(2g)=2.661.482/(29

6、.81)=0.3mH2O式中為孔板阻力系數(shù)，當d2/d1=0.75時，=2.665. 混合時間靜態(tài)混合器采用2節(jié)，混合單元數(shù)取N=2，則混合器長度：L=1.1DN=1.10.92=1.98m混合時間：T=L/v=1.98/0.83=2.39s2. 加藥間的設計計算已知計算水量Q=91350=3806.25/h 混凝劑采用精制硫酸鋁，混凝劑最大投藥量u=30mg/L,藥溶液的濃度b=10%，混凝劑每日配制次數(shù)n=3次。設計計算過程如下：2.2 溶液池溶液池容積: 取10溶液池設置兩個，每個容積為 =5。形狀采用矩形，尺寸為BLH=2.02.0（1.25+0.3）m ，超高0.3m溶液池池底設DN

7、200的排渣管一根，溶液池采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁襯以聚乙烯板（防腐）2.3 溶解池溶解池容積：溶解池池體尺寸為BLH=1.01.5（1.0+0.2）m （池頂高出地面0.2m）溶解池的放水時間采用t=10min，則放水流量查水力計算表得放水管管徑=50mm，相應流速=1.34m/s溶解池底部設管徑d=100mm排渣管一根每池設攪拌機一臺，選用ZJ-700型折槳式攪拌機，功率為4KW,轉速為85r/min。2.4 投藥管投藥管流量:查表得投藥管管徑d=20mm，相應流速為0.31m/s2.5 投藥計量設備采用計量加藥泵，泵型號JZ-800/10，選用3臺，兩用一備2.6 石灰投量1）堿度為15

8、mg/L=0.15mmol/L，市售精制硫酸鋁含Al2O3約16%，投量35mg/L，石灰市售純度為50%。2）投藥量折合Al2O3為35mg/L16%=5.6mg/L，Al2O3分子量為102，投藥量相當于5.6/102=0.055mmol/L，剩余堿度取0.385mmol/L，則CaO=30.055-0.15+0.385=0.4mmol/L。CaO分子量為56，則市售石灰投量為0.456/0.5=44.8mg/L3. 藥劑倉庫的計算3.1 混凝劑為精制硫酸鋁，每袋質量是40Kg，每袋規(guī)格為0.5m0.4m0.2m，投藥量為30mg/L，水廠設計水量為3806.25 m3。藥劑堆放高度為1.

9、5m，藥劑儲存期為30d。3.2 設計計算硫酸鋁的袋數(shù):有效堆放面積:藥劑倉庫與加藥間應連在一起，儲存量一般按最大投藥期間12個月用量計算。倉庫內(nèi)應設有磅秤，并留有1.5m的過道，盡可能考慮汽車運輸?shù)姆奖悖瑧辛己猛L條件，并防止受潮。4. 加氯間的設計計算4.1 已知參數(shù)計算水量Q=870001.05=91350m3/d=3806.25m3/h=1.06m3/s預氯化最大投加量為1.5mg/L，清水池最大投加量為1mg/L。4.2 設計計算 預加氯量為：清水池加氯量：為保證氯消毒時的安全和計量正確，采用加氯機投氯，并設校核氯量的計量設備。選用LS80-3轉子真空加氯機5臺，3用2備。5. 液

10、氯倉庫5.1 已知參數(shù)水量Q=3806.25 m3/h,預氯化最大投加量為1.5mg/L，清水池最大投加量為1mg/L。5.2 設計計算倉庫儲備量按15d最大用量計算，則儲備量為 選用1t的氯瓶4個。五、絮凝工藝：柵條絮凝池的設計與計算1、 設計參數(shù)絮凝池分兩組，每組2個，則每個池的設計水量為22837.5m3/d絮凝時間：t=12min絮凝池分三段：前段放密柵條，過柵流速v1柵 =0.25m/s，豎井平均流速v1井=0.12m/s中段放疏柵條，過柵流速v2柵.=2m/s，豎井平均流速v2井.=12m/s末端不放柵條，豎井平均流速v井=12m/s2、 計算2.1 每個絮凝池的設計水量：Q=83

11、7.5 m3/d=951.56m3/h264 m3/s2.2 絮凝池容積：w=Qt/60=951.5612/60=190.312 m32.3 絮凝池平面面積A絮凝池池深取4.3m2.4 絮凝池單個豎井的平面面積取豎井長=1.5m，寬B=1.5m，單個豎井實際平面面積=1.51.5=2.25 m22.5 豎井個數(shù)n個 取n=20個2.6 選用柵條選用柵條材料為鋼筋混凝土，斷面為矩形，厚度為50mm，寬度為50mm，預制拼裝。2.7 豎井內(nèi)柵條的布置2.7.1. 前段設置密柵后：豎井過水面積：豎井中柵條面積：=2.25-1.06=1.19單柵過水斷面面積：=1.50.05=0.075所需柵條數(shù)為：

12、根 取=16根兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間放置14根，過水縫縫隙數(shù)為15個平均過水縫寬實際過柵流速2.7.2中段設置疏柵后：豎井過水面積：豎井中柵條面積：=2.25-1.20=1.05單柵過水斷面面積：=1.50.05=0.075所需柵條數(shù)為：根 取=14根兩邊靠池壁各放置柵條1根，中間放置12根，過水縫縫隙數(shù)為13個平均過水縫寬實際過柵流速2.8 絮凝池總高和排泥絮凝池有效水深為4.3m，取超高 0.3m，池底設泥斗及快開排泥閥排泥，泥斗深度0.60m，池總高H：H=4.3+0.3+0.60=5.2m2.9 絮凝池長、寬絮凝池布置如圖所示，圖中各個格左下角數(shù)字為水流依次流過豎井的編號順序，

13、“上”“下”表水豎井隔墻的開孔位置，上孔上緣在最高水位以下，下孔下緣與排泥槽齊平，、表示每個豎井中的柵條數(shù)，單豎井池壁厚為200mm。 2.10 水頭損失hh 總水頭損失，m；h1每層柵條的水頭損失，m； h2每個孔洞的水頭損失，m；1柵條阻力系數(shù)，前段取1.0，中段取0.9；2孔洞阻力系數(shù)，取3.0；v1豎井過柵流速，m/s；v2各段孔洞流速，m/s。豎井隔墻孔洞尺寸豎井編號過孔流速v（m/s）孔洞面積h（m）孔洞尺寸(寬高)10.300.881.420.6220.300.881.420.6230.270.981.420.6940.241.11.420.7750.221.21.420.856

14、0.201.321.420.9370.191.391.420.9880.191.391.420.9890.181.471.421.04100.171.551.421.09110.161.651.421.16120.151.761.421.24130.141.891.421.33140.132.031.421.43150.122.21.421.55160.112.41.421.69170.102.640.664.0第一段數(shù)據(jù)如下：a) 豎井數(shù)6個，單個豎井柵條層數(shù)3層，共計18層b) 1=1.0c) 過過柵流速v1柵=0.25m/sd) 豎井隔墻6個孔洞 第二段數(shù)據(jù)如下：a) 豎井數(shù)6個，單個豎

15、井柵條層數(shù)2層，共計12層b) 1=0.9c) 過過柵流速v2柵=0.22m/sd) 豎井隔墻6個孔洞 第三段計算數(shù)據(jù)如下：水流通過的孔數(shù)為52.11 各段停留時間第一段t=v1/Q=1.524.36/0.264=219.886s=3.66min第二段t=v2/Q=1.524.36/0.264=219.886s=3.66min第三段t=v3/Q=1.524.38/0.264=293.182s=4.89min2.12 G值 當T=20時，u=110-3Pas第一段 第二段 第三段 平均速度梯度 ，在20-70s-1之間，符合水力計算。 在10000-100000之間，符合水力要求。六、沉淀工藝：

16、斜管沉淀池的設計與計算斜管沉淀池采用上向流式，水流從下向上流，顆粒則聚沉于眾多斜管底部，而后自動滑下。原水經(jīng)過絮凝池轉入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動，清水在池頂用穿孔集水管收集；污泥則在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。其構造如下圖所示：1. 設計參數(shù)設計用兩組斜管沉淀池，每組流量Q=Q0/2=45675m3/d=1903.125m3/h=0.529 m3/s斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成正六角型管，內(nèi)切圓直徑d=25mm，長L=1m液面上升速度v=3mm/s顆粒沉降速度u0=0.4mm/s斜管水平傾角為6002. 設計計算2.1 清水區(qū)面積：A=Q/v=0.529/0.003=1

17、76.3m2采取沉淀池尺寸為9.3m19m=176.7m22.2 進水方式為使配水均勻，沉淀池進水由邊長L=19m的一側流入，該邊長度與絮凝池相同。2.3 清水區(qū)凈出口面積在9.3m的長度中扣去無效長度后得B=9.3-1cos60=8.8m斜管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設斜管結構系數(shù)1.03則清水區(qū)凈出口面積A=8.819/1.03=162.3 m22.4 池高H斜管高度h=1sin60=0.87m采用保護高0.3m，清水區(qū)高度采用1.0m，配水區(qū)高度采用1.3m，穿孔排泥槽高采用0.80m。有效池深H=0.87+1.0+1.3=3.17m池子總高H=H+0.8+0.3=4.27m

18、2.5 核算水力半徑R=d/4=25/4=6.25mm=0.625cm當水溫t=20時，水的運動粘度v=0.01cm2/s，則管內(nèi)流速V=Q/(Asin60)=0.529/（162.3sin60）=0.0038m/s=0.38cm/s雷諾數(shù)Re=RV/v=0.6250.38/0.01=23.75斜管中沉淀時間T=l/v0=1000/3.8=263.16s=4.4min均符合設計要求2.6 進口配水絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻，墻距進水端池壁的距離不少于12m孔口總面積A=0.529/0.2=2.65m每個孔口尺寸定為=15cm8cm=120cm=0.012m孔口數(shù)n=2.65/0.012=

19、221個實際穿孔流速V=0.529/（2210.012）=0.2m/s2.7 集水系統(tǒng)集水槽個數(shù)N=16個集水槽中心距a=B/N=19/16=1.19m槽中流量q0=Q/N=0.529/16=0.033m3/s考慮池子的超載系數(shù)為20%,則槽中流量實為1.2q0=0.040m3/s槽中水深H：槽寬b=0.9q00.4=0.90.0400.4=0.25m起點槽中水深H1=0.75b=0.750.25=0.19m終點槽中水深H2=1.25b=1.250.25=0.31m為便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.31m計槽的高度H3：集水方法采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高

20、取0.15m，則集水槽總高度為H3= H2+0.05+0.05+0.15=0.56m孔眼計算：1）所需孔眼總面積由 得 式中：q0集水槽流量，m/su流量系數(shù)，取0.62h孔口淹沒水深，取0.05m所以=0.033/(0.62(29.80.05)2)=0.055m22）單孔面積0孔眼直徑采用d=30mm，則單孔面積 0=d2/4=3.140.032/4=0.00071m23）孔眼個數(shù)n=/0=0.055/0.00071=77.5個，取78個4）集水槽每邊孔眼個數(shù)n=n/2=78/2=39個5）孔眼中心距離S0=L沉/ n=20.2/39=0.518m6）落水斗：出水管直徑d=200mm，出水管

21、的喇叭口直徑d=300mm 2.8 排泥系統(tǒng)采用穿孔排泥，V型槽邊與水平成45，沿池寬19m橫向鋪設，共設8個槽，槽高80cm排泥管上裝快開閘門。七、過濾工藝：V型濾池的設計與計算本設計采用V型濾池，V型濾池在反沖洗時濾層不膨脹，在整個濾層在深度方向粒徑分布基本均勻，不發(fā)生水力分級現(xiàn)象，濾層含污能力提高，氣水反沖再加上橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。1. 設計參數(shù)：設計水量（包括5%水廠自用水量）為：Q0=91350m/d=1.057m/s濾速采用v=12m/h，強制濾速v、17m/h濾池采用單層石英砂均粒濾料，沖洗方式采用：先氣沖洗，再氣-水同時沖洗，最后再用水單獨沖洗。1.1

22、沖洗強度：第一步氣沖沖洗強度15L/(sm2)；第二步氣-水同時反沖洗,空氣強度15L/(sm2),水沖洗強度4L/(sm2)；第三步水沖洗強度5L/(sm2)。1.2 沖洗時間：第一步氣沖洗時間t氣=3min第二步氣-水同時反沖洗時間t氣水=4min單獨水沖時間t水=5min，沖洗時間共計為:t=12min=0.2h；沖洗周期T=48h,反沖洗橫掃強度為20 L/(sm2)。2. 設計計算：2.1 池體設計: 濾池工作時間t (式中未考慮排放初濾水)。 濾池總面積FF=Q/vt=91350/（1223.9）=318.5 濾池分格:為節(jié)省用地，選雙格V型濾池,池底板用混凝土,單格寬B單=3.5

23、m,長L單=11.5m,面積40m2,共四座,每座面積F=80m2,總面積320m2. 校核強制濾速: 滿足17m/h的要求 濾池的高度確定:濾池超高H6=0.3m濾層上水深H5=1.5m承托層厚度H4=0.1m濾層厚度H3=1.1m濾板厚參考濾板用0.05m厚預制板,上澆0.08m混凝土層,故取H2=0.13m濾板下布水區(qū)高度取H1=0.9m濾池的總高度為H:H= H1+H2+H3+H4+H5+H6=0.9+0.13+0.1+1.1+1.5+0.3=4.03m 水封井的設計:濾池采用單層加厚均粒濾料,粒徑0.95-1.35mm,不均勻系數(shù)1.2-1.6。取d10=0.9，不均勻系數(shù)K60=1

24、.2濾料篩選曲線均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算:式中: 20時為0.0101;所以根據(jù)經(jīng)驗,濾速為9-10m/h時,清潔濾料層水頭損失一般為30-40cm,計算值比經(jīng)驗值低,取經(jīng)驗值的底限30cm為清潔濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時,通過長柄濾頭的水頭損失,忽略其他水頭損失,則每次反沖洗后剛開始過濾時的水頭損失為: 。為保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層,水封井出水堰頂標高與濾料層相同,設計水封井平面尺寸2m2m,堰底板比濾池底板低0.3m。水封井出水堰總高為: 因為每座濾池的過濾水量: 。所以水封井出水堰上水頭由矩形堰的流量公式計算得:h水封=(Q單/1.84b)2/3=(0.

25、27/(1.842)2/3=0.18m則反沖洗完畢,清潔濾料層過濾時濾池液面比濾料層高0.18+0.52=0.7m。2.2 反沖洗管渠系統(tǒng): 反沖洗水量按水洗強度最大時計算。單獨水洗時反洗強度最大,為5L/(s.m2)。 V型濾池反沖洗時,表面掃洗同時進行,其流量： 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算:配水干管進口流速一般1.5m/s,配水干管(渠)的截面積:。反沖洗配水干管選用鋼管,DN600,流速為1.37m/s,1000i=3.81，反沖洗水由反洗配水干管輸送到氣水分配渠,由氣水分配渠底側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。配水支管或孔口的流速為1

26、-1.5m/s左右,取。則配水支管(渠)的截面積:此即配水方孔總面積,沿渠長方向兩側各布置20個配水方孔,共40個,孔中心間距0.55m。每個孔口面積為0.4/40=0.01 m2，每個孔口尺寸取0.1m0.1m。 反沖洗用氣量的計算:反沖洗用氣流量按氣沖強度最大時的空氣流量計算,這時氣沖的強度為15L/(sm2) 配氣系統(tǒng)的斷面計算:配氣干管(渠)進口流速一般5m/s,則配氣干管(渠)的截面積：反沖洗配氣干管用鋼管,DN600,流速為4.75m/s,反沖洗用空氣,由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠,由氣水分配渠兩側的布氣小孔到濾池底部布水區(qū),布氣小孔緊貼濾板下緣,間距與布水方孔相同,共計40個

27、,反沖洗用空氣通過配氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速或孔口流速應為10m/s左右,則配氣支管的截面積為: 。每個布氣小孔面積: 孔口直徑：d=（40.003/3.14） 1/2=0.062m每孔配氣量: 氣水分配渠的斷面設計:對氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時反沖洗時,亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠斷面面積最大,因此氣水分配渠的斷面設計按氣水同時反沖洗的情況設計,氣水同時反沖洗時反沖洗水量為:Q反氣水=q水f=480=320L/s=0.32m3/s氣水同時反沖洗時,反沖洗時用空氣的流量:Q反氣=q氣f=1580=1200L/s=1.2m3/s氣水分

28、配渠的氣水流速均應按相應的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/v水干+ Q反氣/v氣干=0.32/1.5+1.2/5=0.45m22.3 濾池管渠的布置（1）反沖洗管渠: 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0.6m2,末端截面積0.4m2。兩側沿程各布置20個配氣小孔和20個布水方孔,孔間距0.55m,共40個配氣小孔和40個配水方孔。氣水分配渠末端所需最小截面積0.45/40=0.01125m2 末端截面積0.4 m2,滿足要求。 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

29、:H起=H1+H2+H3+H4+0.5-1.5=0.9+0.13+1.1+0.1+0.5-1.5=1.23m排水槽末端高度為: H未=H1+H2+H3+H4+0.5-1=0.9+0.13+1.1+0.1+0.5-1=1.73m底坡: i=(1.73-1.23)/11.5=0.0435 排水集水槽排水能力校核:由矩形斷面暗溝(非滿流,n=0.013)計算公式校核集水槽排水能力。設集水槽超高為0.3m,則槽內(nèi)水位高h排集=1.23-0.3=0.93m,槽寬b排集=0.4m濕周：X=b+2h=0.4+20.93=2.26m水流斷面: A排集=0.40.93=0.372m2水力半徑: R=0.372/

30、2.26=0.165m水流速度: v=R2/3i1/2/n=0.1652/30.04351/2/0.013=4.83m/s過流能力: Q排集=A排集v=0.3724.83=1.8m3/s實際過水量: Q反=Q反水+Q表水=0.4+0.16=0.56m3/s過流能力Q排集滿足要求。排水系統(tǒng)布置示意（2）進水總渠: 進水總渠:四座濾池,分成獨立的兩組,每組進水總渠過水流量按強制過濾流量計,濾速為0.8-1.2m/s，取V1.0 m/s。強制過濾流量Q強=913502/3=60900m3/d=0.705m3/s進水總渠水流斷面積: A總進=Q強/v=0.705m2進水總渠寬1m,高0.8m，考慮超高

31、及施工方便，進水總渠高與配水渠高相同，故取1.0m。 每座濾池的進水孔:每座濾池由進水側壁開3個進水孔。兩側進水孔口在反沖洗時關閉.中間進水孔孔口設手動調(diào)節(jié)閘板,在反沖洗時不關閉,供給反沖洗表掃用水?？卓诿娣e按孔口淹沒出流公式計算.其總面積按濾池強制過濾水量計,孔口兩側水位差取0.1m,中間孔面積及表面掃洗水量的計算:孔口寬B中孔=0.13m，高H中孔=1m兩個側孔口設閘門,采用橡膠囊充氣閥,每個側孔面積:A側=(A孔-A中孔)/2=(0.63-0.14)/2=0.25m2孔口寬B側孔=0.5m，高H側孔=0.5m 每座濾池內(nèi)設的寬頂堰:為保證進水的穩(wěn)定性,進水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進入每座

32、濾池內(nèi)的配水渠,再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側的V型槽。寬頂堰堰寬,寬頂堰與進水總渠平行設置,與進水總渠側壁相距0.5m。堰上水頭由矩形堰的流量公式得, 每座濾池的配水渠:進入每座濾池的渾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠,由配水渠兩側的進水孔進入濾池內(nèi)的V型槽.濾池配水渠寬,渠高為1.0m,渠總長等于濾池總寬.則渠長.當渠內(nèi)水深時,流速(進來的渾水由分配渠中段向渠兩側進水孔流去,每側流量為) ：基本滿足濾池進水管渠流速在0.8-1.2m/s的要求。 配水渠過水能力校核:配水渠的水力半徑:配水渠的水力坡降:渠內(nèi)水面降落量:因為配水渠最高水位 (渠高)所以配水渠的過水能力滿足要求（3）V型槽的設計:V型槽槽

33、底設表掃水出水孔，直徑取dv孔=0.025m，間隔0.15m，每槽共計80個，則單側V型槽掃水出水孔總面積A表孔=（3.140.0252）/480=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，其中Q應為單格濾池的表掃水流量。則表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗液面反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式求得，其中b=L排槽=11.5m，Q為單格濾池反沖洗流量Q反單=Q反/2=0.56/2=0.28m3/s所以 V型槽傾角45，垂直高度1m，壁厚0.05m反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：1-0.15-h排槽=1

34、-0.15-0.06=0.79m反沖洗時V型槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為：1-0.15-h排槽-v液=1-0.15-0.06-0.28=0.51m（4）沖洗水的供應：可選用沖洗水泵或沖洗水箱供水，本設計采用沖洗水泵。 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1.37m/s,1000i=3.81m，布置管長總計為50m。則反沖洗總管的沿程水頭損失h f=0.0038150=0.191m主要配件及局部阻力系數(shù)見下表：配件名稱數(shù)量/個局部阻力系數(shù)90彎頭2DN600閘閥2等徑四通28.34h f=v2/(2g)=8.341.372/(29.81)=0.80m則沖洗水

35、泵到濾池配水系統(tǒng)的管路損失：h 1=h f+h f=0.191+0.80=0.991m 清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟?濾池配水系統(tǒng)的水頭損失（a）氣水分配渠的水頭損失按最不利條件，即氣水同時反沖洗時計算。此時渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿流，n=0.013）近似計算。氣水同時反沖洗時，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)=0.4/(1.50.4)=0.53m水力半徑：R反水=b氣水h氣水/(2h氣水+b氣水)=0.40.53/(20.53+0.4)=0.15m水力坡降：渠內(nèi)的水頭損失：h反水=i反水l反水=0.00511.5=0.058m（b）氣水分

36、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，計算。其中為，A為配水方孔的總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實際總面積為A方孔=0.4m2。則h方孔=(0.34/(0.80.4)2/2g=0.058m（c）查手冊，反洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失h濾0.22m（d）氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失h增氣水同時反沖洗時氣水比，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：v柄=Q反氣水/(1.25%f)=0.32/(1.25%80)=0.32m/s通過濾頭時增加的水頭損失：則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2：

37、h2=h反水+h方孔+h濾+h增=0.058+0.058+0.22+0.067=0.4m 砂濾層的水頭損失濾料為石英砂，容重，水所謂容重為，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： 富裕水頭h4取1.5m。則反沖洗水泵的最小揚程為：H水泵= H0+h1+h2+h3+h4=5+0.991+0.4+0.97+1.5=8.86m選四臺250S14單級雙吸離心泵，三用一備。揚程為11米時，每臺泵的流量為576m3/h。(5)反洗空氣的供給 長柄濾頭的氣壓損失氣水同時反沖洗時，反沖洗用空氣流量Q反氣= 1.2m3/s。長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55個/,則每座濾池共計安裝長柄濾頭

38、每個濾頭的通氣量:1.21000/4620=0.26L/s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： 氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失反沖洗時氣體通過配氣小孔的流速v氣孔=Q氣孔/A氣孔=0.03/0.003=10m/s壓力損失按孔口出流公式計算式中:孔口流量系數(shù)，0.6;孔口面積，；壓力損失，mm水柱；重力加速度，；氣體流量，；水的相對密度，1。則氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失 =1082/(2360020.620.00329.8)=14.2mmH2O 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空氣流量1.2m3/s，配氣干管用DN600鋼管，流速4.75m/s，滿足配氣干管

39、（渠）流速為為5m/s左右的條件。反沖洗空氣管總長為50m，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失忽略不計。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計算公式式中，空氣壓力，kPa;長柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，。則反沖洗時空氣管內(nèi)的氣體壓力空氣溫度按30考慮，查表，空氣管道的摩阻為。則配氣管道沿程壓力損失為(b)配氣管道的局部壓力損失主要配件及長度換算系數(shù)見下表配件名稱數(shù)量/個長度換算系數(shù)KDN60090彎頭4DN600閘閥3等徑三通2621當量長度的換算公式：式中:管道當量長度，m；管徑，m;長度換算系數(shù)?？諝夤芘浼Q算長度則局部壓力損失（c）配氣管道的總壓力損失:（d）氣水分配室中的沖洗水水壓P水壓=(H水泵-h 1-h

40、反水-h方孔)9.8=(8.86-0.991-0.53-0.058)9.81=71.4kPa本系統(tǒng)采用氣水同時反沖洗，對氣壓的要求最不利情況發(fā)生在氣水同時反沖洗時。此時要求鼓風機或貯氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為：式中輸氣管道的壓力總損失，kPa;配氣系統(tǒng)的壓力損失，kPa，本設計；氣水沖洗室中的沖洗水水壓，kPa;富余壓力，4.9 kPa。所以，鼓風機或儲氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為：P出口=+=2.32+3.14+71.4+4.9=81.76kPa（e）設備選型 根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力、風壓要求選C901.5型離心鼓風機2臺，一用一備。風量為90，風壓為100kPa，電動機功率為11

41、0kw。(6)回收水池及回收水泵將濾池反沖洗排水集中排入回收水池，經(jīng)回收泵送回原水配水井中再次進行處理。（a）回收水池回收水池容積為：W=Q反氣水t反氣水+Q反水t反水+ Q表水t =0.32460+0.4560+0.161260=312m3回收水池尺寸：水池有效水深采用3.5m，超高0.35m，池長為10m，池寬為10m。（B）回收水泵設水泵工作時間為1h，則水泵的流量為：q=W/t=312/1=312m3/h水泵的揚程經(jīng)粗略計算，確定為左右，選泵的型號為，兩用一備?；厥账梅拷ㄓ诨厥账厣?。八、清水池設計1. 清水池尺寸設計：清水池調(diào)節(jié)容積取設計水量的20%，則容積為：W=20%Q=0.1

42、91350=18270m3，設計兩個，相互聯(lián)通，每個清水池的為9135m3，有效水深取4m，超高0.5m，即清水池高度為4.5m，單個面積為2284m2，采用矩形平面布置。尺寸為：長寬高=76m30m（4+0.5）m2. 進水管設計每條進水管流量：Q進=91350/(2243600)=0.529m3/s濾池到清水池之間的連接管設計流速為0.81.2m/s,采用1.0 m/s。 進水管管徑取800mm3. 出水管設計Q出=6%Q=6%91350/(23600)=0.76m3/s流速?。簐出=1m/s 出水管管徑取1000mm4. 溢水管D溢=D進=800mm，管端為喇叭口，管上不設閥門，為了防止

43、爬蟲等進入，設網(wǎng)罩。5. 排水管按2h內(nèi)排空，按經(jīng)驗值取300mm，便于排空清水池，采用2坡度并設排水集水坑。6. 通氣孔及檢修孔通氣孔共6個，分3排布置，每排2個。通氣孔池外高度布置有參差，分別采用高出地面9.0米和1.4米，以利用空氣自然對流。檢修孔設3個，池的進水管、出水管、溢流管附近各設置一個。孔的直徑為1600毫米，孔頂設防雨蓋板。7. 導流墻池內(nèi)設置導流墻的目的是為了避免池內(nèi)水的短流和滿足加氯后的接觸時間的需要。為清洗水池時的排水方便，在導流墻底部隔一定距離設置流孔，流水孔 的底緣與池底相平，孔高150毫米，寬300毫米。九、凈水廠總體布置設計計算1. 工藝流程布置設計凈水廠工藝流

44、程布置時必須考慮下列主要原則：（1）流程力求最短，避免迂回重復，使凈水過程中的水頭損失最小。構筑物應盡量靠近，即沉淀池應盡量緊靠濾池，二級泵站盡量靠近清水池，但各構筑物之間應留出必要的施工和檢修間距。（2）構筑物布置應注意朝向和風向。凈水構筑物一般無朝向要求，但濾池的操作廊、二級泵站、加藥間、化驗室、檢修間、辦公樓等則有朝向要求，尤其散發(fā)大量熱量的二級泵房對朝向和通風的要求更應注意，布置時應使符合當?shù)刈罴逊轿?，盡量接近南北向布置。（3）考慮近遠期協(xié)調(diào)。在流程布置時既要有近期的完整性，又要求有分期的協(xié)調(diào)性，布置時應避免近期占地過早過大。本設計水廠常規(guī)處理構筑物的流程布置采用常見的直線型布置，依次

45、為配水井、管式靜態(tài)混合器、柵條絮凝斜管沉淀池、V型濾池、清水池。從進水到出水整個流程呈直線，這種布置具有生產(chǎn)管線短、管理方便、有利于日后逐組擴建等優(yōu)點。2. 平面布置設計當水廠的主要構筑物的流程布置確定以后，即可進行整個水廠的總平面設計，將各項生產(chǎn)和輔助設施進行組合布置。本設計本著按照功能分區(qū)集中，因地制宜，節(jié)約用地的原則，同時考慮物料運輸、施工要求以及遠期擴建等因素來進行水廠的總平面設計。將綜合樓、傳達室設置在進門附近，便于外來人員的聯(lián)系，使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾。將常規(guī)處理構筑物與水廠排泥水處理構筑物分開。這樣便于管理。遠期預留地作為綠化用地。 水廠平面布置示意詳見凈水廠平面及凈水構筑物高程

46、布置圖。十、水廠管線設計廠區(qū)管線一般包括：給水管線、排水（泥）管線、加藥和廠內(nèi)自用水管線、動力電纜、控制電纜等。后兩者不屬于本設計的設計范疇。1. 給水管線給水管線包括原水管線、沉淀水管線、清水管線和排泥管線。給水管道采用鋼管，布置方式為埋地式。2. 廠內(nèi)排水廠內(nèi)生活污水與雨水采用分流制，雨水就近排入水體；污水排入城市下水道。沉淀池和絮凝池排泥水經(jīng)排泥槽匯集排入排泥池進行泥處理；濾池反沖洗水集中排入回收水池，經(jīng)回收泵送回原水配水井再次進行處理。3. 加藥管線加藥、加氯管線做成淺溝敷設，上做蓋板。加藥管采用硬聚氯乙烯管；氯氣管采用無縫鋼管。4. 自用水管線廠內(nèi)自用水是指水廠生活用水、泵房、藥間等

47、沖洗溶解用水以及清洗水池用水。廠內(nèi)自用水均單獨成為管系，自二級泵房出水管接出。十一、高程布置設計1. 水頭損失計算在處理工藝流程中，各構筑物之間水流應為重力流。兩構筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構筑物本身、連接管道、計量設備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應通過計算確定，并留有余地。1.1 處理構筑物水頭損失處理構筑物中的水頭損失與構筑物的型式和構造有關，具體根據(jù)設計手冊第3冊表15-13（P866）進行估算估算結果如下表所示：構筑物名稱水頭損失（m）配水井0.12管式靜態(tài)混合器0.4柵條絮凝池0.5沉淀池0.3V型濾池2.51.2 連接管線水頭損失連接管線水頭損失（包括沿程和局部）應通過水力計算確定計算常用的公式為式中沿程水頭損失，；局部水頭損失，；單位管長的水頭損失；連通管段長度，；局部阻力系數(shù)；連通管中流速，；重力加速度，。A. 配水井至絮凝池連接管線水頭損失配水井至絮凝池連接管采用DN900鋼管，管長l=25m，設計流速為0.83m/s，1000i=0.899，考慮濁水因素n=0.015，按n=0.013則i=0.0009(0.015/0.013)2=0.001