水质工程学课程设计计算说明书

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1、2013至2014学年第1学期水质工程学（上）课程设计设计题目：某城市净水厂工艺设计专业：给水排水工程姓名：吴新楷学号：1110520055完成日期：2013年12月指导教师：宋亚丽浙江科技学院目录1工程概况41.1设计规模41.2水源水质42混合42.1加药系统42.2溶液池设计及计算2.3溶解池设计及计算2.4混合设备53絮凝 63.1絮凝形式选用 63.2折板絮凝池的设计3.3第一段絮凝区 73.4第二段絮凝区103.5第三段絮凝区12123.6絮凝的总GT值4沉淀 124.1参数确定124.2设计池体尺寸 134.3进水穿孔墙134.4指形槽134.5出水渠144.6沉淀池水力条件复核

2、145过滤 145.1滤池选择145.2滤池设计参数确定145.3滤池池体设计146消毒 236.1消毒剂选择236.2加氯计算237清水池 237.1清水池的布置 237.2清水池容积计算247.3清水池平面尺寸247.4清水池各管管径的确定248设计说明书251. 工程概况工程位于省某市，该市有一蓄水量较大的水库可作为水源，水库水质为一类地表水，符合生活饮用水水源要求。出厂水质为一类水司标准。主要任务为净水 厂工艺及总平设计。1.1设计规模设计日产水量为17万m3,水厂自用水量为8%,Qd=170000Xl.08=183600m 3/d1.2水源水质浊度：10-50 度PH 值：色度：10

3、度（铂钻标准计）氨氮（以N计）：0.5mg/L总硬度（以CaCO3计）：100-120mg/L细菌总数：400个/mL总大肠菌群数：2000个/L该厂采用混合-絮凝- 沉淀-过滤的常规处理流程，具体的工 艺流程如下所示。2. 混合2.1加药系统（1） 根据水厂进水水质特点和 PH情况，选用聚合氯化铝（PAC）为混凝剂， 效率高，耗药量少，絮体大而重，沉淀快。混凝剂的最大投加量为 a=60mg/l，药 溶液的浓度b=10%，混凝剂每日配置次数n=2次。日投加量：aQ 60 T17000010200 kg /d1000 1000（2）采用计量泵投加方式，不必另配计量设备。可通过改变计量泵行程或 变

4、频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。（3）加药间与药剂仓毗邻设于絮凝池附近，加药间保证良好通风，必要时设置通风装置，药剂仓做好防潮防腐措施，固定储存20天的用药量。2.2溶液池设计及计算溶液池容积按下式计算：aQ W1417bn式中 Wl 溶液池容积，m3Q 处理水量，a混凝剂最大投加量，60mg/L; b溶液浓度（5%-20%），取10%;n每日调制次数，取n= 2带入数据，算得 W1=50.96m3溶液池设置两个，每个容积 W1,保证清洗溶液池时有备用池。每个池子的 规格为长高=5nK 4mx 2.6m=52m 3，其中包括超高 0.2m。2.3溶解池设计及计算溶解池容积按下

5、式计算：W2(0.2 0.3)W1式中： W 溶解池容积(m3), 般采用() W。这里采用 0.25Wi=W2=12.74m3。每个池子的尺寸为长 X宽X高=3m2.2m2m,高度中包括 超高0.2m。溶解池实际容积 w3mX2.2mX2m=13.2m3溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量W213 .2 100060 t 60 1022 L / s查水力计算表得放水管管径 d=100mm,相应流速v=2.86m/s溶解池底部设管径100mm的排渣管一根。2.4混合设备投药管流量W 2 100024 60 6052 2 100024 60 601.204L/S查水力计算表得投药管管径

6、d=50mm,相应流速为0.64m/So混合设备采用桨板式机械混合槽， 机械混合池的优点是混合效果好， 且不受 水量变化的影响，适用于各种规模的水厂。(1) 混合池容积755 7.97m360 8设计水量 Q=183600m3/d=7650m3/h，池数n=8个，混合时间t=30s。Qt w - 60n 式中：w 为有效容积T混合时间n池数(2) 混合池高度混合池平面采用正方形2.2mX2.2m，则有效水深H 7.972.2 2.21.65m超高取 H=0.3m，则池总高度H H H 1.65 0.3 1.95m(3) 桨板外缘直径22DD 2.2 1.47m，设计米用 1.5m33桨板宽度b

7、 0.2D0.2 2.20.44m，设计采用 0.5m桨板长度L=0.5m搅拌器层数H :D 1.21.3，采用 1 层搅拌器距池底高度O.5Do=1.1m搅拌器外缘速度V=3m/s(4) 垂直轴转速38.2r / min60v60 3noDo3.14 1.5式中：no搅拌器转速(r/min)；V 搅拌器外缘速度(m/s); Do搅拌器直径(m )。设计中取 v=3.0m/s, Do=1.5m(5) 桨板旋转角速度no 3.14 38.24rad /s3o 3o(6) 桨板转动时消耗功率No344zb R r c 408g0.31000 43 4 0.5408 9.80.7540.2543.0

8、01kw式中：c阻力系数，采用0.3水的密度，1000kg / m3z桨板数，此处z 4R垂直轴中心至桨板外缘的距离，m,RD00.75m2r垂直轴中心至桨板內缘的距离，m，rRl0.25m(7) 转动桨板所需电动机功率 桨板转动时的机械总功率n 1=0.75传动效率n 2=0.60.95,采用n 2=0.7，则No1 23.0010.75 0.75.716KW3. 絮凝3.1絮凝形式选用选用平折板絮凝池，优点为水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间 缩放、流流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。 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

9、消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子面积减小。折板絮凝池因板距小， 安装维修较困难，折板费用较高。3.2折板絮凝池的设计(1) 单池设计流量 45900m3/d=1912.5m3/h=0.53125m3/s，共设 4 个池，每个 池分为并联的三组，每组设计流量 q为0.177m3/s。(2) 总絮凝时间为15min，分三段絮凝。折板布置采用单通道。速度梯度由90s-1渐减至20s-1左右，絮凝池总GT值大于2X104。絮凝池有效水深H，采 用 3.5m。(3) 每组絮凝池流量Q每组絮凝池容积w每组池子面积1912.53Qt603637.5m /h637.5 15603159.375m31

10、59.3753.545.54m2每组池子的净长度L=9m，则池子净宽度B5.06m(4) 絮凝池的布置絮凝池的絮凝过程分为三段：第一段 v1=0.3m/s第二段 V2=0.2m/s第三段v3=0.1m/s将絮凝池分成6格，每格的净宽度为L0=1.5m，每两格为一絮凝段。第 一、二格采用单通道异波折板；第三、四格采用单通道同波折板；第五、六格采 用直板。(6)折板尺寸及布置折板采用钢丝水泥板，折板宽度 0.5m,厚度0.06m，夹角903.3第一段絮凝区(1) 絮凝池长度L和宽度B0.06门“考虑折板所占宽度为0 0.07m，絮凝池的实际宽度sin 605.06 0.07 6 5.48m。考虑隔

11、板所占长度为0.2m,絮凝池实际长度取L=10m，超高0.3m(2) 第一絮凝区折板的间距及实际流速中间峰速V1峰距b1Q637.5v1L00.3 1.5谷距 b2=1.097m侧边峰距b3=0.45m侧边谷距b4=0.803m0.3m/s0.39m3600Q637.5b2 L03600 1.097 1.5Q637.5b3L03600 0.45 1.5Q637.5b4L03600 0.803 1.5中间谷速V2侧边峰速v1侧边谷速V20.11m/s0.26m/ s0.147m/s(3) 水头损失hhh2h h h2V22g,2 , 22g22g ；121 22 2FiViF22g2V。2g式中

12、hh总水头损失，m中间缩放的组合水头损失，m1h侧边缩放的组合水头损失，mhi转弯或孔洞的水头损失，mn缩放组合的个数h1中间部分渐放段水头损失，mh1侧边部分渐放段水头损失，m1渐放段阻力系数h2中间部分渐放段水头损失，mh2侧边部分渐放段水头损失，m2渐放段阻力系数F1中间部分相对峰的断面积，m2F；侧边部分相对峰的断面积，m2F2中间部分相对谷的断面积，m2F2侧边部分相对谷的断面积，m2Vo转弯或孔洞处流速，m/s3转弯或孔洞的阻力系数水头损失计算:1 0.5, 20.1,上转变3 1.8,下转变及进口4 3.0R 0.39 1.5 0.585m2,F21.5 1.6455m2 2 2

13、R 0.45 1.5 0.675m , F2 0.803 1.5 1.2045m中间部分：22v1v2小0.320.112h110.50.00199m2g2g2/F12v1,小，20.58520.32h2121-1 0.10.00447mF22g1.64552g中间共有 15 个缩放组合，故：h=15X( 0.00199+0.00447 =0.0969m 侧边部分:hi2 2v1 v21 2g0.262 0.14720.52g0.00117mh2FF22也1 0.120.6751.204520.2620.0027m2g侧边有6个缩放组合,故:h 6 x(0.00117+0.0027)=0.02

14、322m进口及转弯损失：共一个进口、 3个上转弯和3个下转弯。上转弯处水深 0.879m，下转弯处水深0.854m。进口流速：v3取0.3m/s637.5上转弯流速：V40.134m/sF转弯流速：v53600 0.879 1.5637.53600 0.854 1.50.138m/s每格进口及转弯损失0.322彳 c 0.1341.8 -g20.13830.027mg总损失：每格总损失：第一絮凝区总损失:h 0.09690.0027 0.0270.1266mH12 h 2 0.12660.2532m第一絮凝区停留时间:1.5 3.5 5.48 0.06 0.5 1.5 33“ T15.28mi

15、n0.177 60第一絮凝区平均G1值：G1 60 T11000 0.253260 1.029 10 4 5.2888.13s3.4第二絮凝区(1)第二絮凝区采用同波折板布置: 折板距离采用b1=0.79m侧边峰距b2=0.771m侧边谷距b3=1.125mQ b1 L0637.50.15m/s36000.791.5Q637.50.15m/sb2L036000.7711.5Q637.50.105m/sb3L036001.1251.5实际流速v1侧边峰速V；侧边谷速V2(2)水头损失 中间部分:每次转弯的0.6，共有n=20次转弯2V10.152h n20 0.60.0138m2g2g 侧边部分

16、:2 222V1 V2 cu.152 0.10520.0003m12g2g2 22F1v.1.15650.152 cccc1 2 1 0.10.0007mF22g1.68752g1h；h20.5, 20.1 , Fi0.771X1.5=1.1565 叭 F21.125X1.5=1.6875 m2侧边有 6 个缩放组合，故 h=6X(0.0003+0.0007)=0.006m进口及转弯损失：共一个进口、3个上转弯和2个下转弯。上转弯处水深0.879m，下转弯处水深0.5m。上转变3 1.8,下转变及进口4 3.0进口速度V3取0.16m/s637.5z上转弯流速：V40.134m/s3600 0

17、.879 1.5F转弯流速：V5637.53600 0.5 1.50.236m/ s每格进口及转弯损失2h 3空2g每格总损失：0.13422gh h,c 0.23621.8 -2g0.0138 0.0060.022m0.0220.0418m第二絮凝区总损失:H22 h 2 0.0418 0.0836m第二絮凝区停留时间:丁 2 1.5 3.5 5.48 2 0.06 0.5 1.5 30“ .T25.16min0.177 60第二絮凝区平均G2值：G2H260 T251.23s1000 0.083660 1.029 10 4 5.163.5第三絮凝区(1)第三絮凝区采用平行直板布置直板间距为

18、1.048m实际流速为vQbL637.53600 1.048 1.50.113m/s(2)水头损失：共一个进口及4个转弯，3.0，则单格水头损失为0.1132h 5 3.00.0098m2g总水头损失 H2=2*=0.0196m停留时间T32 1.5 3.5 5.48 2 0.06 2.7 1.5 40.177 605.24mln速度梯度G31000 0.0196 60 1.029 10 4 5.2424.6s3.6絮凝的总GT值絮凝的总水头损失 H 0.3564m，絮凝时间t=15.68m,1000 0.356460 1.029 10 4 15.6815.68 6057083.42 1044

19、. 沉淀4.1参数确定选用平流式沉淀池，造价低，操作管理方便，施工简单，处理效果稳定。4个沉淀池，沉淀时间t=1h，池平均水平流速v=14mm/s，单池设计流量 45900m3/d=1912.5m3/h,沉淀池和絮凝池合建，中间用穿孔墙隔开。4.2设计池体尺寸 单池容积WW Qt 1912.5 11912.5m3 池长L 3.6vt3.6 14 150.4m 池宽池的有效水深采用H=3m，则池宽WLH1912.550.4 312.6m采用13m （为配合絮凝池的宽度） 每池中间设一导流墙，则每格宽度为 4.3进水穿孔墙b=6.5m 沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长13m，墙高3.3m （有效

20、水深3m，用机械刮泥机排泥，其积泥厚度 0.1m，超高0.2m） 穿孔墙孔洞总面积 孔洞处流速采用V0= 0.25m/s,贝UQ1912.53600v03600 0.2522.125m孔洞个数孔洞形状采用矩形，尺寸为15cmX18cm，则2.125N -0.15 0.180.15 0.1879个4.4指形槽指形槽的个数：N=8fl 12.6 指形槽的中心距 指形槽中的流量:e =1.575m_Q _ t）.53|如=L2q0 = 1.2 * 0.066 = 0.079= n =0.066 m3/s，考虑到池子的超载系数为20%,m3/s故槽中流量为： 指形槽的尺寸：槽宽0 4 = 0,9 *

21、0,0794 = OJ26m,为便于施工取0.4m取堰上负荷为440m/（m.d），则指形槽长度：L=：1 8个集水槽，双侧进水。每根槽长：13mU1 =0.75b=0.75*0.326=0.2445m则集水槽总长度L=8X 2X 13=208104符合条件起点槽中水深：终点槽中水深：2=1.25b=1.25*0.326=0.4075m为便于施工，槽中水深统一取r。 槽的高度：集水方法米用锯齿形三角堰自由出流方式，跌落高度取0.05m,槽的超高取0.15m。则指形槽的总高度旳二听+ 0J5 + 015 = 061m。4.5出水渠 采用薄壁堰出水，堰口应保证水平。 出水渠宽度米用1m。 在出水渠

22、前增设指形槽，降低出水渠负荷。4.5排泥设施采用机械排泥，排泥效果好。在池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门， 靠重力排泥。池存泥区高度为0.1m，池底有1.5%o坡度，坡向末端积泥坑（每池一个）， 坑的尺寸为50cmX 50cmX 50cm。排泥管兼沉淀池放空管，其直径为0 50.7BLH。.t2.5式中H0-池平均水深，m，此处为 t-放空时间，s,此处取2.5h4.6沉淀池水力条件复核水力半径R0 50.7 13 50.4 3.1 .36003.1m0.299m，采用 300mmR 耳P 2H B13 32 3 132.05m佛罗德数FrFr2vRg(14 1000)212.05 9.

23、810 5 （在规定围）5. 过滤5.1滤池选择采用v型滤池采用均粒石英砂滤料，滤层厚度考虑到本水厂的设计规模，比普通快滤池厚，截污量比普通快滤池大，故滤速较高，过滤周期长，出水效果 好。5.2滤池设计参数确定滤速 v=12m/h第一步气冲冲洗强度 I ;第二步气水同时反冲洗，空气强度叶亦），水强度；第三步水冲洗强度 你2 = 51/（5亦）。第一步气冲时间y2miu，第二步气水同时反冲洗时间 f = 4mln，第三 步水冲洗时间如二6mm，冲洗时间共计t= 12册曲=0沙冲洗周期T=48h。表面扫洗强度1.8）5.3滤池池体设计 滤池工作时间（式中未考虑排放初滤水）F = 24 -瓚=2斗-

24、0.2 = 23.9/1I 滤池总面积 滤池的分格 单池面积较大，B单=3+5th.长单=13皿.658m2 校核强制滤速 = _m60o_ = 640 2 vT 12 X 23+9面积 45.5m,采用双格滤池，池底板用混凝土，单格宽共7座，每座面积f = 94n?，总面积NV 7 X 12=147n/nN-17-1f滤池高度的确定H=Hl + H2 + W3 + H5 + H6 + H7 = 0.8 + 0.1 + O.Of0,3 = 4.38nt式中：Hi气水室高度，取0.8m； H2滤板厚度m，取0.1m；H3承托层厚度，取0.08m； H4滤料层厚度，取1.2m；H5滤层上面水深，取

25、1.4m；H6进水系统跌差（包括进水槽孔洞水头损失及过水堰跌差），取0.5m；H7进水总渠超高m，取0.3m。 水封井的设计滤池采用单层加厚均质滤料，粒径0.951.35mm,不均匀系数K80为1.21.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算（1 -叫）2v=180- ,100 X033 = 19.11OH式中：H清水流通过滤料层的水头损，cm；9810.5水的运动黏度，cm2/s，20C时为0.0101 cm2/s；g重力加速度，981 cm2/s；m 滤料孔隙率，取0.5；do与滤料体积相同的球体直径，cm，取为0.1 cm；10 滤层厚度，120 cm；v滤速，v=12m/h=0.3

26、3m/s；滤料颗粒球度系数，天然沙粒 0.750.80,取0.8。根据经验，滤速为812 m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为 3040cm，计算值比经验值低，取经验值的底限30cm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h 94=1128m3h=0.31 m3s式中v设计滤速；f每座滤池的面积；所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式3Q 1.84bh2计算得：h水曲=屠j =慣芸寸=0.19机则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.19+0.52=0.71m2) 反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤头配水配气系统。 反冲洗用水流量Q反的计算反冲洗用水流量按水洗

27、强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为5L/( m2 s)Q 反水=q 水 f=5 94=470L/s=1692 m3/h=0.47 m3/sV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：Q 表水=q 表水 f=0.0018 04=0.1692 m3/s 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A 水干=Q 反水/V 水干=0.47/1.5=0.31m2反冲洗配水干管采用钢管，DN600，流速1.22m/s，反冲洗水由反冲洗配水 干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水 区，反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值，

28、配水支管流速为 1.01.5m/s,取 V 水支=1.0m/s，则配水支管的截面积：A方孔=Q反水/V水支=0.47/1.0=0.47m2此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水方孔，共计30个，孔中心间距0.6m,每个孔口面积：A 小=0.47/30=0.016 m2每个孔口尺寸取0.12 0.12m2,反冲洗水过孔流速：v=0.47/ (2X15X0.12 0.12) =1.09m/s，满足要求。 反冲洗用气量计算Q反气采用鼓风机直接充气，采用两组，一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最 大时的空气流量计算，这是气冲强度为15L/( m2 s)Q 反气=q 气 f=15 94=

29、1410L/s=1.410m3/s 配气系统的断面计算 配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积：Q 阪崔 1.4102= - = = 0,282m2汽干5反冲洗配气干管采用钢管，DN350,流速10.76m/s （在1015m/s之间），反 冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，尤其水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同共计30个，反冲洗用空气通过布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为10m/s左右，配气支管的截面积：上弋支二Q反/叫支二L41 10 = 0.14时每个布气小孔面积：m孔丿弋支加= 0.0

30、047亦孔口直径：气孔二 J 耳“ =0.078（m取 80mm。每孔配气量：。汽卫=反气加=1.41630 = 0.047加%=169.2丹力 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时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：包語題二仝十：-376 =0.376 ；气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量：込宀二 . =1 : : - 1410=1.41气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值，则气水分配干渠的断面积：卜气水=胚弋水/卩水干+。反气+ L41/S

31、 =|0.53祁“3）滤池管渠的布置反冲洗管渠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1.0m，则起端 截面积为0.6m2末端截面积0.4m2两侧沿程各布置15个配水小孔和15个配 气小孔，孔间距0.6m,共30个配水小孔和30个配气小孔，气水分配渠末端所2需最小截面积为0.391/30=0.0130m 末端截面积1.2 m2满足要求。b.排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起端槽高：H 起 H1+H2+H3+H 4+0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m式中H1, H2, H3同前，1.5为气水分

32、配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：H 末 比+日2+日3+日4+0.5 1.00.8 0.1 0.1 1.2 0.5 1.01.7m其中1.0为气水分配渠末端高度0.0435 0.02，符合设计要求。.H 末H 起1.7 1.2iL11.5C.排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟（非满流，n=0.013 ）计算公式校核集水槽排水能力 设集水槽超高0.3m，则槽水位高h 排集 1.2-0.3=0.9m槽宽湿周水流断面水力半径水流速度过流能力实际过水量b排集0.4mX=b+2h=0.4 +2 X).9=2.2m2A排集 b排集 hi排集 0.4 0.90.36m0.164m4.81m / sR A

33、排集 X。362.22 1 2 1R3i20.16430.04352vn0.013Q排集A排集 v 0.36 4.81 1.7316m / s3Q反Q反水 Q表水.345 O.1242 .4692m / s v 1 7316 m3s符合设计要求。进水管渠1）进水总渠道7座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制滤流量设计，流速0.81.2 ，取 V= 1.0 m/s。贝U强制过滤流量：Q岫=1600/3） X 2=122400riT/d=1.42m3/s进水总渠水流断面积：眉逬总=強化142 1=1.42进水总渠宽1.42m,高1m,考虑超高0.3m。则进水总渠高为1.3m。2 ）每座滤

34、池的进水孔每座滤池由进水侧壁开3个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入 滤池。两侧进水孔口在反冲洗时关闭.中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗 时不关闭，供给反冲洗表扫用水。调节闸门的开启度，使其在反冲洗的进水量等 于表扫水用水量。孔口面积按孔口淹没出流公式=小尸算.其总面积按滤 池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m,则孔口总面积：卜彳= ； : 中间孔面积按表面积扫洗水量设计卫申/乳* （Q如） =1.27* （|0/142）=0.152亦 孑L口宽日中孔=1.0m,高中孔=0.134m两个侧孔口设阀门，采用橡胶胶囊充气阀，每个侧孔面积点侧=（卫孔-A中扎）2=（1.27-0.

35、152）捌=0.559亦孔口宽日训孔=1.0m,高侧孔=0.559m3）每座滤池设的宽顶堰为保证进水的稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池的配水渠,再经滤池的配水渠分配到两侧的 V型槽。宽顶堰堰宽= 5m,宽顶堰与进水 总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m,堰上水头由矩形堰的流量公式：Q = 1.84肋彳得：叱矿Q癥（1卫4如顶）2 lo.75.S4 * 5）川=0.l88m4）每座滤池的配水渠进入每座滤池的浑水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入 滤池的V型槽.滤池配水渠宽=0.8m,渠高为1.2m,渠总长等于滤池总宽.则渠长L配渠=2x 3.5=7.0m,当渠水

36、深吨谓=0.8m时，流速（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧 进水孔流去，每侧流量为Q强/2）;配渠=Q（配訥配溟）=1.42 （2 拿 0.8 * 0$）=i.iim/s基本满足滤池进水管渠流速在0.81.2m/s的要求。5）配水渠过水能力校核配水渠的水力半径：尺配樂-配柴h配幕配里+ b配將I。,. a心+ 0,8 + 0.8）=0.27m配水渠的水力坡降：決严駢營）如13 T.11Q丹叽0.001渠水面降落量：必渠*7/2=0.0035m渠离】皿因为配水渠最高水位：+=0.8+0.0035=0.8035,所以配水渠的过水能力满足要求。 V型槽的设计V型槽底设表扫水出水孔，径一般为 2030m

37、m过孔流速为2.0/ms左右。本设计采用K = 0為哄孔=（加厶，间隔0.15m,每槽共计80个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为：你扎0.0254）*80=0.04戸*表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶 0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽 堰顶0.15m。据潜孔出流公式尸,其中Q应为单格滤池的表扫流量。则表面扫洗时V型槽水位高出滤池反冲洗时液面九減=如水S0.站盘孔* （如=饵242它M.盼004鬥（2*貉）=0.19m反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.80严求得，其中b为集水槽长，b=:Q为单各滤池反冲洗流量反苹=反=0.75之=0.285 nn/s,所以， 如膾Q反

38、单心册）285 （1.84 * 12）2亠。如V型槽的倾角采用45 ,垂直高度1m,壁厚0.05m反冲洗时 V型槽顶高出滤池液面的高度为：1-0.15-力排幡=1-0.15-0.06=0.79m反冲洗时V型槽顶高出槽液面的高度为：1-0.15- %時;人鬆=1-0.15-0.06-0.19=0.6m（4）冲洗水的供给可选用冲洗水泵或冲洗水箱供水，本设计采用冲洗水泵。1）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失反洗配水干管用钢管，DN600管流速为1.44m/s,1000i=4.21m，布置管长总计为80m则反冲洗总管的沿程水头损失：=il=0.00421*80=0.34m主要配件及局部阻力系数见下

39、表：配件名称数量/个局部阻力系数90o弯头6 6*0.6=3.6DN600闸阀33*0.06=0.18等径四通22*1.5=36、78A ,_ iT6,73 - 1,44勺一页7= 2小用=0.72 m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路损失伽単刖 + 側=0.34 + 072=1.06m2）清水池最低水位与排水槽堰顶的高差“ y=5m3）滤池配水系统的水头损失4）气水分配干渠水头损失气水分配渠的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上 部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）近似计算。有上计算知气水同时反冲洗时，互弋水=0.376 m 3/s则气水分配渠的水面高

40、为：h反水=Q反T水千臼弋水）.376（1.5屮04）=0.06（m水力半径：尺反水=气初反水/（2h阪比+ J水）亠仆）。6弋2 * 0.06 + 0.1； =0.05m水力坡降：=严前卸血01 1他0屮即=0.011渠的水头损失:皿反贾=反水奴亦=0.011*12=0.132m5）气水分配干渠底部配水方孔水头损失气水分配干渠底部配水方孔水头损失按孔口淹没出流公式，Q=0.8A . 2gh计算。其中Q为，A为配水方孔的总面积。由反冲洗配水系统的断面计算部分容可知，配水方孔的实际总面积为=0.42m。则汕方孔=反气水/册方孔/切=10336/0.8 * 0A22/2g = 0.051m6）查手

41、册得，反洗水经过滤头的水头损失7） 气水同时通过滤头时增加的水头损失气水同时反冲洗时气水比n 154 3.75，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总 面积与滤池过滤总面积之比约为 1.25%，则长柄滤头中的水流速度：% = Q反气池 25V) = Q.336/6 泳 * 肌)=0.32讯用通过滤头时增加的水头损失：如二一01口 + 12内=9810 * 3.75 * (0.01 - 0.01 * 032 + 0.12 * 0322)=702Pa=0.07m2则滤池配水系统的水头损失也:g二“h反水+从方孔+ M徳+ M増 =0.132+0.051+0.22+0.07=0.473m8) 砂滤层的水头损失

42、滤料为石英砂，容重巾=2.65卜卅，水所谓容重为y = 1t mi 牡/m3，石英 砂滤料膨胀前的孔隙率 m0.41，滤料层膨胀前的厚度H31.0m。则滤料层的水头损失：=(2.65-1)*(1-0.41)*1.0=0.97m9) 富裕水头F%取1.5m。则反冲洗水泵的最小扬程为：円水也拙处 + 也 + 旳 + 4=1.06+5+0.473+0.97+1.5=9.003m选四台250S14单级双吸离心泵,三用一备。每台泵流量为576凡如，扬程为 11m(5) 反洗空气的供给1、长柄滤头的气压损失气水同时反冲洗时，反冲洗用空气流量Q反气朮二126m 长柄滤头采用网 状布置，约55个/ m2,则每

43、座滤池共计安装长柄滤头：n=55*84=4620(个)每个滤头的通气量：U6樂100 /4石2 =0.27仏根据厂家提供的数据，在该气体流量下的压力损失最大为：=3000Pa=3KPa2、气水分配渠配气小孔的气压损失反冲洗时气体通过配气小孔流速PFI鸟和说=).035/0. 003K =9.69讥忖压力损失按孔口出流公式 -恋。叭晅计算式中一孔口流量系数，=0.6; A一孔口面积，m2;p 压力损失，mm水柱；g 重力加速度，g 9.8m2 /s ;Q 气体流量，m3/h ;引一水的相对密度，1卩=1。则气水分配渠配气小孔的气压损失 如冗孔=(J孔勺(2 *力00纭少气孔勺)=父巧似 *360

44、02 * 0.62 0. 003152 *9.8) = 0.14 KPa3、配气管道的总压力损失a.配气管道的沿程压力损失反冲洗用空气流量反汽m/s，配气干管用DN500钢管，流速7m/s, 满足配气干管(渠)流速为为 5m/s左右的条件。反冲洗空气管总长为60m气水分配渠的压力损失忽略不计。反冲洗管道的空气气压计算公式卩弋压=(15 + J压)*9.8式中，卩气压一空气压力，kPa;“汽压长柄滤头距反冲洗水面的高度，m “吒压=15川。则反冲洗时空气管的气体压力：P空耳= (1.5 + H-气总 * 9 二懣u心応；=门仝述b.配气管道的局部压力损失：反冲洗空气管配及长度换算系数 K见下表配

45、件名称数量/个长度换算系数K90o弯头50.7*5=3.5闸阀30.25*3=0.75等径三通21.33*2=2.66K6.91当量长度的换算公式：式中：管道当量长度，m d管径，m k长度换算系数。空气管配件换算长度：如=55.5KD = 55.5 * 6,91 7.5=166.9(m)则局部压力损失=1.64:配气管道的总压力损失:- 片- -4) 气水分配室中的冲洗水水压P水压=(H水章-企 Aft反水 占鹿方孔)*931 = (& 9311.06-0* 06-0.051 =76.13 1本系统采用气水同时反冲洗，对气压的要求最不利情况发生在气水同时反冲 洗时。此时要求鼓风机或贮气罐调压

46、阀出口的静压为：P出口 =卩曾+卩气* S压+卩當式中.一输气管道的压力总损失，kPa;P吒配气系统的压力损失，kPa，本题3 = %头+化诂卩氷压气水冲洗室中的冲洗水水压，kPa;P宫一富余压力，取4.9 kPa。所以，鼓风机或储气罐调压阀出口的静压为P出=戶皆 + 卩气+ 卩水压 + P宣=2.23 + (3 十+ 7G, 13 + 4/J =86.4(Ka)5) 设备选型本系统采用气水同时反冲洗，根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力、风量要求选LG40风机3台，二用一备。风量为40，风压为49kPa,电动机功率为55kw,正常工作风量共计80伽加 1.1。反汽“汕 加出，符 合要求

47、。V型槽-排水槽配、清水渠反冲真空管DN350冲洗水（6）计算简图UE MEI IMJTTV型槽f清水DN500水封井冲洗水!干官DN600V型滤池平面图6. 消毒6.1消毒剂选择选择液氯消毒，加氯操作过程简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌 作用。6.2加氯计算1、设计参数设计的计算水量为：Q=183600rm/d=7650m3/h （包括水厂自用水量）采用滤后加氯消毒最大投氯量为a= L仓库储量按30d计算加氯点在清水池前2、设计计算（1）加氯量-=0.001一式中 Q加氯量，阳叫u最大加氯量，皿少L；（2）储存量G:（储氯量按一个月考虑）G=30X 24X 22.95=16524（k

48、g/ 月）（3） 氯瓶数量：采用容量为 500 kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸为： 0600 = 18叫共33只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止 水流进入氯瓶。采用氯库和加氯间合建的方式。（4）加氯机数量：采用120kg/h加氯机三台，两用一备，交替使用。（5）加氯间、氯库水厂所在地主导风向为西北风， 加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的 东南部。因与混凝池距离较远，无法与加药间合建。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时 812次，并安装漏气 探测器，其位置在室地面以上20cm设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到 2 3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风

49、扇动作。为搬运氯瓶方便，氯库设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通 到 氯库大门以外。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH2O供加氯机投药用；在 氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。7. 清水池经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变化并储存消防用水。 此外，在清水池有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。7.1清水池的布置：1）在清水池设置导流墙，以防止池出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30分钟。每座清水池导流墙设置 2条，间距为5.0m,将清水池分成3格。在 导流墙底部每个1

50、米设0.1 x 0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。2）检修孔：在清水池顶部设圆形检修孔 2个，直径为1200mm3）通气管：为了使清水池空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设12个，每格设4个，通气管的管径为200伽，通气管伸出地面 的高度高低错落，便于空气流通。4）覆土厚度：清水池顶部应有 0.51.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环 境。此处取覆土厚度为1.0m。7.2清水池容积计算：清水池的有效容积，包括调节容积、消防储存水量和水厂自用水的调节量。 清水池的总有效容积V=k x Q其中，V-清水池的总有效容积（m3）;K- 经验系数，一般采用10%20%Q设计

51、供水量（n3/d ）.设计中取k=10%Q=1836O0厂/d=7650F/h=2.125川/s （包括水厂自用水量）V=KQ=183600*10%=183607.3清水池平面尺寸：清水池共设4座，则每座清水池的有效容积：卩1 =佔90卅每座清水池的面积：式中71每座清水池的面积，h清水池的有效水深，m设计中取h=4m超高0.3m,则清水池的总高为4.3mj. _ 3240代入数据得：二丁=1148十取清水池的宽度B=30m则清水池的长度为:3清水池有效容积=28*29*4=3248 m7.4清水池各管管径的确定:1）清水池进水管D =厂1 4-0.765-V 式中清水池进水管管径（m） V进

52、水管管流速，回审；|一般取0.7卜“T 设计中取V=0.7 *=| 咖代入数据得：S IO0.58（ m设计中取进水管管径为DN600进水管实际流速为0.66皿用2）清水池出水管由于用户用水时刻变化，清水池出水管应按出水最大流量计算:KQQ i -124式中】一最大流量（巾汕K时变化系数，一般取1.32.5（设计中取时变化系数为1.5）Q 设计流量Qi =1.5 * 183600246匕；4 0.7AS* 7,代入数据得:出水管径:=11475=書逅诜式中清水池出水管管径（m）蛤一出水管管流速，阳）一般取0.7 仰熄设计中取V=0.7n = 代入数据得：2 一出.0.7C 砧=1.2（m）设计

53、中取出水管管径为DN1200出水管实际流速为0.72川佔3）清水池的溢流管：溢流管的直径与进水管管径相同，取 DN600m。在溢流管管端设喇叭口，管 上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池。4）清水池的排水管：清水池的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按2h将池水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径Dg = Jt* 3600 *0,785 V2式中排水管的管径（mt 放空时间（h）（取t=2h）一排水管水流速度（D = f好旳代入数据得：3 m2 3600 t 0.7fi5i 1.2=0.779m设计中取排水管管径为DN800m。清水池的放空采用潜水泵排水，在

54、清水池低水位进行。8设计说明书8.1混合1. 溶液池设两个，每个的有效容积为 52m3。每个池子的规格为长疋宽辭 =5mX4mX2.6m=52m3,其中包括超高 0.2m，置于室地面上。2. 溶解池设2个，每个的容积为13.2m3，每个池子的尺寸为长X宽辭 =3m2.2m2m，高度中包括超高 0.2m。3. 混合池池数n=8，每个池子规格2.2m2.2mX1.95m。8.2絮凝1. 设折板絮凝池4池，每池分并联三组。每组总长度为10m，总宽度为5.58m.2. 絮凝时间为t=15.68min.设计平均水深为3.5m，超高0.3m，池总高3.8m。3. 分三段絮凝区，将絮凝池分成 6格，每格的净

55、宽度为L0=1.5m，每两格为 一絮凝段。第一、二格采用单通道异波折板；第三、四格采用单通道同波折板； 第五、六格采用直板。5.单组絮凝池的水头损失为0.3564 m。8.3沉淀1. 沉淀池采用平流式沉淀池，设计 4池。2. 平面尺寸 BX L 为 50.4mX 12.6m。3. 池总高3m,其中超高0.3m,指形槽标高3.5m。4. 沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长 13m，墙高3.3m （有效水深3m， 用机械刮泥机排泥，其积泥厚度 0.1m，超高0.2m）。5. 沿池长方向布8条穿孔集水槽，为施工方便，槽底平坡。6. 指形槽尺寸为0.4mX113m，0.61m。8.3过滤1. 设计滤速v=12m/h，采用气一水反冲洗,总冲洗时间12min，冲洗周期T=48h,反冲横扫强度1.8L/（s 卅）.滤池冲洗确定（见下表）冲洗强度（L/sm2）冲洗时间（min）第一步（气冲）152第二步（气-水同时）空气154水4第三步（水冲）562 .选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5m,长L单=13m,滤池