1、 2013至2014學年第1學期水質工程學（上）課程設計設計題目：某城市凈水廠工藝設計專 業(yè)：給水排水工程姓 名：吳新楷學 號：1110520055完成日期：2013年12月指導教師：宋亞麗浙 江 科 技 學 院目錄1工程概況41.1設計規(guī)模41.2水源水質42混合42.1加藥系統(tǒng)42.2溶液池設計及計算 42.3溶解池設計及計算42.4混合設備53絮凝 63.1絮凝形式選用63.2折板絮凝池的設計 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設計池體尺寸 134.3進水穿孔墻134.4指形槽134.5出水渠14

2、4.6排泥設施144.6沉淀池水力條件復核145過濾 145.1濾池選擇145.2濾池設計參數(shù)確定 145.3濾池池體設計146消毒 236.1消毒劑選擇236.2加氯計算 237清水池 237.1清水池的布置237.2清水池容積計算247.3清水池平面尺寸247.4清水池各管管徑的確定248設計說明書 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可作為水源，水庫水質為一類地表水，符合生活飲用水水源要求。出廠水質為一類水司標準。主要任務為凈水廠工藝及總平設計。1.1設計規(guī)模設計日產水量為17萬m3 ，水廠自用水量為8%，Qd=170000×1.08=183600m3/

3、d1.2水源水質濁度：10-50度 PH值：色度：10度（鉑鈷標準計） 氨氮（以N計）：0.5mg/L總硬度（以CaCO3計）：100-120mg/L 細菌總數(shù)：400個/mL總大腸菌群數(shù)：2000個/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)（1） 根據(jù)水廠進水水質特點和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） 采用計量泵投加方式，不必另配計量設備。可通過改變計量泵行程或變頻調速改變藥液投量

4、，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。（3） 加藥間與藥劑倉毗鄰設于絮凝池附近，加藥間內保證良好通風，必要時設置通風裝置，藥劑倉做好防潮防腐措施，固定儲存20天的用藥量。2.2溶液池設計及計算 溶液池容積按下式計算： 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每日調制次數(shù)，取n2帶入數(shù)據(jù)，算得W1=50.96m3溶液池設置兩個，每個容積W1，保證清洗溶液池時有備用池。每個池子的規(guī)格為長×寬×高=5m×4m×2.6m=52m3，其中包括超高0.2m。2.3溶解池設計及計算溶解池容積按下式計算：

5、 式中： 溶解池容積（m3），一般采用（）。這里采用0.25W1=W2=12.74m3。每個池子的尺寸為長×寬×高=3m×2.2m×2m，高度中包括超高0.2m。溶解池實際容積w=3m×2.2m×2m=13.2m3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d=100mm，相應流速v=2.86m/s。溶解池底部設管徑100mm的排渣管一根。2.4混合設備 投藥管流量 查水力計算表得投藥管管徑d=50mm，相應流速為0.64m/s。混合設備采用槳板式機械混合槽，機械混合池的優(yōu)點是混合效果好，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 設計水量Q=183600m3/d=7650m3/h，池數(shù)n=8個，混合時間t=30s。 式中：W為有效容積T混合時間n池數(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 ，設計采用1.5m 槳板寬度 ，設計采用0.5m 槳板長度 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） 垂直軸轉速 式中：n0攪拌器轉速（r/min）； V攪拌器外緣速度（m/s）； D0攪拌器直徑（m）。 設計中取 v=

7、3.0m/s，D0=1.5m（5） 槳板旋轉角速度 （6）槳板轉動時消耗功率 式中： （7）轉動槳板所需電動機功率 槳板轉動時的機械總功率1=0.75 傳動效率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)點為水流在同波折板之間曲折流動或在異波折板之間縮放、流流動且連續(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，折板費用較高。 3.2折板絮凝池的設計（1）單池設計流量45900m3/d=19

8、12.5m3/h=0.53125m3/s，共設4個池，每個池分為并聯(lián)的三組，每組設計流量q為0.177m3/s。（2）總絮凝時間為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L0=1.5m，每兩格為一絮凝段。第一、二格采用單

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）絮凝池長度L和寬度B 考慮折板所占寬度為，絮凝池的實際寬度。 考慮隔板所占長度為0.2m，絮凝池實際長度取L=10m，超高0.3m。（2）第一絮凝區(qū)折板的間距及實際流速 峰距 谷距 b2=1.097m 側邊峰距 b3=0.45m 側邊谷距 b4=0.803m 中間峰速 中間谷速 側邊峰速 側邊谷速 （3）水頭損失 ；式中 水頭損失計算： 中間部分： 中間共有15個縮放組合，故：h=15×（0.00199+0.

10、00447）=0.0969m側邊部分： 側邊有6個縮放組合，故：h=6×(0.00117+0.0027)=0.02322m進口及轉彎損失：共一個進口、3個上轉彎和3個下轉彎。上轉彎處水深0.879m，下轉彎處水深0.854m。 進口流速：v3取0.3m/s 上轉彎流速： 下轉彎流速： 每格進口及轉彎損失總損失： 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側邊峰距b2=0.771m側邊谷距b3=1.125m實際流速側邊峰速側邊谷速(2)水頭損失 中間部分：每次轉彎的，共有

11、n=20次轉彎 側邊部分：，F(xiàn)1=0.771×1.5=1.1565，F(xiàn)2=1.125×1.5=1.6875 側邊有6個縮放組合，故h=6×(0.0003+0.0007)=0.006m進口及轉彎損失：共一個進口、3個上轉彎和2個下轉彎。上轉彎處水深0.879m，下轉彎處水深0.5m。進口速度V3取0.16m/s上轉彎流速：下轉彎流速：每格進口及轉彎損失每格總損失： 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 實際流速為 （2）水頭損失：共一個進口及4個轉彎，則單格水頭

12、損失為 總水頭損失H2=2×h=0.0196m 停留時間 速度梯度 3.6絮凝的總GT值絮凝的總水頭損失，絮凝時間t=15.68m, 4. 沉淀4.1參數(shù)確定選用平流式沉淀池，造價低，操作管理方便，施工簡單，處理效果穩(wěn)定。4個沉淀池，沉淀時間t=1h，池內平均水平流速v=14mm/s，單池設計流量45900m3/d=1912.5m3/h，沉淀池和絮凝池合建，中間用穿孔墻隔開。4.2設計池體尺寸單池容積W 池長 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） 每池中間設一導流墻，則每格寬度為b=6.5m4.3進水穿孔墻 沉淀池進口處用磚砌穿孔墻布水，墻長13m

13、，墻高3.3m（有效水深3m，用機械刮泥機排泥，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取堰上負荷為440，則指形槽長度：L=0

14、.53*24*3600440=104m8個集水槽，雙側進水。每根槽長：13m則集水槽總長度L=8×2×13=208>104 符合條件起點槽中水深：H1=0.75b=0.75*0.326=0.2445m終點槽中水深：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，堰口應保證水平。出水渠寬度采用1m。在出水渠前增設指形槽，降低出水渠負荷。 4.

15、5排泥設施采用機械排泥，排泥效果好。在池末端設集水坑，通過排泥管定時開啟閥門，靠重力排泥。池內存泥區(qū)高度為0.1m，池底有1.5坡度，坡向末端積泥坑（每池一個），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-池內平均水深，m，此處為3.1mt-放空時間，s，此處取2.5h4.6沉淀池水力條件復核水力半徑R佛羅德數(shù)Fr（在規(guī)定范圍內）5. 過濾5.1濾池選擇考慮到本水廠的設計規(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，出水效果好。5.2濾池設計參數(shù)確定濾速v=

16、12m/h第一步氣沖沖洗強度q氣1=15L/(S·m2)；第二步氣水同時反沖洗，空氣強度q氣2=15L/(S·m2)，水強度q水1=4L/(S·m2)；第三步水沖洗強度q水2=5L/(S·m2)。第一步氣沖時間t氣=2min，第二步氣水同時反沖洗時間t氣水=4min，第三步水沖洗時間t水=6min，沖洗時間共計t=12min=0.2h沖洗周期T=48h。表面掃洗強度1.8 L/(S·m2)5.3濾池池體設計濾池工作時間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L單=13m，面積45.5m2。共7座，每座面積f=94m2，總面積658m2校核強制濾速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進水系統(tǒng)跌差（包括進水槽孔洞水頭損失及過水堰跌差），取

18、0.5m；H7進水總渠超高m，取0.3m 。水封井的設計濾池采用單層加厚均質濾料，粒徑0.951.35mm，不均勻系數(shù)K80為1.21.6，均質濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算 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：水流通過濾料層的水頭損，cm；水的運動黏度，cm²/s，20時為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)經驗，濾速為812 m/s時，清潔濾料層的水頭損失一般為3040cm，計算值比經驗值低，取經驗值的底限30cm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0.22m，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=0.3+0.22=0.52m,為保證正常過濾時池內液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：因為每座濾池過濾水

20、量：Q單=vf=12×94=1128m³/h=0.31 m³/s式中 v設計濾速； 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，清潔濾料層過濾時，濾池液面比濾料層高0.19+0.52=0.71m2）反沖洗管渠系統(tǒng)本設計采用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)。反沖洗用水流量Q反的計算反沖洗用水流量按水洗強度最大時計算，單獨水洗時反洗強度最大為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，表面掃洗同時進行，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)的斷面計算配水干管進口流速應為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1.01.5m/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，沿渠長方向兩側各均勻布置15個配水方孔，共計30個，孔中心間距0.6m，每個孔口面積：A小=0.47/30=0.016 m²每個孔口尺寸取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。反沖洗用氣量計算Q反氣采用鼓風機直接充氣，采用兩組,一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強度最大時的空氣流量計算，這是氣沖強度為15L/( m²·s)Q反氣=q氣f=15×94=1410L/s=1.410m3/s配氣系統(tǒng)的斷面計算 配氣干

23、管進口流速應為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，尤其水分配渠兩側的布氣小孔配氣到濾池底部布水區(qū)。布氣小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計30個，反沖洗用空氣通過布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每個布氣小孔面積：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的流量：Q反氣水=q水=4*94=376Ls=0.376m3s氣水同時反沖洗時反沖洗空氣的流量：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0.4m²，兩側沿程各布置15個配水小孔和15個配氣小孔，孔間距0.6m，共30個配水小孔和 30個配氣小孔，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,符合設計要

26、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）計算公式校核集水槽排水能力。設集水槽超高0.3m，則槽內水位高槽寬 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 實際過水量 1.7316 m³/s，符合設計要求。進水管渠1）進水總渠道7座濾池分成獨立的兩組，每組進水總渠過水流量按強制濾流量設計，流速0.81.2ms，取V1.0 m/s。則強制過濾流量：Q強=(1836003)×2=122400m3/d=1.42m3/s進水總渠水流斷面積：A進總=Q強v=1.421=1.42m2進水總渠寬1.42m

27、,高1m，考慮超高0.3m。則進水總渠高為1.3m。 2）每座濾池的進水孔每座濾池由進水側壁開3個進水孔，進水總渠的渾水通過這三個進水孔進入濾池。兩側進水孔口在反沖洗時關閉.中間進水孔孔口設手動調節(jié)閘板,在反沖洗時不關閉,供給反沖洗表掃用水。調節(jié)閘門的開啟度，使其在反沖洗的進水量等于表掃水用水量。孔口面積按孔口淹沒出流公式:Q=0.8A2gh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,則孔口總面積：A孔=Q強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計A中孔=A孔*（Q表水Q強）=1.27*（0.171.42）=0.152m2孔口寬

28、B中孔=1.0m,高H中孔=0.134m 兩個側孔口設閥門，采用橡膠膠囊充氣閥，每個側孔面積A側=（A孔-A中孔）2=（1.27-0.152）2=0.559m2孔口寬B側孔=1.0m,高H側孔=0.559m 3）每座濾池內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過寬頂堰進入每座濾池內的配水渠,再經濾池內的配水渠分配到兩側的V型槽。寬頂堰堰寬b寬頂5m,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:Q=1.84bh32得：h寬頂=Q強1.84b寬頂23=0.751.84*523=0.188m4)每座濾池的配水渠進入每座濾池的渾水經過寬頂堰溢流至配水渠

29、,由配水渠兩側的進水孔進入濾池內的V型槽.濾池配水渠寬b配梁=0.8m,渠高為1.2m,渠總長等于濾池總寬.則渠長=2×3.5=7.0m，當渠內水深h配渠0.8m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/2)； v配渠=Q強2b配渠h配渠=1.422*0.8*0.8=1.11m/s基本滿足濾池進水管渠流速在0.81.2m/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（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渠內水面降落

30、量:h渠 =i渠L配渠2=0.001*72=0.0035m<渠高1m因為配水渠最高水位: h配渠+h渠=0.8+0.0035=0.8035,所以配水渠的過水能力滿足要求。V型槽的設計 V型槽底設表掃水出水孔，內徑一般為2030mm，過孔流速為2.0/ms左右。本設計采用dv孔=0.025m,vv孔=2.0m/s，間隔0.15m, 每槽共計80個。 則單側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應為單格濾池的表掃流量。則表面掃

31、洗時V型槽內水位高出濾池反沖洗時液面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，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V型槽頂高出濾池內液面的高度為：1-0.15-h排槽=1-0.15-0.06=0.79m反沖洗時V型槽頂高出槽內液面的高度為：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，本設計采用沖洗水泵。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,管內流速為1.44m/s,1000i=4.21m，布置管長總計為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)見下表：配件名稱數(shù)量/個局部阻力系數(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。有上計算知氣水同時反沖洗時， Q反氣水= 0.376 m3/s則氣水分配渠內的水面高為：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出流公式，計算。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)的斷面計算部分內容可知，配水方孔的實際總面積為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）查手冊得，反洗水經過濾頭的水頭損失h濾0.22m7）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

35、約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度:v增=Q反氣水1.25%f=0.3361.25%*84=0.32ms通過濾頭時增加的水頭損失: 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程為：H水泵=H0+h1+h2+h3+h4=1.06+5+0.473+0.97+1.5=9.003m選四臺250S14單級雙吸離心泵,三用一備。每臺泵流量為576m3h，揚程為11m。(5) 反洗空氣的供給1、長柄濾頭的氣壓損失p濾頭氣水同時反沖洗時，反沖洗用空氣流量Q反氣水=1.26m3s。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:n=55*84=4620(個)每個濾頭的通氣量：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氣孔反沖洗時氣體通過配氣小孔流速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

38、足配氣干管（渠）流速為為5m/s左右的條件。反沖洗空氣管總長為60m，氣水分配渠內的壓力損失忽略不計。反沖洗管道內的空氣氣壓計算公式 P氣壓=1.5+H氣壓*9.8式中，P氣壓空氣壓力，kPa; H氣壓長柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，H氣壓=1.5m。則反沖洗時空氣管內的氣體壓力: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度換算系數(shù)見下表配件名稱數(shù)量/個長度換算系數(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當量長度的換算公式： l0=55.5KD1.2式中: l0管道當量長度，m； D管徑，m；K長度換算系數(shù)。空氣管配件換算長度: 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，鼓風機或儲氣罐調壓閥出口的靜壓為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)設備選型本系統(tǒng)采用氣水同時反沖洗， 根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力、風量要求選LG40風機3臺，二用一備。風量為40m3min，

41、風壓為49kPa，電動機功率為55kw，正常工作風量共計80m3min>1.1Q反氣=79m3min，符合要求。（6）計算簡圖 V型濾池平面圖6. 消毒6.1消毒劑選擇選擇液氯消毒，加氯操作過程簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。6.2 加氯計算1、設計參數(shù)設計的計算水量為：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倉庫儲量按30d計算加氯點在清水池前 2、設計計算（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、儲存量G：(儲氯量按一個月考慮)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。另設中間氯瓶一只，以沉淀氯氣中的雜質，還可防止水流進入氯瓶。采用氯庫和加氯間合建的方式。（4）加氯機數(shù)量： 采用120kg/h加氯機三臺，兩用一備，交替使用。 （5）加氯間、氯庫 水廠所在地主導風向為西北風，加氯間靠近濾池和清水池，設在水廠的東南部。因與混凝池距離較遠，無法與加藥間合建。在加氯間、氯庫低處各設排風扇一個，換氣量每小時812次，并安裝漏氣探測器，其位置在室內地面以上20cm。設置漏

43、氣報警儀，當檢測的漏氣量達到23mg/kg時即報警，切換有關閥門，切斷氯源，同時排風扇動作。為搬運氯瓶方便，氯庫內設單軌電動葫蘆一個，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，照明和通風設備在室外設開關。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20mH2O，供加氯機投藥用；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。7.清水池經過處理后的水進入清水池，清水池可以調節(jié)水量的變化并儲存消防用水。此外，在清水池內有利于消毒劑與水充分接觸反應，提高消毒效果。7.1清水池的布置：1）在清水池內設置導流墻，以防止池內出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時間不小于30分

44、鐘。每座清水池內導流墻設置2條，間距為5.0m，將清水池分成3格。在導流墻底部每個1米設0.1×0.1m的過水方孔，使清水池清洗時排水方便。2）檢修孔：在清水池頂部設圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。3）通氣管：為了使清水池內空氣流通，保證水質新鮮，在清水池頂部設通氣孔，通氣孔共設12個，每格設4個，通氣管的管徑為200，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣流通。4)覆土厚度：清水池頂部應有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清水池容積計算： 清水池的有效容積，包括調節(jié)容積、消防儲存水量和水廠自用水的調節(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-經驗系數(shù)，一般采用10%20%； Q-設計供水量（m³/d）.設計中取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設計中取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）清水池進水管 D1=Q4*0.785*V式中D1清水池進水管管徑(m)V進水管管內流速，(ms)一般取0.71ms設計中取V=0.7ms代入數(shù)據(jù)得：D1=0.754*0.785*0.7=0.58（m）設計中取進水管管徑為DN600，進水管內實際流速為0.66ms2)清水池出水管由于用戶用水時刻變化，清水池出水管應按出水最大流量計算：Q1=KQ24式中Q1最大流量(m3h) K時變化系數(shù)，一般取1.32.5(設計中取時變化系數(shù)為1.5)Q設計流量(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出水管管內流速，(ms)一般取0.71ms設計中取V=0.7ms代入數(shù)據(jù)得：D2=3.18754*0.785*0.7=1.2(m)設計中取出水管管徑為DN1200，出水管內實際流速為0.72ms3）清水池的溢流管：溢流管的直徑與進水管管徑相同，取DN600mm。在溢流管管端設喇叭口，管上不設閥門。出口設置網(wǎng)罩，防止蟲類進入池內。4）清水池的排水管：清水池內的水在檢修時需要放空，因此應設排水管。