凈水廠課程設計計算說明書

1、城固縣給水工程設計摘要本設計為城固縣給水工程設計，工程設計規(guī)模為76923 m3/d。凈水工程的設計主要包括配水廠的設計計算和凈水廠的設計計算。凈水廠的設計包括凈水廠的位置選擇、水處理工藝流程的確定、處理構筑物的設計計算以及水廠的平面和高程布置。通過技術經(jīng)濟比較，確定凈水廠的工藝流程選用方案： 原水靜態(tài)混合器網(wǎng)格絮凝池斜管沉淀池V型濾池消毒清水池二級泵站城市管網(wǎng)關鍵詞：給水工程設計、水廠工藝、V型濾池、城市管網(wǎng)。設計說明書一 設計水量第一節(jié) 最高日用水量一、各項用水量 設計給水工程首先要確定設計水量。通常將設計用水量作為設計水量。 設計用水量是根據(jù)設計年限內用水單位數(shù)，用水定額和用水變化情況所

2、預測的用戶用水總量。設計用水量包括下列用水：1、綜合生活用水量Q1，包括居民生活用水量和公共建筑及設施用水；2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量Q2；3、澆灑道路和綠地用水量Q3；4、工業(yè)企業(yè)工作人員生活用水量Q4；5、未預見水量及管網(wǎng)漏失水量Q5；6、消防用水量Qx；各用水量計算結果如下：Q1=3×10（m/d） Q2=3×10（m/d） Q3=3000（m/d） Q4=6930（m/d）Q5 =6993(m/d) 最高日用水量Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=76923 m3/d三 凈水廠第一節(jié) 混合1.溶液池分成2格，每格的有效容積為3.7 m³。有效高度為1.2m，超

3、高0.2m,每格實際尺寸為1.8×1.8×1.4m，置于室內地面上。2.溶解池分成2格，每格的容積為1.1 m3，有效高度為0.8m，超高0.2m,每格實際尺寸為1.2×1.2×1.0m。池底坡度采用2.5%，池底設排渣管。3.溶解池攪拌設備采用中心固定式平漿板式攪拌機。漿板直徑400mm，漿板深度為0.7mm，質量100kg. 溶解池置于地下，池頂高出室內地面0.5m。4.藥劑庫平面尺寸為10×10 m2，高度為4.5m。設3臺活塞式隔膜計量泵（2用1備），單臺投加量600L/h5.靜態(tài)混合器設3節(jié)混合元即n3，混合器距離絮凝池10m，混合時

4、間為13s。 D750 mm6水流過靜態(tài)混合器的水頭損失為：h0.62 m第二節(jié) 絮凝1.設網(wǎng)格式絮凝池兩組，每組設兩池。每組總長度為17.2m，總寬度為8.7m.2.絮凝時間為t=10min.設計平均水深為2.7m，超高0.3m，池總高3.0m。3.絮凝池有效容積147m3,有效面積54.4m2,設計每格為正方形，邊長1.5m，每池分格數(shù) 25格。4. 1、2、3、4為三層網(wǎng)格，5、6、7為雙層網(wǎng)格，815為單層網(wǎng)格，后段不設網(wǎng)格。前段密網(wǎng)格尺寸為80mm×80mm,中段疏網(wǎng)格尺寸為100mm×100mm。5.單池絮凝池的水頭損失為0.232 m。第三節(jié) 沉淀1.沉淀池采

5、用異向流斜管沉淀池，近期設計2組。2. 清水區(qū)平面尺寸B×L為16.8m×10m，進水區(qū)沿16.8m長一邊布置。3.池總高4.37m，其中超高0.3m，清水區(qū)高1.2m，配水區(qū)高1.2m，排泥水槽高0.8m。4. 穿孔墻布于布水區(qū)1.2m的范圍內，孔分四層，每層69個，每個洞口尺寸定為15cm×8cm，共276個。5. 沿池長方向布10條穿孔集水槽，中間為2條集水渠，為施工方便，槽底平坡。6.集水槽中心距1.0m，每槽長3.95m；槽寬為0.2m，槽高為：0.50m，集水槽雙向側開孔，孔徑：d=25mm，每側孔數(shù)為90 個，孔距為10 ，集水槽超高取0.15m，7

6、. 集水渠起端水深為0.51 m,集水槽頂與集水渠頂相平，集水槽水流進入集水渠時應自由跌水，跌水高度取0.08m，水渠總高1.22m，出水管取DN800.8. 采用穿孔管橫向布置，沿與水流垂直的方向共設8根，雙側排泥至集泥渠，集泥渠長17.2 m，B×H=0.3m×0.3m,孔眼采取等局布置，穿孔管長為10m，首末端積泥比為0.5，穿孔管直徑為150mm，孔眼向下和中垂線成45°角，并列排列，共24個孔眼，采用氣動快開式排泥閥。第四節(jié) 過濾1.設計濾速v=10m/h，采用氣水反沖洗, 總沖洗時間10min，沖洗周期T=24h,反沖橫掃強度1.8L/(s·

7、). 濾池沖洗確定(見下表)沖洗強度（L/sm2）沖洗時間（min）第一步（氣沖）153第二步（氣-水同時）空氣154水4第三步（水沖）522選雙格V 型濾池,池底板用混凝土,單格寬B=4.0m,長L=6.0m,單格面積24 ,共分8座,左右對稱布置,每座面積f=48 ,總面積384 。3. 濾池超高H=0.3m，濾池口水深H=1.5m，濾層厚度H=1.0m，濾板厚H=0.13m濾板下布水區(qū)高度H=0.9m，其中沖洗時形成的氣勢層厚度為(0.10.15m)，濾池總高度：H=4.23m。4. 濾池采用單層加厚均粒濾料,粒徑0.951.35 ,不均勻系數(shù)1.21.6，設計水封井平面尺寸2m

8、5;2m,堰底板比濾池底板低0.3m，水封井總高0.11m。5.長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)<1>長柄濾頭安裝在混凝土濾板上,濾板固定在梁上,濾板用0.05m 后預制板上澆注0.08m 后混凝土層,濾板下的長柄部分浸沒于水中,長柄上端有小孔,下端有豎向條縫,氣水同時反沖洗時,約有2/3 空氣有上緣小孔進入,1/3 空氣由縫隙進入柄內,長炳下端浸沒部分還有一個小孔,流進沖洗水,這部分氣水在柄內混合后有長柄濾頭頂部的條縫噴入濾層沖洗.<2>長柄濾頭固定板下的氣水室高度為0.70.9m,其中沖洗時形成的氣墊層厚度為0.10.15m.<3>向長柄濾頭固定板下氣水室配氣的出口

9、應該緊貼濾頭固定板的底面，由配水干管向氣水室配水的支管出口應該緊貼池底。<4>長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙與濾池過濾面積之比為1/80，每平方米的濾頭數(shù)量為4964 個。<5>沖洗水和空氣同時通過長柄濾頭的水頭損失按產(chǎn)品的實測資料確定。<6>向長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)氣水室配氣的干管的進口流速為5m/s 左右；配氣支管或孔口流速為10m/s 左右。配水干管進口流速為1.5m/s 左右；配水支管或孔口流速為11.5m/s.6. 反沖洗配水干管用鋼管DN450,流速v=1.51 m/s，沿渠長方向兩側各均勻布置14 個配水方孔.共28 個,孔中心間距0.6m每個孔口尺

10、寸取0.09m×0.09m。7.沿渠長方向兩側各均勻布置14 個配水方孔.共28 個,孔中心間距0.6m，每個孔口尺寸取0.09m×0.09m。8. 反沖洗配氣干管用鋼管DN450,流速4.53 m/s.布氣小孔緊貼濾板下緣,間距與布水方孔相同,共計28個，孔徑60mm。9.濾池管渠的布置:(1)氣水分配渠起端寬0.45m,高取1.5m,末端寬取0.45m,高取1m,則起端截面積0.675 ,末端截面積0.45 ,兩側沿程各布置16 個配水小孔和16 個布水方孔,孔間距0.6m,共32 個配氣小孔和32 個配水方孔。(2)排水集水槽起端1.43m，末端1.93m，底坡0.0

11、42.(3)進水總渠水流端面積A =0.73 ，進水總渠寬0.9m,水面高0.9m.(4) 濾池由進水側壁開三個進水孔,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, B=1.0m.高 H =0.10m, B=1.0m,高H =0.325m.(5) 寬頂堰寬b 5m,寬頂堰與進水渠平行設置，h 0.17m(6) 濾池配水渠寬b 0.6m,渠高1.0m,渠長L 10m。10.V型槽設計：（1）V 形槽槽底設表掃水出水孔直徑取d=0.020m,間隔0.15m.每槽共計50 個，表面水出水孔低于排水集稅槽堰頂

12、0.15m,即V 形槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。（2）V 形槽傾角45 度,垂直高度1m,壁厚0.05m.反沖洗時V 形槽頂高出槽內液面的高度為1.39 m11.反沖洗水的供給：（1）反沖洗配水干管用鋼管DN450,管內流速1.51 m/s, 反沖洗水水泵最小揚程為:H =10.14 m，（2）選用三臺300S12A型單級雙吸離心泵，兩用一備，揚程為12m,水泵流量為790，采用Y200L型三相鼠籠式異步電動機，功率30KW。12.反沖洗氣的供給（1）長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約60 個/，則每座濾池共計安裝長柄濾頭2880 個每個濾頭的通氣量0.72×1000/28800.2

13、5L/s。（2）鼓風機或儲氣罐調節(jié)閥出口的靜壓力為:P =P +P +P +P =2.03+3.14+24.91+4.9=34.98 KPa（3）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,要求選用四臺L41-40/0.5羅茨風機,三用一備,風量為40.0m3 /min，風壓49 KPa,電動機采用 JQ81-6,電機功率40KW。第五節(jié) 消毒1.采用液氯消毒。凈水廠內按一點加氯設計，并考慮在送水泵房吸水井內實行季節(jié)性補氯。加氯點設在濾池清水池的進水管上。2. 設計加氯量a=1.0mg/l,補氯量按=0.5mg/l計，倉庫儲氯量按30天計算。3. 總加氯量 Q總=5.289 kg/h，

14、儲氯量 G=30×24 Q總=3808.08 kg采用容量為1000kg的液氯鋼瓶，共4只。另設中間氯瓶一只，以沉淀氯氣中的雜質和防止水流進入氯瓶。4.氯機的選用ZJ-2 型轉子加氯機2臺，加氯量210Kg/h，外型尺寸：B×H=330×370，氯瓶不得與水射器或被處理的水體直接接觸。校核設備：SGT-2 地上衡，最大稱重量為2 噸。加氯間尺寸為。第六節(jié) 清水池1. 清水池設計分相等容積的兩座，采用正方形清水池。有效水深5.5m，超高0.5m,正方形水池邊長為40 m。2. 管道設計：（1） 進水管 每池配置一根進水管，采用DN1000 鑄鐵管。（2） 出水管：清

15、水池采用兩條輸水管連接吸水井，每條輸水管直徑采用DN1000 鑄鐵管，采用一條DN300的排水管。（3） 溢水管：與進水管相同的直徑即DN1000 鑄鐵管（4） 通風管：根據(jù)給水排水快速設計手冊，取通風管的直徑為DN200,每池12根。共24根。（5） 人孔：為方便檢修，清水池的對角上各設一個，每池設2 個。采用尺寸為DN1600mm。3.清水池標高（1） 水廠的地面絕對標高474.0m，考慮到水廠構筑物的布置和各構筑物之間的管路損失以及構筑物內的損失采用：（2） 清水池內最高水位絕對標高為：473.5 m。（3） 池頂絕對標高為：474.0m。（4） 池底絕對標高標高為：468.0m。第七節(jié)

16、 二泵房1. 不設水塔，采用變頻調速泵與定速泵結合的方式，滿足每個時段市政用戶對水量和水壓的需求。其中早七時至晚八時作為一級，此時段中最高一小時用水量為4644.13，晚九時至次日六十作為第二級，此時段最高一小時用水量為2973.23。2. 泵站第一級工作時的最高設計工作流量 Q1=4644.13m3/h ，揚程38.39m 。泵站第二級工作時的最高設計工作流量 Q2=2973.13m3/h，揚程37.67 m。3. 選用兩臺臺定速泵、一臺調速泵，均為同樣型號500S35型水泵，互為備用，第一級工作時兩臺定速泵、一臺調速泵并聯(lián)工作，第二級工作時一臺定速泵、一臺調速泵并聯(lián)工作。4. 水泵機組的基

17、礎設計：水泵占地 長2.8m×寬1.1m× 高1.6m5. 管道及閥門選擇：（1）吸水管管徑DN600mm，流速v=1.52m/s；（2）壓水管管徑DN500mm，流速v=2.19 m/s；（3）輸水管管徑DN=700mm，流速v=2.35m/s。（4）聯(lián)絡管管徑同輸水管，取700mm。（5）每臺水泵單獨設有壓水管，并設有電動操作閥，型號D971X（H、F），DN500mm，L127mm，W=212kg；手動常開檢修閥門，型號為，DN500mm，L540mm，W678kg；為預防停泵水錘，還配有液壓緩閉蝶形止回閥，型號HBH41H-10，DN=500mm， L=229mm，

18、W368kg。（6）每臺水泵都單獨設有吸水管，并設有手動常開檢修閥門，型號為，DN600mm，L600mm，W951kg。（7）泵房內管路采用直進直出布置，直接敷設在室內地板上。6. 根據(jù)清水池最低水位相對標高，確定泵房為矩形半地下式。7.吸水井尺寸長度為7200mm（根據(jù)管道布置調整為12500），吸水井寬度為2500mm（最終調整為3000），吸水井高度為7300mm(包括超高300)。管道配件的選取列表名 稱安裝位置型 號規(guī) 格單位數(shù)量喇叭口吸水口DN900 600個390度彎頭吸水口DN=600mm,e=12mm,t=600mm,W=210kg個3手動常開檢修閥（自帶伸縮節(jié)）吸水管DN

19、=600mm，L=600mm，W=951kg個3偏心漸縮管吸水管DN600 500mm，L=360mm，W=100kg個3液壓緩閉蝶形止回閥壓水管HBH41H-10DN=500mm，L=229mm，W368kg個3電動操作閥壓水管D971X（H、F）DN=500mm，L127mm，W212kg個3手動常開檢修閥（自帶伸縮節(jié)）壓水管DN=500mm，L540mm，W678kg個3同心漸縮管壓水管DN=500 350mm，L=460mm，W=64kg個5同心漸縮管壓水管DN=700 500mm，L=460mm，W=154kg個890度彎頭聯(lián)絡管DN=600mm,e=13.2mm,t=705mm,W

20、=338kg個2三通聯(lián)絡管DN700 700mm L=1100mm,W=510kg個8手動常開檢修閥輸水管DN=600mm，L=600，W=951kg個28.泵房尺寸的確定500S35水泵軸線標高470.915m泵房底面標高泵軸線標高H基礎露出地面部分470.9150.800.20= 469.915m。泵房挖深4.085 m基礎埋入水泵房底平面1.400m。泵房寬度設計為16.800m，9.輔助設備的選擇1)計量設備 在送水管設有電磁流量計，采用MT900F系列，DN=700mm。2)起重設備 選取LD-A型電動單梁起重機，運行速度30m/min，起重重量3t，跨度16m，起升高度12m。3)

21、排水設備 為了保持泵房環(huán)境整潔和安全運行，必須排出水泵填料盒滴水、閘閥和管道接口的漏水，檢修設備時泄放的存水以及地溝滲水等。因此沿基礎設一條集水槽，泵房一角設1500mm×1500mm×2000mm的集水坑，內置一臺QD78-65型潛水泵。10.通風設備 本泵站采用自然通風。第六章 凈水廠總體布置第一節(jié) 凈水廠的流程及平面布置一、水廠平面布置 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安排布置的。首先，將辦公樓、宿舍樓、食堂、等建筑物組合為一區(qū)，即生活區(qū)；其次，將維修車間、倉庫、車庫等組合為一區(qū)，即維修區(qū)；再次，將

22、加礬間、礬庫、加氯間、氯庫合建為一個整體，即為加藥區(qū)。二、水廠流程凈水構筑物按直線型布置，依次為機械攪拌澄清池、普通快濾池、清水池、配水井和送水泵房。為了保證日常交通和物料運輸?shù)姆奖?，在主要構筑物的附近都有道路到達。為了避免施工的影響，所有構筑物之間都留有一定的間距。高程布置中，各構筑物之間水流為重力流，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。具體如圖所示。第二節(jié) 附屬建筑物凈水廠的附屬建筑按功能分生產(chǎn)性和生活性兩大類。生產(chǎn)性包括：化驗室，機修間，車庫，辦公用房等；生活性包括：食堂，浴室，鍋爐房，傳達室，宿舍等。此外水廠內其他一些建筑物；如堆

23、場，車棚，圍墻，籃球場。各尺寸見下表：附屬構筑物面積（）人員（個）化驗室1004機修車間1306電修間323泥木工間，儀表修理間201倉庫150車庫45辦公用房180食堂70浴室45廁所20傳達室20值班宿舍4宿舍72運動場150堆場50第三節(jié) 凈水廠綠化與道路廠內道路多數(shù)為8米，包括人行道1.5米。所有道路的轉彎半徑均為6米。綠地由草地、綠籬、花壇、樹木配合構成，面積大的可以在中間設建筑小品和人行走道形成小型花園。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都設綠地。在建筑物或構筑物與道路之間的帶狀空地進行綠化布置，形成綠帶。在主要道路兩側栽種懸鈴木；在構筑物附近栽種夾竹桃等小喬木；在需要圍護的地方設綠

24、籬，既起到隔離的作用，又可以達到美化的效果。水廠四周設置高2.50米的防護圍墻，采用磚砌圍墻。為了使水廠整體效果比較好，所以要求建筑物和構筑物的外形設計盡量協(xié)調，顏色的選用也應考慮用同一色系。設計計算書一水量計算1. 最大日用水量計算（1） 綜合生活用水量計算：該縣為中小城市，城市分區(qū)為二區(qū)，依據(jù)規(guī)范，取最高日用水定額為q200L/cap·d，設計人口為15萬人，自來水普及率為100%。則最高日綜合生活用水量：Qq×N×f200×10×15×10×100%3×10（m/d）（2） 工業(yè)企業(yè)用水量計算：該縣工業(yè)企業(yè)用

25、水與生活用水之比為1:1，則工業(yè)企業(yè)用水量為Q2=3×10（m/d）（3） 澆灑道路和綠化用水量計算： 澆灑道路用水量占前兩項之和的5%，則澆灑道路和綠化用水量Q5%×（Q1+Q2）=3000（m/d）,一天兩次澆灑，每次澆灑兩小時，分別為上午9時到11時，下午15時到17時。(4) 管網(wǎng)漏失水量計算依規(guī)范，管網(wǎng)漏失水量取前三項之和的11%，則管網(wǎng)漏失水量Q4=(Q1+Q2+Q3)×11%=6930（m/d）（4） 未預見水量計算：依據(jù)規(guī)范，未預見水量取前四項水量之和的10%，即：未預見水量Q5（ Q Q Q+Q4）×106993(m/d)（5） 最大日

26、總用水量計算：QQ Q Q Q+Q576923(m/d)2. 最大時用水量計算：（1） 根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)列出居民生活用水、工企業(yè)生活用水、生產(chǎn)用水及城市總用水的逐時用水量變化，列入“A縣城區(qū)最高日逐時用水量變化計算表”（2） 根據(jù)“A縣城區(qū)最高日逐時用水量變化計算表”繪制“最大日用水量時變化曲線”。（3） 最高日最高時用水量占日用水量的6.04%，平均時占4.17%，則小時變化系數(shù)為=1.45.最高日最高時用水量為4647m3/h,最高日平均時用水量為3205 m3/h。3. 消防用水量計算： 查給水工程（第四版教材）523頁附表3，該縣城同一時間內的火災次為2次，一次滅火用水量45L/s，消

27、防歷時取2小時；消防用水量Q2×3600×35×10×2504 m五給水廠工藝計算（I）設計水量計算根據(jù)規(guī)范，水廠設計水量按最高日平均時流量計算，即Q=3526 m3/h是考慮水廠本身用水量的系數(shù)，以供沉淀池排泥、濾池沖洗等用水，一般取1.051.10，本設計中取1.10.（II）給水處理構筑物設計（一）混合1混凝劑的選用混凝劑種類很多，按化學成分可分為無機和有機兩大類。根據(jù)水源水質情況，本次設計選用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，聚合氯化鋁對水的PH值變化適應性較強，投加量較少，混凝效果好，對人體健康無害，使用方便，價格適中。冬季低溫季節(jié)，源水濁度低時

28、，可投加少量活化硅酸作為助凝劑，使得絮凝體的尺寸和密度加大，沉速加快。2 設計計算（1） 溶液池容積W2設計流量按最高日平均時算即Q= 3526m3/h；最大投加量a=26mg/L，溶液濃度c=15%;1天調制次數(shù)n=2，溶液池分為2格。溶液池調節(jié)溶積為：W2=aQ/417cn=7.33m³.取7.4 m³，溶液池分成2格，每格的有效容積為3.7 m³。有效高度為1.2m，超高0.2m,每格實際尺寸為1.8×1.8×1.4m，置于室內地面上。（2）溶解池W1：W1=0.3W2=0.3×7.33=2.2 m3溶解池分成2格，每格的容積為

29、1.1 m3，有效高度為0.8m，超高0.2m,每格實際尺寸為1.2×1.2×1.0m。池底坡度采用2.5%，池底設排渣管。溶解池攪拌設備采用中心固定式平漿板式攪拌機。漿板直徑400mm，漿板深度為0.7mm，質量100kg. 溶解池置于地下，池頂高出室內地面0.5m。（3）加藥間：a)混凝劑的固定儲備量按最大投加量的715天計算，本設計取10天儲備量。即W=26×10-3×76923×10=20000kg=20tb)藥劑按每袋25kg計算，藥劑袋數(shù)為：N=800（袋）c)有效堆放面積A： A=NV/H(1-e) 式中， H-藥劑堆放高度，1.

30、5m； V-每袋藥劑體積，0.5×0.4×0.2=0.04m3 ；e-堆放孔隙率，堆放時e=20%。 A=800×0.04/1.5×(1-0.2)=27m2 則藥劑庫平面尺寸為10×10 m2，高度為4.5m。設3臺活塞式隔膜計量泵（2用1備），單臺投加量600L/h（4）管式靜態(tài)混合器：設計水量為Q= 3526m3/h=0.98 m3s，每組混合器處理水量為0.49m3s，水流速度取112ms：。靜態(tài)混合器設3節(jié)混合元即n3，混合器距離絮凝池10m，混合時間為13s。靜態(tài)混合器直徑為： D750 mm水流過靜態(tài)混合器的水頭損失為： hO118

31、4×n×Q0.1184×3×0.490.62 m（二） 絮凝1. 設計參數(shù)網(wǎng)格式絮凝池兩組，每組設兩池。每池設計水量為=0.245 m3/s.絮凝時間為t=10min.設計平均水深為2.7m。2. 設計計算1） 絮凝池有效容積V V=Qt=0.245×10×60=147 m3絮凝池有效面積為：A1=V/H=147/2.7=54.4 m2水流經(jīng)每格的豎井流速v1取0.12m/s,由此得單格面積為f=Q/v1=0.245/0.12= 2.04 m2設計每格為正方形，邊長1.5m，因此每格面積為2.25m2.由此得分格數(shù)為n=54.4/2.

32、25=24.2 取25格。實際絮凝時間為：t=1.5×1.5×2.7×25/0.245=619.9s=10.3 min絮凝池平均水深2.7m，取超高0.3m，池的總高為格編號123456孔洞高×寬/m0.55×1.50.6×1.50.6×1.50.7×1.50.7×1.50.7×1.5流速m/s0.300.270.270.230.230.23格編號789101112孔洞高×寬/m0.8×1.50.8×1.50.8×1.50.9×1.50.9

33、15;1.50.95×1.5流速m/s0.200.200.200.180.180.17格編號131415161718孔洞高×寬/m0.95×1.51×1.51×1.51.1×1.51.2×1.51.2×1.5流速m/s0.170.160.160.150.140.14格編號19202122孔洞高×寬/m1.2×1.51.2×1.51.4×1.51.6×1.5流速m/s0.140.140.120.10H=2.7+0.3=3.0 m2） 過水洞流速 v2按進口流速0.3m

34、/s遞減到0.1m/s，上孔上緣在最高水位以下，下孔下緣與池底平齊。1、2、3、4為三層網(wǎng)格，5、6、7為雙層網(wǎng)格，815為單層網(wǎng)格，后段不設網(wǎng)格。每格的水流方向見右圖。此外，每格的孔洞尺寸如上表：3)內部水頭損失計算 16段為前段，水過網(wǎng)孔的流速v3前=0.250.30m/s,715格為中段，水過網(wǎng)孔的流速v3中為0.220.25m/s.a.前段 網(wǎng)格的孔眼尺寸為80mm×80mm，取v3前 =0.27 m，凈空斷面積A2=0.245/0.27=0.91m2.每格網(wǎng)格孔眼數(shù)為0.91/0.082=143 個前段設網(wǎng)格16塊，前段網(wǎng)格水頭損失為：h1前=n1v32/2g,其中n=16

35、，1為網(wǎng)格阻力系數(shù)，取1.0，則 h1前=16×1.0×0.272/19.6=0.0595 m前段孔洞水頭損失為：h2前=2 v22/2g 其中2為孔洞阻力系數(shù)取3.0。則h1前=3.0×（0.32×3+0.232×3）/19.6=0.0656 mb：中段 網(wǎng)格孔眼尺寸為100mm×100mm，取v3中=0.24m/s，凈空斷面A3=0.245/0.24=1.02 m2每格網(wǎng)眼數(shù)為1.02/0.12=103 個中段共設網(wǎng)格10個，則中段網(wǎng)格損失 h1中=0.029 m中段孔洞損失h2中0.0450 mc后段：不設網(wǎng)格h2后=0.032

36、6 m絮凝池內部水頭損失為：h=h1+h2=0.232 m假設格墻厚0.2m，一組絮凝池總寬度為1.5×10+0.2×11=17.2 m一組絮凝池的總長度為1.5×5+0.2×6=8.7 m（三） 沉 淀沉淀池采用異向流斜管沉淀池，近期設計2組。1設計參數(shù)：該水廠的處理水量Q=0.98，液面上升流速v=3.5mm/s，采取斜管沉淀池與反應池合建的方式，沉淀池有效寬度為16.8m，處理后的顆粒沉降速度為=0.4mm/s，采用蜂窩六邊形塑料斜管，選斜管傾角為600，水在斜管內的平均停留時間取5min，斜管采用后傾式，六邊型的內切圓直徑d取30mm，長1m。沉

37、淀池的有效系數(shù)=0.95。2.設計計算：（1）清水區(qū)凈面積： A=Q/v=0.49/0.003=163.3 m2其中斜管結構占用面積占3%計算，則實際清水區(qū)需要面積為A1=163.3×1.03=168 m2為了配水均勻，采用清水區(qū)平面尺寸B×L為16.8m×10m，進水區(qū)沿16.8m長一邊布置。（2) 斜管長度L 斜管內水流速度為V2=v/sin60°=3.0/0.866=3.5mm/sL=(1.33v2-sin60°)d/cos60°=746 mm考慮到管段紊流、積泥等因素，斜管總長取1000mm（3）池高： 斜板區(qū)高度= =0.8

38、7m超高采用0.3m；清水區(qū)高度采用1.2m；配水區(qū)高度（按泥槽頂計）采用1.2m；排泥水槽高度采用0.8m；池子總高H=0.3+1.0+0.87+1.2+0.8=4.37m；（4）沉淀池進口穿孔花墻 穿孔墻洞口流速為v3=0.15m/s,洞口總面積為A2=Q/v3=0.49/0.15=3.3 m2每個洞口尺寸定為15cm×8cm，則洞口數(shù)為：3.3/(0.15×0.08)=275 個穿孔墻布于布水區(qū)1.2m的范圍內，孔分四層，每層69個。（5） 集水系統(tǒng) 沿池長方向布置八條穿孔集水槽，中間為2條集水渠，為施工方便，槽底平坡。a) 集水槽中心距為：l=L/n=10/10=1

39、.0 m每條集水槽長L=（16.81）/4=3.95 m每槽集水量為q=0.49/(8×4)=0.0153 m3/s查給水排水計算手冊得，槽寬為0.2m，槽高為：0.50m，集水槽雙向側開孔，孔徑：d=25mm，每側孔數(shù)為90 個，孔距為10 ，集水槽超高取0.15m，集水槽為非滿流集水，取集水槽跌落差為0.1m，則集水槽內水深為0.29m。b) 集水渠每條集水渠的流量為0.245 m3/s,假定集水渠起端的水流截面為正方形，則渠寬度為：b=0.9Q =0.9×0.245 =0.51m,為方便施工，取0.5 m。起端水深為0.51 m,集水槽頂與集水渠頂相平，集水槽水流進入

40、集水渠時應自由跌水，跌水高度取0.08m，即集水槽底應高于集水渠起端水面0.08m.水渠總高度為H=0.510.08+0.50=1.22m出水管流速為v4 為1.2m/s，則直徑為D=(0.49×4/1.2×3.14) =0.712 m,采用800mm（6）沉淀池的排泥采用穿孔管排泥，這種排泥方式的優(yōu)點為：1）少用機械設備2）耗水量少3）池底結構簡單缺點為：1）孔眼易堵塞，排泥效果不穩(wěn)定2）檢修不方便3）原水濁度較高時，排泥效果不好適用條件：1）對原水濁度適應范圍較廣2）穿孔管長度不太大3）新建或改建的水廠采用穿孔管橫向布置，沿與水流垂直的方向共設8根，雙側排泥至集泥渠，集

41、泥渠長17.2 m，B×H=0.3m×0.3m,孔眼采取等局布置，穿孔管長為10m，首末端積泥比為0.5，查得，Kw=0.72,取孔徑d=25mm,孔口面積為f=0.00049，取孔距為s=0.4m，孔眼數(shù)目為m=L/s1=10/0.41=24個 孔眼總面積：0 =24×0.00049=0.01176 穿孔管斷面積為=0 / Kw=0.01176/0.72=0.016 穿孔管管徑：D0 =（4×0.016/3.14）0.5 =0.142 m取直徑為150mm，孔眼向下和中垂線成45°角，并列排列，采用氣動快開式排泥閥。（7） 復算管內雷諾數(shù)及沉

42、淀時間Re=Rv2 /式中:R水力半徑,R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cmv2管內流速0.35cm/s運動粘度0.01cm2/s(t=20)Re=(0.75×0.35)/0.01=26.25100所以水流在沉淀池內是層流狀態(tài)沉淀時間T=L/ v2 =1000/3.5=285 s=4.75 min符合沉淀時間一般為25min 之間的要求。（四） V型濾池1設計參數(shù)設計水量 Q=84616 m3/d，設計濾速v=10m/h，采用氣水反沖洗, 總沖洗時間10min，沖洗周期T=24h,反沖橫掃強度1.8L/(s·). 濾池沖洗確定(見下表)沖洗強度（L/sm2）沖洗時

43、間（min）第一步（氣沖）153第二步（氣-水同時）空氣154水4第三步（水沖）522.設計計算(1)池體設計<1>濾池工作時間T:T=24t×24/T=24×24/24=240.17=23.83(h)(式中未考慮排放濾水)<2>濾池面積F濾池總面積F=Q/v·T=84616/（10×23.83）=355.1 <3>濾池的分格為節(jié)省占地,選雙格V 型濾池,池底板用混凝土,單格寬B=4.0m,長L=6.0m,單格面積24 ,共分8座,左右對稱布置,每座面積f=48 ,總面積384 <4>校核強制濾速vv=Nv

44、/(N1)=（8×10）/7=11.43m/h滿足v13.7 m/h 的要求.<5>濾池高度的確定濾池超高H=0.3m濾池口水深H=1.5m濾層厚度H=1.0m濾板厚H=0.13m濾板下布水區(qū)高度H=1.0m，其中沖洗時形成的氣勢層厚度為(0.10.15m)濾池總高度H=H1+H2+H3+H4+H5=1.0+0.13+1.0+1.5+0.3=3.93m<6> 水封井的設計濾池采用單層加厚均粒濾料,粒徑0.951.35 ,不均勻系數(shù)1.21.6均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算 H=180v/(g·(1m0)/mo·(1/d0)L0v式中

45、:H水流通過清潔濾料層的水頭損失,;V水的運動黏度, cm2/s; 20時為0.0101 cm2 /s;g重力加速度, 981/s2;m0濾料孔隙率; 取0.5;d0與濾料體積相同的球體直徑,根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)為0.1 L0濾層厚度, L0=140 v濾速,/s,v=10m/h=0.28 /s;濾料粒徑球度系數(shù),天然砂粒為0.750.8,取0.8; H=180×0.0101/(981×(10.5)/(0.53·(1/0.8×0.1)·140×0.28=22.71 根據(jù)經(jīng)驗,濾速為810m/h 時,清潔濾料層的水頭損失一般為3040 ,計

46、算值比經(jīng)驗值低,取經(jīng)驗值的低限30 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h0.22m,忽略其他水頭損失,則每次反沖洗后剛開始過濾時,水頭損失為 H=0.3+0.22=0.52m 為保證濾池正常過濾時池內的液面高出濾料層,水封井出水堰頂標高與濾料層相同.設計水封井平面尺寸2m×2m,堰底板比濾池底板低0.3m.水封井出水堰總高: H=0.3+H1+H2+H3=0.3+0.9+0.13+1.4=2.73m因為每座濾料過濾水量:Q =v·f=10×48=480 m3 /h=0.13 m3 /s所以水封井出水堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84b

47、h3/2 計算得:H =Q /(1.84b )=0.13/(1.84×2)=0.11 m（2）反沖洗管渠系統(tǒng)A、長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)<1>長柄濾頭安裝在混凝土濾板上,濾板固定在梁上,濾板用0.05m 后預制板上澆注0.08m 后混凝土層,濾板下的長柄部分浸沒于水中,長柄上端有小孔,下端有豎向條縫,氣水同時反沖洗時,約有2/3 空氣有上緣小孔進入,1/3 空氣由縫隙進入柄內,長炳下端浸沒部分還有一個小孔,流進沖洗水,這部分氣水在柄內混合后有長柄濾頭頂部的條縫噴入濾層沖洗.<2>長柄濾頭固定板下的氣水室高度為0.70.9m,其中沖洗時形成的氣墊層厚度為0.10.1

48、5m.<3>向長柄濾頭固定板下氣水室配氣的出口應該緊貼濾頭固定板的底面，由配水干管向氣水室配水的支管出口應該緊貼池底。<4>長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙與濾池過濾面積之比為1/80，每平方米的濾頭數(shù)量為4964 個。<5>沖洗水和空氣同時通過長柄濾頭的水頭損失按產(chǎn)品的實測資料確定。<6>向長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)氣水室配氣的干管的進口流速為5m/s 左右；配氣支管或孔口流速為10m/s 左右。配水干管進口流速為1.5m/s 左右；配水支管或孔口流速為11.5m/s.長柄濾頭結構如下圖所示：B、反沖洗用水量Q的計算:反沖洗用水流量按水洗強度最小時計算.單

49、獨水洗時反沖洗強度最大,為5L/(s·)Q =q ·f=5×48=240L/s=0.24m3 /sV 型濾池反沖洗時,表面掃洗同時進行,其流量:Q = q ·f=0.0018×48=0.0864 m3 /sC、反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算.配水干管進口流速為1.5 m /s 左右,配水干管的截面積A =Q /v =0.24/1.5=0.16 反沖洗配水干管用鋼管DN450,流速v=1.51 m/s 反沖洗水由反沖洗配水干管輸至氣水分配渠,由氣水分配渠底側的布水方孔配水的濾池底部布水區(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

50、速或孔口流速為11.5m/s 左右,取v =1 m /s則配水支管(渠)的截面積:A = Q /v =0.24/1=0.24 此即配水方孔總面積.沿渠長方向兩側各均勻布置14 個配水方孔.共28 個,孔中心間距0.6m,每個孔口面積:A=0.24/28=0.0086 每個孔口尺寸取0.09m×0.09mC.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/(s·)Q =q ·f=15×48=720 L/s=0.72 m3 /s1）、配氣系統(tǒng)的端面計算.配水干管(渠)進口流速應為5m/s 左右,則配水干管的截面積A=

51、 Q /v =0.72/5=0.144 反沖洗配氣干管用鋼管DN450,流速4.53 m/s.反沖洗用空氣有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28個,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為10m/s 左右,則配氣支管的截面積:A = Q /v =0.72/10=0.072 每個布氣小孔面積:A = A /28=0.072/28=0.0026孔口直徑:d = (4×A /)=(4×0.0026/3.14)=0.058m每孔配氣量:Q =

52、Q /28=0.72 /28=0.026 m /s=93 m/h2）、氣水分配渠的斷面設計:對氣水分配渠端面面積要求的最不利條件發(fā)生的氣水同時反沖洗時,亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠端面面積最大。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 =q ·f=4×48=192 L/s=0.192 m3 /s氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量:Q =q·f=15×48=720 L/s=0.72 m3 /s氣水分配區(qū)的氣水流速均按相應的配氣、配水干管流速取值.則氣水分配干管的斷面積：A = Q /v + Q /v =

53、0.192/1.5+0.72/5=0.272 (3)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0.45m,高取1.5m,末端寬取0.45m,高取1m,則起端截面積0.675 ,末端截面積0.45 ,兩側沿程各布置16 個配水小孔和16 個布水方孔,孔間距0.6m,共32 個配氣小孔和32 個配水方孔,氣水分配渠末端所需最小截面積0.32/32=0.01 末端截面積0.45 ,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,則排水集水槽高:H = =0.9+0.13+1.4+0.51.5=1.43m式中H1,H2,H3,同前池體造型設計部分濾池

54、高度確定的內容,1.5m 為氣水分配渠起端高度.排水集水槽末端高:H =H1+H2+H3+0.51.0=0.9+0.13+1.4+0.51.0=1.93m式中H1,H2,H3,同前池體造型設計部分濾池高度確定的內容,1.0m 為氣水分配渠末端高度.底坡I=(1.931.43)/L=0.5/12=0.042C、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h =1.13 米，槽寬,b =0.45m.濕周X=b+2h=0.45+2×1.13=2.71 水流斷面:A = b×h=0.45×1

55、.13=0.509 水力半徑:R= A /X=0.509/2.71=0.188m水流速度:v=R2/3·I1/2/n=5.17m/s過流能力Q =A ·v=0.509×5.17=2.63 m3 /s實際過水量:Q =Q +Q =0.24+0.0864=0.3264m3 /s過流能力Q <2>進水管渠.A、 進水總渠.濾池分為獨立的兩組,每組進水總渠過水流量按強制過濾流量設計,流速0.81.2m/s,則強制過濾流量Q =(84616/3)×2=56410.7 m/d=0.65 m /s進水總渠水流端面積A =Q/v=0.73 ，V=0.9 m/

56、s，進水總渠寬0.9m,水面高0.9mB、 每座濾池的進水孔:每座濾池由進水側壁開三個進水孔,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,使其在反沖洗時的進水量等于表掃水用水量,孔口面積按口淹沒出流公式:Q=0.8A 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,則孔口總面積A=中間面積按表面掃水量設計.A=A ×(Q /Q )=0.75×(0.0864/0.82)=0.10 孔口寬B=1.0m.高 H =0.10m兩側孔口設閘門.采用橡膠囊充氣閥

57、,每個側孔面孔;A=(A A )/2=(0.750.10)/2=0.325 孔口寬B=1.0m,高H =0.325mC、 每座濾池內設的寬頂堰.為了保證進水穩(wěn)定性,進水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進入每座濾池內的配水渠，在經(jīng)濾池內的配水渠分配到兩側的V 形槽，寬頂堰寬b 5m,寬頂堰與進水渠平行設置，與進水總渠側壁相距0.5m，堰上水頭由矩形堰的流量公式Q1.84bh得，h Q /（1.84b）0.65/（1.84×5）0.17mD、 每座濾池的配水渠；進入每座濾池的混水經(jīng)過寬頂堰溢流進配水渠，由配水渠兩側的進水孔進入濾池內的V 形槽。濾池配水渠寬b 0.6m。渠高1.0m。渠總長等與濾池總寬。則渠長L 10m。當渠內水深0.6m 時，流速（進來的混水由分配渠中段向渠兩側進水孔流去，每側流量為Q /2）V Q/（2b h ）0.65