毕业论文-某给水处理厂设计17492.doc

21 设计用水量设计用水量定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响给水系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状和规划资料并参照类似地区或企业的用水情况，确定用水定额。城市生活用水和工业用水的增长速度，在一定程度上是有规律的，但如果对生活用水采取节约用水措施，对工业用水采取计划用水、提高工业用水重复利用率等措施，可以影响用水量的增长速度，在确定设计用水量定额时应考虑这种变化。居民生活用水定额和综合用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。最高日设计用水量内容包括：城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）、工业企业生产用水量、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量、浇洒道路和大面积绿化用水量、未预见水量和管网漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核用。但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时，应将消防用水量计入最高日用水量。22 设计水量根据澧县及城镇总体规划、参照澧县地区乡镇供水的时间经验，澧县供水设计分为两个阶段：221近期目标澧县总人口为48000人,近期目标即指至2020年，在这期间，居民生活用水量标准以200升/人.日，工业用水量按照给定的进行计算，绿化用水按照生活用水的10%计算，再加上其他用水量（包括市政、未预见和管网漏失水量等）。近期目标用水量（至2020年）：综合生活用水为q1=qnf=200190000.001100%=3800 m3/d工业用水为q2=qb(1-n)=180110=19800m3/d 市政用水为q3=q110%=380 m3/d消防用水未预见和管网漏失水量为q4=20%(q1+q2+q3)1.2=5755m3/d最高日用水量为q=q1+q2+q3+q4=29735 m3/d222远期目标远期目标即指至2030年，人口60000人，在这期间，居民生活用水量标准以200升/人.日，工业用水量按照给定的数据进行计算，绿化用水按照生活用水的15%计算，再加上其他用水量（包括市政、未预见和管网漏失水量等）。远期目标用水量（至2015年）：综合生活用水为q1=qnf=200600000.001100%=12000 m3/d工业用水为q2=qb=90090=81000 m3/d绿化用水为q3=q115%=1800m3/d未预见和管网漏失水量为q4=20%(q1+q2+q3)1.2=22752 m3/d最高日用水量为q=q1+q2+q3+q4=117552 m3/d.本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件，所以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料，如下表1所示。表1 长江沿岸某水厂投加药剂参考数值取水水源原水悬浮物含量(mg/l)混凝剂种类混凝剂投加量(mg/l)助凝剂种类助凝剂投加量(mg/l)最高最低最高最低某地长江水552500聚合氯化铝6014.0氯21聚合铝，包括聚合氯化铝（pac）和聚合硫酸铝（pas）等，具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为60mg/l。3.1.1溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算：式中 溶液池容积，； q处理水量，；a混凝剂最大投加量，mg/l；c溶液浓度，取10%；n每日调制次数，取n3。代入数据得：（考虑水厂的自用水量6%）溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深h12.5m，总深hh1+h2+h3（式中h2为保护高，取0.2m；h3为贮渣深度，取0.1m）2.5+0.2+0.12.8m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高12m10m2.8m。3.1.2溶解池溶解池容积溶解池一般取正方形，有效水深h12m，则：面积fw1/h1边长af1/29.8m；溶解池深度hh1+h2+h3 （式中h2为保护高，取0.2m；h3为贮渣深度，取0.1m）2.0+0.2+0.12.3m溶解池形状采用矩形，尺寸为长宽高9.8m9.8m2.3m。和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t15min，则放水流量查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速。溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。3.1.3投药管投药管流量 查水力计算表得投药管管径d25mm，相应流速为。3.1.3加药间 加药间取25m2。3.2 混合设备的设计在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。本例采用分流隔板式混合槽。3.2.1设计流量 q=3.2.2设计流速（1）槽中流速采用 =0.6m/s（2）通道孔洞流速采用=1.0m/s，3.2.3混合槽尺寸计算（采用两个）（1）槽的横断面积f（2）末端隔后水深 h 采用 h=0.5m（3）槽宽b（4）隔板通道的水头损失 三道隔板的总水头损失为:（5）中部隔板通道孔洞断面中部隔板通道分两侧开设，每侧通道孔洞断面中部隔板的水深中部隔板通道孔洞的净高度通道孔洞的淹没水深取0.13m中部隔板通道的宽度（单侧）（6）末端隔板末端隔板通道孔洞的断面末端隔板后水深通道孔洞的淹没水深深取0.13m末端隔板通道的宽度（7）首端隔板首端隔板通道孔洞的断面首端隔板后水深首端隔板通道孔洞的净高度通道孔洞的淹没水深深取0.16m首端隔板通道孔洞的宽度首端隔板前水深（8）隔板间距3.2.4混合时间 t=3.2.5校核gt值 （ 2000，水力条件符合要求）3.3 反应设备的设计在絮凝池内水平放置栅条形成栅条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖井回流式，各竖井之间的隔墙上，上下交错开孔，当水流通过竖井内安装的若干层栅条或栅条时，产生缩放作用，形成漩涡，造成颗粒碰撞。栅条絮凝池的设计分为三段，流速及流速梯度g值逐段降低。相应各段采用的构件，前段为密网，中段为疏网，末段不安装栅条。3.3.1平面布置絮凝池分为两组每组设计流量 平面布置形式：采用18格，洪湖模式，如下图4所示。图4 栅条絮凝池平面示意图设计参数选取：絮凝时间：，有效水深（与后续沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底设泥斗及快开排泥阀排泥，泥斗高0.6m；絮凝池总高度为。絮凝池分为三段：前段放密栅条，过栅流速，竖井平均流速；中段放疏栅条，过栅流速，竖井平均流速；末段不放栅条，竖井平均流速。前段竖井的过孔流速为，中段，末段。3.3.2平面尺寸计算 每组池子容积单个竖井的平面面积竖井尺寸采用，内墙厚度取0.2m，外墙厚度取0.3m每组池子总长宽3.3.3栅条设计选用栅条材料为钢筋混凝土，断面为矩形，厚度为50mm，宽度为50mm。前段放置密栅条后竖井过水断面面积为：竖井中栅条面积为：单栅过水断面面积为：所需栅条数为：，取两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置24根，过水缝隙数为25个平均过水缝宽实际过栅流速中段放置疏栅条后竖井过水断面面积为：竖井中栅条面积为：单栅过水断面面积为：所需栅条数为：（根），取根两边靠池壁各放置栅条1根，中间排列放置19根，过水缝隙数为20个平均过水缝宽实际过栅流速3.3.4竖井隔墙孔洞尺寸竖井隔墙孔洞的过水面积 如0-1竖井的孔洞面积孔洞高度h=其余各竖井孔洞的计算尺寸见下表2。表2 竖井隔墙孔洞尺寸孔洞号孔洞流速v (m/s)孔洞高度h (m)孔洞尺寸(宽高)0-10.3h= =0.442.350.441-20.28 h= =0.472.350.472-30.25 h= =0.522.350.523-40.22 h= =0.602.350.604-50.20 h= =0.662.350.665-60.18 h= =0.732.350.736-70.15 h= =0.882.350.887-80.12 h=0.552.350.557-90.12 h=0.552.350.55出水孔洞0.10h=0.662.350.663.3.5各段水头损失式中 h各段总水头损失，m； h1每层栅条的水头损失，m； h2每个孔洞的水头损失，m；栅条阻力系数，前段取1.0，中段取0.9；孔洞阻力系数，取3.0；竖井过栅流速，m/s；各段孔洞流速，m/s。 中段放置疏栅条后（1）第一段计算数据如下：竖井数3个，单个竖井栅条层数3层，共计9层；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞，过孔流速分别为，则 h2o（2）第二段计算数据如下：竖井数3个，前面两个竖井每个设置栅条板2层，后一个设置栅条板1层，总共栅条板层数=2+2+1=5；过栅流速；竖井隔墙3个孔洞，过孔流速分别为，则 h2o（3）第二段计算数据如下：水流通过的孔洞数为5，过孔流速为， 则 mh2o（4）总水头损失h2o3.3.6各段停留时间第一段第二段和第三段 3.6.7水力校核g= 当t=20。c时， 表4 水力校核表段号停留时间 (s)水头损失(m)g (s)11200.064272.421200.027947.731200.010929.83600.1030，在10000-100000之间，符合水力要求。3.4 沉淀澄清设备的设计采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径d=25mm，长l=1000mm，斜管倾角=。如下图5所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水平面成角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。图6 斜管沉淀池剖面图3.4.1设计水量包括水厂自用水量6%。和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量 表面负荷取3.4.2沉淀池面积 （1）清水区有效面积f f=（2）沉淀池初拟面积f斜管结构占用面积按5计，则f=初拟平面尺寸为（3）沉淀池建筑面积f建斜管安装长度考虑到安装间隙，长加0.07m，宽加0.1m f建= 3.4.3池体高度保护高 =0.5m；斜管高度 =0.87m；配水区高度 =1.5m；清水区高度 =1.2m； 池底穿孔排泥槽高 =0.75m。则池体总高为 3.4.4复核管内雷诺数及沉淀时间（1）管内流速 （2）斜管水力半径 （3）雷诺数 （4）管内沉淀时间t 3.4.5配水槽配水槽宽=1m3.4.6集水系统（1）集水槽个数n=11（2） 集水槽中心距（3） 槽中流量q0（4）槽中水深h2槽宽b=起点槽中水深0.75b=0.21m，终点槽中水深1.25b=0.35m为方便施工，槽中水深统一按h2=0.35m计。（5） 槽的高度h3集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，则集水槽总高度为 h3= h2+0.05+0.05+0.15=0.60m（6）孔眼计算.所需孔眼总面积由 得 式中 集水槽流量，； 流量系数，取0.62；孔口淹没水深，取0.05m；所以单孔面积孔眼直径采用d=30mm，则单孔面积 孔眼个数n （个）集水槽每边孔眼个数 =n/2=130/2=65(个)孔眼中心距离s0 s0=13/65=0.20m3.4.7水头损失 取0.3米（沉淀池水头损失，经验值为0.20.3米）3.4.8排泥采用穿孔排泥管，沿池宽（b=18m）横向铺设6条v形槽，槽宽3.00m，槽壁倾角26.6o，槽壁斜高0.75m，排泥管上装快开闸门。4过滤采用v型滤池。v型滤池是一种快滤池，因其进槽形状水呈v字形而得名。它是我国于20世纪80年代从法国degremont公司引进的技术。它的工作过程是：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的v型槽，分别经槽底均布的配水v型槽堰顶进入滤池。被均粒滤料滤层滤过的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配渠管，再经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。反冲洗过程：关闭进水阀，但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由v型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与v型槽顶相平。反冲洗过程常用“气冲气水同时反冲水冲”三步。（1）气冲 打开进气阀，开启供气设备，空气经气水分配渠的上部小均匀进入滤底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮水中，被表面扫 洗水冲入排水槽。（2）气水同时反冲 在气冲的同时启动洗水泵，打开冲洗水阀，反冲洗水也进入气水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗，表面继续扫洗。（3）停止气水反冲，单独水冲，表面继续扫洗 最后将水中杂质全部排入排水槽。4.1滤池的布置采用双排布置，按单层滤料设计，采用石英砂作为滤料。4.2滤池的设计计算4.2.1设计水量，滤速4.2.2冲洗强度（1）第一部气水同时反冲冲洗强度 冲洗时间3min（2）第二部气冲冲洗强度 气强度 水强度 冲洗时间4min（3）第三部单独水冲冲洗强度冲洗时间5min（4）其它参数总冲洗时间 12min冲洗周期 t=48h反冲横扫强度 1.8l/(s)（一般为1.42.0l/(s)）4.2.3池体设计（1）滤池工作时间 (式中未考虑排放滤水)（2）滤池面积f 滤池总面积（3）滤池的分格为节省占地,选双格v 型滤池,池底板用混凝土,单格宽 b单=3.5m,长l单=8.02m,单格面积 28,共分6座,左右对称布置,每座面积 f=56,总面积336。（4）校核强制滤速满足的要求。（5）滤池高度的确定滤池超高 h5=0.3m滤池口水深 h4=1.5m滤层厚度 h3=1.0m(0.951.5m)滤板厚 h2=0.13m滤板下布水区高度 h1=0.9m(0.70.9m)其中冲洗时形成的气势层厚度为(0.10.15m)滤池总高度h=h1+h2+h3+h4+h5=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m（6）水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径 0.951.35 ,不均匀系数 1.21.6 均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算 h清=(180v)/g(1m0)2/mo3 (1/d0)2l0v式中:h 清水流通过清洁滤料层的水头损失,; v水的运动黏度,c/s；20时为0.0101c /s; g重力加速度,981/s2;m0滤料孔隙率；取 0.5; d0与滤料体积相同的球体直径,根据厂家提供数据为0.1 l0滤层厚度,l0=100v滤速,/s,v=14m/h=0.39/s;滤料粒径球度系数,天然砂粒为 0.750.8,取 0.8；所以， h清=(1800.0101)/981(10.5)2/0.53 (1/0.80.1)21000.39 =22.59cm根据经验,滤速为810m/h 时,清洁滤料层的水头损失一般为 3040 ,计算值比经验值低,取经验值的低限30为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h0.22m,忽略其它水头损失,则每次反冲洗后 刚开始过滤时,水头损失为h开始=0.3+0.22=0.52m为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤料层相同.设计水封井平面尺寸2m2m,堰底板比滤池底板低0.3m. 水封井出水堰总高:h水封=0.3+ h1+h2+h3=0.3+0.9+0.13+1.0=2.33m因为每座滤料过滤水量: 3 q单=vf=1456=784m/h=0.22m3/s所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式q=1.84bh2/3，计算得:h水封=q 单/(1.84b堰)2/3=0.22/(1.842)2/3=0.152m=0.15m4.2.4反冲洗管渠系统（1）长柄滤头配水配气系统长柄滤头安装在混凝土滤板上,滤板固定在梁上,滤板用 0.05m 后预制板上 浇注0.08m后混凝土层,滤板下的长柄部分浸没于水中,长柄上端有小孔,下端有 竖向条缝,气水同时反冲洗时,约有 2/3 空气有上缘小孔进入,1/3 空气由缝隙进入 柄内,长炳下端浸没部分还有一个小孔,流进冲洗水,这部分气水在柄内混合后有 长柄滤头顶部的条缝喷入滤层冲洗.长柄滤头固定板下的气水室高度为0.70.9m,其中冲洗时形成的气垫层厚 度为 0.10.15m.向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80，每平方米的滤头数量为4964 个。冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为5m/s 左右；配气支管或孔口流速为10m/s左右。配水干管进口流速为1.5m/s左右；配水支管或孔口流速为11.5m/s.长柄滤头结构如下图所示：长柄滤头的结构见下图： 套筒 滤帽滤板 直管 气水长柄滤头结构图（2）反冲洗用水量q反的计算:反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算.单独水洗时反冲洗强度最大,为q反=q水f=556=280l/s=0.28m3/sv型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行。其流量 ：3q表水=q表水f=0.001856=0.1008m/s（3）反冲洗配水系统的断面计算.配水干管进口流速为1.5m/s左右,配水干管的截面积a水干=q反水/v水干=0.28/1.5=0.19反冲洗配水干管用钢管 dn500,流速v=1.43m/s,反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠,由气水分配渠底侧的布水方孔配水的滤池底部布水区,反冲洗水通过配 水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值,配水支管流速或孔口流速为 11.5m/s左右,取v水支=1m/s.则配水支管(渠)的截面积:a方孔=q反水/v水支=0.28/1=0.28此即配水方孔总面积.沿渠长方向两侧各均匀布置21个配水方孔.共42个,孔中心间距0.4m,每个孔口面积:a小=0.28/42=0.007每个孔口尺寸取 0.084m0.084m （4）反冲洗用气量q反气的计算:反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算.这时气冲的强度为 15l/(s)3q反气=q气f=1556=840l/s=0.84m3/s（5）配气系统的端面计算.配水干管(渠)进口流速应为5m/s左右,则配水干管的截面积a气干=q反气/v水干=0.84/5=0.168反冲洗配气干管用钢管.dn500,流速4.28m/s.反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气水分配渠,由气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42个,反冲洗用空气通过配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或孔口流速为10m/s左右,则配气支管的截面积:a气支= q反气/v水支=0.84/10=0.084每个布气小孔面积：a气孔=a气支/42=0.084/42=0.002 孔口直径: 每孔配气量:（6）气水分配渠的断面设计: 对气水分配渠端面面积要求的最不利条件发生的气水同时反冲洗时,亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠端面面积最大。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:气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量:气水分配区的气水流速均按相应的配气,配水干管流速取值.则气水分配干管的断面积. 4.2.5滤池管渠的布置:（1）反冲洗管渠. 气水分配渠.气水分配渠起端宽0.4m,高取1.5m,末端宽取0.40m,高取1m,则起端截面积0.6,末端截面积0.4,两侧沿程各布置21个配水小孔和21个布水方孔,孔间距0.4m,共42个配气小孔和42个配水方孔,气水分配渠末端所需最小截面积0.23/42=0.005末端截面积0.4,满足要求.排水集水槽:排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽高:h起=h1+h2+h3+0.5-1.5 =0.9+0.13+1.0+0.5-1.5=1.03m式中h1,h2,h3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,1.0m为气水分配渠起端高度.排水集水槽末端高:h末= h1+h2+h31.0=0.9+0.13+1.0+0.51.0=1.53m式中h1,h2,h3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,1.0m为气水分配 渠末端高度.底坡 i=(1.531.03)/l=0.5/8.02=0.062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.则槽内水位高h排集=0.73米,槽宽,b排集=0.4m.湿周 x=b+2h=0.4+20.73=1.86水流断面:a排集=bh=0.40.73=0.292水力半径:r=a排集/x=0.292/1.86=0.157m水流速度:v=r2/3i1/2/n=5.57m/s3过流能力 q排集=a排集v=0.2925.57=1.63m/s实际过水量：q反=q反水+q表水=0.28+0.1008=0.3808m3/s过流能力q排集（2）进水管渠.进水总渠.率池分为独立的两组,每组进水总渠过 水流量按强制过滤流量设计,流速0.81.2m/s，则强制过滤流量q强=（106000/3）2=70666.68 m3/d =0.82 m3/s进水总渠水流端面积a总= q强/v=0.82/1=0.82m23进水总渠宽 1.0m，水面高0.82m每座滤池的进水孔:每座滤池由进水壁侧开三个进水孔，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,使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量,孔口面积按口淹没出流公式:计算,其总面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取 0.1m,则孔口总面积中间面积按表面扫水量设计孔口宽b排=0.09m.高h中孔=1m 两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面孔;a侧=(a孔a中孔)/2=(0.730.09)/2=0.32孔口宽0.32m,高 h 侧孔=0.1m每座滤池内设的宽顶堰. 为了保证进水稳定性,进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠， 在经滤池内的配水渠分配到两侧的 v 形槽，宽顶堰宽 b 宽堰5m,宽顶堰与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m，堰上水头由矩形堰的流量公式 q1.84bh3/2得，h宽堰q强/（1.84b宽顶）2/30.82/（1.845）2/3=0.20m每座滤池的配水渠；进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入 滤池内的 v 形槽。滤池配水渠宽b配0.6m。渠高 1m。渠总长等与滤池总宽。则渠长l配渠7m。当渠内水深 0.60m 时，流速（进来的混水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去， 每侧流量为 q强/2）v配渠q强/（2b 配渠 h配渠）0.82/（20.60.6）1.14m/s满足滤池近水管渠流速0.81.2m/s 配水渠的水力半径：r配渠b 配渠h配渠/（2b 配渠 +h配渠）(0.60.6)/（20.6+0.6）0.2m/s渠内水面降落量 h渠=i渠l 配渠/2=0.0057/2=0.018m因为配水渠最高水位:h 配渠+h渠=0.6+0.018=0.618m渠高1m所以配水渠的过水能力满足要求.（3）v 形槽的设计:v 形槽槽底设表扫水出水孔直径取dv孔=0.025m,间隔0.15m.每槽共计54个,则单侧v形槽表扫水出水孔出水总面积a表孔=(3.140.0252/4)54=0.03 表扫水出水孔低于排水集税槽堰顶0.15m,即v形槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m据潜孔出流公式,其中q为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时v形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式q=1.84bh3/2其中b为集水槽长，b=l排槽=8.02m,q为单格滤池反冲洗流量反单反q反单= q反/2=0.3808/2=0.1904m3/s所以,h排槽q反单/（1.84b）2/3 =0.055mv 形槽倾角 45 度,垂直高度 1m,壁厚 0.05m.反冲洗时v形槽顶高出槽内液面的高度为:10.15h排槽hv液=10.150.0550.22=0.58m （4）冲洗水的供给本设计选用冲泵供水 冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失h1反冲洗配水干管用到滤池钢管 dn600,管内流速1.49m/s,i=4.51布置管长总80m主要配件及局部阻力系数见下表:配件名称数量/个长度换算系数90弯头660.6=3.6闸阀330.06=0.18等径三通221.5=3k 6.78 冲洗管配件及阻力系数 hj=v2/（2g）=6.871.432/29.81=0.72m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失 h1=hf+hj=0.34+0.72=1.06m 清水池最低水位与排水槽堰顶的高差h0=5m。 滤池配水系统的水头损失h2a气水分配干渠的水头损失h反水气水分配干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,渠下部是反冲洗水.按矩形的管(非满流,n=0.013)近似计算:前述计算可知: 3q反水=0.184m3/s,则气水分配渠内水面高为: h反水=q反气水/(v水干b气水)=0.184/1.50.4=0.3m水力半径:r反水=b气水h反水/(2h反水+b气水)=0.40.3/(20.5+0.4)=0.12m 水力坡度：渠内水头损失: h反水=i反水l 反水=0.0068.02=0.05mb气水分配干渠底部配水方孔水头损失h方孔: 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计算,其中.q为 q反气水,a为配水方孔总面积.由反冲洗配水系统的断面计算部 分可知。配水方孔的实际总面积为 a方孔0.28，则 h方孔q反气水/0.8a方孔2/2g0.18/（0.80.28）2/29.810.033mc查手册，反冲洗经过滤头的水头损失hi滤头0.22m d气水同时通过滤头时增加的水头损失h 气水同时反冲洗时,气水流量比为15/4=3.75.长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面 积与滤池过滤面之比约为 1.25.则长柄滤头中的水流速度:v 柄=q反气水/1.25f=0.18/（0.012556）=0.26m/s通过滤头时增家的水头损失:h增=9810n(0.010.01v +0.12v2)=655pa=0.067mh20 =98103.75(0.010.010.06+0.120.062)=571pa=0.057mh20则滤池配水系统的水头损失h2=h反水+h方孔+h 滤+h增=0.05+0.033+0.22+0.057=0.36m（3）砂滤层水头损失h3滤料为石英砂,容重 r1=2.65 吨/m,水的容重 r=1 吨/m,石英砂滤料膨胀前的孔隙率mo=0.41.滤料层膨胀前的厚度 h3=1.4m,则滤料层水头损失:h3=(r1/ro1)(1mo)h3=0.97m （4）富余水头h4取1.5m。则反冲洗水水泵的最小扬程为:h水泵=ho+h1+h2+h3+h4=5+1.06+0.36+0.97+1.5=8.89m选三台300s12a型单级双吸离心泵，两用一备，扬程12m，水泵流量790m3/h.4.2.6反洗空气的供给：（1）长柄滤头的气压损失p滤头： 3气水同时反冲洗时反冲洗用空气流量 q反气0.84m/s。长柄滤头采用网状布置，约55个/，则每座滤池共计安装长柄滤头：n55563080个每个滤头的通气量0.841000/30800.27l/s根据厂家提供数据，在该气体流量下的压力损失量最大为：p滤头3000pa=3kpa（2）气水分配渠配齐小孔的其压损失p气孔反冲洗时空气通过配气小孔的流速：v气孔q气孔/a气孔0.0315/0.00215.75m/s压力损失按孔口出流方式： 计算： 式中：u孔口流量系数,u=0.6a 孔口面积， p压力损失,mm水g重力加速度，g=9.8m2/s q气体流量，m3/s r水的形对密度,r=1 则气水分配渠配气小孔的压力损失p气孔=(q2气孔 r)/(236002ua2气水g)=113.42/(2360020.620.00229.81)=12.7mmh2o=127pa=0.127kpa（3）配气管道的总压力损失p总:配气管道的沿程压力损失p1反冲洗空气流量 0.84m3/s,配气干管用n500钢管,流速 4.28m /s,满足配气干管流速为5m/s的条件，反冲洗空气管总长80m气水分配区内的压力损失忽略不计。反冲洗管道内的空气其压计算公式; p气压=(1.5+h 气压)9.8式中:p气压空气压力.kpah气压长柄滤头距反冲洗水面的高度m,h气压=1.5m,则反冲洗时空气管内的气体压力.p空气=(1.5+h气压)9.8=(1.5+1.5)9.81=29.4kpa空气温度按30考虑,查表空气管道的摩阻为9.8kpa/1000m则配气管道沿程压力损失:p1=9.8160/1000=0.59kpa 配气管道的局部压力损失p2 主要配件及长度换算系数,见表:配件名称数量/个长度换算系数90弯头50.75=3.5闸阀30.253=0.75等径三通21.332=2.66k 6.91当量长度的换算公式:l0管道当量长度,mmd管径,mk长度换算系数 空气管配件换算长度l0=55.5kd1.2=55.56.910.51.2=166.9m则局部压力损失:p2=166.99.8/1000=1.64kpa配气管道的总压损失p管 =p1+p2=0.59+1.6k=2.33kpa（4）气水冲洗室中的冲洗水压p水压:p水压 =(h水泵h1h反水h小孔)9.81=(8.891.060.050.033)9.81=76.00kpa本系统采用气水同时反冲洗,对气压要求是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节阀出口的静压为:p出口=p管+p气+p水压+p富式中:p管输出管道的压力总损失,kpap气配气系统的压力损失,kpa.本设计p气=p滤头+p气孔p水压气水冲洗室中的冲洗水水压,kpap富富余压力.4.9kpa所以,鼓风机或储气罐调节阀出口的静压力为:p出口 =p管+p气+p水压+p富=2.33+3.12+76.00+4.9=86.35m3/min（5）设备选型: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,选三台sd363540/11000风机，一台备用,风量40m3/min。风压11mh20=107kpa,电机功功率135kw,型js115-4，正常工作风量：80m3/min1.1q反气=79 m3/min滤池出口设置浊度、余氯控制点，由在线浊度仪、余氯仪进行连续检测。4.2.7滤池水头损失:取经验值2.0米。5污泥处理5.1排泥水处理系统的计算（污泥浓缩池及脱水机房）设原水浊度70ntu，出水浊度1ntu，原水色度20cu，出水色度1.5cu，聚合氯化铝加注率60mg/l，。两斜管沉淀池每池每日排泥一次，历时4.8小时。排泥流量为160m3/h。滤池供分12格，冲洗周期48h，每次冲洗水量为：2.33860=1100 m3，冲洗废水含水率为99.97%（含固率为0.03%）。浓缩池连续24小时工作，上清液排出。脱水机按每日16小时工作，脱水机进泥含固率为3%，脱水后泥饼含固率为27%。（1）污泥处理系统设计规模： （2）沉淀池排泥水量： (m3/d) (设计小时流量160m3/h)（3）滤池冲洗废水量：(m3/d)（4）滤池冲洗废水干固体量： ds3=132000.03%=3.96t（5）沉淀池排泥干固体量： ds2=11.5-3.96=7.54t 排泥浓度（6）浓缩池进水流量：(m3/d)，设计小时流量为75.25m3/h（7）浓缩池进水干固体量：，浓度为10/1806=0.55%（8）浓缩池浓缩污泥量： 10/0.03=333m3/d；上清液流量为 1806-333=1473m3/d（9）脱水机进泥流量：333/16=21m3/d（10）假设脱水机的分离效率为98.2，则泥饼中的干固体总量： 1098.2=9.8t，分离液中干固体量为0.8t。（11）泥饼含固率为30%，故泥饼体积为9.8/0.30=33 m3/d，小时泥饼体积为33/16=2.04 m3/h。（12）分离液水量为333-33=300 m3/d5.2设计参数采用经验值（上海闵行水厂与日本相结合），池型为斜板浓缩池。取值如下：（1）固体通量： 15kgds/(m2d)（2）停留时间： 12h（3）保护高度： 0.5（4）有效水深： 5.4m（斜板区高2.0m）（5）池底坡度： 0.05（6）上清液溢流堰溢流率： 65m2(md)（7）刮泥机周边线速度： 0.5m/min（8）进出水管道管径： dn200（9）进入排泥水浓度(%ds) ： =5（11）浓缩池面积：采用长宽=16m18m（12）脱水机房采用长宽=886消毒6.1加药量的确定水厂远期20万m3/d，设计水量为最大投氯量为a=3mg/l现加氯量为： 远期规划加氯量为： 储氯量（按远期一个月考虑）为：6.2加氯间的布置水厂所在地主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西南部。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，其位置在室内地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。为搬运氯瓶方便，氯库内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其他设计7.1清水池的设计近期设置两座清水池以适应水厂的产水量，远期再增设两座同等规模的清水池。清水池容积池深采用h=3m，则清水池平面面积为a=v/h=18000/3=6000，采用一个矩形清水池，规格为 60103.8m的1正方形。7.2吸水井的设计吸水井的应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为4m，长度12m。7.3二泵房的设计二泵房中泵型号的选择：4用一备，查给排水设计手11册常用设备选泵。四川新达水泵厂生长的型，电机型号为水泵的参数如下： 型号流量（）扬程转数功率（kw)配电动机功率(kw)效率（）允许吸上真空度（m）972501450n/min164220814.5126044177.68714403718979泵房的尺寸：40m20m，长度为控制间4m，泵轴之间的间距为4.0m，靠近控制间的泵与靠近吊装间的泵距离墙的距离也为4.0m，另外设4.0m做为吊装机械电葫芦用，共计40m。宽度为吸水管6.5m，泵基础的长度为2.5m，压水管3m，共计