水质工程学课程设计计算说明书

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27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 42.3溶解池设计及计算42.4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 63.3第一段絮凝区73.4第二段絮凝区103.5第三段絮凝区123.6絮凝的总GT值124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

2、144.6排泥设施144.6沉淀池水力条件复核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.工程概况工程位于浙江省某市，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=170000×1.08=183600m

3、3/d1.2水源水质浊度：10-50度 PH值：6.9-7.3色度：10度（铂钴标准计） 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： （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，加药间内保证良好通风，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： 式中 溶液池容积， Q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n2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×宽×高=5m×4m×2.6m=52m3，其中包括超高0.2m。2.3溶解池设计及计算溶解

5、池容积按下式计算： 式中： 溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）。这里采用0.25W1=W2=12.74m3。每个池子的尺寸为长×宽×高=3m×2.2m×2m，高度中包括超高0.2m。溶解池实际容积w=3m×2.2m×2m=13.2m3溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量 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 查水力计算表得投药管管径d=50mm，相应流速为0.64m/s。混合设备采用桨板式机械混合槽，机械混合池的优点

6、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 设计水量Q=183600m3/d=7650m3/h，池数n=8个，混合时间t=30s。 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2.2m×2.2m，则有效水深H 超高取H=0.3m，则池总高度 （3） 桨板外缘直径 ，设计采用1.5m 桨板宽度 ，设计采用0.5m 桨板长度 L=0.5m 搅拌器层数 ，采用1层 搅拌器距池底高度 0.5D0=1.1m 搅拌器外缘速度 V=3m/s（4） 垂直轴转速 式中：n0搅拌器转速（r/min）； V搅拌器外缘速度（m/s）； D0搅

7、拌器直径（m）。 设计中取 v=3.0m/s，D0=1.5m（5） 桨板旋转角速度 （6）桨板转动时消耗功率 式中： （7）转动桨板所需电动机功率 桨板转动时的机械总功率1=0.75 传动效率2=0.60.95，采用2=0.7，则 3.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

8、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2×104。絮凝池有效水深H，采用3.5m。（3）每组絮凝池流量 每组絮凝池容积 每组池子面积 每组池子的净长度L=9m，则池子净宽度B=5.06m （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

9、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900 3.3第一段絮凝区（1）絮凝池长度L和宽度B 考虑折板所占宽度为，絮凝池的实际宽度。 考虑隔板所占长度为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 峰距 谷距 b2=1.097m 侧边峰距 b3=0.45m 侧边谷距 b4=0.803m 中间峰速 中间谷速 侧边峰速 侧边谷速 （3）水头损失 ；式中 水头损失计算： 中间部分： 中间共有15个缩放组合，故：h=15&

10、#215;（0.00199+0.00447）=0.0969m侧边部分： 侧边有6个缩放组合，故：h=6×(0.00117+0.0027)=0.02322m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/s 上转弯流速： 下转弯流速： 每格进口及转弯损失总损失： 每格总损失： 第一絮凝区总损失： 第一絮凝区停留时间： 第一絮凝区平均G1值： 3.4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=1.125m实际流速侧边峰速侧边谷速(2)水头

11、损失 中间部分：每次转弯的，共有n=20次转弯 侧边部分：，F1=0.771×1.5=1.1565，F2=1.125×1.5=1.6875 侧边有6个缩放组合，故h=6×(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。进口速度V3取0.16m/s上转弯流速：下转弯流速：每格进口及转弯损失每格总损失： 第二絮凝区总损失： 第二絮凝区停留时间： 第二絮凝区平均G2值： 3.5第三絮凝区 （1）第三絮凝区采用平行直板布置: 直板间距为1.048m 实际流速为 （2）水头损失：

12、共一个进口及4个转弯，则单格水头损失为 总水头损失H2=2×h=0.0196m 停留时间 速度梯度 3.6絮凝的总GT值絮凝的总水头损失，絮凝时间t=15.68m, 4. 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，池内平均水平流速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W 池长 池宽 池的有效水深采用H=3m，则池宽 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b=6.5m4.3进水穿孔墙 沉淀池进

13、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） 穿孔墙孔洞总面积孔洞处流速采用v0= 0.25m/s，则 孔洞个数孔洞形状采用矩形，尺寸为15cm×18cm，则4.4指形槽指形槽的个数 ： 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，考虑到池子的超载系数为20，故槽中流量为：q0=1.2q0=1.2*0.066=0.079 m3/s指形槽的尺寸：槽宽b=0.9q00.4=0.9*0.0790.4=0.326m，为便于施工 取0.4m取堰上负

14、荷为440，则指形槽长度：L=0.53*24*3600440=104m8个集水槽，双侧进水。每根槽长：13m则集水槽总长度L=8×2×13=208>104 符合条件起点槽中水深：H1=0.75b=0.75*0.326=0.2445m终点槽中水深：H2=1.25b=1.25*0.326=0.4075m 为便于施工，槽中水深统一取H2=0.41m。槽的高度：集水方法采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H3=H2+0.05+0.15=0.61m。4.5出水渠采用薄壁堰出水，堰口应保证水平。出水渠宽度采用1m。在出水渠前增

15、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。池内存泥区高度为0.1m，池底有1.5坡度，坡向末端积泥坑（每池一个），坑的尺寸为50cm×50cm×50cm。排泥管兼沉淀池放空管，其直径为 ，采用300mm式中H0-池内平均水深，m，此处为3.1mt-放空时间，s，此处取2.5h4.6沉淀池水力条件复核水力半径R佛罗德数Fr（在规定范围内）5. 过滤5.1滤池选择考虑到本水厂的设计规模，采用v型滤池。采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，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

16、。5.2滤池设计参数确定滤速v=12m/h第一步气冲冲洗强度q气1=15L/(S·m2)；第二步气水同时反冲洗，空气强度q气2=15L/(S·m2)，水强度q水1=4L/(S·m2)；第三步水冲洗强度q水2=5L/(S·m2)。第一步气冲时间t气=2min，第二步气水同时反冲洗时间t气水=4min，第三步水冲洗时间t水=6min，冲洗时间共计t=12min=0.2h冲洗周期T=48h。表面扫洗强度1.8 L/(S·m2)5.3滤池池体设计滤池工作时间T'=24-t24T=24-0.22448=23.9h(式中未考虑排放初滤水)滤池总面积

17、F=QvT=18360012×23.9=640.2 m2滤池的分格单池面积较大，采用双格滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5m，长L单=13m，面积45.5m2。共7座，每座面积f=94m2，总面积658m2校核强制滤速v'=NVN-1=7×127-1=14m/h滤池高度的确定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1.4m；H6进水系统跌差（包括进水

18、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 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：水流通过滤料层的水头损，cm；水的运动黏度，cm²/s，20时为0.0101 cm²/s；g重力加速度，981 cm²/s；滤料孔隙率，

19、取0.5；与滤料体积相同的球体直径，cm，取为0.1 cm；滤层厚度，120 cm；v滤速，v=12m/h=0.33m/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0.22m，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为=0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井

20、出水堰总高为：因为每座滤池过滤水量：Q单=vf=12×94=1128m³/h=0.31 m³/s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计算得： h水封=Q单1.84b堰23=0.311.84×223=0.19m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=16

21、92 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=0.0018×94=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，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=0.4

22、7/1.0=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/（2×15×0.12×0.12）=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=1410L/s=1.410m

23、3/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：A气干=Q反气v气干=1.4105=0.282m2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：A气支=Q反气v气支=1.4110=0.141m2每个布气小孔面积：A气孔=A气支30=0.14130=0.0047m2孔口直径：

24、d气孔=4*0.00473.14=0.078（m）取80mm。每孔配气量：Q气孔=Q反气30=1.41030=0.047m3s=169.2m3h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：Q反气水=q水=4*94=376Ls=0.376m3s气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量：Q反气=q气=15*94=1410Ls=1.41m3s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：A气水=Q反气水v水干+Q

25、反气v气干=0.3761.5+1.415=0.53m23）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，气水分配渠末端所需最小截面积为0.391/30=0.0130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：式中H1，H2，H3同前，1.5为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：其中1.0

26、为气水分配渠末端高度,符合设计要求。c.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，则槽内水位高槽宽 湿周 X=b+2h=0.4 +2×0.9=2.2m 水流断面 水力半径 水流速度 过流能力 实际过水量 1.7316 m³/s，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0.81.2ms，取V1.0 m/s。则强制过滤流量：Q强=(1836003)×2=122400m3/d=1.42m3/s进水总渠水流断面积：A进总=Q强v=1.421=

27、1.42m2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:Q=0.8A2gh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：A孔=Q强0.82gh=1.420.82*9.8*0.1=1.27m2中间孔面积按表面积扫洗水量设计A中孔=A孔*（Q表水Q强）=1.27*（0.17

28、1.42）=0.152m2孔口宽B中孔=1.0m,高H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A侧=（A孔-A中孔）2=（1.27-0.152）2=0.559m2孔口宽B侧孔=1.0m,高H侧孔=0.559m 3）每座滤池内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内的配水渠,再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽b宽顶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=1.84bh32得：h宽顶=Q强1.84b宽顶23=0.751.84*523=0.188m4)每座滤池的配水渠进入每座

29、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内的V型槽.滤池配水渠宽b配梁=0.8m,渠高为1.2m,渠总长等于滤池总宽.则渠长=2×3.5=7.0m，当渠内水深h配渠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/2)； v配渠=Q强2b配渠h配渠=1.422*0.8*0.8=1.11m/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: 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*1.110.2

30、7232=0.001渠内水面降落量:h渠 =i渠L配渠2=0.001*72=0.0035m<渠高1m因为配水渠最高水位: h配渠+h渠=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，内径一般为2030mm，过孔流速为2.0/ms左右。本设计采用dv孔=0.025m,vv孔=2.0m/s，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：A表孔=3.14*0.02524*80=0.04m2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Q=0.8A2gh，其中Q

31、应为单格滤池的表扫流量。则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面hv液=Q表水2*0.8A表孔2（2g)=0.12422*0.8*0.042（2*9.8)=0.19m反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh32求得，其中b为集水槽长，b=L排槽=12m，Q为单各滤池反冲洗流量Q反单=Q反2=0.752=0.285 m3/s,所以，h排槽=Q反单1.84b23=0.2851.84*1223=0.06mV型槽的倾角采用45°,垂直高度1m，壁厚0.05m反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：1-0.15-h排槽=1-0.15-0.06=0.79m反冲洗时V型槽

32、顶高出槽内液面的高度为：1-0.15-h排槽-hv液=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h1反洗配水干管用钢管，DN600,管内流速为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：hf,=il=0.00421*80=0.34m主要配件及局部阻力系数见下表：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、78hf=v22g=6.78*1.4422*9.

33、8=0.72 m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路损失:h1=hf,hf,+hj,=0.34+0.72=1.06m2）清水池最低水位与排水槽堰顶的高差H0=5m3)滤池配水系统的水头损失h24)气水分配干渠内水头损失h反水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， Q反气水= 0.376 m3/s则气水分配渠内的水面高为：h反水=Q反气水v水干b气水=0.3761.5*0.4=0.06（m）水力半径:R反水=b气水h反水2h反水+b气水=0.4*0.062*0.06+0.4=

34、0.05m水力坡降：i反渠=nv渠R渠232=0.013*1.110.05232=0.011渠内的水头损失：h反水=i反水l反水=0.011*12=0.132m5）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。其中为Q反气水，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内容可知，配水方孔的实际总面积为A方孔=0.42m。则h方孔=Q反气水0.8A方孔22g=0.3360.8*0.4222g=0.051m6）查手册得，反洗水经过滤头的水头损失h滤0.22m7）气水同时通过滤头时增加的水头损失h增气水同时反冲洗时气水比，长柄滤头配气系统的滤

35、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:v增=Q反气水1.25%f=0.3361.25%*84=0.32ms通过滤头时增加的水头损失: h增=9810n0.01-0.01v+0.12v2=9810*3.75*0.01-0.01*0.32+0.12*0.322=702Pa=0.07mH2O则滤池配水系统的水头损失h2: h2=h反水+h方孔+h滤+h增 =0.132+0.051+0.22+0.07=0.473m8) 砂滤层的水头损失h3滤料为石英砂，容重1=2.65tm3，水所谓容重为=1tm3，石英砂滤料膨胀前的孔隙率，滤料层膨胀前的厚度。则滤料层的水头损失h3

36、=（1-1）1-m0H3=(2.65-1)*(1-0.41)*1.0=0.97m 9) 富裕水头h4取1.5m。则反冲洗水泵的最小扬程为：H水泵=H0+h1+h2+h3+h4=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576m3h，扬程为11m。(5) 反洗空气的供给1、长柄滤头的气压损失p滤头气水同时反冲洗时，反冲洗用空气流量Q反气水=1.26m3s。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:n=55*84=4620(个)每个滤头的通气量：1.26*1000 4620=0.27Ls根据厂家提供的数据，在

37、该气体流量下的压力损失最大为：p滤头=3000Pa=3KPa2、气水分配渠配气小孔的气压损失p气孔反冲洗时气体通过配气小孔流速v气孔=Q气孔A气孔=0.03150.00315=9.69ms压力损失按孔口出流公式Q=3600A2gp计算式中孔口流量系数，0.6;孔口面积，；压力损失，mm水柱；g重力加速度，；气体流量，；水的相对密度，=1。则气水分配渠配气小孔的气压损失p气孔=Q气孔22*360022A气孔2g=113.422*36002*0.62*0.003152*9.8=0.14KPa3、配气管道的总压力损失p管a.配气管道的沿程压力损失p1反冲洗用空气流量Q反气=1.26m3s，配气干管用

38、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，气水分配渠内的压力损失忽略不计。反冲洗管道内的空气气压计算公式 P气压=1.5+H气压*9.8式中，P气压空气压力，kPa; H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*9.8=29.4(KPa)空气温度按30考虑，查表得，空气管道的摩阻为。则配气管道沿程压力损失为：P1·=9.8*601000=0.59(KPa)b.配气管道的局部压力损失：p2反冲洗空气管配及长度换算系数见下表配件名称数量/个

39、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=2.666.91当量长度的换算公式： l0=55.5KD1.2式中: l0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: l0=55.5KD1.2=55.5*6.91*0.51.2=166.9(m)则局部压力损失:p2=166.9*9.81000=1.64(KPa)配气管道的总压力损失: p管=p1+p2=0.59+1.64=2.33(KPa) 4)气水分配室中的冲洗水水压p水压p水压=H水泵-h1-h反水-h方孔*9.81=8.931-1.06-0.06-0.051

40、*9.81=76.13(KPa)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阀出口的静压为：P出口=P管+P气+P水压+P富式中P管输气管道的压力总损失，kPa; P气配气系统的压力损失，kPa，本题P气=P滤头+P气孔 P水压气水冲洗室中的冲洗水水压，kPa; P富富余压力，取4.9 kPa。所以，鼓风机或储气罐调压阀出口的静压为P出口=P管+P气+P水压+P富=2.23+(3+0.14)+76.13+4.9=86.4(KPa)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，

41、二用一备。风量为40m3min，风压为49kPa，电动机功率为55kw，正常工作风量共计80m3min>1.1Q反气=79m3min，符合要求。（6）计算简图 V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：Q1=183600m3/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=3mgL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Q:Q=0.001aQ1=0.001×3×7650=22.95kg/h式中Q加氯量，kgh

42、；a最大加氯量，mgL； （2）储存量G：(储氯量按一个月考虑)G=30×24×22.95=16524(kg/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：600,H=1800,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

43、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.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，在清水池内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）在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，

44、保证氯与水的接触时间不小于30分钟。每座清水池内导流墙设置2条，间距为5.0m，将清水池分成3格。在导流墙底部每个1米设0.1×0.1m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1200mm。3）通气管：为了使清水池内空气流通，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，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

45、量。清水池的总有效容积 V=k×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-设计供水量（m³/d）.设计中取k=10%，Q=183600m3/d=7650m3/h=2.125m3/s（包括水厂自用水量）V=KQ=183600*10%=18360m37.3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:V1=V4=4590m3每座清水池的面积：A=V1h式中A每座清水池的面积，m3h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4.3m代入数据得： A=32404=1148m2取清水池的宽度B=3

46、0m,则清水池的长度为： L=AB=114830=38.5m清水池有效容积=28*29*4=32487.4清水池各管管径的确定：1）清水池进水管 D1=Q4*0.785*V式中D1清水池进水管管径(m)V进水管管内流速，(ms)一般取0.71ms设计中取V=0.7ms代入数据得：D1=0.754*0.785*0.7=0.58（m）设计中取进水管管径为DN600，进水管内实际流速为0.66ms2)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：Q1=KQ24式中Q1最大流量(m3h) 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(m3d)代入数据得：Q1=1.5*18360024=11475m3h=3.1875m3s出水管径：D2=Q14*0.785*V1式中D2清水池出水管管径(m)V1出水管管内流速，(ms)一般取0.71ms设计中取V=0.7ms代入数据得：D2=3.18754*0.785*0.7=1.2(m)设计中取出水管管径为DN1200，出水管内实际流速为0.72ms3）清水池的溢流管：溢流管的直径与进水管管径相同，取DN600mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4）清水池的排水管：清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水