1、第二章：總體設(shè)計(jì)2.1水廠規(guī)模的確定水廠的設(shè)計(jì)生產(chǎn)量Q包括以下兩項(xiàng)：供應(yīng)用戶的出廠量Q1和水廠的自用水量Q2，一般Q2只占Q1的5-10%，所以水廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)量可按下式計(jì)算：Q=KQ1 (式中K=1.05-1.10 )水廠設(shè)計(jì)計(jì)算水量Q1=50000m3/d 即Q=KQ1= m3/d=2187.5 m3/h=0.61 m3/s根據(jù)水廠設(shè)計(jì)水量2萬m3/d以下為小型水廠，2萬10萬m3/d為中型水廠，10萬m3/d以上為大型水廠的標(biāo)準(zhǔn)可知水廠為中型水廠。2.2凈水工藝流程的確定玉川集聚區(qū)是以工業(yè)項(xiàng)目為主，從目前情況看用戶對(duì)水質(zhì)的要求不高，完全可以靠供給原水滿足企業(yè)需求。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，一方面不同的企

2、業(yè)對(duì)水質(zhì)的要求不同，尤其是夏季的洪水季節(jié)，當(dāng)源水水質(zhì)發(fā)生較大的變化時(shí)，可能會(huì)因?yàn)樗|(zhì)的變化影響企業(yè)的生產(chǎn)。所以水廠水1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111以地表水作為水源，且水量充沛水質(zhì)較好，則主要以取出水中的懸浮物 和殺滅致病細(xì)菌為目標(biāo)，經(jīng)過比較后采用地面水的常規(guī)處理工藝系統(tǒng)。工藝流程如圖1所示。圖1 水處理工藝流程2.3處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇（1） 藥劑溶解池設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)

3、，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。投藥設(shè)備采用計(jì)量泵投加的方式。采用計(jì)量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，可通過改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。（2） 混合設(shè)備根據(jù)快速混合的原理，實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)計(jì)開發(fā)了各種各樣

4、的混合設(shè)施，主要可以分為以下四類：水力混合、水泵混合、管式混合和機(jī)械混合。在本次設(shè)計(jì)采用管式混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。管式混合是利用原水泵后到絮凝反映設(shè)施之間的這一段壓水管使藥劑和原水混合的一種混合設(shè)施。主要原理是在管道中增加一些各種結(jié)構(gòu)的能改變水流水力條件的附件，從而產(chǎn)生不同的效果。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機(jī)械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡(jiǎn)單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。管式混合器采用管式靜態(tài)混合器。（3） 反應(yīng)池反應(yīng)作用在于使凝聚微粒通過絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國(guó)內(nèi)

5、使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有柵條(網(wǎng)格)絮凝、折板絮凝和波紋板絮凝。這三種形式的絮凝池在大、中型水廠中均有使用，都具有絮凝效果好、水頭損失小、絮凝時(shí)間短、投資小、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，并且都能達(dá)到良好的絮凝條件，從工程造價(jià)來說，柵條造價(jià)為折板的1/2，為波紋板的1/3，因此采用柵條（網(wǎng)格）絮凝。（4） 沉淀池原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn)，但是，平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效

6、率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好，因此采用斜管沉淀池。（5） 濾池濾池的類型很多，應(yīng)根據(jù)水廠規(guī)模和運(yùn)行管理要求等情況進(jìn)行比較選擇。V型濾池是一種重力式快濾池其主要特點(diǎn)有：1) 恒水位等速過濾。濾池出水閥隨水位變化不斷調(diào)節(jié)開啟度使池內(nèi)水位在整個(gè)過濾周期內(nèi)保持不變?yōu)V層不出現(xiàn)負(fù)壓。2) 采用均粒石英砂濾料，濾層厚度比普通快濾池厚，截污量也比普通快濾池大，故濾速較高，過濾周期長(zhǎng)，出水效果好。3) V型進(jìn)水槽（沖洗時(shí)兼做表面掃洗布水槽）和排水槽沿池長(zhǎng)方向布置，單吃面積較大時(shí)，有利于布水均勻，因此更適用于大、中型水廠。4) 沖洗采用空氣、水反沖和表面掃洗，提高了沖洗效果并節(jié)約了沖洗用水。5) 沖洗時(shí)，

7、濾層保持微膨脹狀態(tài)，避免出現(xiàn)跑砂現(xiàn)象。因此采用v型濾池。（6） 消毒方法消毒方法有物理法和化學(xué)法兩類。目前我國(guó)主要采用氯消毒法。加氯量的多少，應(yīng)根據(jù)水中有機(jī)物及細(xì)菌數(shù)量而定。出水廠的余氯量為0.30.5毫克/升，管網(wǎng)末端剩余氯量不少于0.05毫克/升。因此，投氯量應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)求得。我國(guó)各水廠的投氯量一般為0.52毫克/升，接觸時(shí)間須在30分鐘以上。消毒一般多在過濾以后進(jìn)行，氯常加在濾池至清水池之間的輸水管上，借水在清水池內(nèi)的停留時(shí)間進(jìn)行充分接觸。考慮到安全，加氯設(shè)備應(yīng)放在單獨(dú)的房間內(nèi)。房間應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備和直接至室外的出口，面積應(yīng)根據(jù)設(shè)備形式和數(shù)量決定，一般為24米。加氯間與加氯點(diǎn)之間的距離一

8、般為10-20米。第三章 混凝沉淀3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計(jì)水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴(kuò)散層，達(dá)到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應(yīng)而形成的高聚物的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)。混凝劑的投加分為干投法和濕投法兩種，干投法指混凝劑為粉末固體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成一定濃度溶液投加。我國(guó)多采用后者，采用濕投法時(shí)，混凝處理工藝流程如圖2所示。圖2 濕投法混凝處理工藝流程本應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)分析資料，用不同的藥劑作混凝試驗(yàn)，并根據(jù)貨源供應(yīng)等條件，確定合理的混凝劑品種及投藥量。聚合鋁，包括聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（P

9、AS）等，具有混凝效果好、對(duì)人體健康無害、使用方便、貨源充足和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而使用聚合鋁作為水處理的混凝劑。取混凝劑平均投加量為10mg/L，最大投藥量取a=20mg/L。(1)溶液池溶液池一般以高架式設(shè)置，以便能依靠重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時(shí)設(shè)溢流裝置。 溶液池容積按下式計(jì)算：式中 溶液池容積， Q處理水量，；a混凝劑最大投加量，mg/L；c溶液濃度，取10%；n每日調(diào)制次數(shù)，取n2。代入數(shù)據(jù)得：（考慮水廠的自用水量5%）溶液池設(shè)置兩個(gè)，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。每個(gè)容積為2.7，形狀采用矩形，尺寸為高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.15m。 溶液池實(shí)際

10、有效容積池旁設(shè)工作臺(tái)，寬1.01.5m，池底坡度為0.02。底部設(shè)置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管DN80mm一條，于兩池分設(shè)放水閥門，按1h放滿考慮(2)溶解池溶解池容積溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，則：面積FW2/H1邊長(zhǎng)aF1/20.9m；溶解池深度HH1+H2+H3 （式中H2為保護(hù)高，取0.2m；H3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m溶解池實(shí)際有效容積和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個(gè)，一用一備。溶解池的放水時(shí)間采用t15min，則放水流量查水力計(jì)算表得放水管管徑70mm，相應(yīng)流速。溶解池

11、底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根。溶解池?cái)嚢柩b置采用機(jī)械攪拌：以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)漿板或渦輪攪動(dòng)溶液。(3)投藥管投藥管流量：查水力計(jì)算表得投藥管管徑d20mm，相應(yīng)流速為0.32m/s。(4)加藥間及藥庫加藥間 各種管線布置在管溝內(nèi)：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥管內(nèi)設(shè)兩處沖洗地坪用水龍頭DN25mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。藥庫藥劑按最大投量30d用量?jī)?chǔ)存，每袋質(zhì)量是50kg，每袋規(guī)格為，投藥量為u=20mg/L,水廠設(shè)計(jì)水量為 Q=，藥劑堆放高度為 H=1.5m。聚合氯化鋁的袋數(shù)N=袋有效堆放面積A=考慮藥庫的運(yùn)輸，搬運(yùn)和磅秤所占面積，不

12、同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30%計(jì)，則藥庫所需面積為，藥庫平面尺寸取：3.2 混合設(shè)備的設(shè)計(jì)在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時(shí)只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運(yùn)行成本。管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實(shí)行瞬間混合的理想設(shè)備：具有高效混合、節(jié)約用藥、設(shè)備小等特點(diǎn)，它是有二個(gè)一組的混合單元件組成，在不需外動(dòng)力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對(duì)分流、交叉混合和反向旋流三個(gè)作用，混合效益達(dá)90-95%，構(gòu)造如圖3所示。圖3 管式靜態(tài)混合器1)設(shè)計(jì)流量 Q=

13、2)設(shè)計(jì)流速靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流速v=1.0m/s，則管徑為： 采用D=900mm，則實(shí)際流速0.96 m/s. 3)混合單元數(shù)按下式計(jì)算取N=3，則混合器的混合長(zhǎng)度為：L=1.1ND=1.14)混合時(shí)間 T=5)水頭損失6)校核GT值 ，水力條件符合要求）3.3 反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計(jì)在絮凝池內(nèi)水平放置柵條形成柵條絮凝池，柵條絮凝池布置成多個(gè)豎井回流式，各豎井之間的隔墻上，上下交錯(cuò)開孔，當(dāng)水流通過豎井內(nèi)安裝的若干層?xùn)艞l或柵條時(shí)，產(chǎn)生縮放作用，形成漩渦，造成顆粒碰撞。柵條絮凝池的設(shè)計(jì)分為三段，流速及流速梯度G值逐段降低。相應(yīng)各段采用的構(gòu)件，前段為密網(wǎng)，中段為疏網(wǎng)，末段不安裝柵條。水廠設(shè)

14、計(jì)水量為50000，水廠自用水量為5%，分成四池，每輛池為一組，則每池流量為(1) 平面布置設(shè)計(jì)參數(shù)選取：絮凝時(shí)間：，有效水深絮凝池分為三段：前段放密柵條，過柵流速，豎井平均流速；中段放疏柵條，過柵流速，豎井平均流速；末段不放柵條，豎井平均流速。前段豎井的過孔流速為，中段，末段。(2) 平面設(shè)計(jì)計(jì)算1) 絮凝池的有效容積 則547=133 設(shè)計(jì)中取1352) 絮凝池面積，則23) 單格面積，則，則實(shí)際面積取1.3m2配合沉淀池尺寸，設(shè)每格為矩形，長(zhǎng)邊取1.30m，短邊取1.00m，每格實(shí)際面積為1.30， 實(shí)際流速為0.117有此得分格數(shù)為： 為配合沉淀池尺寸，采用25格，每行分5格，每組布置

15、5格。實(shí)際絮凝時(shí)間為：H水深，設(shè)計(jì)中取4.5m則 池的平均有效水深為4.5，超高取0.50m，池底設(shè)泥斗及快開排泥閥排泥，泥斗高0.6m，得池的總高度為：H=4.5+0.50+0.6=5.6m內(nèi)墻厚度取0.2m，外墻厚度取0.3m每組池子總長(zhǎng)寬4) 柵條設(shè)計(jì)網(wǎng)格或柵條的外框尺寸加安裝間隙等于每格池的凈尺寸，前段柵條縫隙為50mm，或網(wǎng)格孔眼為80mm80mm，中段分別為80mm和100mm100mm。5) 水頭損失計(jì)算每層網(wǎng)格水頭損失。每個(gè)孔洞水頭損失。柵條網(wǎng)格阻力稀疏，前段1.0，中段0.9。孔洞阻力稀疏，取3.0。第一段水頭損失計(jì)算如下： 豎井7個(gè)，3個(gè)豎井設(shè)3層，4個(gè)豎井設(shè)2層，共計(jì)17

16、層，=1.0，過柵流速v1=0.25,7個(gè)空洞，=3.0，過孔流速v1-6=0.3，v6-7=0.25。則：第二段水頭損失計(jì)算如下：豎井8個(gè)，各設(shè)一層?xùn)艞l，共計(jì)8層，=0.9，過柵流速v2=0.22,8個(gè)空洞，=3.0，過孔流速v8-10=0.25，v11-15=0.20。則：第三段孔數(shù)為10，過水流速為0.1m/s和0.14。6) GT校核在之間，滿足要求。3.4 沉淀澄清設(shè)備的設(shè)計(jì)采用上向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向上流動(dòng)，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窩六邊形塑料板，管的內(nèi)切圓直徑d=25mm，長(zhǎng)l=1000mm，斜管傾角=。如下圖4所示，斜管區(qū)由六角形

17、截面的蜂窩狀斜管組件組成。斜管與水平面成角，放置于沉淀池中。原水經(jīng)過絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動(dòng)，清水在池頂用穿孔集水管收集；污泥則在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。圖4 斜管沉淀池剖面圖(1) 設(shè)計(jì)水量（括水廠自用水量5%）及采用數(shù)據(jù)和絮凝池一樣，斜管沉淀池也設(shè)置四組，每組設(shè)計(jì)流量 ：顆粒沉降速度，清水區(qū)上升流速(2) 沉淀池面積 1)清水區(qū)有效面積F F=2)沉淀池初擬面積F斜管結(jié)構(gòu)占用面積按5計(jì)，則F= 則計(jì)算取用64.初擬平面尺寸為3)沉淀池建筑面積F建斜管安裝長(zhǎng)度考慮到安裝間隙，長(zhǎng)加0.1m，寬加0.1m F建= (3) 池體高度保護(hù)高 =0.5m；斜管高度 =0.

18、87m；配水區(qū)高度 =1.2m；清水區(qū)高度 =1.2m； 池底穿孔排泥槽高 =0.8m。則池體總高為：(4) 復(fù)核管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時(shí)間1) 管內(nèi)流速 2) 斜管水力半徑 3) 雷諾數(shù) 4) 管內(nèi)沉淀時(shí)間t （沉淀時(shí)間T一般在48min之間）(5) 配水槽配水槽寬b=1m(6) 集水系統(tǒng)1) 集水槽個(gè)數(shù)n=92) 集水槽中心距3) 槽中流量q04) 槽中水深H2槽寬b=起點(diǎn)槽中水深0.75b=0.13m,終點(diǎn)槽中水深1.25b=0.22m。為方便施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.22m計(jì)。5) 槽的高度H3集水方法采用淹沒式自由跌落。淹沒深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，則集水槽

19、總高度為 H3= H2+0.05+0.05+0.15=0.47m。6) 孔眼計(jì)算a.所需孔眼總面積由 得 式中 集水槽流量，； 流量系數(shù)，取0.62；孔口淹沒水深，取0.05m；所以b.單孔面積孔眼直徑采用d=30mm，則單孔面積 c.孔眼個(gè)數(shù)n （個(gè)）d.集水槽每邊孔眼個(gè)數(shù)n n=n/2=40/2=20(個(gè))e.孔眼中心距離S0 S0=B/ n=4.1/20=0.205m(7) 排泥采用穿孔排泥管，沿池寬（B=4.1m）橫向鋪設(shè)4條V形槽，槽寬1.13m，槽壁傾角450，槽壁斜高1.5m，排泥管上裝快開閘門。第四章 過濾V型濾池是恒水位過濾，池內(nèi)的超聲波水位自動(dòng)控制可調(diào)節(jié)出水清水閥，閥門可根

20、據(jù)池內(nèi)水位的高、低，自動(dòng)調(diào)節(jié)開啟程度，以保證池內(nèi)的水位恒定。V型濾池所選用的濾料的鋪裝厚度較大（約1.40m），粒徑也較粗（0.951.35mm）的石英砂均質(zhì)濾料。當(dāng)反沖洗濾層時(shí)，濾料呈微膨脹狀態(tài)，不易跑砂。V型濾池的另一特點(diǎn)是單池面積較大，過濾周期長(zhǎng)，水質(zhì)好，節(jié)省反沖洗水量。單池面積普遍設(shè)計(jì)為7090m2，甚至可達(dá)100m2以上。由于濾料層較厚，載污量大，濾后水的出水濁度普遍小于0.5NTU。V型濾池的沖洗一般采用的工藝為:氣洗氣水同時(shí)沖洗水沖洗+表面掃洗。4.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)水量Q=52500m3/d濾速V=12m/h濾池沖洗確定(見下表)沖洗強(qiáng)度(L/sm2)沖洗時(shí)間（min）第一步（氣沖

21、）153第二步（氣-水同時(shí)沖洗）空氣154水4第三步（水沖）55總沖洗時(shí)間12min沖洗周期T=48h反沖橫掃強(qiáng)度1.8L/(s)【一般為1.42.0L/(s)】4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 池體設(shè)計(jì)1) 濾池工作時(shí)間TT=24t24/T=240.224/28=240.1=23.9(h)(式中未考慮排放濾水)2) 濾池面積F濾池總面積F=Q/VT=52500/1223.9=183.05,設(shè)計(jì)中取1843) 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單=3.5m,長(zhǎng)L單=8.61m,單格面積30.1,共分4座,左右對(duì)稱布置,每座面積f=60.2,總面積f=240。4) 校核強(qiáng)制濾速

22、VV=NV/(N1)=410/(4-1)=13.3m/h,滿足V13.7m/h的要求.5) 濾池高度的確定濾池超高H5=0.3m濾池口水深H4=1.5m濾層厚度H3=1.4m(0.951.5m)濾板厚H2=0.13m濾板下布水區(qū)高度H1=0.9m(0.70.9m)其中沖洗時(shí)形成的氣勢(shì)層厚度為(0.10.15m)濾池總高度:H=H1+H2+H3+H4+H5=0.9+0.13+1.2+1.5+0.3=4.03m6) 水封井的設(shè)計(jì)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(jì)算:式中:H清水流通過清潔濾料層的水頭損失,;V水的運(yùn)動(dòng)黏度,c

23、/s;20時(shí)為0.0101c/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0.1L0濾層厚度,L0=120v濾速, 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;根據(jù)經(jīng)驗(yàn),濾速為810m/h時(shí),清潔濾料層的水頭損失一般為3040,計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低,取經(jīng)驗(yàn)值的低限30為清潔濾料層的過濾水頭損失,正常過濾時(shí)通過長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失h0.26m,忽略其他水頭損失,則每次反沖洗后剛開始過濾時(shí),水頭損失為:H開始=0.3+0.26=0.56m為保證濾池正常過濾時(shí)池內(nèi)的液面高出濾料層,水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料

24、層相同.設(shè)計(jì)水封井平面尺寸2m2m,堰底板比濾池底板低0.3m.水封井出水堰總高:H水封=0.3+H1+H2+H3=0.3+0.9+0.13+1.2=2.53m因?yàn)槊孔鶠V料過濾水量:Q單=vf=1260.2=722.4m3/h=0.2m3/s所以水封井出水堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2計(jì)算得:H水封=Q單/(1.84b堰)2/3=0.2/(1.842)2/30.14m則反沖洗完畢，清潔濾料層過濾時(shí)，濾池液面比濾料層高0.18+0.56=0.7m（2） 反沖洗管渠系統(tǒng)1) 長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)A. 長(zhǎng)柄濾頭安裝在混凝土濾板上,濾板固定在梁上,濾板用0.05m厚預(yù)制板上澆注0.0

25、8m厚混凝土層,濾板下的長(zhǎng)柄部分浸沒于水中,長(zhǎng)柄上端有小孔,下端有豎向條縫,氣水同時(shí)反沖洗時(shí),約有2/3空氣有上緣小孔進(jìn)入,1/3空氣由縫隙進(jìn)入柄內(nèi),長(zhǎng)炳下端浸沒部分還有一個(gè)小孔,流進(jìn)沖洗水,這部分氣水在柄內(nèi)混合后有長(zhǎng)柄濾頭頂部的條縫噴入濾層沖洗.B. 長(zhǎng)柄濾頭固定 板下氣水室高度為0.70.9m,其中沖洗時(shí)形成的氣墊層厚度為0.10.15m.C. 長(zhǎng)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(gè)。D. 沖洗水和空氣同時(shí)通過長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失按產(chǎn)品的實(shí)測(cè)資料確定。E. 向長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)氣水室配氣的干管的進(jìn)口流速為5m/s左右；配氣支管或孔口流速為10

26、m/s左右。配水干管進(jìn)口流速為1.5m/s左右；配水支管或孔口流速為11.5m/s.長(zhǎng)柄濾頭結(jié)構(gòu)如下圖所示：2) 反沖洗用水量Q反的計(jì)算:反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最小時(shí)計(jì)算.單獨(dú)水洗時(shí)反沖洗強(qiáng)度最大,為5L/(s)Q反=q水f=560.2=300L/s=0.3m3/sV型濾池反沖洗時(shí),表面掃洗同時(shí)進(jìn)行,其流量:Q表水=q表水f=0.001860.2=0.108m3/s3) 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算.配水干管進(jìn)口流速為1.5m/s左右,配水干管的截面積A水干=Q反水/v水干=0.3/1.5=0.2反沖洗配水干管用鋼管DN600,流速v=1.2m/s反沖洗水由反沖洗配水干管輸至氣水分配渠,由氣水分

27、配渠底側(cè)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,配水支管流速或孔口流速為11.5m/s左右,取v水支=1m/s則配水支管(渠)的截面積:A方孔=Q反水/v水支=0.3/1=0.3此即配水方孔總面積.沿渠長(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置15個(gè)配水方孔.共30個(gè),孔中心間距0.5m,每個(gè)孔口面積:A小=0.3/30=0.010每個(gè)孔口尺寸取0.1m0.1m4) 反沖洗用氣量的計(jì)算:反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算.這時(shí)氣沖的強(qiáng)度為15L/(s)Q反氣=q氣f=1560=900L/s=0.9m3/s5) 配氣系統(tǒng)的端面計(jì)算.配水干管(渠)進(jìn)口流速應(yīng)為5m

28、/s左右,則配水干管的截面積A氣干=Q反氣/v水干=0.9/5=0.16反沖洗配氣干管用鋼管.DN500,流速4.3m/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(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū),布?xì)庑】拙o貼濾板下緣,間距與布水方孔相同,共計(jì)30個(gè),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氣支=Q反氣/v水支=0.9/10=0.09每個(gè)布?xì)庑】酌娣e:A氣孔=A氣支/30=0.09/30=0.003孔口直徑:d氣孔=(4A氣孔/) 1/2=(40.003/3.14)1/2=0.06m每孔配

29、氣量:Q氣孔=Q反氣/30=0.9/30=0.03m3/s=108m3/h6) 氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì):對(duì)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(shí)反沖洗時(shí),亦即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠端面面積最大。因此,氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì),氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量:Q反氣水=q水f=460=240L/s=0.24m3/s氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗用空氣的流量:Q反氣=q氣f=1560=900L/s=0.93/s氣水分配區(qū)的氣水流速均按相應(yīng)的配氣,配水干管流速取值.則氣水分配干管的斷面積.A氣水=Q反氣水/v水干+Q反氣/v氣干=0.24/1.5+0.9/5=0.34（

30、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(cè)沿程各布置18個(gè)配水小孔和18個(gè)布水方孔,孔間距0.6m,共36個(gè)配氣小孔和36個(gè)配水方孔,氣水分配渠末端所需最小截面積0.48/40=0.012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起=H1+H2+H3+0.51.5=0.9+0.13+1.2+0.51.5=1.23m式中H1,H2,H3,同前池體造型設(shè)計(jì)部分濾池高度確定的內(nèi)容,1.5m為氣水分配渠起端

31、高度.排水集水槽末端高:H末=H1+H2+H3+0.51.0=0.9+0.13+1.2+0.51.0=1.73m式中H1,H2,H3,同前池體造型設(shè)計(jì)部分濾池高度確定的內(nèi)容,1.0m為氣水分配渠末端高度.底坡I=(1.731.23)/L=0.5/12=0.04C. 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(jì)算公式校核集水槽排水能力.設(shè)集水槽超高0.3m.則槽內(nèi)水位高h(yuǎn)排集=0.93m,槽寬,b排集=0.45m.濕周X=b+2h=0.45+20.93=2.31水流斷面:A排集=bh=0.450.93=0.42水力半徑:R=A排集/X=0.42/2.31=0.182m水流速

32、度:v=(R2/3I1/2)/n=(0.1822/30.041/2)/0.013=5.06m/s過流能力Q排集=A排集v=A排集v=0.425.06=2.15m3/s實(shí)際過水量:Q反=Q反水+Q表水=0.42+0.11=0.53m3/s過流能力Q排集。 2) 進(jìn)水管渠.A. 進(jìn)水總渠.進(jìn)水總渠過水流量按強(qiáng)制過濾流量設(shè)計(jì),流速0.81.2m/s,則強(qiáng)制過濾流量 Q強(qiáng)=(52500/3)2=35000m3/d=0.41m3/s進(jìn)水總渠水流端面積A總=Q強(qiáng)/v=0.41/1.2=0.34進(jìn)水總渠寬0.85m,水面高0.4mB. 每座濾池的進(jìn)水孔:每座濾池由進(jìn)水側(cè)壁開三個(gè)進(jìn)水孔,進(jìn)水總渠的渾水通過這三

33、個(gè)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池,兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉,中間進(jìn)水孔孔口設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閘板,在反沖洗時(shí)不關(guān)閉,供給反沖洗表掃用水,調(diào)節(jié)閘門的開啟度,使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水量等于表掃水用水量,孔口面積按口淹沒出流公式:計(jì)算,其總面積按濾池強(qiáng)制過濾水量計(jì),孔口兩側(cè)水位差取0.1m,則孔口總面積 中間面積按表面掃水量設(shè)計(jì).A中孔=A孔(Q表水/Q強(qiáng))=0.72(0.15/0.41)=0.26孔口寬B中孔=0.13m.高H中孔=0.2m兩側(cè)孔口設(shè)閘門.采用橡膠囊充氣閥,每個(gè)側(cè)孔面孔;A側(cè)=(A孔A中孔)/2=(0.720.26)/2=0.23孔口寬B側(cè)孔=0.23m,高H側(cè)孔=0.1mC. 每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰.為了

34、保證進(jìn)水穩(wěn)定性,進(jìn)水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠， 在經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V形槽， 寬頂堰寬b寬堰5m,寬頂堰與進(jìn)水渠平行設(shè)置， 與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m， 堰上水頭由矩形堰的流量公式Q1.84bh3/2 h寬堰Q強(qiáng)/（1.84b寬頂）2/30.41/（1.845）2/30.13mD. 每座濾池的配水渠；進(jìn)入每座濾池的混水經(jīng)過寬頂堰溢流進(jìn)配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V形槽。濾池配水渠寬b配0.35m。渠高1m。渠總長(zhǎng)等與濾池總寬。則渠長(zhǎng)L配渠7m。當(dāng)渠內(nèi)水深0.5m時(shí)，流速（進(jìn)來的混水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去，每側(cè)流量為Q強(qiáng)/2）V配渠Q強(qiáng)/（2b

35、配渠h配渠）0.41/（20.350.5）1.15m/s滿足濾池近水管渠流速0.81.2m/sE. 配水渠的水力半徑：R配渠=b配渠h配渠/(2h配渠+b配渠)=0.350. 5/(20. 50.35)=0.13mI渠=(nv渠/R深2/3)2=(0.0131.15/0.132/3)2=0.003渠內(nèi)水面降落量h渠=I渠l配渠/2=0.0037/2=0.011m因?yàn)榕渌罡咚?h配渠+h渠=0. 5+0.011=0.511m渠高1m所以配水渠的過水能力滿足要求.（3） V形槽的設(shè)計(jì):V形槽槽底設(shè)表掃水出水孔直徑取=0.025m,間隔0.15m.每槽共計(jì)75個(gè),則單側(cè)V形槽表掃水出水孔出水總

36、面積A表孔=(3.140.0252/4)75=0.04表掃水出水孔低于排水集稅槽堰頂0.15m,即V形槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m據(jù)潛孔出流公式,其中Q為單格濾池的表掃水量.則表面掃洗時(shí)V形槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)濾面 hv濾=Q表水/20.8A表孔2/2g=0.11/20.80.042/29.8=0.28反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2式中b集水槽長(zhǎng)b=L排槽=12m,Q為單格濾池反沖洗流量Q反單=Q反/2=0.53/2=0.265m3/s所以,h排水=Q反單/(1.84b)2/3=0.06mV形槽傾角45度,垂直高度1m,壁厚0.05m.反沖洗時(shí)

37、V形槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為:10.15h排槽hv液=10.150.0060.28=0.53m第五章：消毒5.1加藥量的確定水廠設(shè)計(jì)水量為最大投加量為a=1.5mg/L加氯量為： 儲(chǔ)氯量（按一個(gè)月考慮）為：5.2加氯間的布置水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的南部。在加氯間、氯庫低處各設(shè)排風(fēng)扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)812次，并安裝漏氣探測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量達(dá)到23mg/kg時(shí)即報(bào)警，切換有關(guān)閥門，切斷氯源，同時(shí)排風(fēng)扇動(dòng)作。為搬運(yùn)氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動(dòng)葫蘆一個(gè)，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

38、材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開關(guān)。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20mH2O，供加氯機(jī)投藥用；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。第六章：其他設(shè)計(jì)6.1清水池的設(shè)計(jì)設(shè)置兩座清水池以適應(yīng)水廠的產(chǎn)水量。清水池的調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)水量的15%，則調(diào)節(jié)容積：V=5250015%=7875消防用水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi)，一次滅火用水量取55L，連續(xù)滅火時(shí)間為2h，則消防容積： V=5523600/1000=396根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點(diǎn)，水廠自用水儲(chǔ)備容積V=0。清水池總?cè)莘e為： V= V+ V+ V=7875+396+0=8271清水池設(shè)兩個(gè)，有效水深取H=4.5m，則單

39、池面積為： f=V/2H=8271/(24.5)=919m2取BL=30.530.5=930.25m2。超高取0.5m，則清水池凈高度取5.0m。6.2吸水井的設(shè)計(jì)吸水井的應(yīng)高出地面20cm，吸水井深為3.6m，寬為6m，長(zhǎng)度28.8m。6.3輔助建筑物面積設(shè)計(jì)生活輔助建筑物面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)氐木唧w情況而定。第七章：水廠總體布置7.1水廠的平面布置水廠的基本組成分為兩部分：1.生產(chǎn)構(gòu)筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級(jí)泵站、藥劑間等；2.輔助構(gòu)筑物，其中分為生產(chǎn)輔助構(gòu)筑物和生活輔助構(gòu)筑物兩種。前者包括化驗(yàn)室、修理部門、倉(cāng)庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室及職工宿舍等。水廠平面布置主要有：各種構(gòu)筑物和建筑物的平面定位；各種管道、閥門及管道配件的布置；道路、圍墻及綠化的布置等。作水廠的平面布置應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)要求：（1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長(zhǎng)度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池；二級(jí)泵房緊靠清水池。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地位；（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用；（3）各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)