鄭州大學(xué)《給水工程》課程設(shè)計說明書

1、給水工程課程設(shè)計學(xué)院/水利與環(huán)境學(xué)院專業(yè)：給排水科學(xué)與工程學(xué)生姓名：學(xué) 號:指導(dǎo)教師：二o二二年四月二十七日目錄 TOC o 1-5 h z 1總論 -1- HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.1設(shè)計任務(wù)及要求-1- HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.2基本資料-1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.2.1 水廠規(guī)模-1 - HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 1.2.2原水水質(zhì)資料-1

2、HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 1.2.3 廠區(qū)地形-2- HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 1.2.4工程地質(zhì)資料-2- HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 1.2.5水文及水文地質(zhì)資料-2- HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 1.2.6氣象資料-2-2總體設(shè)計 -3- HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 2.1凈水工藝流程的確定-3- HYPER

3、LINK l bookmark60 o Current Document 2.2處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇-3 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 2.2.1 藥劑溶解池-3 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 2.2.2 混合設(shè)備-4- HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 2.2.3絮凝池-4- HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 2.2.4沉淀池-4 HYPERLINK l bookmark75 o C

4、urrent Document 2.2.5 濾池-5- HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 2.2.6消毒方法-5-3混凝沉淀 -5- HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計-5- HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 3.1.1溶液池-6- HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 3.2混合設(shè)備的設(shè)計-8- HYPERLINK l bookmark123 o Current Docu

5、ment 3.2.1設(shè)計流量-8 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document 3.2.2 設(shè)計流速-8-3.2.3混合單元數(shù)-9 -3.2.4混合時間-9-3.2.5水頭損失-9 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 3.2.6 校核 GT 值-9- HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 3.3絮凝設(shè)備的設(shè)計-93.3.1 絮凝池的參數(shù)選擇-10 -3.3.2絮凝池的計算-10- HYPERLINK l bookmark163 o Current Docum

6、ent 3.4沉淀澄清設(shè)備的計算-12- HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 3.4.1設(shè)計水量-13- HYPERLINK l bookmark169 o Current Document 3.4.2沉淀面積-13 - HYPERLINK l bookmark172 o Current Document 3.4.3池體高度-13- HYPERLINK l bookmark175 o Current Document 3.4.4復(fù)合管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時間-14 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document

7、3.4.5 配水槽-14 - HYPERLINK l bookmark185 o Current Document 3.4.6集水系統(tǒng)-14 HYPERLINK l bookmark193 o Current Document 3.4.7 排泥-16- HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 4普通快濾池工藝設(shè)計與計算 -16 - HYPERLINK l bookmark199 o Current Document 4.1濾池面積和尺寸-16-4.2每個濾池的配水系統(tǒng)-18-4.2.1最大粒徑濾料的最小流化態(tài)流速-18 - HYPERLINK l

8、bookmark232 o Current Document 4.2.2反沖洗強(qiáng)度-18 -4.2.5 配水支管根數(shù)-19 -4.2.6單根支管人口流量-20-4.2.7支管入口流速-20-4.2.8單根支管長度-21 - HYPERLINK l bookmark235 o Current Document 4.2.9配水支管上孔口總面積-214.2.10配水支管上孔口流速-21 - HYPERLINK l bookmark238 o Current Document 單個孔口面積-21 - HYPERLINK l bookmark241 o Current Document 孑L口總數(shù)-22

9、-4.2.13每根支管上的孔口數(shù)-22 HYPERLINK l bookmark247 o Current Document 4.2.14孔口中心距-22-4.2.15孔口平均水頭損失-22- HYPERLINK l bookmark250 o Current Document 4.2.16配水系統(tǒng)校核-23 -4.3洗砂排水槽-23 -4.3.1洗砂排水槽中心距.-23 -4.3.2每條洗砂排水槽長度-24 - HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 4.3.3每條洗砂排水槽的排水量-24 -4.3.4洗砂排水槽斷面模數(shù)-24 - HYPERLI

10、NK l bookmark269 o Current Document 4.3.5洗砂排水槽頂距砂面高度-25 -4.3.6洗砂排水槽總面積-25 - HYPERLINK l bookmark272 o Current Document 4.3.7中間排水渠-25-4.4濾池反沖洗-25 - HYPERLINK l bookmark275 o Current Document 4.4.1單個濾池的反沖洗用水總量-26 - HYPERLINK l bookmark278 o Current Document 4.4.2高位水箱沖洗-26 - HYPERLINK l bookmark296 o C

11、urrent Document 4.5.1 進(jìn)水總渠-27- HYPERLINK l bookmark299 o Current Document 4.5.2反沖洗進(jìn)水管-27 HYPERLINK l bookmark302 o Current Document 4.5.3 清水管-28 HYPERLINK l bookmark305 o Current Document 4.5.4 排水渠-28-5消毒 -28- HYPERLINK l bookmark311 o Current Document 5.1加藥量的確定-28- HYPERLINK l bookmark314 o Current

12、 Document 5.2加氯間的布置-28-6其他設(shè)計 -29- HYPERLINK l bookmark320 o Current Document 6.1清水池的設(shè)計-29- HYPERLINK l bookmark323 o Current Document 6.2吸水井的設(shè)計-29- HYPERLINK l bookmark326 o Current Document 6.3二泵房的設(shè)計-29- HYPERLINK l bookmark329 o Current Document 6.4輔助建筑物面積設(shè)計-30-7水廠總體布置 -30- HYPERLINK l bookmark335

13、 o Current Document 7.1水廠的平面布置-30 - HYPERLINK l bookmark344 o Current Document 7.2水廠的高程布置-31 -參考文獻(xiàn) -31-1總論1.1設(shè)計任務(wù)及要求通過凈水廠課程設(shè)計，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對給水處理課程內(nèi)容的學(xué) 習(xí)與理解，掌握凈水廠設(shè)計的方法，培養(yǎng)和提高計算能力、設(shè)計和繪圖水 平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨立完成一個中、小型給水處理廠工藝設(shè)計， 鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。課程設(shè)計的基本要求完成設(shè)計計算書明書一份，設(shè)計圖紙2張，其中： 凈水廠平面布置圖及工藝流程程圖1張，單體構(gòu)筑物圖1張。1.2基本資料1.2

14、.1水廠規(guī)模凈水廠水量為5萬m3/天。1.2.2原水水質(zhì)資料水源為河水，原水水質(zhì)如表1-1：項目數(shù)量項目數(shù)量渾濁度1001000mg/L總硬度4度（德國度）色度15度碳酸鹽硬度4度（德國度）水溫020oC氯化物21 mg/LpH值7溶解性總固體298 mg/L細(xì)菌總數(shù)12000 個/ML硝酸鹽0.05 mg/L大腸菌數(shù)33000 個/L鐵0.1 mg/L臭和味微量亞硝酸鹽0.038 mg/L化學(xué)耗氧量9.68mg/L堿度8度1.2.3廠區(qū)地形廠區(qū)地形平坦，水源取水口位于水廠西北方向50m，水廠位于城市北面 1km。1.2.4工程地質(zhì)資料地質(zhì)鉆探資料如表1-2:表土砂質(zhì)粘土細(xì)砂中砂粗砂粗砂石粘土

15、1m1.5m1m2m0.8m1m2m表1-2地質(zhì)鉆探資料地震計算強(qiáng)度為186.2KPa。地震烈度為9度以下。地下水質(zhì)對各類水泥均無侵蝕作用。1.2.5水文及水文地質(zhì)資料最高洪水位:342.5m;最大流量:Q=295m3/s。常水位:340.5m,平均流量:Q=15.3m3/s?？菟唬?38.7m;最小流量：Q=8.25m3/s。地下水位:在地面下1.5m。1.2.6氣象資料風(fēng)向（風(fēng)玫瑰自定）氣溫:最冷月平均為-0.8C最熱月平均為25.4C極端氣溫:最高38OC，最低為-21.5C土壤冰凍深度:0.7m。2總體設(shè)計2.1凈水工藝流程的確定水廠以地表水作為水源，常見工藝流程如圖2-1所示?；炷?/p>

16、劑消毒劑原|絮凝沉淀蚪濾沖|清水池_|一水泵房用戶圖2-1水處理工藝流程2.2處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇2.2.1藥劑溶解池設(shè)計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計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)備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不 必另備計量設(shè)備，泵上有

17、計量標(biāo)志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。2.2.2混合設(shè)備使用管式混合器對藥劑與水進(jìn)行混合。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)備簡單、混合 效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。2.2.3絮凝池反應(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。目前國內(nèi)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 有網(wǎng)格（柵條）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

18、、絮凝時間短、投 資小、便于管理等優(yōu)點，并且都能達(dá)到良好的絮凝條件。此次采用往復(fù)式 隔板絮凝池。2.2.4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，但是，平流式 占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處 理效果比平流沉淀池要好。2.2.5濾池采用擁有成熟運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料，材料 易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過濾，效 果好。虹吸濾池池深比普快濾池大

19、，沖洗強(qiáng)度受其余幾格濾池的過濾水量 影響，沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定1。故而以普快濾池作為過濾處理構(gòu) 筑物。2.2.6消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于 殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。采用被廣泛應(yīng)用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡單，價 格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯 強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要 原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。3混凝沉淀3.1混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計質(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)

20、 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。我國多采用后者，采用濕投法時，混凝處理工藝流程如所示。圖3-1濕投法混凝處理工藝流程惜藥設(shè)備定采用濕投法時，混凝處理工藝流程如所示。圖3-1濕投法混凝處理工藝流程惜藥設(shè)備定設(shè)4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，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。由于缺少必要的條件，所 以參考相似水源有關(guān)水廠的藥劑投加資料，選用聚合鋁作

21、為水處理混凝劑， 包括聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等，具有混凝效果好、對人 體健康無害、使用方便、貨源充足和價格低廉等優(yōu)點，因而使用聚合鋁作 為水處理的混凝劑。取混凝劑最大投加量為64mg/L。3.1.1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，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時設(shè)溢流裝置。溶液池容積按下式計算：24 X 100qQ aQW =_=21000 x 1000m 417cn式中W2溶液池容積，m3；Q處理水量，m3/h；a一混凝劑最大投加量，mg/L；c一溶液濃度，取10%；n 每日調(diào)制次數(shù)，取n = 3。代入數(shù)據(jù)得W = -E = 64x5xi

22、o4xi.o6 - n.29m3 （考慮水廠的自用 2417cn24X417X1O%X3水量6%）溶液池設(shè)置兩個，每個容積為W2，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深H1 = 1.0m，總深H = H1+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+0.1=1.3m。溶液池形狀采用矩形，尺寸為長X寬X高=6m X 3m X 1.3m。3.1.2溶解池溶解池容積 W1 = 0.32 = 0.3 X 11.29 = 3.4m3溶解池一般取正方形，有效水深H1 = 1.0m，貝IJ，面積F = W1/H1 n邊長 a = F1/2 = 1.79m。溶解

23、池深度H = H1+H2+H3 = 2.6+0.2+0.1 = 2.9m （式中H2為保護(hù)高，取0.2m； H3為貯渣深度，取0.1m）和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個，一用一備。溶解池的放水時間采用t = 15min，則放水流量_ 吧 _ 3.2 X 1000 _勺。=碩=60X 15 = 36L/s查水力計算表得放水管公稱管徑DN = 50mm，相應(yīng)流速v0=1.9m/s。溶 解池底部設(shè)管徑d = 100mm的排渣管一根。溶解池攪拌裝置采用機(jī)械攪拌：以電動機(jī)驅(qū)動漿板或渦輪攪動溶液。3.1.3投藥管投藥管流量_W2X 1000 X 2 _ 11.29 X 1000 X 2 _q 24 X 60

24、X 60 24 X 60 X 60 0.26L,s采用DN=20mm的管道，流速采用v=0.9m/s。3.2混合設(shè)備的設(shè)計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，它是有二個一組的 混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交 叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達(dá)90-95%，構(gòu)造如圖2所示。圖3-2管式靜態(tài)

25、混合器3.2.1設(shè)計流量采用兩個混合器向兩個絮凝池同時供水，故每個混合器設(shè)計流量:5 X 104 x 1.06Q =,= 0.31m3/s七 2 X 24 X 3600/3.2.2設(shè)計流速靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計流速v=1.0m/s，則管徑為:4 x 0.31入 x= 0.63m3.14 x 1.0采用公稱直徑DN=700mm，實際流速為0.81m/s。3.2.3混合單元數(shù)按下式計算2.36N 2.36成5 爵=0.810.5 x 0.70.3 = 2.9取N=3，則混合器的混合長度為：L=1.1ND=1.1x3x0.7=2.3m3.2.4混合時間T = =己=2.8sv 0.813

26、.2.5水頭損失v21.430.812h = %N = xZ8x3 = 0.17m3.2.6校核GT值Wh9800 x 0.17G = 二=_= 722.4S1 (7001000s1 )、訶 J 1.14x103 x2.8i)GT = 722.4 x 2.8 = 2022.72(2000，水力條件符合要求)3.3絮凝設(shè)備的設(shè)計絮凝池采用往復(fù)式隔板絮凝池。往復(fù)式隔板絮凝池通常用于大、中型 水廠，因水量過小時，隔板間距過狹隘不便于施工和維修。隔板絮凝池構(gòu) 造簡單，管理方便，絮凝效果比較好。3.3.1絮凝池的參數(shù)選擇往復(fù)式隔板絮凝池采用2個，每組的流量采用設(shè)計流量Q=0.31m3/s。絮凝池平均水深

27、為H1=1.1m，進(jìn)水的流速采用0.5m/s，出水流速采用0.2m/s。絮凝池采用6段。絮凝時間采用6min。絮凝池的長寬比為Z =冬=1.2L廊道流速采用6檔，即V1=0.5m/s， V2=0.4m/s，V3=0.35m/sV4=0.3m/s，V5=0.25m/s，V6=0.2m/s隔板轉(zhuǎn)彎的寬度采用廊道寬度的1.2-1.5倍。3.3.2絮凝池的計算總?cè)莘eWW = 60Qt = 60 X 0.62 X 20 = 744m3單池平面面積fW 744 f = . = = 338m2n12 X 1.1池長（隔板間凈間距之和）L338=16.8mT2池寬BB = ZL = 1.2 X 16.8 =

28、20.2m廊道寬度和流速的計算廊道分段號223456各段廊道寬度(m)0.560.700.800.941.131.41各段廊道流速(m/s)0.50各段廊道數(shù) 3各段廊道總凈寬各段廊道寬度(m)0.560.700.800.941.131.41各段廊道流速(m/s)0.50各段廊道數(shù) 3各段廊道總凈寬1.680.430.350.300.250.202.102.402.823.394.23表3-1廊道寬度和流速計算表水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)池內(nèi)每3條廊道寬度相同的隔板為一段，共分為6段，則廊道總數(shù)為6X3=18 條隔板數(shù)為18-1=17條水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為17次池長復(fù)核(未計入隔板厚度)L=3X(0.56+0.7

29、0+0.80+0.94+1.13+1.41)=16.62m池底坡度根據(jù)池內(nèi)平均深度為1.1m，最前端水深取為0.8m，最深端取1.4m。則池底坡度1.4 0.8i = _ = 0.03616.8水頭損失按照廊道內(nèi)的不同流速分成6段進(jìn)行計算。各段的水頭損失按照下式計算h = gS 蜜 + 嗎 I R = anH1n n 2g CRn nnan+2H1絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿抹面，則粗糙系數(shù) n=0.013絮凝池前5段內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)均為Sn=3，則第六段內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為17-3X5=2各段水頭損失計算結(jié)果如表3-2段SlRV 0vC1361.20.2400.4020.4826

30、2.12361.20.2710.3440.41363.33361.20.3000.3010.36164.34361.20.3530.2410.28965.85361.20.3890.2100.25266.86240.80.4520.1660.20068.4hn0.0890.0640.0480.0300.0220.009表3-2各段水頭損失計算總水頭損失h = Zn = 0.089 + 0.0.64 + 0.0.48 + 0.030 + 0.022 + O.009 = 0.26mGT值水溫T=20水溫T=20C=1.0091 X 103 Pa - s兩G=,；八 小= 45.89S16 X 10

31、4必GT = 45.89 X 20 X 60 = 55068設(shè)計合理3.4沉淀澄清設(shè)備的計算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，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l=1000mm，斜管傾角。=60。如圖3-3所示，斜管區(qū)由六角形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，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3-3斜管沉淀池的剖面圖3.4.1設(shè)計水量包括水廠自用水量6%,和絮凝池一樣，斜管沉淀池也

32、設(shè)置兩組，每組設(shè)計流量Q=0.31m3/s表面負(fù)荷取 q=10m3/（m2- h）=2.8mm/s3.4.2沉淀面積單個沉淀池清水區(qū)有效面積AQ 0.31A = ： = 110.7m2v 0.0028采用沉淀池的尺寸為5.5mx 20.2m=111.1m23.4.3池體高度保護(hù)高外=0.5m；斜管高度h2=0.87m；配水區(qū)高度h3=1.5m；清水區(qū)高度h4=1.2m；池底穿孔排泥槽高h(yuǎn)5=0.75m。則池體總高為：H場1 + h2+h3+h4=4-87m3.4.4復(fù)合管內(nèi)雷諾數(shù)及沉淀時間1）管內(nèi)流速vV0 = . = 3.22mm/s2）斜管水力半徑RR=d/4=0.625cm3）雷諾數(shù)Re

33、Re=20.14）管內(nèi)沉淀時間tT=5.18min3.4.5配水槽配水槽寬b =1m3.4.6集水系統(tǒng)1）集水槽個數(shù)n=92）集水槽中心距2 = - = 1.95mn3）槽中流量q3）槽中流量q04）槽中水深H20.61=0.068m3 /s槽寬 b=0.9q0.4 = 0.9 X 0.0680.4 = 0.307m起點槽中水深0.75b=0.23m，終點槽中水深1.25b=0.38m為方便施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.38m計。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，則集水槽總高度為H3= H2+0.05+0.05+0.15=0

34、.66m6）孔眼計算a.所需孔眼總面積3由 q = “G J2而得3 = 知“J2g九式中 一集水槽流量，m3/s ；流量系數(shù)，取0.62；h 一孔口淹沒水深，取0.05m；所以3 =0068= 0.112m20.62x72x9.81x0.05b.單孔面積g0孔眼直徑采用d=30mm，則單孔面積食% = _d2 = 0.0007m2孔眼個數(shù)n160個g160個%0.0007集水槽每邊孔眼個數(shù)nn =n/2=80/2=80（個）孔眼中心距離S0S0=B/47=13/47=0.28m3.4.7 排泥采用穿孔排泥管，沿池寬（B=9m）橫向鋪設(shè)6條V形槽，槽寬1.5m, 槽壁傾角450,槽壁斜高1.5

35、m，排泥管上裝快開閘門。4普通快濾池工藝設(shè)計與計算4.1濾池面積和尺寸濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，濾池實際工作時間為:24T = 24-0.1X=23.8九 12式中：0.1代表反沖洗停留時間。由于該水廠所引用的水，其水質(zhì)比較好，故該濾池采用石英砂單層濾 料，其設(shè)計濾速為8-10m/h，本設(shè)計取=10m/h，濾池面積為：Q5 X 104 x 1.05F = = 220.6m2叩 10 X 23.8根據(jù)設(shè)計規(guī)范，濾池個數(shù)不能少于2個，即NN2個，根據(jù)規(guī)范中的表 如下：本設(shè)計采用濾池個數(shù)為4個，其布置成對稱單行排列。每個濾池面積為：F 220.6f = f =3= 55.15m2N 4

36、式中：f一每個濾池面積為（m2），N一濾池個數(shù)NN2個，取4個F一濾池總面積（m2）采用濾池長寬比L/B=1，設(shè)計中采用濾池尺寸為：校核強(qiáng)制濾速v=Nv/ (N-1) =4 10/ (4-1) =13.3m/h濾池高度H采用：承托層厚度H1=0.45m (級配組成，見表4-1)濾料層厚度H2=0.70m9 (級配組成，見注：濾料的相對密度為：石英砂2.502.70；無煙煤1.4 1.6;重質(zhì)礦石4.405.20。表 4-2)砂面上水深H3=1.70m濾池超高H4=0.30m所以，濾池總高度為：H= H1 +H2 +H3 +H4=0.45+0.70+1.70+0.30=3.15m層次(自上而下)

37、材料粒徑(mm)厚度(mm)1礫石241002礫石481003礫石8161004礫石1632本層頂面應(yīng)高出配水系統(tǒng)孔眼100表4-1大阻力配水系統(tǒng)承托層組成濾料種類濾料組成正常濾速 (m/h)強(qiáng)制濾速 (m/h)粒徑(mm)不均勻系數(shù)(K80)厚度(mm)單層細(xì)砂濾料石英砂d10 = 0.552.07007-99-12雙層濾料無煙煤d10 = 0.852.0300-4009-1212-16石英砂d10 = 0.552.0400三層濾料無煙煤d10 = 0.851.745016-1820-24石英砂1.5250d10 = 0.50重質(zhì)礦石 d10 = 0.251.770均勻級配粗砂 濾料石英砂d

38、10=0.91.21.41200-15006-1010-13注：濾料的相對密度為：石英砂2.502.70；無煙煤1.41.6;重質(zhì)礦石4.405.20。表4-2濾料組成及設(shè)計濾速4.2每個濾池的配水系統(tǒng)4.2.1最大粒徑濾料的最小流化態(tài)流速d1.31%y = 2.26 X 1.31 X “0.54 X (1 m0)0.54Vmf-最大粒徑濾料的最小流化態(tài)流速(m/s)；d-濾料粒徑(m)；0-球度系數(shù);-水的動力粘度(N.S)/m2m0-濾料的孔隙率。設(shè)計中取 d=0.0012m, 0=0.98, m0=0.38,水溫 20C時=0.001(N.S)/m20.00121.310.382.31v

39、 = 12.26 X X = 1.08cm/s河0.981.31 X 0.0010.54(1 一 0.38)0.54/4.2.2反沖洗強(qiáng)度q=10KVmfq-反沖洗強(qiáng)度L/(s/m2),一般采用 12-15L/(s/m2)；K-安全系數(shù)，一般采用1.1-1.3.設(shè)計中取K=1.34.2.3反沖洗水流量% = fxq式中q 反沖洗干管流量(L.s)。 gqg=55.15 x 14=772.1L/s4.2.4干管始端流速4qg X 103% nD2式中Vg干管始端流速(m/s), 一般采用1. 0-1.5 m/s ;q反沖洗水流量(L/s); gD一干管管徑(m)。設(shè)計中取D=0.8m4 X 77

40、2.1 X 103% =x 0 8= 1.54m/s4.2.5配水支管根數(shù)Ln. = 2x_式中n.-單池中支管根數(shù)(根)；L-濾池長度(m);a-支管中心間距(m)，一般采用0.25-0.30m。設(shè)計中取a= 0.30m7.4nj=2X03=49 根單格濾池的配水系統(tǒng)如圖4-1所示。DN100疝墻lOGinio,管與管的聞距是20血im圖4-1單格濾池配水系統(tǒng)布置圖4.2.6單根支管人口流量們=也Jni式中 q.-單根支管入口流量(L/s).q 772.1q. = - = =15.70si4.2.7支管入口流速q. q. X 103Vi =7；74。2= 2m/sX 0.1024式中V.-支

41、管入口流速（m/s）,一般采用1.50-2.0m/sD.-支管管徑（m）。設(shè)計中取D.=0.10m4.2.8單根支管長度111. = （B D） = （7.4 0.8） = 3.3m J JJ式中I.-單根支管長度（m）；B-單個濾池寬度（m）；D-配水干管管徑（m）。設(shè)計中取 B=7.4m，D=0.80m；4.2.9配水支管上孔口總面積Fk=KXf=0.25%X55.15=0.14m2一般采用式中Fk-配水支管上的孔口面積（m2）一般采用K-配水支管上孔口總面積與濾池面積f之比，0.2%-0.25%，設(shè)計中取 K=0.25%4.2.10配水支管上孔口流速q 0.772寸=-TTT4 = 55

42、m/S式中Vk-配水支管上的孔口流速，一般采用5.0-6.0m4.2.11單個孔口面積f = d2 = _x92 = 63.5mm2 Jk 4 k 4式中fk-配水支管上單個孔口面積（mm2）；dk-配水支管上孔口的直徑（mm），一般采用9-12mm。設(shè)計中取dk=9mm4.2.12孑L 口總數(shù)14000N = 63 5 = 2205 個4.2.13每根支管上的孔口數(shù)% =魚=2205 = 45 個圖4-2支管上孔口布置式中圖4-2支管上孔口布置式中nk-每根支管上的孔口數(shù)（個）。支管上孔口布置成二排，與垂線成450夾角向下交錯排列，如所示4.2.14孔口中心距a = = 0.15m TOC

43、o 1-5 h z k n7?45/2式中ak-孔口中心距（m）。142=3.5m142=3.5m1 q 21h = 一= = _- 一 一 _k 2g 10門K2 X 9.8 10 X 0.25 X 0.68式中hk-孔口平均水頭損失（m）；q-沖洗強(qiáng)度L/（s/.m2；-流量系數(shù)，與孔口直徑和壁厚5的比值有關(guān)；K-支管上孔口總面積與濾池總面積之比，一般采用0.2%0.25%。設(shè)計中取5=5mm，k=0.25；則孔口直徑與壁厚之比蟲=竺=2.8,選用85流量系數(shù)=0.684.2.16配水系統(tǒng)校核對大阻力配水系統(tǒng)要求其支管長度L與直徑q.之比不大于60。對大阻力配水系統(tǒng)* = 33= 33 6

44、0d.0.1j對大阻力平配水系統(tǒng)要求配水支管上孔口總面積Fk與所有支管橫截對大阻力平配水系統(tǒng)Fk面積之和的比值小于Fk0.14r 0.36 0.5jJj49 X： X 0.12式中f-配水支管的橫截面積（m2）。4.3洗砂排水槽4.3.1洗砂排水槽中心距a0=l/ni式中：a0一洗砂排水槽中心距n1一每側(cè)洗砂排水槽數(shù)（條）因洗砂排水槽長度不宜大于6m，故在設(shè)計中將每座濾池中間設(shè)置排水 渠，在排水渠兩側(cè)對稱布置洗砂排水槽，每側(cè)洗砂排水槽數(shù)n1=3條，池中洗砂排水槽總數(shù)為n2=6條a0=7.4/3=2.5m4.3.2每條洗砂排水槽長度B B b 7.4 0.8 =23.3m式中：10每條洗砂排水槽

45、長度（m式中：10每條洗砂排水槽長度（m）b中間排水渠寬度（m） 取b=0.8m4.3.3每條洗砂排水槽的排水量q 772.1q。= _ = - = 128.7L/s 九2式中：q0每條洗砂排水槽的排水量qg一單個濾池的反沖洗水量 n2一洗砂排水槽總數(shù)4.3.4洗砂排水槽斷面模數(shù)洗砂排水槽采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，如圖4-3所示圖4-3洗砂排水槽斷面圖4-3洗砂排水槽斷面洗砂排水槽斷面模數(shù):洗砂排水槽斷面模數(shù):x = 0.5q1000%0.5x = 0.5q1000%0.5=0.5 x128.71000 X 0.60.5=0.23m式中：x一洗砂排水槽斷面模數(shù)v0槽中流速（m/s）一般采用0.6 m

46、/s4.3.5洗砂排水槽頂距砂面高度H。=吧 + 2.5% + 5 + c = 40% X 0.7 + 2.5 X 0.23 + 0.05 + 0.08 = 0.99m式中：He洗砂排水槽頂距砂面高度e一砂層最大膨脹率，石英濾料一般采用30%50%,取40%6一排水槽底厚度 取0.05mH2濾料厚度 取0.7mc洗砂排水槽的超高，取0.08m4.3.6洗砂排水槽總面積F0 = 2叫 + 時=2 X 0.23 X 3.3x6 + 7.4 X 0.8 = 7.4m2校核排水槽種面積與濾池面積之比：知=二七=13%，基本滿足要求 /55.154.3.7中間排水渠中間排水渠選用矩形斷面，渠底距洗砂排水

47、槽底部的高度為：H。= 1.734.4濾池反沖洗濾池反沖洗水可由高位水箱或?qū)ＴO(shè)沖洗水泵供給，本設(shè)計采用水泵供 水反沖洗4.4.1單個濾池的反沖洗用水總量qft14 X 55.15 X 6X 6。w=二= 277m3TUUUIUUU式中：W一單個濾池的反沖洗用水總量t反沖洗時間,一般為7-5min取t=6min濾料組成沖洗強(qiáng)度L/(m2 - s)膨脹率（%）沖洗時間（min）單層細(xì)砂級配濾料12154575雙層煤、砂級配濾料13165086三層煤、砂、重質(zhì)礦石級配濾料161755754.4.2高位水箱沖洗高位沖洗水箱的容積W1=1.5W=1.5 277=415m3承托層的水頭損失hw3 = 0.

48、022H1q =。.。22 X。.45 X 14 = G.14m式中hw3-承托層的水頭損失（m）；H1-承托層的厚度（m）。設(shè)計中取H1=0.45m沖洗時濾層的水頭損失h = 砂11 m H = U.72mw4 n。2水式中hw4-沖洗時濾層的水頭損失（m）；Q砂-濾料的密度（Kg/m3）,石英砂密度一般采用2650Kg/m3；Q水-水的密度（Kg/m3）；m0-濾料未膨脹前的孔隙率；H2-濾料未膨脹前的厚度（m）。沖刺水箱高度Hf = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =6.86m式中Ht-沖洗水箱的箱底距沖洗排水曹頂?shù)母叨龋╩）；hw1-水箱與濾池間的沖洗管道的沿程和局部水頭

49、損失之和（m）； hw2-配水系統(tǒng)的水頭損失（m）；hw5-備用水頭（m），一般采用1.52.0m。設(shè)計中取 hw1=1.0m，hw2=hk=3.5m，hw5=1.5m4.4.3水泵反沖洗查給排水設(shè)計手冊第十一冊選擇兩臺水泵（一備一用），其型號為： 20SA-22A，泵的揚(yáng)程為16m，流量為500L/s，配套電機(jī)選用Y315L1-6，選 兩臺泵一用一備。水泵吸水管采用鋼管，吸水管直徑DN700，管中流速V=1.3m/s符合要 求。水泵壓水管也采用鋼管，壓水管直徑DN600，管中流速V=1.71m/s,符 合要求。4.5進(jìn)、出水系統(tǒng)4.5.1進(jìn)水總渠濾池的總進(jìn)水量為Qj=0.61m3/s設(shè)計中取進(jìn)水管為DN800，管中流速為1.21m/s單個濾池進(jìn)水管Q2=0.61/4=0.16m3/s采用進(jìn)水管直徑D2=350mm，管中流