給水處理廠設(shè)計

1、 水處理工程（一）課程設(shè)計 第一章 設(shè)計原則水廠的設(shè)計原則： （1）水處理構(gòu)筑物的處理能力，應(yīng)以最高日用水量加水廠自用水量來進行設(shè)計，并以原水水質(zhì)最不利情況進行校核。 （2）水廠應(yīng)按近期設(shè)計，考慮遠期發(fā)展。根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟合理性等因素對近期工程亦作分期建造的安排。對于擴建、改建工程，應(yīng)從實際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設(shè)施的效能，并應(yīng)考慮與原有構(gòu)筑物的合理配合。 （3）水廠設(shè)計中應(yīng)考慮個構(gòu)筑物或設(shè)備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。 （4）水廠機械化和自動化程度，應(yīng)本著提高科學管理水平和增加效益的原則，根據(jù)實際生產(chǎn)要求，技術(shù)經(jīng)濟合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善確定，逐部提高。 （5）設(shè)計

2、中必須遵循設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。第二章 總體設(shè)計一.給水處理廠設(shè)計水量的確定 水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進行設(shè)計，水廠自用水量主要用于濾池沖洗及絮凝池排泥等方面，一般采用供水量的5%-10%，本工藝采用5%，故給水廠的設(shè)計處理量是： Q=Qd（1+5%）=140000×（1+5%）=147000m3/d=6125m3/h 給水處理廠工藝流程的確定：凈化工藝流程的選擇取決于原水水質(zhì)和用戶對水質(zhì)的要求。根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GB383802），原水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)標準，除濁度、菌落總數(shù)、大腸菌數(shù)偏高外，其余參數(shù)均符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB57492006）的規(guī)

3、定。 本設(shè)計的水源是地表水（河水），但由于引水工程中采用了混凝預沉構(gòu)筑物，因此除汛期外凈水廠原水濁度變化不會很大。由于該供水廠供水規(guī)模較大，供水質(zhì)量要求較高，結(jié)合我國城市供水對供水水質(zhì)要求有所提高的情況，通過對各種工藝的比較及目前技術(shù)方面的要求，采用基本處理流程如下圖：圖1-1 凈水廠工藝流程圖二. 水處理構(gòu)筑物選型及工藝設(shè)計計算1.配水井： 凈水廠內(nèi)反應(yīng)沉淀處理工藝共分為四組。每組設(shè)計2座處理構(gòu)筑物，設(shè)計一座配水井。1. 1 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量Q'=Q/4=25.52m3/min，水力停留時間T=4.0min。1.2 設(shè)計計算 配水井體積：V=QT=25.52×4=102.

4、1m3 配水井平面尺寸：A=L×B=7×3=21m2 有效水深：H=V/A=4.86m，取5m，超高0.5m，則井深5.5m 配水井出水處設(shè)溢流堰，采用渠道和混合池連接，渠道的寬b=1.5m,流速取 v=1.2m/s,則有效水深為h=Q'/bv=0.945m,取1m。超高取0.3m，渠道深H'=1.3m。配水井設(shè)DN=1200mm溢流管。2. 加藥間：混凝劑配制與投加1. 設(shè)計參數(shù) Q=140000m3/d=1.63m3/s 根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)水廠的運行經(jīng)驗，選擇的絮凝劑為堿式氯化鋁，采用計量泵濕式投加，堿式氯化鋁含量wb=10%，最大投加量a=3

5、0mg/L,每天投加次數(shù)n=1。2. 設(shè)計計算（1） 溶液池容積 V1=aQ/417bn=41.96m3,取V1=42m3 溶液池分三個格，二用一備，交替使用。每格有效容積為21m3，有效高度為2.3m，超高0.2m，所以實際尺寸為L×B×H=3×3×2.5。置于室內(nèi)地面上。(2) 溶解池容積 V2=0.3V1=12.6m3 格數(shù)和溶液池相同，二用一備，交替使用。單格有效容積6.3m3，有效高度取1.6m，超高0.2m。實際尺寸為2×2×1.8，池底坡度采用2.0%。（3） 藥劑倉庫 藥庫和加藥間合建在一起，儲備量按最大投藥量的30d

6、用量計算，每天需藥量為M=140000×103×10-6×30=4200kg/d=4.2t/d，堆高1.5m，通道系數(shù)采用1+15%=1.15，則倉庫面積為=（4.2×30×1.15）/1.5=96.6m2。在倉庫內(nèi)設(shè)有地磅，并留有1.5m寬的過道，藥庫與加藥間合建，平面尺寸為23×22。（4） 混凝劑投加 混凝劑投加采用復合循環(huán)控制。運行時，投藥泵PLC先根據(jù)進水流量計的信號控制投藥泵自動進行比例投加，然后根據(jù)游動電流檢測儀反饋的信號進行負反饋控制，調(diào)整投藥泵的投藥量，從而實現(xiàn)投藥的復合循環(huán)控制。圖2.2加藥間平面布置圖3. 機械混

7、合池 混合池設(shè)計2組，一期工程和二期工程各1組，每組兩個池。與絮凝池合建在室內(nèi)。1. 設(shè)計參數(shù) 池數(shù)n=4,單池設(shè)計流量Q1=Q/4=1.63/4=0.41m3/s,混合時間T=60s。2. 設(shè)計計算1） 單池容積 V=Q1T=0.41×60=24.6m3，每座混合池分兩格，每格容積為12.3m3，單格平面尺寸L×B=2m×2m，有效水深h=3.2m，超高0.3m,則池總高度H=3.5m。2） 機械混合池的槳板尺寸。 槳板外緣直徑1.2m，槳板寬度0.2m，長度0.4m，攪拌器離池底距離h'=0.5×1.2=0.6m，H/B=3.2/2=1.61

8、.2圖2-3 機械混合池平剖面圖4. 絮凝池1.適用條件（1）原水水溫為4.0-34.0，濁度為25-2500NTU（2）單池處理的水量以1-2.5萬m3/d較適合，以免因單池面積過大影響效果。 水廠產(chǎn)水量大時，可采用兩組或多組池 并聯(lián)運行。（3）適用于新建也可用于水廠改造。2、設(shè)計要求（1）絮凝時間，一般為10-5min。（2）絮凝池分格大小，按豎向流速確定。（3）絮凝池分格數(shù)按絮凝時間計算，多分成8-18格；可大致按分格數(shù)均分成3段，其中前段為3-5min，中段為3-5min，末段4-5min。（4）網(wǎng)格數(shù)前段較多，中段較少，末段可不放。但前段總數(shù)宜在16層以上，中段在8層以上，上下兩層間

9、距為60-70cm。（5）每格的豎向流速，前段和中段0.12-0.14m/s，中段0.22-0.25m/s。（6）網(wǎng)格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80mm×80mm，中段分別為80mm和100mm×100mm。（7）各段之間的過水孔洞應(yīng)上下交錯，孔洞計算流速：前段0.3-0.2m/s，中段0.2-0.15m/s，末段0.14-0.1m/s，各過水孔面積從前段向末端逐步增大，所有過水孔須經(jīng)常處于淹沒狀態(tài)，因此上部孔洞標高應(yīng)考慮沉淀池水位變化時不會露出水面。（8）網(wǎng)孔流速，前段0.25-0.33m/s，中段0.22-0.25m/s

10、.（9)一般排泥可用長度小于5m，直徑150200mm的穿孔排泥管或單斗底排泥，采用快開排泥閥。（10）網(wǎng)格材料可用木料、扁鋼、塑料、鋼絲網(wǎng)水泥或鋼筋混凝土預制件等。木板條20-25mm，鋼筋混凝土預制件厚度30-70mm。3.設(shè)計參數(shù)水廠絮凝池總體設(shè)計2組，每組兩池。每池設(shè)計流量為： Q140000 /4（m/d）=0.41m/s。絮凝池的有效容積絮凝時間t10 min 水深4m有效容積VQt0.41×10×60246 m絮凝池的有效面積：AV/h246/461.5 m水流經(jīng)過每個的豎井流速v取0.12 m/s，由此得單格面積： fQ/ v0.41/0.123.42 m2

11、設(shè)計單格為正方形，邊長采用1.90m，因此實際每格面積為3.61 m2，由此得到分格數(shù)為n61.5/3.61=17.04 采用18格 實際絮凝時間為：t = =633.95s10.57min 絮凝池得平均水深為4.0m，取超高為0.3m，得到池得總高度為： H4.0+0.34.3 m， 從絮凝池到沉淀池的過渡段凈寬1.5 米。取絮凝池的格墻寬為200mm，即0.2m，單組絮凝池：長：1.9×50.2×610.7 m 寬：1.9×50.2×610.7 m進水管管徑的確定：Q=0.410m/s，取流速為v=1.2m/s,管徑D=0.656m，采用DN700鑄

12、鐵管。 為避免反應(yīng)池底部集泥，影響水處理效果，在每個反應(yīng)池底各設(shè)DN200mm穿孔排泥管。采用坡度1%的滿流管。 過孔洞流速v按照進口流速0.30m/s遞減到0.10 m/s，上孔上緣在最高水位以下，下孔下緣與池底平齊，、表示每格網(wǎng)格層數(shù)，單豎井的池壁厚為200mm。表一：格編號 1 2 3 4 5 6孔洞高×寬0.72×1.90.72×1.90.72×1.90.94×1.90.94×1.90.94×1.9 流速 0.3 0.3 0.3 0.23 0.23 0.23格編號 7 8 9 10 11 12孔洞高×寬1.

13、11×1.91.11×1.91.11×1.91.2×1.91.2×1.91.27×1.6 流速 0.195 0.195 0.195 0.18 0.18 0.17格編號 13 14 15 16 1718孔洞高×寬1.27×1.91.35×1.91.35×1.91.54×1.91.8×1.92.16×1.9 流速0.170.160.160.140.120.104 .內(nèi)部水頭損失計算16格為前段，其豎井之間孔洞流速為0.200.30m/s，水過網(wǎng)孔流速為：0.250.30

14、m/s；715格為中段，豎井之間孔洞流速為：0.200.15 m/s，水過網(wǎng)孔流速為：0.220.25m/s；（1）前段網(wǎng)格的孔眼尺寸80mm×80mm，取0.27 m/s，凈空斷面0.410/0.271.52m2；每個網(wǎng)格的孔眼數(shù)為1.52/0.08238（個）。前段共設(shè)網(wǎng)格15塊，前段網(wǎng)格水頭損失為：n/2g其中n取15，為網(wǎng)格阻力系數(shù)，在此處取1.0，則：n/2g15×1.0×0.27/19.60.0558m；前段孔洞水頭損失為：/2g其中為孔洞阻力系數(shù)，取3.0，則：/2g3.0×（0.3×3+0.23×3）/19.60.06

15、56m（2）中段 網(wǎng)格的孔眼尺寸為100mm×100mm，取0.24m/s，凈空斷面： 0.41/0.241.708 m2； 每個網(wǎng)格的孔眼數(shù)為：1.708/0.12171個。中段共設(shè)網(wǎng)格10個，則中段網(wǎng)格水頭損失為：10×1.0×0.24/19.60.029m。中段孔洞水頭損失：/2g3.0（0.195×3+0.18×2+0.17×2+0.16×2）/19.60.0441m；（3）后段不設(shè)網(wǎng)格，孔洞水頭損失為：3.0×（0.14×5+0.12+0.10×4）/19.60.0233m；絮凝池總水

16、頭損失為：h+0.0558+0.0656+0.029+0.0441+0.02330.2184m，取0.22m。5 .核算絮凝池總停留時間T（1）前段 h0.0558+0.06560.1214m停留時間t144.30s水溫20G90.42（2）中段h0.029+0.04410.0731m停留時間t217.94sG57.10（3）后段h0.0233mtTt1t2243.17sG30.52（4）總 G59.21GT59.21×605.4135846.3，符合設(shè)計要求。5. 平流沉淀池 采用平流沉淀池，設(shè)計2組，每組2座。1. 設(shè)計參數(shù) 單池設(shè)計流量Q1=0.41m3/s，沉淀時間t=2h，

17、水平流速v=13.0mm/s，有效水深3.2m。2. 設(shè)計計算(1） 池體尺寸1）池容積V=Q1t=0.41×2×3600=2953m32）池長L=3.6vt=3.6×13×2=93.6m，取L=94m3）池寬B=V/Lh=2953/（94×3.2）=9.82m，取B=10m。 每池中間設(shè)一導流墻，導流墻采用磚砌，導流墻寬為240mm,則沉淀池每格寬度b=4） 尺子尺寸校核 長寬比L/B=9.44（符合設(shè)計要求） 長深比L/h=29.410（符合設(shè)計要求） 沉淀池水平流速v=L/t=13.06mm/s(符合要求）（2) 進水穿孔墻 為使水流均勻

18、地分布在整個進水截面上，并盡量減少擾動，在沉淀池進口處用磚砌穿孔墻布水1) 穿孔墻孔洞總面積 孔洞處流速為防止絮凝體破碎，孔口流速不宜大于0.15-0.2m/s，采用0.2m/s=0.41/0.2=2.05m22） 孔洞個數(shù)N 孔洞形狀采用半磚矩形孔眼，尺寸為15mm×8mmN=170.8個，取170個3） 孔眼的實際流速V0=0.2m/s4） 孔眼布置 水平方向孔眼凈間距取200mm,控煙布置成10排，每排孔眼數(shù)為17個，其所占的寬度為（17×0.15+27×0.20）=7.95m，剩余寬度為：B-7.95=2.05m，均分在各灰縫中。垂直方向孔眼凈距取150m

19、m，最后一排的淹沒水深為0.25m，則孔眼的分布高度為H0=（0.25+0.08×10+0.15×10）=2.55m。池子進水端的花墻距進水池壁的距離為1m，至池底部分的花墻不設(shè)孔眼。（3） 集水系統(tǒng) 為保證沉淀池出水均勻流，采用指形槽收集出水后匯入集水渠。1） 集水槽延池長方向布置5條穿孔集水槽中心距：a=B/5=2m槽中流量：q1'=0.41/5=0.082m3/s 考慮到池子的超載系數(shù)為20%，故每個槽中流量q1=1.2q1'=0.0984m3/s 每條槽的寬度b=0.36m。為便于施工取0.4m，槽底為平底。為保證自由出流，堰口位于槽內(nèi)水面以上0.0

20、5m，槽起端高取0.15m。采用雙側(cè)布水孔，指形槽進水孔孔徑為25mm，則單孔面積w=0.00049m2，堰口上的水頭h=0.05m，重力加速度g=9.81m/s2 單個孔口流量q2=0.0002m3/s 每個槽上開的孔數(shù)為=492個，每側(cè)各開246個，設(shè)開孔中心間距e=0.1m， 則每條槽的長度為l=0.1×246=24.6m 孔口流速v=0.68m/s 集水槽有效水深h"=0.36m,取0.4m 集水槽的總高度H1=0.05+0.15+0.4+0.05=0.65m2） 集水渠 假定集水渠起端水流截面為正方形，則渠的寬度b"=0.63m，為便于施工取0.7m。

21、起點水深H1'=0.75b"=0.525m, 終點渠中水深H2'=1.25b"=0.875m 為了便于施工，渠中水深統(tǒng)一取1.0m，自由落水高度為0.07m，即集水槽底應(yīng)高于集水渠起端水面0.07m，同時考慮到集水槽頂與集水渠頂相平。集水渠總高度H2=H1+0.07+1=1.72m。出水管流速取1.0m/s，則直徑D=0.723m，取800mm。(4） 排泥系統(tǒng) 機械排泥裝置可充分發(fā)揮沉淀池的容積利用率，且排泥可靠，故采用虹吸式機械吸泥機排泥，柵車行走速度v=1.0m/min。1) 干污泥量Q干=(1000-10)10-6=27.72m3/d2） 污泥量 設(shè)

22、污泥含水率98%，則Q=1386m3/d=57.75m3/h3） 吸泥機往返一次所需時間t=188min4） 設(shè)虹吸管排列數(shù)為z=10根，管內(nèi)流速v1=1.5m/s，單側(cè)排泥最長虹吸管長l'=20m,采用連續(xù)排泥，虹吸管管徑為d'=103=37mm,選用DN40mm的水煤氣管，流速v=1.24m/s5） 吸口的斷面確定 吸口的斷面與管口斷面積相等。 已知吸管的斷面積A=3.14d'2/4=0.001m2，設(shè)吸水口長l"=0.1m，則吸口寬度b”=A/l"=0.1m。6） 吸泥管路水頭損失計算。進口§1=0.1，出口§2=1,90度

23、彎頭§3=1.975*2則局部水頭損失hi=（0.1+1+3.95）=0.58m，管道部分水頭損失hg=l'v12/d'2g=1.49m，總水頭損失h1=hi+hg=2.07m考慮管道使用年久等因素，實際水頭損失H1=1.3h1=2.69m7) 排泥放空管直徑d=式中d-放空管直徑（m）B-池寬 (m)L-池長（m）h-池的有效水深（m）T-泄空時間（s),此處按4h計，則d=0.372m,取400mm（5） 沉淀池水利條件校核水力半徑R=bh/(2h+b)=158.6cm弗勞德數(shù)Fr=v2/Rg=0.5710-5小于1.010-5滿足條件絮凝池沉淀池合建在室內(nèi)。6.

24、 V形濾池的設(shè)計 本設(shè)計采用V形濾池，V形濾池是快濾池的一種形式，因其進水采用形狀呈V字形而得名，也叫均質(zhì)濾料濾池。主要特點是：反沖洗時濾料不膨脹，故使濾層含污能力提高。氣-水反沖洗再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，使沖洗水量大大較少，濾池建在室內(nèi)。1. 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量Q=140000m3/d=1.63m3/s，設(shè)計一組濾池，濾速v=12m/h，強制濾速17m/h；采用先用空氣反沖，然后用氣-水同時反沖，最后再用水反沖的操作方式。第一步氣沖沖洗強度q氣1=15L/s.m²第二步氣-水同時反沖洗強度q氣1=15L/s.m²，q水1=4L/s.m²；第三步單

25、獨水沖強度q水2=5L/s.m²；表面掃洗用原水，沖洗強度q表水=2.0L/s.m²；沖洗時間t=0.2h；第一步氣沖時間t氣=3min，第二步氣水同時反沖洗t氣水=4min，第三步單獨水沖洗t水=5min。沖洗周期T=48h。2. 設(shè)計計算（1） 池體尺寸1） 濾池工作時間t'=24-24t/T=23.9h（未考慮排放初濾水）2） 濾池面積F=Q/vt'=488.15m²,取F=488m²選雙格型濾池，濾池底板用混凝土，單格寬B=4m，長L=14m，單格面積56m²，共四個濾池，每座面積f=112m²，總面積448m

26、²。實際流速v1=11.78m/h。3） 濾池強制濾速V'=15.7117滿足要求4） 濾池高度的確定 根據(jù)設(shè)計規(guī)范和實際情況，取濾池濾板下布水區(qū)高度H1=0.9m,濾板厚H2=0.10m,濾料層厚H3=1.0m，濾層上的水深H4=1.5m，濾池超高0.5m，則總高度 H=H1+H2+H3+H4+0.5=4.0m5) 水封井的設(shè)計 濾池采用單層加厚均質(zhì)濾料，粒徑0.90-1.35mm，不均勻系數(shù)1.2-1.6，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算 H清=180- 式中 H清-清水通過清潔濾料的水頭損失 -水的運動粘度，20時=0.0101cm²/s m0-濾料孔隙

27、率，取 m0=0.5 d0-與濾料體積相同的球體直徑取0.1cm l0-濾層厚度，l0=100cm v-濾速，v=12m/h=0.33cm/s -濾料顆粒球體系數(shù)，天然砂粒為0.75-0.8，取=0.8所以 H清=19.11cm 當濾速為8-10m/h時，清潔濾料層的水頭損失一般為30-40cm，計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的最低限值H清=30cm為清潔濾層的過濾水頭損失。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開始=0.52m。 為了保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井出水堰頂標高與濾料層相同。設(shè)計水封井平面尺寸2m

28、15;2m，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高 H水封井=0.3+H1+H2+H3=2.3m 因每座濾池過濾水量Q單=12.0m/h×112m²=1344m³/h=0.37m³/s所以，水封井出水堰上水頭由矩形堰流量公式Q=1.84bh2/3計算得h=0.22m 沖洗完畢清潔濾料層過濾時，濾池液面比濾料層高（0.52+0.22）=0.74m(2) 反沖洗管渠系統(tǒng)采用氣水反沖洗的長柄濾頭配氣配水系統(tǒng)1） 反沖洗用水流量Q反的計算 反沖洗用水流量按水洗強度最大時計算，單獨水洗時最大反洗強度為q水=5L/s.m²Q反=q水f=560L/s=

29、0.56m³/sV形濾池反沖洗時，表面掃洗同時進行，其流量Q表水=q表水f=224L/s=0.224m³/s2) 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管進水流速v=1.5m/s左右配水干渠的截面積A水干=0.56/1.5=0.37m²配水支管流速為v=1.0-1.5m/s，取1.0m/s配水支管的截面積A方孔=0.56/1.0=0.56m² 此即配水方孔總面積，沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置25個配水方孔，共50個，孔中心間距0.4m，每個孔口面積A小=0.56/50=0.0112m²，每個孔口尺寸為0.1m×0.1m。反沖洗過孔流速v孔=A方孔

30、/(2×25×0.1×0.1）=1.121.0滿足要求3）反沖洗用氣量Q反氣的計算 反沖洗用氣量按氣沖洗強度最大時的空氣流量計算。氣沖的強度為15L/s.m²Q反氣=q氣f=1.68m³/s4) 配氣系統(tǒng)的斷面積算配氣干管進口流速為5m/s左右，則配氣干管的截面A氣干=1.68/5=0.336m²反沖洗配氣支管或孔口流速取v氣支=10m/s，則配氣支管的截面積A氣支=1.68/10=0.168m²每個布氣小孔面積為A氣孔=A氣支/50=0.0034m²空口直徑d氣孔=0.066m每孔配氣量Q氣孔=1.68/50=0

31、.0336m³/s5） 氣水分配渠的斷面設(shè)計 對氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時反沖洗時，亦即要求氣水同時反沖洗時的氣水分配渠斷面面積最大。因此，氣水分配渠的斷面設(shè)計按氣水反沖洗時的情況設(shè)計。氣水同時反沖洗時的反沖洗水流量 Q反氣水=4×112/1000=0.448m³/s氣水同時反沖洗時空氣流量 Q反氣=15×112/1000=1.68m³/s氣水分配渠的氣、水流速均按相應(yīng)的配氣、配水干管取值，則氣水分配干渠的總面積 A氣水=0.635m²6） V形槽的設(shè)計 V形槽的槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取d=0.025m，間隔0

32、.15m，每槽共計100個孔，則單側(cè)V形槽表掃水出水孔總面積 A表孔=0.049m² 表面掃洗水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即v形槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。 根據(jù)潛孔出流公式Q=0.64A(式中Q為單格濾池的表掃水流量），表面掃洗時V形槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時的液面高度為 hv液=0.65m 反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2計算得單格濾池反沖洗流量Q反集=0.392m³/s所以h排槽=0.05m V形槽傾角45°，垂直高度1.3m，壁厚0.05m。反沖洗時V形槽高出濾池內(nèi)液面的高度為1.6-0.15-0.05

33、=1.4m，反沖洗時V形槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為：1.6-0.15-0.05-0.65=0.75m。（3） 反沖洗水的供給（選用沖洗水箱供水的計算）1） 沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失H1.反沖洗配水干管用鋼管DN900，流速v=1.49m/s，布置管長總廠50m，1000i=2.40，則反沖洗總管的水頭損失hy=il=2.40×50/1000=0.12m反沖洗配水干管主要配件及局部阻力系數(shù)見下表局部水頭損失為hj=v²/2g=0.82m 表1 反沖洗管配件及阻力系數(shù)配件名稱數(shù)量/個阻力系數(shù)90°彎頭60.60*3=1.8DN900閘閥33*0.06=0.1

34、8等徑三通22*1.5=3水箱出口10.5 7.28則沖洗水塔到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失為h1=hy+hj=0.94m2） 濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2A. 氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失h反水。氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失按最不利條件，即氣水同時反沖洗時計算。此時渠上都是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管近似計算。已知氣水同時反沖洗時流量Q=0.448m³/s，則氣水分配渠內(nèi)水面高為h反水=Q/vb=0.30m水力半徑R反水=0.1875m水力坡度i反水=0.0036渠內(nèi)水頭損失h反水=il=0.0036×20=0.072mB.氣水分配干管底部配水方孔水頭損失。按孔口淹沒出流公式Q=

35、0.64A計算，其中Q為Q反氣水，A為配水方孔總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實際總面積為A方孔=0.56m²，則h方孔=(Q反氣水/0.8A方孔)21/2g=0.05mC.反沖洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失（查給排水快速設(shè)計手冊）為h濾0.22mD.氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失h增氣水同時反沖洗時氣水比15/4=3.75，長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為v柄=Q反氣水/1.25%f=0.448/(1.25%×112)=0.32m/s通過濾頭時增加的水頭損失h增=9810n（0.01-0.01

36、v+0.12v²)=9810×3.75×（0.01-0.01×0.32+0.12×0.32²）=702.1998Pa=0.07mH2o則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失h2h2=h反水+h方孔+h濾+h增 =0.072+0.05+0.22+0.07 =0.412m3）砂濾層水頭損失h3 濾料為石英砂，質(zhì)量密度r¹=2.65t/m³,水質(zhì)量密度r=1t/m³,石英砂濾料膨脹前的孔隙率m0=0.41，濾料層膨脹前的厚度H3=1.0m，則濾料層水頭h3=（r¹/r-1）(1-m0)H3=0.97m4） 取富余水

37、頭h4=1.5m，則反沖洗水箱底高出排水槽頂?shù)母叨菻水塔=h1+h2+h3+h4= 0.94+0.412+0.97+1.5=3.822m水塔容積按一座濾池沖洗水量的1.5倍計算，則V=1.5（Q反水t水+Q氣水t氣水）=413.28m³（4） 反沖空氣的供給1） 長柄濾頭的氣壓損失p濾頭 氣水同時反沖洗時空氣流量Q反氣=1.68m³/s，長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約60個/m²,每座濾池共計安裝長柄濾頭n=60×112=6720個，每個濾池的的通氣量：1.68×1000/6720=0.25L/s。 根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，該氣體流量下的壓力損失為p濾頭=

38、3.0kpa2） 氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失p氣孔。反沖洗時氣體通過配氣小孔的流速v氣孔=10.0m/s壓力損失按孔口出流公式計算Q=3600A式中-孔口流量系數(shù)，取0.6A-孔口面積(m²) p-壓力損失(mmH2o) -水的相對密度，=1氣水分配渠配氣方孔的氣壓損失p氣孔= =0.12kpa3) 配氣管道的總壓力損失p管a. 配氣管道的沿程壓力損失為p1。 反沖洗時空氣流量1.68m³/s，配氣干管用DN900鋼管，流速3.50m/s，反沖洗空氣管長50m，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失不計。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計算用下式 p氣壓=(1.5+H氣壓）9.8式中p氣壓-空氣壓

39、力（kpa）H氣壓-長柄濾頭距反沖洗水面的高度（m），取1.5m則 p氣壓=(1.5+1.5)×9.8 =29.4kpa空氣溫度按30考慮時，空氣管道的摩阻為9.8kpa/1000m，則配氣管道沿程壓力損失p1=0.49kpab.配氣管道的局部壓力損失p2。主要管道及長度換算系數(shù)K，見下表 表2 反沖洗空氣管配件及長度換算計算 配件名稱 數(shù)量/個 長度換算系數(shù)K 90°彎頭 50.7×5=3.5 閘閥 30.25×3=0.75 等徑三通 21.33×2=2.66 K6.91當量長度的換算公式l0=55.5KD1.2空氣管配件換算長度l0=55.

40、5×6.91×0.91.2=337.96m局部壓力系數(shù)p2=l0g/1000=337.96×9.81/1000=3.32kpa配氣管道的總壓力損失p=p1+p2=3.81kpa4) 氣水沖洗室中的沖洗水壓p水壓p水壓=（H水塔-h1-h反水-h小孔）9.81 =(3.822-0.94-0.072-0.05)9.81 =27.08kpa 本系統(tǒng)采用氣水反沖洗對氣壓最不利情況發(fā)生在同時反沖洗時，此時要求鼓風機調(diào)壓閥出口的靜壓為 P出口=p管+p氣+p水壓+p富式中 P出口-鼓風機出口的靜壓(kpa) p管-輸氣管道的壓力損失（kpa） p氣-配氣系統(tǒng)的壓力損失（kpa

41、)， p氣=p濾頭+h氣孔 p水壓-氣水沖洗室內(nèi)的沖洗水壓（kpa) p富-富余水壓，取4.9kpa所以 P出口=p管+p氣+p水壓+p富 =3.81+3.14+27.08+4.9 =38.93kpa5） 設(shè)備選型 根據(jù)氣水同時反沖洗反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力和風量。要求選用4臺LG50風機，風量50.0m³/min，風壓49kpa，電動機功率60KW，三用一備。正常工作鼓風量200.0m³/min1.1Q反氣7. 加氯間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，

42、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。消毒一般多在過濾以后進行，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)的停留時間進行充分接觸?？紤]到安全，加氯設(shè)備應(yīng)放在單獨的房間內(nèi)。房間應(yīng)有良好的通風設(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2×4米。加氯間與加氯點之間的距離一般為10-20米。采用液氯消毒的方法，加氯點設(shè)在濾池-清水池的進水管上。1. 設(shè)計概況1） 氯氣是黃綠色氣體，有毒，具刺激性，

43、質(zhì)量為空氣的2.5倍。工程使用時將其壓縮成相對密度為1.5的液態(tài)形式，裝在壓力為0.6-0.8Mpa的鋼瓶中供應(yīng)。1kg液氯可氯化成0.31m³的氯氣，氯瓶的出氯量不穩(wěn)定,隨季節(jié)氣溫滿瓶和空瓶等因素而變化。2） 為了避免氯瓶進水后氯氣受潮腐蝕鋼瓶,瓶內(nèi)需保持0.05-0.1Mpa的余壓。3） 氯氣消毒主要是氯氣水解生成的次氯酸的作用，當PH低時，它的含量高，消毒效果好。4） 如果水中含有氨氮，加氯時就會生成一氯胺和二氯胺，消毒作用比較緩慢，消毒效果差，而且需要較長的接觸時間。5） 氨氣不能直接用管道加到水中，必須由加氯機投加。加氯點可安裝靜態(tài)混合器，促使氯和水均勻混合。6） 為保證穩(wěn)

44、定的出氯量，一般用自來水噴淋于氯瓶上，供給液氯氣化所吸收的熱量，不得用明火烘烤以防爆炸。7） 投氯時，可將氯瓶放置于磅秤上核對鋼瓶內(nèi)的剩余量，以防止用空，加氯機中的水不得倒灌入瓶。稱量氯瓶質(zhì)量的地磅秤放在磅秤坑內(nèi)，磅秤面和地面齊平，以便于氯瓶上下搬運。8） 因為氯氣的密度比空氣大，應(yīng)在加氯間低處設(shè)排風扇，換氣量每小時8-12次。氯庫、加氯間內(nèi)要安裝漏氣探測器，探測器位置不宜高于室內(nèi)地面35cm。氯庫、加氯間內(nèi)宜設(shè)置漏氣報警儀，以預防和處理事故，有條件時可采用氯氣中和裝置。9） 氯氣的設(shè)計用量，應(yīng)根據(jù)相似條件下的水廠運行經(jīng)驗，按最大容量確定。余氯量應(yīng)符合生活生活飲用水衛(wèi)生標準，出廠水的游離余氯不

45、低于0.3mg/L,管網(wǎng)末端水不低于0.05mg/L。一般水源的濾前加氯量為1.0-2.0mg/L,濾后水或地下水的加氯量為0.5-1.0mg/L。加氯量 Q=0.001aQ1式中 a-最大需氯量，mg/L Q1-需消毒的水量，m³/h污染水源的氨氮和色度偏高，可采用原水折點加氯法。加氯量隨水源污染程度而變化，有時可達20-30mg/L或更高。過量加氯可降低水的pH值，還會腐蝕金屬管道，加重氯的氣味，影響用戶使用，應(yīng)同時加堿調(diào)節(jié)。根據(jù)以往經(jīng)驗，折點加氯量C為：C-a+10N（mg/L）式中 a-需氯量，一般為1-2mg/L，污染嚴重時可達6-7mg/L N-水中氨氮含量，mg/L10

46、） 水和氯應(yīng)充分混合，接觸時間不小于30min，殺菌作用隨氯和水的接觸時間增加而增加，如接觸時間短，就應(yīng)增加投氯量。11） 為控制加氯量，宜采用余氯連續(xù)測定儀檢測水中的余氯量，儀器安裝在加氯點之后的適當部位。當水中為游離性余氯且pH值穩(wěn)定時，用無機劑型余氯連續(xù)測定儀，當水中同時有游離性和結(jié)合性余氯且pH值變化很大時，可用試劑型余氯測定儀。12） 加氯間與氯庫可單獨建造，亦可與加藥間合建，便于管理，但均應(yīng)有獨立向外開的門，以便運輸藥劑。加氯間應(yīng)和其他工作間隔開，加氯間和值班室之間應(yīng)有觀察窗，以便在加氯間外觀察工作狀況。2. 設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量為Q=6125m³/h（包括水廠自用水量），設(shè)

47、計投加氯量a=2.0mg/L，補氯量按a1=1.0mg/L，倉庫儲氯量按30d計算3. 設(shè)計計算最大加氯量Q'=0.001aQ=0.001×2.0×6125=12.25kg/h最大補氯量Q"=0.001a1Q=0.001×1.0×6125=6.125kg/h總加氯量Q=Q'+Q"=12.25+6.125=18.375kg/h儲氯量 G=30×24Q=30×24×18.375=13230kg 采用容量為1000kg的液氯鋼瓶，共14只。另設(shè)中間氯瓶一只，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)和防止水流進氯瓶。加

48、氯間設(shè)4只氯瓶，根據(jù)壓力自動切換交替使用，氯瓶庫儲存10只。 采用0-10kg/h的復合循環(huán)全真空加氯機4臺（3用1備）。加氯機采用復合循環(huán)自動控制，在濾池出水管上設(shè)有流量計，并由抽樣泵從清水池內(nèi)取樣監(jiān)測余氯。加氯間為單層建筑，控制室和值班室設(shè)在加氯間的一端，平面尺寸為15m×6m。 圖 2-7 加氯間平面布置圖8. 清水池: 已知設(shè)計水量Q=14000m³/d，水廠清水池有效容積V=V調(diào)節(jié)+V安全儲量+V消防儲量。 當缺少制水曲線和供水曲線資料時，對于配水管網(wǎng)中無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的清水池，有效容積Wc可按最高日用水量的10%-20%，鑒于實際情況去15%Q，則Vc=0.15&#

49、215;140000=21000m³。設(shè)三座矩形清水池，每座容積V=7000m³，每座平面尺寸50m×35m，有效水深4.0m，超高0.5m，池深4.5m，其管路包括進水管、出水管、溢流管和放空管。進水管流速v1=1.0m/s，直徑D1=1.14m，取進水管直徑DN1200mm。出水管流速v2=0.8m/s，直徑D2=1.27m，取出水管直徑DN1300mm。 為保證清水池1-2放空，按經(jīng)驗取放空管直徑D4=1600mm；溢流管和進水管直徑相同，D3=1200mm。 清水池設(shè)兩個檢修孔，檢修孔直徑800mm；池頂設(shè)九個通氣管，設(shè)在池的兩側(cè)，通氣管直徑200mm；池

50、頂覆土厚度為1.0m。清水池的結(jié)構(gòu)為地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計水位和地面相同，清水池溢流水經(jīng)廠區(qū)雨水管道進入排水泵房。圖 2-8 清水池平面圖9. 送水泵房 送水泵房設(shè)計規(guī)模為140000m³/d，泵房內(nèi)設(shè)有一組水泵，向城市管網(wǎng)供水，根據(jù)市區(qū)配水管網(wǎng)平差結(jié)果，接管點水壓要求為23.0m。設(shè)計流量Q=140000m³/d，變化系數(shù)為Kh=1.10，計算流量Q計=1.10×140000=154000m³/d 。選用型號24SH-13雙吸臥式離心泵4臺，三用一備。水泵的性能見下表：表3 水泵性能參數(shù)型號流量（m³/h）揚程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）軸功

51、率(kw)電動機功率（kw）效率（%）24SH-13雙吸臥式離心泵25003797046052088 送水泵房為半地下式，泵房內(nèi)底為地下-3.5m。當清水池為低水位時，水泵采用吸真空起動，故泵房內(nèi)設(shè)有水環(huán)式真空泵2臺，一用一備。另外，泵房內(nèi)還設(shè)有起吊和排水設(shè)備。送水泵房平面尺寸為80m×10m，泵房一側(cè)設(shè)有控制室和變電配間。第三章 水廠總圖設(shè)計 根據(jù)凈水廠已征用的用地范圍，廠區(qū)內(nèi)占地面積259200m²，南北寬480m，東西長寬540m。凈水廠廠區(qū)布置具有以下特點：1） 在首先滿足工藝流程簡捷和順暢的前提下，整個廠區(qū)按功能分為生產(chǎn)區(qū)，廠前區(qū)和預留污泥處理區(qū)，其間道路及綠化帶

52、相隔。凈水廠大門設(shè)在廠區(qū)的南面。2） 生產(chǎn)區(qū)布置主要滿足工藝流程要求，工藝總體布置流暢合理。凈水廠的處理構(gòu)筑物從西到東順序流經(jīng)混合池、反應(yīng)池、沉淀池、濾池、清水池、送水泵房，而后通過輸水管道送到市區(qū)的管網(wǎng)中。3） 凈水廠前區(qū)布置有辦公樓、食堂、職工宿舍、車庫、籃球場等輔助性建筑。辦公樓前設(shè)有一個圓形的噴泉，在凈水廠的其余空地上種植了很多樹，以及大面積的綠化帶，創(chuàng)造了一個清新、寧靜、賞心悅目的環(huán)境。第4章 水廠高程的布置 凈水廠廠區(qū)地面較為平整，地形標高為150.0m。凈水廠配水井設(shè)計標高為154.4m，清水池設(shè)計水位標高為151.00m，廠區(qū)處理構(gòu)筑物消耗水頭為7.8m。各處理構(gòu)筑物的高程，是

53、由各處理構(gòu)筑物的水頭損失和管道水頭損失組成。1. 水頭損失計算（1） 處理構(gòu)筑物中的水頭損失 與構(gòu)筑物的形式和構(gòu)造有關(guān)，參考下表數(shù)據(jù)估算，各處理構(gòu)筑物水頭損失見下表，該水頭損失包括構(gòu)筑物內(nèi)集水槽等水頭跌落損失。表4 各處理構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失/m構(gòu)筑物名稱水頭損失/m網(wǎng)格絮凝池0.5沉淀池0.3V形濾池2.6混合池0.3（2） 連接管道水頭損失 分為沿程水頭損失和局部水頭損失。1） 清水池到濾池的水頭損失h1四個濾池，每個濾池由一根DN1600mm的出水管通過一根DN1600三通橫管通過三個DN1800支管送水至三座清水池。管徑D=1.6m；每組流量Q=1.63m³/s，L=47m。管道沿程水頭損失h1f=式中C-系數(shù)，鋼管C=120所以h1f=0.04m