1、水质工程学课程设计专业 给水排水 2班姓名 张宁 学号 0900702381一、工程概述1.1设计任务及要求给水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。课程设计的内容是根据所给资料，设计长春地区某给水厂设计，要求对初步方案进行设计，对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布置图、高程布置图、管线布置图、绿化施工图和某个单项处理构筑物（澄清池或过滤池）的单体图（包括平面图、剖面图，达到施工图深度）及设备选型，并简
2、要写出一份设计计算说明书。1.2基本资料1.2.1 工程概况本设计为长春地区某城市给水工程设计，水厂规模：日处理水量 8.8万吨。设计中采用位于城市西南的河流上游作为水源地。城市土壤种类为亚粘土。地下水位深度 6 m。冰冻线深度 0.2m。年降水860mm。城市最高气温 38，最低气温-26，年平均气温 15。主导风向为冬季西北风，夏季东南风。城区起伏较小，城市西南部预留水厂用地 9.138公顷，地势平坦，高程为 83.00m。 预留地平面图如下：1.2.2 地面水源（1）流量 最大流量 620 m/s；最小流量 230 m/s （2）最大流速 2.1 m/s （3）水位 最高水位（1%）79
3、.00m，常水位 77.00m，最低水位（97%）75.00m，河岸地质条件良好，河槽平坦，最低处高程为 72.00m。1.2.3 源水水质资料编 号 名 称 单 位 分 析 结 果1 浑浊度 HTV 平均 17NTU；雨季高峰 42NTU2 色度 度 183 总硬度 Mg/L 114 水温 度 1-225 耗氧量 Mg/L 76 PH值 77 细菌总数 CFU/ml 25008 大肠菌群 CFU/L 689 BOD5 Mg/L 410 氨氮 Mg/L 0.9211 COD Mg/L 1112 氯仿 Mg/L 0.08二、设计计算2.1水厂规模：根据资料，水厂日处理水量 8.8万 m3/d，考
4、虑到水厂自用水量，要乘以安全系数 K=1.05。则净水处理构筑物总设计流量：Q=1.05 8.8=9.24万 m /d=8750m /h=2.43 m /s3332.2总体设计2.2.1确定给水处理厂工艺流程根据水源水质和生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）及生活饮用水卫生规范 ，根据设计的相关原始资料如水厂所在地区的气候情况、设计水量规模、原水水质和水文条件等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经技术经济比较确定采用地表水净化工艺：水厂以地表水作为水源，工艺流程如下图所示：2.2.2处理构筑物及设备型式选择2.2.2.1取水构筑物1.取水构筑物位置选择取水构筑物位置的选
5、择，应符合城市总体规划要求，从水源水质考虑，水质应该良好，取水构筑物应选择在水质良好的河段，一般设在河流的上游，从河床考虑，取水构筑物应设在凹岸，位置可选在顶冲点的上游或稍下游 1520m主流深槽且不影响航运处。故本水厂取水构筑物设在 A点。2.取水构筑物的形式与构造根据资料所提供的条件，应选择岸边式取水构筑物采用合建式，水泵采用离心泵。构造为钢混结构，采用筑岛沉井方法施工。3.外形岸边取水构筑物平面形状采用矩形。4.平面构造与计算进水间由隔墙分成进水室和吸水室，两室之间设平板格网。在进水室外壁上设进水孔，进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。（1）进水孔（格栅）面积计算30120QFkvb
6、S式中 进水孔或格栅的面积，0F2m区进水孔设计流量，Q3s/区进水孔设计流速， ，当江河有冰絮时，采用 0.20.6 ；无0v m/s冰絮时采用 0.41.0 。当取水量较小、江河水流速度较小，泥砂和漂浮物m/s较多时，可取较小值。反之，可取较大值；栅条引起的面积减小系数；1k为栅条净距， ，一般采用 30120 ，常用 3050；b m为栅条厚度或直径， ，一般采用 10 ；S格栅阻塞系数，一般采用 0.75。2k由于最高洪水位与枯水位高差为 4米，进水孔分上、下两层，设计时，按河流最枯水位计算下层进水孔面积，上层面积与下层相同。该水厂处于长春地区，江河冬季有冰絮，而取水量为 8.8万吨每
7、天，江河的最大流速为 2.1 ，取水量大、江河水流速度较大，漂浮物较少，故设计m/s中取进水孔设计流速 为 0.4 ；栅条采用圆钢，其直径 取栅条净0v/s 10mS；距 b=50mm，取格栅阻塞系数 2=.75k1830221 7.940*56401mvkQFoo 进水孔设 4个，进水孔与泵房水泵配合工作，进水孔也需三用一备，每个进水孔面积 209.7=3mf进水孔尺寸采用 1150BH格栅尺寸选用（标准尺寸）26实际进水孔面积4 202.1539.0mF通过格栅的水头损失一般采用 0.05m0.1m，设计取 0.1m。（2）格网尺寸计算为了便于格网清洗，选择旋转格网。旋转格网的有效过水面积
8、（即水面以下的格网面积）可按下式计算： 2123QFKv式中 旋转格网有效过水面积，2 2m区过网流速，一般采用 0.71.0v /s格网阻塞系数，采用 0.75；2K由于框架引起的面积减少系数，采用 0.75；3旋转格网在水下的深度，当为网外或网内双面进水时，可按下式计算： 2FHRB式中 格网在水下部分的深度，m；格网宽度，m；B旋转格网有效过水面积，2F2m区格网下部弯曲半径，目前使用的标准滤网 值为 0.7m。R R当为直流进水时，可用 代替上式中的 2 来计算 。BBH水流通过旋转格网的水头损失一般采用 0.150.30m。过网流速采用 ，网眼尺寸采用 5 5mm，网丝直径 mm。2
9、0.8/sv1d格网面积减少系数为： 221 0.69()(51)bKd格网阻塞系数采用 ，水流收缩系数采用 。20.70.8旋转格网的有效过水面积为：78.9*.75.*6908412312VKQF设置 4个格网，每个格网需要的面积为 2.45 。进水部分尺寸为2m，面积为 2.55 。旋转格网尺寸选用1705mBH25（标准尺寸） 。21306mBH水流通过旋转格网的水头损失一般采用 0.150.30m。（3）平面布置进水间用隔墙分成 4格，平面布置示意图见总平面。进水间进水窗口设上下 2层，每层设 4个窗口。进水孔上设平板闸板和平板格栅，两者共槽。吸水间下层设平板格网，每格一个。5.高程
10、布置与计算下层进水孔上缘标高设在最枯水位减去冰盖厚度再减去 0.2m水层厚度即75.000.2=74.80m。下层进水孔下缘距河床地面不小于 0.5m，设计取 0.7m。上层进水孔上缘在最高洪水位以下 1.0m。浪高按 0.4m计，超高取 0.5m，则取水构筑物高程布置见高程图6.起吊设备、排泥与启闭设备7.防冰措施8.取水泵房设计2.2.2.2混凝1.混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂） ，通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为干投法和湿投
11、法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图 2所示。 原 水投加搅 拌搅 拌水药 剂 V型滤 池 栅 条絮 凝 池栅 条絮 凝 池 分 式流 混隔 合板 槽分 式流 混隔 合板 槽投 药 管投 药 管溶 液 池溶 液 池溶 解 池溶 解 池出 水本设计根据原水水质分析资料，确定合理的混凝剂品种及投药量。参考分析相似水源有关水厂的经验数据2.混合方式本设计采用水利混合，采用管式静态混合器进行混合，其优点是构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速而均匀。其设计要点：A、混合速度快，药剂应在水中流造句裂纹懂得条
12、件下投入，一般混合时间为 1020S；B、本设计采用一点连续投药；C、混合设备里后备处理构筑物越近越好，尽可能与构筑物相连接。63.投加量确定理论上我们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。而在现实生活当中由于缺少必要的条件，可参考相似水源有关水厂的药剂投加资料。本设计参考了原水条件较为接近的广州南沙自来水厂，该水厂原水色度介于 524 度，浑浊度一般介于 1049N T U，其混凝剂投加量为投加量 2030 mgL，主要是聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，其具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足
13、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 30mg/L，助凝剂总投加量0.5 mg/L，并且在碱度不够时，可投加石灰，干石灰采用精制石灰粉 ，依该例石灰投加量为 720 m g /L 。4.构筑物设计（1）设计水量依题意本水厂净产水量：Q 净 = 200000 ，取水厂自用水系数为dm/31.05（包括未预见水量） ，则水厂设计水量：h/8750/21005.1 33（2）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： 2417aQWcn式中 溶液池容积， ；23mQ处理水量，
14、 ；/ha混凝剂最大投加量，mg/L；c溶液浓度，为 520%；n每日调制次数， n3。本设计中取 a = 30mg/L， c=15%， n=3 次，则代入数据得： 332 14m98.13541780取cnw溶液池应设置两个，每个容积为 （15 ） ，以便交替使用，保证连续投2Wm药。溶液池形状采用矩形，其尺寸为长宽高3.5m2m2m。取有效水深 H11.2m，总深 HH 1+H2+H3（式中 H2为保护高，取 0.2m；H 3为贮渣深度，取 0.1m）1.2+0.2+0.11.5m。（3）溶解池溶解池的容积: 321 .4.03. mw溶解池和溶液池一样，溶解池设置 2个，一用一备。溶解池
15、的放水时间采用 t=15min,则放水流量为：7sLtwq/7.415602.410 查水力计算表得放水管管径 100mm，相应流速为 0.65m/s，溶解池底部0d设管径 d=100mm的排渣管一根。溶解池一般取正方形，有效水深 H11.0m，则：面积 FW 2/H1边长 aF 1/23.7m则溶解池形状采用矩形，尺寸为长宽高3.7m3.7m1m。溶解池深度 HH 1+H2+H3 （式中 H2为保护高，取 0.2m；H 3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。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。（4）计量泵选择计量泵加药量： hLQ/16724/10
16、4则可选三台 J-DM2000/1.6型计量泵，两用一备，单泵流量 。hLQ/20（5）投药管投药管流量： swq /324.0624160241查水力计算表得投药管管径 d20mm，相应流速为 0.7 m/s。（6）加药间及药库设计加药间和药库时，均按以下要求进行设计：应设在加注点附近，室内地坪标高略高于室外。地坪有 1%3%的坡度，并坡向集水坑，以排除冲洗地坪的废水。高度在 4m以上，应有可供运输工具出入的大门。固体凝聚剂堆放高度可采用 1.5-2.0m。药管线一般在 2条以上，放在有盖板的地沟内。凝聚剂固定储存量可按最大投药量的 15-30天用量计算，周转储存量按当地药剂供应情况和运输条
17、件确定。 1） 加药间各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头 DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。加药间尺寸：LBH=16m10m4m。2） 药库PAC所占体积： 30301aTQ式中 30天 PAS用量（t）PAC投加量（mg/L） 取 30aQ处理水量（m 3/d）那么， ，而 PAC的相对密度：1.62，则储存tT1980230药体积：198/1.62122.22m 3，设堆放高度为 1.5m, 占地面积：8122/1.581.5m 2，所以药库尺寸：LBH=10m8.15m4 m。（7）混
18、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。1)设计流量： smdQ/43.2/2005.132)设计流速槽中流速采用 =0.6m/sv通道孔洞流速采用 =1.0m/sc3)混合槽尺寸计算槽的横断面积： 26.0243mvQf则单槽的设计流量： .1/单末端隔后水深 H ： 采用 H=0.5m槽宽： fB45.0隔板通道的水头损失 : 2221.0.3698cvhmHOug三道隔板的总水头损失为: 23.c
19、ch中部隔板:通道孔洞断面 :由于中部隔板通道分两侧开设,所以每侧通道孔洞断面：2f2261.0.mvQfc单中部隔板的水深： mhHc63.01.502 中部隔板通道孔洞的净高度 2通道孔洞的淹没水深取 0.13m，则 2105中部隔板通道的宽度（单侧）： mhfb2.5.062末端隔板:末端隔板通道孔洞的断面： 23.1.vQfc单9末端隔板后水深： 30.5hHm通道孔洞的淹没水深深取 0.13m，则 30.15.307hm末端隔板通道的宽度： fb.7.23首端隔板:首端隔板通道孔洞的断面： 21.10.mvQfc单首端隔板后水深： 12.5376chH首端隔板通道孔洞的净高度 （通道
20、孔洞的淹没水深深取 0.16m）110.6.0m首端隔板通道孔洞的宽度： hfb3.2.1首端隔板前水深： 01.76089ch隔板间距： mBl842混合时间 : svLT3.5.池内水头损失： mndQh 21.034.128.0104.2 单（8）絮凝池的设计根据常用絮凝池的特点、本设计相关资料和类似水厂的工艺特点，如下表：10经综合比较，选用回转式隔板絮凝池较合适。回转式隔板絮凝池计算：1）设计进水量：3210875/4Qmh2)絮凝池总容积： 6TW设计中 T=20min。取 W=2920m387502916.76Wm33)絮凝池分池容积因为总容积为 2920 ，故设置 4个絮凝池，
21、每个池子的容积为 730 ，3 3m取 750 。3m3)絮凝池长度： LHB式中 絮凝池长度， （m）絮凝池水深， （m）絮凝池池宽， （m）总容积， （m ）W311设计中取 H=2.5m,B=25m,则 750L12.m4）各挡隔板间距 ： 360iiQanvH隔板间距，mi设计水量（ ）3/h第 档廊道内流速，分别取 ，ivi 10.5m/sv， ，20.4/s30./sv2则第一档隔板间距，取 =0.5m11875.48636.QanvH1a同理可得 ， ，206ma3.4.2m将上述所得的隔板间距值代入原公式中可得 ，1086/sv， ，20.45m/sv3.4/sv4./sv5）
22、絮凝池总长度：隔板厚度 0.1m，隔板总共 19道，则长度：L=+190.2190.=3m6）水头损失计算： 12iiaHR式中 第 段廊道水力半径ii第 段廊道间距， （m）ia水深（ m）1H16iiCRn式中 第 段廊道内流速系数i12池壁粗糙系数n第 段廊道水力半径iRi21iitva式中 第 段廊道内转弯处水流速度（ ）itvi m/s第 档廊道内水流速度（ ）i /第 段廊道间距， （m）iai第 段廊道间距， （m）+1i絮凝池为钢混结构，水泥砂浆抹面，粗糙系数 n=0.013。各段水头损失计算段数 imiliRitviiC2iih1 10 62.3 0.23 0.311 0.4
23、86 60.2 3624.0 0.0822 12 134.8 0.27 0.243 0.405 61.8 3819.2 0.0723 11 141.0 0.34 0.169 0.304 64.3 4134.2 0.0354 4 62.8 0.48 0.116 0.203 68.2 4645.8 0.007合计 0.196.2ihm最后隔板水流分两股回流，考虑水量平衡，流量分配为 45%和 55%，廊道间距近端一股为 0.55m。另外一股为 0.65m。回转式隔板絮凝池布置见下图。137）GT 值校核水温 t在 20时 GT值校核： 60hGT式中 速度梯度（ ）-1s水的密度（1000 ）3k
24、g/m总水头损失（m）h水的动力粘度（ ）Pas反应时间（min）T设计中取 T=20.65s，h=0.2m， =60*1.029*10(-4)Pa*s11410.239.6(0)60.95hGssT在 内GT=39.6*20.65*60=49064.4(在 104105范围内)在隔板墙底部设排泥孔，外圈每道隔墙设两个，内圈设一个，尺寸为200mm*200mm。在配水廊道设 DN200排泥管。2.2.2.3 沉淀池1.沉淀池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14d=25mm，长
25、=1000mm，斜管倾角 = 。l60如下图 4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06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。 区区区图 4 斜管沉淀池剖面图2.设计水量计算同上： smdQ/43.2/21005.13和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量 ，Q/.3表面负荷取 3210/().8/qmhs3.沉淀池面积 （1）清水区有效面积 ：F 2436028.1mvQ（2）沉淀池初拟面积斜管结构占用面积按 5计，则 2450.14360.1F初拟平
26、面尺寸为 mBL72（3）沉淀池建筑面积 建F斜管安装长度 l5.0cos2考虑到安装间隙，长加 0.07m，宽加 0.10m，则 mL57.27.021 15mB10.7.017.01 245.2LF建4.池体高度保护高 =0.5m；1h斜管高度 = =0.87m；2sin1i60l配水区高度 =1.5m；3清水区高度 =1.2m；4h池底穿孔排泥槽高 =0.75m。5则池体总高为123450.871.520.847Hhhm5.复核管内雷诺数及沉淀时间（1）管内流速 0v02.83./sini6ms（2）斜管水力半径 R/4.5dc（3）雷诺数 e02.30.1v(4）管内沉淀时间 t015
27、.8min3.2ltsv6.配水槽配水槽宽 =1mb7.集水系统(1）集水槽个数：n=11(2） 集水槽中心距： mnLa506.217.(3） 槽中流量： sQq/30(4）槽中水深 H2槽宽： 则mb 74.01.9 4.4.0 16起点槽中水深 0.75b=0.28m，终点槽水中深 1.25b=0.47m。为方便施工，槽中水深统一按 H2=0.47m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=0.47+0.25=0.72m（6）孔眼计算所需孔眼总面积 由
28、得 0qgh02qgh式中 集水槽流量， ；03/ms流量系数，取 0.62；孔口淹没水深，取 0.05m；h所以 218.05.81.926.0m单孔面积 0孔眼直径采用 d=30mm，则单孔面积: 220.074d孔眼个数: （ 个 ）个 6)(597.018n集水槽每边孔眼个数 : )(1302/ 个n孔眼中心距离: ms.1308水头损失（按经验值取值）取 0.3米（沉淀池水头损失，经验值为 0.20.3 米） 。9.排泥采用穿孔排泥管，沿池宽（B=27m）横向铺设 6条 V形槽，槽宽 3.00m，槽壁倾角 26.6，槽壁斜高 0.75m，排泥管上装快开闸门。2.2.2.4滤池采用 V
29、型滤池。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17反冲水冲”三步。（1）气冲 打开进气阀，开启供气设备，空
30、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。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。2.滤池的设计计算（1)设计参数设计水量： smdQ/43.2/210205.13当要求水质为饮用水时，设计滤速一般取 8 10 ， 所以取滤速：hhmv/10（2)冲
31、洗强度第一部气水同时反冲冲洗强度： 冲洗时间 3min)/(152msLq气第二部气冲冲洗强度 ： 气强度： 水强度： )/(1522msLq气 )/(421sLq水冲洗时间 4min第三部单独水冲冲洗强度： 冲洗时间 5min)/(421sLq水其它参数：总冲洗时间 ：12min，工作时间为 24h，冲洗周期 为 48h反冲横扫强度： )/(8.12msL )/0.2.( 2）（一 般 为 msL3.池体设计(1）滤池工作时间 Th(式中未考虑排放滤水)244Tt0.20.1=398(2）滤池面积： 26.87.mTvQF(3）滤池的分格为节省占地, V 型滤池布置成对称双行排列,采用 8个
32、分格池，则单池面积为： 283.10986.7mf18池底板用混凝土,采用滤池长宽比 L:B=3左右，则单池有效尺寸为：L=18m,B=6m。(4）校核强制滤速： hmNv/4.1801满足 的要求。hmv/17（5）滤池高度的确定滤池超高 ： H 5=0.3m滤池口水深： H 4=1.5m滤层厚度： H 3=1.0m(0.951.5m)滤板厚 ： H 2=0.13m滤板下布水区高度 ： H 1=0.9m(0.70.9m)其中冲洗时形成的气势层厚度为 0.10.15m，则滤池总高度： mH8305.1.3.09.54321 （6）水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径 0.951.35 ,
33、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： vLdgmVH02302)/1()(18清式中 水流通过清洁滤料层的水头损失, ; 清 cm水的运动黏度, ；15时为 ; Vsc/2 s/016.2重力加速度, ;g981m滤料孔隙率；取 0.5; 0m与滤料体积相同的球体直径, ,根据厂家提供数据为 0.1dcc滤层厚度, ;0LcmL10滤速, , ;vsc/ schv/28./滤料粒径球度系数,天然砂粒为 0.750.8,取 0.8。得： 28.01).08(5.0981).(6. 232 清Hcm62.18根据经验,滤速为 810 时,清洁滤料层的水头损失一般为 30
34、40 hm/,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,c193正常过滤时通过长柄滤头的水头损失h0.22 ,忽略其它水头损失,则每次m反冲洗后刚开始过滤时,水头损失为： 。mH52.0.30开 始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 2 2 ,堰底板比滤池底板低 0.3 ，则水封井出水堰总高： H3.20.1.903021 水 封其中每座滤料过滤水量: smhfvQ /./.8.93单则水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式： 2/84.1bhQbH 90)2./(31.084.1/( 3/2）堰单水 封4.反冲
35、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
36、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。（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 smsLfqQ /4.0/32.498.04 3水反 水V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行。其流量 ： f /1. 3表 水表 水（3）反冲洗配水系统的断面计算配水干管进口流
37、速为 1.5m/s左右,配水干管的截面积: 29.05.14mVQA水 干反 水水 干20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=1.0m/s，则配水支管(渠)的截面积:24.0.1mVQA水 支反 水方 孔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: 2015.42.mA小每个孔口尺寸取 0.103 0.1
38、03 。 （4）反冲洗用气量 的计算反 气Q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 ，则)/(152msL smsLfqQ /647.1/45.16783.0915 3气反 气（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： 2394.05647.mVA水 干反 气气 干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。
39、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：21647.0.mVQA水 支反 气气 支每个布气小孔面积： 204.2/1647.0/ mA气 支气 孔孔口直径： d 7.)3()4( /12/1气 孔气 孔每孔配气量： hsmQ/40/039./67.12/ 3反 气气 孔（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： smsLfqQ /4.0/32.498.104 3水反 气 水213、气水同时反
40、冲洗时反冲洗用空气的流量: smsLfqQ /74.1/45.1673.0915 3气反 气其中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： 2643.05/./vQvA 气 干反 气水 干反 气 水反 气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 小于末端截面积 0.4,则满足要求。2015.42/63.
41、0m排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面 0.5m,则排水集水槽起端高： mHH 03.15.0.13.09321 起式中 H1,H2,H3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,其中 1.0m为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高： 53.10.50.13.9.0.150321 末式中 H1,H2,H3同前池体造型设计部分滤池高度确定的内容,其中 1.0m为气水分配渠末端高度。底坡： 27.6.8/./)( Li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 。则槽内水位高： ，槽宽： 。m3.0 mh3.0排 集 mb4.0排 集
42、湿周： bX861724.02水流断面： 29A排 集水力半径： XR570/9/排 集水流速度： smniv /57.13./2.157.01/22/13/ 过流能力： svAQ6排 集排 集实际过水量： 过流能力/4.0.4. 3表 水反 水反。排 集223（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，取 1.0m/s，则强制过滤流量： smdQ /62.1/1402)3/210( 33强进水总渠水流端面积： 2.0.vQA强总进水总渠宽 1.5m，水面高 1.08m。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
43、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: ,其总面积按Q0.8A2gh=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： 246.1)928.0/(6.1)28.0/( mghQA 强孔中间面积按表面扫水量设计： 28.0)6.1/.4./ （）（ 强表 水孔中 孔则孔口宽 B 排 =0.18m，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=(1.44
44、60.18)/20.63则孔口宽 B 侧 =0.63m,高 H 侧孔 =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 宽顶 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:,得2/384.1bhQh 宽堰 Q 强 /（1.84b 宽顶 ） 2/31.62/（1.845） 2/30.31m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 1.2m,渠高 1m,渠总长等于滤池总
45、宽，则渠长 L 配渠12.4m。当渠内水深 0.6m 时，流速为（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 ）1.62/（21.20.6）1.13m/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 ）(1.20.6)/（21.2+0.6）0.2m/s 02.)2.0/13.0.(/ 3/23/ ）（ 渠渠 nvi23反单 反渠内水面降落量: h 渠 =i 渠 L 配渠 /2=0.00212.4/20.012m因为配水渠最高水位: h 配渠 +h 渠 =
46、0.6+0.012=0.612m渠高 1m，所以配水渠的过水能力满足要求。（3）V 形槽的设计槽底设表扫水出水孔直径取 dv 孔 =0.025m,间隔 0.15m.每槽共计 72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)720.07 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Q0.8A2gh=表面扫洗时，V 形槽内水位高出滤池反冲洗时滤面：2vhQ/20.8/()液 表 水 表 孔m16.0)8.97.(. 反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式: 2/384.1bhQ其中 b为集水槽长，b=L 排槽 =18.6m,Q为单格滤池反冲洗流量，则Q 反单 = Q 反 /2=0.64/2=0.32m3/s所以,h 排槽 Q 反单 /（1.84b） 2/3=0.32/（1.8418.6） 2/30.044 mV 形槽倾角 45,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: H 高 =10.15h 排槽 h v液 =10.150.0440.160.65m 。（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h 1反冲洗配水干管用到滤池钢管 DN600,管内流速
