20万吨日自来水厂工艺设计计算.docx

20万吨日自来水厂工艺设计计算1.1 取级泵房51.1.1 已知条件51.1.2 进水间计算61.1.3 吸水间计算91.1.4 水泵选用131.1.5 其他装置231.2 高密度澄清池设计计算241.2.1 设计基础资料241.2.2 高密度澄清池设计271.2.3 集水槽设计321.2.4 污泥系统351.2.5 加药系统36V型滤池361.LlV型滤池简介361.1.4 滤池高度的确定391.1.5 进水渠的计算401.1.6 水反冲的相关计算421.1.7 气反冲的相关计算431.1.8 反冲洗管渠系统441.L9V型槽设计491.LlO排水集水槽的相关计算511.LIl出水系统551.1.12 管廊布置561.1.13 冲洗水泵计算571.1.14 鼓风机房621.4清水池计算661.4.1 清水池设计水量661.4.2 清水池尺寸661.4.3 清水池管道布置671.1.1 加氯量计算711.1.2 加氯管道711.6 二级泵房吸水井设计721.6.1 二级泵房吸水井类型721.6.2 二级泵房吸水井的设计水位721.6.3 二级泵房吸水井的有效容量731.7 二级泵房731.7.1 二级水泵型号731.7.2 水泵布置要求751.7.3 水泵吸水管、出水管761.7.4 水泵安装高度771.7.5 泵房高度计算791.7.6 阀门选型801.7.7 其他装置811.8 调节池设计831.9 加药间设计831.9.1 溶解池、溶解池计算841.9.2 加药泵851.9.3 药库851.10 加氯间设计861.10.1 加氯机861.10.2 氯瓶861.10.3 加氯间布置871.11 水厂总体布置881.11.1 工艺流程布置881.11.2 平面布置891.11.3 水厂构筑物及建筑物一览表90I .10.4水厂平面布置图93II 1.5用地情况941.11水厂管线设计941.11.1 连接管道设计941.11.2 净水构筑物水头损失951.11.3 工艺流程的标高计算961.13水厂高程布置1031.1 取水泵房1.1.1 已知条件(1)设计水量该扩建水厂设计水量近期为10万m3d,远期为20万m3/d。考虑到输水干管漏损和水厂的自用水，取自用水系数=1.05,则远期泵站的设计取水量Q=200000×1.05=210000m3d=8750m3h=2.43m3s(泵站24h取水)近期泵站的设计取水量Q=100000×1.05=105000m2d=4375m3h=1.22m3/S泵站土建按远期设计，水泵按近期流量设计。(2)7k源条件取水水源最高水位为44.25m,最低水位为36.46m,平均水位为37.50m(标高均为吴淞标高)，取水泵房的地面标高为44.50mo(3)取水泵站类型根据取水水源岸边地质条件，一级泵站采用的是半地下式的岸边式取水构筑物，泵站距水厂的输水干管全长将近400mo1.1.2 进水间计算(1)格栅尺寸由于水源最高、最低水位相差大于6m,进水孔分上、下两层。设计时，按河流最低水位计算下层进水面积，上层与下层相同。进水孔的前后分别设置格栅和闸门。进水孔的面积按下式计算：式中o进水孔的设计流量，m3s;%进水孔设计流速，当江水无冰絮时采用K1栅条引起的面积减少系数，错误！未找到引用源。，b为栅条净距，采用50mm;S为栅条厚度，采用IOmm,则K1=0.83;K2栅条阻塞系数，采用0.75则进水孔总面积为：上下两层进水孔，每层各设四个进水孔，每个进水孔的面积为f=F°4=651/4=1.63m2,根据标准图集S3(下)，选用型号为90S321-2的格栅，有效过水面积为L69m2,进水口尺寸BxH=I700mm×1300mm,格栅尺寸为B×H1=1800mm×1400mmo(2)进水孔位置上层进水孔的上缘应在最高水位以下LOm,取L25m,则上层孔的上缘标高为4LOOmo下层进水孔的下缘至少高出河床O.5m,其上缘至少应在设计最低水位以下03m,取1.5m,则下层进水孔的上缘标高为34.96m。在平面布置上，相邻两个进水孔的间距为350Omm,进水孔与边墙的距离为3650mmo(3)进水间布置为了工作可靠和便于清洗检修，进水间(包括后面的吸水间)用横向隔墙分成两个能独立工作的分格，并在隔墙上开孔设阀门。进水间的长度、跨度以及深度均由吸水间尺寸决定。进水间的高度由最高水位决定，为最高水位加上一定的安全高度，WlOOOmm,则进水间顶的标高为45.25m,进水间的高度为12.54rno(4)其他装置格栅安装在导轨内，格栅采用电动葫芦起吊。电动葫芦的型号为CDl-18D,起重量为It,起吊高度为18m,电动葫芦的安装高度为51.55m。进水孔后电动闸门，以切换上、下层格栅的交替使用。电动闸门为自制，尺寸为1300mm×1700mmo1.1.3 吸水间计算(1)格网尺寸平面格网面积由下式计算:式中O通过格网的流量，m3s;V通过格网的流速，一般采用0.20.4ms,取O.4ms;Kj网丝引起的面积减少系数，M=。b为网眼尺寸，取5mmx5mm方格网；d为金属丝直径，取lmm;Ki=0.69;e水流收缩系数，一般采用0.640.80,取0.7;K格网堵塞面积减少系数，一般采用0.5;则格网总面积为:_2.43_F.=25.16n0.4×0.70.69×0.5根据设计手册提供的格栅类型，选用8个型号为。的格网，有效面积为L12m2,进水口尺寸B×H1=2250mm×2000mm,格网尺寸BxH=2380mmx2130mm。(2)进水孔位置进水孔的下缘高出进水室底095m,下缘在设计最低水位以下2.80m,则进水孔的下缘标高为3L66m。在平面布置上，相邻两个进水孔的间距为600mm,进水孔与边墙的距离为580mmo(3)吸水喇叭口水泵吸水管管径分别为100omm、800mm(计算见后)，吸水管喇叭口通常取吸水管直径的L3L5倍，查标准图集配用标准吸水喇叭口的直径为150Omm以及1200mm。吸水喇叭口的布置要求见图L1。h:一喇叭口悬空高度；hz一淹没水深；a一喇叭山间净距；b一剿叭管中心线与侧墙壁距离V一喇听管中心线与后墙壁距离图1.1吸水喇叭口的布置要求对于DN100O的管径来说，吸水喇叭口底距吸水间底的距离大于08D（D为吸水喇叭口直径），取1300mm;吸水喇叭口的淹没深度不应小于05L0m,取2200mm;喇叭口中心线与后墙的距离为O.81.OD,取150Omm;DNlOoO的管径布置在外侧，因此吸水喇叭口的边缘井壁的距离不小于O.75LOD,取3540mm。对于DN800的管径来说，吸水喇叭口的布置要求相同，喇叭口的悬空高度取900mm;淹没深度取260Omm;喇叭口中心线与后墙的距离取1400mm。吸水喇叭口之间的净距要求为1.52.OD,考虑到吸水管与柱子间距的要求及相邻吸水管的布置要求，吸水管的布置见图L2、1.3oW 3¾-*:-8R 衿 双 -号1«LK护卜-g ，9 J ：，；1图L 2进水间、吸水间布置图L3吸水喇叭口布置(4)吸水间布置吸水喇叭口距格网的距离大于3D,此距离以吸水喇叭口距格栅的距离计，取5600mm。进水间的宽度取2500mm,吸水间宽度取4400mm。根据远期吸水管的布置要求，进水间、吸水间的长度均取24.6m,每个分格的长度取12.2m,内墙厚度取200mm,外墙厚度取300mm。吸水间的高度与进水间一致。(5)其他装置格网采用电动葫芦起吊，电动葫芦型号及安装高度均与格栅一致。格网后设置电动闸门，闸门为自制，尺寸为2500mmx2200mmo1.1.4水泵选用(1)水泵型号本设计近期采用一台大泵和两台小泵，备用率为100%,远期加一台大泵，备用率为50%。大泵的设计流量为1.22m3s,小泵设计流量为061m3s,扬程初估为3040m。查设计手册，选用SA型单级双吸中开离心式水泵，大泵型号为32AJ9E,小泵型号为20SAJ4。两型号水泵参数见表1.1,外形及安装尺寸见图L4,其中尺寸数据见设计手册第11册。表LI水泵参数型号流量1./s扬程m转速r/min轴功率(kW)电动机功率(kW)效率(%)气蚀余量(m)叶轮直径(mm)20SA-1460032960214280886.6466120036.851284.55.932SA-19E527831.873052357089.06.4750603429.629.687.89.4图L4SA型水泵外形及安装尺寸(2)吸水管、出水管大泵吸水管管径取DNloOomm,流速为L55ms,出水管管径取DN800mm,流速为2.43ms0小泵吸水管管径取DN800,流速为1.21ms,出水管管径取DN600mm,流速为2.15mSo(3)水泵安装高度以大泵计算水泵安装高度。大泵的气蚀余量为5.9m。根据下式计算水泵安装高度：Zg",-/+£医(3)式中Zo吸水高度或淹没深度(泵轴中心或基准面与吸水处水而高差)m;H按实际装置所需的真空吸上高度(m),实际设计中为考虑安全一般采用，H;W(90%95%)H,Fh4吸水管路沿程及局部水头损失之和(m);i管路沿程损失水力坡降();1管路长度(m);E局部阻力系数；V 吸水管中流速(ms);V 水泵吸入口的流速(m/s);H标准状况下，水泵样本中给出的最大允许吸上真空高度(m);所选水泵给出的是水泵的气蚀余量，为5.9m,将气蚀余量换成允许吸上真空高度，用下式计算：2HLM-氏”FTxV(4)2g式中h4吸水井表面的大气压力，取103mH2;h该水温下的汽化压力，温度取10,饱和蒸汽压力为012mH2O;V水泵吸水口的流速，为2.43ms;H气蚀余量，为5.9m;2432H,二(IO.3-0.12)+上H-5.9=4.58WHC2×9.8H3取90%H,H=0.9×4.58=4.12mH2Oo水泵吸水管路见图L5,其管道局部、沿程损失见表L2。表L2水泵吸水管路的水头损失损失类型水损系数1或i流速V(ms)或管长I(In)水头损失(h=错误!未找到引用源。或h=il)吸水喇叭0.560.690.01沿程损失0.002584.510.0190°弯头1.081.550.13阀门0.561.550.07偏心渐缩管0.202.430.06水泵吸水1.02.430.30图L5水泵吸水管路图水泵安装高度Z=4.12-(0.01+0.01+0.13+0.07+0.06+0.30)一错误!未找到引用源。=L54mH2O,¾1.OOmH2O,即水泵泵轴离吸水间水面的距离为LOOmo格栅的水头损失取0.10m,格网的水头损失取0.15m,则水流经过格栅、格网后的水面标高为36.21m,泵轴的标高为36. 21+1.00=39.21mo(4)水泵基础无底盘的大、中型水泵的基础满足以下要求：基础长度L=地盘长度Ll+(0.20O.3O)m; 基础宽度B二底盘螺孔间距(在宽度方向上)+0.30m; 基础高度H=地脚螺栓埋入长度h+(O.lO-O.15)m; 基础高度应不小于5(70cm,基础顶面应高出室内地坪约1020cm;预留螺孔尺寸水泵为200mm×2()0mm,电机为150mmx150mm;本设计的水泵基础尺寸见图L6o328A-19E型水系基建图1:5020SA-14米京 和*禺1:50图L6水泵基础图(5)泵房平面尺寸设计由泵轴的高度可定出泵房的地面标高。大泵泵轴离基础高度H=1150mm,基础高出地面700mm,则地面标高为37.36m。由地面标高可确定小泵的泵轴标高为38.98m,安装高度为2.77m,在允许安装高度范围内。泵房的长度及跨度由水泵的基础大小决定，水泵布置要求见图L7。,出水管图L7水泵布置要求配电设普图L8泵房布置简图(6)泵房高度本设计为设有桥式吊车的地下式泵房，泵房地上部分高度H1用下式计算：H1=n+a2+d+e+z其中n一般采用不小于0.3m,取O.5m;az行车梁高度，取730mm;c2行车梁底至起重钩中心的距离，取L32m;d起重绳的垂直长度，对于水泵为085xm,取L72m;e最大一台水泵或电机的高度，取L895m;h吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离，一般不小于O.30.5m,取05m;H=O.5+0.73+1.32+1.72+1.895+0.5=6.67m泵房高H=Hl+H2(地下部分高度)=6.67+(44.50-37. 36)=11.81m,取17.50m。泵房起重机采用LX型电动单梁，起重量为It,起升高度为18m。(7)阀门选型大泵吸水管上设置型号为D941型电动蝶阀(DNIOo0)。出水管上依次设置DN600-DN800渐扩管、可曲挠接头(DN800)>H（八）47T止回阀(DN800)、D371(H,F)手动蝶阀(DN800)、D371(H>F)电动蝶阀(DN800)o小泵吸水管上设置型号为D941型电动蝶阀(DN800)o出水管上依次设置DN400-DN600渐扩管、可曲挠接头(DN600)>H（八）47T止回阀(DN600)、D371(H,F)手动蝶阀(DN600)>D371(H>F)电动蝶阀(DN600)。1.1.5其他装置水泵基础周围设宽度为100mm的集水槽，并沿吸水间的墙延伸至墙角。集水坑的尺寸为50OmmX50OnImX50OnImo潜水排污泵的型号为50QW25-38-5.5,设两台，一备一用，设计流量为25r113h,扬程为38m。水泵的启动方式为抽真空。真空泵的抽气流量W按下式计算：式中K漏气系数，取Ll0;W一吸水管内空气容积，相当于水泵吸入口面积乘以吸入口到出水闸门间的距离，W1=(5680+3500)错误!未找到引用源。=7.20m3,取8OOm3;W2泵壳内空气容积，大约相当于吸入口面积乘吸入口到出水闸门的距离，W2=(8600+3500)错误！未找到引用源。三959m3,取10.OOm3;T水泵充水时间(min),取4min;H8大气压的水柱高度，取10.33m;Z9水泵安装几何高度，为LOftn;% = lio3- 4/60 IO.33-3.OO=4li.S5mi/h = 6.97w,min选用型号为SK12的真空泵，抽气量为12m3min,电动机型号为Y200Ll-6o1.2高密度澄清池设计计算1.2.1 设计基础资料该水厂扩的设计参数参考上海市杨树浦水厂7*生产系统改造工程(36万m3d)以及乌鲁木齐石墩子山水厂(20万m3d)的相关设计参数，另外有少量文献介绍了高密度澄清池的相关参数。(1)乌鲁木齐石墩子山水厂石墩子山水厂的设计流量为20万mVd,单池设计流量为2294fho反应池尺寸为6.9m×6.9m×6.25m,停留时间为7.78mino预沉-浓缩池尺寸为12.7mxl2.7mx4.3m。斜管分离区的尺寸为9.47mxllm×0.65m。单池总面积为16111斜管区面积为IOom2。上升流速为14.2mh,斜管区的上升流速为22.9mho浓缩区固体负荷为6kg(r2h),反应区固体浓度为0.4kgm3,中心集水槽流速为0.3ms,坡度为0.Olo(2)相关文献介绍文献19中介绍了相关参数，见表L3。表L3高密度澄清池相关参数取值一般取值取值范围混合反应区停留时间/min8610推流反应区停留时间min435搅拌器浆板边缘线速度(ms)32.8L2污泥循环系数0.040.00.05斜管上升流速(mh)22.51225反应池内固体浓度(kgm3)0.40尸2排放污泥浓度(g三3)8004001200固体负荷(kg(m2h)6/沉淀区的进口速度(mh)80/浓缩污泥深度/m0.35/刮泥机扭距(Nm2)30/刮泥机外缘线速度(ms)0.02/刮泥机最小线速度(ms)0.015/沉淀池底板坡度0.07/本设计处理水量为20万m3d,分两期建成，处理水量较大，自用水量取5%,污泥回流量取5%,则高密度澄清池的设计水量为：Q=20×104×(l+10%)=22×10m3d=2.54m3s本设计采用4座高密度澄清池，近期2座，远期2座，每座高密度澄清池的处理水量为0.64m3s.1.2.2 高密度澄清池设计(1)预混合池杨树浦水厂7*改造工程的高密度澄清池预混合池的尺寸为29.83m×1.9mx4.75m,两座高密度澄清池共用1座预混合池及进水渠，停留时间为L96min0本设计取预混合时间'为2min,则预混合池的体积为：V=2×Q×t=2×0.64×2X60=153.6m3原水进入进水渠后，通过薄壁堰进入预混合池，薄壁堰上的水头为:Q=mby2gH2式中：-(0.405÷*)+().55×-H(H+Py取b=1.00m,P=4.50m,经过试算得，堰上水头H=0.24m0高密度澄清池的进水渠的水面标高为6OOm,则薄壁堰的标高为水面标高减去堰上水头即6.00-0.24=5.76m0根据薄壁堰的标高及堰的高度，可确定进水渠底的标高为5.76-4.50=1.26m,此标高同时也为预混合池的池底标高。取预混合池内水面比薄壁堰标高低0.40m,则预混合池内的水面标高为5.36m,预混合池的水面高度为5.36-1.26=4.10m,预混合池宽度b=2.00m,则预混合池的长度为：1.=153,6=18.73m，取18.OOm4.1×2预混合池尺寸为：18.00mx2.00mx4.10m0实际停留时间：t=VQ=(18×2×4.10)/1.28=1.92min(2)反应池反应池包括快速混合池和慢速混合池(絮凝池)。杨树浦水厂高密度澄清池的快速混合池尺寸为5.00m×5.00m×4.40m,停留时间为1.60min;絮凝池尺寸为7.00m×7.00m×5.78m,停留时间为4.12min。石墩子山水厂的反应池尺寸为6.9mx6.9m×6.25m,停留时间为7.78mino本设计快速混合池停留时间取2min,絮凝池停留时间取5min。快速混合池的体积为：V=Q×t=0.64×2×60=76.8m3快速混合池池底标高与预混合池一致，为0.76m。原水从预混合池经过IoOOmmXlooOmm的方孔至快速混合区，取过方孔的水头损失为0.IOm,则快速混合池的池深为4.10-0.10=4.00mo为使搅拌更加均匀，将快速混合池设计成正方形，则：正方形边长/=厚=4.3筋V4.00取快速混合池的边长1二4.50m,则快速混合池的尺寸为：4.50m×4.50m×4.00m,实际停留时间为4.50x4.50x4.00=21Qinin0.64絮凝池的体积为:V=Q×t=0.64×5×60=192m3从快速混合池出来的水流通过IoOOmmXIOOOmm的长方体通道进入絮凝池，取絮凝池的深度为6.00m,为使絮凝更加均匀，将絮凝池做成正方形，贝J:取絮凝池的边长1=6.OOm,则絮凝池的尺寸为6.00mx6.00mx6.00m,实际停留时间为5.63min,与前面的快速混合池的停留时间加起来为7.73mi11o水流通过长方体通道的水头损失取0.15m,则在絮凝池内的水面标高为5.26-0.15=5.Ilm,絮凝池的池内底标高为5.l1-6.00=-0.89mo(3)推流区原水从絮凝池流出后，经过一个推流区进入预沉-浓缩区,推流反应区的停留时间取4min,则推流区的体积为:V=Q×t=64×4×60=1536m3原水进入推流区后，在水平方向水流有一个扩大，垂直方向上水流有一个收缩，取水流进入推流区的速度为0lms,推流区的入口截面积为0.64/0.1=6.4012。推流区的入口长为6.00m,在水平方向上扩大至10.00m,则推流区的入口高度为6.46=L07m,取LOOm。水流通过推流区的水头损失取0.35,则在预沉-浓缩区内的水面标高为5.11-0.35=4.76mo(4)斜管分离区取斜管分离区的上升流速为22.5mh,则斜管分离区的面积为：O64="x3600=102.422.5其中布置斜管部分约占池体长度的70%,另一个方向满布，则:正方形边长/=懵=12.0所取预沉-浓缩池尺寸为12.50mxl2.50m,斜管分离区尺寸为12.5OmX8.75m。斜管断面采用蜂窝六角形，其内径采用30mm。斜管长度取100Onm1,水平倾角。采用60°。斜管上部的清水区高度不宜小于LOm,较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖，取L50m。斜管下部的布水区高度不宜小于1.5m,取LOOm:1.2.3集水槽设计(1)集水支槽孔口设计一个斜管分离区上部设10个集水槽，每个集水支槽的流量为0.64/10=0.064m%o集水支槽采用小孔出流，根据孔口出流公式可得集水孔的总面积为:= 0.1 而q_0,064“j2gJ0.62x79.8Ix0.05集水孔直径取DN40,则所需集水孔的数量为= 79.6N=3,4×0.044取N=80,每侧布置40个，集水孔中心间距为12OnIn1,最外侧的小孔中心距边缘距离为310mm。(2)集水支槽集水支槽的槽内流速在04ms0.6ms之间，取05ms,集水支槽槽宽0.4m,槽底水平。集水支槽水深以平均水深计，平均水深上用下式计算:小孔中心距槽内水面的超高高度取007m,澄清池水面距小孔中心高度取0.05m,加上保护高度0.2m,则集水支槽的高度为0.32+0.07+0.05+0.2=0.64m,取065m,集水支槽的尺寸为65OmmX40Omm。槽内水面标高为澄清池水而标高减去两水面的高差(即0.05+0.07)为4.76-0.05-0.07=4.64m,槽底标高为4.64-0.32=4.32m,槽顶标高为4.32+0.65=4.97m。集水支槽大样图见图L9。497.ffffl-三r超生木孔E包三-、三一二'4.76450图L9集水支槽大样图(3)单个高密度澄清池总集水槽1取单个高密度澄清池总集水槽槽宽L5m,槽底水平。总集水槽的计算方法与集水支槽一致，总集水槽的槽内流速取LOms,槽宽L5m,槽底水平。集水槽终点水深h2：q0.64,=0.437;?2诂1.O×L5总集水槽内水面距集水支槽底的距离取0.07m,则总集水槽2内的水面标高为4.32(集水支槽低标高)-0.07=4.25m,总集水槽2的槽底标高为4.25-0.43=1.82m,取总集水槽2的断面尺寸取BXH=I500mm×1600mmo(4)两座高密度澄清池总集水槽2单个澄清池的出水通过自由跌落总集水槽，计算方法如上，总集水槽槽宽为1500mm,流速取LOms,槽底为水平，i=0.00,水量为两个澄清池的出水量，槽内平均水深h3为：=064x2=085w动1.0×1.5总集水槽2水面距总集水槽1底的距离取O.07m,则总集水槽2内的水面标高为L82-0.07=1.75m,总集水槽2槽底标高为L75-0.85=2.90m,总集水槽2的断面尺寸为BxH=1500mmx1600mm。1.2 .4污泥系统高密度澄清池设置污泥排放和污泥回流系统。本设计没有提供原水浊度等相关参数，因此根据杨树浦水厂扩建工程参数来设计。污泥回流泵与排放泵型号一致，为CLXQI25-80-300型，回流量为80m3h,扬程为30m。一座澄清池配套1台污泥回流泵以及1台污泥排放泵。污泥回流至从快速混合区到絮凝区的长方体通道中。污泥排放管及回流管除与泵接口以及阀门接口处用法兰连接，其余均为焊接钢管，管径为DN200。另外设置放空管，管径取DN150,污泥放空至厂区雨水管,污泥系统图见图LI0。图Llo污泥排放、循环系统图1.2.5加药系统高密度澄清池在快速混合区以及絮凝区分别投加絮凝剂碱式硫酸铝和助凝剂PAM,投加量参考上海市杨树浦水厂扩建工程的参数，碱式硫酸铝的投加量为27mgL,PAM的投加量为0.lmgLq1.3 V型滤池型滤池简介V型滤池是由法国得利满公司开发的一种重力式快滤池，其主要特点如下：(1)恒水位等速过滤。滤池出水阀随水位变化不断调节开启度使出水量保持不变，同时通过进、出水堰来保证滤池内水位不变。(2)采用均粒石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，截污量也比普通快滤池大，故滤速较高，过滤周期长，出水效果好。(3)V型滤池进水槽和排水槽沿池长方向布置，单池面积较大时，有利布水均匀，更适用于大、中型水厂。(4)承托层较薄。(5)冲洗采用空气、水反冲和表面扫洗，提高了冲洗效果并节约冲洗用水。(6)冲洗时，滤层保持微膨胀状态，避免出现水力分级现象。1.1.2设计计算参数(1)设计水量按近期10万m3d设计，远期与近期相同:Q=100OO(1+5%)=1O5OOO3d=l.22m3s滤速采用v=8mh设计冲洗周期T=24h(4)滤池冲洗强度见表L4。表L4滤池冲洗强度及时间冲洗过程冲洗强度(L/sm2冲洗时间(min)气冲164气水冲气164水44水冲54表面扫洗1.8121.1.3滤池平面尺寸(1)滤池工作时间TT,=24-1260=23.8h滤池过滤面积尸=2=3=55E"vT8x23.8滤池分格为节省占地，采用双格V型滤池，单格宽B=15><2111,长1.=Iom,左右对称布置，每格滤池有效过滤面积F=70m2,设8格，总面积为56Om2。近期1座，远期再建1座8格，与近期对称布置。实际滤速为7.8m/h。校核强制滤速v=N×v(N-l)=7.8×87=8.9mh满足v<12mh的要求。1.1 4滤池高度的确定配水、配气及进水室高度：H1=O.90m滤板厚度：H2三0.10m粗砂层厚度：H3三0.05m滤料层厚度：H4=L20m(5)滤床上水深：Hs=1.50m超高：H6=0,50mH=Hi+H2+H3+H4+Hs+H6=0.90+0.10+0.05+1.20+1.50+0.50=4.25m1.1.5 进水渠的计算为使进水均匀，设置进水孔以及进水堰来保证，进水部分图LIlV型槽进水部分示意图(1)进水总渠待滤水进入进水总渠后(4格滤池共用一个进水总渠)，水面标高为LOOm。取进水总渠的宽度为L20m,取流速为0.6ms,4格滤池的流量按强制流量计，为0.694m3s,总渠断面尺寸为0.694/0.6=1.16m2,则根据宽度可得水面高度为0.96m,取总渠断面尺寸为IoOommXI20Ommo(2)主进水孔总渠中的水通过主进水孔进入各自的进水槽1,流量为单个滤池的强制流量0.17m3s,取过孔的水头损失为O.IOm,则配水渠的水面标高为2.90mo进水孔面积按孔口淹没出流公式q=0.62Ad2gH计算，得,Q0.17八.入2A=.=f=0.2()/0.622gW0.62×2×9.81×0.01主进水孔尺寸取50OmmX50Ommo(3)过水堰进水槽1中的水通过过水堰进入V型滤池的进水槽2,取过水堰的宽度为2000mm。堰上水深根据宽顶堰公式计算:)=ml2gH其中",=(0.405+吟口+。.55HH+P=2.90m经试算得H=O.13,则堰的标高为2.90-0.13=2.77m。(4)进水槽2进水槽2的水面尺寸根据流速计算，取进水槽2的宽度为500mm,进水流速为0.3ms,则水面高度为1.速m,取1.25m,水面标高为2.65mo进水槽2中的水通过V型孔进入滤池，过孔水头损失小，取O.Olm,则滤池过滤时的水面标高为2.65m。根据水面标高及滤池的高度，可确定滤池低标高为2.65-H1-H-2-H3-H4=-l.IOm(H1.H2、H3>H4同滤池高度计算部分)。(5)溢流堰在进水槽1的两侧设置溢流堰，溢流堰的标高比水面稍高，取溢流堰的标高为L05m。两侧的溢流槽中设置溢流管，管径取DN400。1.1.6 水反冲的相关计算(1)反冲一个过滤单元反冲洗用水量按水洗强度最大时计算，为5Lsr112,则Q=q反Xf三5x70=350Ls=0.35m3s(2)反冲洗一个单元耗水量W反单W反二9反单xt=4x4x60x79+5x4x60x70=151.2m(3)V型滤池反冲洗时，表面扫洗的流量O冰=qzK×f三1.8×70=126Ls=0.126m%(4)反冲洗供水管Q反35rfs,反冲洗配水干管采用钢管DN500,流速v=1.78ms,反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠。1.1.7 气反冲的相关计算(1)反冲洗气由空气站离心鼓风机供给，配气用气水反冲专用长柄滤头实现。(2)反冲一个过滤单元气流量Q气O=qx×f=16×70=1120Ls=1.12m3s(3)反冲一个过滤单元耗气量W单W2=O×t=l.12×8×60=537.6m3(4)反冲供气管反冲洗气干管的流速应为IOm/s左右，则配气干管的直径= 0377w40_/4x1.12Vv“3.14x10取干管直径D=350mm,流速为IL6mso1.1.8 反冲洗管渠系统(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，内径为20mm,滤板厚度为0.1Om。滤板下的长柄部分浸没在水中，长柄上端有直径为2mm的小孔，下端有竖向细缝，气水同时反冲时，约有2/3空气从上缘小孔进入，1/3空气由细缝进入柄内，冲洗水则由条形缝下部及滤柄底部进入。滤柄长度为滤板厚度(0.IOm)+气垫层厚度(取0.15m)+淹没水深(0.05m)=0.30m.长柄滤头结构如图1.12。OO O 0OOoOqo0图L12长柄滤头结构示意图(2)滤板尺寸确定滤板架在滤板梁上，滤板梁的布置方向与反冲洗气配气方向一致，滤板梁的宽度取Ioomm,高度取25Omm。相邻两滤板之间空隙取20mm,滤板与滤池边的距离在垂直方向上取40mm,水平方向上仍为20mm。扣取滤板间的距离可求得滤板的尺寸LXB=974mX1140mm。单个滤池共有60块滤板。(3)长柄滤头个数的确定一般每平方米滤池面积布置3050个，为使滤头布置方便，一块滤板取49个，则每平方米滤池面积布置约44个/m2,满足要求。单个滤池长柄滤头的个数为2940个，滤头总数近期为23520个。滤头滤帽缝隙总面积与滤池过滤面积之比应在L2%24%之间，取2.0%,则滤头滤帽缝隙总面积为70×2%=1.4m2o长柄滤头布置见图L13。洱（900/7）X7=900,2（1140图L13长柄滤头平面布置图(4)配水孔的计算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到滤池底部布水区，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lL5ms,取V=Ims,则配水方孔的面积为A=Q反水v=35l=35m2沿渠长方向两侧各均匀布置25个方孔，共50个，孔中心间距为400mm,最旁边的两个方孔中心距两侧为200mm,每个孔口面积为0.0071112,取孔口尺寸为80111111乂8001111,配水孔中心距配水渠底65mm0(5)配气孔的计算反冲洗用空气由反冲洗配水干管输至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气至滤池底部布水区，布气小孔中心距滤板下缘50mm,间距与布水方孔相同，两侧各布置25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。反冲洗配气支管的流速或孔口流速为Iom/s左右，则配气支管的截面积：A=QixZVx=I.26/10=0.126m2每个布气小孔面积为0.00253m2,取孔口直径为50mm,每个孔的配气量Qa=80.64m3h°配水孔、配气孔的布置见图LI4。(6)气水分配渠断面气水分配渠的断面尺寸应满足进口处冲洗水流速<1.5ms,冲洗空气流速W5ms的要求，则所需的气水分配渠断面面积:,。未Q0.351.12:A,+=+”'=0.46W%L55本设计中气水分配渠断面尺寸为IOoOmmX900mm,满足要求。图L14气水分配渠示意图1.1.9V型槽设计(I)V型槽小孔计算V型槽小孔供表面扫洗进水用，表面扫洗水量Q物=0.126m3s,取孔口流速v=2.0ms,则每个过滤单元孔口面积F孔: