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文档简介
苏北某市新区水厂工艺设计中文摘要本设计为苏北某市新区水厂工艺设计。该工程设计规模为20万m3/d,以古黄河为水源其中近期工程为10万m3/d,远期工程为10万m3/d。要求根据所给资料进行给水工艺设计、单体构筑物的设计计算,包括取水输水构筑物设计、净水厂设计和制水成本计算。根据原水水质基本符合国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水体,出厂水水质要求达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求,通过经济技术比较,确定净水厂的工艺流程选用方案一:原水—→一级泵房—→管道静态混合器—→网格絮凝池—→平流沉淀池—→V型滤池↑混凝剂—→清水池—→吸水井—→二级泵房—→配水管网。↑氯消毒关键词:苏北某市新区;给水工程;取水构筑物;工艺流程;净水构筑物AbstractThedesigniswatersupplyprojectforanewlydevelopedareainNorth-Jiangsuwiththetotalvolumeof20thousandcubicmeters,forthewatertotheancientYellowriver,therecent10thousandcubicmeters,Long-term10thousandcubicmeters.Accordingtothegiveninformation,technologydesignandwatermonomerstructuredesignarerequired;waterintakestructures,waterpurificationplantdesignandwatercostsarealsoincluded.Accordingto“SurfaceWaterEnvironmentalQualityStandards”(GB3838-2002)Ⅲrawwaterquanlity,andwaterplanttomeetwaterqualityrequirements"DrinkingWaterHealthStandards"(GB5749-2006),Twosetsofprogrammerhavebeencomparedbothtechnologicallyandeconomically.Andthefirstprogrammerispreferred.Thewholeprocessisasfollows:↓coagulationrawwater—→primarywaterpumpingstation—→pipe-shaped—→gridflocculationtank↓disinfection—→horizontal-flowsedimentationbasin—→V-filter—→storagepool—→waterwell—→secondarywaterpumpingstation—→urbanpipenetwork.Keyword:AnewlydevelopedareainNorth-Jiangsu;Watersupplyengineering;Waterintakestructures;process;Waterstructures.目录绪论………….51. 概况….……………………61.1自然概况………….…………………….61.2供水现状及规划………..72. 供水方案设计……………….72.1水源选择………………..72.1.1水源选择原则…………………….72.1.2水源的选择……….82.2取水点及取水构筑物的形式确定……..82.3厂址选择………………..82.4工艺流程确定…………..82.4.1两种方案…………..82.4.2两种方案的技术比较…………….92.4.3两种方案的经济比较…………….103. 取水工程设计……………….103.1取水构筑物的规模……………………..103.2取水构筑物的设计……………………...103.2.1设计流量的确定和扬程估算…….103.2.2初选泵和电机…………………….113.2.3机组基础尺寸的确定…………….123.2.4机组与管道布置………………….123.2.5泵房平面尺寸的确定…………….123.2.6吸水管路与压水管路中水头损失的计算……….133.2.7取水头部的设计………………….153.2.8泵安装高度的确定和泵房筒体高度的计算…….153.2.9附属设备的选择………………….153.2.10泵房建筑高度的确定………...…164. 净水构筑物设计计算……….164.1网格絮凝池……………...164.1.1设计参数………….164.1.2设计计算………….164.2平流沉淀池……………..214.2.1设计参数………….214.2.2设计计算………….214.3V型滤池………………...254.3.1设计参数………….254.3.2设计计算………….254.4清水池…………………..364.4.1清水池容积……….364.4.2清水池配水管……………………..364.4.3通气孔及人孔…………………….374.4.4集水坑…………….374.4.5导流墙…………….384.4.6水位标高………….384.5混凝剂配置、投加及加药间…………..384.5.1设计参数………….384.5.2设计计算………….384.6消毒……………………..414.6.1加氯量…………….414.6.2储氯量…………….414.6.3加氯间、氯库…………………….415. 二级泵站设计……………….425.1吸水井水位……………..435.2水泵选型………………..435.3泵房平面布置…………..445.3.1基础尺寸的确定………………….445.3.2进出管路设计…………………….445.3.3机组与管道布置………………….445.3.4泵房平面尺寸的确定…………….445.4泵房高程布置…………..455.5泵房附属设施…………..465.5.1起重设备与泵房高度…………….465.5.2排水设备………….465.5.3通风设备………….465.6吸水井的尺寸…………..465.7吸水井的其它设置……………………..476. 生产废水处理……………….476.1设计水量及水质………..476.1.1排泥水量及水质………………….476.1.2反冲洗水量及水质……………….476.2工艺流程确定…………..476.3构筑物设计……………..486.3.1排水池………….....486.3.2排泥池…………….486.3.3浓缩池…………….496.3.4集泥池…………….516.3.5污泥脱水………….527. 水厂总体设计……………….527.1水厂附属构筑物的设计………………..527.2水厂平面布置…………..537.2.1水厂平面布置要求……………….537.2.2水厂平面布置…………………….547.3成本分析………………..547.4水厂高程布置…………..55致谢……………….56参考文献………….57附录绪论水是生命之源,是地球上一切生态环境存在的基础,是人类生活和生产不可替代的宝贵资源。人们为了生活和生产的需要,由天然水体取水,工人们生活和生产使用,用过的水经适当处理后排放,回到天然水体,这就是水的社会循环。水的社会循环是给水排水工程学科研究的对象。在水的社会循环中,人们对饮用水、生活用水、工业用水和农业用水的水质都有相应的要求,当天然水源的水质不满足用水要求时,就要对水进行处理,使之符合用水的要求。本次毕业设计题目就是苏北某市新区水厂工艺设计。毕业设计是本科教学环节中重要的一环,是对学生本科期间学习的一次重要考核,是学生将在校学习的基本知识和基础理论进行系统地实践,培养学生综合分析问题和解决问题的能力,为今后的实际工作奠定必要的基础,同时把书本上的知识系统化。它与其他教学环节紧密配合、相辅相成,在某种程度上是前面各个教学环节的继续,深化和发展。从某个意义上说,毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练,通过设计我们可以掌握工程中的一般思想,计算方法和设计技巧,为今后的实际工作奠定良好的基础。1.概况1.1自然概况苏北某市是江苏省省辖市,位于苏北平原中部,淮河下游,介于东经117°56~119°48′,北纬32°43′~34°27′之间。现辖5区4县,总面积1.01万平方公里,总人口528万。该市历史悠久,古迹众多。自东汉末年始,相继为郡、州、府治的所在地,文化积淀深厚。隋代京杭大运河的通航,使该市成为南北交通的咽喉和控制江淮平原的军事重镇。新区是1993年10月经省人民政府批准设立的省级开发区,2000年又被批准为高新技术开发区,是该市的几何中心,京沪高速公路、沿海交通大动脉新长铁路与京杭大运河经过新区,同三高速、宁连高速在新区交汇。区内设有高新园区、工业园区、商贸金融区、高档住宅区、生态园区以及1.5平方公里的韩国投资园区。随着供水范围的不断扩大、供水水量和水质要求的不断提高,现有的两座水厂自身存在的工艺老化以及供水能力不足的问题已经显现出来,为了满足夏季高峰供水需要,对现有老水厂进行改造和建设新水厂已成为当务之急。新区地处北亚热带向暖温带过渡地区,兼有南北气候特征,属于温带季风气候区,气候宜人,四季分明。地区平均气温13.8~14.8℃,年平均气温14℃,历年最低气温-21.5℃,最高气温39.5℃;年无霜期210~230天,一般霜期从当年十月到次年四月;年平均日照数2250~2350小时,日照百分率平均为52%,明显优于苏南地区;季风气候显著,自然降水丰富,年平均降水量958.8毫米,历年平均降雨天数102.5天;常年主导风向东南风。新区为黄淮冲积平原区,由西北略高,东南稍低,一般地面标高在7.5~10米,其中,在古黄河南片堤顶高度在12~17米左右(以古黄河口零点为准)。平均地耐力10~15T,地质条件较好,地层属扬子地层区。地震烈度为7度。该市河流属淮河下游水系,其河流、湖泊以古黄河为界分为淮河水系和沂沭泗水系等。该市河流和湖泊纵横交错,汇同丰富的地下水资源,构成了具有该市特点的水环境。古黄河是黄河十二世纪以来侵泗夺淮近700年形成的,河槽除了排泄老堤以内的一些地面径流以外,杨庄以下主要是分泄淮河流域洪水,沿河没有分流及支流汇入。从1978年始,最大行洪流量为200m3/s;多年最高水位为9.93m。最低水位为5.83m,平均水位为7.33m。河道的水面纵比降一般在1/30000左右。1.2供水现状及规划该市现有两座水厂,分别为A水厂和B水厂。A水厂设计总规模9万m3/d,B水厂设计总规模10万m3/d。供水范围为该市4个区。到2008年,最高日供水量17.5万m3/d,最低日供水量13.5万m3/d,平均日供水量14.86万m3/d。供水管网长约2400km,其中直径100mm以上的约800km。主要采用管材为球墨铸铁管、玻璃钢夹砂管、UPVC管、PE管等。存在问题:1)随着供水范围的不断扩大,用水量不断增加,自来水厂供水能力不足问题已经显现。2)随着供水要求不断提高,现有设备陈旧或构筑物处理能力不佳,直接影响出水水质和水量,亟待进行新建和改造工作。新区供水规划概况:新区规划用水原先考虑由市区水厂供给。在新区西侧、深圳东路与海口路所夹中段设置增压泵站。给水主要从新长铁路西侧新区海口路及深圳路两处市政管网接入至给水增压泵站,增压后供水。考虑到IT项目片区的用水需求,以及建设区域其他用水量,《××城市总体规划(2005-2020)给排水调整(200701)》规划新建新区水厂,近期(2010年)规模为12万m3/d,厂址位于以南,水源为古黄河,控制用地约7公顷。远期(2020年)新区水厂规模扩建至20万m3/d,占地7公顷,同时考虑IT项目片区远景发展要求,水厂建设应留有扩建余地。2.供水方案设计2.1水源选择2.1.1水源选择原则水源地选择首先要符合城市总体规划,保证供水安全,尽可能节省投资和运行管理费用。水源地选择应遵守下列原则:(1)、水源地应选择在水质较好、补给充沛和便于保护和管理的地段。(2)、水源地应选择在城市或居民区的上游,要避开污水排放口、污灌区和其他污染区。(3)、水源地应满足近期和远期发展需要的供水量。(4)、水源地应避开易发生地质灾害区、洪水淹没区和建筑物密集区。(5)、水源地应选择地形平坦、工程地质条件较好和施工、维护方便的地区。2.1.2水源的选择根据当地水源条件及设计任务书的要求,选择古黄河为本设计的水源。2.2取水点及取水构筑物形式确定本次设计水源取自古黄河,古黄河南片堤顶高度在12~17米左右(以古黄河口零点为准),平均地耐力为10~15T,地质条件较好。取水构筑物位置的选择,应符合城镇总体规划的要求,在保证水质的前提下,尽可能接近用水地点。因此取水点设在古黄河大桥下游约150米处,采用合建式岸边取水构筑物,底板水平布置(采用自灌式)。取水规模按远期20万m3/d设计。进水间与泵房合建在岸边,集水井与泵房布置在同一高程上;河水经过200m自流管进入进水间的进水室,再进过旋转滤网进入吸水室,由泵输送到净水厂;在自流管下设有格栅,用以拦截水中粗大的漂浮物,设在进水间中的旋转滤网用以拦截水中细小的悬浮物。2.3厂址选择根据设计任务书的要求,本次设计要求在新区东片建一座水厂,规模为20万m3/d,分两期建设。厂址位于徐扬中心路以东,古黄河以南。2.4工艺流程确定2.4.1两种方案根据原水水质及水量情况,确定以下两种方案作为本次设计的参考方案。方案一:原水—→一级泵房—→管道道静态混合器器—→网格絮凝池—→平流沉淀池—→V型滤池↑混凝剂↓氯消毒—→清水池—→吸水井井—→二级泵房—→配水管网方案二:原水—→一级泵房—→管道道静态混合器器—→网格絮凝池—→斜管沉淀池—→移动罩滤池池↑混凝剂↓氯消毒—→清水池—→吸水井井—→二级泵房—→配水管网以上两种方案处理理出水水质均均能满足生活活饮用水卫生生标准(GBB5749--2006)的的要求。2.4.2两种种方案的技术术比较表1两种处理方案的技技术比较工艺方案一方案二沉淀平流沉淀池斜管沉淀池优点:操作管理方方便;施工较较简单;对原原水浊度适应应较强,处理理效果稳定;;采用机械排排泥效果好优点:沉淀效率高高;池体小,占占地少缺点:池子占地面面积大缺点:斜管耗材多多;对原水浊浊度适应性较较平流沉淀池池差;不设机机械排泥装置置时,排泥困困难,设机械械排泥装置时时,维护管理理麻烦,且池池中易滋生藻藻类
过滤V型滤池移动罩滤池优点:大粒径的均均质滤料,滤滤层较厚,过过滤周期长,含含污能力大,气气水反冲洗滤滤层不膨胀、不不分层;气水水反冲洗时冲冲洗水量小,始始终存在表面面扫洗,冲洗洗效果好;冲冲洗过程自动动控制优点:池深浅,结结构简单;自自动连续运行行;减速过滤滤;缺点:结构复杂缺点:需移动冲洗洗设备;罩体体与隔墙间密密封技术要求求较高;起始始滤速较高,因因而平均设计计滤速不宜过过高目前,大多数新建建水厂均采用用方案一的工工艺流程,其其应用技术已已得到很好的的发展,且本本次设计水厂厂占地面积为为7公顷,不存存在因构筑物物占地面积过过大而产生现现有土地面积积不够的问题题,根据以上上所述的优缺缺点,经技术术比较后选择择方案一为本本次设计的处处理工艺。2.4.3两种种方案的经济济比较参照给水排水设计计手册进行两两种方案的投投资估算,相相关计算见表表2表2两种处理方案的经经济比较构筑物名称各项费用(元)∑指标基价建筑安装工程费用设备购置费方案一平流沉淀池5万mm3/d129739618834901698083350694V型滤池10万m33/d38452555434141129727899222521855方案二斜管沉淀池10万万m3/d231257632284333835085924517移动罩滤池10万万m3/d279018838870994371947114481方案一沉淀与过滤滤工艺构筑物物投资估算=33506694×2++222522185=2289535573元方案二沉淀与过滤滤工艺构筑物物投资估算=59245517+71144481=130388998元由上可知知,方案一投投资估算远高高于方案二投投资估算,而而且两种方案案均能满足水水厂出水要求求。但考虑到到以后的运行行与维护,方方案一优于方方案二,且从从运行安全性性方面来考虑虑,当水量及及水质发生变变化时方案一一的适应能力力比方案二强强,故选择方方案一作为本本次设计的工工艺流程。3.取水工程设计3.1取水构筑筑物的规模根据所给资料可知知,本设计确确定新区水厂厂规模为200万m3/d,分为近近期和远期,且且近期、远期期均为10万m3/d。取水厂的的自用水量为为8%,则水厂一一期设计处理理水量为Q=1000000×1..08=1080000m3/d=4500mm3/d=1.25mm3/s。3.2取水构筑筑物的设计3.2.1设计计流量的确定定和设计扬程程估算3.2.1.1设计流量Q近期设计流量Q==1.08××=45500m3/h=1.25mm3/s远期设计流量Q′′=1.008×=90000m3/h=2.50mm3/s3.2.1.2设计扬程(1)泵所需静扬程HSST通过取水部分的计计算已知在最最不利情况下下(即一条自自流管检修,另另一条自流管管通过75%%的设计流量量时,Q=2.5×00.75==1.8775m3/s,自流管管沿程损失hhl=3.6680%×2200=0.7366m;进水喇叭口口损失hf=0..56×=0..56×=0..025m;进水格栅栅水头损失取取0.1m),从从取水头部到到泵房进水间间的全部水头头损失为0..86m,进水间的旋旋转滤网的水水头损失取00.2m,则则吸水间最高高水位标高为为9.93-1.066=8..87m,最低水位位标高为5.8-1.06=4.777m。净水厂地地面标高取8.5m,絮凝池内内水面高出地地面4.0m。则净水厂厂絮凝池内水水面标高为12.5m,所以泵所所需静扬程HST为:洪水位时:HSTT=12.5-8.87=3.663m枯水位为:HSTT=12.5-4.77=7.773m(2)输水干管中的水头头损失∑h近期采用一条DNN1200铸铁输水水干管,远期期增设一条。输输水干管长约约6km,v=1.111m/s,1000ii=1.055。当一条输输水干管检修修时,另一条条输水管应通通过75%的设计流量Q=00.75×2.5m3/s=1.8755m3/s,查水力计计算表得管内内流速v=1.666m/s,1000ii=2.322,所以∑h=1.1××2.32×10-3×6000=15..31m。(式中1.1系包括局部部损失而加大大的系数)。(3)水泵扬程估算粗估计泵站内水头头损失hp为2m,取安全水水头为2m,管道静态态混合器水头头损失计为0.8m,则泵的扬扬程为:枯水位时,Hmaax=7..73+15.311+2+2+0.8==27.884m洪水位时,Hmiin=3..63+15.311+2+2+0.8==23.774m3.2.2初选选泵和电机3.2.2.1泵的选择近期三台500SS35型泵(Q=22550m3/h,H=30m,n=9700r/minn,Hs=6m),两台工工作,一台备备用,远期增增加两台同型型号泵,四用用一备。根据500S35型泵泵的要求,选选用Y400-43-6型电动机(N=2800kw)。3.2.2.2水泵吸水管管与压水管的的确定由给排水设计手册册中吸水管、压压水管管径与与流速的关系系,即2500mm≤D≤1000mmm,吸水管流流速1.2~1.6m//s,压水管流流速2.0~2.5m//s,查水力计计算表得,进进出水管采用用钢管,则若若d=8000mm,v=1.224m/s,1000ii=2.2111;若d=6000mm,v=2.114m/s,1000ii=9.3005。考虑经济济运行及水泵泵扬程的合理理利用,吸水水管管径为800mm,出水管管管径为600mm。3.2.3机组组基础尺寸的的确定查泵与电机样本5500S35不带底座的的基础尺寸基础长度:L=0.4+L22+L3+B=0.55+1.0499+0.58+1.0=33.129mm,取3.2m。基础宽度:B=AA+0.5=00.8+0.5=11.3m基础深度:H=330φ+0.2=330×0.0355+0.2=11.25m,取1.3m基础实际深度连同同泵房底板在在内,取2.0m。3.2.4机组组与管道布置置每台泵有单独的吸吸水管,压水水管引出泵房房后合并为一一根DN12000浑水输送管管。泵吸水管管上设有DN8000YQZ9945X-10电动软密封封闸阀,DN8000×500偏心渐缩管管,压水管上上设有DN3500×600同心渐扩管管,DN6000HBH441-10型液压缓闭闭止回阀,DN6000D9411型电动法兰兰式蝶阀。由于管径较大,本本设计采用了了一些自制的的配件。泵进进出水管上分分别安装-0.25~0.25MMPa真空压力表表和0~1.0MPPa压力表一只只,以检测泵泵的工作情况况。3.2.5泵房房平面尺寸的的确定一级泵房土建按远远期规模建设设,水泵按近近期规模配置置,并预留两两台远期水泵泵安装位置。根根据《室外给给水设计规范范》(GB500013-2006)水泵机组组布置及泵房房布置,取泵泵房内水泵基基础间静距为为2.0m,基础与侧侧墙的距离为为2.5m,基础与后后墙的距离为为2.2m,基础与正正墙的距离为为5.3m,泵房的净净平面尺寸为为B×L=8.88m×28.9m。图SEQ图表\*ARABIC1一泵房平面布置图图3.2.6吸水水管路与压水水管路中水头头损失的计算算取一条最不利路线线,从吸水口口到输水干管管上切换阀止止为计算线路路图。吸水管路中水头损损失∑hs=∑hfs+∑hls图SEQ图表\*ARABIC2吸压水管路水头损损失计算线路路图∑hfs=0.85××2.2111×10-3=0.0002m∑hls=ξ1+ξ22+ξ3式中ξ1—吸水水管进口局部部阻力系数,ξ1=0.1ξ2—DN800闸阀局局部阻力系数数,按开启度度1/8考虑,ξ2=0.115ξ3—偏心渐缩管DN8800×5000局部阻力力系数,ξ3=0.221则∑hls=0.1×+0.15×+0.21×=0.1223m故∑hs=∑hhfs+∑hls=0.0002+0.1233=0.1225m3.2.6.2压水管路中中水头损失∑hd=∑hfd+∑hld∑hfd=(L2+LL3+L4+L5)id1+(L6+L7+L8+L9+L10)id2==(0.5++2.0+5.8+1.6)×9.3055×10-3+(5.5+1.0+1.0+1.0+0.5)×2.40×10-3=0.11m∑hld=ξ4+(ξξ5+ξ6+ξ7+ξ8+ξ9+ξ10)+ξ11+(ξ12+ξ13+ξ14+ξ15+ξ16)式中ξ4—DN3350×600渐扩管局部阻阻力系数,ξ4=0.300ξ5—DN600止回阀阀局部阻力系系数,ξ5=1.7ξ6—DN600伸缩接接头局部阻力力系数,ξ6=0.211ξ7—DN600蝶阀局局部阻力系数数,ξ7=0.300ξ8、ξ9—DN600铸铁990度弯头局部阻阻力系数,ξ8、ξ9=0.677ξ10—DN6000×1200同心渐扩管管局部阻力系系数,ξ10=0.222ξ11—DN12000铸铁正三通通局部阻力系系数,ξ11=1.55ξ12—DN12000铸铁正三通通局部阻力系系数,ξ12=3.00ξ13、ξ15—DDN12000铸铁正三通通局部阻力系系数,ξ13、ξ15=1.55ξ14、ξ16—DDN12000蝶阀局部阻力力系数,ξ14、ξ16=0.330∑hld=0.30××+(1.7+0.21+0.30+2×0.67+0.22))×+1.5×+(3.0+2×1..5+2×0.3)××=0.65+0..88+0.07+0.89=2.49m故∑hd=∑hfd+∑hld==0.11++2.49==2.60mm泵吸水口到输水干干管上切换闸闸阀间的水头头损失为:∑h=∑hs+∑hd=0.125+22.60=22.725mm因此,泵的实际扬扬程为:设计枯水位时Hmax=77.73+15.311+2.7255+2+0.8=228.5655m设计洪水位时Hmin=33.63+15.311+2.7255+2+0.8=224.4655m由此可见,初选的的泵机组符合合要求。3.2.7取水水头部的设计计采用管式取水头部部,选用DN11000自流管两根根,自流管进进口设喇叭口口,以保证流流态的稳定,避避免发生气蚀蚀现象。在喇喇叭口下设置置格栅笼以拦拦截大的杂质质,喇叭口的的口径:D=(1.25~1.550)d=13775~1650mmm,取1600mmm,过栅流速速为v=Q/A=4×0.625/3.14×1.62×0.75==0.41mm/s。(格栅阻阻挡面积取25%,栅条间净净距取100mm),水头损损失取0.1m。在进水间间内设置旋转转滤网以清除除通过格栅后后的水中的漂漂浮物,XWZ(NN)型系列无框框架正面进水水旋转滤网设设计最大允许许流速为0.8m//s,水头损失失取0.2m。3.2.8泵安安装高度的确确定和泵房筒筒体高度计算算将泵房机器间底板板放在与吸水水间底板相同同的标高,因因而泵为自灌灌式工作,所所以泵的安装装高度小于其其允许吸上真真空高度,无无需计算泵的的最大安装高高度。已知吸水间最低动动水位标高为为4.77m,为保证正正常的吸水,取取吸水管的中中心标高为3.7355m。吸水喇叭叭口的口径为为D=(1.25~1.50)d=10000~1200mmm,取1200mmm。取吸水管管喇叭口下缘缘距吸水间底底板(即悬空空高度)为0.90m,则吸水间间底板标高为为3.735-(D/2+0.90)=2.2335m。洪水位标高为9..93m,取一级泵泵房处地面标标高为11.0m,考虑浪高高为1m,则操作平平台标高位9.93+1.0+0.5=111.43mm,故泵房筒筒体高度为11.433-2.2355=9.1995m。3.2.9附属属设备的选择择3.2.9.1起重设备最大起吊高度为99.195+2.0=111.1955m(其中2.0m是考虑操作作平台上汽车车的高度)。为为此,选用SSQ型手动双梁梁桥式起重机机,最大起重重量为5t,起吊高度度为12m,跨度为16m(包括进水水间与吸水间间的宽度)。3.2.9.2排水设备由于泵房较深,故故采用电动泵泵排水。沿泵泵房内壁设排排水沟,将水水汇集到集水水坑内,然后后用泵抽送到到泵房外市政政排水管道中中。取水泵房的排水量量一般按20~30m3/h考虑,排水水泵的静扬程程按9m计,水头损损失约3m,故总扬程程在9+3=12m左右,可选选用50QW225-15-3型潜污泵(Q=25mm3/h,H=15m,N=3kw,n=14330r/miin)一台。3.2.9.3引水设备古黄河水经两根DDN11000自流管引进进吸水间后,泵系自灌式工作。3.2.9.4通风设备由于电动机工作时时放热,且泵泵房较深,需需设专用通风风设备进行空空-空冷却。通通风设备与电电动机一一对对应,选用五五台T35-11型轴流风机机(叶轮直径径630mm,转速960r//min,叶片角度度为25°,风量为101288m3/h,配套电机机为YSF-8026,N=0.337kw)。从电动动机处接一风风管至室外地地面,使电动动机工作时发发出的热散发发到室外。3.2.10泵泵房建筑高度度的确定泵房筒体高度已知知为9.195m,操作平台台以上的建筑筑高度,根据据起重机设备备及起吊高度度、采光及通通风的要求,SSQ型手动双梁梁桥式起重机机工字钢底到到操作平台楼楼板的距离为为6.0m((12-9.1955+2.3855+0.63==6.12mm),从房顶楼楼板到操作平平台楼板净高高为7.5m。4.净水构筑物设计计计算本设计一期处理水水量为Q=11.25m33/s(水厂自用用水取8%),考虑水水厂安全运行行,本设计的的主要构筑物物均设有两组组,每组构筑筑物处理水里里水量为Q1=Q/2=0.6625m33/s。4.1网格絮凝凝池4.1.1设计计参数设计絮凝时间t==14minn,设计水温温为10℃每组设两池池,则每池设设计流量为Q2=Q1/2=0..625/2=0.33125m33/s,竖井流速v井=0.133m/s,池有效水水深取3.5m。4.1.2设计计计算4.1.2.1絮凝池容积积W=Q2×tt=0.33125×14×60=2662.5mm34.1.2.2絮凝池平面面面积A===75m24.1.2.3絮凝池竖井井个数絮凝池单格竖井的的平面面积f=0..3125/0.13==2.4044m2设计竖井为正方形形,边长采用用1.60m,因此每格格面积为2.56mm2,由此得分分格数为n=75/2.556=29..29,采用30格。絮凝池内实际絮凝凝时间为t=1.660×1.60×30×3.5/0.31225=8860.166s=144.34miin。4.1.2.4絮凝池总高高絮凝池的有效水深深为3.5mm,取超高为为0.3m,池池底用穿孔管管排泥,排泥泥区高度取00.5m,则则池的总高度度为H=3.55+0.3+0.5=44.3m。4.1.2.5网格絮凝池池的布置絮凝池分为四段,2~9格为第一段段,放置密网网格,净空尺尺寸为50mm×50mm,网格层距距为0.6m;10~18格为第二段段,放置较疏疏网格,净空空尺寸为80mm×80mm,网格层距距为0.8m;19~26格为第三段段,放置100mmm×100mm的疏网格,网网格层距为1.0m;27~28格为第四段段,不放置网网格。网格采用30mmm宽,15mm厚的木板条条拼装而成。每每段竖井间的的过孔流速与与各段的过网网流速相对应应。(1)第一段网格孔眼数数n1===400个过网流速v1网====0.31126m/ss,取1~9格竖井连接接孔流速为0.30mm/s,则孔口面面积为A1=0.31125/0.30==1.04mm2,孔洞宽度度取1.60m,则孔洞高高为1.04/1.60==0.65mm,取0.70m,孔洞实际际流速为0.28mm/s。每个竖井井的最大网格格层数为(3.5-2×0.7)/0.6==3.5,设置3层网格,8格共计24层。(2)第二段网格孔眼眼数n2===212个过网流速v2网====0.233m/s,取10~18格竖井连接接孔流速为0.20mm/s,则孔口面面积为A2=0.31125/0.20==1.56m2,孔洞宽取1.60m,则孔洞高高为1.56/1.60=0.998m,取1.0m,孔洞实际际流速为0.20mm/s。每个竖井井的最大网格格层数为(3.5-2×1.0)/0.8=11.88,设置1层网格,9格共计9层。(3)第三段网格孔眼眼数n3===152个过网流速v3网====0.211m/s,取19~26格竖井连接接孔流速为0.15mm/s,则孔口面面积为A3=0.31125/0.15==2.08mm2,孔洞宽度度取1.60m,则孔洞高高为2.08/1.60==1.3m,取1.3m,孔洞实际际流速为0.15mm/s。每个竖井井的最大网格格层数为(3.5-2×1.3)/1.0==0.9,设置1层网格,8格共计8层。(4)取27~28格格(至配水渠渠)竖井连接接孔流速为0.1m//s,处理水量量由第三段至至第四段时一一分为二,则则孔口面积为为A4==1.566m2。孔洞宽度度取1.60m,则孔洞高高为1.56/1.660=0.9975m,取1.0m,孔洞实际际流速为0.0988m/s。絮凝池的布置如图图3,图中水流流流过竖井的的顺序如数字字所示,Ⅲ、Ⅰ表示每格竖竖井的网格层层数。进水↓54321ⅢⅢⅢⅢ678910ⅠⅢⅢⅢⅢ1514131211ⅠⅠⅠⅠⅠ1619202122ⅠⅠⅠⅠⅠ1718252423ⅠⅠⅠⅠⅠ2827262728Ⅰ图3网格絮凝池池絮凝池竖井开孔位位置及孔洞尺尺寸见表3,上孔上缘缘在池顶面高高以下0.6m,下孔下缘缘与排泥区顶顶齐平。表3竖井开孔位位置及孔洞尺尺寸竖井编号1234567孔洞宽×高1.60×0.7701.60×0.7701.60×0.7701.60×0.7701.60×0.7701.60×0.770开孔位置上下上下上下竖井编号78910111213孔洞宽×高1.60×0.7701.60×0.7701.60×1.0001.60×1.0001.60×1.0001.60×1.000开孔位置上下上下上下竖井编号13141516171819孔洞宽×高1.60×1.0001.60×1.0001.60×1.0001.60×1.0001.60×1.0001.60×1.330开孔位置上下上下上下竖井编号19202122232425孔洞宽×高1.60×1.3301.60×1.3301.60×1.3301.60×1.3301.60×1.3301.60×1.330开孔位置上下上下上下竖井编号25262728过渡区孔洞宽×高1.60×1.3301.60×1.0001.60×1.0001.60×1.330开孔位置上下上下4.1.2.6絮凝池的长长度和宽度单格絮凝池的总长长为5×1600+4×2000=88000mm,宽为6×16000+5×200=110600mmm(内墙厚为200mm,不含外墙墙厚),过渡渡区宽度取1.5m。4.1.2.7水头损失计计算水头损失公式h=∑h1+∑h2=∑ξ1+∑ζ2式中ξ1—网格格阻力系数,ξ1=1.0ξ2—孔洞阻力系数,ξξ2=3.0第一段h1==()+()=0.134+0.0966=0.222m第二段h2==()+()=0.024+0.0555=0.0779m第三段h3==()+()=0.018+0.0288=0.0446m第二段h2====0.0004m总水头损失∑h==h1+h2+h3+h4=0.222+0.0799+0.0466+0.0044=0.355m4.1.2.8各段的停留留时间第一段t1==v1/Q2=1.60××1.60××3.5×99/0.31225=2588.048ss=4.300min第二段t2==v2/Q2=1.60××1.60××3.5×99/0.31225=2588.048ss=4.300min第三段t3==v3/Q2=1.60××1.60××3.5×88/0.31225=2299.376ss=3.833min第四段t4==v4/Q2=1.60××1.60××3.5×22/0.31225=1144.688ss=1.911min总停留时间TT=t1+t2+t3+t4=4.300+4.30+3.83+1.91==14.344min4.1.2.8速度梯度G=当T=10℃时,水水的动力粘度度μ=1.3007×10-3pa·s速度梯度G1===79.955S-1G2==47.91S-11G3==37.78S-11G4==16.17S-11==55.23S-11·T=55..23×8600.4=4752004.1.2.8排泥系统采用穿孔排泥,双双侧排泥至排排泥渠,共114根排泥管管,每侧7根(含过渡渡区)。穿孔管池池内部分长88.5m,孔眼采取取等距离布置置,排泥均匀匀度取0.55m,查《给给水排水设计计手册》得KKw=0.772,孔眼直直径d=300mm,孔口面积f==0.000071m2,取孔距s==0.3m,孔孔眼数目m=L/s-1==8.5/0.3-1=27个。孔眼总面积∑∑W0=27×0.000071=00.01922m2穿孔管断面积W=∑W0/Kw=0.00192/0.72==0.02667m2穿孔管直径DD===0.1884m取直径为200mmm以防堵塞,孔孔眼向下成45°两侧交叉排排列。4.2平流沉淀淀池4.2.1设计计参数取平流沉淀池平均均水流速度为为12mm//s,沉淀时时间为t=2.00h,平流沉淀池池有效水深为为3.0m,单单格沉淀池的的设计流量为为Q1=540000m3/d=22250m3/h=0..625m33/s。4.2.2设计计计算4.2.2.1平流沉淀池池尺寸单格沉淀池面积A=0..625×2.0×3600/3.0=11500m22沉淀池宽度,为了了与网格絮凝凝池配合B=8..8×2+0.2=117.8m沉淀池长度LL′=A/B=15000/17.8==84.3mm,取84m沉淀池表面负荷Q1/A=540000/17.8××84=366.12m33/m2·d=0..42mm//s沉淀池实际停留时时间t=V//Q1=3.0××17.8××84/2250=22h实际水平流速v====11.667mm/ss4.2.2.2穿孔花墙絮凝池与沉淀池之之间采用穿孔孔花墙布水,过过孔流速v′=0.12m/s,则孔口总面积积为A′=Q1/v′=00.625//0.12==5.21m2,孔口尺寸取取0.20×00.10=00.02mm2,则孔口个个数为5.21/0.002=2600.5个。最上排孔要淹没于于沉淀池水面面下0.15m,最下排孔孔要高于沉淀淀池积泥区0.5m,且为便于于施工,沿水水深方向开9排孔,每排排开29孔,共261孔。4.2.2.3放空管沉淀池放空时间按按3h计,则放空空管直径d1:d1==0.41m,取取0.45m。埋设三根放空管,则则每根放空管管直径d==0.226m,取d=3000mm。4.2.2.4集水槽平流沉淀池池宽117.8m,采用9条集水槽,每每条集水槽内内流量为q=0.6625/9=0.070mm3/s,考虑池子的的超载系数为为20%,故槽中流流量q0=1.2×0..070=00.084m3/s。(1)槽中水深H1槽宽b=0.9q000.4=0.9×00.08400.4=0..334m,取0.34mm起点槽中水深h1=0.755b=0.775×0.334=0.226m终点槽中水深h2=1.255b=1.225×0.34==0.43mm为便于施工制作,槽槽中水深统一一按H1=h2=0.433m(2)槽的高度H2集水池采用淹没式式孔口自由跌跌落,淹没深深度取0.02m,跌落高度0.05m,槽的超高高取0.15m,则集水槽槽总高度H2=0.43+0.02+0.05+0.15=0.65m。(3)孔眼计算由公式q0=μww可求所需孔孔眼总面积式中q0—集水水槽流量(mm3/s)μ—流量系数,μ=00.62h—孔口淹没水水深(m),此处为为0.05mmw—孔眼总面积积(m2)所以w===0..137m采用孔眼d=355mm,则单孔面面积w0===0.0001m2。孔眼个数n=w//w0=0.1337/0.0011=137个,取138个。则集水槽每边孔眼眼数n′=n/2=1338/2=669个。设集水槽单位长度度出水为250m3/d·m,则则每根集水槽槽长l==14.5mm,则孔眼中心距S0=14.55/69=0..21m。(4)集水渠计算设集水渠宽B=11.0m,则集水渠渠水深为(取取20%超载系数)h===0.6668m取集水渠水位基本本低于集水槽槽内底0.05m,既便于水水流的流入,又又可减少水位位的跌落,则则集水渠高度度为H=0.65+0.05+0.6688=1.3668m,取1.4m。(5)水力条件校核沉淀池宽为17..8m,从中间沿沿纵向设三道道隔墙,沿底底部开1000mmm×20000mm导流孔,则则沉淀池过水水断面面积W=4.455×3.0==13.355m3水流湿周χ=4.455+3.0×22=10.445m水力半径R==W/χ=13..35/10.455=1.288m弗劳德数Frr===1.0866×10-5雷诺数RRe=vR/ν=0.011167×1..28/1.3066×10-6=114338(水温为10℃时,运动粘粘度ν=1.3066×10-6m2/s)(6)输水管计算平流沉淀池至V型型滤池的输水水管中流速取取1.0m//s,则输水管管管径为DN900。4.2.2.5平流沉淀池池排泥机械排泥可充分发发挥沉淀池的的容积利用率率,且排泥可可靠,故在此此采用虹吸式式机械排泥。平平流沉淀池宽宽为17.8m,选用HJX2-18型虹吸式式吸泥机,桁桁车行车速度度为1.0m//min,吸泥机往往返一次所需需时间t=2L//v=2×884/1.00=168mmin。(1)污泥量计算干污泥量Qg=((1.53×330+200)×110-6=×(1.533×30+200)×110-6=13.288m3/d,设污泥含水率为999%,则湿污泥泥量Qs===13288m3/d=555.33m3/h。(2)虹吸管计算设虹吸管排列数为为z=10根,管内流流速为v1=1.5mm/s,则单侧排排泥最长虹吸吸管L′=23m,采用连连续式排泥,虹虹吸管管径为为d′===0.0336m。选用DN50镀锌钢管,管管内流速v=0.778m/s。(3)吸口断面的确定定吸口断面与管口断断面积相等。已已知吸管的断断面积A===0.0002m2,设吸水口口长L″=0.2m,则吸口宽宽度=A/L″=0.0002/0.22=0.011m。(4)吸泥管路水头损损失计算局部水头损失hi=式中ξ1—进口口局部阻力系系数,ξ1=0.1ξ2—出口局部阻力系数数,ξ2=1.0ξ3—90°弯头,ξ33=1.9755则hi==0..16m管道沿程水头损失失hg===0.377m总水头损失hh=hi+hg=0.116+0.37=0.53mm考虑管道长期使用用等因素,实实际水头损失失H1=1.3hh=1.3××0.53=0.7m,引流泵选选用YQX-5型潜水泵。排泥槽总长取977.1m,槽宽取1.0m,槽深取1.2m。4.3V型滤池池4.3.1设计计参数V型滤池的设计水量量为Q=1008000mm3/d=45500m3/h=1..25m3/s,设计流速速为v=9m//h,滤池工作作周期为24h。第一步气气冲冲洗强度度q气1=15L//(s·m2)=0.9m3/(m2·min),历时2min;第二步气气-水反冲洗洗,气冲洗强强度q气2=15L//(s·m2),=0.9m3/(m2·min),水冲洗强度q水2=4L/(s·m2)=14..4m3/(m2·h),历时5min;第三步水水冲洗强度q水2=4LL/(s·m2)=14.4m3//(m2·h),历时5min;表面扫洗洗强度取q表=1.8L/(s·m2)=6.448m3/(m2·h)。气水反冲冲洗过程历时时12min。4.3.2设计计计算4.3.2.1滤池分格数数假定该座V型滤池池分为n格,出水阀阀门自动调节节,保持等水水头等速过滤滤运行。考虑虑到运行安全全性的问题,当1格检修1格冲洗时,该两格滤池原来过滤的水量扣除表面扫洗水量后平均分配到其他各格滤池,增加进水量后的强制滤速取11m/h。则有11(n-2)F≥9nnF-F,得n≥7.76设计一组8格单元元滤池,对称称双排布置,中中间为管廊::单池流量Q1′==4500//8=5662.5mm3/h=0.1156m33/s,设计流速速取v=9m//h,则单池过过滤面积f=5622.5/9=62..5m2。取单池平平面尺寸为LL×B=9××(3.5+3.5)=63m2,实际过滤滤面积为63m2。正常过滤滤速为v′=562.55/63=8..93m/hh,当一格检检修一个冲洗洗时,其他几几格的强制滤滤速为v″==10.833m/h。4.3.2.2进水系统(1)进水总渠滤池两端各设一条条进水总渠道道,渠道内流流速0.7~1.0m/s,取0.7m//s。进水总渠渠进水流量Q1=0.6225m3/s,则有:进水总渠水流断面面面积A进总=Q1/v=0.6625/0.7=00.89m22则进水总渠宽1..0m,水面高0.89m。从进水总总渠正常进入入单格滤池进进水流量Q1′=0.1556m3/s,强制过滤滤时进入单格格滤池进水流流量Q强=10.83×633=682..29m33/h=0..19m33/s(2)进水孔每座滤池由进水侧侧壁开三个进进水孔,进水水总渠的浑水水通过这三个个孔进入滤池池。中间进水水孔孔口在反反冲洗时关闭闭,两侧进水水孔孔口设手手动调节闸板板,在反冲洗洗时不关闭,供供给反冲洗时时表面扫洗用用水,反冲洗洗时表面扫洗洗进水量Q扫洗=1.8×663/1000=00.11344m3/s。孔口面积按孔口淹淹没出流公式式Q=计算。其其总面积按强强制过滤水量量计算,孔口口两侧水位差差取0.1m,则孔口总总面积为:A孔=强/()=0.19/()=0.177m2两侧孔面积按表面面扫洗水量设设计:A侧孔=A孔×Q扫洗/Q强=0.17×0.11334/0.19==0.10m2,侧孔口宽B侧孔=0.225m,高H侧孔=0.220m。中间孔口口设阀门采用用气动阀,面面积A=A孔-A侧孔=0.17-0.10==0.07m2,则孔口宽宽B中孔=0.35mm,高H中孔=0.220m。(3)每座滤池内的宽顶顶堰为保证进水稳定性性,进水总渠渠引来的浑水水经过宽顶堰堰进入每座滤滤池内的配水水渠,再经滤滤池内的配水水渠分配到两两侧的V型槽。宽顶顶堰堰宽b宽顶=3m,宽顶堰与与进水总渠平平行设置,与与进水侧壁相相距0.4m。堰上水头头由矩形堰的的流量公式Q=得H宽顶=[Q强/((1.84bb宽顶)]=[0..19/(1.84×33)]=0.111m。(4)每座滤池的配水渠渠进入每座滤池的浑浑水经过宽顶顶堰溢流至配配水渠,由配配水渠两侧的的进水孔进入入滤池内的VV型槽。滤池配水渠宽b配配渠=0.44m,渠高1.229m,渠总总长等于滤池池总宽,当渠渠内水深h配渠=0.660m时,流流速(进来的的浑水由分配配渠中段向渠渠两侧水孔流流去,每侧流流量为Q强/2)V配渠=Q强/(2b配渠h配渠)=0.19/(2×0.4×0.6)=0.40m/s。(5)配水渠的过水能力力校核配水渠的水力半径径R配渠=b配渠h配渠/(2h配渠+b配渠)=0.4××0.60/(2×0.660+0.4)=0.155m配水渠的水力坡降降i渠=(nv渠/R渠)2=(0.0133×0.4/0.15)2=0.0118渠内水面降落量△h渠=iL配渠渠/2=0.0018×7/2=0.0063m因为配水渠最高水水位为h配渠+△h渠=0.600+0.0633=0.6663m<渠高1.29m,所以,配配水渠过水能能力满足要求求。4.3.2.3V型槽的设计计取扫洗孔平均断面面上的过孔流流速v=2.00m/s,冲洗时V型槽内水深深为h=,式中中μ是孔流量系系数,取μ=0.97,则h==0.2177m0.222m。槽高b=0.222+0.10==0.32mm槽宽x=b·taan45°++0.12==0.32··tan455°+0.12==0.44mm取扫洗孔内径dd=30mmm,则扫洗孔孔单孔流量为为图图4v型槽断面q=wμ,其中中μ为流量系数数,取0.62。得q==0..91L/ss。设扫洗孔间距为aa,沿长度L方向共开L/a个扫洗孔,根根据扫洗水强强度1.8L/((s·m2)计算得1.88×3.5××L=0.991×L/a,得扫洗孔孔间距a=0..144m,取扫洗孔d30@1150。反冲洗时,滤池内内水面高于水水中央排水渠渠渠顶h1值按照薄壁壁堰流计算,单单位宽度流量量Q=0.442=1.886,其中Q为后洗水冲冲洗流量与表表面扫洗流量量之和,Q=(4+1.88)×3.5×1/1000==0.02003m3/(s·m)。则,h1===0.0449m。取V型槽扫洗孔低于冲冲洗时滤池内内最高水位0.05m。4.3.2.4反冲洗管渠渠系统反冲洗时,8格单单池中只有一一格处于冲洗洗状态,所以以水冲洗系统统和气冲洗系系统均按照单单层粗砂级配配滤池表面扫扫洗时单池冲冲洗所需的水水量、气量计计算。(1)冲洗强度和冲洗历历时1)单独气冲洗气冲强度q气1=15L//(s·m2)=0.9m3/(m2·min),历时t0=2min。2)气-水同时反冲冲洗气冲强度q气2=15L//(s·m2)=0.9m3/(m2·min),q水1=4L/(s·m2)=14.4m3//(m2·h),历时t1=5min。3)单独水洗qq水2=4L/(s·m2)=14.44m3/(m2·h),历时t2=5min。4)表面扫洗表表面扫系强度度q表=1.8L/(s·m2)=6.448m3/(m2·h),历时t3=12miin。(2)气水分配渠断面设设计1)水反冲洗的计算算①.反冲洗用水量量Q反的计算Q反水=q水f=4×63==252L//s=0.2252m33/s=9007.2mm3/h,V型滤池反冲冲洗时,表面面扫洗同时进进行,其流量量Q表水=q表f=0.00018×633=0.11134m33/s。②.反冲洗配水系系统的断面计计算配水干渠进口流速速应为1.5m//s左右,配水水干渠的截面面积:A水干=Q反水/vv水干=0.2252/1.5=00.168mm2反冲洗配水干管用用钢管,DN450,流速1.53mm/s,反冲洗水水由反洗配水水干管输送至至气水分配渠渠,由气水分分配渠底侧的的布水方孔配配水到滤池底底部布水区。反反冲洗水通过过配水方孔的的流速1.00~1.5m//s,取v=1.00m/s,则配水方方孔面积F1=0.2552/1.0=00.252m2。单个方孔孔尺寸(长××高)为0.1m×00.1m,则则方孔数为Nk=0.2552/0.12=25个,取24个,配水配配气干渠每面面取12个,中心间间距9000/12=7550mm,按照100mm××100mmm@750mmm设置配水孔孔,配水孔实实际流速为v=1.005m/s。2)气反冲洗的计算算①.反冲洗用气量量Q气的计算反冲洗用气量按气气冲强度最大大时的空气流流量计算,这这时气冲的强强度为15L//(s·m2),Q反气=q气f=115×63==945L//s=0.945m3/s。②.反冲洗配气系统的的断面计算配气干渠进口流速速为5m/ss,左右,则则配气干渠的的截面积:A气干=Q反气/vv气干=0.9945/5=0.1189m2反冲洗配气干管用用钢管,DNN300,流流速13.338m/s。反反冲洗用空气气由反冲洗配配气干管输送送至气水分配配渠,由气水水分配渠两侧侧的布气小孔孔配气到滤池池底部布水区区。布气小孔孔紧贴滤板下下缘,间距与与布水方孔相相同,共计224个。反冲冲洗用空气通通过配气小孔孔的流速按反反冲洗配气支支管的流速取取值,反冲洗洗配气孔口流流速为10mm/s左右,则配气气孔孔口直径径为:d气孔===0.007m。每孔配气量Q气孔孔=Q反气/24=0.9455/24=0.03994m3/s=1141.755m3/h。3)气水分配渠断面面尺寸对气水分配渠断面面面积要求的的最不利条件件发生在气水水同时反冲洗洗时,亦即气气水同时反冲冲洗时要求气气水分配渠断断面面积最大大。因此,气气水分配渠的的断面设计按按气水同时反反冲洗时的情情况设计。气水同时反冲洗时时反冲洗水的的流量Q反水水=q水f=4×663=0..252mm3/s气水同时反冲洗时时反冲洗气的的流量Q气水水=q气f=155×63=00.945mm3/s气水分配渠的气、水水流速均按相相应的配气、配配水干渠流速速取值,则气气水分配干渠渠的段面积A水干=Q反气/v水气+Q反水/v水干=0.9445/5+0.252/1.5=00.357m2。因此,气水分配渠渠起端宽取0.8m,高取1.2m,起端截面面积为0.96mm2;末端宽取0.8m,高取1.0m,末端截面面积为0.80mm2。(3)滤池反冲洗管渠的的布置1)排水集水槽排水集水槽顶端高高出滤料层顶顶面0.5m,则排水槽槽起端槽高H起=H1+H2+H3+H4+0.5-1.2=0.800+0.10+0.15+1.20+0.5-1.2=1.55mm排水集水槽末端高高H末=H1+H2+H3+H4+0.5-1.0=0.80+0..10+0.15+1.20+0.5-1.0=1.75m式中H1—配水配配气及集水室室高度,H1=0.800mH2—滤板厚度,H2==0.10mmH3—承托层厚度,H33=0.155mH4—滤料层厚度,H44=1.200m底坡i=(1.75-1.555)/9=0.22222)排水集水槽排水水能力校核由矩形断面暗沟(非非满流,n=0.0013)计算公式式校核集水槽槽排水能力。设设集水槽超高高0.3m,则槽内水水位高h排集=1.55-0.3=11.25m,槽宽b排渠=0.8m。湿周χ=b+22h=0.88+2×1.25=3.3m水流断面A排排集=bh==0.8×1.25==1.0m22水力半径R==A排集/χ=1.0/3.3=00.303mm水流速度v====16..35m/ss过水能力Q排排集=A排集v=1..0×16.355=16.335m3/s实际过水量QQ反=Q反水+Q表水=0.2522+0.11334=0.33654mm3/s<过流能力Q排集排水采用气动方闸闸门,闸板尺尺寸600mmm×600mm,过孔流速v=1.0015m/ss。4.3.2.5滤池高度计计算滤池内滤料采用单单层均粒滤料料,粒径0..95~1.35mmm,厚1200mmm,不均匀匀系数k80=1.2~1.6,正常过滤滤时,砂上水水深取15000mm,承承托层粒径22~4mm,厚150mmm。滤池高度:配水配气及集水室室高度H1=0.800m滤板高度HH2=0.100m粗砂承托层厚度H3=0.155m滤料层厚度H4=1.200m砂面上水深H5=1.500m进水系统跌差H6=0.299m超高HH7=0.500m则滤池总高HH=4.544m4.3.2.6滤池反冲洗洗设备(1)反冲洗水的供给给1)冲洗水泵到滤池配配水系统的管管路水头损失失△h1反冲洗配水干管用用钢管,DNN450,管内流速1.53mm/s,1000ii=6.9009,布置管长长总计50m。则反冲洗洗总管的沿程程水头损失△hf′=il=6.9909×50=0.35m。主要配件及局部阻阻力系数ξ见表4:表4水反冲洗管管道主要配件件及局部阻力力系数ξ配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头31.01×3=33.03DN450蝶阀30.3×3=0..9DN250蝶阀10.3DN250止回阀阀14.5等径三通23.0+1.5==4.5则△hj′===2.58m则冲洗水泵到滤池池配水系统的的管路水头损损失△h1=△hf′+△hj′=0.35+2.58=2.93m。2)水封井最低水位与与排水槽堰顶顶的高差H0=1.79+1.26==3.05mm。3)滤池配水系统的水水头损失△h2①.气水分配渠内的水水头损失△h反水气水分配渠的水头头损失按最不不利条件,即即气水同时反反冲洗时计算算,此时渠上上部是空气,下下部是反冲洗洗水,按矩形形暗管(非满满流,n=00.013)近近似计算,由由(4)计算得Q反水=0.2522m3/s,则气水分分配渠内水面面高为:h反水=Q反水/v水干b气水=0..252/(0.8×1.5)=0.21m。水力半径R反反水=b气水h反水/(2h反水+b气水)=0.8×0.21/(2×0.21+0.8)=0.1338m水力坡降i反反渠=(nv渠/R渠)2=(0.013×1.5/0.1388)2=0.0005渠内水头损失△△h反水=i反水·L反水=0.0055×9=0..045m②.气水分配渠底部配配水方孔水头头损失为△h方孔气水分配干渠底部部配水方孔水水头损失按孔孔口淹没出流流公式Q=计算,其中中Q为Q反水,A为配气方孔孔总面积。由由反冲洗配水水系统的断面面计算部分内内容可知,配配水方孔的实实际总面积为为A方孔=0.224m2,则△h方孔=[Q反水//(0.8A方孔孔)]2/(2g)=[0.2552/(0.8×00.24)]2/(2×9.88)=0.0088m。③.查相关设备,选用用BAF长柄滤滤头,在滤板板上按行列形形式布置,在在1m2范围内,每每行布置8个,每列布布置7个,为56个/m2,开孔比=56×(2.5~3.35)/1000==1.4~1.88%%,开孔比取1..5%,每座座滤池共安装装长柄滤头nn=56×663=35228个。反冲冲洗经过滤头头的水头损失失≤0.22mm。④.气水同时通过滤头头时增加的水水头损失△h增气水同时反冲洗时时气水比n==15/4=3.775,长柄滤头头配水系统的的滤帽缝隙总总面积与滤池池过滤面积之之比约为1.5%,则长柄滤滤头中的水流流速度v柄=Q反水/(11.5%f)=0.2552/(1.5%××63)=0.277m/s气水同时通过滤头头时增加的水水头损失△h增:△h增=9810n((0.01--0.01vv+0.122v2)=9810×33.75×(0.01-0.01×0.27+00.12×0.272)=590pa=0.06mH22O则滤池配配水系统的水水头损失△h2:△h2=△h反水+△h方孔++△h滤+△h增=0.0455+0.088+0.22+0.06==0.4133m4)砂滤层水头损失△△h3滤料为石英砂,容容重r1=2.65吨/m2,水的容重r=1吨/m2,石英砂滤滤料膨胀前的的孔隙率m0=0.41,滤料膨胀胀前的厚度HH4=1.200m,则滤料层层水头损失△h3=(r1/r-1)(1-m00)H4=(2.665-1)×((1-0.411)×1..2=1.117m5)富余水头△h4取取1.5m则反冲洗水泵的最最小扬程为::H水泵=H0+△hh1+△h2+△h3+△h4=3.05+2.93+0.413+1.17+1.5≈9.1m选用250S-114A型泵三三台,两用一备,参数为Q=4420~504mm3/h,H=10~8.6m,n=14550r/miin,N=22kkw。(2)反冲洗空气的供供给1)长柄滤头的气压损损失△P滤头每座滤池设置35528个长柄滤头头,每个滤头头的通气量为为15×633/3528==0.27LL/s,根据据厂家提供的的数据,在该该气体流量下下的压力损失失为△P滤头=2.774kPa。2)气水分配渠配气小小孔的气压损损失△P气孔反冲洗时,气体通通过配气小孔孔的流速v
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