【正文】 泡與水接觸。一類是噴淋式曝氣裝置，水滴與空氣接觸。本設(shè)計(jì)采用第一類氣泡式曝氣裝置。 氣泡式曝氣裝置主要有五種形式如下：（1）水氣射流曝氣裝置加在濾池前：功能是溶氧，溶氧的飽和度為6070%。 （2）壓縮空氣曝氣裝置：設(shè)備費(fèi)用高，管理復(fù)雜。（3）跌水曝氣裝置：功能是溶氧，溶氧的飽和度是3050%。（4）葉輪表面曝氣裝置：功能是溶氧與去除二氧化碳，溶氧飽和度是8090%。（5）微孔曝氣：由羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)氣，具有充氣量大、運(yùn)行可靠、高效、低耗、攪動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。節(jié)約電耗，水下式曝氣增氧經(jīng)實(shí)踐表明效果很好，同傳統(tǒng)增氧方法相比，6080%的電在達(dá)到同樣效果的條件下可被節(jié)省。 綜上所述采用微孔曝氣作為本設(shè)計(jì)的曝氣方式。 曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)流量為Q =220000m3/d=來(lái)水管徑取1000mm， 參照地下水除錳曝氣時(shí)氣水比，曝氣溶氧過(guò)程，氧在水中的溶解度很小，隨著氣水比的增大，氧氣的利用率迅速降低。氣水比采用b=。除錳所需空氣流量: Q1=bQ (36) = = 1836m3/h =根據(jù)空氣流量選擇配羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)為RD130，性能參數(shù)如表32。型號(hào)口徑（mm）轉(zhuǎn)速（ r/min）進(jìn)口流量（m3/min ）所需軸功率L(Kw)電動(dòng)機(jī)功率P(Kw)RD130125A200011表32 羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)為RD130性能參數(shù)表33 GYQ剛玉微孔曝氣器性能參數(shù)型號(hào)供氣量（m3/h個(gè)）服務(wù)面積（m2/個(gè)）充氧能力（kg/h)氧利用率（％）動(dòng)力效率[kg/(kWh)]阻力損失（Pa）GYQ2~3~~~~≤3000曝氣裝置計(jì)算：取供氣量為3m3/h個(gè)。根據(jù)曝氣流量計(jì)算曝氣池：（1） 曝氣器數(shù)量為n=，取630個(gè)曝氣器。（2） 曝氣池的面積S=630=378m2，曝氣池。曝氣器安裝高度為250mm。取曝氣池深度為：取4m（根據(jù)剛玉曝氣器的曝氣水深45來(lái)定）。 風(fēng)機(jī)口徑為125mm，干管管徑取125mm，支管管徑取60mm。 曝氣池排泥管管徑取為DN300mm，設(shè)兩根。 砂濾池設(shè)計(jì) 濾池選型 根據(jù)《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)再生處理工藝的規(guī)定，濾池可以采用雙層濾料濾池、單層濾料濾池、均質(zhì)濾料濾池。根據(jù)《》第九章、過(guò)濾濾池形式及選用，得出以上三種濾池優(yōu)缺點(diǎn)比較。 普通快濾池：為下向流，砂濾料，以及四閥式濾池。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行具有可靠性、穩(wěn)定性；砂濾料價(jià)格便宜且易得；采用的是大阻力配水系統(tǒng)，池深較淺；可采用降速過(guò)濾，水質(zhì)較好。缺點(diǎn)：閥門較多，必須設(shè)有全套的沖洗設(shè)備。適用條件：適用大中小型水廠；通常單池面積不大于100m3；水濁度小于10。 雙層濾料濾池：它的特點(diǎn)是下向流砂，為煤濾料濾池。優(yōu)點(diǎn)：含污能力大；可采用較高的慮速；降速過(guò)濾水質(zhì)會(huì)比較好；現(xiàn)有普通快濾池，可方便地改建。缺點(diǎn)：價(jià)格貴且濾料選擇要求高；濾料易流失；沖洗困難，易積泥球。適用條件：大中型水廠；水濁度小雨10。 均粒濾料濾池：下向流，均粒砂濾料，采用氣水反洗。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；采用砂濾料價(jià)格較為便宜；過(guò)濾的周期較為長(zhǎng)，可以采用較高的慮速，處理效果好；氣水反洗同水表面掃洗，有較好的沖洗效果。缺點(diǎn)：池子要比普快池深，而且建設(shè)難度較大；配套設(shè)備多，如鼓風(fēng)機(jī)等。適用條件：適用于大中型水廠；單池面積可達(dá)150m3以上；水濁度小于10。 根據(jù)《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)回用工程進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選，滿足安全、穩(wěn)妥、經(jīng)濟(jì)合理、因地制宜、技術(shù)先進(jìn)可靠原則，綜合以上各濾池優(yōu)缺點(diǎn)擬定濾池為普通快濾池，在一次過(guò)濾中設(shè)計(jì)兩座濾池。(1) 配水方式 普通快濾池的配水方式一般采用大阻力的配水系統(tǒng)。通常，%%為配水孔眼的總面積與濾池的面積之比。，同時(shí)孔眼流速為56m/s。，而支管長(zhǎng)度與其直徑的比不應(yīng)大于60。同時(shí)孔眼直徑約為9012mm，可設(shè)于支管兩側(cè)，呈45角垂直向下交錯(cuò)排列。干管直徑或它的渠寬大于300mm時(shí)，在頂部位置應(yīng)安裝管嘴、濾頭或者把干管埋入池底。(2) 反沖洗方式 單獨(dú)用水沖洗：須高速反洗，反洗時(shí)候?yàn)V料會(huì)膨脹、液化，整個(gè)濾層呈懸浮狀態(tài)。須設(shè)置沖洗水泵，沖洗水箱。 表面沖洗輔助系統(tǒng)：一種輔助沖洗設(shè)施，在高速水流作用下，因強(qiáng)烈攪動(dòng)表層濾料的接觸摩擦增強(qiáng)，沖洗效果提高。 氣水沖洗：用汽水沖洗考慮因素：反洗后濾料要維持原位；空氣擦洗摩擦的互撞作用達(dá)到最大；砂濾料不產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，不產(chǎn)生明顯的砂粒股流現(xiàn)象。 綜合考慮，普通快濾池采用單獨(dú)用水沖洗。(3) 濾料要求 除錳濾料要求足夠的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，無(wú)毒質(zhì)，同時(shí)有較短的成熟期和較大的吸附容量。其中石英砂、無(wú)煙煤、天然錳砂均可以作為濾池濾料，但是馬山錳砂、樂(lè)平錳砂和湘潭錳砂對(duì)水中的二價(jià)錳離子的吸附容量較大，而且過(guò)濾水質(zhì)好濾料成熟期較短，具體參數(shù)見(jiàn)表3336。 表34 天然錳砂性能表名稱MnO2含量%相對(duì)密度堆積密（Kg/m3）孔隙率（%）錦西錳砂32160050湘潭錳砂42170050馬山錳砂53180050樂(lè)平錳砂56185050 經(jīng)過(guò)綜合比較濾料選用馬山錳砂。 表35 錳砂濾池承托層組成層次承托材料粒徑（mm）各層厚度（mm）1錳礦石塊241002錳礦石塊481003卵石或礫石8161004卵石或礫石1632由配水孔眼以上100mm到池底表36 濾池管（槽）流速名稱流速（m/s）名稱流速(m/s)渾水進(jìn)水管（槽）沖洗水管清水管排水管（渠）1）錳砂粒徑：。2）慮速、濾層厚度：除錳濾池慮速一般為58m/h。才單層砂濾料濾池的正常濾速一般為8~10m/h，這里采用10m/h。濾層厚度采用7001000mm，采用700mm。3）濾池工作參數(shù)：濾池工作周期T取為24h。天然錳砂除錳濾料反沖洗強(qiáng)度一般為去q：2025L/()，當(dāng)無(wú)輔助沖洗時(shí)，沖洗強(qiáng)度可采用12~15L/()，這里采用14L/()。膨脹率為e：15%25%。沖洗時(shí)間一般e：510min，采用6min。4）閥門比選:由于濾池是采用四閥門集中布置，總共八個(gè)濾池，閥門總和有32個(gè)，為了方便與操作的簡(jiǎn)單，達(dá)到自動(dòng)化控制，應(yīng)采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置控制閥門。閥門種類大概有以下幾種：蝶閥、止回閥、球閥、柱塞閥、隔膜閥，其中止回閥適用于有壓管路系統(tǒng)防止介質(zhì)溢流。柱塞閥與隔膜閥適用于工業(yè)無(wú)顆粒流動(dòng)介質(zhì)的輸送管道作管路的閉閘閥。而蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕、體積小、迅速開(kāi)啟，可在任意位置安裝。所以選用蝶閥作為本設(shè)計(jì)中濾池用到的閥門。同時(shí)為了追求操作的方便簡(jiǎn)單，采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置控制閥門。閥門電動(dòng)裝置時(shí)使用最多的一種閥門驅(qū)動(dòng)裝置。閥門電動(dòng)裝置安裝連接參照J(rèn)B292081《閥門電動(dòng)裝置型式、基本參數(shù)和連接尺寸》：1）進(jìn)水支管閥門（采用D97X(HF)型電動(dòng)對(duì)夾式蝶閥，取公稱直徑DN=500mm）；2）沖洗水管閥門（采用D97X(HF)型電動(dòng)對(duì)夾式蝶閥，取公稱直徑DN=1000mm）；3）洗砂水排水閥（采用D97X(HF)型電動(dòng)對(duì)夾式蝶閥，取公稱直徑DN=700mm）；4）清水支管閥門（采用D97X(HF)型電動(dòng)對(duì)夾式蝶閥，取公稱直徑DN=400mm）。 濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)水量：設(shè)計(jì)沖洗強(qiáng)度q=14L/（sm2）沖洗時(shí)間t=濾速：v=10m/h（2）濾池面積及尺寸濾池的工作時(shí)間是24h，沖洗周期是12h，則濾池實(shí)際工作時(shí)間（不考慮排放初濾水時(shí)間，只考慮反沖洗停用時(shí)間）濾池面積為 (37)采用濾池?cái)?shù)N=8，布置為對(duì)稱雙行排列形式，則每個(gè)濾池面積為 (38)單個(gè)濾池面積≥30m2，故濾池長(zhǎng)寬比：L/B=2~4左右，采用濾池尺寸：L=， B=，實(shí)際濾速校核強(qiáng)制濾速： (39)（3）濾池高度：H=H1+H2+ H3+ H4支撐層高度：（支撐層材料見(jiàn)前述）濾料層高度：砂面上水深：，保護(hù)高度： 故濾池總高度：H=H1+H2+ H3+ H4=+++= （310）（4）配水系統(tǒng)（每個(gè)濾池）：1）干管：干管流量： (311)采用管徑：，（干管需埋入到池底，在其頂部設(shè)濾頭或者開(kāi)孔布置）干管始端流速：（~）2）支管：支管中心間距：~，本設(shè)計(jì)取每池支管數(shù)： (312)每根支管入口流量： (313)采用管徑：，支管始端流速： （~）3）孔眼布置支管孔眼總面積同濾池面積的比K，%孔眼總面積： (314)采用孔眼直徑： （一般為9~12mm）每個(gè)孔眼面積： (315)孔眼總數(shù)： (316)每根支管孔眼總數(shù)： (317)支管孔眼布置設(shè)成兩排，向下與垂線成45176。夾角交錯(cuò)排列每根支管長(zhǎng)度： (318)每排孔眼中心距： (319)4）孔眼水頭損失：支管壁厚采用：流量系數(shù)：水頭損失： (320)5）復(fù)算配水系統(tǒng)支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60，則 (321)，則 (322)干管的橫截面積同支管總橫截面積之比，~，則 (323)，則（5）洗砂排水槽：洗砂排水槽的中心距，~，本設(shè)計(jì)采用排水槽根數(shù)： (324)排水槽長(zhǎng)度： 每槽排水量： (325)采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面。槽中流速采用橫截面尺寸： (326) 排水槽底厚度，采用砂層的最大膨脹率:砂層厚度: 洗砂排水槽頂?shù)缴懊娓叨龋? (327) 采用H0=。洗砂排水槽的總平面面積： (328) 復(fù)算：排水槽總平面積同濾池總平面積之比，通常不大于25% (329)（6）濾池各種管渠計(jì)算 1）進(jìn)水：中水回用系統(tǒng)進(jìn)水水量為 采用進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=， 渠中流速：v1=（~，符合要求） 進(jìn)水總管：D總=1400mm 各濾池進(jìn)水管流量： (330) 采用進(jìn)水管管徑：D2=500mm 管中流速：v2=（~，符合要求） 2）沖洗水： 單個(gè)濾池沖洗水總流量： (331) 采用管徑：D3=700mm 采用流速：v3=（~，符合要求） 3）清水： 清水總流量：Q4=Q1= 清水渠斷面：同進(jìn)水渠斷面（便于布置） 每個(gè)濾池清水管流量：Q5=Q2= 采用管徑：D5=400mm 清水總管：D清=1200mm 管中流速：v5=（~，符合要求） 4）排水： 排水流量：Q6=Q3= 排水渠斷面：寬度B6=， 渠中流速：v5=（~，符合要求）（6）沖洗水泵揚(yáng)程H5： 沖洗時(shí)間： 沖洗水箱容積： 各段到濾池配水管沿途及局部損失之和h= 配水系統(tǒng)水頭損失：h2=hk= 承托層水頭損失： (332) 濾料層水頭損失： (333) ——濾料膨脹前孔隙率（） 安全富余水頭，采用h5= 從清水池最低液面水位至沖洗配水管高度差H0取為0m 則沖洗水泵揚(yáng)程： (335)每個(gè)濾池考慮兩臺(tái)離心泵，考慮用選擇500S22型單極雙吸離心泵，其詳細(xì)的參數(shù)如下，見(jiàn)表37：表37 500S22型單極雙吸離心泵性能參數(shù)規(guī)格型