【正文】 雙層濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算式中 ΔH清——水流通過清潔濾料層的水頭損失，cm；V——水的運動黏度 (cm2/s)，20℃；g——重力加速度 (cm2/s)，981cm2/s； m0——濾料孔隙率，；d0——與濾料。下層濾料為石英砂，容重γ1=179。水的容重γ=179。上層：無煙煤，~，；下層：石英砂，~。%，配水方孔的實際總面積A孔==。（1）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失Δh1 濾池配水系統(tǒng)水頭損失包括以下幾個部分： ①氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失Δh氣水 氣水分配干渠的水頭損失通過水力半徑及區(qū)內(nèi)的水力坡降求出。 濾池放空槽 放空槽尺寸：B放＝，L放=，H放＝。則(m)， 翻板舌閥 ~；翻板舌閥是在反沖洗結束，濾料沉降20s后再逐步開啟，翻板活閥先開50%開啟度，然后開100%開啟度進行排水。在配水總渠與濾池每座進水溢流堰之間設置閥門，單座濾池的進水管采用鋼管，管徑DN=500mm，1000i=。（1）進水總渠 四座翻板濾池兩側(cè)分布，兩組斜管沉淀池出水經(jīng)過進水總渠進入濾池，~ m/s， m/s。Q1= (m3/d)=(m3/s)清水管采用鋼管，管徑DN=500mm，1000i=。濕周：X=b+2h=+2=(m)水流斷面：A排集= bh==(m3)水力半徑：R=(m)水流速度：（m/s）過水能力：Q排集==（m3/s）實際過水量：Q反= （m179。（3）排水集水槽排水能力校核 由矩形斷面暗溝（非滿流，n=）計算公式校核集水槽排水能力。則(m)排水集水槽末端的頂部與濾池頂部相平，排水集水槽起端的底部與濾板頂端相平，則排水集水槽末端深度為：H排集= H6+ H5+ H4+ H3 (m)式中，HHHH6同前。（1）氣水分配渠 氣水分配渠寬B1=，高H1=，在氣水分配渠兩側(cè)分別布置豎向、橫向配水配氣管54支。上部半圓為配氣空間，；下部方形部分為配水空間。進氣管管徑為DN30mm，長為690mm，下端封閉，頂部與橫管出氣孔管中標高持平。 豎向配水配氣管采用不銹鋼材質(zhì)制作，進水管、進氣管焊接結合在一起。（1）氣水同時反沖洗 氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量：Q反氣水=（L/s）=（m3/s）氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量Q反氣=（m3/s）氣水分配渠的氣水流速均按相應的配氣、配水干管流速取值。反沖洗用空氣由由反沖洗配氣干管輸送至反沖洗分配渠，再由分配渠兩側(cè)的豎向配氣管配氣到橫向配氣管，然后將反沖所用空氣輸送至濾池底部布水區(qū)。s)。 反沖洗用氣量的計算 反沖洗用氣流量按氣沖強度最大時的空氣流量計算。Q反水=（L/s）=（m3/s）=（m3/h） 反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算 ，配水干管的截面積為：A水干=(m2)反沖洗配水干管用鋼管，DN800，1000i=。單獨水洗時反沖洗強度最大，為16 L/( m2=（m/h）滿足v≤12m/h的要求。 校核強制流速v180。) 濾池的分格 查表，設計4座翻板濾池，池底板采用混凝土，單座寬B單=，長L單=，178。 濾池工作時間計算公式如下：t180。上層：無煙煤，~，；下層：石英砂，~。s)，T=。s)，T=；（2）高水位凈沉，T=；翻板閥開啟排水，T=。s)，T=；高水位凈沉，T=；翻板閥開啟排水T=。s)，水強度q水1=4 L/(m2 沖洗工況 在翻板濾池的運行中，反沖洗的自控設計是非常重要的，該設計的反沖洗自控流程設計如下：第一階段：（1）氣沖，沖洗強度q氣1 =17L/(m2 過 濾 設計數(shù)據(jù) 過濾工況 本設計采用翻板濾池，又稱蘇爾壽濾池。（2）沉淀池排泥管 采用穿孔排泥管，沿沉淀池長度方向上并行布置，間距為1600mm放空排泥管直徑：式中 B、L、H集、t符號意義同前?？讖綖棣?5，孔眼向下與垂直線成45186。（1）反應池排泥管 反應池采用穿孔排泥管排泥。（槽） 出水槽中流速v沉出槽=~，沉淀出水由集水匯集流入出水槽，則出水槽斷面積為：A沉出槽=(m178。)集水槽兩邊開孔，則每邊開孔數(shù)為：n集孔=(個)。)采用φ25mm孔，每孔面積：a孔=178。（5）起端槽內(nèi)水深 h集起= b集==(m)（6）末端槽內(nèi)水深 h集末= b集==(m)（7）集水總渠寬度 B集總=( Q斜)=()=(m)，（8）集水總渠中水深 h集總= B集總==(m)（9）集水槽開孔計算 采用集水槽孔口自由出流。（1）集水槽布置 沿池寬方向布置7條集水槽。=(m)集水區(qū)高度：H集=有效水深為：H = H配+ H管+ H集=++=(m)。斜=(m),考慮管端紊流、積泥、過渡區(qū)等因素，取用L斜=。==(m)（2）斜管區(qū)長度 斜管容積利用率采用η斜=，池體容積利用率采用η結=，則實際所需面積為：F180。斜管容積利用率采用η斜=），傾斜區(qū)安裝長度為：L管2= L管（1）斜管斷面面積 斜管斷面面積計算公式如下所示：F=(m2)池寬度采用B=（單組斜管尺寸1000mm1000mm）。由于斜管沉淀池的水力半徑大大減小，從而使Re大為降低而Fr數(shù)大為提高，因此水力條件好，沉淀效率高，滿足了水流的穩(wěn)定性和層流的要求。經(jīng)反應池底部的穿孔排泥管排至排泥渠，B=800mm，H=1000mm。網(wǎng)格的柵條寬度為35mm。網(wǎng)格的外框尺寸加安裝間隙等于每格池的凈尺寸。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。 進水管 每組網(wǎng)格絮凝池單獨設置進水管，采用DN＝700mm鋼管，v=，1000i=。表45 過水孔洞流速分格編號12345678孔洞流速(m/s)分格編號910111213141516孔洞流速(m/s)分格編號171819202122孔洞流速(m/s)式中 v2——孔洞流速（m/s）；——孔洞阻力系數(shù)，則＝(m)（3）總水頭損失 總水頭計算公式如下所示：(m)(m)， GT值計算 水溫20℃時，水的動力粘滯系數(shù)μ=Pa（1）網(wǎng)格水頭損失之和 網(wǎng)格水頭損失計算公式如下所示：式中 v1——各段過網(wǎng)流速（m/s） ——網(wǎng)格阻力系數(shù)。則(m)過水孔洞的尺寸 ，得各過水孔洞的尺寸見表44。 設計計算總?cè)莘eW ：W===≈241（m3）池面積A 池面積計算包括池總面積計算和單格面積計算。（1）反應池為格網(wǎng)絮凝池。 反應池的計算 設計水量 設計水量計算公式如下所示：Q===(m3/d)= (m3/h)=(m3/s)采用兩座絮凝池，則每組絮凝池設計水量：Q180。 選擇SX型靜態(tài)混合器，其內(nèi)部單元由相互交叉的橫條組成，橫條與管殼的軸線成45度，根據(jù)水量及進水管管徑選用SX175/700型靜態(tài)混合器，DN=700mm，Q=6661410m3/h，L=2000mm。水廠進水管布置兩條，單管流量Q=，~ m/s，一級泵房距絮凝池應小于120m，選用DN700mm，1000i=，~。 設計選擇 本設計選用靜態(tài)混合器，該混合器是利用管道內(nèi)設置多節(jié)固定式分流板，使水流形成分流、交流和渦漩，以達到混合效果。) m。)所以A 180。)， kg/ m3；T——存放藥劑用量時間 (天)，取30天；H——堆放藥劑高度 (m)，；c——藥劑有效含量 (%)，95%；p——孔隙率 (%)，30%。=K藥劑堆放面積A，倉庫面積A180。按8小時投加，則投量為W1/8=，本設計選用JZ400/，兩用兩備。溶解池容積：W2= W1==(m3)溶解池底部坡度采用20‰。底部坡度采用20‰，放空時間設計為10分鐘，則放水流量q0=，選用150mm排渣管兩根，查表知v=，1000i=。則 W1==(m3)，為了保證正常溶藥，溶液池設置2個，一個工作，一個備用。 藥劑 → 溶解池 → 溶液池 → 計量投加設備 →混合 計量投加設備 計量投加設備采用計量泵投加，泵在藥液池內(nèi)直接吸取藥液打入壓力水管內(nèi)，定量投加，不受壓力管壓力所限。 投藥方法 投藥方法可分為干投法和濕投法兩種，本設計采用濕投法。聚合氯化鋁以鋁灰或含鋁礦物作為原料，采用酸溶或堿溶法加工制成。投入的混凝劑是一種電解質(zhì)，它的水解產(chǎn)物與膠體雜質(zhì)通過壓縮雙電層、電性中和及吸附架橋等作用，使膠體顆粒脫穩(wěn)，聚合并相互粘連，最后形成較大的絮凝體沉淀去除。 選用兩臺活性炭吸附柱，一臺工作，另一臺再生。則(kg) 活性炭吸附容積 活性炭吸附容積計算公式如下所示：式中 ——活性炭密度（kg/m3），取450 kg/m3。另一組備用，以便輪流吸附和再生。(kg)( m3) 分子篩干燥器尺寸及臺數(shù) 取干燥器直徑d為450mm，（徑高比為1：），則共需分子篩干燥器臺數(shù)為：臺由于硅膠干燥器的吸附容積為分子篩的一半，故采用硅膠干燥劑和分子篩干燥劑串聯(lián)運行時，每一臺分子篩干燥器需要和兩臺硅膠干燥器配合使用。表41 XY型臭氧發(fā)生器性能規(guī)格型號電源電壓（V）工作電壓(MPa)冷卻水量(m3/h)冷卻水溫(℃)XY88380/501701525型號臭氧產(chǎn)量(g/L)空氣流量(m3/h)臭氧濃度(mg/L)空氣露點（℃）XY8842040101840QO3=7420=2940g/h≈2914 (g/h)=740=280m3/h≈ (m3/h)備用率為： 3/7=43% 臭氧發(fā)生器進氣壓力 臭氧發(fā)生器進氣壓力計算公式如下：(kPa) 干燥器采用加熱法再生干燥劑，取其進氣壓力,進氣溫度為5℃，則濕空氣的溫度：(K)濕空氣的含濕量：B1= 干燥器進氣量 干燥器進氣量計算公式如下：式中 、——臭氧發(fā)生器中干空氣的氣壓和溫度 (kPa)，(K)； 、——進入干燥器的濕空氣的氣壓和溫度 (kPa)，(K)； a——干燥器再生耗氣量系數(shù)。 臭氧需要量 臭氧需要量計算公式如下：QO3=式中 C——臭氧投加量(mg/L)；(g/h) 臭氧化空氣量 臭氧化空氣量計算公式如下：式中 CO3——臭氧化空氣的臭氧濃度 (mg/L) ；(m3/h)根據(jù)臭氧化空氣量校核臭氧接觸池中氣流上升速度。(個)，取82個 反應室氣流流速 反應室氣流流速計算公式如下：設臭氧接觸池的2室和4室中的布氣管分別為18和14根，則2和4室中氣流上升速度v2和v4為：(mm/s)4(mm/s)(mm/s)4(mm/s) 布氣系統(tǒng)進口處的總壓力H=H1+h2+h3式中 H1——池內(nèi)水柱高度 (kPa)； h2——布氣元件水頭損失 (kPa)； h3——臭氧化氣輸送管道水頭損失 (kPa)。 接觸室水流速度 接觸室水流速度計算公式如下：(m/s)(m/s) 曝氣元件數(shù)目 曝氣元件數(shù)目計算公式如下：式中 w ——氣體比負荷采用，取20m3/(m2則(m2)(m)其中第Ⅰ室接觸室L1=1200mm，第Ⅱ室接觸室L2=2400mm。 池體積計算公式如下：式中 t——水力停留時間 (min)，取9min，其中第Ⅰ室接觸反應時間4min，第Ⅱ室接觸反應時間5min。OH是一種非選擇性的強氧化劑（E=），可以使許多有機物物理化學降解礦化，且反應速度快。OH（表示OH帶有一未配對電子，故活性極大）。臭氧直接與水中物質(zhì)反應稱直接作用，直接氧化作用有選擇型且反應較慢。 預氧化 臭氧氧化機理 當前，臭氧作為氧化劑以氧化去除水中有機污染物較為廣泛。 （5）水廠設置要考慮到廠區(qū)排水能及時迅速的排入城市市政管網(wǎng)（6）當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水構筑物附近，通常與取水與取水構筑物建在一起 根據(jù)技術經(jīng)濟比較，本設計采用分質(zhì)供水，城市生活用水主要由上游水廠供給，工業(yè)區(qū)冷卻水由下游水廠經(jīng)簡單混凝沉淀后供給，水廠及取水構筑物采用合建式。（3）水廠應少占農(nóng)田和不占良田，并需要適當?shù)陌l(fā)展余地，要考慮周圍衛(wèi)生條件和“生活飲用水水質(zhì)標準”中規(guī)定的衛(wèi)生防護要求。第4章 凈水廠設計計算 概論 凈水廠廠址選擇原則 凈水廠廠址的選擇原則包括以下幾點：（1）廠址應選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方，一般選擇在地下水為較低，承載能力較大，巖石較少的地層以降低工程造價和便于施工。從供水安全性上考慮，統(tǒng)一供水方式由輸水管經(jīng)過長距離送水送至工業(yè)區(qū)，一旦輸水管線出現(xiàn)問題，將直接導致工業(yè)區(qū)癱瘓。則(萬元)（6）檢修維護費E6 檢修維護費計算公式如下所示：E6===(萬元)（7）其他費用E7 其它費計算公式如下所示：E7＝(E1+E2+E3+E4+E5+E6)=(萬元)（8）年經(jīng)營管理費用 年經(jīng)營管理費用計算公式如下所示：E= E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7 =++++++=(萬元)年折算費用：式中 W——年折算費用 (萬元)；C——基建總投資費用 (萬元)；M——年經(jīng)營費 (萬元)；t ——投資回收期 (年)，取7年。則(萬元)(萬元)（4）工資福利費用E4 工資福利費計算公式如下所示：E4=AN式中 A——職工每人每年的工資福利費(元/年)； N——職工人數(shù)(人)。則(萬元)（2）動力費用E2 動力費計