给水厂设计计算说明指导书.doc

设 计 说 明 与 计 算书
第1章 设计水质水量与工艺流程拟定
1.1 设计水质水量
1.1.1原水水质及水文地质资料
ss最高/(mg/L) 700
最大时变化系数 1.25
1 原水水质状况
序号
名称
最高数
平均数
备注
1
色度
40
15

2
pH值
7.8
7.2

3
DO溶解氧
11.2
6.38

4
BOD5
2.5
1.1

5
COD
4.2
2.4

6
别的均符合国家地面水水源Ⅰ级原则
2 水文地质及气象资料
河流水文特性
最高水位----------m，最低水位----------m，常年水位-----------m
气象资料
历年平均气温-----------，年最高平均气温--------，年最低平均气温-----------。
年平均降水量：-----------，年最高降水量----------，年最低降水量-----------。常年风向-----------，频率--------。历年最大冰冻深度20cm
3 地质资料
第一层：回填、松土层，承载力8 kg/cm2，深1~1.5m；第二层：粘土层，承载力10kg/cm2，深3~4m；第三层：粉土层，承载力 8kg/cm2，深3~4m；地下水位平均在粘土层下0.5m。
1.1.2、设计水量
设计人口6.1万
人均用水量原则（最高日）200L/d
工厂A（万立方米/d）0.4
工厂B（万立方米/d）0.7
工厂C（万立方米/d）0.9
工厂D（万立方米/d）1.4
普通工业用水占生活用水% 195
第三产业用水占生活用水%90
Qd=1.067×﹝(200×6.1×(1+1.95+0.9)/1000+0.4+0.7+0.9+1.4﹞=86400立方米/d
1.1.3、分析
原水水质明显特点为ss含量较高，水量变化较小，故在后续工艺设计中会针对上述两个特点做出设计，以求实现工艺优化。
1. 2 给水解决流程拟定
1.2.1 给水解决工艺流程选取
给水解决工艺流程选取与原水水质和解决后水质规定关于。普通来讲，地下水只需要经消毒解决即可，对具有铁、锰、氟地下水，则需采用除铁、除锰、除氟解决工艺。地表水为水源时，生活饮用水普通采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒解决工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊解决。
给水解决工艺流程选取与原水水质和解决后水质规定关于。普通来讲，地下水只需要经消毒解决即可，对具有铁、锰、氟地下水，则需采用除铁、除锰、除氟解决工艺。地表水为水源时，生活饮用水普通采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒解决工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊解决。
普通净水工艺流程选取：
1. 原水→混凝、沉淀或澄清
合用条件：普通进水悬浮物含量应不大于-3000mg/L，短时间内容许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，普通用于水质规定不高工业用水。
2. 原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
普通地表水广泛采用常规流程，进水悬浮物容许含量同上，出水浊度不大于2NTU。
3. 原水→接触过滤→消毒
1) 普通可用于浊度和色度低湖泊水或水库水解决。
2) 进水悬浮物含量普通不大于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。
4. 原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
高浊度水二级沉淀（澄清），合用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可减少到1000mg/L如下。
本设计采用普通常规净水解决工艺， 其净水工艺流程如下：、

原水
混合
沉淀池
市政管网
絮凝池
滤池
二级泵房
清水池
混凝剂
消毒剂

第2章 给水解决构筑物与设备型式选取
2.1、加药间
2.1.1 药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池设计高度普通以在地平面如下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改进操作条件。
溶解池底坡不不大于0.02，池底应有直径不不大于100mm排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液普通都具备腐蚀性，因此盛放药液池子和管道及配件都应采用防腐办法。溶解池普通采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
2.1.2 混凝剂药剂选用与投加
(1). 混凝剂药剂选用

混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCL3n-m]简写PAC. 碱式氯化铝在国内从七十年代初开始研制应用，因效果明显，发展较快，当前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。其特点为：
1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为明显。
2）温度适应性高：PH值合用范畴宽（可在PH=5～9范畴内，而不投加碱剂）
3）使用时操作以便，腐蚀性小，劳动条件好。
4）设备简朴、操作以便、成本较三氯化铁低。
5）无机高分子化合物。
(2). 混凝剂投加
混凝剂湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.
2.1.3 加氯间
1、接近加氯点，以缩短加氯管线长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理以便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂下风向。
2、加氯间氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。
3、加氯间和其她工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开门，加氯间和值班室之间应有观测窗，以便在加氯间外观测工作状况。
4、加氯机间距约0.7m，普通高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（涉及管道）不少于两套，以保证持续工作。称量氯瓶重量地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运以便。有每小时换气8-12次通风设备。加氯间给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、急救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。
设计加氯间时，均按以上规定进行设计。
2.2、混合设备
在给排水解决过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂充分混合是使反映完善，从而使得后解决流程获得良好效果最基本条件。混合是获得良好絮凝效果重要前提，影响混合效果因素诸多，如药剂品种、浓度、原水温度、水中颗粒性质、大小等。混合设备基本规定是药剂与水混合迅速均匀。同步只有原水与药剂充分混合，才干有效提高药剂使用率，从而节约用药量，减少运营成本。混合方式重要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是解决水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合抱负设备,管式混合具备占地极小、投资省、设备简朴、混合效果好和管理以便等长处而具备较大优越性。它是有二个一组混合单元件构成，在不需外动力状况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。

2.3、絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下，使具备絮凝性能微絮粒互相接触碰撞，而形成更大具备良好沉淀性能大絮凝体。当前国内使用较多是各种形式水力絮凝及其各种组合形式，重要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。
表2-1 絮凝池类型及特点表
类 型
特点
合用条件
隔板式絮凝池
往复式
长处：絮凝效果好，构造简朴，施工以便；
缺陷：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎
水量不不大于30000m3/d水厂；水量变动小者
回转式
长处：絮凝效果好，水头损失小，构造简朴，管理以便；
缺陷：出水流量不适当分派均匀，出口处宜积泥
水量不不大于30000m3/d水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更合用
旋流式絮凝池
长处：容积小，水头损失较小；
缺陷：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差
普通用于中小型水厂
折板式絮凝池
长处：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；
缺陷：构造较隔板絮凝池复杂，造价高
流量变化较小中小型水厂
网格絮凝池
长处：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；
缺陷：末端池底易积泥

依照以上各种絮凝池特点以及实际状况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。
2.4、沉淀池
常用各种形式沉淀池性能特点及合用条件见如下各种形式沉淀池性能
特点和合用条件。

表2-2 各种形式沉淀池性能特点和合用条件表
型式
性能特点
合用条件
平流式
长处： 1、可就地取材，造价低；
2、操作管理以便，施工较简朴；
3、适应性强，潜力大，解决效果稳定；
4、带有机械排泥设备时，排泥效果好
缺陷： 1、不采用机械排泥装置，排泥较困难
2、机械排泥设备，维护复杂；
3、占地面积较大
1、 普通用于大中型净水厂；
2、原水含砂量大时作预沉池
竖流式
长处： 1、排泥较以便
2、普通与絮凝池合建，不需建絮凝池；
3、占地面积较小
缺陷： 1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，普通沉淀效果较差；
2、施工较平流式困难
1、普通用于小型净水厂；
2、惯用于地下水位较低时
辐流式
长处： 1、沉淀效果好；
2、有机械排泥装置时，排泥效果好；
缺陷： 1、基建投资及费用大；
2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；
3、施工较平流式困难
1、 普通用于大中型净水厂；
2、在高浊度水地区作预沉淀池
斜管（板）式
长处：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少
缺陷：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；
2、排泥较困难
1、 宜用于大中型厂
2、宜用于旧沉淀池扩建、改建和挖槽

原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完毕澄清作用。
设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具备适应性强、解决效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。并且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，解决效果比平流沉淀池要好。

2.5、滤池
表2-3 各种形式滤池性能特点和合用条件表
型式
性能特点
合用条件
多层滤料滤池
长处： 1、含污能力大；
2、可采用较大流速；
3、能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好；
缺陷： 1、滤料不易获得且昂贵管理麻烦
2、滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备；
只有三层滤料、双层滤料合用大中型水厂
普通快滤池
长处： 1、有成熟运营经验运营可靠
2、采用砂滤料，材料易得价格便宜；
3、采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好
向下流、砂滤料回阀式滤池，合用大中型水厂，单池面积普通不适当不不大于100m2
双阀滤池
长处：下向流、砂滤料得双阀式滤池，优缺陷与普通快滤池基本相似且减少了2只阀门，相应得减少了造价和检修工作量
缺陷：必要增长形成虹吸得抽气设备。

V型滤池
长处：1、较好地消除了滤料表层、内层泥球，具备截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节约反冲洗水量40～60%，减少水厂自用水量，减少生产运营成本。
2、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。
3、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分运用滤料排污容量，使滤后水水质好。

依照设计资料，综合比较选用当前较广泛使用V型滤池。

2.6 消毒办法
水消毒解决是生活饮用水解决工艺中最后一道工序，其目在于杀灭水中有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病危害。其办法分化学法与物理法两大类，前者系水中投家药剂，如氯、臭氧、重金属、其她氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。
经比较，采用液氯消毒。氯是当前国内外应用最广消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简朴，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时，普通为滤后消毒，虽然二氧化氯，消毒能力较氯强并且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其重要原料亚氯酸钠易爆炸，国内当前在净水解决方面应用尚不多。

第3章 水厂平面布置
3.1、布置阐明
水厂占地面积24000m²，因地制宜并考虑到远期发展，工艺采用水厂现行布置，流程力求简短，恰当增长绿地，使水厂里面丰满。
当各构筑物和建筑物个数和面积拟定之后，依照工艺流程和构筑物功能规定，结合地质和地形条件，进行平面布置，布置时应考虑如下几点：
（1）布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要施工和检修间距和管道地位；
（2）充分运用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；
（3）各构筑物之间连接管应简朴、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修以便。此外，有时也需要设立必要超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必要供应水量采用应急办法；
（4）建筑物布置应注意朝向和风向；
（5）有条件时最佳把生产区和生活区别开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以保证生产安全；
（6）对分期建造工程，既要考虑近期完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局合理性。还应当考虑分期施工以便。

3.2、生产管线设计
水厂工艺流程中重要管线有生产管线、超越管线、加药管线、（ABS塑料管）、加氯管线、自用水管线、排水管线；详细布置详见总平面布置图。
第4章 给水解决厂工艺计算
4.1 加药间设计计算
4.1.1. 设计参数
已知计算水量Q=86400m3/d=3600m3/h。依照原水水质及水温，参照关于净水厂运营经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂最大投药量a=30mg/L，药容积浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。
4.1.2. 设计计算
1 溶液池容积
，取9m3
式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L;
Q—设计解决水量，3600m3/h;
B—溶液浓度（按商品固体重量计），普通采用5%-20%，本设计取15%；
n—每日调制次数，普通不超过3次，本设计取2次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土构造，设立2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证持续投药。单池尺寸为，高度中涉及超高0.3m，置于室内地面上.
溶液池实际有效容积：满足规定。

池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设立DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐解决。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm，按1h放满考虑。
2 溶解池容积

式中： ——溶解池容积（m3 ），普通采用（0.2-0.3）；本设计取0.3
溶解池也设立为2池，单池尺寸：，高度中涉及超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。
溶解池实际有效容积：
溶解池放水时间采用t＝10min，则放水流量：
，
查水力计算表得放水管管径＝75mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。
溶解池形状采用矩形钢筋混凝土构造，内壁用环氧树脂进行防腐解决
3 投药管
投药管流量

查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.94m/s。
4 溶解池搅拌设备
溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
5 计量投加设备
混凝剂湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
计量泵每小时投加药量:

式中：——溶液池容积（m3）
耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.
6 药剂仓库
考虑到远期发展，面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m。

4.2混合设备设计计算
4.2.1设计参数
设计总进水量为Q=86400m3/d，水厂进水管投药口接近水流方向第一种混合单元，投药管插入管径1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.0m/s。计算草图如图2-1。

图4-1 管式静态混合器计算草图
4.2.2 设计计算
1.设计管径
静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量；
则静态混合器管径为：
，本设计采用D=800mm；
2.混合单元数
按下式计算
，本设计取N=3；
则混合器混合长度为：

3.混合时间
T=
4.水头损失
<0.5m,符合设计规定。
5.校核GT值
，在700-1000之间，符合设计规定
，水力条件符合设计规定。

4.3 往复式隔板絮凝池设计计算

4.3.1 设计参数
絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为
，絮凝时间T=20min。
4.3.2设计计算
1. 絮凝池有效容积

考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m，池宽取B=15.0m。
2. 絮凝池有效长度

式中： H——平均水深(m);本设计取超高0.5m，H=2.0m；
3. 隔板间距
絮凝池起端流速取，末端流速取。一方面依照起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。
起端廊道宽度：
末端廊道宽度：
廊道宽度提成4段。各段廊道宽度和流速见表2-1。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道真实流速近似值，由于，廊道水深是递减。

四段廊道宽度之和
取隔板厚度=0.20m，共27块隔板，则絮凝池总长度L为：

4.水头损失计算

式中： vi——第i段廊道内水流速度（m/s）；
——第i段廊道内转弯处水流速度（m/s）；
mi——第i段廊道内水流转弯次数；
——隔板转弯处局部阻力系数。往复式隔板（1800转弯）=3；
——第i段廊道总长度(m)；
----第i段廊道过水断面水力半径（m）；
——流速系数，随水力半径Ri和池底及池壁粗糙系数n而定，普通按曼宁公式计算。
==0.22 m
，
絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合构造，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数为n=0.013。其她段计算成果得：

廊道转弯处过水断面面积为廊道断面积1.2-1.5倍，本设计取1.4倍，则第一段转弯处流速：
m/s
式中：——第i段转弯处流速（m/s）；
——单池解决水量（m3/h）；
——第i段转弯处断面间距，普通采用廊道1.2-1.5倍；
——池内水深（m）。
其她3段转弯处流速为：
各廊道长度为：
各段转弯处宽度分别为0.7m；0.84m；1.12m；1.75m；

第1段水头损失为：
m
5. GT值计算(t=20时)
<60,符合设计规定；
（在104-105范畴之内）
絮凝池与沉淀池合建，中间过渡段宽度为1.5m。

4.4 斜管沉淀池设计计算
斜管沉淀池是浅池理论在实际中详细应用，按照斜管中水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具备停留时间短、沉淀效率高、节约占地等长处。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计2组
4.4.1设计参数
设计流量为Q=1800 m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为15m，表面负荷
q=10 m3/ m2·h斜管材料采用厚0.4mm，塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角θ=60°，斜管沉淀池计算草图见图4-2.

4.4.2 设计计算
4.4.2.1平面尺寸计算
1.沉淀池清水区面积

式中 q——表面负荷，普通采用9.0-11.0，本设计取10
2. 沉淀池长度及宽度

则沉淀尺寸为12×15=180 m2 ，为配水均匀，进水区布置在15m长一侧。在12m长度中扣除无效长度0.5m，因而进出口面积(考虑斜管构造系数1.03)

式中： k1——斜管构造系数，取1.03
3 沉淀池总高度

式中 h1——保护高度（m），普通采用0.3-0.5m，本设计取0.3m；
h2——清水区高度（m），普通采用1.0-1.5m，本设计取1.2m；
h3——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则；
h4——配水区高度（m），普通不不大于1.0-1.5m，本设计取1.5m；
h5——排泥槽高度（m），本设计取0.8m。

4.4.2.2.进出水系统
1. 沉淀池进水设计
沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：

式中 v——孔口速度（m/s），普通取值不不不大于0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s

每个孔口尺寸定为15cm×8cm，则孔口数个。进水孔位置应在斜管如下、沉泥区以上部位。
2.沉淀池出水设计
沉淀池出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积：

设每个孔口直径为4cm，则孔口个数

式中 F——每个孔口面积(m2),.
设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工以便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=12/8=1.5m。，每条集水槽长L=m， 每条集水量为：
，考虑池子超载系数为20%，故槽中流量为：

槽宽：=0.9=0.9×0.038=0.9×0.27=0.24m。
起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.24=0.18m，终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.24=0.30m
为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.30m计。集水办法采用沉没式自由跌落，沉没深度取0.05m，跌落高度取0.07m，槽超高取0.15m。则集水槽总高度:

集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间距为15cm
8条集水槽汇水至出水渠，集水渠流量按0.5m3/s，假定集水渠起端水流截面为正方形，则出水渠宽度为=0.9=m，为施工以便采用0.7m，起端水深0.57m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.05m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.05，同步考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：
=0.05+0.7+0.57=1.32m

出水水头损失涉及孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：

式中：——进口阻力系数，本设计取=2.
集水槽内水深为0.3m，槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：

出水总水头损失

4.4.2.3. 沉淀池排泥系统设计
采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长12m，B×H=0.3m×0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长7.5m，首末端集泥比为0.5 ，查得=0.72。取孔径=25mm，孔口面积=0.00049m²，取孔距=0.4m，孔眼总面积为：
m2
孔眼总面积为：
孔眼总面积为：m2
　　穿孔管断面积为：===0.0123 m2
　 　穿孔管直径为： ==0.125m
取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。
4. 4.3 核算
（1） 雷诺数Re
水力半径=mm=0.625cm
当水温=20℃时，水运动粘度=0.01cm2/s

斜管内水流速速为
===0.0034m/s=0.34cm/s
斜管内水流速速为
===0.0034m/s=0.34cm/s
式中 ——斜管安装倾角，普通采用600-750，本设计取600 ，
（2）弗劳德系数
===1.89×10-4
介于0.001-0.0001之间，满足设计规定。
（3）斜管中沉淀时间
===294s=4.9min ，满足设计规定（普通在2～5min之间）
式中 ——斜管长度（m），本设计取1.0m
4.5 V型滤池设计计算
4.5.1设计参数
设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=1800m³/d,设计滤速ν=10m/h，过滤周期48h
滤层水头损失：冲洗前滤层水头损失采用1.8m
第一步 气冲冲洗强度=15L/(s. m²)，气冲时间=2min
第二步 气、水同步反冲=15L/(s. m²)，=4L/(s. m²)，=4min
第三步 水冲强度=5L/(s. m²)，=4min
冲洗时间t=10min；冲洗周期T=48h
反冲横扫强度1.8L/(s. m²) ，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96-1.35mm，不均匀系数1.2-1.6。

图4-3 V型滤池剖面示意图
2.4.2 设计计算
1. 平面尺寸计算
1.1 滤池工作时间
=24—t=24— 0.167×=23.9h
1.2 滤池总面积
F===361.51m²
1.3 滤池分格
为了节约占地，选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽=3.5m,单格长=14m,（普通规定V型滤池长宽比为2 ：1—4 ：1，滤池长度普通不适当不大于11m；滤池中央气，水分派槽将滤池宽度提成两半，每一半宽度不适当超过4m）面积49m²，共4座，每座面积98 m²，总面积392m²。
1.4 校核强制滤速
===13.3m/h， 满足v≤17m/h规定。
1.5 滤池高度拟定
H=＋＋＋＋＋＋=0.8＋0.1＋1.2＋1.4＋0.4＋0.3＋0.1=4.3m
式中：——气水室高度，0.7～0.9m，取0.8m
——滤板厚度m，取0.1m
——滤料层厚度m，取1.2m
——滤层上水深m，取1.4m
——进水系统跌差m，取0.4m
——进水总渠超高m，取0.3m
——滤板承托层厚度m，取0.1m
1.6 水封井设计
　　滤层采用单层均质滤料，粒径0.96～1.35mm，不均匀系数为1.2～1.6，均质滤料清洁滤料层水头损失按下式计算
=180
=180× ×=19.43㎝
式中： ——水流通过滤料层水头损失,㎝；
——水运动黏度，㎝²/s,20℃时为0.0101㎝²/s；
g——重力加速度，981㎝²/s；
——滤料孔隙率，取0.5；
——与滤料体积相似球体直径，㎝，依照厂家提供数据，取为0.1㎝
——滤层厚度，120㎝
v——滤速，v=10m/h=0.28m/s
——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.8
依照经验，滤速为8～12 m/s时，清洁滤料层水头损失普通为30～50㎝，计算值比经验值低，取经验值底限30㎝位清洁滤料层过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头水头损失≤0.22m，忽视其她水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时水头损失为=0.3+0.22=0.52m,为保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相似，设水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：
=0.3++++=0.3+0.8+0.1+1.2+0.1=2.5m
由于每座滤池过滤水量：
=vf=10×98=980m³/h=0.27 m³/s
因此水封井出水堰堰上水头由矩形堰流量公式Q=计算得：===0.176m
则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.176+0.52=0.696m
2 反冲洗管渠系统
本设计采用长柄滤头配水配气系统,冲洗水采用冲洗水泵供应,为适应不同冲洗阶段对冲洗水量规定,冲洗水泵采用两用一备组合,水泵宜于滤池合建,且冲洗水泵安装应符合泵房关于设计规定。
2.1 反冲洗用水流量计算
　　反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为5L/( m².s)
=f=5×98=490 L/s=0.49m3/s=1764 m3/h
参照相似资料水泵采用14sh-28型水泵,其性能参数为:H=12.3～19.3m,Q=270～400l/s。
V型滤池反冲洗时，表面扫洗同步进行，其流量：
=f=0.0018×98=0.18 m³/s
2.2 反冲洗配水系统断面计算
配水干管进口流速应为1.5m/s左右，配水干管截面积=/=0.49/1.5=0.33m²反冲洗配水干管采用钢管，DN700，流速1.27m/s，反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分派渠，由气水分派渠底两侧布水方孔配水到滤池底部布水区，反冲洗水通过布水方孔流速按反冲洗配水支管流速取值，配水支管流速为1.0～1.5m/s,取=1.0m/s,则配水支管截面积=/=0.49/1.0=0.49m²，此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共计40个，孔中心间距0.6m，每个孔口面积：
=0.49/40=0.0123 m²
每个孔口尺寸取0.1×0.1m²。反冲洗水过孔流速
v=0.49/2×20×0.1×0.1=1.225m/s满足规定。
2.3 反冲洗用气量计算
采用鼓风机直接充气，采用两组,一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最大时空气流量计算，这是气冲强度为15L/( m².s)
=f=15×98=1470L/s=1.47m3/s
2.4 配气系统断面计算
　 配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管截面积
===0.294 m²

反冲洗配气干管采用钢管，DN250,流速9.87m/s，反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分派渠，特别水分派渠两侧布气小孔配气到滤池底部布水区。
　　布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相似共计40个，反冲洗用空气通过布气小孔流速按反冲洗配气支管流速取值。
反冲洗配气支管流速为10m/s左右，配气支管截面积=/=1.47/10=0.147m²0.15m2
每个布气小孔面积:
=/40=0.15/40=0.00375 m²，孔口直径
=0.07m，取70mm。
每孔配气量:
=/40=1.47/40=0.0368m³/s=132.48m³/h
2.5 气水分派渠断面设计
对气水分派渠断面面积规定最不利条件发生在气水同步反冲洗时，亦即气水同步反冲洗时规定气水分派渠断面面积最大。因而气水分派渠断面设计按气水同步反冲洗状况设计。
气水同步反冲洗时反冲洗水流量
=f=4×98=392 L/s0.39m³/s
气水同步反冲洗时反冲洗空气流量
=f=15×98=1470 L/s=1.47m³/s
气水分派渠气水流速均按相应配水配气干管流速取值，则气水分派干渠断面积：
=/+/=0.39/1.5+1.47/5=0.26+0.2940.554m2
3.滤池管渠布置
3.1 反冲洗管渠
（1）气水分派渠
气水分派渠起端宽取1.2m,高取1.5m，末端宽取1.2m，高取1.0m，则起端截面积为1.8m²，末端截面积1.2m²，两侧沿程各布置20个配水小孔和20个配气小孔，孔间距0.6m，共40个配水小孔和 40个配气小孔，气水分派渠末端所需最小截面积为0.554/40=0.014﹤
末端截面积1.2 m²，满足规定。
（2）排水集水槽
　　排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起端槽高
=++++0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2m，
式中，H1，H2，H3同前， 1.5为气水分派渠起端高度。
排水集水槽末端槽高
=++++0.5-1.0=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.0=1.7m,
其中1.0为气水分派渠末端高度
坡底i=﹥0.02,符合设计规定。
（3）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0.3m，则槽内水位高=1.2-0.3=0.9m，槽宽=1.0m，湿周X=b+2h=1.0 +2×0.9=2.8m
水流断面==1.0×0.9=0.9m2
水力半径R=/X=0.9/2.8=0.32m
水流速度v===6.80m/s
过流能力=v=0.90×6.80=6.12 m³/s
实际过水量=+=0.49+0.18=0.67m³/s﹤6.12 m³/s，符合设计规定。
3.2. 排水渠和进水管渠
（1）排水渠内水深H===1.48m
取跌落高差为0.3m,则排水渠高为1.48+0.3+(4.3-1.0-0.2)=4.88m,取4.9m.
（2）进水管渠：
4座滤池提成独立两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速规定0.8～1.2m/s,采用1.0m/s则过滤流量
=86400/2=1800m3/h=0.5 m³/s
过水断面

，进水总渠宽1.0m，水面高0.5m。
（3）单池进水孔：
每座滤池在进水侧壁开三个进