给水工程课程设计(8)

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图3—5 侧向流斜板沉淀池

2.沉淀进水设计

本设计采用穿孔墙进水，尽量做到在进水断面上水流的均匀分布，避免已形成的絮体破碎。

图3—5 穿孔墙示意图

穿孔墙孔眼计算公式：

?0??Q n0?0 v1?0式中：

Q?每池设计水量（m3/s);?0?孔眼总面积； v1?孔眼流速：混凝沉淀池为0.08~0.10;自然沉淀池为0.3~0.5m/s；n0?孔眼个数（个）；?0?每个孔眼面积（m2);27

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（1） 单个孔眼的面积w0：

孔眼尺寸考虑施工方便，采用尺寸：15cm×8cm，则?0?0.15?0.08?0.012m2。 （2）孔眼个数

?0??Q0.646.4??6.4m2， n0?0??533.33，取534个； v10.1?00.012Qn0?0?0.64?0.0999m/s。

534?0.012孔眼实际流速为：v1?穿孔墙布于斜管区分6排，每排89个。 水流经穿孔墙的水头损失为：

v2 h??2g式中：?—水流经孔口的局部阻力系数，取1.06； V—水流经孔口的流速，0.1m/s；

v20.09992h???1.06??0.00054m

2g2?9.83.沉淀池出水和排泥设计

沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层清水，减小下层沉淀水的卷起，本设计采用出水三角堰出水。

沉淀池排泥系统采用多斗穿孔管排泥，穿孔管管径为DN200；

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3.5 过滤工艺

3.5.1 过滤设备

在水处理工艺中，过滤是指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。滤后水浊度达到生活饮用水标准。过滤的功效不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被去处。至于残留于水中的细菌、病毒等在失去混浊物的保护或依附后，在滤后消毒中将很容易被杀死，这就为滤后消毒创造了条件。事实上，在生活饮用水净化过程中，有时沉淀或澄清可以省略，但过滤是不可缺少的，它是保证生活饮用水卫生安全的重要措施。

参考下表3—6中各种滤池的优缺点以及适用条件，本设计采用V型滤池。 V型滤池全称为AQUAZUR V型滤池，是由法国得利满水处理有限公司首创的专利技术。近年来，设计常 规处理水厂工程时，规模在10万m3/d以上（包括10万m3/d）的水厂，在工艺 程的构筑物选型中，大多设计了V型滤池，以改善制水工艺，提高水厂自动化程度和生产管理水平。

V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.40m），粒径也较粗（0.95—1.35mm）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为70—90m2，甚至可达100m2以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于0.5NTU。

V型滤池的冲洗一般采用的工艺为气洗→气水同时冲洗→水冲洗+表面扫洗。水冲洗强度设计为5L/（s·m）,比双阀滤池的水冲洗强度15 L/（s·m）,能节约反冲

2洗用水量。若以一个15万m3/d水厂为例，全年可节省反冲洗水量约为60万m3，

3若以0.4元/ m3水价计算，年节省反冲洗水量费用达24万元之多，可见其经济效益之显著。但实践表明，此种滤池对施工的精度和操作管理水平要求甚严，否则，势必影响正常运行，达不到设计的效果。

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常见的过滤设备有一下几类：

表3—6 各种滤池的优缺点和使用条件

形式 滤池特点 优缺点 优点： 1.有成熟的运转经验，运行稳妥可靠； 2.采用砂滤料，材料易得价格便宜； 3.采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅； 4.可采用降速过滤，水质较好； 缺点： 1.阀门多； 2.必须设有全套冲洗设备； 优点： 1.同普通快滤池的（1）（2）（3）（4）； 2.减少一半阀门，相应降低了造价和检修工作量； 缺点： 1.必须设有全套冲洗设备； 2.增加形成虹吸的抽气设备； 优点： 1.运行稳妥可靠；2..采用砂滤料，材料易得3.滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好；4.具有气水反冲洗和水面表面扫洗、冲洗效果好； 缺点： 1.配套设备多、加鼓风机等；2.土建较复杂，池深比普通快滤池深； 适用条件 进水浊度 规模和其他 普通快滤池 下向流、砂滤料的四阀式滤 池 双阀双虹吸滤 池 下向流、砂滤料的双阀式滤池 1.可适用于大、中、小型水厂； 2.单池面积一般不宜大于100m2； 3.有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备； 均质滤料滤池 （V型 滤池） 下向流均粒砂 滤料、带表面扫洗的气水反 冲洗滤池 小于 10NTU 1.适用于大、中型水厂； 2.单池面积可达150m2以上； 虹吸 滤池 下向流、砂滤料、低水头互洗式无阀滤池 移动罩滤池 下向流、砂滤料低水头反洗连续过滤滤池 优点： 1.不需大型阀门； 2.不需冲洗水泵或冲洗水箱；易于自动化操作； 缺点： 1.土建结构复杂； 2.池深大，单池面积不能过大，反洗时要浪费一部分水量，冲洗效果不易控制； 3.变水位等速过滤水质不如降速过滤； 优点： 1.造价低，不需大量阀门设备； 2.池深浅，结构简单； 3.能自动连续运行，不需冲洗水塔或水泵； 4.节约用地，节约电耗；降速过滤； 缺点： 1.需设移动冲洗设备，对机械加工、材质要求高； 2.起始滤速较高，因而滤池平均设计流速不易过高； 3.罩体与隔绝墙间的密封要求较高； 1.适用于小型水厂， 一般在1万m3/d以下； 2.单池面积不过大； 3.每组滤池数不小于6池； 1.适用于大、中型水厂； 2.单格面积不宜过大（例如小于10 m2）； 3.5.2 V型滤池设计计算

3.5.2.1 设计参数

滤速：可采用较高的滤速，根据待滤水的浊度的大小，滤速一般为8~14m/h,本

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设计滤速选13m/h，即为0.0036m/s。

过滤周期：过滤周期较长，可达到48h，甚至更长，考虑到保持滤层较好状态，目前国内水厂一般采用24~48h进行冲洗，本设计过滤周期采用36h。

滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失一般采用1.5~2.0m。 冲洗强度和冲洗时间：详见下表3—7。

先气冲洗 滤料层结构和冲洗时滤层膨胀率 均粒石英砂 微膨胀 强度[L/(s·m2)] 13~17 （13~17） 冲洗时间（min） 2~1 （2~1） 气强度 水强度冲洗时间（min） [L/(s·m)] 2气水同时冲洗 后水冲洗 冲洗时间（min） [L/(s·m2)] 13~17 (13~17) 强度[L/(s·m2)] 3~4 3~4.5 4~3 (4~3) 4~8 (4~6) 8~5 (8~5) （1）冲洗强度

第一步气冲冲洗强度q气1?16L/(s?m2);第二步气—水同时反冲洗,空气强度 q气2?16L/(s?m2),水冲洗强度q水1?4L/(s?m2);第三步水冲洗强度q水2?6L/(s?m2)。

（2）冲洗时间

第一步气冲洗时间t气?2min,第二步气—水同时反冲洗时间t气水?4min,单独水冲时间t水?4min；冲洗时间共计为: t?10min?0.17h。

3.6.2.2 设计计算 (1)滤池个数及单池尺寸

V型滤池单池过滤面积最大可达210m2。滤池个数的确定应作技术比较。滤池个数减小，相应阀门及管道数量也减少，但管道口径及冲洗设备容量将增加。无资料时，可参考表3—7。

表3—7 滤池个数

滤池总过滤面积（m2） 小于80 80~150 150~250 滤池个数 2 2~3 4 滤池总过滤面积（m2） 250~350 350~500 500~800 滤池个数 4~5 5~6 5~8 Q1.28m3/s?355.56m2 滤池总过滤面积为：S??v0.0036m/s

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