西安建筑科技大学课程设计（论文）
水力坡降i配渠=(nv配渠/R配渠2/3)2=(0.013×1.22/0.182/3)2=0.0025 渠内水面降落量Δh配渠=i配渠L配渠/2=0.0025×7.8/2=0.00975m 因为配水渠最高水位为h配渠+Δh配渠=0.6+0.00975=0.61m<渠高1m 故配水渠的过水能力满足要求。 3.V型槽的设计
V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取d孔=0.03m，间隔0.25m，每槽共计41个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积
A表孔=（3.14×0.032/4）×41=0.029（m2）
表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。
据潜孔出流公式Q=0.8A2gh，其中Q应为单个滤池的表扫水流量，则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面
hV液= [Q表/（2×0.8 A表孔）]2/(2g)= [0.147/（2×0.8×0.029）]2/(2×9.8)=0.51m 反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.84bh3/2求得，其中b为集水槽长10.5m，Q为单格反冲洗流量Q/2=0.3675/2=0.184m3/s
反冲洗时排水集水槽的堰上水头为：
h排槽= [Q反水单/(1.84b)]2/3=[0.184/(1.84×10.5)]2/3=0.045m V型槽倾角45°，垂直高度0.8m，壁厚0.05m。 反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：
0.8-0.15- h排槽=0.8-0.15-0.045=0.605m
反冲洗时V型槽顶高出槽内液面的高度为：
0.8-0.15- h排槽- hV液=0.8-0.15-0.045-0.51=0.095m
4.冲洗水的供给 选用冲洗水泵供水。
（1）反冲洗水池最低水位与排水槽顶的高差H0按5m计。 （2）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失Δh1
反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.26m/s，1000i=3.217，布置管长总计60m。
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反水单
=Q
反水
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则反冲洗总管的沿程水头损失为：
Δhf=il=0.003217×60=0.193m
主要配件及局部阻力系数见下表： 配件名称 90°弯头 DN600闸阀 等径三通 ∑ξ Δhj=ξv2/(2g)=6.78×1.262/(2×9.8)=0.55m Δh1=Δhf′+Δhj′=0.193+0.55=0.74m
(3)滤池配水系统的水头损失Δh2 a.气水分配干渠内的水头损失Δh反水 气水同时反冲洗时：
Q气水反= q水1f=5×73.5=367.5L/s=0.37m3/s
则气水分配渠内的水面高为：
h水反= Q气水反/( v进b气水)=0.37/(1.26×0.8)=0.37m
水力半径为：
R水反= b气水h水反/（2 h水反+b气水）=0.8×0.37/（2×0.37+0.8）=0.19m 水力坡降为：
i反渠=(nv渠/R渠2/3)2=(0.013×1.26/0.192/3)2=0.0025
渠内水头损失为：
Δh反水= i反渠×l反渠=0.0025×10.5=0.026m
b.气水分配干渠底部配水方孔的水头损失Δh方孔
Δh方孔= [Q气水反（/0.8 A方孔）]2/(2g)= [0.33/（0.8×42×0.082）]2/(2×9.8)=0.364m c.反冲洗经过滤头的水头损失为Δh滤≤0.22m d.气水同时通过滤头时增加的水头损失Δh增
气水同时反冲洗时气水比为n=15/5=3，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤总面积之比大约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度为：
v柄=Q气水反/(1.25﹪f)=0.33/(1.25﹪×66)=0.4m/s
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数量/个 6 3 2 局部阻力系数ξ 6×0.6=3.6 3×0.06=0.18 2×1.5=3 6.78 西安建筑科技大学课程设计（论文）
通过滤头时增加的水头损失为：
Δh增=9810n(0.01-0.01v+0.12v2)
=9810×3× (0.01-0.01×0.4+0.12×0.42)
=741.64Pa=0.074mH2O
则滤池配水系统的水头损失为：
Δh2=Δh反水+Δh方孔+Δh滤+Δh增=0.055+0.364+0.22+0.074=0.713m (4)砂滤层水头损失Δh3
滤料为石英砂，容重γ1=2.65吨/m3，水的容重γ=1吨/m3，石英砂滤料层膨胀前的孔隙率m0=0.41，滤料层膨胀前的厚度H3=1.0m。则滤料层水头损失为：
Δh3=(γ1/γ-1)(1-m0) H3=(2.65-1)(1-0.41) ×1.0=0.97m
(5)富裕水头Δh4取1.5m。
清水池最低水位与排水槽堰顶的高差H0=5m
H水塔=Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=0.95+0.713+0.97+1.5=3.82m
则反冲洗水泵的最小扬程为：
H水泵=H0+Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=5+0.95+0.40+0.97+1.5=8.82m 选四台250S14单级双吸离心泵，三用一备，扬程11m时，每台泵的流量为576m3/h。
5.反洗空气的供给
(1)长柄滤头的气压损失Δp滤头
气水同时反冲洗时气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量为：
Q气= q气f=15×66=990L/s=0.99m3/s
长柄滤头采取网状布置，49个/m3。则每座滤池共计安装长柄滤头：
n=49×66=3234个
每个滤头的通气量为：1.08×1000/3234=0.334 L/s 在该气体流量下的压力损失最大为：
Δp滤头=3000Pa
(2)气水分配渠配气小孔的气压损失Δp气孔 反冲洗时气体通过配气小孔的流速为：
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v气孔= Q气孔/A布=0.024/0.0016=14.85m/s
孔口流量系数μ=0.6，则气水分配渠配气小孔的气压损失为：
Δp气孔=9.81 v气孔2 / (2gμ2)
=(9.81×9.942)/(2×9.81×0.62)
=1.37kPa
(3)配气管道的总压力损失Δp管 a.配气管道沿程压力损失Δp1
反冲洗空气流量计1.08 m3/s，配气干管用钢管，DN600，流速3.5m/s。反冲洗空气管总厂60m，气水分配渠内的压力损失不计。
反冲洗管道内的空气气压为：
Δp气压=(1.5+H气压) ×9.8=(1.5+1.5) ×9.8=29.4 kPa
式中：Δp气压——空气压力，kPa；
H气压——长柄滤头距反冲洗水面的高度，m，H气压=1.5m。 此时空气管道的摩擦阻力为9.8 kPa/1000m。 则.配气管道沿程压力损失为：
Δp1=9.8×60/1000=0.59 kPa
b.配气管道的局部压力损失Δp2 主要管件及长度换算系数K见下表
配件名称 90°弯头 闸阀 等径三通 ∑K数量/个 长度换算系数K 5 3 2 5×0.7=3.5 3×0.25=0.75 2×1.33=2.66 6.91
当量长度的换算公式：
l0=55.5KD1.2
式中： l0——管道当量长度，m； K——长度换算系数； D——管径，m。
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空气管配件换算长度为
l0=55.5KD1.2=55.5×6.91×0.61.2=207.8 m
则局部压力损失为：
Δp2=9.8×207.8/1000=2.04 kPa
配气管道的总压力损失为：
Δp管=Δp1+Δp2=0.59+2.04=2.63 kPa
(4)气水冲洗室中的冲洗水水压Δp水压
Δp水压=(H水塔-Δh1-Δh反水-Δh方孔) ×9.81=(3.82-1-0.06-0.05) ×9.81=26.59 kPa 则要求鼓风机出口的静压为
p出口=p管+ p气+ p水压+ p富=2.63+0.138+3+26.59+4.9=37.26 kPa 式中： p管——输气管道的压力损失，kPa，即Δp管； p气——配气系统的压力损失，kPa，即Δp气孔+Δp滤头； p水压——气水冲洗室中的冲洗水水压kPa即Δp水压，； p富——富余压力，取为4.9 kPa。 (5)设备选择
根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气压力、风量要求选三台LG40风机。
风量40m3/min，风压49kPa，电机功率55kW，两用一备。正常工作鼓风机风量共计80m3/min＞1.1Q反气=1.1×1.2×60=79.2m3/min。
8.消毒设施的设计与计算
已知设计水量Q=126000m3/d，本设计消毒采用液氯消毒。 8.1加氯量与储氯量
设计加氯量应根据试验或相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合生活饮用水卫生规定的要求。氯与水的接触时间不小于30分钟。
1.加氯量为：
q=bQ=0.5×126000=63000g/d=63kg/d
式中： Q——设计水量，m3/d；
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