水質(zhì)工程課設(shè)說明書--凈水廠工藝設(shè)計計算說明書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計 班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)教師設(shè)計時間 此文檔僅供學(xué)習與交流目 錄水質(zhì)工程學(xué)I課程設(shè)計任務(wù)書. 1水質(zhì)工程學(xué)I課程設(shè)計指導(dǎo)書.3 凈水廠工藝設(shè)計計算說明書. 5第一節(jié) 工藝流程的選擇.5第二節(jié) 加藥間設(shè)計. 6第三節(jié) 混合設(shè)備設(shè)計. 7第四節(jié) 絮凝池設(shè)計.7第五節(jié) 沉淀池設(shè)計.11第六節(jié) 濾池設(shè)計.14第七節(jié) 加氯池設(shè)計.17第八節(jié) 清水池設(shè)計.18第九節(jié) 水廠平面與高程布置.21第十節(jié) 地表水一泵站與二泵站設(shè)計.22水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計任務(wù)某城鎮(zhèn)生活用水自來水廠二、基本資料1、水廠凈產(chǎn)水量 42500 m3/d2、水質(zhì)資料：水質(zhì)條件如下： 項目 河 水水庫水 濁度 150-1000NTU1050NTU(短時500NTU) 色度 14度 水溫 0-270C PH 70 細菌總數(shù) 10000個/ml14000個/ml 總大腸菌群 30000個/L35000個/L 總硬度 2mmol/l2.8mmol/l 堿度 0.2mmol/l2mmol/l 嗅和味 微量 其他 符合飲用水標準三、提供設(shè)計的自然資料（城市概況）某市一鄉(xiāng)鎮(zhèn)，供水包括集鎮(zhèn)和下屬的主要行政村。1、地質(zhì)條件：，該地區(qū)地質(zhì)上處于沉積平原，中部起伏平緩，地震烈度為7度，地基承載力為100KN/m2。水廠廠址平面為一荒地，地形平坦，地面標高為 7.5m。2、氣象資料1） 年平均氣溫14.2，最高溫度39oC，最低溫度一152） 年平均降雨量1060毫米，最大年降雨量1535毫米，最小年降雨量542.31毫米3） 主導(dǎo)風向：東南風3、最大凍土深度：100mm4、地下水平均水位：0.51m5、水源狀況河流從該鎮(zhèn)西邊緣穿過，為通航內(nèi)河，河水位變化較小，水質(zhì)較好，可作為供水水源河面寬約100米，河床穩(wěn)定，流量大，自凈能力強。常水位0.9m， 最高水位2.56m， 最低水位-0.40m河水外堤地面標高6.0m四、水處理所用材料1、混凝劑：三氯化鐵2、消毒劑：液氯3、濾料：石英砂，篩分結(jié)果資料：篩號篩孔（毫米）篩的校準孔徑（毫米）剩在篩上的砂重經(jīng)過該號篩的砂重重量（克）百分率121.681.512.597.597.5141.411.2312.485.185.1161.191.0120.464.764.7181.000.923.541.241.2250.710.6423.917.317.3350.500.4911.45.95.9600.25.0.245.60.30.3底盤0.300五、日用水量變化規(guī)律小時0-11-22-33-44-55-66-77-8%225272452526435459小時8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16%605846.05565.8534245小時16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24%57558537382422427226B 出廠水壓力0.42MPa六、主要參考資料1、水質(zhì)工程 中建出版社2、室外給水設(shè)計規(guī)范20063、凈水廠設(shè)計知識 中建出版社4、給排水設(shè)計手冊1.3.10.11 中建出版社5、凈水廠設(shè)計 水利電力出版社6、給排水快速設(shè)計手冊1 中建出版社7、給水處理工藝設(shè)計計算8、給水排水工程設(shè)計實訓(xùn)教程機械工業(yè)出版社水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書一、內(nèi)容和深度水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計的目的，在于加深理解所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)理論和技術(shù)知識綜合分析和解決實際工程設(shè)計問題的初步能力，使學(xué)生在設(shè)計、運算、繪圖、查閱資料和設(shè)計手冊以及使用設(shè)計規(guī)范等基本技能上得到初步訓(xùn)練和提高。二、總的要求（一） 根據(jù)任務(wù)書中所給資料，設(shè)計一座中小型凈水廠。要求學(xué)生對主要處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進行計算，確定水廠平面布置和高程布置，最后給出水廠平面與高程布置圖和某個單項處理機筑物沉淀（澄清）池或濾池的設(shè)計圖（達到初步設(shè)計的深度），并簡要寫出一份設(shè)計說明書和工藝計算書。一、二級泵只作規(guī)劃不作設(shè)計。1、課程設(shè)計不要求對設(shè)計方案比較，可以按一定經(jīng)驗選擇構(gòu)筑物。2、說明書要用正楷字體書寫，圖紙要按標準繪制，全部設(shè)計文件應(yīng)裝訂成冊。（二）對設(shè)計內(nèi)容及質(zhì)量的要求：1、圖紙（1）水廠總平面圖應(yīng)按初步設(shè)計要求完成，圖上應(yīng)繪出主要凈水構(gòu)筑物、水泵站、清水池及附屬房屋建筑、道路、綠化地帶及廠區(qū)界限等，并用坐標表示其外形尺寸和相互距離。同時繪出各種連絡(luò)管渠、閥門等。構(gòu)筑物管道均以單線條表示。管線上應(yīng)標明管徑（渠道斷面尺寸）、長度和坡度。圖中應(yīng)繪出圖例并加必要說明。注明各生產(chǎn)構(gòu)（建）筑物及輔助建筑物的名稱、數(shù)量及主要外形尺寸（或列表以序號表示之）等。（2）水廠高程圖上，應(yīng)標出各凈水構(gòu)筑物之頂、底及水面的標高；重要構(gòu)件及管渠的標高以及原地面與平整后地面標高等。（3）沉淀池或濾池工藝構(gòu)造應(yīng)有平面圖和剖面圖，完成相當于技術(shù)設(shè)計的圖紙構(gòu)筑物構(gòu)造圖。圖中應(yīng)注明主要工藝尺寸、相互距離、構(gòu)件及管渠名稱及其安裝高度。對有關(guān)的問題，應(yīng)作必要說明。圖中各構(gòu)筑物壁及各種管渠皆用雙線表示。剖面圖應(yīng)能表示出構(gòu)筑物內(nèi)部構(gòu)造。圖中應(yīng)注明各構(gòu)筑物之頂、底及水面的標高、各構(gòu)件及管渠的安裝高度、內(nèi)部地面及外部地面的標高。（4）圖中應(yīng)注明圖名及比例。圖中文字一律用仿宋體書寫。圖例的表示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和標準。圖紙應(yīng)清潔美觀。線條粗細應(yīng)主次分明。圖紙幅面規(guī)格：水廠平面圖和高程布置圖可視情況繪在一張圖內(nèi)，濾池或其他處理構(gòu)筑物的構(gòu)造圖及平面圖規(guī)格可采用2號圖或3號圖。關(guān)于圖紙的圖框尺寸、圖標格式按統(tǒng)一格式繪制，剖切線、指北針及圖例等畫法，可參見凈水廠設(shè)計知識等。2、說明與計算：應(yīng)說明水廠凈水工藝過程，以及選擇構(gòu)筑物型式的理由，對水廠的總平面布置及高程設(shè)計作深入的闡述。應(yīng)計算藥劑投配設(shè)備、混合、絮凝池、沉淀（澄清）池、濾池及清水池的主要尺寸。應(yīng)簡要說明消毒設(shè)備的選用理由及主要參數(shù)。在計算書中，應(yīng)列出所采用的全部計算公式、計算方法和采用的計算數(shù)據(jù)并注明資料來源和選用理由，并附相應(yīng)的計算草圖。說明書內(nèi)容應(yīng)完整，簡明扼要，文句通順，字跡端正。課程設(shè)計的說明書和計算書不再分開寫。3、說明書的內(nèi)容：第一章 總 論11 設(shè)計任務(wù)及要求12 基本資料第二章 總體設(shè)計21 工藝流程的確定22 處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇（包括混凝藥劑種類、投藥方法及消毒方法的選擇）第三章 凈水廠設(shè)計31 藥劑投配設(shè)備的設(shè)計32 混合設(shè)備的選擇與設(shè)計33 絮凝設(shè)備的選擇與設(shè)計34 沉淀澄清設(shè)備的設(shè)計35 濾池的設(shè)計計算3-6 消 毒加藥量的確定，設(shè)備的選擇，加藥間的布置。37 水廠其他設(shè)計清水池的設(shè)計計算，泵房設(shè)計等。第四章 水廠總體布置對平面布置及高程布置應(yīng)說明其合理性，以及所存在的問題等。凈水廠工藝設(shè)計計算說明書第一節(jié) 工藝流程的選擇一、水廠設(shè)計流量水廠凈水量Qd=42500m/d，自用水系數(shù)=5%Q=1.05Qd=1.0542500=44625m/d=1859.4m/h=0.52m/s2、 工藝流程的選擇混凝混凝劑與助凝劑：常用的混凝劑為鐵鹽和氯鹽及其水解聚合物等無機藥劑。有機混凝劑主要是一些有機藥劑?？紤]到設(shè)計地區(qū)冬季水溫較低，為保證混凝效果，選用三氯化鐵，其主要優(yōu)點有：溫度適應(yīng)性較高；適應(yīng)的PH范圍較大；價格較低，使用方便，但成分較復(fù)雜，需經(jīng)化驗無毒后方可使用。在冬季低溫低濁期，投加活化硅酸作為助凝劑，改善混凝效果。混凝劑采用濕投法，投加和計量設(shè)備采用計量泵?；旌希撼Ｓ玫挠兴没旌稀⒐苁交旌虾蜋C械混合。由于取水泵房距水量變化不大，因此采用管式靜態(tài)混合器。其優(yōu)點包括：設(shè)備簡單，維護管理方便；不需土建構(gòu)筑物；再設(shè)計流量范圍內(nèi)混合效果較好；不需外加動力設(shè)備。其缺點是水量變化大時影響混合效果，且水頭損失大。絮凝：常用的有隔板絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格（柵條）絮凝池、機械絮凝池等。本設(shè)計采用網(wǎng)格絮凝池，反應(yīng)時間短，絮凝效果好，構(gòu)造簡單，使用于水量變化不大的水廠。沉淀目前，常用的沉淀池是平流沉淀池和斜管沉淀池。平流沉淀池操作管理方便，對原水濁度適應(yīng)性強，處理效果穩(wěn)定，但占地面積大，一般用于大中性水廠；基于淺池理論誕生的斜板和斜管沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地面積小等優(yōu)點。故本次設(shè)計采用斜管沉淀池。過濾目前，常用的濾池有普通快濾池、雙閥濾池、虹吸濾池、無閥濾池、移動罩濾池、V形濾池、多層濾池等。移動罩濾池機電及控制設(shè)備較多，自動控制和維修較復(fù)雜，對大型水廠才能體現(xiàn)其優(yōu)點；虹吸濾池和重力無閥濾池，出水水質(zhì)不穩(wěn)定；V形濾池對配水系統(tǒng)精度要求高，增加供氣設(shè)備，增加基建投資和維修工作量。普通快濾池的出水水質(zhì)較好且穩(wěn)定，適用于不同規(guī)模的水廠。根據(jù)本設(shè)計的水廠規(guī)模，選用普通快濾池。消毒水的消毒方法很多，包括氯及氯化物消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。加氯消毒操作簡單，投加量準確，價格便宜，來源廣泛，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。本設(shè)計中原水有機物含量不高，考慮到消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物已在前幾項工藝中基本去除，液氯消毒氯化副產(chǎn)物極低，特別是采用氯后消毒的加氯點，基本不會產(chǎn)生三氯甲烷等有害人體健康的消毒副產(chǎn)物。故仍采用傳統(tǒng)的液氯消毒方式。綜上所述，確定水廠工藝流程為 三氯化鐵水源 一級泵房 靜態(tài)混合器 網(wǎng)格絮凝池 斜管沉淀池 普通快濾池 清水池 吸水井 二級泵房 出水第二節(jié) 加藥間設(shè)計一、混凝劑的種類根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)凈水廠的運行經(jīng)驗，選用三氯化鐵為混凝劑，投加濃度c=15%（按商品質(zhì)量計），最大投加量A=50mg/L，每天調(diào)劑2次，采用計量泵（兩臺，一用一備，輪流使用）濕投，應(yīng)用自動控制系統(tǒng)。二、混凝劑的投加溶液池分為3格，兩用一備，交替使用，其容積為：采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，形狀采用矩形，每格實際尺寸=2.5m1.5m1.5m，有效高度1.0m,超高0.3m，沉渣高度0.2m，每格有效容積為3.75m3。溶解池溶解池容積：W2=（0.20.3）W1 =0.741.12m3，取1.0m3分為3格，兩用一備，交替使用，每格有效容積為1m3，有效高度0.5m，超高0.3m，沉渣0.2m， 實際設(shè)計尺寸=1.0m1.0m1.0m,池底坡度采用2%，溶解池上沿與溶液池齊平。攪拌設(shè)備采用機械攪拌，中心固定式槳板攪拌機，槳葉直徑350mm，槳板深度700mm。投藥和計量設(shè)備本設(shè)計采用計量泵投加混凝劑，計量泵每小時加藥量為q=0.31m3/h藥劑倉庫與加藥間合并布置，儲存量按最大投藥量的715d用量計算?；炷齽┵A存袋（包）數(shù)：N=Q24AT/1000w式中：Q-設(shè)計處理水量，m3/d； Q=1859.4m3/d A-混凝劑投加量，mg/L； A=50mg/L T-貯存天數(shù)，d； T=15d W-每袋（包）混凝劑質(zhì)量，kg，每袋25kg則N=1859.4245015/（100025）=1339袋有效堆積面積：A=NV/H(1-e)=13390.02/（2.01-0.2）=15m2，LB=5m3m式中：V-每袋（包）混凝劑所占體積，m3；V=0.02m3 H-堆放高度，m；一般為1.52.0m,取H=2.0m e-堆放孔隙率，袋堆時e=0.2加藥間內(nèi)含溶液池2，溶解池2，還要考慮預(yù)留面積、過路面積、藥品堆積面積，所以加藥間尺寸：LB=12m9m。第三節(jié) 混合設(shè)備設(shè)計在混合階段，要求混合要快速劇烈，在1030s最多不超過2min內(nèi)完成。本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器。已知水廠原水管采用兩根DN700管道，每條管道設(shè)計流量為432.4L/s，設(shè)計流速為1.12m/s。根據(jù)靜態(tài)混合器內(nèi)水頭損失公式為n混合單元，取3滿足混合要求，因此每根輸水管上安裝一個DN700內(nèi)裝3個混合單元的靜態(tài)混合器。第四節(jié) 絮凝池設(shè)計設(shè)計2組平行系統(tǒng)，每組一個絮凝池。一、設(shè)計水量 單池流量Q1=Q/2=44625/2m/d=22312.5m/d=929.7m/h=0.258m/s。2、 絮凝池形式及設(shè)計參數(shù)的確定網(wǎng)格絮凝池絮凝時間短，效果較好，構(gòu)造簡單。豎井內(nèi)前段和中段流速為0.120.14m/s，末段流速為0.10.14m/s。設(shè)計中取V1=0.12m/s。規(guī)范規(guī)定：絮凝時間一般宜為1220min，取T=14min。池有效水深：H=4m （與斜管沉淀池配套時，有效水深為4m）根據(jù)給水排水設(shè)計手冊（第二版），混合池至絮凝池連接管中設(shè)計流速為1.01.5m/s，故每座絮凝池進水管取鋼管DN500，v=1.28m/s，1000i=4.21。三、池體的設(shè)計 絮凝池有效容積：W=Q1T=0.2581460=216.72m 絮凝池有效面積：A=W/H=216.72/4=54.18m單格豎井中的平面面積：f=Q1/V1=0.258/0.12=2.15m設(shè)計單格為矩形，LB=2.25m1.0m因此實際每格面積為2.25 m，由此得到分格數(shù)為n54.18/2.25=25格。絮凝池內(nèi)實際絮凝時間：t=252.254/0.258=872.1s=14.5min絮凝池總高：有效水深4.0m，取超高0.3m，排泥斗深0.85m，則池的總高H=0.3+4+0.85=5.15m池長和池寬內(nèi)壁厚取0.2m，外壁厚取0.3m，對于一座沉淀池有池長L=+0.3+=6.1m池寬B=+=12.65m過水孔洞和網(wǎng)格的設(shè)置絮凝池分為4段，18格為第一段，放置密網(wǎng)格，凈空尺寸為50mm50mm，網(wǎng)格層距為0.6m，放置三層；914格為第二段，放置疏網(wǎng)格，凈空尺寸為80mm80mm，網(wǎng)格層距為0.6m；1520格為第三段，不放置網(wǎng)格；2123格為第四段，不放置網(wǎng)格。進口流速為0.3m/s,出口0.1m/s。網(wǎng)格采用厚25mm的木板拼裝而成，每段豎井間的過孔流速與各段的過網(wǎng)流速相對應(yīng)。表1 豎井開孔位置及空間尺寸（m）豎井編號1234567孔洞LB1.00.91.00.91.00.91.00.92.250.41.00.91.00.9開孔位置上下上下上下上豎井編號891011121314孔洞LB1.00.91.01.352.250.62.250.61.01.352.250.61.01.35開孔位置下上下上下上下豎井編號1516171819202122孔洞LB1.01.71.01.72.250.761.01.71.01.72.250.761.01.3開孔位置上下上下上下上下232.250.57上第一段網(wǎng)孔尺寸50mm50mm，網(wǎng)孔面積共0.90m過網(wǎng)孔流速V1網(wǎng)=0.258/0.90=0.29m/s （滿足0.300.25m/s）取18格豎井連接孔流速為0.29m/s，則孔口面積A1=0.258/0.29=0.89m孔洞寬度取1.0m，則高為0.89/1.0=0.89m，取0.9m，孔洞實際流速為0.29m/s （滿足0.300.25m/s）。第五格孔洞寬度取2.25m，則高為0.89/2.25=0.395m，取0.4m，孔洞實際流速為0.29m/s （滿足0.300.25m/s）。每個豎井的最大網(wǎng)格層數(shù)為（4.0-20.9）/0.6=3.7，設(shè)置3層網(wǎng)格.8格共計24層網(wǎng)格。第二段網(wǎng)孔尺寸80mm80mm，網(wǎng)孔面積共1.08m過網(wǎng)孔流速V2網(wǎng)=0.258/1.08=0.24m/s （滿足0.250.22m/s）取914格豎井連接孔流速為0.18m/s，則孔口面積A2=0.258/0.18=1.43m孔洞寬度取1.0m，則高為1.43/1.0=1.43m，取1.35m，孔洞實際流速為0.19m/s （滿足0.200.15m/s）。第10、11、13格孔洞寬度取2.25m，則高為1.43/2.25=0.636m，取0.6m，孔洞實際流速為0.19m/s （滿足0.200.15m/s）。每個豎井的最大網(wǎng)格層數(shù)為（4-21.35）/0.6=2.2 設(shè)置2層網(wǎng)格。6格共計12層網(wǎng)格。取第三段1520格豎井連接孔流速為0.15m/s，則孔口面積A3=0.258/0.15=1.72m孔洞寬度取1.0m，則高為1.72/1.0=1.72m，取1.7m，孔洞實際流速為0.152m/s 。第17、20格孔洞寬度取2.25m，則高為1.72/2.25=0.764m，取0.76m，孔洞實際流速為0.15m/s 。取第四段2123格豎井連接孔流速為0.10m/s，則孔口面積A4=0.258/0.1/2=1.29m，第21，22格孔洞寬度取1.0m，則高為1.29/1.0=1.29m，取1.3m，孔洞實際流速為0.10m/s 。23格孔洞寬度取2.25m，則高為1.29/2.25=0.573m，取0.57m，孔洞實際流速為0.10m/s。絮凝池的布置如圖1所示，圖中水流流過豎井的順序如數(shù)字所示，、表示每個豎井的網(wǎng)格層數(shù)，絮凝池豎井開孔位置及孔洞尺寸見上表，上孔上緣在池頂面高以下0.6m，下孔下緣與排泥區(qū)頂齊平。進出水進水管從第一格進水，管軸在水面以下1.0m。出水至過渡段。高與絮凝池相同，池寬2.0m，出水從過渡段經(jīng)沉淀池配水花墻進入沉淀池沉淀。四、水頭損失計算h=h1+h2=1v12/2g+2=v22/2g1網(wǎng)格阻力系數(shù)，1=1.00.9（前1.0，中0.9）2孔洞阻力系數(shù)，2=3.0 圖1第一段:h1=241.00.29/2g+83.00.29/2g=0.206m第二段:h2=120.90.24/2g+63.00.19/2g=0.064m第三段:h3=63.00.15/2g=0.019m第四段:h4=53.00.10/2g=0.008m總水頭損失h=h1+h2+h3+h4=0.297m各段的停留時間第一段:t1=v1/Q=1.501.504.08/0.258=279.07s=4.65min第二段:t2=v2/Q=1.501.504.06/0.258=209.30s=3.49min第三段:t3=v3/Q=1.501.504.06/0.258=209.30s=3.49min第四段:t4=v4/Q=1.501.504.05/0.258=174.42s=2.91min總停留時間T=t1+t2+t3+t4=14.54min五、速度梯度=查表得水：T=15，=999.1kg/m，=1.13910m/sG1=9.80.206/(1.13910279.07)=79.69sG2=9.80.064/(1.13910209.30)=51.29sG3=9.80.019/(1.13910209.30)=27.95sG4=9.80.008/(1.13910139.53)=22.21sG平均=9.80.297/(1.13910837.20)=55.25sG平均T=55.25837.20=4.610滿足要求六、排泥系統(tǒng)為了便于沖洗排泥，池底按0.02的坡度坡向沉淀池。采用5根穿孔排泥管，雙側(cè)排泥至集泥渠。排泥管直徑為200mm，穿孔管池內(nèi)部分長6.3m。孔眼采取等距布置，排泥均勻度取ms=0.5m。查給排水設(shè)計手冊得kw=0.72，孔眼直徑d=30mm，孔口面積w=0.00071m，取孔距s=0.3m，孔眼數(shù)目m=L/S-1=6.3/0.3-1=20個,孔眼向下成45兩側(cè)交叉排列。孔眼總面積W0=200.00071=0.0142m穿孔管斷面積W=W0/kw=0.0142/0.72=0.0197m穿孔管直徑D=4W/=40.0197/=0.158m第五節(jié) 沉淀池設(shè)計采用上向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向上流動，上部出水，泥渣由底部滑出。一、設(shè)計參數(shù)的確定設(shè)計兩組平行斜管沉淀池，單池流量Q1=1859.4/2m/h=0.258m/s規(guī)范規(guī)定：斜管沉淀池的表面負荷q=59m/（m/h），取q=7m/（m/h）二、池體計算清水區(qū)面積A=Q1/q=929.7/7=132.8m 沉淀池長度和寬度考慮沉淀池與絮凝池寬度配合，池寬采用B=12.05m由此邊進水，則有效池長L=A/B=132.8/12.05=11.02m，取11m增加0.5m的無效長度，考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)為1.03，則沉淀池凈出口面積A=（12.05-0.5）11/1.03=123.3m沉淀池高度采用池超高0.5m清水區(qū)高度1.5m 斜管區(qū)高度1sin600.87m配水區(qū)高度1.5m穿孔排泥槽高0.63m則池子總高度H0.5+1.5+0.87+1.5+0.635m 3、 進水系統(tǒng)設(shè)計絮凝池與沉淀池連接處設(shè)進水孔，進水孔在斜板區(qū)下方，為了配水均勻，采用穿孔花墻入流?？卓诳偯娣e為A2=Q/v=0.258/0.1=2.58mV孔口流速，一般不大于0.150.2m/s，取0.1m/s每個孔口尺寸為15cm10cm,孔口數(shù)為172個，布置成4層，每層43個。進水孔的位置應(yīng)在斜管以下，沉淀區(qū)以上。4、 出水系統(tǒng)設(shè)計采用淹沒式穿孔集水槽穿孔集水槽設(shè)計出水孔口流速v1=0.6m/s，則穿孔總面積為A3=Q/v1=0.258/0.6=0.43m設(shè)每個孔口的直徑為4cm，則孔口的個數(shù)為N=A3/F=0.43/0.001256=343個F每個孔口的面積，0.001256m設(shè)每條集水槽的寬度為0.4m，間距2m，共設(shè)6條集水槽，兩邊開孔，每條集水槽一側(cè)開孔數(shù)為35個，槽長11m，孔間距為30cm。設(shè)穿孔集水槽的起端水流截面為正方形，即寬度等于水深，則穿孔集水槽水深與寬度為H1=B1=0.9(0.258/6)=0.26m，為了方便施工，取0.3m集水槽采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取5cm，跌落高度取5cm，槽超高取15cm，則集水槽總高度=0.3+0.05+0.05+0.15=0.55m集水總渠設(shè)計集水總渠寬B2=0.8m則集水渠水深：h=Q/vB=1.20.258/(0.60.8)=0.65m（20超載系數(shù)）取集水總渠水位基本與集水槽底齊平（差0.20m），既便于水流的流入又可減少水位的降落，則集水總渠高度為0.650.55-0.2=1m，沉淀池出水部分的總水頭損失為0.05+0.05+0.1=0.2m。出水管設(shè)計設(shè)計流量為Q=0.258m/s，根據(jù)給水排水設(shè)計手冊（第二版），沉淀池至濾池連接管路中的濾速為0.61.0m/s，流速宜取下限，故出水管選用DN700，v=0.68m/s,1000i=0.849。5、 沉淀池斜管選擇斜管長度一般為0.81.0m，取1.0m，斜管管徑一般為2536mm，取30mm，斜管為蜂窩六邊形聚丙烯材料，厚度為0.40.5mm，斜管水平傾角60。六、排泥系統(tǒng)計算 采用穿孔排泥管沿池長11m方向共設(shè)6個V型排泥槽，槽高0.63m，槽邊傾角約45，排泥管中心間距1.8m，排泥管上安裝快開閥門，單側(cè)排泥至集泥渠。排泥管有效長度6.3m，穿孔排泥管作用水頭H0=4.37m。穿孔管直徑D=1.68dL=1.680.036.3=0.127m，取排泥管直徑為200mm，孔眼向下成45角兩側(cè)交叉排列?？籽鄄扇〉染嗖贾?，排泥均勻度取0.5m，查給排水設(shè)計手冊，得kw=0.72，取單側(cè)孔距s=0.20m，孔眼數(shù)目m=L/s-1=30.5，設(shè)計采用30個。穿孔排泥管直徑200mm，其斷面=d2/4=0.0314m，作用水頭為4.37m取沿程阻力系數(shù)=0.03，管長6.3m局部阻力系數(shù)：進口 1=0.5，出口 2=1.0，閘閥 3=0.15，彎頭 4=0.72， =2.37流量系數(shù)=1/（1+l/d+）=1/（1+0.036.3/0.2+4.74）=0.42m排泥流量為總排泥量為q總=5q泥=0.55m/s排泥渠排泥渠與反應(yīng)池排泥渠相連，采用渠寬0.7m，渠水深0.5m，保護高度0.3m，排泥渠設(shè)于反應(yīng)池兩側(cè)，渠上設(shè)水泥蓋板。七、設(shè)計校核雷諾數(shù)水力半徑R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm斜管內(nèi)流速V2=Q/Asin60=0.258/（124.9sin60）=0.0024m/s=0.24cm/s當水溫t15時，水的運動粘度1.13910m/s=0.01139cm/s雷諾數(shù)為Re=V2R/=0.240.75/0.01139=15.80500弗勞德數(shù)Fr=V2/Rg=0.24/(0.75981)=7.810Fr介于0.00010.001之間，滿足要求斜管中的沉淀時間：t=l/v=1000/2.4=416.7s=6.9min （滿足48min）沉淀池中的總停留時間：T=12.05111.5/（0.25860）+6.9+12.05111.5/（0.25860）=32.6min第六節(jié) 濾池設(shè)計本水廠采用普通快濾池進行過濾，根據(jù)用水量的情況，采用6個構(gòu)造相同的普通快濾池成雙行對稱布置，每側(cè)3個濾池。一、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=44625m/d=1859.4m/h=0.52m/s規(guī)范規(guī)定：采用單層細砂級配濾料，石英砂粒徑為1.2mm，d10=0.55mm，膨脹率45%；沖洗強度為1215L/(sm），取q=15L/(sm)。 沖洗時間為57min,取6min=0.1h。正常濾速79m/h，取8m/h，強制濾速912m/h。濾池工作時間為24h，沖洗周期為1224h，取24h。二、濾池面積及尺寸每個濾池的實際工作時間 T=24-0.124/24-0.1=23.8h（式中只考慮反沖洗停用時間，不考慮排放初濾水時間） 圖2濾池的總面積 :F=Q/vT=44625/(823.8)=234m 采用濾池6個，每個濾池的面積 f=F/N=38.7m采用濾池尺寸L=8m，B=5m，L/B=1.624，濾池實際面積40m，實際濾速v=44625/（23.8406）=7.8m/h。當一座濾池檢修時，校核強制濾速v=nv/(n-1)=7.86/5=9.4m/h （滿足912m/h）三、濾池高度支承層高度H1：采用大阻力配水系統(tǒng)，取1.1m濾料層高度H2：采用0.7m砂面水深H3：一般為1.52.0m，采用2.0m保護高度H4，采用0.3m每格濾池的總高度為 H= 1.1+0.7+2.0+0.3=4.1m四、配水系統(tǒng)的計算(單個濾池)采用大阻力配水系統(tǒng)，其配水干管采用方形斷面暗渠結(jié)構(gòu)，如右圖。配水干管干管始端流量 q干=fq=1540=600L/s,采用鋼管DN800（干管埋入池底，頂部開孔布置）。 干管進口處流速v=1.19m/s （滿足1.01.5m/s） 圖3配水支管支管中心間距采用0.250.30m,取a支=0.25m每池支管數(shù) n支=2L/a支=28/0.25=64根；每根支管入口流量 q支=q干/n支=600/64=9.4L/s,采用鋼管DN80，始端流速v支=4q支/ d支=1.89m/s （滿足1.52.0m/s）支管孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比為0.2%0.25%，采用K=0.25%孔眼總面積 F孔=Kf=0.25%40=0.1m=100000mm采用孔眼直徑912mm,取 d孔=10mm孔眼總數(shù) N孔=F孔/f孔=0.1/0.78510=1274個每根支管孔眼個數(shù)（分兩排交錯排列）為n孔=1274/64=20個，支管孔眼布置兩排，與垂線呈45角向下交錯排列。每根支管長度：L=（5-0.8）/2=2.1m每排孔眼中心距:a孔=2l支/n孔/2=22.1/10=0.41m孔眼水頭損失支管壁厚=5mm，流量系數(shù)=0.68 水頭損失復(fù)核配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不大于60，l支/d支=2.1/0.08=26.2560，符合條件?？籽劭偯娣e與支管總橫截面積之比小于0.5，則F孔/（n支f支）=0.1/(64/40.08)=0.310.5，符合條件。五、洗砂排水槽洗砂排水槽中心間距1.52.0m，采用a=1.8m（1.52.1）排水槽根數(shù) n=8/1.8=4.4根,取4根排水槽長度 l=B=5m每槽排水量 q=q/4=600/4=150L/s采用三角形標準斷面（如圖）。槽中流速采用v=0.6m/s。橫斷面尺寸 圖4排水槽底厚度，采用=0.05m砂層最大膨脹率 e=45%砂層厚度 H2=0.7m洗砂排水槽頂距砂面高度 He=eH2+2.5x+0.075=1.065m，取1.07m洗砂排水槽總平面面積 F0=2xl0n0=20.2554=10m校核排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則F0/f=10/40=25%25%六、濾池的各種管渠計算進水進水總流量:Q=44625m/d=0.516m/s進水渠斷面：渠寬B1=0.8m，水深為0.6m，渠中流速v1=1.08m/s （滿足0.81.2m/s）各個濾池進水管流量：Q2=0.516/6=0.086m/s進水管采用鋼管DN325，流速v2=0.99m/s （滿足0.81.2m/s）沖洗水沖洗水總流量：Q3=fq=1540=600L/s沖洗水管采用DN600，流速為v3=2.05m/s （滿足2.02.5m/s） 清水清水總流量 Q4=Q1=0.516m/s每個濾池清水管流量 Q5= Q2=0.086m/s采用鋼管DN300，流速為v4=1.18m/s （滿足1.01.5m/s）排水排水總流量 Q6= Q3=0.6m/s排水渠斷面與進水渠斷面相同，便于布置。渠中流速v6=1.25m/s （滿足1.01.5m/s）每個濾池排水管管徑DN800，v5=1.19m/s （滿足1.01.5m/s）沖洗水箱沖洗時間 t=6min沖洗水箱容積可按單個濾池沖洗水量的1.5倍考慮，水深不宜大于3m。 W=1.5qft=1.51540660/1000=324m取水深2.53m，則圓形水箱直徑為水箱底至濾池配水管間的沿途局部水頭損失之和h1=1.0m配水系統(tǒng)水頭損失 h2=3.97m承托層水頭損失 h3=0.022H1q=0.198m濾料層的水頭損失 安全富余水頭采用 h5=1.5m沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽面 H0=h1+h2+h3+h4+h5=1+3.97+0.198+0.68+1.5=7.35m，取7.4m。 第七節(jié) 加氯間設(shè)計一、加氯點的選擇本設(shè)計選用濾后消毒的消毒方式，加氯點位于清水池之前。二、加氯量的計算濾后消毒的加氯點選在清水池前，最大投氯量原水加氯為a=1.02.0mg/L，取a=1.5mg/L，加氯點在加藥點前；濾后水加氯量為a=0.51.0mg/L，加氯點在清水池前，氯與水接觸時間不少于30min，出廠水中游離氯不少于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢游離余氯不低于0.05mg/L原水加氯時 濾后水加氯時 總加氯量 三、加氯設(shè)備的選擇1、選用ZJ-II型轉(zhuǎn)子真空加氯機3臺，兩用一備，每臺加氯量為0.59kg/h，尺寸BH=330mm370mm，加氯機安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，三臺之間凈間距0.8m。2、儲氯量按715d用量考慮 G=15244.74=1706.4kg選用容量1000kg液氯鋼瓶四只（兩用兩備），其外形尺寸為直徑800mm，長度2020mm，液氯鋼瓶就放置在加氯間。四、加氯間和氯庫的布置水廠所在地主導(dǎo)風向為東南風，加氯間與加藥間合建，中間用墻分開，設(shè)在水廠的西北部。加氯間和氯庫建筑面積為4.5m9.0m，氯庫內(nèi)設(shè)電子地磅一臺，磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運方便，磅秤輸出20mADC信號到值班室，指示余氯，并設(shè)置報警器達余氯下限時報警。加氯間外布置防毒面具，搶修材料和工具箱，照明和通風設(shè)備在室外設(shè)開關(guān)。在加氯間引入一根DN32的給水管，水壓大于30mH2O，供加氯機投藥用，同時接出一根DN25給水管，通向氯瓶上空。第八節(jié) 清水池采用兩組平行清水池1、 清水池平面尺寸確定清水池的容積 清水池中除儲存調(diào)節(jié)用水以外，還存放消防用水和水廠生產(chǎn)自用水量清水池有效容積W（m）等于 W=W1+W2+W3+W4式中 W1-調(diào)節(jié)容積（m），取供水量的10%，W2-消防儲水量（m），按2h火災(zāi)延續(xù)時間計算，查有關(guān)資料得：城鎮(zhèn)人口0.5，滿足要求導(dǎo)流墻底部每隔2m開一個流水孔，尺寸為1000mm1000mm， 便于排泄洗池廢水。為防止氯的腐蝕導(dǎo)流墻采用防腐材料。通風管 為使清水池進、出水量交替和適應(yīng)水位高低變化的需要，清水池頂上設(shè)置通風管，通風管在數(shù)量上要擁有吞吐足量空氣的能力，促使空氣流通。設(shè)置6個通氣孔，孔徑為300mm。通氣孔中的通氣管，管口高出池頂覆土面700mm及1200mm，氣孔上有防護網(wǎng)以防蛇蟲、蚊蠅闖入，其構(gòu)造還應(yīng)避免雨水的進入。人孔人孔位置一般都靠近溢流水管和出水管處，以便于管道安裝和水池的維護。每池設(shè)置2個人孔（檢修孔），孔徑dj為1200mm。為人和池內(nèi)管道、設(shè)備等進出水池的通道。人孔上緣要高出水池覆土面一定距離（取300mm），以防止臟水漏入，人孔安裝有可以鎖栓的蓋板。扶梯與人孔配套設(shè)置，直立靠壁安裝，采用不銹鋼梯。水位標示選用智能超聲波液位計，型號：CLS-501，里程：08m，精度0.5。水位儀將水位直接傳示到二級泵房值班室及水廠中控室，并有水位報警裝置，以利生產(chǎn)調(diào)度。因為最大冰凍深度只有100mm，且清水池大部分在地面上，故不考慮覆土。表2 主要構(gòu)筑物一覽表序號名稱尺寸（mm）數(shù)量1一泵及配電16000900012網(wǎng)格絮凝池16250610023斜管沉淀池126501100024普快濾池222001620015清水池356003060026加藥間12000900017加氯間9000450018二泵及值班16000900019吸水井80003000110綜合辦公樓2500012000111食堂100008000112運動場2100020000113宿舍1500010000114石英砂堆場140008000115機修間100007000116倉庫1500010000117傳達室40004000118車庫2000015000119浴室和鍋爐房80006000120泥木工間50004000121水表修理間600050001第9節(jié) 水廠平面與高程布置一、平面布置高程布置應(yīng)充分利用原有地形坡度。構(gòu)筑物間距宜緊湊，但應(yīng)滿足構(gòu)筑物和管線的施工要求。構(gòu)筑物布置應(yīng)注意朝向和風向。生產(chǎn)構(gòu)筑物間連接管道的布置，應(yīng)水流順直和防止迂回。生產(chǎn)構(gòu)筑物與水廠附屬構(gòu)筑物宜分別集中布置。水廠處理構(gòu)筑物高程布置應(yīng)充分利用原有地形坡度，各構(gòu)筑物應(yīng)采用重力流。二、高程布置管路中水頭損失為粗估，都計為0.5m。絮凝池、沉淀池底面高程一樣。表3 管線的水頭損失及流程標高計算（相對標高）各部分水位及水頭損失名稱水頭損失水位標高/m連接管