水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計

1、 給水處理課程設(shè)計 給水處理課程設(shè)計 計算說明書 院系 城市建設(shè)學(xué)院 專業(yè) 給水排水工程專業(yè)班級 給排水11001班 姓名 楊待良 學(xué)號 2010002043 2013年9月 目 錄第一章 設(shè)計基本資料和設(shè)計任務(wù) 31.1 設(shè)計任務(wù)及要求31.2 基本資料4第二章 水廠設(shè)計規(guī)模 5第三章 水廠工藝流程的確定 5第四章 水廠構(gòu)筑物的設(shè)計計算 74.1 配水井74.2 藥劑溶解池 94.3 反應(yīng)池 104.4 混凝114.5加藥間和藥庫144.6 往復(fù)式隔板絮凝池154.7 斜管沉淀池184.8 普通快濾池234.9 消毒274.10 清水池 284.11 送水泵站 284.12 附屬構(gòu)筑物 29

2、第五章 水廠平面和高程布置29 5.1 平面布置29 5.2 高程布置29第六章 參考文獻30第七章 致謝31 第1章 設(shè)計基本資料和設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計任務(wù)及要求1.1.1 主要任務(wù)（1）凈水系統(tǒng)的工藝選擇和系統(tǒng)的工藝計算,兩個單體水處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算工作(混合池,反應(yīng)池,沉淀池,濾池)（2）水廠平面布置圖。（3）水廠高程（流程）布置圖。 （4）設(shè)計說明書。 1.1.2 具體要求（1）說明與計算部分：1）說明水廠凈水工藝過程以及構(gòu)筑物型式選擇的理由，對水廠的總平面布置及高程設(shè)計作深入的闡述。要求主體生產(chǎn)構(gòu)筑物按近期、遠(yuǎn)期相同兩組并聯(lián)設(shè)計，遠(yuǎn)期預(yù)留；生產(chǎn)附屬構(gòu)筑物及生活建筑物一次建設(shè)。2）需

3、計（估）算藥劑投配設(shè)備、混合池、反應(yīng)池、沉淀(澄清)池、濾池及清水池的主要尺寸，其中選擇兩個單體水處理構(gòu)筑物進行工藝構(gòu)造設(shè)計計算工作(混合池,反應(yīng)池,沉淀池,濾池)；應(yīng)簡要說明消毒設(shè)備的選用理由及主要參數(shù)。3）在計算書中，應(yīng)列出所采用的全部計算公式和采用的計算數(shù)據(jù)并注明資料來源和選用理由。應(yīng)附相應(yīng)的計算草圖。說明書說明設(shè)計計算方法及計算草圖, 內(nèi)容應(yīng)完整，簡明扼要，文句通順，字跡端正。（2） 圖紙部分 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，并表示其外形尺寸和相互距離。構(gòu)筑物管道均以單線條表示。2）水廠工藝平面布

4、置圖應(yīng)繪出各種連絡(luò)管渠、閥門等。3）水廠給排水平面布置圖應(yīng)繪出廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活及消防用水管網(wǎng)，廠區(qū)雨水、污水管網(wǎng)等。4）水廠高程流程圖上，應(yīng)標(biāo)出各凈水構(gòu)筑物之頂、底及水面的標(biāo)高；重要構(gòu)件及管渠的標(biāo)高等。5）圖中應(yīng)注明圖名及比例，并有必要的說明。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(biāo)準(zhǔn)。圖紙應(yīng)清潔美觀。線條粗細(xì)應(yīng)主次分明。1.2 基本資料 1.2.1 工程概況 本設(shè)計為一座10萬m3/d自來水廠，分兩期建設(shè)，近遠(yuǎn)期各5萬m3/d。擬定水廠區(qū)域內(nèi),地形較平坦,南高北低，標(biāo)高在4953.5m。 地質(zhì)條件：水廠地表層為2.7m的亞粘土,下部4.7m的細(xì)紗,以下是基巖。氣象條件:該地

5、區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，冬季最低氣溫-15度,冰凍深度320mm。水源：取水泵站水源輸水管道為兩根dn600的管道，位于水廠西北面。 1.2.2 源水水質(zhì)資料 原水主要水質(zhì)指標(biāo)：ph 7.46.9 濁度 20020度耗氧量（kmno4法）（mg/l）7 氟化物（mg/l） 0.04色度 2011 fe（mg/l） 0.040.05 總硬度（mgcaco3/l） 250 溶解性總固體（mg/l）300 130氨氮（mg/l） 2.81.0 大腸菌群（個/l） 75003500夏季:最高水溫30度，冬季:最低水溫3度，平均19度。 第2章 水廠設(shè)計規(guī)模2.1 水廠規(guī)模根據(jù)資料，水廠凈水產(chǎn)量10萬m3/

6、d，其中近、遠(yuǎn)期各5萬m3/d。水處理構(gòu)筑物按照近、遠(yuǎn)期處理規(guī)模進行設(shè)計，水廠的主要構(gòu)筑物分為2組，每組構(gòu)筑物類型相同,每組處理規(guī)模為5萬m3 /d。 考慮到水廠自用水和水量的損失，乘以安全系數(shù)k=1.05?？偺幚硭縬=1.055=5.25萬m3/d=2187.5 m3/h。 第3章 水廠工藝流程水處理構(gòu)筑物類型的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，處理后水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定.初步選定兩套方案如下:方案一: 取水一級泵站管式靜態(tài)混合器往復(fù)隔板絮凝池斜管沉淀池普通快濾池清水池二級泵房用戶 消毒劑 方案二: 取水 一級泵站管式擴散混合器折板絮凝池平流式沉淀池v型濾

7、池清水池二級泵房用戶 消毒劑 方案一方案二類別管式靜態(tài)混合器管式擴散混合器優(yōu)點構(gòu)造簡單，安裝方便 ?；旌峡焖倬鶆蚬苁娇装寤旌掀髑凹友b一個錐形帽，水流合藥劑對沖錐形帽后擴散形成劇烈紊流，使藥劑和水達到迅速混合。不需外加動力設(shè)備，不需土建構(gòu)筑物，不占用地缺點混合效果受水量變化有一定影響1.水頭損失稍大2.管中流量過小時，混合不充分適用條件適用于水量變化不大的各種規(guī)模水廠適合于中等規(guī)模類別往復(fù)隔板絮凝池折板絮凝池優(yōu)點1. 絮凝效果較好2. 構(gòu)造簡單,施工方便1. 絮凝時間短2. 絮凝效果好缺點1. 絮凝時間較長2. 水頭損失較大3. 轉(zhuǎn)折處絮粒易破碎4. 出水流量不易分配均勻1.構(gòu)造較復(fù)雜2.水量變

8、化影響絮凝效果適用條件1. 水量大于30000 m3 /d水廠2. 水量變動小水量變化不大的水廠類別斜管沉淀池平流沉淀池優(yōu)點1.水力條件好，沉淀效率高2.體積小，占地少3 停留時間短1.造價較低2.操作管理方便，施工較簡單；3.對原水濁度適應(yīng)性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定4.帶有機械排泥設(shè)備時，排泥效果好缺點1.抗沖擊負(fù)荷能力差2.排泥復(fù)雜3.斜管耗用較多材料，老化后尚需要更換，造價費用較高4.對原水濁度適應(yīng)性較平流池差5.處理水量不宜過大1.占地面積較大2.不采用機械排泥裝置時，排泥較困難3.需維護機械排泥設(shè)備適用條件一般用于大中型水廠1. 可用于各種規(guī)模水廠2. 宜用于老沉淀池的改建,擴建和挖

9、潛3. 適用于需保溫的低濕地區(qū)4. 單池處理水量不宜過大類別普通快濾池v型濾池優(yōu)點1.可采用降速過濾，過濾效果較好2.構(gòu)造簡單，造價低3.運行穩(wěn)定可靠4.采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深較淺1.運行穩(wěn)妥可靠2.采用較粗濾料，材料易得 3.濾床含污量大，周期長，濾速高，水質(zhì)好；不會發(fā)生水力分級現(xiàn)象，使濾層含污能力提高4.具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好。使洗水量大大減少缺點1.閥門多2.單池面積大3.抗沖擊負(fù)荷能力差4.必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備1.配套設(shè)備多，如鼓風(fēng)機等2.土建較復(fù)雜，池深比普通快濾池深適用條件1.進水濁度小于102.可適用于大中型水廠3.單池面積一般不宜大于100

10、4.有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助洗設(shè)備1.進水濁度小于102.適用于大中型水廠3.單池面積可達150以上根據(jù)技術(shù)性能比較,確定選擇方案一,即: 取水一級泵站管式靜態(tài)混合器往復(fù)隔板絮凝池斜管沉淀池普通快濾池清水池二級泵房用戶 消毒劑 第4章 水廠構(gòu)筑物的計算4.1 配水井 1. 設(shè)計參數(shù) 配水井設(shè)計規(guī)模為2187.5m3/h。2. 設(shè)計計算（1）配水井有效容積配水井水停留時間采用23，取，則配水井有效容積為： （2）進水管管徑配水井進水管的設(shè)計流量為q=2187.5m3/h=0.61m3/s，查水力計算表知，當(dāng)進水管管徑d=600mm時，v=2.16。（3）矩形薄壁堰配水采用矩形薄壁溢流堰至

11、配水管。 堰上水頭因單個出水溢流堰的流量為q=0.61m3/s=610l/s，一般大于100采用矩形堰，小于100采用三角堰，所以本設(shè)計采用矩形堰（堰高?。?。矩形堰的流量公式為：式中矩形堰的流量，；流量系數(shù)，初步設(shè)計時采用；堰寬，取堰寬；堰上水頭，。已知q=0.61m3/s，代入下式，有： 堰頂寬度根據(jù)有關(guān)試驗資料，當(dāng)時，屬于矩形薄壁堰。取，這時（在00.67范圍內(nèi)），所以，該堰屬于矩形薄壁堰。（4）配水管管徑由前面計算可知，每個后續(xù)處理構(gòu)筑物的分配流量為q=0.61m3/s，查水力計算表可知，當(dāng)配水管管徑d=600mm時，v=2.16m/s 。（5）配水井設(shè)計配水井長為5m，寬為4m，井內(nèi)有

12、效水深h=4.7m，考慮堰上水頭和一定的保護高度0.3m，取配水井總高度為5m。4.2藥劑溶解池（1）投藥設(shè)備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計量設(shè)備，泵上有計量標(biāo)志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。（2）加藥間加藥間應(yīng)與藥劑倉庫毗連，并靠近投藥點。溶液池邊設(shè)工作臺，工作臺寬度以1-1.5米為宜。設(shè)計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶

13、液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。與混凝劑接觸的池內(nèi)壁、設(shè)備、管道和地坪，應(yīng)根據(jù)混凝劑性質(zhì)采取相應(yīng)的防腐措施。各種管線應(yīng)設(shè)在地溝內(nèi)。加藥間需有保障工作人員衛(wèi)生安全的勞動保護措施。當(dāng)采用發(fā)生異臭或粉塵的混凝劑時，應(yīng)在通風(fēng)良好的單獨房間內(nèi)制備，可考慮設(shè)置通風(fēng)設(shè)備。（3）藥劑倉庫藥劑倉庫應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置計量工具和搬運設(shè)備。藥劑倉庫的固定儲備量，應(yīng)按當(dāng)?shù)毓?yīng)、運輸?shù)葪l件確定，一般可按最大藥量的15-30天用量計算。可考慮設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，并采取防潮防腐措施。（4）混合設(shè)備根據(jù)設(shè)計規(guī)范和參

14、考類似水廠，混合設(shè)備使用管式混合器對藥劑與水進行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。如下表：采用管式靜態(tài)混合器4.3反應(yīng)池反應(yīng)池作用在于使凝聚微粒通過絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、柵條絮凝、折板絮凝和波紋板絮凝。這幾種形式的絮凝池在大、中型水廠中均有使用，都具有絮凝效果好、水頭損失小、絮凝時間短、投資小、便于管理等優(yōu)點，并且都能達到良好的絮凝條件。綜

15、合考慮，本設(shè)計采用往復(fù)式隔板絮池。 （1）濾池本設(shè)計的原水水質(zhì)條件較好，水源原水渾濁度平均20020ntu，可采用直接過濾法，濾池應(yīng)采用多層濾料，所以相應(yīng)的為提高凈化效果，考慮采用高分子助凝劑。采用擁有成熟運轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料，材料易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強度受其余幾格濾池的過濾水量影響，沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定。故而以普快濾池作為過濾處理構(gòu)筑物。濾料考慮用無煙煤石英砂雙層濾料。 （2）消毒方法 水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等

16、），防止水致傳染病的危害。采用被廣泛應(yīng)用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。4.4混凝（1）混凝劑投配設(shè)備的設(shè)計水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴散層，達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應(yīng)而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)?；炷齽┑耐都臃譃楦赏斗ê蜐裢斗▋煞N，干投法指混凝劑為粉末固體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成一定濃度溶

17、液投加。我國多采用后者，采用濕投法時，混凝處理工藝流程如圖2所示。本設(shè)計根據(jù)原水水質(zhì)分析資料，確定合理的混凝劑品種及投藥量。參考分析相似水源有關(guān)水廠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)（2）混凝劑選用根據(jù)原水水質(zhì)資料、類似規(guī)模條件給水廠設(shè)計和給水排水工程快速設(shè)計手冊給水工程（嚴(yán)煦世主編，中國建筑工業(yè)出版社）中表7-1、表7-2，綜合各種凝聚劑性質(zhì)和使用條件，選用精制硫酸鋁作為混凝劑為宜。（3）助凝劑選用根據(jù)原水水質(zhì)資料、類似規(guī)模條件給水廠設(shè)計和給水排水工程快速設(shè)計手冊給水工程（嚴(yán)煦世主編，中國建筑工業(yè)出版社）中表7-3常用凝聚劑性質(zhì)，綜合各種凝聚劑性質(zhì)和使用條件，選用活化硅酸。（4）藥劑投加如下表1所示。 表1 水廠投

18、加藥劑參考數(shù)值取水水源原水懸浮物含量ntu(mg/l)混凝劑種類混凝劑投加量(mg/l)助凝劑投加(mg/l)最高最低活化硅酸河水1050聚合氯化鋁32102精制硫酸鋁，具有混凝效果好、對人體健康無害、使用方便、貨源充足和價格低廉等優(yōu)點，因而使用硫酸鋁作為水處理的混凝劑。取混凝劑最大投加量為32mg/l。（5）溶液池設(shè)計及計算溶液池一般以高架式設(shè)置，以便能依靠重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有工作臺，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時設(shè)溢流裝置。 確定溶液池容積：根據(jù)給水排水設(shè)計手冊第3冊第二版城鎮(zhèn)給水p455頁溶液池容積按下式計算：式中 溶液池容積，； q處理水量，；本設(shè)計q=2187.5a混凝劑最大投加量，3

19、2mg/l；b溶液濃度（5%-20%），取10%；n每日調(diào)制次數(shù)，取n3。代入數(shù)據(jù)得：=5.596，取5.60溶液池設(shè)置兩個，每個容積為，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深h11.0m，總深hh1+h2+h3（式中h2為保護高，取0.4m；h3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.4+0.11.5m。溶液池形狀采用矩形，尺寸為長寬高2.0m2.0m1.5m。置于室內(nèi)地面上，池底坡度采用0.03.溶液池旁有寬度為2.0m工作臺，以便操作管理，底部設(shè)放空管。（6）溶解池容積計算：溶解池容積=(0.20.3)，取0.25 故=0.25=0.255.60=1.4溶解池一般取正方形，有效水深h11.0

20、m，則：面積fw1/h1邊長af1/21.183m；取邊長為1.2m。溶解池深度hh1+h2+h3 （式中h2為保護高，取0.4m；h3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.4+0.11.5m和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個，一用一備。溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量 l/s查水力計算表得放水管管徑100mm，溶解池底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根。（鋼管或鑄鐵管）溶解池為地下式，池頂高出地面0.5m，以減輕勞動強度和改善工作條件。由于藥液具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道以及配件都采用防腐措施。溶液池和溶解池材料采用鋼筋混凝土材料，內(nèi)壁涂襯以聚乙烯板。為增加溶解速度及保持均勻的濃度

21、，采用機械攪拌設(shè)備。使用中心固定式平槳板式攪拌機。槳直徑750mm,槳板深度1000mm。（7）管式靜態(tài)混合器在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設(shè)備：具有高效混合、節(jié)約用藥、設(shè)備小等特點，它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達90-95%，構(gòu)造如圖所示。計算過程： 1.設(shè)計流量每組混合器處理水量

22、為:52500 m/d=2187.5m/h=0.61m/s2.水流速度和管徑由流量為2187.5 m/h，查給水排水設(shè)計手冊第1冊水力計算表得:v=1.21m/s,管徑800 mm, 1000i= 2.11。根據(jù)水處理工程設(shè)計計算（韓洪軍、杜茂安主編，中國建筑工業(yè)出版社）中p62頁混合設(shè)施靜態(tài)混合器計算：設(shè)計中h=0.5m，d=0.8m,q=0.61 m3/s,則n=4.25，取n=5個，即設(shè)5個混合單元，長度l=1.1dn=1.10.85=4.4m，實際流速v=1.214m/s,選dn800內(nèi)裝5個混合單元的靜態(tài)混合器。4.5加藥間和藥庫加藥間和藥庫合并布置，布置原則為:藥劑輸送投加流程順暢

23、,方便操作與管理,力求車間清潔衛(wèi)生,符合勞動安全要求,高程布置符合投加工藝及設(shè)備條件.儲存量一般按最大投藥量的期間的15-30天的用量計算。 混凝劑為精制硫酸鋁，每袋的質(zhì)量為40kg，每袋的體積為0.50.40.2 m3，投藥量為30g/ m3，水廠設(shè)計水量為2187.5m3/h，藥劑堆放高度為1.5m，藥劑貯存期為30d。硫酸鋁袋數(shù)n = 24qut/1000w = 242187.53030/(100040)1182袋有效堆放面積a = nv/1.5（1-e）=11820.50.40.2/（1.50.8）=39.44.6 往復(fù)式隔板絮凝池 設(shè)計原則:1. 池數(shù)為2 個,絮凝時間2030分鐘,

24、色度高,難于沉淀的細(xì)顆粒較多時宜采用高值.2. 進口流速一般為0.50.6m/s,出口流速一般為0.20.3m/s.3. 隔板間凈距應(yīng)大于0.5m,進水口設(shè)擋水措施,避免水流直沖隔板.4. 絮凝池超高一般采用0.3m.5. 隔板轉(zhuǎn)彎處過水?dāng)嗝婷娣e,應(yīng)為廊道斷面面積的1.21.5倍.6. 池底坡向排泥口的坡度,一般為2%3%,排泥管直徑不小于150mm.7. 絮凝效果可用速度梯度g和反應(yīng)時間t值來控制.設(shè)計計算:(1)已知條件:設(shè)計水量(包括自耗水量)q = 105000 m/d = 4375 m/h(2)采用數(shù)據(jù):廊道內(nèi)流速采用5檔: v1=0.5m/s，v2=0.4m/s，v3=0.30m/

25、s，v4=0.25m/s，v5=0.20m/s。絮凝時間:t=20 min池內(nèi)平均水深:h1=2.5 m超高:h2=0.3 m池數(shù):n=2(3)數(shù)據(jù)計算計算總?cè)莘e:w = qt/60 = 437520/60 = 1458.33 m3分為兩池，每池凈平面面積:f= w/(nh1) = 1458.33/(22.5) = 292m2池子寬度b:按沉淀池寬采用14 m池子長度（隔板間凈距之和）:l= 292/14= 21 m隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分成5檔:a1=q/(3600nv1h1)= 4375/(360020.502.5)= 0.486m取a1=0.50 m，則實際流速v1= 0.486 m/

26、sa2=q/(3600nv2h2)= 4375/(360020.402.5)= 0.608m取a2=0.60 m，則實際流速v2= 0.405m/sa3=q/(3600nv3h3)= 4375/(360020.302.5)= 0.810m取a3=0.80 m，則實際流速v3= 0.304m/sa4=q/(3600nv4h4)= 4375/(360020.252.5)= 0.972m取a4=0.95 m，則實際流速v4= 0.256 m/sa5=q/(3600nv5h5)= 3333.3/(360020.202.5)=1.215m取a5=1.2 m，則實際流速v5= 0.203 m/s廊道條數(shù)：

27、 每種間隔采取5條,則廊道總數(shù)為25條,水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為24次.則池子長度(隔板間凈距之和):l=5(a1+a2+a3+a4+a5)=3(0.5+0.6+0.8+0.95+1.2)= 20.25m隔板厚度按0.15m計，則絮凝池的總長l為:l = 20.25 + 0.15(15-1) =23.85 m 各檔流速廊道總長度l=514=70m。其中，廊道寬1.20m，最后一道廊道緊挨穿孔過水墻，不計入該檔流速廊道的長度，則最后一檔廊道總長為7014=56m。 按廊道內(nèi)的不同流速分成5段，分別計算水頭損失:第一段:水力半徑：r1=a1h1/(a1+2h1)=0.52.5/(0.5+22.5)= 0.2

28、27 m槽壁粗糙系數(shù)n=0.013，流速系數(shù)cn 故: 第一段廊道長度: l1= 5b = 514 = 70 m第一段水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)：s1=5取隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面面積的1.25倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處v01= v1/1.25= 0.486/1.25= 0.389 m/s則絮凝池第一段的水頭損失為:)=350.3890.389/(29.81)+0.4860.48670/(60.08 60.080.227)= 0.136 m各段水頭損失計算結(jié)果見下表：各段水頭損失計算段數(shù)mnln(m)rnv0(m/s)vn(m/s)cnhn/(m)15700.22730.3890.48660.090.13

29、625700.26790.3240.40561.760.09235700.34480.2430.30464.420.05045700.39920.2050.25666.010.03554560.48390.1620.20368.160.021h = 0.136 + 0.092 + 0.050 + 0.035 + 0.021 = 0.333 mgt值計算（t=20）：水溫t在20時gt值校核：故 g = 54.515 s-1gt = 54.5152060 = 65418 (此gt值在104105的范圍內(nèi))池底坡度: i = h/l = 0.333/23.85= 1.394.7 斜管沉淀池設(shè)計要點

30、:1.斜管斷面一般采用蜂窩六角形或山形(較少采用矩形或正方形),其內(nèi)徑或邊距d一般采用2535mm.2.斜管長度一般為8001000mm左右,可根據(jù)水力計算結(jié)合斜管材料決定.3.斜管的水平傾角常采用60.4.斜管上部清水區(qū)高度不宜小于1.0m.5.斜管下部布水區(qū)高度不宜小于1.5m. 斜管沉淀池是淺池理論在實際中的具體應(yīng)用，按照斜管中的水流方向，分為異向流、同向流、和側(cè)向流三種形式。斜管沉淀池具有停留時間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點。本設(shè)計沉淀池采用異向斜管沉淀池，設(shè)計2組。4.7.1設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量為q=2187.5m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為14m，表面負(fù)荷q=10 m3/

31、 m2h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內(nèi)切圓直徑d=25mm，長1000mm，水平傾角=60，斜管沉淀池計算草圖見圖4-3。圖4.3 斜管沉淀池計算草圖4.7.2 設(shè)計計算4.7.2.1平面尺寸計算1.沉淀池清水區(qū)面積式中 q表面負(fù)荷，一般采用9.0-11.0，本設(shè)計取10 2. 沉淀池的長度及寬度,取16m。則沉淀尺寸為1614=224 m2 ，進水區(qū)布置在一個14m的一側(cè)。在16m的長度中扣除無效長度0.5m，因此進出口面積(考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03)式中： k1斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.033 沉淀池總高度式中 h1保護高度（m），一般采用0.3-0.5m，本設(shè)計取0.

32、3m； h2清水區(qū)高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設(shè)計取1.2m； h3斜管區(qū)高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角600，則； h4配水區(qū)高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設(shè)計取1.5m； h5排泥槽高度（m），本設(shè)計取0.8m。4.7.2.2.進出水系統(tǒng)1. 沉淀池進水設(shè)計沉淀池進水采用穿孔花墻，孔口總面積：式中 v孔口速度（m/s），一般取值不大于0.15-0.20m/s。本設(shè)計取0.2m/s。每個孔口的尺寸定為15cm8cm，則孔口數(shù)，取255個。進水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。2.沉淀池出水設(shè)計沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，則穿

33、孔總面積： 設(shè)每個孔口的直徑為4cm，則孔口的個數(shù) ，取810個。式中 f每個孔口的面積(m2),.設(shè)沿池長方向布置8條穿孔集水槽，中間為1條集水渠，為施工方便槽底平坡，集水槽中心距為：l=1.3m（集水槽間距等于11.2倍清水區(qū)高度，本設(shè)計取1.3m），每條集水槽長l=， 每條集水量為：，考慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：取槽內(nèi)起端水深等于槽寬，則槽寬=0.9=0.90.038=0.243m。起點槽中水深 h1=0.75b=0.750.243=0.20m，終點槽中水深h2=1.25b=1.250.243=0.30m 為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按h2=0.25m計。集水方法采用淹沒式自

34、由跌落，淹沒深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。則集水槽總高度:h=+0.02+0.03+0.15=0.25+0.02+0.03+0.15=0.45m 集水槽雙側(cè)開孔，孔徑為dn=25mm，每側(cè)孔數(shù)為50個，孔間距為5cm 8條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按0.61m3/s，假定集水渠起端的水流截面為正方形，則出水渠寬度為=0.9=0.90.61=0.739m，為施工方便采用0.8m，起端水深0.45m，考慮到集水槽水流進入集水渠時應(yīng)自由跌落高度取0.02m，即集水槽應(yīng)高于集水渠起端水面0.02，同時考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：=0.02+0.8+0.4

35、5=1.27m 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內(nèi)損失。孔口損失：式中：進口阻力系數(shù)，本設(shè)計取=2.集水槽內(nèi)水深為0.3m，槽內(nèi)水力坡度按i=0.01計，槽內(nèi)水頭損失為： 出水總水頭損失 4.7.2.3. 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計采用穿孔管進行重力排泥，穿孔管橫向布置，沿與水流垂直方向共設(shè)8根，雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長16m，bh=0.3m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管長14m，首末端集泥比為0.5 ，查得=0.72。取孔徑=25mm，孔口面積=0.00049m，取孔距=0.4m，圖4.4 k值對應(yīng)表孔眼總個數(shù)為：孔眼總面積為：孔眼總面積為： m2 穿孔管斷面積為：=0.0231 m2

36、穿孔管直徑為： =0.172 m 取直徑為200mm，孔眼向下，與中垂線成角，并排排列，采用氣動快開式排泥閥。4.7.3 核算（1） 雷諾數(shù)re水力半徑=mm=0.625m 當(dāng)水溫=20時，水的運動粘度=0.01cm2/s斜管內(nèi)水流速速為=0.0033m/s=0.33cm/s =20.63500，符合設(shè)計要求 式中 斜管安裝傾角，一般采用600-750，本設(shè)計取600 ，（2）弗勞德系數(shù) =1.7810-4 介于0.001-0.0001之間，滿足設(shè)計要求。 （3）斜管中的沉淀時間=300 s=5.0min ，滿足設(shè)計要求（一般在25min之間）式中 斜管長度（m），本設(shè)計取1.0m。4.8 普

37、通快濾池設(shè)計要點:1.濾池清水池應(yīng)設(shè)短管或留有堵板,管徑一般采用75200mm,以便濾池翻修后排放初濾水.2.濾池底部應(yīng)設(shè)有排空管,其入口出設(shè)柵罩,池底坡度約0.005,坡向排空管.3.配水系統(tǒng)干管的末端一般裝排氣管,當(dāng)濾池面積小于25時,管徑為40mm,濾池面積為25100時,管徑為50mm.排氣管伸出濾池頂處應(yīng)加截止閥.4.每個濾池上應(yīng)裝有水頭損失計或水位尺以及取樣設(shè)備等.設(shè)計計算:設(shè)計2組濾池，每組濾池設(shè)計水量為：q=52500 m3/d濾速：v=10m/h反沖洗強度q=14l/(s m2)(1)濾池面積及尺寸:濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，濾池實際工作時間為: t= 24 -

38、 0.124/12= 23.8h (取沖洗時間為6min)。 濾池面積為:f=q/(vt)=52500/（1023.8）=220.59 m2 每組濾池單格數(shù)為n=6，布置成對稱雙行排列. 每個濾池面積為: f= f/n= 220.59/6= 36.77 m2 采用濾池設(shè)計尺寸為: l= 8m, b= 5m。 校核強制濾速v為: v= nv/(n-1)= 610/(6-1)= 12m/h(2)濾池高度 承托層厚度h1 采用0.5 m濾料層厚度h2 采用0.6 m砂面上水深h3 采用1.8 m保護層高度h4 采用0.3 m濾池總高度h 為: h= 0.5 + 0.6 + 1.8 + 0.3 = 3

39、.2 m(3)配水系統(tǒng)(每只濾池)干管:干管流量: qg = fq = 36.7714 = 514.78 l/s采用管徑: dg = 800mm干管始端流速: vg = 1.03 m/s支管支管中心間距:采用aj = 0.25 m每池支管數(shù): nj = 2l/aj = 28/0.25 = 64 根每根支管入口流量: qj = qg /nj = 514.78/64 = 8.04 l/s采用管徑: dj = 100 mm 支管始端流速: vj = 1.05m/s孔眼布置：支管孔眼總面積與濾池面積之比k采用0.25%孔眼總面積: fk = kf = 0.25%36.77 = 0.09193 = 91

40、930 mm采用孔眼直徑: dk = 9 mm 每個孔眼面積: fk = dk/4 = 0.78599 = 63.5 mm孔眼總數(shù): nk = fk/ fk = 91930/63.5 = 1447.72 ,取1448 個每根支管孔眼數(shù): nk = nk / nj = 1448/64 = 22.6，取24個支管孔眼布置設(shè)二排，與垂線成450夾角向下交錯排列.每根支管長度: lj = 0.5(b-dg)= 0.5(5-0.8)= 2.1m每排孔眼中心距: ak = lj /(nk/ 2)= 0.175m孔眼水頭損失：支管壁厚采用: = 5mm 流量系數(shù): = 0.68水頭損失: hk = m復(fù)算配

41、水系統(tǒng)：支管長度與直徑之比不大于60，則lj/dj = 2.1/0.1 = 21 60孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則:fk/(njfj)=0.09193/(480.7850.10.1)= 0.24 0.5干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.752.0，則:fg/(njfj)=0.7850.80.8/(480.7850.10.1)= 1.33孔眼中心距應(yīng)小于0.2，則ak = 0.175 0.2m(4) 洗砂排水槽 沖洗排水槽分布在排水渠兩側(cè)，每側(cè)3條，共6條，中心間距2.00m，中間排水渠寬0.8m。排水槽長l0=（l-0.8）/2=3.6m，每槽排水量為： q0=ql0

42、a=143.62=100.8 l/s 采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，槽中流速采用v0=0.9m/s 排水槽斷面尺寸為：x=0.45(q0/1000) 0.4=0.179m，采用0.18m排水槽底厚度,采用=0.05m砂層最大膨脹率:e=45%砂層厚度h2 = 0.8 m 洗砂排水槽頂距砂面高度:he = eh2 + 2.5x + + 0.075 =0.450.8+2.50.18 +0.05+0.075 =0.935m 洗砂排水槽總面積為: f0 =2xl0n0=20.183.66= 7.8 復(fù)算:排水槽總平面面積與濾池面積之比,一般小于25%,則 f0/f=7.8 /40= 19.5 %，符合要求(5)

43、濾池的各種管渠計算進水:進水總流量:q1 = 52500 m3/d= 0.61m3/s采用進水渠斷面:渠寬b1= 0.8m,水深0.5m渠中流速: v1 = 1.53 m/s各個濾池進水管流量q2 = 0.61/6 = 0.11m3/s采用進水管徑:d2 = 400mm管中流速為v2 = 0.88 m/s沖洗水沖洗水總流量:q3 =qf =1436.77= 514.78 l/s=0.52 m3/s采用管徑600mm，管中流速為1.78 m/s清水清水總流量:q4 = q1= 0.61 m3/s清水渠斷面:同進水渠斷面每個濾池清水管的流量:q5 = q2 = 0.11m3/s采用管徑d5 =30

44、0mm管中流速:v5 = 1.51 m/s。排水排水流量:q6 = q3 = 0.52 m3/s排水渠斷面:寬度b6 =0.8 m,渠中水深0.5 m.渠中流速:v6 =1.3m/s采用排水管的管徑為600mm。沖洗水箱沖洗時間:t=6 min沖洗水箱容積：w=1.5qft=1.51436.77660= 277.98m3水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和:h1=1.0 m配水系統(tǒng)水頭損失:h2 = hk = 3.46m承托層水頭損失:h3 = 0.022h1q=0.0220.5 14= 0.15m濾料層水頭損失:h4 =(r1/r - 1)(1- m0)h2= 0.78m，其中r1=s=

45、2.65,r=1,m0=0.41安全富余水頭:h5= 1.5m沖洗水箱底應(yīng)高于洗砂排水槽面: h= h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =1.0+3.46+0.15+0.78+1.5 =6.89 m(6)配氣系統(tǒng)設(shè)置 供氣方式采用空壓機通過中間儲氣罐向濾池送氣.4.9 消 毒設(shè)計計算:1.加氯量已知條件: 設(shè)計水量q1=105000 m3/d=4387 m3/h，清水池最大投加量a為1mg/l.預(yù)加氯量為0清水池加氯量q= 0.001aq1= 0.00114387= 4.387kg/h二泵站加氯量不做考慮2.加氯間倉庫儲備量按30d最大用量計算：m= 4.3873024= 3158.64kg

46、選用1t的氯瓶3個，氯瓶長l=2020mm，直徑d=800mm，公稱壓力2.2mpa.加氯間中將氯瓶和加氯機分隔布置.加氯間有直接通向外部的門,保持通風(fēng). 加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開關(guān).加氯間靠近氯池和清水池。因與反應(yīng)池距離較遠(yuǎn)，無法與加藥間合建。其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報警儀，當(dāng)檢測的漏氣量達到23mg/kg時報警，切換有關(guān)閥門，切斷氯源，同時排風(fēng)扇動作。為搬運氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫大門以外。稱量氯瓶質(zhì)量的液壓磅稱在磅稱坑內(nèi)，磅稱面和地面齊平，使氯瓶上下搬運方便。并設(shè)置報警器，達余氯下限時報警。加

47、氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開關(guān)。4.10 清水池設(shè)計計算:已知條件:設(shè)計水量q =105000m3/d1.清水池調(diào)節(jié)容積取設(shè)計流量即最高日用水量的10%，則調(diào)節(jié)容積為：w1=10%q=10%105000=10500 m32.消防用水量按同時發(fā)生兩次火災(zāi),一次滅火用水量取25l/s連續(xù)滅火為2h,則消防容積為: w2=2523600/1000=180 m33.水廠自用水(用于沖洗濾池，沉淀池排泥等)的貯備容積為:w3=5%q已在設(shè)計流量考慮范圍內(nèi)4.安全儲量:不做考慮w4= 05.清水池總?cè)莘e為: w= w1 + w2 + w3 + w4= 10500 + 18

48、0 + 0= 10680 m36.水廠內(nèi)建2座矩形清水池,容量為w/2=5340m3清水池有效水深取4.5m,超高0.5m，則清水池的平面尺寸為35m35m.7. 清水池進水管按最高日平均時流量計算q=52500/(243600)=0.61 計算中v一般采用0.71.0m/s 故進水管直徑取dn800mm.清水池出水管按最高日最高時流量計算，直徑取dn800mm.溢流管與進水管直徑相同為800mm，管端為喇叭口，管上不得安裝閥門.排水管直徑為600mm。8.清水池設(shè)2個檢修孔，孔頂設(shè)有防雨蓋板.檢修孔直徑為600mm.池頂設(shè)8個通氣管，并設(shè)有網(wǎng)罩。通氣管直徑為200mm.9.考慮清水池容積較大，為滿足抗浮要求，清水池池頂覆土0.5m.10.清水池設(shè)有水位連續(xù)測量裝置，供水位自動控制和水位報警之用.4.11 泵站的設(shè)計計算二泵房室內(nèi)低坪標(biāo)高為 -2.000m,泵房所在的室外地坪標(biāo)高為0.000m，二泵房室內(nèi)地面低于室外2m.泵