給水廠課程設(shè)計模版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 設(shè)計任務(wù)及要求1.1 設(shè)計任務(wù)及工作要求1.1.1 設(shè)計題目某地區(qū)給水工廠工藝設(shè)計1.1.2 設(shè)計任務(wù)主要任務(wù)：完成城市給水處理廠方案設(shè)計。設(shè)計規(guī)模為（10+M）×104m3/d。原水水質(zhì)資料、地形地址、氣象條件等參數(shù)見附城市給水處理廠課程設(shè)計基礎(chǔ)資料設(shè)計要求：完成水源水質(zhì)評價，設(shè)計包括工藝確定、主體處理構(gòu)筑物初步設(shè)計計算、廠區(qū)平面、系統(tǒng)高程和主要管網(wǎng)布置等。設(shè)計成果：設(shè)計說明及計算書1份（總篇幅1萬字以上），包括：目錄、原始資料、系統(tǒng)選擇、處理工藝設(shè)計計算、平面及高程等內(nèi)容。完成給水處理廠平面圖（1：500）和處理系統(tǒng)高程圖（1：100）1張（1#

2、）。1.2 設(shè)計原始資料1.2.1 設(shè)計水量滿足最高日供水量 30×104m3/d。1.2.2 原水水質(zhì)原水水質(zhì)的主要參數(shù)見表1。原水水質(zhì)資料 表1序號項目單位數(shù)值序號項目單位數(shù)值1渾濁度度54.213錳mg/L0.072細(xì)菌總數(shù)個/mL28014銅mg/L0.013總大腸菌群個/L920015鋅mg/L<0.054色度2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17陰離子合成劑mg/L-6肉眼可見物微粒18溶解性總固體mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L3.148總硬度(CaCO3)mg/L4220亞硝酸鹽氮mg/L0.0559總堿度mg/L47.521硝酸鹽氮mg/L

3、1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.171.2.3 氣象水文資料項目所在地，屬暖溫帶、半濕潤大陸季風(fēng)氣候，四季分明。春季干旱風(fēng)沙多，夏季炎熱雨集中，秋季涼爽溫差大，冬季寒冷雨雪少。盛行風(fēng)向：夏季南風(fēng)，冬季東北風(fēng)。年平均氣溫14.0，最熱月平均氣溫(7月份)27.1，最冷月平均氣溫(1月份)-0.5，平均日照時數(shù)2267.6小時，無霜期(年平均)214天，年平均降雨量627.5mm，年最大降雨量948.4mm，年最小降雨量248.2mm，年主導(dǎo)風(fēng)向為NNE風(fēng)和SSW風(fēng)。最大風(fēng)速28m/秒，年平均風(fēng)速3

4、.0m/秒，最大凍土深度2l0mm。1.2.4 工程地質(zhì)資料根據(jù)巖土工程勘察報告，水廠廠區(qū)現(xiàn)場地表層分布較厚的素填土層，并夾雜大量的塊石，平均厚度為5米左右，最大層厚達(dá)9.4米，該土層結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)性質(zhì)差，未經(jīng)處理不能作為構(gòu)筑物的持力層，為提高地基承載力及減少構(gòu)筑物的沉降變形，本工程采用振動沉管碎石樁對填土層進(jìn)行加固處理.樁體填充物為碎石，碎石粒徑為25CM，樁徑為400毫米，樁孔距為1M，按梅花形布置。1.2.5 二泵站輸水管起端節(jié)點自由水壓二泵站輸水管起端節(jié)點自由水壓為50 m。第二章 總體設(shè)計2.1 設(shè)計原則 (1)水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計，并按

5、原水水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水量取決于所采用的處理方法、構(gòu)筑物類型及原水水質(zhì)等因素，城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5%10%，必要時可通過計算確定。(2)水廠應(yīng)按近期設(shè)計，并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。根據(jù)使用要求及技術(shù)經(jīng)濟合理性等因素，對近期工程亦可做分期建設(shè)的可能安排。對于擴建、改建工程，應(yīng)從實際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設(shè)施的效能，并應(yīng)考慮與原有構(gòu)筑物的合理配合。(3)水廠設(shè)計中應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求、主要設(shè)備應(yīng)有備用量；處理構(gòu)筑物一般不設(shè)備用量，但可通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，在設(shè)計允許范圍內(nèi)提高運行負(fù)荷。(4)水廠自動化程度，應(yīng)本著提供水水質(zhì)和供水可靠性，降

6、低能耗、藥耗，提高科學(xué)管理水平和增加經(jīng)濟效益的原則，根據(jù)實際生產(chǎn)要求，技術(shù)經(jīng)濟合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善確定。(5)設(shè)計中必須遵守設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，則必須通過科學(xué)論證，確證行之有效，方可付諸工程實際。但對與確實行之有效、經(jīng)濟效益高、技術(shù)先進(jìn)的新工藝、新設(shè)備和新材料，應(yīng)積極采用，不必受現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的約束2。2.2 廠址選擇在選擇廠址時，一般應(yīng)考慮以下幾個問題：(1)廠址應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方，一般選在地下水位低，承載力較大，濕陷性等級不高，巖石較少的地層，以降低工程造價和便于施工。(2)水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考

7、慮防洪措施。(3)水廠應(yīng)盡量設(shè)置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價，并考慮沉淀池排泥及濾池沖洗水排除方便。(4)當(dāng)取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物建在一起，當(dāng)取水地點距離用水區(qū)較遠(yuǎn)時，廠址選擇有兩種方案，一是將水廠設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近；另一是將水廠設(shè)置在離用水區(qū)較近的地方。前一種方案主要優(yōu)點是：水廠和取水構(gòu)筑物可集中管理，節(jié)省水廠自用水（如濾池沖洗和沉淀池排泥）的輸水費用并便于沉淀池排泥和濾池沖洗水排除，特別對濁度較高的水源而言。但從水廠至主要用水區(qū)的輸水管道口徑要增大，管道承壓較高，從而增加了輸水管道的造價，特別是當(dāng)城市用水

8、量逐時變化系數(shù)較大及輸水管道較長時；或者需在主要用水區(qū)增設(shè)配水廠（消毒、調(diào)節(jié)和加壓），凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送入管網(wǎng)，這樣也增加了給水系統(tǒng)的設(shè)施和管理工作。后一種方案優(yōu)缺點與前者正相反。對于高濁度水源，也可將預(yù)沉構(gòu)筑物與取水構(gòu)筑物建在一起，水廠其余部分設(shè)置在主要用水區(qū)附近。以上不同方案應(yīng)綜合考慮各種因素并結(jié)合其他具體情況，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定2。2.3 水廠工藝流程選擇給水處理方法和工藝流程的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計生產(chǎn)能力等因素，通過調(diào)查研究、必要的實驗并參考相似條件下處理構(gòu)筑物的運行經(jīng)驗，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。合給水水質(zhì)的特點，水處理工藝流程見表2.1。表2.1 各凈水工

9、藝流程的特點凈水工藝流程適用條件原水簡單處理（如用篩網(wǎng)過濾）水質(zhì)要求不高，如某些工業(yè)冷卻用水，只要求去除粗大雜質(zhì)。原水混凝沉淀或澄清過濾消毒一般進(jìn)水濁度不大于20003000NTU，短時間內(nèi)可達(dá)500010000NTU原水接觸過濾消毒進(jìn)水濁度一般不大于25NTU，水質(zhì)較穩(wěn)定且無藻內(nèi)繁殖 原水混凝沉淀過濾消毒（洪水期）原水自然預(yù)沉接觸過濾消毒（平時）山溪河流。水質(zhì)經(jīng)常清晰，洪水時含泥沙量較高原水混凝氣浮過濾消毒經(jīng)常濁度較低，短時間不超過100NTU原水（調(diào)蓄預(yù)沉或自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉）混凝沉淀或澄清過濾消毒高濁度水二級沉淀（澄清）工藝，適用于含沙量大、砂峰持續(xù)時間較長的原水處理原水混凝氣?。ǔ恋恚?/p>

10、過濾消毒經(jīng)常濁度較低，采用氣浮澄清；洪水期濁度較高，則采用沉淀工藝2.4 水處理工藝的選擇2.4.1 混凝劑1)混凝劑的選擇與投加(1)精制硫酸鋁 Al3(SO4)2·18H2O制造工藝復(fù)雜，水解作用緩慢；含無水硫酸鋁50%52%；適用于水溫為2040。當(dāng)PH=4-7時，主要去除有機物；PH=5.77.8時，主要去除懸浮物；PH=6.47.8時，處理濁度高，色度低（小于30度）的水。(2)粗制硫酸鋁 Al3(SO4)2·18H2O制造工藝簡單，價格低；設(shè)計時，含無水硫酸鋁一般可采用20%25%；含有20%30%不溶物，其他同精制硫酸鋁(3)硫酸亞鐵FeSO4·7H

11、2O 絮體形成較快，沉淀時間短；使用于堿度高、濁度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度較高時不宜采用；當(dāng)PH較低時，常用氯氧化物使鐵氧化成三價，腐蝕性較高(4)三氯化鐵FeCl3·6H2O不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，殘渣少。 對金屬（尤其對鐵）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料會因發(fā)熱而引起變形。原水PH=6.08.4之間為宜，當(dāng)原水堿度不足時應(yīng)加適量石灰；處理低濁水時效果不顯著(5) 聚合氯化鋁簡稱PAC凈化效率高，用藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性能好，原水濁度高時尤為顯著。溫度適應(yīng)性高，PH值使用范圍寬（PH=59），因而可調(diào)PH值。操

12、作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本低。(6)聚丙烯酰胺又名三號絮凝劑，簡寫PAM 處理高濁度水池效果顯著，既可保證水質(zhì)，又可減少混凝劑用量和沉淀池容積，目前被認(rèn)為是處理高濁水最有效的絮凝劑之一，適當(dāng)水解后，效果提高，常與其他混凝劑配合使用或作助凝劑，其單體丙烯酰胺有毒，用于飲用水凈化應(yīng)控制用量。2)混凝劑投加方式選擇(1)水泵投加采用計量泵投加，不需另設(shè)計量設(shè)備。(2)水射器投加采用水射器投加，設(shè)備簡單，使用方便，但水射器效率較低，且易磨損。(3)重力投加將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高。綜上所述，本設(shè)計采用計量泵投加混凝劑，混

13、凝劑選用精制硫酸鋁。2.4.2 混合設(shè)備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?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤幔绊懟旌闲Ч囊蛩睾芏?，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等。混凝藥劑投入原水后，應(yīng)快速、均勻的分散于水中?；旌戏绞接兴没旌稀⒐艿阑旌?、靜態(tài)混合器、機械攪拌混合、擴散混合器、跌水混合器等。表2.2 各混合方式的特點方式優(yōu)缺點適用條件水泵混合優(yōu)點：1、設(shè)備簡單 2、混合充分，效果較好3、不另消耗動能缺點：1、吸水管較多時，投藥設(shè)備要增加，安裝、管理較麻煩 2、配合加藥自動控制較困難 3、G值相對

14、較低適用于一級泵房離處理構(gòu)筑物120m以內(nèi)的水廠續(xù)表靜態(tài)混合器優(yōu)點：1、設(shè)備簡單，維護(hù)管理方便 2、不需土建構(gòu)筑物 3、在設(shè)計流量范圍，混合效果較好缺點：1、運行水量變化影響效果 2、水頭損失較大 3、混合器構(gòu)造太復(fù)雜適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠擴散混合器優(yōu)點：1、不需外加動力設(shè)備2、不需土建構(gòu)筑物 3、不占地缺點：混合效果受水量變化有一定的影響適用于中等規(guī)模的水廠跌水混合優(yōu)點： 1、利用水頭的跌落擴散藥劑2、受水量變化影響較小 3、不需外加動力設(shè)備缺點：1、藥劑的擴散不易完全均勻2、需建混合池 3、容易夾帶氣泡適用于各種規(guī)模的水廠，特別當(dāng)重力流進(jìn)水水頭有富余時機械混合優(yōu)點：1、混合效果

15、較好2、水頭損失較小 3、合效果基本上不受水量的變化影響缺點：1、需耗動能2、管理維護(hù)較復(fù)雜3、需建混合池適用于各種規(guī)模的水廠綜上所述，本設(shè)計采用靜態(tài)混合器。2.4.3 絮凝設(shè)備絮凝池形式的選擇和絮凝時間的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運行經(jīng)驗或通過試驗確定。(1)隔板式絮凝池往復(fù)式隔板絮凝池 優(yōu)點：絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便。缺點：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處礬花易破碎。適用條件：水量大于30000m3/d的水廠，水量變動小者?；剞D(zhuǎn)式隔板絮凝池 優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便。缺點：出水流量不易分配均勻，出口處易積泥。適用條件：水量大于30000m3/d的水廠

16、，水量變動小者，改建和擴建舊池時適用。(2)旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較小。缺點：池子較深，地下水位高處施工較困難，絮凝效果較差。適用條件：一般用于中小型水廠。(3)折板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小。缺點：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價較高。適用條件：流量變化較小的中小型水廠。(4)渦流式絮凝池優(yōu)點：絮凝時間短，容積小，造價較低。缺點：池子較深，錐底施工較困難，絮凝效果較差。適用條件：水量小于30000m3/d的水廠。(5)網(wǎng)格、柵條絮凝池優(yōu)點：絮凝池效果好，水頭損失小，凝聚時間短。缺點：末端池底易積泥。(6)機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，可適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。缺

17、點：需機械設(shè)備和經(jīng)常維修。適用條件：大小水量均適用，并能適應(yīng)水量變動較大者。(7)懸浮絮凝池加隔板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失較小，造價較低。缺點：斜擋板在結(jié)構(gòu)上處理較困難，重顆粒泥砂易堵塞在斜擋板底部。綜上所述，由于水廠水量變化不大，水量為9.5萬m3/d，故采用網(wǎng)格絮凝池。2.4.4 沉淀池選擇沉淀池類型時，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求，并考慮原水水濕變化、處理水量均勻程度以及是否連續(xù)運轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定沉淀池的個數(shù)或能夠單獨排空的分格數(shù)不宜少于2個。經(jīng)過混凝沉淀的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁度一般不宜超過10度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時，不宜超

18、過15度。設(shè)計沉淀池時需要考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水的懸浮物含量、處理水量、排泥周期和濃度等因素通過計算確定。當(dāng)沉淀池排泥次數(shù)較多時，宜采用機械化或自動化排泥裝置，應(yīng)設(shè)取樣裝置。(1)平流式沉淀池優(yōu)點：造價較低，操作管理方便，施工較簡單；對原水濁度適應(yīng)性強，處理效果穩(wěn)定，采用機械排泥設(shè)施時，排泥效果好缺點：采用機械排泥設(shè)施時，需要維護(hù)機械排泥設(shè)備；占地面積大，水力排泥時，排泥困難適用條件：一般適用于大中型水廠(2)斜管（板）沉淀池優(yōu)點：沉淀效率高，池體小，占地小缺點：斜管（板）耗材多，對原水濁度適應(yīng)性較平流池差；不設(shè)排泥裝置時，排泥困難，設(shè)排泥裝置時，維護(hù)管理麻煩

19、適用條件：尤其適用于沉淀池改造擴建和挖潛(3)豎流式沉淀池優(yōu)點：排泥較方便，占地面積小缺點：上升流速受顆粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果較差，施工較平流式困難適用條件：一般用于小型凈水廠，常用于地下水位較低時(4)輻流式沉淀池優(yōu)點：沉淀效果好缺點：基建投資大，費用高，刮泥機維護(hù)管理較復(fù)雜，金屬耗量大，施工較困難適用條件：一般用于大中型凈水廠，在高濁度水地區(qū)，作預(yù)沉淀池結(jié)合優(yōu)缺點，本設(shè)計采用平流式沉淀池。2.4.5 濾池供生活飲用水的濾池出水水質(zhì)經(jīng)消毒后應(yīng)符合現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；供生產(chǎn)用水的過濾池出水水質(zhì)，應(yīng)符合生產(chǎn)工藝要求；濾池形式的選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)計生產(chǎn)能力、原水水質(zhì)和工藝流程

20、的高程布置等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。(1)普通快濾池單層砂濾料 優(yōu)點：材料易得，價格低；大阻力配水系統(tǒng)，單池面積較大，可采用減速過濾，水質(zhì)好；缺點：閥門多，價格高，易損壞，需設(shè)有全套沖洗設(shè)備；適用條件：一般用于大中水廠，單池面積不宜大于100m2。無煙煤石英砂雙層濾料 優(yōu)點：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質(zhì)好，沖洗用水少；缺點：濾料價格高，易流失；沖洗困難，易積泥球；適用條件：使用于大中型水廠，宜采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于100m2，需要采用助沖設(shè)施。砂煤重質(zhì)礦石三層濾料 優(yōu)點：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質(zhì)好，沖洗用水少;缺點：濾

21、料價格高，易流失；沖洗困難，易積泥球;適用條件：使用于中型水廠，宜采用中阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于50-60m2，需要采用助沖設(shè)施。(2)V型濾池優(yōu)點：采用氣水反沖洗，有表面橫向掃洗作用，沖洗效果好，節(jié)水；配水系統(tǒng)一般采用長柄濾頭沖洗過程自動控制；缺點：采用均質(zhì)濾料，濾層較厚，濾料較粗，過濾周期長；適用條件：適用于大中型水廠。(3)虹吸濾池優(yōu)點：不需大型閥門，易于自動化操作，管理方便；缺點：土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，池深大單池面積小，沖洗水量大；等速過濾，水質(zhì)不如變速過濾；適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2(4)雙閥濾池(單層砂濾料)優(yōu)點：材料易得，價格低，大阻力配水系統(tǒng)，單池面

22、積可大，可采用減速過濾，水質(zhì)好，減少兩只閥門；缺點：必須有全套沖洗設(shè)備，增加形成虹吸的抽氣設(shè)備適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2。(5)移動罩濾池(單層砂濾料) 優(yōu)點：造價低，不需要大型閥門設(shè)備，池深淺，結(jié)構(gòu)簡單；自動連續(xù)運行，不需沖洗設(shè)備；占地少，節(jié)能；結(jié)合優(yōu)缺點，本設(shè)計采用V型濾池。2.4.6 消毒(1)液氯消毒優(yōu)點：經(jīng)濟有效，使用方便，PH值越低消毒作用越強，在管網(wǎng)內(nèi)有持續(xù)消毒殺菌作用；缺點：氯和有機物反映可生成對健康有害的物質(zhì)。(2)漂白粉消毒優(yōu)點：持續(xù)消毒殺菌；缺點：漂白粉不穩(wěn)定，有效氯的含量只有其20%25%。(3)二氧化氯消毒優(yōu)點：對細(xì)菌、病毒等有很強的滅活

23、能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及鐵、錳、酚等物質(zhì)；缺點：ClO2本身和副產(chǎn)物ClO2-對人體血紅細(xì)胞有損害。(4)臭氧消毒優(yōu)點：殺菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，操作簡單，管理方便；缺點：不能解決管網(wǎng)再污染的問題，成本高；綜合上述優(yōu)缺點，鑒于液氯消毒目前使用最為廣泛，經(jīng)濟有效，使用方便，所以本設(shè)計采用液氯消毒。本設(shè)計取水水源為水量充沛，水質(zhì)良好的水源，故此所選凈水工藝流程為：城市管網(wǎng)二級泵房平流沉淀池原水管式靜態(tài)混合器網(wǎng)格絮凝池V型濾池液氯消毒清水池圖2-1 凈水工藝流程圖第三章 凈水構(gòu)筑物的計算3.1 設(shè)計水量本設(shè)計處理水量為Q=95000 m3/d，水廠自

24、用水量占5，故設(shè)計總進(jìn)水量為Q=95000×1.05=99750m3/d=4156.25 m3/h=1.15 m3/s。3.2 藥劑投配設(shè)備設(shè)計1 溶液池容積 = =26.978m30m3 式中：a混凝劑的最大投加量，本設(shè)計取20mg/L； Q設(shè)計處理的水量，m3/d； c溶液濃度（按商品固體重量計），一般采用5%-20%，本設(shè)計取10%； n每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置2個，每個容積為W1（一備一用），以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為L×B×H=3×2.5×2.0，高度中包括超高0.3m

25、，沉渣高度0.3m，置于室內(nèi)地面上。溶液池實際有效容積：W1=L×B×H=3.0×2.5×1.4=10.5m，滿足要求。池旁設(shè)工作臺，寬1.0-1.5m，池底坡度為0.02。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。2 溶解池容積 W2=（0.20.3）W1=0.2 9.96=1.99m3=2.00m3 式中： 溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本設(shè)計取0.2。溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：L×B×H=2.0×1.5×1.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。 溶解池實際有效容

26、積：= L×B×H=2.0×1.5×0.7=2.1 m 溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量：查水力計算表得放水管管徑149mm，相應(yīng)流速v=1.21m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。3 投藥管投藥管流量q=0.23L/S查水力計算表得投藥管管徑d20mm，相應(yīng)流速為0.53m/s。4 計量投加設(shè)備本設(shè)計采用計量泵投加混凝劑。計量泵每小時投加藥量:q=0.83 m/h式中：溶液池容積，m3。計量泵型號為J-D1000/3.2，選

27、用兩臺，一備一用。5藥庫的設(shè)計(1)藥劑倉庫與加藥間宜連接在一起，存儲量一般按最大投加量期的1個月用量計算。(2)倉庫除確定的有效面積外，還要考慮放置泵稱的地方，并盡可能考慮汽車運輸方便，留有1.5米寬的過道。(3)應(yīng)有良好的通風(fēng)條件，并組織受潮，同時倉庫的地坪和墻壁應(yīng)有相應(yīng)的防腐措施。硫酸鋁所占體積T30=30aQ/1000=30×30×99750/1000=89775kg=89.8t硫酸鋁相對密度為1.62，則硫酸鋁所占體積為：90/1.62=55.56m3藥品堆放高度按2.0m計，則所需面積為55.56/2=27.78 m2考慮藥劑的運輸、搬運和磅秤等所占面積，這部分

28、面積按藥品占有面積的30計，則藥庫所需面積為：27.78×1.3=36.11 m2，設(shè)計中取40 m2藥庫平面尺寸?。?.0×8.0m。3.3 混合設(shè)備的設(shè)計本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進(jìn)行混合。設(shè)計總進(jìn)水量為Q=95000×1.05=99750m3/d，水廠進(jìn)水管采用兩條，每根進(jìn)水管內(nèi)的流量為99750/2=49875 m3/d=0.58 m3/s根據(jù)水頭損失的計算公式h=0.1184n式中：h水頭損失（m）； Q處理水量（m/s）； d管道直徑（m）； n混合單元（個）。設(shè)計中取d=0.7m，Q=0.58m/s，當(dāng)h為0.5時，需2.6個靜態(tài)混合器，當(dāng)h

29、為0.6時，需3.1個靜態(tài)混合器，據(jù)給排水設(shè)計手冊第三冊當(dāng)管道流速為1.01.5m/s分節(jié)數(shù)為23節(jié)段h 應(yīng)為0.50.8m，故選DN700內(nèi)設(shè)3個混合單元的靜態(tài)混合器。加藥點設(shè)于靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均布。則進(jìn)水管內(nèi)流速為1.51m/s，靜態(tài)混合器的水頭損失為：h=0.1184n=0.1184×0.582×3/0.74.4=0.57m原水管道藥劑混合單元體靜態(tài)混合器圖3-1 管式靜態(tài)混合器簡圖3.4 絮凝設(shè)施的設(shè)計本設(shè)計選用網(wǎng)格絮凝池。3.4.1 設(shè)計水量絮凝池分為兩個系列，每個系列設(shè)計水量為0.58 m3/s。

30、3.4.2 池體設(shè)計絮凝時間為15分鐘，得絮凝的有效容積為：V=0.58×12×60=417.6m3設(shè)平均水深為3.5m，得池的面積為：A=119.3m2豎井流速取為0.12m/s，得單格面積為：f=4.83 m2設(shè)每格為方形，邊長為2.2m,每格面積為4.84 m2，由此得分格數(shù)為：n=24.65取為25實際絮凝時間為:t=730.2s絮凝池有效水深為3.5m，取超高為0.3m，泥斗深度為0.6m，得池的總高度為：H=3.5+0.3+0.6=4.4m從絮凝池到沉淀池的凈寬為0.2m，則單組絮凝池長：5×2.2+6×0.2=12.2m寬：5×2

31、.2+6×0.2=12.2mQ=0.58 m3/s，取流速為1.0 m/s，則進(jìn)水管管徑為：D=0.86m，采用DN900的鑄鐵管。過水孔洞流速按進(jìn)口0.3 m/s遞減到出口0.1 m/s（給水工程P285表15-3）計算，得各過水孔洞的尺寸3如下：表3-1分格編號12345678孔洞高×寬m0.87×2.20.87×2.20.98×2.21.05×2.21.15×2.21.26×2.21.39×2.21.39×2.2分格編號910111213141516孔洞高×寬m1.39×

32、;2.21.46×2.21.46×2.21.55×2.21.55×2.21.65×2.21.76×2.21.88×2.2分格編號171819202122孔洞高×寬m1.88×2.21.88×2.21.95×2.22.03×2.21.32×2.20.63×4.63.4.3 內(nèi)部水頭損失16段為前段，其豎井之間孔洞流速為0.300.20m/s，水過網(wǎng)孔流速為0.250.30m/s (給水工程P285表15-3）；715段為中段，其豎井之間孔洞流速為0.200.

33、15m/s，水過網(wǎng)孔流速0.220.35m/s (給水工程P285表15-3）；前段：網(wǎng)格孔眼尺寸為80×80mm，取網(wǎng)孔流速為v1=0.30m/s，凈空斷面為：A2=0.58/0.30=1.93m2每個網(wǎng)格的孔眼數(shù)為：1.93/0.082=302前段共設(shè)網(wǎng)格16塊，前段網(wǎng)格水頭損失為：h前1=n1v2/2g=0.073m式中：h前1前段網(wǎng)格水頭損失，m； 1網(wǎng)格阻力系數(shù)，此處取為1； v網(wǎng)孔流速，m/s； n網(wǎng)格數(shù)目。前段孔洞水頭損失為：h前2=2v2/2gh前2=3×（0.32+0.32+0.272+0.252+0.232+0.212）/2g =0.063m式中：h前2

34、前段孔洞水頭損失，m； 1孔洞阻力系數(shù)，此處取為3； v孔洞流速，m/s。中段：網(wǎng)格孔眼尺寸為100×100mm，取網(wǎng)孔流速為v1=0.25m/s，凈空斷面為：A2=0.58/0.25=2.32m2每個網(wǎng)格的孔眼數(shù)為：2.32/0.12=232中段共設(shè)網(wǎng)格8塊，中段網(wǎng)格水頭損失為：h中1=n1v2/2g=0.025m式中：h中1中段網(wǎng)格水頭損失，m； 1網(wǎng)格阻力系數(shù)，此處取為1； v 網(wǎng)孔流速，m/s； n 網(wǎng)格數(shù)目。中段孔洞水頭損失為：h中2=2v2/2gh中2=3×（0.192+0.192+0.192+0.182+0.182+0.172+0.172+0.162+0.15

35、2）/2g =0.043m式中：h中2中段孔洞水頭損失，m； 1孔洞阻力系數(shù)，此處取為3； v孔洞流速，m/s。后段：不設(shè)網(wǎng)格，孔洞水頭損失為：h后=3×（0.142+0.142+0.142+0.1352+0.132+0.12+0.12）/2g =0.017m絮凝池總水頭損失為：h= h前1+ h前2+ h中1+ h中2+ h后h=0.073+0.063+0.025+0.043+0.017=0.221m3.4.4 核算實際絮凝時間為t=730.2s1.前段停留時間t1=6t/25=175.2sh前=0.073+0.063=0.136mG1=87.22s-1式中：h水頭損失，m； 水的

36、動力粘度，Pa·s； T停留時間，s。2.中段停留時間t2=9t/25=262.9sh中=0.025+0.043=0.068mG2=50.35s-13.后段停留時間t3=730.2-175.2-262.9=292.1sh后=0.017mG3=23.88s-1總G=54.46s-1GT=39767.66，在1×1041×105的范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求。圖3-2 絮凝池簡圖3.5 沉淀設(shè)施的設(shè)計本設(shè)計采用平流沉淀池。3.5.1 設(shè)計流量本設(shè)計采用兩組池子，每組設(shè)計流量為Q=99750/2=49875 m3/d=2078.125 m3/h=0.58 m3/s3.5.2 平

37、面尺寸計算1.單池容積為：V=QT=2078.125×1.5=3117m3式中：V沉淀池的有效容積，m3； T停留時間，h，一般采用1.03.0h，設(shè)計中取為1.5h。2.沉淀池長為：L=3.6vT=3.6×14×1.5=75.6m，采用76m。式中：L沉淀池長度，m； v水平流速，mm/s，一般采用1025 mm/s(水處理工程設(shè)計計算第五章)，設(shè)計中取為14 mm/s。3.沉淀池寬為：B=V/LH=3117/（76×3.5）=11.7m，取為12.2m式中：B沉淀池寬度，m； H沉淀池有效深度，m，一般采用3.03.5 m (水處理工程設(shè)計計算第五章

38、)，設(shè)計中取為3.5m。3.5.3 校核沉淀池長寬比為L/B=76/12.2=6.2>4，滿足要求。沉淀池長深比為L/h=76/3.5=21.7>10，滿足要求。水流截面積=6.1×3.5=21.35m2水流濕周=6.1+3.5×2=13.1m水力半徑R=21.35/13.1=1.63m弗勞德數(shù)Fr=v2/Rg=1.42/（163×981）=1.2×10-5>10-5雷諾數(shù)Re=vR/=1.4×163/0.01=22820,為紊流狀態(tài)符合設(shè)計要求。3.5.4 進(jìn)出水系統(tǒng)1.沉淀池進(jìn)水部分設(shè)計絮凝池與沉淀池之間采用穿孔花墻配水。

39、孔口總面積為A=Q/v=0.58/0.2=2.9m2.式中：A孔口總面積，m2； v孔口流速，m/s，一般取值不大于0.150.2 m/s (水處理工程設(shè)計計算第五章)，設(shè)計中取為0.2m/s 。每個孔口尺寸定為15cm×8cm，則孔口數(shù)為2.9/（0.15×0.08）=242個。進(jìn)口水頭損失為：h1=v12/2g=0.004m式中： h1進(jìn)口水頭損失，m； 孔洞阻力系數(shù)，此處取為2。為了安全，此處取為0.05m。2.沉淀池的出水部分設(shè)計沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形。溢流堰的總堰長為：l=Q/q式中： l溢流堰的總堰長，m； q溢流堰的堰上負(fù)荷，m3/(m&

40、#183;d)，一般不大于500 m3/(m·d)。設(shè)計中取溢流堰的堰上負(fù)荷q=250 m3/(m·d)l=Q/q=2078.125×24/250=199.5m，取為200m出水堰采用指形堰，共5條，雙側(cè)集水，匯入出水總渠。出水堰的堰口標(biāo)高能通過螺栓上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)水位變化。出水堰起端水深為：h2=1.73=1.73=0.57m式中：h2 出水渠起端水深，m； B渠道寬度，取為1.0m。出水渠道的總深度設(shè)為0.8m，跌水高度0.23m。渠道內(nèi)水流速度為：v2=Q/(bh2)=0.58/(1.0×0.57)=1.02m/s沉淀池的出水管管徑初定為DN800

41、，此時管內(nèi)流速為v3=4Q/(D2)=4×0.58/(3.14×0.8×0.8)=1.13m/s3.沉淀池的放空管沉淀池放空時間按3h計，則放空管直徑為d=0.335m采用DN=350mm。4.排泥設(shè)施選擇沉淀池底部設(shè)泥斗，污泥斗深0.6m。采用機械排泥。5.沉淀池總高度13H總=h3+h4+H=0.5+0.6+3.5=4.6m式中：H總沉淀池總高度，m； h3 沉淀池超高，m，一般采用0.30.5m，設(shè)計中取為0.5m； h4 泥斗高度，m。圖3-3 平流沉淀池簡圖3.6 過濾設(shè)施的設(shè)計本設(shè)計采用V型濾池。3.6.1 設(shè)計數(shù)據(jù)的選用濾速v=12m/h；第一步氣沖

42、沖洗強度q氣1=15L/（s·m2）,第二步氣-水同時反沖，空氣強度q氣2=15L/（s·m2），水強度q水1=4L/（s·m2），第三步水沖強度q水2=5L/（s·m2）；第一步氣沖時間t1=3min，第二步氣水反沖時間t2=4min，單獨水反沖時間t3=5min，沖洗時間共計t=12min=0.2h；反沖洗周期T=48h；反沖橫掃強度1.8 L/（s·m2）。3.6.2 池體設(shè)計1.池體工作時間tt=24-t=24-0.1=23.9h2.濾池面積F濾池總面積為：F=347.8m23.濾池的分格為節(jié)省占地選雙格V型濾池，池底板用混凝土，單格寬

43、B=3.5m，長L=13m，面積45.5m2。濾池數(shù)N=4個，每座濾池面積f=94m2，總面積376 m2，兩兩合建共2組。4.校核強制濾速v=16 m/h<17 m/h，滿足要求。5.濾池高度的確定濾池超高H5=0.3m濾層上的水深H4=1.5m濾料層厚H3=1.0m濾板厚H2=0.13m濾板下布水區(qū)高度H1=0.9m則濾池總高為：H=H1+ H2+ H3+ H4+ H5=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m6.水封井的設(shè)計濾池采用單層加厚均粒濾料，粒徑0.951.35mm，不均勻系數(shù)1.21.6.均粒濾料層的水頭損失按下式計算：H1=180l0v式中：H1水流通過清潔

44、濾料層的水頭損失，cm； 水的運動黏度，cm2/s； g重力加速度，取為981 cm/s2；m0濾料孔隙率，取為0.5；d0 與濾料體積相同的球體直徑，取為0.1cm；l0濾層厚度，cm,取為100cm；v濾速，cm/s；濾料顆粒球度系數(shù)，取為0.8。故H1=19.11cm。每次反沖洗后剛開始過濾的水頭損失為H2=0.52m。為保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料層相同。設(shè)計水封井平面尺寸2m×2m，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高H水=0.3+ H1+ H2+ H3=0.3+0.9+0.13+1.0=2.33m每座濾池過濾水量：Q單=vf=1

45、2×94=1128m3/h=0.31 m3/s水封井出水堰堰上水頭為：h水=Q單/（1.84b堰）2/3=0.31/（1.84×2）2/3=0.19m則反沖洗結(jié)完畢，清潔濾料層過濾時，濾池液面比濾料層高0.19+0.52=0.71m。3.6.3 反沖洗管渠系統(tǒng)設(shè)計反沖洗系統(tǒng)選用長柄濾頭配水配氣系統(tǒng)1.反沖洗用水量的計算Q反= q水2f=5×94=470L/s=0.47 m3/s=1692 m3/hV型濾池反沖洗時表面掃洗同時進(jìn)行，其流量為：Q表= q表f=0.0018×94=0.17 m3/s2.反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管（渠）進(jìn)口流速應(yīng)為1.5m

46、/s左右，配水干管（渠）的截面積A= Q反/v進(jìn)=0.47/1.5=0.31m2反沖洗配水干管用鋼管，DN600，流速1.61m/s。反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部的布水區(qū)。反沖洗水通過布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值。配水支管流速或孔口流速為11.5m/s左右，取v支=1.0m/s，則配水支管（渠）的截面積為：A支= Q反/v支=0.47/1.0=0.47m2此即配水方孔總面積。沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置20個配水方孔，共40個，孔中心間距0.65m，每個孔口面積：A孔=0.47/40=0.01m2每個孔口尺寸取0.1m×0

47、.1m。3.反沖洗用氣量的計算Q氣= q氣f=15×94=1410L/s=1.41 m3/s4.配氣系統(tǒng)的斷面計算配氣干管（渠）進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管（渠）的截面積A氣1= Q反氣/v氣進(jìn)=1.41/5=0.28m2反沖洗配氣干管用鋼管，DN600，流速5m/s。反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部的布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計40個。反沖洗用空氣通過布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_洗配氣支管的流速取值。反沖洗用配氣支管流速或孔口流速為10m/s左右，則配氣支管（渠）的截面積為：A氣2= Q反氣/v氣支=1

48、.41/10=0.15m2每個布?xì)庑】酌娣eA布=0.15/40=0.00375m2孔口直徑為0.07m。每孔配氣量為Q氣孔= Q反氣/40=1.41/40=0.0353m3/s=126.9m3/h5.氣水分配渠的斷面設(shè)計氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量Q氣水反= q水1f=4×94=376L/s=0.38 m3/s氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量Q氣= q氣f=15×94=1410L/s=1.41 m3/s氣水分配渠的氣、水流速均按相應(yīng)的配水、配氣干管流速取值。則氣水分配干渠的截面積A氣水= Q氣水反/v進(jìn)+ Q反氣/v氣進(jìn)=0.38/1.5+1.41/5=0.54m23.

49、6.4 濾池管渠布置1.反沖洗管渠（1）氣水分配渠氣水分配渠起端寬取0.4m，高取1.5m，末端寬取0.4m，高取1.0m。則起端截面積0.6m2，末端截面積0.4m2。兩側(cè)沿程各布置40個配水方孔和40個配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為0.54/40=0.014 m2<末端截面積0.4 m2，滿足要求。（2）排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m，則排水集水槽起端槽高H起= H1+ H2+ H3+0.5-1.5=0.9+0.13+1.0+0.5-1.5=1.03m式中H1、 H2、 H3同前，1.5m為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端高H末= H1+ H2+ H3+0

50、.5-1.0=0.9+0.13+1.0+0.5-1.0=1.53m式中H1、 H2、 H3同前，1.0m為氣水分配渠末端高度。底坡i=（1.53-1.03）/L=0.5/13=0.0385（3）排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高h(yuǎn)1=0.73m，槽寬b槽=0.4m，n=0.013水流截面積=0.4×0.73=0.292m2水流濕周=0.4+0.73×2=1.86m水力半徑R=0.292/1.86=0.157m水流速度v=R2/3i1/2/n= （0.1572/3×0.03851/2）/0.013=4.37m/s過流能力Q排集=v=0.292&#

51、215;4.37=1.27m3/s實際過水量Q水= Q反+ Q表=0.47+0.17=0.64 m3/s<過流能力Q排集=1.27m3/s2.進(jìn)水管渠(1)進(jìn)水總渠四個濾池分成獨立的兩組，每組進(jìn)水總渠過水流量按強制過濾流量設(shè)計，流速0.81.2 m/s，則強制過濾流量為：Q強=（99750/3）×2=66500m3/d=0.77 m3/s進(jìn)水總渠水流斷面積為：A進(jìn)總= Q強/ v進(jìn)總=0.77/1.0=0.77m2進(jìn)水總渠寬1.0m，水面高0.8m。(2)每座濾池的進(jìn)水孔每座濾池由進(jìn)水側(cè)壁開三個進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過這三個進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時關(guān)閉，中間進(jìn)

52、水孔孔口設(shè)手動調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時不關(guān)閉，供給反洗表掃用水。調(diào)節(jié)閥門的開啟度，使其在反沖洗時的進(jìn)水量等于表掃水用水量?？卓诳偯娣e按濾池強制過水量設(shè)計，孔口兩側(cè)水位差取0.1m，則孔口總面積為：A孔= Q強/（0.8）=0.77/（0.8）=0.69 m2中間孔口面積按表面掃洗水量設(shè)計：A中孔=A孔（Q表/ Q強）=0.69×（0.17/0.77）=0.15 m2孔口寬B中孔=0.39m兩個側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個側(cè)孔面積為：A側(cè)=（A孔- A中孔）/2=（0.69-0.15）/2=0.27 m2孔口寬B孔=0.52m（3）每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來

53、的渾水經(jīng)過寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬b寬頂=5m，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m。堰上水頭為：h寬頂=Q強/(1.84b寬頂)2/3=0.77/(1.84×5)2/3=0.19m(4)每座濾池的配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過寬頂堰流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽。濾池配水渠寬b配渠=0.5m,渠高1m，渠長等于濾池總寬，則渠長L配渠=7m。當(dāng)渠內(nèi)水深為h配渠=0.6m時，流速為：v配渠= Q強/（2b配渠h配渠）=0.77/（2×0.5×0.6）=1.2 m/s滿足要求。（5

54、）配水渠過水能力校核水力半徑R配渠= b配渠h配渠/（2 h配渠+b配渠）=0.5×0.6/（2×0.6+0.5）=0.18m水力坡降i配渠=(nv配渠/R配渠2/3)2=(0.013×1.2/0.182/3)2=0.002渠內(nèi)水面降落量h配渠=i配渠L配渠/2=0.002×7/2=0.007m因為配水渠最高水位為h配渠+h配渠=0.6+0.007=0.607m<渠高1m故配水渠的過水能力滿足要求。3.V型槽的設(shè)計V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取d孔=0.025m，間隔0.16m,每槽共計80個。則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積A表孔=（3.14×0.0252/4）×80=0.04m2表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面hV液= Q表/（2×0.8 A表孔）2/(2g)= 0.17/（2×0.8×0.04）2/(2×9.8)=0.36m反沖洗時排水集水槽的堰上水頭為：h排槽= Q水單/