河南城建學(xué)院-水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)-凈水廠設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目： 水質(zhì)工程學(xué)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 市政與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè)： 給水排水工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2014年6月 專心-專注-專業(yè)前言給水處理廠由泵房、化學(xué)劑投加設(shè)備、水處理構(gòu)筑物、儲(chǔ)存成品水的清水池以及化驗(yàn)室等建筑物所組成。水處理構(gòu)筑物是改善水質(zhì)的主要設(shè)施。采用的處理過程和構(gòu)造形式是由原水和供水水質(zhì)以及當(dāng)?shù)毓こ虪顩r和經(jīng)濟(jì)條件決定的。以去除懸浮雜質(zhì)為主的水廠，一般采用混凝、沉淀、過濾和消毒的處理工藝。原水進(jìn)入水廠后投加混凝劑并迅速混和，接著緩慢攪動(dòng)水流，使混凝劑產(chǎn)生的反應(yīng)物和懸浮雜質(zhì)結(jié)成容易沉降的絮狀顆粒，在沉淀池中和水

2、流分離。水流再經(jīng)過濾，即清澈可用?；炷恋砗瓦^濾雖能消除一部分微生物，但遠(yuǎn)不能達(dá)到生活飲用水的細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)。在城市水廠和供生活用水的給水站,水流進(jìn)入清水池時(shí)，還須投加消毒劑,進(jìn)行消毒。沉淀和過濾中分離出來的污泥要妥善處理和處置以免污染環(huán)境。當(dāng)原水濁度較低時(shí)(如湖水)，水廠流程可以從簡(jiǎn)，原水投加混凝劑后可直接過濾，省去絮凝和沉淀。如原水濁度較高或含沙較多時(shí)，則需增加預(yù)處理，去除易沉顆粒。當(dāng)原水水質(zhì)特殊，典型的處理流程（見圖）不能使成品水質(zhì)量達(dá)到要求時(shí)，還需針對(duì)水質(zhì)選用其他處理過程，如曝氣、除鐵、除錳、預(yù)氯化(除色、臭)、氣浮(除藻)、軟化(見水的軟化)、活性炭吸附（去除有機(jī)物）以及咸水淡化和水質(zhì)穩(wěn)定

3、處理（控制水垢及腐蝕見沉積物控制、腐蝕控制）。窗體頂端ForwordFrom the pumping station to the water treatment plant, chemical dosing equipment, water treatment structures, finished water storage tank and clean laboratories and other buildings formed. Water main structure is to improve water quality facilities. Treatment proces

4、s and the structure is used in the form of raw water and the quality of water as well as local conditions and economic conditions engineering decisions. To remove suspended impurities consisting mainly of water, usually by coagulation, sedimentation, filtration and disinfection treatment process. Af

5、ter the raw water entering the water and the rapid mixing of coagulant, followed by slow stirring the water, so that the coagulant and the resulting reaction was suspended impurities settling floc particles are easily formed, and the water separated in the sedimentation tank. Water and then filtered

6、, the clear available. Although coagulation sedimentation and filtration can eliminate part of the micro-organisms, but far short of the standard of living bacteria in drinking water. When the city water works and water supply for domestic water station, water flow into the clean water tank, dosing

7、must disinfectant for disinfection. Sedimentation and filtration separated sludge to properly handle and dispose of to avoid environmental contamination.When the raw water turbidity is low (such as water), water flow can be simple, raw water after adding coagulant direct filtration, flocculation and

8、 sedimentation omitted. Such as higher raw water turbidity or sediment more, you need to increase the pre-treatment to remove heavy particles easily. When the raw water quality special, typical process flow (see Figure) can not make the finished water quality to meet the requirements, the need for w

9、ater use other processes, such as aeration, iron, manganese, pre-chlorination (except for color, smell) , flotation (algae), softening (see softened water), activated carbon adsorption (removal of organic matter) and stable water desalination and water treatment (see sediment control scale and corro

10、sion control, erosion control).目錄1 緒論11.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.2設(shè)計(jì)資料21.3設(shè)計(jì)任務(wù)22 凈水廠設(shè)計(jì)42.1水廠規(guī)模42.2凈水工藝流程的確定42.3處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇43 凈水廠計(jì)算43.1混凝劑的制備與投加63.1.1溶液池63.1.2溶解池63.1.3藥劑倉庫73.1.4投藥管73.1.5加藥間73.2混合設(shè)備的設(shè)計(jì)73.2.1設(shè)計(jì)流量83.2.2設(shè)計(jì)流速83.2.3混合單元數(shù)83.2.4混合時(shí)間83.2.5水頭損失83.2.6校核GT值83.3隔板絮凝池的設(shè)計(jì)93.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)93.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算93.3.3水頭損失103.3.4水力校核1

11、13.4斜管沉淀池的設(shè)計(jì)123.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)113.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算113.4.3集水系統(tǒng)113.4.4排泥系統(tǒng)113.4.5水力校核113.5普通快濾池的設(shè)計(jì)123.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)113.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算113.5.3洗砂排水槽113.5.4廢水渠113.5.5配水系統(tǒng)113.5.6配氣系統(tǒng)113.6消毒的設(shè)計(jì)123.6.1加藥量的確定113.6.2加氯間的布置113.7其他設(shè)計(jì)193.7.1清水池設(shè)計(jì)計(jì)算113.7.2吸水井設(shè)計(jì)計(jì)算113.7.3二級(jí)泵房設(shè)計(jì)計(jì)算113.7.4輔助建筑物面積及人員設(shè)計(jì)114 實(shí)習(xí)總結(jié)22參考文獻(xiàn)231.緒論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1、確定凈水廠設(shè)計(jì)規(guī)模2、工藝流程選擇；

12、3、水處理構(gòu)筑物選型及工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；4、平面布置，繪制水廠總平面布置圖；5、進(jìn)行水力計(jì)算與高程布置計(jì)算，繪制高程布置圖。1.2設(shè)計(jì)資料1、城市用水量 68000 m3/d。2、廠址區(qū)水文地質(zhì)資料廠址區(qū)土質(zhì)為亞粘土，冰凍深度-0.3m，地下水位為-6m，年降水量1500 mm，年最高氣溫38.5，最低氣溫-10，年平均氣溫20，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)。3、廠址區(qū)地形資料廠址區(qū)地形平坦，地面標(biāo)高148.00m。地形比例1:500， 按平坦地形和平整后的設(shè)計(jì)地面高程32.00m設(shè)計(jì)，水源取水口位于水廠東北方向150m，水廠位于城市北面1km。4、水源資料水源為地面水源，水量充沛；河流最高水位145m，最低水

13、位136m，常水位140m。水質(zhì)符合飲用水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，濁度為 400 度。5、工程地質(zhì)資料(1)地質(zhì)鉆探資料表土砂質(zhì)粘土細(xì)砂中砂粗砂粗砂礫石粘土砂巖石層1m1.5m1 m2 m0.8m1 m2 m土壤承載力:20 t/m2.(2)地震計(jì)算強(qiáng)度為186.2kPa。(3)地震烈度為9度以下。(4)地下水質(zhì)對(duì)各類水泥均無侵蝕作用。6、氣象資料該市位于亞熱帶，氣候溫和，年平均氣溫15.90C，七月極端最高溫度達(dá)390C，一月極端最低溫度15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日數(shù)117.6天，歷年最大日量降雨量328.4mm。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北偏北（NNE），靜風(fēng)頻率為12，年平均風(fēng)速為

14、3.4m/s。土壤冰凍深度：0.4m。1.3 設(shè)計(jì)原則水廠的設(shè)計(jì)原則：1. 水處理構(gòu)筑物的處理能力，應(yīng)以最高日用水量加水廠自用水量來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以原水水質(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)水廠自用水一般采用供水量的5%10%，必要時(shí)可通過計(jì)算確定；2. 水廠應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等因素對(duì)近期工程亦作分期建造的安排。對(duì)于擴(kuò)建、改建工程，應(yīng)從實(shí)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(jì)中應(yīng)考慮個(gè)構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗及部分停止工作時(shí)，仍能滿足用水要求。主要設(shè)備應(yīng)有備用量；

15、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，在涉及允許范圍內(nèi)提高運(yùn)行負(fù)荷；4. 水廠機(jī)械化和自動(dòng)化程度，應(yīng)本著提高科學(xué)管理水平和增加效益的原則，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善確定，逐部提高。5. 設(shè)計(jì)中必須遵循設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。若采用現(xiàn)行規(guī)范未列入的新技術(shù)（新工藝、新設(shè)備和新材料），必須通過科學(xué)研究，確定行之有效，方可付諸工程實(shí)際。但對(duì)于工程實(shí)踐已經(jīng)證明確實(shí)經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)，應(yīng)積極采用。2.凈水廠設(shè)計(jì)2.1凈水廠規(guī)模設(shè)計(jì)計(jì)算得用水量為68000m³/d，水廠自用水量按5%計(jì)算，則水廠的自用水量為：Q=68000×1.05=71400m³/d

16、。根據(jù)水廠設(shè)計(jì)水量1萬5萬m³/d小型水廠，5萬10萬m³/d為中型水廠，10萬m³/d以上為大型水廠的標(biāo)準(zhǔn)可知水廠為中型水廠。2.2凈水工藝流程的確定根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB383888），原水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，綜合分析后確定工藝流程如下圖所示：消毒混凝沉淀過濾 原水 飲用水圖1 常規(guī)處理工藝2.3處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇以下為各處理構(gòu)筑物比較：混凝沉淀過濾消毒折板絮凝池平流沉淀池普通快濾池液氯優(yōu)點(diǎn)：1.流態(tài)接近推流型,水力條件好，水頭損失??；2.絮凝時(shí)間較短；3.池子體積小，絮凝效果好；缺點(diǎn)：1.構(gòu)造復(fù)雜；3.折板費(fèi)用較高；優(yōu)點(diǎn)：1.造價(jià)較低；2.

17、操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單；3.對(duì)原水濁度適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定；缺點(diǎn)：1.占地面積大；2.水力排泥時(shí)，排泥困難；優(yōu)點(diǎn)：1.含污能力大，可采用較大濾速；2.可采用減速過濾，水質(zhì)好；3.沖洗用水少；缺點(diǎn)：1.濾料易流失；2.沖洗困難，易積泥球；優(yōu)點(diǎn)：具有余氯持續(xù)消毒作用，價(jià)格或成本較底，操作簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確，不需要龐大的設(shè)備；網(wǎng)格絮凝池斜管沉淀池移動(dòng)罩濾池二氧化氯優(yōu)點(diǎn)：1.反映效果好2.水頭損失小3.絮凝時(shí)間短缺點(diǎn)：存在底端積泥現(xiàn)象優(yōu)點(diǎn)：1.增加沉淀面積，占地面積小；2.沉淀效率高；缺點(diǎn)：1.藥耗略高； 2.運(yùn)行管理水平要求較高；優(yōu)點(diǎn):1.造價(jià)低,池深淺；2.能自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，不需另設(shè)反沖洗水塔（泵）

18、；3.節(jié)約用地、用電；缺點(diǎn):1.設(shè)移動(dòng)沖洗設(shè)備,對(duì)機(jī)械加工材質(zhì)要求較高；2.平均設(shè)計(jì)濾速不宜過高；優(yōu)點(diǎn)：1.對(duì)于水中病毒，隱孢菌等微生物的抑制作用要強(qiáng)于氯氣；2.易于制??；缺點(diǎn)：1.極易揮發(fā)，因此不能貯存；2.比較危險(xiǎn)；隔板絮凝池脈沖澄清池虹吸濾池紫外線優(yōu)點(diǎn)：1.反映效果好；2.構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：1.水頭損失大；2.折轉(zhuǎn)處絮粒易破碎：3.出水流量不易分配均勻；優(yōu)點(diǎn)：1.機(jī)械設(shè)備較為簡(jiǎn)單； 2.混合充分,布水均勻；3.池深較淺,便于布置；缺點(diǎn)：1.設(shè)備復(fù)雜，故障時(shí)沉淀效果將受影響； 2.操作管理要求較高,排泥不好時(shí)影響處理效果；3.對(duì)原水水質(zhì)水量適應(yīng)性差；優(yōu)點(diǎn)：1.含污能力高，出水水質(zhì)穩(wěn)

19、定；2.不需另設(shè)反沖洗水塔（泵）；3.管理方便，易于自動(dòng)化；4.不出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象；缺點(diǎn)：1.土建構(gòu)造復(fù)雜；2.池深大，反沖洗不好控制；3.等速過濾，水質(zhì)不如減速過濾；優(yōu)點(diǎn)：1.殺菌效率高；2.接觸時(shí)間短；3.不改變水的物理化學(xué)性質(zhì)；缺點(diǎn)：1.沒有持續(xù)消毒作用；2.電耗較高；機(jī)械攪拌絮凝池氣浮池雙閥濾池臭氧消毒優(yōu)點(diǎn)：1.反映效果好，節(jié)省藥劑；2.水頭損失??；3.適應(yīng)水質(zhì)、水量變化；缺點(diǎn)：1.需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修；優(yōu)點(diǎn)：1.對(duì)凝聚的要求可適當(dāng)降低；2.單位面積產(chǎn)水量高；3.池子容積小，造價(jià)低；缺點(diǎn)：1.電耗較大；2.泥渣浮于水面，水廠環(huán)境較差；優(yōu)點(diǎn)：1.材料易得，價(jià)格低；2.大阻力配水系統(tǒng)，單池面

20、積可大；3.可采用減速過濾，水質(zhì)好；缺點(diǎn)：1.增加形成虹吸的抽氣設(shè)備；優(yōu)點(diǎn)：1.殺菌和除病毒效果好；2.接觸時(shí)間短；3.不會(huì)生成有機(jī)氯化物；缺點(diǎn)：1.設(shè)備復(fù)雜，耗電量大；2.沒有持續(xù)消毒作用；表2-1 凈水構(gòu)筑物比較從技術(shù)先進(jìn)性而言，折板絮凝池是格板絮凝池的發(fā)展和改進(jìn)，絮凝效果更好，是一種新工藝。斜管沉淀池是淺池沉淀理論的具體應(yīng)用，是對(duì)傳統(tǒng)沉淀工藝一次突破；從技術(shù)可靠性而言, 移動(dòng)罩沖洗濾池的罩體與隔墻間的密封一旦失效, 濾池?zé)o法反沖洗；從經(jīng)濟(jì)上定性比較,脈沖澄清在工藝上相當(dāng)與折板絮凝池和斜管沉淀池，很明顯前者占地面積。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮，以下為確定凈水廠工藝流程：原水混凝劑消毒劑清水池

21、普通快濾池斜管沉淀池隔板絮凝池混合二級(jí)泵房用戶圖2 凈水廠處理工藝流程3.凈水廠計(jì)算3.1 混凝劑的制備與投加設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)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(dòng)強(qiáng)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，防止攪拌溶液時(shí)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。3.1.1溶液池W1=aQ417bn式中a混凝劑最大投加量，mg/L Q處理水量，m³/h c溶

22、液濃度，取10% n每日調(diào)制次數(shù)，取n=2則W1=60××10×2×24=21.4m³溶液池分兩格，每格有效容積為11m³，有效高度為1.5m，超高0.3m，每格實(shí)際尺寸為2.4m×2.4m×1.8m，置于室內(nèi)地面上。3.1.2溶解池W2=0.3W2=0.3×21.4=6.42m³溶解池分2格，每格容積為3.2m³，有效高度為1m，超高0.3m，設(shè)計(jì)尺寸為1.5m×1.5m×1.4m，池底坡度采用2.5%。溶解池的放水量采用t=15min，則放水量：q=W260t=

23、6.42××15=7.1L/s，查水里計(jì)算表得放水管徑d0=100mm，相應(yīng)流速為0.92m/s。溶解池?cái)嚢柩b置采用機(jī)械攪拌：中心固定式平槳板式攪拌機(jī)，槳直徑為750mm，槳板深度1400mm，質(zhì)量200kg。溶解池置于地下，池頂高出室內(nèi)地面0.5m。溶解池和溶液池材料都采用鋼筋混凝土，內(nèi)壁襯以聚乙烯板。3.1.3藥劑倉庫混凝劑為聚合氯化鋁，每袋質(zhì)量40kg，每袋規(guī)格0.5m×0.4m×0.2m，藥劑堆放高度1.5m，藥劑儲(chǔ)存期為30d。聚合鋁的袋數(shù)：N=Q×24×n×t1000×w=2975×24

24、15;60××40=3213袋，藥劑堆放面積：A=NvH(1-e)=3213×0.5×0.4×0.21.5×(1-0.2)=107.1，取110m³，倉庫平面尺寸為：B×L=11m×10m，室內(nèi)高4.5m，用人力手推車投藥。 自來水投加設(shè)備計(jì)量設(shè)備溶液池溶解池 提升 至投加點(diǎn)絮凝劑 圖3 投藥系統(tǒng)組成示意圖3.1.4投藥管q=W2×2××60×60=6.42×2××60×60=0.15L/s查水力計(jì)算表得投藥管管徑d=25mm

25、，相應(yīng)流速為0.6m/s。3.1.5加藥間尺寸：兩個(gè)溶液池，兩個(gè)溶解池，一個(gè)藥劑倉庫。面積：2×6+2.5×2+11×10=127m³3.2 混合設(shè)備的設(shè)計(jì)管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實(shí)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(diǎn)，它是有二個(gè)一組的混合單元件組成，在不需外動(dòng)力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對(duì)分流、交叉混合和反向旋流三個(gè)作用，混合效益達(dá)90-95%，構(gòu)造如圖3所示。根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)凈水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選堿式氯化鋁為混凝劑。最大投加量為60mg/L，最低5mg/L，平均15mg/L，投加濃度為10%，投藥

26、設(shè)備采用計(jì)量泵投加的方式。采用隔膜式計(jì)量泵，不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，可通過改變計(jì)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(dòng)控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用熱浸鍍鋅管式混合器。圖4 管式靜態(tài)混合器3.2.1設(shè)計(jì)流量 Q=×3600=0.83m³/s3.2.2設(shè)計(jì)流速靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)管處，設(shè)計(jì)流速1.08m/s，則管徑為D=4QV=4×0.83×1.08=0.95m，取1000mm，則實(shí)際流速v=1.07m/s。3.2.3混合單元數(shù)N2.36v-0.5D-0.3=2.361.070.510.3=2.28取N=3，則混合器長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.1ND=1

27、.1×1×3=3.3m。3.2.4混合時(shí)間T=Lv=3.31.07=3.08s3.2.5水頭損失h=0.1184Q2d4.4式中Q流量，m³/s d進(jìn)水管管徑，m n混合單元數(shù)則h=0.1184×3×0.83/1=0.3m3.2.6校核GT值G=hT=9800×0.31.14×10-3×3.08=915.05s-1 (G700-1000s-1)GT=915.05×3.08=2818.4（2000，符合水力條件要求）3.3 隔板絮凝池的設(shè)計(jì)混凝設(shè)施采用隔板絮凝池，池中的隔板起到攪拌作用，攪拌的強(qiáng)度由水的流速

28、和隔板數(shù)控制。設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。水流沿隔板間通道往復(fù)流動(dòng)，流動(dòng)速度逐漸減小，這種形式成為往復(fù)式絮凝池。3.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)(1)絮凝池寬長(zhǎng)比：Z=B/L=1.2（如圖4）(2)廊道內(nèi)流速采用6段：v1=0.6m/s，v2=0.5m/s，v3=0.45m/s，v4=0.4m/s，v5=0.35m/s，v6=0.3m/s(3)絮凝時(shí)間T=20min(4)池內(nèi)平均水深：H1=1.2m(5)超高H2=0.3m，池?cái)?shù)n=2,(6)Q=71400m³/d=2975m³/h 圖5 隔板絮凝池平面圖3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算(1)絮凝池有效容積V=QT60=2975×2060=992

29、m³(2)絮凝池分兩格，每池面積F=WnH1=9922×1.2=413(3)隔板間凈距之和L=FZ=4131.2=18m(4)池凈寬B=ZL=1.2×18=21.6m(5)隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分為6段，各段寬度a1=Q3600nv1H1=×2×0.6×1.2=0.57m取a1=0.6m，實(shí)際流速v=0.48m/sa2=Q3600nv2H1=×2×0.5×1.2=0.69m取a2=0.7m，實(shí)際流速v=0.41m/s同理可得：a3=0.8m，v3=0.36m/s a4=0.9m，v4=0.33m/s a

30、5=1.0m，v5=0.29m/s a6=1.15m，v6=0.25m/s(6)每一段取3條，則廊道總數(shù)為18條，絮凝池實(shí)際凈長(zhǎng)為：3(a1+a2+a3+a4+a5+a6)=15.45m采用磚砌隔板水泥砂漿抹面，設(shè)每道隔板厚為14cm，則6檔共有17道隔板，總厚度為2.38m，故絮凝池長(zhǎng)度為：L=3(a1+a2+a3+a4+a5+a6)+2.38=17.83m(7)講計(jì)算額池長(zhǎng)L=17.83m調(diào)整為18m，池內(nèi)平均水深H1=1.2m，起端水深取1.0m，終端水深取1.4m。3.3.3水頭損失按廊道內(nèi)流速的不同分段計(jì)算，然后迭加。計(jì)算水力半徑可近似采用平均流速，所以R1=a1H1a1+2H1=0

31、.6×1.20.6+2×1.2=0.23m絮凝池用水泥砂漿抹面，粗糙系數(shù)n=0.0013，根據(jù)R1及n查謝才系數(shù)C值表得C1=60.6，前5段內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)Sn均為3，故前5段各段廊道長(zhǎng)度之和：Ln=3×B=3×21.6=64.8m各段隔板轉(zhuǎn)彎處的平均流速：v0=vn/1.2即第一段v0=0.48/1.2=0.4m/s，故第一段水頭損失為：h1=S1v022g+v12C12R1L1=3×3×0.422×9.8+0.48260.42×0.23×64.8=0.09m各段水頭損失均可按上述方法計(jì)算，列表如下：段

32、數(shù)數(shù) 值SnLnRnV0nVnCnhn1364.80.232 0.400 0.4860.40.090 2364.80.262 0.342 0.4161.60.062 3364.80.289 0.300 0.3662.60.051 4364.80.314 0.275 0.3363.40.046 5364.80.338 0.242 0.2964.20.038 6243.20.370 0.208 0.2565.20.011 h=hn=0.3m表3-1 隔板絮凝池水頭損失計(jì)算表則池底坡度i=1.4-1+0.3/18=0.0393.3.4水力校核水溫20下：G=hT=1000×0.31.029

33、×10-4×60×20=49l/sGT=49×60×20=5.88×104G和GT值符合絮凝池設(shè)計(jì)的一般要求，故基本合理。3.4管沉淀池的設(shè)計(jì)3.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)沉淀池采用異向流斜管沉淀池，采用聚氯乙烯塑料片熱壓六邊形蜂窩管，內(nèi)切圓直徑d=25mm，管厚0.4mm，邊距d=30mm，水平傾角60°，采用后傾式。處理水量Q=0.83m³/s，斜管沉淀池與反應(yīng)池合建，池有效寬B為21.6m，顆粒沉降速度0=0.4mm/s，清水區(qū)上升流速v0=3.0mm/s。圖6 斜管沉淀池3.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算(1)清水區(qū)面積A0A0=Qv

34、0=0.830.003=277其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按照3%計(jì)算，則實(shí)際清水區(qū)需要面積為：A=277×1.03=285，為了配水均勻，采用清水區(qū)平面尺寸為21.6m×13.1m，進(jìn)水區(qū)沿21.6m長(zhǎng)一邊布置。(2)斜管計(jì)算長(zhǎng)度l斜管內(nèi)水流流速為：v0=vsin60°=3.00.866=3.5mm/sl=1.33v0-0sin60°0cos60°d=1.33×3.5-0.4×0.866×300.4×0.5=646mm考慮到管段紊流，積泥等因素，過渡區(qū)采用200mm。斜管總長(zhǎng)L=L+200，即846mm，按照1

35、000mm計(jì)。(3)沉淀池高度清水區(qū)高度h3=1.0m，斜管安裝高度h=1000×sin60°=0.87m，配水區(qū)高度為h2=1.5m，穿孔排泥斗槽高h(yuǎn)1=0.8m，超高h(yuǎn)4=0.3m，池子總高度為：H=h1+h2+h3+h4+h=0.8+1.5+1.0+0.3+0.87=4.47m(4)進(jìn)水采用下向流斜管進(jìn)水，斜管傾角45°，沿沉淀池21.6m側(cè)布置，下向流斜管部分短邊寬1.2m，下向流斜管過水總面積約為：f=21.6×1.2cos45°=18.3管中軸向流速v=71400×1000/24×3600×18.3=4

36、5.2mm/s，小于絮凝池出口流速，絮體不會(huì)破碎。3.4.3集水系統(tǒng)集水系統(tǒng)采用帶孔眼的集水槽(1)穿孔集水槽計(jì)算集水槽長(zhǎng)12.5m，設(shè)12條，間距1800mm，槽寬：b=0.9(q)0.4式中q每條槽的集水量，m³/s 超載系數(shù)，取=1.2 圖7 集水槽斷面圖則b=0.9×(1.2××3600×112)0.4=0.368m，取b=0.37m采用平底，槽起點(diǎn)水深H1=3Q2gb2=1.73×30.8×0.372=0.29m 槽終點(diǎn)水深H2=3Q2gb2=017m考慮槽外超高0.1m，孔上水頭0.07m，槽內(nèi)跌落0.08m，則

37、集水槽高度：H=0.1+0.07+0.08+0.29=0.54m采用鋼制集水槽，高0.5m，寬0.27m。(2)集水孔計(jì)算取集水孔d=30mm，孔上水頭0.07m，流量系數(shù)=0.62q''=2gh=0.62×4×0.032×2×9.8×0.07=0.00051m³/s每條槽的孔眼數(shù)n=0.0826/0.00051=162個(gè)，槽每邊81個(gè)孔，孔距為12.5/81=0.15m。(3)出水渠計(jì)算渠寬b=0.9(q)0.4=0.9×(1.2×0.83)0.4=0.89m，取0.9m。采用平底，起點(diǎn)水深H1=

38、3Q2gb2=1.73×31.2×0.8×0.92=0.5m 終點(diǎn)水深H2=3Q2gb2=0.47m3.4.4排泥系統(tǒng)采用穿孔排泥管，沿池寬B=21.6m橫向鋪設(shè)12條V型槽，槽寬1.8m，墻壁傾角45°，槽壁斜高1.5m，排泥管上裝快開閥門。3.4.5水力校核(1)雷諾數(shù)Re水力半徑R=d4=254=0.625cm(直徑為d的圓管，當(dāng)充滿液流時(shí)，A=d2/4,=d 故水力半徑R=A/=d/4 )當(dāng)水溫t=20時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)=0.01/s，管內(nèi)流速：v=QA0sin=0.83277×0.866=0.00035m/s=3.5mm/

39、s，因此：Re=Rv/=0.62×0.35/0.01=21.9200。水流的紊動(dòng)性小，有利于沉淀。(2)弗勞德數(shù)FrFr=v2Rg=0.3520.625×980=2.0×10-410-4，水流的穩(wěn)定性高，有利于沉淀。(3)斜管中的沉淀時(shí)間T=lv=10003.5=4.76min，在2-5min之間，符合要求。3.5過濾3.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)使用普通快濾池，采用氣水反沖洗，先氣沖3min，再水沖5min。設(shè)計(jì)濾速v1=10m/h，水沖洗強(qiáng)度q為10L/(s·)，氣沖強(qiáng)度為20 L/(s·)。3.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）濾池面積及計(jì)算：濾池工作時(shí)間為24h

40、，沖洗周期為12h，反沖洗停留時(shí)間為0.1，則濾池實(shí)際工作時(shí)間為T=24-0.1×24/12=23.8h，濾池面積為：F=QVT=×23.8=300每組濾池單格數(shù)為N=6，布置成對(duì)稱雙行排列，每個(gè)濾池面積為：f=FN=3006=50，采用濾池長(zhǎng)寬比為2，濾池設(shè)計(jì)尺寸為5m×10m，實(shí)際濾速為11.2m/h，校核強(qiáng)制濾速v2=Nv1(N-1)=6×11.2/(6-1)=13.4m/h。（2）濾池高度：承托層高：鋪設(shè)粒徑4-8mm，厚100mm的粗砂；濾料層高：采用雙層濾料，厚hn=760mm，其中無煙煤厚360mm，石英砂厚400mm；濾層上最大水深180

41、0mm，濾板厚120mm，濾頭固定板下的氣水室高度為600mm，超高300mm。則濾池高度為：H=100+760+1800+120+600+300=3680mm（3）配水系統(tǒng)：采用ABS長(zhǎng)柄濾頭，L=250mm，=20mm，每平方米設(shè)濾頭50個(gè)，每個(gè)濾池鋪設(shè)濾頭數(shù)為2500個(gè)。3.5.3洗砂排水槽洗砂排水槽中心距采用a=10/5=2m，排水槽設(shè)5根，排水槽總長(zhǎng)l0=5m，每槽排水量為：q0=ql0a=10×5×2=100L/s。采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，槽中流速采用v0=0.6m/s，排水槽斷面尺寸為：x=12ql0a1000v式中q沖洗強(qiáng)度，L/s· l0排水槽長(zhǎng)度，

42、m a兩槽中心間距，m v排水槽出口流速，取0.6m/s則x=1210×5×21000×0.6=0.2 圖8 排水槽斷面排水槽底厚度采用=0.05m，砂層最大膨脹率為50%，洗砂排水槽頂距砂面高度He為：He=ehn+2.5x+0.075即He=0.5×0.76+2.5×0.2+0.05+0.075=1m洗砂排水槽總面積為F0=2x×5×5=12，F(xiàn)0/f=12/50=0.24=24%25%，符合要求。3.5.4廢水渠為矩形斷面，渠底距排水槽高度Hc=1.733Q2gb2+0.23.5.5配水系統(tǒng)采用大阻力配水系統(tǒng)，其配水干

43、管采用方形斷面暗渠結(jié)構(gòu)。(1)總進(jìn)水管：設(shè)一條進(jìn)水管流量為0.83m³/s，管中流速為1.2m/s，則進(jìn)水管直徑為D1=4×0.831.2×=0.94m，取1000mm，每條進(jìn)水渠寬800mm，水深475mm，每個(gè)濾池進(jìn)水管流量為0.138m³/s，管中流速為0.9m/s，進(jìn)水支管管徑為D2=4×0.1380.9×=0.442m，取450mm。(2)反沖洗管流量為fq=50×10=500L/s，管中流速為2.1m/s，則管徑D3=4×0.42.1×=0.49m，取500mm，反沖洗進(jìn)水渠寬800mm，水深

44、為265mm，渠內(nèi)水位壓力流。(3)清水管清水總渠流量為0.83m³/s，渠中流速為1m/s，渠寬800mm，水深為940mm，渠內(nèi)水為壓力流，每個(gè)濾池清水管流量為0.138m³/s，流速采用1,m/s。則清水管支管管徑為D4=4×0.1381.0×=0.42m，取400mm，濾后水總管直徑為1000mm。(4)反沖洗排水排水流量為0.5m³/s，管中流速為1.5m/s，反沖洗排水管直徑為：D5=4×0.51.5×=0.65m，即650mm。承托層水頭損失為:Hw3=0.022H1q式中H1承托層厚度，H1=0.1mq沖洗強(qiáng)

45、度10L/(s·)則H1=0.022×0.1×10=0.022m 濾料層水頭損失為：hw4=砂水-1(1-m0)H2式中砂濾料的密度(kg/m³)，石英砂密度一般采用2650kg/m³ 水水的密度(kg/m³)，水=1000kg/m³ m0濾料未膨脹前的孔隙率，取m0=0.41 H2濾料未膨脹前的厚度，m，取H2=0.76m則hw4=-11-0.41×0.76=0.74m (5)沖洗泵流量和揚(yáng)程水泵流量：Q=fq=50×10=500L/s水泵揚(yáng)程：H=H0+h1+h2+h3+h4+h5式中H0排水槽頂與清

46、水池最低水位高差，取7m h1水泵壓水管和吸水管總水頭損失，取1m h2配水系統(tǒng)水頭損失，m，大阻力系統(tǒng)區(qū)4.0 h3承托層水頭損失，m，取0.14m h4砂濾層水頭損失，m，取0.7m h5富裕水頭，取1m則H=7+2+4+0.14+0.7+1=12.84m3.5.6配氣系統(tǒng)供氣方式采用空氣壓縮機(jī)通過中間儲(chǔ)氣罐送氣?？諌簷C(jī)容量為：W=(0.06qFt-VP)Kt式中q沖洗空氣強(qiáng)度，L/s· F單格濾池面積， t空氣沖洗歷時(shí)，min V儲(chǔ)氣罐容積，m³，取10m³ P儲(chǔ)氣罐可調(diào)節(jié)的壓力倍數(shù)(以絕對(duì)壓力計(jì))，取6.0 K滲漏系數(shù)，取1.1則W=(0.06×

47、20×50×5-10×6)×1.1/5=52.8m³/min配氣管直徑：氣沖強(qiáng)度為20L/(s·)，單格面積50，則空氣流量為1000L/s；10條配氣支管，管內(nèi)空氣流速為10m/s，2條配氣干管，管內(nèi)空氣流速為8m/s。配氣支管直徑為D6=4××1000×=0.36m=36mm配氣干管直徑為D7=4×10008×1000×=0.4m=40mm每格濾池內(nèi)設(shè)一根直徑為25mm的排氣孔。3.6消毒3.6.1加藥量的確定q=Qb式中q每天的投加量，g/dQ設(shè)計(jì)水量，m³/

48、d，Q=71400m³/dB加氯量，g/m³，取1g/m³則q=1.0×71400=71400g/d=71.4kg/d=2.9kg/h3.6.2加氯間的布置水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的西南部。加氯間與加氯庫采用合建的方式。中間用墻分隔開，留有供人通行的小門，加氯間平面尺寸為：長(zhǎng)7.0m，寬9.0m；氯庫平面尺寸為：長(zhǎng)11.0m，寬9.0m。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20mH2O，供加氯機(jī)投藥用；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。3.7其他設(shè)計(jì)3.7.1清水池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）清水池容積：清水池

49、有效容積，包括調(diào)節(jié)容積、消防儲(chǔ)水量和水廠自用水量，清水池總有效容積：V=kQ式中k經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取10% Q設(shè)計(jì)流量m³/d，68000m³/d則V=0.1×68000=6800m³清水池共設(shè)2座，則每座容積為V1=6800/2=3400m³/d（2）清水池尺寸設(shè)計(jì)：清水池單池面積A=V1h式中h有效水深，m，取4.0m則A=3400/4=850取清水池寬B為29.5m，則清水池長(zhǎng)L為L(zhǎng)=AB=85029.5=29.5m，清水池超高h(yuǎn)1取0.3m，則總高為H=h1+h=4.3m。則清水池實(shí)際容積為29.5×29.5×4=3400

50、m³。（3）管道系統(tǒng)a.清水池進(jìn)水管每池設(shè)1根進(jìn)水管，則Q=34000m³/d=394L/s。管內(nèi)流速為1.0m/s，則D1=0.71m，取DN=700mm.設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN700，實(shí)際流速為0.75m/s。b.清水池出水管道。由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水最大流量計(jì)算：Q1=KQ24式中K時(shí)變化系數(shù)，取1.5 Q設(shè)計(jì)水量，m³/d則Q1=1.5×/24=4462,25m³/h=1.24m³/s每池一根出水管道，則Q=0.62m³/s，出水管管內(nèi)流速取v1=0.7m/s，則D2=1.1m，設(shè)計(jì)中取出

51、水管管徑為DN1000，則流量最大是出水管管內(nèi)流速為0.79m/s。c.溢流管溢流管直徑與進(jìn)水管相同，采用DN700管徑，在溢流管管端設(shè)喇叭口，管道上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進(jìn)入池內(nèi)。d.放空管清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要防空，因此應(yīng)設(shè)放空管。放空管按2h將池內(nèi)水放空計(jì)算，管內(nèi)流速v取1.2m/s，則管徑為D3=Vv2×t×3600×0.785式中v2放空管管內(nèi)流速，m/s T放空時(shí)間，取2h則D3=34001.2×2×3600×0.785=0.708m，設(shè)計(jì)中取排水管管徑為DN700。e.清水池布置1)導(dǎo)流墻在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻

52、，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間不小于30min，每座清水池內(nèi)導(dǎo)流墻設(shè)置2條，間距為5m，將清水池分成3格，在導(dǎo)流墻底部每隔1m設(shè)0.1m×0.1m的過水方孔，使清水池清洗時(shí)排水方便。2)檢修孔在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔2個(gè)，直徑為1200mm。3)通氣管為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)通氣孔，通氣孔每池共設(shè)12個(gè)，每格設(shè)4個(gè)，通氣管的管徑為200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯(cuò)落，便于空氣流通。4)覆土厚度，清水池頂部有1m的覆土厚度，用于綠化美化環(huán)境。3.7.2吸水井的設(shè)計(jì)吸水井應(yīng)高出地面20cm，吸水井深為3.6m，寬為4m，長(zhǎng)度20m。3.7.3二

53、級(jí)泵房的設(shè)計(jì)二泵房中泵型號(hào)的選擇：4用一備流量Q=3018m³/h，揚(yáng)程49m，查給排水設(shè)計(jì)手11冊(cè)常用設(shè)備選泵。廣東佛山水泵廠（嘉陵、蘭州、鷹潭、昆明、長(zhǎng)春、武漢、威海、重慶水泵廠的亦可）生產(chǎn)的S350-44型，電機(jī)型號(hào)為JS2-400S1-4。水泵的參數(shù)如下： 型號(hào)流量（m³/h）揚(yáng)程轉(zhuǎn)數(shù)功率（KW)配電動(dòng)機(jī)功率(KW)效率（%）允許吸上真空度（m）S35972501450n/min164220814.5126044177.68714403718979表3-2 水泵參數(shù)泵房的尺寸：40m×20m，長(zhǎng)度為控制間4m，泵軸之間的間距為4.0m，靠近控制間的泵與靠近

54、吊裝間的泵距離墻的距離也為4.0m，另外設(shè)4.0m做為吊裝機(jī)械電葫蘆用，共計(jì)40m。寬度為吸水管4.5m，泵基礎(chǔ)的長(zhǎng)度為2.5m，壓水管3m，共計(jì)10m。3.7.4輔助建筑物面積及人員設(shè)計(jì)生活輔助建筑物面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)氐木唧w情況而定。按總?cè)藬?shù)150人，其分配如下：建筑物辦公樓化驗(yàn)室機(jī)修車間車庫倉庫食堂浴室傳達(dá)室職工宿舍面積()420144150642501207036360人數(shù)508102表3-3 人員分配4.水廠總體布置4.1水廠的平面布置水廠的基本組成分為兩部分：1.生產(chǎn)構(gòu)筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級(jí)泵站、藥劑間等；2.輔助構(gòu)筑物，其中分為生產(chǎn)輔助構(gòu)筑物和生活輔助構(gòu)筑物兩種。前者包括化驗(yàn)室、修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室及職工宿舍等。水廠平面布置主要有：各種構(gòu)筑物和建筑物的平面定位；各種管道、閥門及管道配件的布置；道路、圍墻及綠化的布置等。作水廠的平面布置應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)要求：（1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長(zhǎng)度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池；二級(jí)泵房緊靠清水池。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道