給水課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、工 程 學(xué) （上） 課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書(shū) 班級(jí)：給082 姓名：汪永彪 學(xué)校：3080671044指導(dǎo)老師：何劍 目錄1. 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介.42. 設(shè)計(jì)目的.43. 設(shè)計(jì)要求.44. 原始資料.5 4.1原水水質(zhì)情況.5 4.2水文地質(zhì)及氣象資料.5 4.3城市用水資料.54.4設(shè)計(jì)內(nèi)容.65.給水處理工藝流程和給水處理構(gòu)筑物的選擇.7 5.1 給水處理流程選擇.76.水廠處理水量計(jì)算.87.水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì).8 7.1混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.8 7.2混凝設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.9 7.3沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算.11 7.4過(guò)濾設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.13 7.5消毒設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.18 7.6投藥設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.18 7.7清

2、水池設(shè)計(jì)計(jì)算.208.水廠高程設(shè)計(jì)計(jì)算.219.參考資料.231.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)目的為為某地設(shè)計(jì)自來(lái)水處理廠及水處理工藝的設(shè)計(jì)，構(gòu)筑物的計(jì)算。水廠原水符合國(guó)家地面水水源I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處理后水水質(zhì)要求符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。以高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)的原則設(shè)計(jì)水處理原則，設(shè)計(jì)水廠工藝流程采用混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒?；炷捎猛鶑?fù)式隔板絮凝池，沉淀采用斜管沉淀池，過(guò)濾采用V型濾池，消毒采用氯氣消毒。還設(shè)有加藥間、加氯間、機(jī)修間、宿舍、中控室。MThe design for the purpose of tap water and water treatment plant somewhere design proce

3、ss design, the calculation of structures. Water raw water conform to the state of surface water water level I standard, the water quality treatment requirements standards for drinking water. With high efficiency, energy saving, high quality principle of design water treatment principle, design proce

4、ss the waterworks coagulation, precipitation, filtration, disinfection. Coagulation using reciprocating clapboard flocculation pool, the precipitation inclined pipe and sediment basins, filter using V type ponds, disinfection disinfection by chlorine. Also has dosing, between chlorine was added, bet

5、ween shop, dormitory, central control room2設(shè)計(jì)目的通過(guò)凈水廠課程設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對(duì)給水處理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)與理解，掌握凈水廠設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)和提高計(jì)算能力、設(shè)計(jì)和繪圖水平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨(dú)立完成一個(gè)給水處理廠工藝設(shè)計(jì)，鍛煉和提高分析及解決工程問(wèn)題的能力。3. 設(shè)計(jì)要求學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，主要包括繪制一定數(shù)量的技術(shù)工程設(shè)計(jì)圖紙、編寫(xiě)出符合要求的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。教師應(yīng)先介紹設(shè)計(jì)方法，安排設(shè)計(jì)進(jìn)度表，學(xué)生以獨(dú)立完成為主，教師每天定時(shí)答疑，共性問(wèn)題集中講解。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)能綜合運(yùn)用凈水工程的基本理論、基本知識(shí)

6、和基本技能，去分析和解決給水處理工程中的實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行資料調(diào)研、收集、加工與整理，能夠正確運(yùn)用工具書(shū)；培養(yǎng)學(xué)生掌握給水工程設(shè)計(jì)程序、方法和技術(shù)規(guī)范，提高給水工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖表繪制、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)的能力。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)可手寫(xiě)，也可打印。設(shè)計(jì)圖紙能清楚表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，全面體現(xiàn)構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及定位，表達(dá)規(guī)范。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，能遵守紀(jì)律，善于與他人合作和敬業(yè)精神，樹(shù)立正確的工程觀點(diǎn)、生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。4原始資料 4.1原水水質(zhì)情況序號(hào)名稱(chēng)最高數(shù)平均數(shù)備注1色度42122PH值7.67.13濁度

7、8202004DO溶解氧11.56.225BOD2.11.36COD4.42.57其余均符合國(guó)家地面水水源I級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 4.2水文地質(zhì)及氣象資料（1）河流水文特征 最高水位-1m，最低水位-3m，常年水位-2m（2）氣象資料 歷年平均氣溫：15，年最高平均氣溫：30，年最低平均氣溫：0。年平均降水量：1200mm，年最高降水量：1800mm，年最低降水量：900mm。 常年風(fēng)向：東南風(fēng)，頻率：12。 歷年最大凍土深度：20cm。（3） 地質(zhì)資料 第一層：回填、松土層，承載力8kg/cm，深11.5m； 第二層：粘土層，承載力10kg/cm，深34m； 第三層：粉土層，承載力8kg/cm，深34m；

8、 地下水位平均在粘土層下 0.5m。（4） 平均地面標(biāo)高：6.0m4.3城市用水資料設(shè)計(jì)用水量；人口17.2萬(wàn)，工廠A用水量1.4萬(wàn)/d,工廠B用水1.4萬(wàn)/d,工廠C用水2.2萬(wàn)/d。（人均用水量標(biāo)準(zhǔn)（最高日）為220L/cap.d，最大日變化系數(shù)為1.8，澆灑道路、消防用水及其余一般工業(yè)用水占生活用水200, 第三產(chǎn)業(yè)用水占生活用水90, 未預(yù)見(jiàn)用水及漏水系數(shù)取20%,水廠自用水系數(shù)取5%）進(jìn)行計(jì)算。水廠出水水壓為4055m。 4.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）計(jì)算設(shè)計(jì)水量、根據(jù)水質(zhì)、地區(qū)條件、施工條件和一些水廠運(yùn)轉(zhuǎn)情況選定處理方案和確定處理工藝流程。 （2）擬定各種構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)流量及工藝參

9、數(shù)； （3）選擇各構(gòu)筑物的形式 和數(shù)目，初步進(jìn)行水廠的平面布置和高程布置。在此基礎(chǔ)上確定構(gòu)筑物的形式、有關(guān)尺寸安裝位置等； （4）進(jìn)行各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和計(jì)算，定出各構(gòu)筑物和主要構(gòu)件的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)造、施工上的可能性，并符合建筑模數(shù)的要求； （5）根據(jù)各構(gòu)筑物的確切尺寸，確定各構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。確定各構(gòu)筑物間連接管道、檢查井的位置； （6）水廠廠區(qū)主體構(gòu)筑物（生產(chǎn)工藝）和附屬構(gòu)筑物的布置，廠區(qū)道路、綠化等總體布置； （7）繪制本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中指定的水廠平面、高程布置圖，單體構(gòu)筑物平剖面圖； （8）寫(xiě)出設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明5.給水處理工藝流程和給水處理構(gòu)筑物的

10、選擇 5.1 給水處理流程選擇 根據(jù)水質(zhì)及其特點(diǎn)以及類(lèi)似水廠水處理效果比較，技術(shù)論證確定本設(shè)計(jì)的水處理流程為：原水一級(jí)泵房水泵靜態(tài)混合器往復(fù)式隔板絮凝池斜管沉淀池V型濾池清水池二級(jí)泵房用戶(hù)設(shè)計(jì)混凝設(shè)備時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)一些水廠的相關(guān)類(lèi)比調(diào)查，、本著使混凝劑不得使處理后的水質(zhì)對(duì)人體健康產(chǎn)生有害的影響和凈水效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便，貨源可靠和價(jià)格較低的原則，選用堿式氯化鋁。6.水廠處理水量計(jì)算 6.1生活用水量計(jì)算=17.2=3.73 6.2 工廠用水 6.3 澆灑道路，消防用水及其與一般工業(yè)用水 6.4設(shè)計(jì)水量 水廠設(shè)計(jì)兩座水處理構(gòu)筑物，每座構(gòu)筑物的處理水量為；7.水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 廠內(nèi)主要的水處理

11、構(gòu)筑物有隔板絮凝池，協(xié)管沉淀池，V型濾池、清水池。7.1 混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算混合設(shè)備采用靜態(tài)管式混合器如圖1所示，水廠自用水量取5%則設(shè)計(jì)流量，取混合器抗節(jié)數(shù)n=3,混合時(shí)間3s，則水頭損失 圖1 管式靜態(tài)混合器7.2絮凝設(shè)備的設(shè)計(jì)算 絮凝池采用往復(fù)式隔板絮凝池，如圖2所示。根據(jù)原水水質(zhì)和水廠布置取絮凝時(shí)間；t=25min，平均水深；2.5m，水廠自用水為設(shè)計(jì)水量的5%，分設(shè)兩格。取寬度14m則；設(shè)計(jì)水量； 絮凝池容積；凈平面面積；絮凝池長(zhǎng)度；各擋流廊道寬度；廊道內(nèi)流速分為5檔，。轉(zhuǎn)彎處流速等于廊道流速的1/1.51/1.2，則各檔流速，寬為。 取 取 取 取 取 廊道條數(shù)；諾取每一檔流速廊道條

12、數(shù)相同，即每一檔流速水流在絮凝池中停留時(shí)間逐漸增加，則廊道條數(shù)為。 取每一檔流速為6條，共30條，水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)29次，絮凝池隔板間距離和為 廊道長(zhǎng)度； 其中廊道寬1.50m流速為0.19的最后廊道通過(guò)穿孔墻，則實(shí)際廊道寬度為 一般水泥板或水泥抹面渠道水力粗糙系數(shù)n=0.013。取20時(shí)水的動(dòng)力粘度系數(shù)u=各檔流速水頭損失及速度梯度見(jiàn)表1 表1各檔流速水頭損失及速度梯度段數(shù)轉(zhuǎn)彎次數(shù)直流段長(zhǎng)度廊道寬度水力半徑流速系數(shù)廊道流速轉(zhuǎn)彎處流速水頭損失停留時(shí)間速度梯度 m L/ma/mR/mC/(m0.5/s)u/(m0.5/s)u/(m0.5/s)h/mT/sG/s-11.00 6.00 84.00 0.

13、60 0.27 61.76 0.49 0.36 0.14 172.84 62.65 2.00 6.00 84.00 0.75 0.33 63.82 0.39 0.29 0.09 215.94 44.13 3.00 6.00 84.00 1.00 0.42 66.48 0.29 0.22 0.05 287.67 28.25 4.00 6.00 84.00 1.20 0.48 68.16 0.24 0.18 0.03 345.68 21.29 5.00 5.00 70.00 1.50 0.58 70.18 0.11 0.08 0.01 636.36 6.44 h=0.31 1658.49 32.5

14、5 圖2往復(fù)式隔板絮凝池7.3 沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 沉淀池采用斜管沉淀池，根據(jù)原水水質(zhì)和出水要求取表面負(fù)荷,清水區(qū)上升流速即為，斜管采用厚0.4mm的塑料板熱壓成正六邊形管，內(nèi)切圓半徑40mm,斜管長(zhǎng)1000mm，水平傾角。 （1），設(shè)計(jì)與計(jì)算； 清水區(qū)面積；，分設(shè)四座沉淀池，則每座沉淀池表面積為； 斜管沉淀池平面尺寸，如圖3所示，在14m的一邊上除去無(wú)效長(zhǎng)度。并考慮斜管構(gòu)造系數(shù)1.3，則凈出口面積為；斜管出口上升流速；斜管內(nèi)周向流速；去清水區(qū)高度1.20m，超高0.30m，斜管區(qū)高；，取配水區(qū)高度1.50m.下部孔排泥管槽高0.80m。 斜管沉淀池高度； （2）復(fù)核雷諾數(shù)。 水力半徑； 水溫20

15、 時(shí)水的運(yùn)動(dòng)粘度故弗勞德數(shù)；斜管中沉淀時(shí)間； 圖3 斜管沉淀池7.4濾池設(shè)計(jì)計(jì)算 慮池采用V型濾池，根據(jù)原水水質(zhì)和出水要求設(shè)計(jì)濾池慮速，濾池工作周期24h,后沖洗強(qiáng)度6.表面掃洗強(qiáng)度，當(dāng)一格檢修一格沖洗時(shí)，其他n格的強(qiáng)制慮速不大于10m/h。設(shè)計(jì)流量（1） 尺寸設(shè)計(jì)單池格數(shù)和平面尺寸假定該濾池分為n格，出水閥門(mén)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持等水頭等速過(guò)濾運(yùn)行，當(dāng)1格檢修1格沖洗時(shí)，該兩格濾池原來(lái)的過(guò)濾的水量扣除表面自洗水量后平均分配到其他個(gè)格濾池，增加進(jìn)水量的濾池慮速應(yīng)小于10m/h，則有。 得設(shè)計(jì)一組分為8格雙單元濾池，對(duì)應(yīng)雙排布置，中間為管廊。單池流量；設(shè)計(jì)流速； 則單池過(guò)濾面積取單池平面尺寸為；正常慮速

16、為；當(dāng)一格檢修一格反沖洗時(shí)其余各格強(qiáng)制慮速為； （2）濾池反沖洗 反沖洗時(shí)8格單池中只有一格處于沖洗狀態(tài)，所以水沖洗系統(tǒng)和氣沖洗系統(tǒng)按照單層粗砂級(jí)配濾池表面掃洗時(shí)單池沖洗所需的水量，氣量計(jì)算；沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間 a.單獨(dú)氣沖洗時(shí)；氣沖強(qiáng)度 歷時(shí) b.汽水同時(shí)反沖洗；氣沖強(qiáng)度 水沖強(qiáng)度 歷時(shí) c.單獨(dú)水沖洗；水洗強(qiáng)度 歷時(shí) d.表面掃洗；水沖洗強(qiáng)度 歷時(shí) 沖洗流量a. 空氣流量；b. 反沖洗水量；c. 表面掃洗水量從單格濾池兩單元的V型掃洗槽內(nèi)進(jìn)入，每條V形槽掃洗進(jìn)水量；沖洗設(shè)備；沖洗水泵選用兩臺(tái)250TLW-4OOI，設(shè)于管廊之內(nèi)，從中央出水渠取水，沖洗水泵參數(shù)如下，鼓風(fēng)機(jī)選用BE250兩臺(tái)，

17、一用一備，風(fēng)機(jī)出口壓力0.039Mpa,流量轉(zhuǎn)速1300r/min軸功率48.6KW。沖洗管道；供氣管管徑；DN300mm流速；9.67m/s沖洗水管管徑；DN400mm流速；2.58m/s清水出水管徑；DN400mm強(qiáng)制過(guò)濾時(shí)流速；1.45m/s.。（3） 進(jìn)水系統(tǒng)在濾池兩端分別各設(shè)置一條進(jìn)水渠道，該進(jìn)水渠道不設(shè)溢流堰，溢流管。進(jìn)水渠進(jìn)水流量；進(jìn)水總渠寬?。?.2m。有效水深；1.30m。起端流速；0.35m/s。從進(jìn)水渠正常進(jìn)入單元格濾池進(jìn)入流量；強(qiáng)制過(guò)濾時(shí)進(jìn)入單元格濾池進(jìn)入流量；進(jìn)水管流速取1.2m/s，從進(jìn)水渠道過(guò)主要進(jìn)水孔進(jìn)入每格濾池的短管，閥門(mén)直徑，取如采用方形進(jìn)水閘板，取過(guò)孔流速

18、等于10m/s，則閘板面積取閘孔板400400mm方孔一個(gè)，表面掃洗流量，進(jìn)水管流速取1.0m/s。通過(guò)次要進(jìn)水孔進(jìn)入每格濾池的短管，閥門(mén)直徑為；選用600mm短管手動(dòng)閥門(mén)一臺(tái)。（4） V形槽設(shè)計(jì) 取V形槽濾池中排水渠渠頂標(biāo)高2.00m,取掃洗孔平均斷面的過(guò)孔流速u(mài)=2.0m/s，沖洗時(shí)V型槽內(nèi)水深為； v是孔口流量系數(shù)，取v=0.97則； 槽高。槽寬取x=0.40m,取掃洗寬孔徑d=30mm.單孔流量設(shè)掃洗掃洗孔間距為a，沿長(zhǎng)度L方向共開(kāi)L/a個(gè)掃洗空根據(jù)掃洗水強(qiáng)度1.5，計(jì)算 去掃洗孔 d30100mm 在沖洗時(shí)濾池內(nèi)睡眠高于中央排水渠渠頂h1值，按薄壁堰流計(jì)算，單寬流量，其中Q為水沖流量

19、與表面掃洗流量之和。 取V形槽掃洗孔低于沖洗時(shí)濾池最高水位0.10m，則 V形槽槽內(nèi)低高=2.00+0.071-0.10-0.15=1.96m(5) .配水配氣系統(tǒng)濾頭選用帶濾帽的長(zhǎng)柄濾頭，在濾板上按行列形式布置濾頭，在范圍，每行布置8個(gè)，每列布置7個(gè)為56。配水配氣總渠。在反沖洗時(shí)配水配氣的干渠的水量。配水渠配水孔出口流速取0.70m/s,配水孔口面積，單個(gè)方孔尺寸為，則方孔數(shù)為；，取58個(gè)，配水干渠每面取29個(gè)，中心間距；，按照100mm100mm400mm設(shè)置配水孔。配氣孔置于配水孔上方，配水配氣干渠每側(cè)20個(gè)，共40個(gè)，中心間距40mm,取配氣直徑d=600mm,則配氣孔空氣流速排水系

20、統(tǒng)；排水渠寬0.80m，同配水干渠，流量Q，起端水深 為使過(guò)堰水流自由跌落，堰頂至排水渠內(nèi)最高水面落差為0.2m，根據(jù)排水渠頂端高出莎面0.50m要求，排水渠起端深1.20m,滿足過(guò)堰水自由跌落。排水采用氣動(dòng)方閥門(mén)，閘板尺寸500m500m過(guò)孔流速為1.21慮層和承托塔；濾料粒徑0.951.35mm，厚1200mm不均勻系數(shù)，正常過(guò)濾時(shí)砂上水深1.60m，承托層粒徑24mm,厚50mm.7.5 消毒設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 消毒采用氯氣消毒加氯間的設(shè)計(jì)計(jì)算，計(jì)算水量,預(yù)氯化最大投加量為1.5mg/L,清水池最大投加量為1mg/L。加氯間的設(shè)計(jì)計(jì)算 預(yù)加氯量為； QL=0.001aQ=0.001×

21、1.5×4583.3=6.875Kg/h清水池加氯量為； QL=0.001aQ=0.001×1×4583.3=4.17Kg/h二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計(jì)算。為保證氯消毒時(shí)的安全和計(jì)量正確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)校核氯量的計(jì)量設(shè)備。選用型加氯機(jī)2臺(tái)，一用一備，尺寸180369mm。液氯倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)計(jì)算； 倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)備量按15d最大用量計(jì)算，則儲(chǔ)備量為 M=24×（65.10+10.10）×15=9072Kg選用1t的氯瓶4個(gè)。7.6 投藥設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)原水水質(zhì)和水溫，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25mg/l，堿式氯

22、化鋁投加濃度為10%，采用計(jì)量泵濕式投加，不需加助凝劑。 溶液池 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?chē)鷳?yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時(shí)設(shè)溢流裝置。 溶液池容積按下式計(jì)算： 式中 溶液池容積，； Q處理水量，； a混凝劑最大投加量，mg/L； c溶液濃度，取10%； n每日調(diào)制次數(shù)，取n3。 代入數(shù)據(jù)得：=2.01 溶液池設(shè)置兩個(gè)，每個(gè)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(hù)高，取0.2m；H3為貯渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。溶液池形狀采用矩形，尺寸為長(zhǎng)×寬×高2m

23、5;2m×1.3m。 溶解池 溶解池容積=0.3×2.01=0.60 溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，則： 面積FW1/H1=0.60邊長(zhǎng)a； 溶解池深（式中為保護(hù)高，取0.2m；為貯渣深度，取0.1m）1.17+0.2+0.11.47m 和溶液池一樣，溶解池設(shè)置2個(gè)，一用一備。 溶解池的放水時(shí)間采用t15min，則放水流量 q= W1/60t=0.60×1000/(60×15)=0.67L/s 查水力計(jì)算表得放水管管徑100mm，相應(yīng)流速。溶解 池底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根。 溶解池?cái)嚢柩b置采用機(jī)械攪拌：以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)漿板或渦輪攪動(dòng)溶液。7.7 清水池設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算清水池調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)水量的10%，則調(diào)節(jié)容積； 消防用水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi)，一次滅火用水量取25L/s,連續(xù)滅火時(shí)間為2h，則消防容積； 根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點(diǎn)，水廠自用水儲(chǔ)備容積，清水池總?cè)莘e為； 清水池設(shè)兩個(gè)，有效水深取H=4.5m,則單池面積為； 取B×L=25×50=1250m²,超高取0.5m,則清水池凈高度為5m。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2m，長(zhǎng)度12m。二泵房的設(shè)計(jì) 二泵房中泵型號(hào)的選擇：4用一備，流量，揚(yáng)程查給排水設(shè)