給水廠課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(華清)高分版(共59頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上789360227804444556667 4.9給水處理構(gòu)筑物高程布置.578專心-專注-專業(yè)第一章城市給水處理廠課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1工程設(shè)計(jì)背景某市位于廣東省中南部，北接廣州，南連深圳，是近年來(lái)珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市進(jìn)程較快的地區(qū)。近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不斷增長(zhǎng)，原有水處理廠的生產(chǎn)能力已不能滿足要求，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活造成了嚴(yán)重影響，為緩解這一矛盾，經(jīng)市政府部門研究并上報(bào)請(qǐng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)，決定在東江南支流、螯峙塘新建一座給水處理廠。1.2設(shè)計(jì)規(guī)模該凈水廠總設(shè)計(jì)規(guī)模為（10+M)104m3/d(M為學(xué)生學(xué)

2、號(hào)的個(gè)位數(shù)字），征地面積約40000m2，地形圖見附圖。1.3基礎(chǔ)資料及處理要求（1）原水水質(zhì)原水水質(zhì)的主要參數(shù)見下表。原水水質(zhì)資料 序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值1渾濁度度54.213錳mg/L0.072細(xì)菌總數(shù)個(gè)/mL28014銅mg/L0.013總大腸菌群個(gè)/L920015鋅mg/L0.054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/L1.1510氯化物mg/L15.

3、222耗氧量mg/L2.4911硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.17（2）地址條件根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，水廠廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)沉管碎石樁對(duì)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。（3）氣象條件項(xiàng)目所在地屬與亞熱帶海洋性氣候暖，陽(yáng)光充足，雨量充沛，多年平均氣溫22，絕對(duì)最高溫度38.2（94.7.2），絕對(duì)最

4、低溫度-0.5（57.2.11），年平均霜凍日3.6天，最多10天。年平均日照小時(shí)數(shù)1932小時(shí)，年平均降雨量1788,6mm，日最大降雨量367.8mm（81.7.1），年平均相對(duì)濕度79%。主導(dǎo)風(fēng)向西南。（4）處理要求出廠水水質(zhì)指標(biāo)滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB57492006）的相關(guān)要求。第二章給水處理廠方案設(shè)計(jì)2.1資料分析與整理2.1.1水域功能和標(biāo)準(zhǔn)分類依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類；類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等；類主要適用于集中式生活飲用水地表水

5、源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)；類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。對(duì)應(yīng)地表水上述五類水域功能，將地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值分為五類，不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值。水域功能類別高的標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)于水域功能類別低的標(biāo)準(zhǔn)值。同一水域兼有多類使用功能的，執(zhí)行最高功能類別對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。實(shí)現(xiàn)水域功能與達(dá)功能類別標(biāo)準(zhǔn)為同一含義。2.1.2水質(zhì)評(píng)價(jià)與分析上述水域功能和標(biāo)準(zhǔn)分類可知，可作為地表水源的水質(zhì)應(yīng)符合三類及以上，水質(zhì)尚好。由生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)- GB5749-2006對(duì)比可得：項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)項(xiàng)目超

6、標(biāo)倍數(shù)項(xiàng)目超標(biāo)倍數(shù)渾濁度54.2細(xì)菌總數(shù)2.8總大腸菌群9200色度1.33氨氮6.282.2水廠地址2.2.1地址選擇原則（1）水廠選址的原則：1） 廠址應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方；2） 水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施；3） 水廠應(yīng)少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，并留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地；4） 水廠應(yīng)設(shè)置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理，降低輸電線路的造價(jià)；5） 當(dāng)取水地點(diǎn)距離用水區(qū)較近時(shí)，水廠一般設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物在一起。（2）地址條件根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，水廠廠區(qū)現(xiàn)場(chǎng)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

7、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(dòng)沉管碎石樁對(duì)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。2.2.2氣象條件項(xiàng)目所在地屬與亞熱帶海洋性氣候暖，陽(yáng)光充足，雨量充沛，多年平均氣溫22，絕對(duì)最高溫度38.2（94.7.2），絕對(duì)最低溫度-0.5（57.2.11），年平均霜凍日3.6天，最多10天。年平均日照小時(shí)數(shù)1932小時(shí)，年平均降雨量1788,6mm，日最大降雨量367.8mm（81.7.1），年平均相對(duì)濕度79%。主導(dǎo)風(fēng)向西南。2.2.3設(shè)計(jì)規(guī)模該

8、凈水廠總設(shè)計(jì)規(guī)模為11104m3/d。征地面積約40000m2。2.3工藝流程選擇原水機(jī)械混合池隔板反應(yīng)池平流沉淀池V型濾池清水池PAC氯消毒第三章凈水構(gòu)筑物的計(jì)算3.1配水井一般按照設(shè)計(jì)規(guī)模一次建成，停留時(shí)間取30s。為使水位穩(wěn)定和便于后期改造，配水井出水端設(shè)置調(diào)節(jié)堰板；為防止調(diào)壓閥誤操作和失控，配水井一端設(shè)置溢流井和調(diào)節(jié)堰板。 1）給水廠總處理水量： Q=(1+0.05)/243600=1.34m3/s 中心配水井（有堰板）2）配水井有效容積： W= QT=1.3430=40.2 3) 進(jìn)水管徑D1: 配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量為Q=1.34(m3/s),查水力計(jì)算表得知，當(dāng)進(jìn)水管管徑D1=1

9、200mm，V=1.185m/s（在1.0-1.2m/s范圍內(nèi)）。 4）矩形薄壁堰： 進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)水，經(jīng)等寬度堰流入4個(gè)水斗再由管道接入4座后續(xù)處理構(gòu)筑物。每個(gè)后續(xù)處理構(gòu)筑物的分配流量q=4812.5/4=1203.13m3/h=0.334m3/s。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。 堰上水頭： 因單個(gè)出水溢流堰的流量q=334L/S,一般大于100L/S采用矩形堰，小于100L/S采用三角堰，所以本設(shè)計(jì)采用矩形堰（堰高h(yuǎn)取0.5m）。 矩形堰流量公式為： Q=mb2gH3/2 式中，q-矩形堰流量，m3/s m-流量系數(shù)，初步設(shè)計(jì)采用m=0.42:； b-堰寬，m，取堰寬b=6.28m

10、； H-堰上水頭，m。 H= =0.09m 堰頂寬度B 根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，當(dāng)B/H 30m2時(shí)，長(zhǎng)：寬=2:14:1；4) 當(dāng)濾池個(gè)數(shù)少于5個(gè)時(shí)，宜用單行排列。反之可采用雙行排列；5) 一般砂濾料粒徑為：最小粒徑dmin=0.5mm，最大粒徑dmax=1.2mm，不均勻系數(shù)K802，濾層厚度不小于700；6) 濾層上面水深一般采用1.52.0m；7) 濾層工作周期一般采用24h，沖洗前的水頭損失最大值一般采用2.02.5m；8) 濾池超高一般采用0.3m；3.5.2 V型濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算（1) 主要參數(shù) 濾速v=12m/h，強(qiáng)制濾速17m/h； 第一步氣沖沖洗強(qiáng)度q氣1=15L/(s.m2）；第

11、二步氣-水同時(shí)反沖，空氣強(qiáng)度q氣2=15L/(s.m2），水強(qiáng)度q水1=4L/(s.m2）；第三步水沖強(qiáng)度q水2=5L/(s.m2）；第一步氣沖時(shí)間為3min，第二步氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)間為4min，單獨(dú)水沖時(shí)間為5min，沖洗時(shí)間共計(jì)12min。沖洗周期為48h，反沖橫掃強(qiáng)度1.8L/(s.m2）；濾料采用單層加厚均質(zhì)濾料，粒徑0.96-1.35mm，不均勻系數(shù)1.2-1.6。(2) 泥體尺寸 1）濾池工作時(shí)間t t=24t(24/T)=240.1=23.9h 2)濾池面積F F= 3）濾池的分格 為節(jié)省土地，選雙格V型濾池，池底板用混凝土，單格寬B單=3.5m，長(zhǎng)L單=14.5m，面積為50

12、.75m2。共四座，沒(méi)座面積f=101.5m2，總面積406m2。 4）校核強(qiáng)制濾速v v= 滿足v17m/h的要求。 5) 濾池高度的確定 濾池超高H5=0.3m 濾池上的水深H4=1.5m 濾料層厚H3=1.0m 濾料厚，取H2=0.13m 濾板下布水區(qū)高度，取H1=0.9m 則濾池總高度： H=H1+H2+H3+H4+H5=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m(3) 水封井的設(shè)計(jì) 均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算 式中： H清-水流通過(guò)清潔濾料層的水頭損失，cm； V-水的運(yùn)動(dòng)黏度，cm/s2，20時(shí)為0.0101cm2/s； m0-濾料孔隙率，取0.5； d0-與

13、濾料體積相同的球體直徑，cm，根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù) 為0.1cm； L0-濾層厚度，cm，L0=100cm； V-濾速，cm/s，v=12m/h=0.33cm/s； -濾料顆粒度系數(shù)，天然砂粒為0.75-0.8，取0.8所以， =19.11cm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為8-10m/h時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為30-40cm。計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的低限30cm為清潔濾料層的過(guò)濾水頭損失。正常過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失h0.22m。忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過(guò)濾時(shí)水頭損失為： H開始=0.3+0.22=0.52m為保證濾池正常過(guò)濾時(shí)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

14、。設(shè)計(jì)水封井平面尺寸2m2m，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高： H水封=0.3+H1+H2+H3=0.3+0.9+0.13+1.0=2.33m 因?yàn)槊孔鶠V池過(guò)濾水量 Q單=vf=12101.5=1218m3/h=0.34m3/s所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式Q=1.84bh計(jì)算得 h水封=0.20m則反沖洗完畢，清潔濾料層過(guò)濾時(shí)，濾池液面比濾料層高 0.20+0.52=0.72m（4） 反沖洗管渠系統(tǒng) 1）反沖洗用水流量Q反 Q反水=qf=5101.5=507.5L/s=1827m3/h V型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量 Q表水=qf=0.0018101.5

15、=0.1827m3/h 2）反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算 A水干= Q反水/v水干=0.5075/1.5=0.34m2 反沖洗配水干管用鋼管，DN600，流速1.4m/s。反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過(guò)配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1-1.5m/s左右，取v水支=1m/s。則配水支管的截面積 A方孔=Q反水/v水支=0.5075/1=0.51m2此即配水方孔總面積。沿渠長(zhǎng)方形兩側(cè)各均勻布置25個(gè)配水方孔，共50個(gè)，孔中心間距0.6m，每個(gè)孔口面積 A小=0.51/50=0.0102m2每個(gè)孔口

16、尺寸取0.1m0.1m 3）反沖洗用水量Q氣的計(jì)算 Q反氣=q氣f=15101.5=1522.5L/S=1.5225m3/s 4)配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算 A氣干=Q反氣/v氣干=1.5225/5=0.3045m2 反沖洗配水干管用鋼管，DN800，流速3.02m/s A氣支=Q反氣/v氣支=1.5225/10=0.15m2 每個(gè)布?xì)庑】酌娣e A氣孔=A氣支/50=0.15/50=0.003m2 孔口直徑 d氣孔=（40.003/3.14）=0.06m 每孔配氣量 Q氣孔=Q反氣/50=1.5225/50=0.0305m3/s=109.62m3/h 5)氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì) 氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水

17、的流量 Q反氣水=q水f=4101.5=406L/s=0.41m3/s 氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣的流量 Q反氣=q氣f=15101.5=1522.5L/s 氣水分配干渠的斷面積 A氣水=Q反氣水/v水干+Q反氣/v氣干=0.41/1.5+1.5225/5=0.58m2(5) 濾池管渠的布置 1）反沖洗管渠 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1m。則起端截面積0.6m2,，末端截面積0.4m2。兩側(cè)沿程分布置25個(gè)配水小孔和25個(gè)布水小孔，孔間距0.6m，共50個(gè)配氣小孔和50個(gè)配水小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積0.58/50=0.012末端截面積

18、0.4m2，滿足要求。 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+0.51.5=0.9+0.13+1+0.51.5=1.03m 排水集水槽末端高 H末=H1+H2+H3+0.51.0=0.9+0.13+1+0.51.0=1.53m 底坡 i=（1.531.03）/1=0.04 排水集水槽排水能力校核 由矩形斷面暗溝（非滿流，n=0.013）計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高h(yuǎn)排集=0.73m，槽寬b排集=0.4m。 濕周X=b+2h=0.4+20.73=1.86m 水流斷面A排集=bh=0.40.73=0.292m

19、2 水力半徑R=0.292/1.86=0.157m 水利流速v=0.310.2/0.013=5.20m/s 過(guò)流能力Q排集=A排集v=0.2925.20=1.52m3/s 實(shí)際過(guò)水量Q反=Q反水+Q表水=0.51+0.18=0.69m3/s過(guò)流能力Q排集 2）進(jìn)水管渠 進(jìn)水總渠 四座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過(guò)水流量按強(qiáng)制過(guò)濾流量設(shè)計(jì)，流速0.81.2m/s，則強(qiáng)制過(guò)濾流量 Q強(qiáng)=（/3）2=77000m3/d=0.891m3/s 進(jìn)水總渠水流斷面積A進(jìn)總=Q強(qiáng)/v=0.891m2 進(jìn)水總渠寬1m，水面高0.8m 每座濾池的進(jìn)水孔 孔口總面積A孔=Q強(qiáng)/ 中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì) A

20、中孔=A孔（Q表水/Q強(qiáng)）=0.13m2 孔口寬B中孔=0.13m，高H中孔=0.1m 兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門，每個(gè)側(cè)孔面積 A側(cè)=（A孔A中孔）/2=0.33m2 孔口寬B側(cè)孔=0.33m，高H側(cè)孔=0.1m 3）每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰 H寬頂= 4）每座濾池的配水渠 進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽 濾池配水寬b配渠=0.6m，渠高1m，渠總長(zhǎng)等于濾池寬度，則渠長(zhǎng)L配渠=7m，當(dāng)渠內(nèi)水深h配渠=0.7m時(shí)，流速 V配渠=0.891/（20.60.7）=1.06m/s 滿足濾池進(jìn)水管渠流速0.81.2m/s的要求。 5）配水渠過(guò)水能力校核 配水渠的水力半徑 R配渠=0.60.7/（20.7+0.6）=0.21m 配水渠水利坡降 I渠=（0.0131.06/）2=0.0015 渠內(nèi)水面降落量 h渠=0.00157/2=0.0053m 因?yàn)榕渌罡咚籋=0.7+0.0053=0.7053渠高1m 所以，配水渠的過(guò)水能力滿足要求。（6） V型槽的設(shè)計(jì) V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取dv孔=0.025m，間隔0.15m，每槽共計(jì)100個(gè)。則單側(cè)V型