給水處理廠課程設(shè)計

1、中原工學(xué)院課程設(shè)計說明書 能源與環(huán)境 學(xué)院 給水排水工程 專業(yè)設(shè)計題目 某市某給水廠設(shè)計 學(xué)生姓名： 班 級： 學(xué) 號： 起止日期： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 目錄第一章 設(shè)計背景基礎(chǔ)資料31.1工程設(shè)計背景31.2設(shè)計規(guī)模31.3基礎(chǔ)資料及處理要求3原水水質(zhì)3地址條件4氣象條件4處理要求4第二章 給水處理廠方案設(shè)計52.1水廠設(shè)計規(guī)模概況52.2工藝設(shè)計流程52.3配水井的設(shè)計計算5設(shè)計參數(shù)5設(shè)計計算52.4混凝設(shè)施6加藥6混凝劑的投加量7混凝劑的投加7溶液池容積W與規(guī)格7溶解池容積W2與規(guī)格7投加系統(tǒng)構(gòu)成和藥控制系統(tǒng)選型8加藥間及藥庫布置82.5混合設(shè)施8設(shè)計流量9設(shè)計流量9混合單元數(shù)9混

2、合時間9水頭損失10投藥管流量102.6折板反應(yīng)池10設(shè)計參數(shù)11設(shè)計計算112.7斜管沉淀池16已知條件17設(shè)計計算172.8V型濾池19池體設(shè)計20反沖洗管渠系統(tǒng)22濾池管渠布置24沖洗水的供給選用沖洗水箱供水28反洗空氣的供給302.9加氯間的設(shè)計與平面布置33已知條件33設(shè)計計算33加氯設(shè)備的選擇34廠區(qū)布置34加氯間和氯庫342.10清水池的設(shè)計計算35設(shè)計參數(shù)：35設(shè)計計算：352.11相關(guān)管路設(shè)計37沉淀池與濾池之間37型濾池與清水池之間37第三章 凈水廠的總體布置設(shè)計計算393.1工藝流程布置設(shè)計393.2平面布置設(shè)計393.3水廠管線設(shè)計403.3.1 給水管線403.3.2

3、 廠內(nèi)排水403.3.3 加藥管線403.3.4 自用水管線40第四章 高程布置設(shè)計計算414.1水處理構(gòu)筑物的高程布置設(shè)計計算41水頭損失計算41處理構(gòu)筑物水頭損失414.2處理構(gòu)筑物高程確定41處理構(gòu)筑物水頭損失41管渠水力計算42給水處理構(gòu)筑物高程計算42第五章 參考文獻(xiàn)43第一章 設(shè)計背景基礎(chǔ)資料1.1工程設(shè)計背景某市位于河南省近年來，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，經(jīng)市政府部門研究并上報請上級主管部門批準(zhǔn)，決定新建一座給水處理廠。1.2設(shè)計規(guī)模該凈水廠總設(shè)計規(guī)模為（10+M）×104m3/d（M為學(xué)生學(xué)號的個位數(shù)字）。征地面積約

4、40000m2。1.3基礎(chǔ)資料及處理要求1.3.1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 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/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.49

5、11硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.17地址條件根據(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。1.3.3氣象條件項目所在地，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)

6、。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3.0m/秒，最大凍土深度2l0mm。主導(dǎo)風(fēng)向東北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、東南（04班）。1.3.4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2.1水廠設(shè)計規(guī)模概況某市位于河南省近年來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快和城市人

7、民生活水平的提高，用水的需求不斷增長，經(jīng)市政府部門研究并上報請上級主管部門批準(zhǔn)，決定新建一座給水處理廠。該廠設(shè)計規(guī)模為150000立方米/天。工程主要分為三大部分： 取水工程 輸水工程 凈水廠工程2.2工藝設(shè)計流程原水靜態(tài)混合器折板反應(yīng)池斜管沉淀池V型濾池清水池PAC氯消毒2.3配水井的設(shè)計計算配水井的設(shè)計計算2.3.1設(shè)計參數(shù)配水井設(shè)計規(guī)模為Q=150000x1.05 m/d=157500 m/d=6562.5m/h2.3.2設(shè)計計算（1）配水井有效容積配水井水停留時間取T=30s,則配水井有效設(shè)為容積：V=QT= 配水井設(shè)計為矩形：設(shè)配水井有效設(shè)為水深 H=5m，安全高度設(shè)計為0.4m，則

8、實際高度為5.4m。寬B=3.2m 長L=3.5m則配水井應(yīng)設(shè)計尺寸為V=HBL=5×3.2×3.5=56m55 m.符合要求（2）進(jìn)水管徑配水井進(jìn)水管的設(shè)計流量為Q=6562.5 m/h，查水力計算表知，當(dāng)進(jìn)水管管徑D=1600mm時，（在小于范圍內(nèi)）。（3）進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗再由管道接入2座后續(xù)構(gòu)筑物，每格后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量應(yīng)為q=6562.5/2=3281.25m。因單個出水溢流堰的流量為q=6562.5/2=3281.25m=911.46L/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)計采用矩形堰。矩形堰的

9、流量：式中：單個出水溢流堰的流量流量系數(shù)，0.3堰寬，取1.0m則 H=(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=0.911m，查水力計算表可知，當(dāng)配水管管徑D時，v=0.805m/s（在小于范圍內(nèi)）。2.4混凝設(shè)施2.4.1加藥根據(jù)對原水水質(zhì)等方面水溫和PH等值的分析，選用的混凝劑為聚合氯化鋁，混凝劑的投加濃度為10%。優(yōu)點：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，PH值適用范圍寬（PH=59）。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本較低。采用計量泵濕式投加，不需要加助凝劑。2.4.2混凝劑的投加量混凝劑的投加量a=20mg/L，日處理水量

10、Q=150000m³/d。日投藥量kg/d2.4.3混凝劑的投加混凝劑投加方法有干投和濕投，干投應(yīng)用較少，本設(shè)計采用濕投。2.4.4溶液池容積W與規(guī)格日處理水量Q=(150000x1.05)m³/d=6562.5m³/h，調(diào)配次數(shù)n=3，混凝劑投加量a=20mg/L。m³溶液池采用混凝土結(jié)構(gòu)，取有效水深H=1.4m，總深H=H+H+H=1.4+0.2+0.2=1.8m（H為保護(hù)高，取0.2m，H為貯渣深度，取0.2m）溶液池采用矩形，單池尺寸為長（L）x寬（B）x高（H）=3.0x2.5x1.8=13.5m³。溶液池有效容積為3.0x2.5x1

11、.4=10.5，符合要求。溶液池的數(shù)量設(shè)置為兩個，以便交替使用。池旁設(shè)工作臺，寬1.01.5m，池底坡度為0.02。底部設(shè)置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管DN80mm一條，于兩池分設(shè)放水閥門，按1h放滿考慮。2.4.5溶解池容積W2與規(guī)格W=0.3xW=0.3x10.5=3.15m³溶解池一般采用正方形，其有效水深為1m，總深H=H+H+H=1.0+0.2+0.2=1.4m（H為保護(hù)高，取0.2m，H為沉渣高，取0.2m）溶解池的有效容積為1.8x1.8x1.0=3.24m³>3.15，符合要求。溶

12、解池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理，池底設(shè)0.02坡度，設(shè)DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN80mm，按10min放慢溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管溶解池攪拌裝置采用機(jī)械攪拌；以電動機(jī)驅(qū)動槳板攪動溶液。2.4.6投加系統(tǒng)構(gòu)成和藥控制系統(tǒng)選型固體藥劑的濕式投加系統(tǒng)包括：藥劑的搬運(yùn)、調(diào)制、提升、儲液、計量和投加。此外還需要考慮排渣等設(shè)施。藥劑的調(diào)制主要是進(jìn)行稀釋，以滿足要求的濃度。濕投分為重力投加和壓力投加兩種類型。重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。壓力投加方式有水射器投加和計量泵投加。常用的計量設(shè)備有計量泵、轉(zhuǎn)子流量計、孔口、浮杯。本設(shè)計采用耐酸泵

13、和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。2.4.7加藥間及藥庫布置A加藥間加藥間應(yīng)與藥劑倉庫毗連，并且靠近投藥點。各種管線布置在管溝內(nèi)，。為便于沖洗水集流，地坪坡度大于0.005，并坡向集水坑。B藥庫布置儲存一月的藥量則有總藥量G=相對密度為1.3，則V=94.5/1.3=72.7m藥劑堆放高度為兩米，則A=72.7/2=36.35m，考慮其他的因素，這部分所占要藥品面積的40%，所以S=36.35x1.4=50.59 m，長寬為8.5x6。內(nèi)設(shè)電動單量懸掛起重機(jī)一臺。2.5混合設(shè)施混合的主要作用，是讓藥劑迅速而均勻地擴(kuò)散到水中，使其水解產(chǎn)物與原水中的膠體微粒充分作用完成膠體脫穩(wěn)，以便進(jìn)一步去除。按現(xiàn)代觀點，脫

14、穩(wěn)過程需時很短，理論上只有數(shù)秒鐘，在實際設(shè)計中，一般不超過2min。對混合的基本要求是快速與均勻?！翱焖佟笔且蚧炷齽┰谠械乃饧鞍l(fā)生聚合絮凝的速度很快，需盡量造成急速的擾動，以形成大量氫氧化物膠體，而避免生成較大的絨粒?！熬鶆颉笔菫榱耸够炷齽┰谳^短的時間內(nèi)與原水混合均勻，以充分發(fā)揮每一粒藥劑的作用，并使水中的全部懸浮雜質(zhì)微粒都能受到藥劑的作用?；旌显O(shè)備種類很多，但基本類型主要有機(jī)械和水力兩種。本設(shè)計主要采用管式靜態(tài)混合器。管式靜態(tài)混合器的處理水與混凝劑、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，它是有兩個一組的混合單原件組成，在不需要外力的情況下，水流通過

15、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(dá)90-95%。2.5.1設(shè)計流量本設(shè)計采用兩條進(jìn)水管。每個進(jìn)水管的流量Q=m³/s2.5.2設(shè)計流量靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計流速v=1.0m/s，則管徑為=1000mm，采用鋼管DN1000，則實際流速為V=1.16m/s2.5.3混合單元數(shù)按下式計算N2.36vD=取N=3，則混合器的混合長度為：L=1.1ND=1.1x3x1=3.3m2.5.4混合時間=2.84s2.5.5水頭損失H=0.295m2.5.6投藥管流量q=2.6折板反應(yīng)池絮凝過程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形成更大具有良好

16、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、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。絮凝池的類型及特點表類 型特點適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(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)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便；缺點：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者；改建和擴(kuò)建舊池時更適用旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較??；缺點：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差一般用于中小型水廠折

17、板式絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較?。蝗秉c：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；缺點：末端池底易積泥本設(shè)計采用折板絮凝池。2.6.1設(shè)計參數(shù)單池設(shè)計水量水廠總設(shè)計規(guī)模為150000m³/d，折板絮凝池分為兩個系列，每個系列設(shè)計水量為：Q=折板絮凝池每個系列設(shè)計成4組。折板絮凝池與斜管沉淀池合建，沉淀池也為兩個。一個沉淀池寬24m。用三道墻將絮凝池分成四組。墻厚200mm，一個絮凝池寬5850mm。有效水深3.4m。設(shè)T=18min。所以一個系列容積V=QT=0.911x18x60=983.89m一個系列池

18、長L=983.89/（3.4x24）=12.05mH=3.4+0.3+0.5=4.2m（0.3為超高，0.5為泥斗深度）每組設(shè)計流量速度為q=m³/s每組絮凝池分三個階段，第一個階段采用相對折板，第二個階段采用平行折板，第三個哥階段采用平行直板。折板布置采用單通道。每個階段分為串聯(lián)的兩格。折半采用如圖所示，折寬采用500mm，夾角為90°，板厚60mm。2.6.2設(shè)計計算（1）第一段絮凝區(qū)設(shè)通道寬為1.4m，設(shè)計峰速為0.34m³/s，則峰距谷距側(cè)邊峰距b=側(cè)邊谷距b=中間部分谷速側(cè)邊峰速側(cè)邊谷速水頭損失計算：中間部分漸放段損失漸縮段損失：每格各有12格漸縮和漸放

19、，所以每格的水頭損失：側(cè)邊部分漸放段損失：漸縮段損失h每格共有6個漸放與漸縮，所以進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失，共有一個進(jìn)口、2個上轉(zhuǎn)彎和3個下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎水深H為0.7m，下轉(zhuǎn)彎處水深H為1.2m。進(jìn)口流速：v取0.2m/s上轉(zhuǎn)彎流速：v=下轉(zhuǎn)彎流速：v上轉(zhuǎn)彎取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口取3.0，則每格進(jìn)口轉(zhuǎn)變損失h總損失第一絮凝區(qū)總損失H第一絮凝區(qū)停留時間T=第一絮凝區(qū)平均G=（2）第二絮凝區(qū)第二絮凝區(qū)采用平行折板，通道寬為1.8m，中間流速為0.15m/s則平行間距b每格有兩個上轉(zhuǎn)彎和三個下轉(zhuǎn)彎，上轉(zhuǎn)彎水深H為0.7m，下轉(zhuǎn)彎水深H為1.2m。上轉(zhuǎn)彎速度v下轉(zhuǎn)彎速度v=轉(zhuǎn)彎損失h=1.8x每個彎道水頭損失h

20、=每格有24格彎道所以每格彎道總損失h第二絮凝區(qū)總損失H=2h=2x0.03758=0.07514m第二絮凝區(qū)總耗時T=第二絮凝區(qū)平均G=（3）第三絮凝區(qū)采用平行直板，平均流速取v=0.11m/s，通道寬為2.30m。水頭損失：共1個進(jìn)口及5個轉(zhuǎn)變，流速采用0.11m/s，則單格損失為h 總水頭損失H=2h=0.0222m停留時間T=速度梯度G=（4）各絮凝段主要指標(biāo)如下表絮凝段絮凝時間（min）水頭損失（m）G（s）GT值第一絮凝區(qū)第二絮凝區(qū)第三絮凝區(qū)4.074.236.690.254360.037580.0222100.6148.2422.832.46x101.22x100.92x10合計

21、14.990.3141457.234.6x102.7斜管沉淀池采用上向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向上流動，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窩六邊形塑料板，板的內(nèi)切圓直徑d=25mm。斜管傾角斜管區(qū)由六邊形截面的蜂窩狀斜管組件組成，斜管與水平面成60°角，放置于沉淀池中。原水經(jīng)過絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動，清水在池頂用穿孔集水管收集；污泥則在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。2.7.1已知條件斜管沉淀池也設(shè)置兩組，每組設(shè)計流量Q=0.911m/s。液面上升流速v=3.5mm/s，顆粒沉降速度u=0.4mm/s。沉淀池有效系數(shù)。2.7.2

22、設(shè)計計算（1）清水區(qū)凈面積A=（2）斜管部分面積A=為了配水均勻，斜管部分平面尺寸（BxL）=11.5x24，使進(jìn)水區(qū)沿24m長一邊布置。該邊長度與絮凝池寬度相同。（3）管內(nèi)流速v:v=考慮到水量波動，采用v=5mm/s。（4）管長l有效管長l根據(jù)u和v值，按圖的l/d=32,則 l=32d=32x25=800mm過渡段長度l采用l=200mm。斜管總長L= l+l=200+800=1000mm（5）池寬調(diào)整池寬B=B+Lcos=11.5+1x0.5=12m鋼管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設(shè)。（6）復(fù)核雷諾數(shù)Re根據(jù)管內(nèi)流速v=5mm/s和管徑d=25mm，查表的雷諾數(shù)Re=31。（

23、7）管內(nèi)沉淀時間tt=L/ v=1000/5=200s=3.33min（8）池高H斜板區(qū)高度H=Lsin=1x0.866=0.9m；超高采用0.3m；清水區(qū)高度采用1.0m；配水區(qū)高度（按泥槽頂記）采用1.5m；排泥槽高度為0.8m；有效池深=1.5+0.9+1.0=3.4m總高H=+0.8+0.3=3.4+0.8+0.3=4.5m（9）進(jìn)口配水進(jìn)口采用穿孔墻配水，穿孔流速0.1m/s。（10）集水系統(tǒng)采用淹沒孔集水槽，共8個，集水槽中距為1.1。（11）排泥系統(tǒng)采用穿孔排泥管，V形槽邊與水平角成角，共設(shè)8個槽，槽高，排泥管上裝快開閘門。（12）其他有關(guān)進(jìn)水穿孔墻、集水系統(tǒng)及排泥管的計算，與一

24、般平流式沉淀池或澄清池相同.2.8V型濾池V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進(jìn)水槽形狀呈V字型而得名，也叫軍博濾料濾池（其濾料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料）、六閥濾池（各種管路上有六個主要閥門）。 V型濾池構(gòu)造簡圖主要參數(shù)如下：設(shè)計流量Q=150000x1.05=157500m/d，濾速v=10m/h。沖洗強(qiáng)度L/(s)沖洗時間（min）第一步（氣沖）153第二步（氣水同時沖洗）空氣154水4第三步（水沖）55總沖洗時間12min，即0.2h；反沖橫少強(qiáng)度1.8L/(s；沖洗周期T=48h。2.8.1池體設(shè)計（1）濾池工作時間=24-th（式中未考慮排放初濾水）（2）濾池面積F濾池總面積F=（3

25、）濾池的分格查表，為節(jié)省占地，選雙格型濾池，池底板用混凝土，單格寬B3.5m，長L，面積42m，分為并列2組，每組4座，一共8座。每座面積84m?？偯娣e672m。（4）校核強(qiáng)制濾速滿足要求（5）濾池高度的確定濾池超高H=0.3m濾層上的水深H濾料厚度H1.0m濾板厚度H0.13m濾板下布水區(qū)高度H則濾池總高度H=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m（6）水封井的設(shè)計濾池采用單層加厚均粒濾料，粒徑0.951.35 ，不均勻系數(shù)1.21.6 。均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算：H水流通過清潔濾料層的水頭損失,cm； V水的運(yùn)動黏度，cm, 20時為0.0101 cm;g重力加

26、速度,981cm/s;m濾料孔隙率; 取0.5; d與濾料體積相同的球體直徑，根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)為0.1l濾層厚度，cm，l=100cm;v濾速，/s，v=10m/h=0.28cm./s;濾料粒徑球度系數(shù)，天然砂粒為0.750.8，取0.8.所以x=16.22cm根據(jù)經(jīng)驗，濾速為810m/h時，清潔濾料層的水頭損失一般為3040cm。計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的底限30cm為清潔濾層的過濾水頭損失。正常過濾時，通過長柄濾頭的水頭損失忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時，水頭損失為為保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井的出水堰頂標(biāo)高與濾料層高相同。設(shè)計水封井的平面尺寸為2mx2m

27、，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高H+H因為每座濾池的過濾水量Q所以水封井出水堰堰上的水頭由出矩形堰的流量公式Q=1.84bh計算得：h=0.16m則反沖洗完畢，清潔濾池層過濾時，濾層液面比濾料層高0.16+0.52=0.68m2.8.2反沖洗管渠系統(tǒng)（1）反沖洗用水流量Q的計算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時計算。單獨水洗時反沖洗強(qiáng)度最大，為5。QV型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進(jìn)行，其流量Q（2）反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為1.5m/s左右，配水干管的截面積A反沖洗配水干管用鋼管，DN600，流速1.49m/s。反沖洗水由反洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠低

28、側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過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11.5m/s左右，取則配水支管的截面積A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?？字行拈g距0.6m，每個孔口面積A每個孔口尺寸取0.1m×0.1m。反沖洗過孔流速： 滿足要求（3）反沖洗用氣量的計算反沖洗用氣量按氣沖強(qiáng)度最大時的空氣流量計算，這是氣沖的強(qiáng)度為Q（4）.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反沖洗配氣干管用鋼管，DN600，流速4.3。反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由

29、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。反沖洗用空氣通過配氣小孔的流速按反沖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每個布?xì)庑】酌娣eA孔口直徑為d每孔配氣量為（5）氣水分配渠的斷面設(shè)計對氣水分配渠斷面面積要求最不利條件發(fā)生氣水同時反沖洗時，亦即氣水同時反沖洗時要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水分配渠的斷面設(shè)計按氣水同時反沖洗的情況設(shè)計。氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量Q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

30、截面積2.8.3濾池管渠布置（1）反沖洗管渠a.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0.6m，末端截面積0.4m。兩側(cè)沿程各布置20個配水方孔和20個配氣小孔，孔間距0.6，共40個。氣水分配渠末端所需最小截面積為0.48/40=0.012 <末端截面積0.4m，滿足要求。b.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= 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。排水集水槽末端高式中為氣水分配渠

31、末端高度。底坡c.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，槽寬b。濕周水流段面積A水力半徑R=水流速度v=R過流能力Q實際過水量Q,滿足要求（2）進(jìn)水管渠a.進(jìn)水總渠8座濾池分成獨立的兩組，每組進(jìn)水總渠過水流量按強(qiáng)制過濾流量設(shè)計，流速0.81.2 m/s，則強(qiáng)制過濾流量為：Q=（157500/7）x2=45000m進(jìn)水總渠水流斷面積為：F= Q/v=0.521/1=0.521m進(jìn)水總渠寬0.8m，水面高0.66m。b.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)水孔孔口設(shè)自動調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時不關(guān)

32、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按孔口淹沒出流公式Q=0.64A計算。其總面積按濾池強(qiáng)制過濾水量計，孔口兩側(cè)水位差取0.1，則孔口總面積A中間孔口面積按表面掃洗水量設(shè)計：A孔口寬B，高兩個側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個側(cè)孔面積為：A孔口寬B，高c.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=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。堰上水頭由矩形堰的流量公式得：=0.147md.每座濾池的配水渠進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過寬

33、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=0.5m,渠高1m，渠總長等于濾池總寬，則渠長=7m。當(dāng)渠內(nèi)水深為 =0.6m時，末端流速為（進(jìn)來的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)小孔流去，每側(cè)流量為）：滿足濾池進(jìn)水管渠流速的要求。e.配水渠過水能力校核配水渠的水力半徑R水力坡降渠內(nèi)水面降落量因為，配水渠最高水位為<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=0.025m，間隔0.15m,間隔0.15m，每槽共計80個。則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積A取V型槽底部的高度低于表掃水出水孔0.15m。根據(jù)潛孔出流公式，其中應(yīng)為單格濾

34、池的表掃水流量。則表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面反沖洗時的排水集水槽大的堰上水頭矩形堰的流量公式求得，其中為集水槽長，Q為單個濾池反沖洗流量Q所以：V型槽傾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：1-0.15-m反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：1-0.15-=0.35m2.8.4沖洗水的供給選用沖洗水箱供水（1）沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失反沖洗配水干管用鋼管，DN600，管內(nèi)流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管長總計60m。則反沖洗總管的沿程水頭損失為：反沖洗配水干管主要配件及局部損失系數(shù)值見下表配件名

35、稱數(shù)量/個局部阻力系數(shù)90°彎頭DN600閘閥等徑三通水箱出口48444x0.6=2.48x0.06=0.484x1.5=64x0.5=210.88則沖洗水塔到濾池配水系統(tǒng)的管路損失（2）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失a.氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失按最不利條件，即氣水同時反沖洗時計算。此時渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿流，n=0.013）計算。氣水同時反沖洗時Q：則氣水分配渠內(nèi)水面高為水力半徑為R水力坡降為：渠內(nèi)水頭損失為：b.氣水分配干渠底部配水方孔的水頭損失氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按淹沒出流公式計算，其中為，為配水方孔總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算部分內(nèi)容可知，

36、配水方孔的實際總面積為。則c.反沖洗經(jīng)過濾頭的水頭損失為0.22m（有廠家產(chǎn)品樣本及相關(guān)技術(shù)參數(shù)值決定），氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失d.氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失h氣水同時反沖洗時氣水比為n=15/4=3.75，長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比大約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為：通過濾頭時增加的水頭損失為：則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失為：（3）砂濾層水頭損失濾料為石英砂，容重，水的容重，石英砂濾料層膨脹前的孔隙率，濾料層膨脹前的厚度。則濾料層水頭損失為：（4）富裕水頭取1.5m，則反沖洗水箱底高出排水槽頂?shù)母叨菻水塔容積按一座濾池沖洗水量1.5倍計算2.8.

37、5反洗空氣的供給（1）長柄濾頭的氣壓損失氣水同時反沖洗時氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量為：Q長柄濾頭采取網(wǎng)狀布置，約55個/。則每座濾池共計安裝長柄濾頭：n=55×84=4620個每個濾頭的通氣量為：1.26x1000/4620=0.27L/s 在該氣體流量下的壓力損失最大為：（2）氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失反沖洗時氣體通過配氣小孔的流速為：壓力損失按孔口出流公式計算。式中，為孔口流量系數(shù)，取0.6；為孔口面積，；為壓力損失，mm水柱；為重力加速度，；為氣水流量，；為水的相對密度，則氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失（3）配氣管道的總壓力損失a.配氣管道沿程壓力損失反沖洗空氣流量計1

38、.26，配氣干管用鋼管，DN500，流速7m/s。反沖洗空氣管總廠60m，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失不計。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓為：式中：空氣壓力，kPa； 長柄濾頭距反沖洗水面的高度，m， =1.5m。則反沖洗時空氣管內(nèi)的氣體壓力空氣溫度按考慮，查表，此時的空氣管道的摩阻為則配氣管道的局部壓力損失 b.配氣管道的局部壓力損失主要管件及局部阻力系數(shù)見下表表3-3配件名稱數(shù)量/個局部阻力系數(shù)90°彎頭55×0.7=3.5閘閥33×0.25=0.75等徑三通22×1.33=2.666.91當(dāng)量長度的換算公式：式中： 管道當(dāng)量長度，m； K長度換算系數(shù)； D管徑，

39、m?？諝夤芘浼Q算長度為則局部壓力損失為：配氣管道的總壓力損失（4）氣水沖洗室中的沖洗水水壓=(4.307-1.40-0.06-0.09)=27.05kPa本系統(tǒng)采用氣水同時反沖洗，對氣壓要求最不利情況發(fā)生氣水同時反沖洗時。此時要求鼓風(fēng)機(jī)或儲氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓力為式中 為輸氣管道的壓力總損失，；為配氣系統(tǒng)的壓力損失，；為氣水沖洗室中的沖洗水水壓， ，為富余壓力，4.9所以要求鼓風(fēng)機(jī)或儲氣罐調(diào)壓閥出口靜壓=2.33+3+0.13+27.05+4.9=37.41kPa (5)設(shè)備選擇根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣壓力、風(fēng)量要求選三臺LG40風(fēng)機(jī)。風(fēng)量40m，風(fēng)壓，電動機(jī)功率，再用一備，正常

40、工作鼓風(fēng)量共計80m2.9加氯間的設(shè)計與平面布置2.9.1已知條件處理水量Q=150000x1.05=157500m/d=6562.5 m/h，清水池最大投加量為1.0mg/L。2.9.2設(shè)計計算（1）清水池加氯量Q（2）每天儲氯量G（3）氯瓶的數(shù)量采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公稱壓力2MPa。氯瓶采用2組，每組10個，1組使用，1組備用，每組使用周期約為24d。2.9.3加氯設(shè)備的選擇（1）加氯設(shè)備包括自動加氯機(jī)、氯瓶和自動檢測與控制裝置等。選用ZJ-型轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)2臺，1用1備，每臺加氯機(jī)加氯量為0.59kg/h。加氯

41、機(jī)的外形尺寸為：寬×高=330mm×370mm。加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。（2）加氯控制根據(jù)余氯值，采用計算機(jī)進(jìn)行自動控制加氯量。2.9.4廠區(qū)布置本廠所在地的主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的西南部。加氯間和氯庫采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻分隔開，但應(yīng)留有供人通行的小門。加氯間平面尺寸為：長3.0m，寬9.0m；氯庫平面尺寸為：長12.0m，寬9.0m。加氯間與氯庫的平面布置見下圖。2.10清水池的設(shè)計計算已知設(shè)計水量設(shè)計計算過程如下:2.10.1設(shè)計參數(shù)：清水池的有效容積可按供水量的考慮，在此

42、取因此清水池有效容積設(shè)計計算：（1）清水池的有效容積（2）設(shè)計2組則單個清水池的有效容積： =7500取清水池的有效水深，則每座清水池的面積 取清水池的寬度，則清水池長度 ，設(shè)計中取為63m則清水池的實際有效容積為：取清水池超高，則清水池總高（3）進(jìn)水管采用二根鑄鐵管，按平均時水量計算，則：=0.868m/s查水力計算表得采用DN700鑄鐵管，相應(yīng)流速（在之間）（4）出水管出水管采用二根鑄鐵管，按平均時流量乘以1.21.4的系數(shù)確定，在此取1.3，則查水力計算表采用鑄鐵管DN800，相應(yīng)流速（5）溢水管，管端為喇叭口，管上不設(shè)閥門，為了防止爬蟲等進(jìn)入，設(shè)網(wǎng)罩。（6）排水管按2h內(nèi)排空，排水管內(nèi)

43、水流速度為1.5m/s。D=選取管徑DN1000mm的排水管。便于排空清水池，采用2坡度并設(shè)排水集水坑。（7） 布水墻和水位監(jiān)測為使布水均勻，特設(shè)置布水墻和水位監(jiān)測設(shè)備，以根據(jù)城市管網(wǎng)需求來控制清水池中的水位（8）排泥設(shè)施清水池底設(shè)的穿孔排泥管一根（9） 導(dǎo)流墻 在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保持氯氣與水的接觸時間不小于30min，每座清水池內(nèi)設(shè)置2條導(dǎo)流墻，間距為10.0m，將清水池分成3格，在導(dǎo)流墻底部每格1.0m設(shè)置0.1×0.1m的過水放空，使清水池清洗時方便。（10） 檢修孔在清水池底部設(shè)置圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。(11)通氣管為了使清水池內(nèi)空氣疏通

44、，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)置通氣孔，通氣孔共12個，每格設(shè)置4個，通氣管的管徑為200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣疏通。(12)覆土厚清水池頂部應(yīng)有0.51.0m厚的覆土，并加以綠化。此處覆土厚度為1.0m。2.11相關(guān)管路設(shè)計沉淀池與濾池之間沉淀池與濾池之間的距離為10m, 設(shè)計管道中的流速 則水流出沉淀池的管道直徑為D，取1100mm。則管道中實際流速為v，在0.6-1.0m/s之間，符合要求則水流入V型濾池的管道直徑為，取600mm。則管道中實際流速為，在0.6-1.0m/s之間，符合要求V型濾池與清水池之間V型濾池與清水池的距離為10m, 設(shè)計管道中的流速v 則水流

45、出V型濾池的管道直徑為，取350mm。則管道中實際流速為v=，在2.0-2.5m/s之間，符合要求則水流入清水池的管道直徑為D，取700mm。則管道中實際流速為，在2.0-2.5m/s之間，符 合要求第三章 凈水廠的總體布置設(shè)計計算3.1工藝流程布置設(shè)計凈水廠工藝流程布置時必須考慮下列主要原則：1流程力求最短，避免迂回重復(fù)，使凈水過程中的水頭損失最小。構(gòu)筑物應(yīng)盡量靠近，即沉淀池應(yīng)盡量緊靠濾池，二級泵站盡量靠近清水池，但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距。2構(gòu)筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。凈水構(gòu)筑物一般無朝向要求，但濾池的操作廊、二級泵站、加藥間、化驗室、檢修間、辦公樓等則有朝向要求，尤其散發(fā)大

46、量熱量的二級泵房對朝向和通風(fēng)的要求更應(yīng)注意，布置時應(yīng)使符合當(dāng)?shù)刈罴逊轿?，盡量接近西南向布置。3考慮近遠(yuǎn)期協(xié)調(diào)。在流程布置時既要有近期的完整性，又要求有分期的協(xié)調(diào)性，布置時應(yīng)避免近期占地過早過大。本設(shè)計水廠常規(guī)處理構(gòu)筑物的流程布置采用常見的直線型布置，依次為配水井、分流隔板式混合槽、上向流式斜管沉淀池、V型濾池、清水池。從進(jìn)水到出水整個流程呈直線，這種布置具有生產(chǎn)管線短、管理方便、有利于日后逐組擴(kuò)建等優(yōu)點。3.2平面布置設(shè)計當(dāng)水廠的主要構(gòu)筑物的流程布置確定以后，即可進(jìn)行整個水廠的總平面設(shè)計，將各項生產(chǎn)和輔助設(shè)施進(jìn)行組合布置。本設(shè)計本著按照功能分區(qū)集中，因地制宜，節(jié)約用地的原則，同時考慮物料運(yùn)輸、

47、施工要求以及遠(yuǎn)期擴(kuò)建等因素來進(jìn)行水廠的總平面設(shè)計。平面布置具體如下：首先，將綜合辦公用房、食堂、傳達(dá)室等建筑物組合為一區(qū)，稱為生活區(qū)。生活區(qū)設(shè)置在進(jìn)門附近，便于外來人員的聯(lián)系，使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾。其次，將維修車間、車庫、倉庫、管配件堆場、中央控制室和二泵站及配電等，組合為一區(qū)，稱為維修區(qū)。由于維修區(qū)占用場地較大，堆放配件雜物較亂，所以設(shè)計時與生產(chǎn)系統(tǒng)分開，成為一個獨立的區(qū)塊。最后，將化驗室和常規(guī)處理構(gòu)筑物與深度處構(gòu)筑物、水廠排泥水處理構(gòu)筑物分開。這樣便于管理。遠(yuǎn)期預(yù)留地作為綠化用地。序號名稱面積序號名稱面積綜合辦公用房食堂化驗室傳達(dá)室維修車間堆場（管配件）車庫中央控制室倉庫二泵站及配電3.3水廠管線設(shè)計廠區(qū)管線一般包括：給水管線、排水（泥）管線、加藥和廠內(nèi)自用水管線、動力電纜、控制電纜等。后兩者不屬于本設(shè)計的設(shè)計范疇。3.3.1 給水管線給水管線包括原水管線、沉淀水管線、清水管線和超越管線。給水管道采用鑄鐵管，布置方式為埋地式。3.3.2 廠內(nèi)排水廠內(nèi)生活污水與雨水采用分流制，雨水就近排入水體；污水排入城市下水道。生產(chǎn)廢水（沉淀池排泥水及濾池反沖洗水）出路：沉淀池排泥水經(jīng)排泥