給水處理廠課程設(shè)計(jì)某市某給水廠設(shè)計(jì)

1、中原工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 能源與環(huán)境 學(xué)院 給水排水工程 專業(yè)設(shè)計(jì)題目 某市某給水廠設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 起止日期： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 目錄第一章 設(shè)計(jì)背景基礎(chǔ)資料31.1工程設(shè)計(jì)背景31.2設(shè)計(jì)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(jì)52.1水廠設(shè)計(jì)規(guī)模概況52.2工藝設(shè)計(jì)流程52.3配水井的設(shè)計(jì)計(jì)算5設(shè)計(jì)參數(shù)5設(shè)計(jì)計(jì)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(kù)布置82.5混合設(shè)施8設(shè)計(jì)流量9設(shè)計(jì)流量9混合單元數(shù)9混

2、合時(shí)間9水頭損失10投藥管流量102.6折板反應(yīng)池10設(shè)計(jì)參數(shù)11設(shè)計(jì)計(jì)算112.7斜管沉淀池16已知條件17設(shè)計(jì)計(jì)算172.8V型濾池19池體設(shè)計(jì)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(jì)與平面布置33已知條件33設(shè)計(jì)計(jì)算33加氯設(shè)備的選擇34廠區(qū)布置34加氯間和氯庫(kù)342.10清水池的設(shè)計(jì)計(jì)算35設(shè)計(jì)參數(shù)：35設(shè)計(jì)計(jì)算：352.11相關(guān)管路設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算393.1工藝流程布置設(shè)計(jì)393.2平面布置設(shè)計(jì)393.3水廠管線設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算414.1水處理構(gòu)筑物的高程布置設(shè)計(jì)計(jì)算41水頭損失計(jì)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(jì)算42給水處理構(gòu)筑物高程計(jì)算42第五章 參考文獻(xiàn)43第一章 設(shè)計(jì)背景基礎(chǔ)資料1.1工程設(shè)計(jì)背景某市位于河南省近年來(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)，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)號(hào)的個(gè)位數(shù)字）。征地面積約40000m

4、2。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(jiàn)表1。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/L3.15，符合要求。溶解池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)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?cái)嚢柩b置采用機(jī)械攪拌；以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)槳板攪動(dòng)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(chǔ)液

5、、計(jì)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(jì)量泵投加。常用的計(jì)量設(shè)備有計(jì)量泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔口、浮杯。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。2.4.7加藥間及藥庫(kù)布置A加藥間加藥間應(yīng)與藥劑倉(cāng)庫(kù)毗連，并且靠近投藥點(diǎn)。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(kù)布置儲(chǔ)存一月的藥量則有總藥量G=相對(duì)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

6、，這部分所占要藥品面積的40%，所以S=36.35x1.4=50.59 m，長(zhǎng)寬為8.5x6。內(nèi)設(shè)電動(dòng)單量懸掛起重機(jī)一臺(tái)。2.5混合設(shè)施混合的主要作用，是讓藥劑迅速而均勻地?cái)U(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(diǎn)，脫穩(wěn)過(guò)程需時(shí)很短，理論上只有數(shù)秒鐘，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般不超過(guò)2min。對(duì)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(dòng)，以形成大量氫氧化物膠體，而避免生成較大的絨粒。“均勻”是為了使混凝劑在較短的時(shí)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

7、受到藥劑的作用。混合設(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(jì)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(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)，它是有兩個(gè)一組的混合單原件組成，在不需要外力的情況下，水流通過(guò)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%。2.5.1設(shè)計(jì)流量本設(shè)計(jì)采用兩條進(jìn)水管。每個(gè)進(jìn)水管的流量Q=m/s2.5.2設(shè)計(jì)流量靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流速v=1.0m/s，則管徑為=1000mm，采用鋼管DN1000，則實(shí)際流速為V=1.16m/s2.5.3混合單元數(shù)按下式計(jì)算N2.36vD=取

8、N=3，則混合器的混合長(zhǎng)度為：L=1.1ND=1.1x3x1=3.3m2.5.4混合時(shí)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(guò)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沉淀性能的大的絮凝體。目前國(guó)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(diǎn)表類 型特點(diǎn)適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：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(dòng)小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好

9、，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便；缺點(diǎn)：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(dòng)小者；改建和擴(kuò)建舊池時(shí)更適用旋流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較小；缺點(diǎn)：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板式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較??；缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短；缺點(diǎn)：末端池底易積泥本設(shè)計(jì)采用折板絮凝池。2.6.1設(shè)計(jì)參數(shù)單池設(shè)計(jì)水量水廠總設(shè)計(jì)規(guī)模為150000m/d，折板絮凝池分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列設(shè)計(jì)水量為：Q=折板絮凝池每個(gè)系列設(shè)計(jì)成4組。

10、折板絮凝池與斜管沉淀池合建，沉淀池也為兩個(gè)。一個(gè)沉淀池寬24m。用三道墻將絮凝池分成四組。墻厚200mm，一個(gè)絮凝池寬5850mm。有效水深3.4m。設(shè)T=18min。所以一個(gè)系列容積V=QT=0.911x18x60=983.89m一個(gè)系列池長(zhǎng)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(jì)流量速度為q=m/s每組絮凝池分三個(gè)階段，第一個(gè)階段采用相對(duì)折板，第二個(gè)階段采用平行折板，第三個(gè)哥階段采用平行直板。折板布置采用單通道。每個(gè)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

11、.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）第一段絮凝區(qū)設(shè)通道寬為1.4m，設(shè)計(jì)峰速為0.34m/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(jì)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，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(gè)漸放與漸縮，所以進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失，共有一個(gè)進(jìn)口、2個(gè)上轉(zhuǎn)彎和3個(gè)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(shí)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

12、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(gè)上轉(zhuǎn)彎和三個(gè)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(gè)彎道水頭損失h=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(shí)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(gè)進(jìn)口及5個(gè)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(shí)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(shí)間（m

13、in）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(jì)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(dòng)，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(guò)絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動(dòng)，清水在池頂用穿孔集水管收集；污泥則在池底也

14、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(jì)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設(shè)計(jì)計(jì)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(zhǎng)一邊布置。該邊長(zhǎng)度與絮凝池寬度相同。（3）管內(nèi)流速v:v=考慮到水量波動(dòng)，采用v=5mm/s。（4）管長(zhǎng)l有效管長(zhǎng)l根據(jù)u和v值，按圖的l/d=32,則 l=32d=32x25=800mm過(guò)渡段長(zhǎng)度l采用l=200mm。斜管總長(zhǎng)L= l+l=200+800=1000mm（5）池

15、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。（7）管內(nèi)沉淀時(shí)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)

16、采用淹沒(méi)孔集水槽，共8個(gè)，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(gè)槽，槽高，排泥管上裝快開(kāi)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(jì)算，與一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?yàn)槠溥M(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(gè)主要閥門）。 V型濾池構(gòu)造簡(jiǎn)圖主要參數(shù)如下：設(shè)計(jì)流量Q=150000x1.05=157500m/d，濾速v=10m/h。沖洗強(qiáng)度L/(s)沖洗時(shí)間（min）第一步（氣沖）153第二步（氣水同時(shí)沖洗）空氣154水4第三步（水沖

17、）55總沖洗時(shí)間12min，即0.2h；反沖橫少?gòu)?qiáng)度1.8L/(s；沖洗周期T=48h。2.8.1池體設(shè)計(jì)（1）濾池工作時(shí)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）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(zhǎng)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(jì)濾池采用單層加厚均粒濾

18、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(jì)算：H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, 20時(shí)為0.0101 cm;g重力加速度,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(yàn)，濾速為810m/h時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為3040cm。計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30cm為清潔濾層的過(guò)濾水頭損失。正常過(guò)

19、濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)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(kāi)始過(guò)濾時(shí)，水頭損失為為保證濾池正常過(guò)濾時(shí)池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井的出水堰頂標(biāo)高與濾料層高相同。設(shè)計(jì)水封井的平面尺寸為2mx2m，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高H+H因?yàn)槊孔鶠V池的過(guò)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(jì)算得：h=0.16m則反沖洗完畢，清潔濾池層過(guò)濾時(shí)，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(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算。單獨(dú)水洗時(shí)反沖洗強(qiáng)度最大，為5。QV型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量Q

20、（2）反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)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(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置20個(gè)配水方孔，共40個(gè)?？字行拈g距0.6m，每個(gè)孔口面積A每個(gè)孔口尺寸取0.1m0.1m。反沖洗過(guò)孔流速： 滿足要求（3）反沖洗用氣量的計(jì)算反沖洗用氣量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算，這是氣沖的強(qiáng)度為Q（4

21、）.配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)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(jì)40個(gè)。反沖洗用空氣通過(guò)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(gè)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(jì)對(duì)氣水分配渠斷面面積要求最不利條件發(fā)生氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，亦即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水

22、分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量氣水同時(shí)反沖洗時(shí)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(gè)配水方孔和20個(gè)配氣小孔，孔間距0.6，共40個(gè)。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+

23、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(guò)流能力Q實(shí)際過(guò)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(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0.81.2 m/s，則強(qiáng)制過(guò)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.

24、66m。b.每座濾池的進(jìn)水孔每座濾池由進(jìn)水側(cè)壁開(kāi)三個(gè)進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過(guò)這三個(gè)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉，中間進(jìn)水孔孔口設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時(shí)不關(guān)閉，供給反洗表掃用水。調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)啟度，使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水量等于表掃水用水量?？卓诳偯娣e按孔口淹沒(méi)出流公式Q=0.64A計(jì)算。其總面積按濾池強(qiáng)制過(guò)濾水量計(jì)，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(jì)：A孔口寬B，高兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個(gè)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(lái)的渾水經(jīng)過(guò)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

25、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(guò)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=0.5m,渠高1m，渠總長(zhǎng)等于濾池總寬，則渠長(zhǎng)=7m。當(dāng)渠內(nèi)水深為 =0.6m時(shí)，末端流速為（進(jìn)來(lái)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(guò)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?yàn)?，配水渠最高水位為渠?m故配水渠的過(guò)水能力滿足要求。（3）V型槽的設(shè)計(jì)V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取=0.0

26、25m，間隔0.15m,間隔0.15m，每槽共計(jì)80個(gè)。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)為單格濾池的表掃水流量。則表面掃洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面反沖洗時(shí)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(zhǎng)，Q為單個(gè)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(shí)V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：1-0.15-m反沖洗時(shí)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，DN

27、600，管內(nèi)流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管長(zhǎng)總計(jì)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(jiàn)下表配件名稱數(shù)量/個(gè)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(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)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(jì)算。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)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

28、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(méi)出流公式計(jì)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(jì)算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實(shí)際總面積為。則c.反沖洗經(jīng)過(guò)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(shí)通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失d.氣水同時(shí)通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失h氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水比為n=15/4=3.75，長(zhǎng)柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過(guò)濾總面積之比大約為1.25%，則長(zhǎng)柄濾頭中的水流速度為：通過(guò)濾頭時(shí)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

29、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(jì)算2.8.5反洗空氣的供給（1）長(zhǎng)柄濾頭的氣壓損失氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗用空氣的流量為：Q長(zhǎng)柄濾頭采取網(wǎng)狀布置，約55個(gè)/。則每座濾池共計(jì)安裝長(zhǎng)柄濾頭：n=5584=4620個(gè)每個(gè)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(shí)氣體通過(guò)配氣小孔的流速為：壓力損失按孔口出流公式計(jì)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，

30、；為氣水流量，；為水的相對(duì)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(jì)1.26，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(jì)。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓為：式中：空氣壓力，kPa； 長(zhǎng)柄濾頭距反沖洗水面的高度，m， =1.5m。則反沖洗時(shí)空氣管內(nèi)的氣體壓力空氣溫度按考慮，查表，此時(shí)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(jiàn)下表表3-3配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90彎頭550.7=3.5閘閥330.25=0.75等徑三通221.33=2.66

31、6.91當(dāng)量長(zhǎng)度的換算公式：式中： 管道當(dāng)量長(zhǎng)度，m； K長(zhǎng)度換算系數(shù)； D管徑，m?？諝夤芘浼Q算長(zhǎng)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(shí)反沖洗，對(duì)氣壓要求最不利情況發(fā)生氣水同時(shí)反沖洗時(shí)。此時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)或儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)

32、空氣壓力、風(fēng)量要求選三臺(tái)LG40風(fēng)機(jī)。風(fēng)量40m，風(fēng)壓，電動(dòng)機(jī)功率，再用一備，正常工作鼓風(fēng)量共計(jì)80m2.9加氯間的設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算（1）清水池加氯量Q（2）每天儲(chǔ)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(gè)，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(dòng)加氯機(jī)、氯瓶和自動(dòng)檢測(cè)與控制裝置等。

33、選用ZJ-型轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)2臺(tái)，1用1備，每臺(tái)加氯機(jī)加氯量為0.59kg/h。加氯機(jī)的外形尺寸為：寬高=330mm370mm。加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺(tái)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(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)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?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。加氯間和氯庫(kù)采用加氯間與氯庫(kù)合建的方式，中間用墻分隔開(kāi)，但應(yīng)留有供人通行的小門。加氯間平面尺寸為：長(zhǎng)3.0m，寬9.0m；氯庫(kù)平面尺寸為：長(zhǎng)12.0m，寬9.0m。加氯間與氯庫(kù)的平面布置見(jiàn)下圖。2.10清水池的設(shè)計(jì)計(jì)算已知設(shè)計(jì)水量設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下:2

34、.10.1設(shè)計(jì)參數(shù)：清水池的有效容積可按供水量的考慮，在此取因此清水池有效容積設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）清水池的有效容積（2）設(shè)計(jì)2組則單個(gè)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(zhǎng)度 ，設(shè)計(jì)中取為63m則清水池的實(shí)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(shí)水量計(jì)算，則：=0.868m/s查水力計(jì)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(shí)流量乘以1.21.4的系數(shù)確定，在此取1.3，則查水力計(jì)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

35、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)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(cè)為使布水均勻，特設(shè)置布水墻和水位監(jiān)測(cè)設(shè)備，以根據(jù)城市管網(wǎng)需求來(lái)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(shí)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0.10.1m的過(guò)水放空，使清水池清洗時(shí)方便。（10） 檢修孔在清水池底部設(shè)置圓形檢修孔2個(gè)，直徑為12

36、00mm。(11)通氣管為了使清水池內(nèi)空氣疏通，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(gè)，每格設(shè)置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(jì)沉淀池與濾池之間沉淀池與濾池之間的距離為10m, 設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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

37、池的距離為10m, 設(shè)計(jì)管道中的流速v 則水流出V型濾池的管道直徑為，取350mm。則管道中實(shí)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(shí)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(jì)計(jì)算3.1工藝流程布置設(shè)計(jì)凈水廠工藝流程布置時(shí)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(guò)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(jí)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(wú)朝向要求，但濾池的操作廊、二級(jí)泵站、加藥間、化

38、驗(yàn)室、檢修間、辦公樓等則有朝向要求，尤其散發(fā)大量熱量的二級(jí)泵房對(duì)朝向和通風(fēng)的要求更應(yīng)注意，布置時(shí)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(shí)既要有近期的完整性，又要求有分期的協(xié)調(diào)性，布置時(shí)應(yīng)避免近期占地過(guò)早過(guò)大。本設(shè)計(jì)水廠常規(guī)處理構(gòu)筑物的流程布置采用常見(jiàn)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(gè)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(diǎn)。3.2平面布置設(shè)計(jì)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(gè)水廠的總平面設(shè)計(jì)，將各項(xiàng)生產(chǎn)和輔助設(shè)施進(jìn)行組合布置。本設(shè)計(jì)本著按照功能分區(qū)集中

39、，因地制宜，節(jié)約用地的原則，同時(shí)考慮物料運(yùn)輸、施工要求以及遠(yuǎn)期擴(kuò)建等因素來(lái)進(jìn)行水廠的總平面設(shè)計(jì)。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(lái)人員的聯(lián)系，使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來(lái)干擾。其次，將維修車間、車庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、管配件堆場(chǎng)、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(chǎng)地較大，堆放配件雜物較亂，所以設(shè)計(jì)時(shí)與生產(chǎn)系統(tǒng)分開(kāi)，成為一個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊。最后，將化驗(yàn)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(kāi)。這樣便于管理。遠(yuǎn)期預(yù)留地作為綠化用地。序號(hào)名稱面積序號(hào)名稱面積綜合辦公用房食堂化驗(yàn)室傳達(dá)室維修車間堆

40、場(chǎng)（管配件）車庫(kù)中央控制室倉(cāng)庫(kù)二泵站及配電3.3水廠管線設(shè)計(jì)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(dòng)力電纜、控制電纜等。后兩者不屬于本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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)排泥槽匯集排入排泥池進(jìn)行泥處理，具體在排泥水處理處進(jìn)行詳述；濾池反沖洗水集中排入回收水池，上清液經(jīng)回收泵送回原水配水井再次進(jìn)行處理，底部沉泥由回收水池的放空管直接排入廠區(qū)下水道。3.3.3 加藥管線加藥、加氯管線做成淺溝敷設(shè)，上做蓋板。加藥管采用硬聚氯乙烯管；氯氣管采用無(wú)縫鋼管。3.3.4 自用水管線廠內(nèi)自用水是指水廠生活用水、泵房、藥間等沖洗溶解用水以及清洗水池用水。廠內(nèi)自用水均單獨(dú)成為管系，自二級(jí)泵房出水管接出。第四章 高程布置設(shè)計(jì)計(jì)算4.1水處理構(gòu)筑物的高程布置設(shè)計(jì)計(jì)算