25萬(wàn)噸給水廠畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明計(jì)算書(shū)

1、目錄設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的-22. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原始數(shù)據(jù)-23. 工藝確定-44. 各構(gòu)筑物形式確定及設(shè)備型號(hào)選擇-5設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章 取水構(gòu)筑物-6第二章 藥劑選擇及投加方式-7第三章 混合設(shè)施-10第四章 凈水工程1. 水廠設(shè)計(jì)水量-112. 機(jī)械攪拌澄清池-113. 濾池設(shè)計(jì)計(jì)算-214. 清水池的計(jì)算-305. 二泵房的計(jì)算設(shè)計(jì)-326. 配水井和吸水井的設(shè)計(jì)計(jì)算-367. 加氯間的設(shè)計(jì)計(jì)算-37第五章 泥處理系統(tǒng)1. 設(shè)計(jì)條件-392. 設(shè)計(jì)計(jì)算-403. 排泥池設(shè)計(jì)-414. 濃縮池設(shè)計(jì)-415. 污泥調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)-436. 脫水機(jī)房設(shè)計(jì)-44第六章 水廠附屬建筑物和人員

2、編制-45第七章 水廠總體布置1. 水廠的平面布置-462. 水廠的高程布置-46第八章 高程計(jì)算-47設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉并掌握給水工藝的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟，學(xué)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料正確地選定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算, 具備設(shè)計(jì)中、小城鎮(zhèn)水廠的初步能力。對(duì)取水工程、輸水管道、凈水廠進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)要求學(xué)生對(duì)總體布置的設(shè)計(jì)思想，從工藝流程、操作聯(lián)系、生產(chǎn)管理以及物料運(yùn)輸?shù)雀鞣矫婵紤]，而進(jìn)行合理的組合布置設(shè)計(jì)。掌握設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)的編寫(xiě)內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。2. 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）取水工程水

3、源選擇、取水方案及位置的確定、取水構(gòu)筑物形式和設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算并繪圖。（2）輸水工程輸水管道工程的設(shè)計(jì)計(jì)算并繪圖。（3）給水處理工程凈水廠廠址選擇、水處理方案的比較與選擇、建構(gòu)筑物型式、尺寸及設(shè)備選擇計(jì)算并繪圖。設(shè)計(jì)資料（1） 城市概況密云縣位于北京市東北部， 屬燕山山地與華北平原交接地，全縣幅員面積2226.5平方公里，轄19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(其中一個(gè)滿族鄉(xiāng)），含347個(gè)行政村。聚住著漢、滿、回、蒙古、朝鮮、壯、布依、彝8個(gè)民族，人口43萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口33.8萬(wàn)。密云歷史悠久，古人曾譽(yù)為“燕國(guó)天府”。秦代設(shè)漁陽(yáng)郡；隋為檀州；明永樂(lè)元年改北平府為順天府，密云縣隸之；雍正六年改密云縣直屬順天府北路廳；民國(guó)初

4、廢順天府，改稱京兆，密云縣屬京兆；1928年廢京兆，改隸河北??；1958年9月28日歸北京市所轄。密云縣既是全國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)試點(diǎn)縣，又是全國(guó)綠化先進(jìn)縣。享有“北京山水大觀，首都郊野公園”之盛譽(yù)。（2） 自然條件1） 地理位置及地形密云縣位于北京市東北部、燕山山脈南麓、華北大平原北緣，是平原與山區(qū)交接地帶，平均海拔高度43.5米。北鄰河北省灤平縣，東接河北省承德縣和興隆縣。南與平谷、順義縣相連，西與懷柔縣毗鄰?？h城距北京東直門(mén)65公里，全縣總面積2226.5平方公里，縣城呈三角形。密云水庫(kù)宛若一塊碧玉鑲嵌在燕山群峰之中,水面面積188平方公里,蓄水量43.75億立方米約占全縣面積的十分之一,如此遼闊

5、的水面在華北地區(qū)首屈一指。2）氣象資料密云縣為暖溫帶季風(fēng)型大陸性半濕潤(rùn)半干旱氣候。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均氣溫1012攝氏度，1月-7-4攝氏度，7月2526攝氏度。極端最低-27.4攝氏度，極端最高42攝氏度以上。全年無(wú)霜期180200天，西部山區(qū)較短。年平均降雨量600多毫米，為華北地區(qū)降雨最多的地區(qū)之一，山前迎風(fēng)坡可達(dá)700毫米以上。降水季節(jié)分配很不均勻，全年降水的75%集中在夏季，7、8月常有暴雨。因受地形的影響，冬季多東北風(fēng)和西北風(fēng)，夏季西南風(fēng)。全年的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。3）工程地質(zhì)及地震資料地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為亞粘土層、粘土層、軟塑亞粘土層。亞粘土層埋藏于地下0.5米

6、以下，厚度0.511.5米，粘土層埋藏于地下0.50.8米，厚度0.50.8米，軟塑亞粘土埋藏于地下2.58.0米，厚度1.45.0米。地震裂度按8度考慮。4） 水文資料密云河流眾多，主要屬潮白河水系，較大的河流有14條，年平均自然流量達(dá)13.5億立方米，潮白河縱貫?zāi)媳保瑓R合于縣城西南3公里處。眾多的河流，使密云的水利資源十分豐富，境內(nèi)除擁有占地224平方公里的密云水庫(kù)外，還有23座中小型水庫(kù)。 密云水庫(kù)宛若一塊碧玉鑲嵌在燕山群峰環(huán)抱之中，水面面積188平方公里，蓄水量43.75億立方米，約占全縣面積的十分之一，如此遼闊的水面在華北地區(qū)首屈一指。 全縣有效灌溉面積1.83萬(wàn)公頃。與水庫(kù)配套興建

7、的26座小型水電站，裝機(jī)容量9.4萬(wàn)千瓦，發(fā)電量居京郊之首。5） 廠址選擇廠址選在縣城西南城邊處，采用潮白河水作為水源。6） 水質(zhì)分析結(jié)果表1水質(zhì)分析結(jié)果指標(biāo)maxmin平均指標(biāo)maxmin平均溫度/05氰0.002/色度1805砷0.001/濁度/450汞/PH/6.9Cr6+0.030.0010.007硬度1106680鉛0.080.0020.008Fe2+0.200.010.08NH-N0.030.020.07Mn2+0.050.0020.009BOD/銅/COD1/鋅/大腸桿菌28930氟0.080.030.06細(xì)菌總數(shù)48207） 設(shè)計(jì)地下水位地下水位在地下1.5米左右。（3） 設(shè)計(jì)

8、水量出水水質(zhì)及水壓的要求。1） 設(shè)計(jì)水量 設(shè)計(jì)供水量：25萬(wàn)m3/d。2） 出水水質(zhì) 出水水質(zhì)達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。3） 水壓 管網(wǎng)最大水頭損失按0.294 MPa考慮。水廠出廠水壓應(yīng)0.58MPa，以滿足最不利點(diǎn)處服務(wù)水頭0.28MPa的要求。 城市用水逐日時(shí)變化如表2。表2 城市用水變化情況時(shí)間時(shí)變化系數(shù)時(shí)間時(shí)變化系數(shù)時(shí)間時(shí)變化系數(shù)0-11.048-96.2116-174.521-20.959-105.6217-184.942-30.9510-115.2818-195.153-41.2011-125.2819-205.674-51.6512-134.9120-216.815-63.411

9、3-144.8121-224.926-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.663. 工藝流程確定由于出水水質(zhì)要求達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ，即符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB574985）的規(guī)定。水廠采用潮白河水作為水源，擬采用工藝如下： 混合機(jī)械攪拌澄清池原水混凝劑清水池二級(jí)泵房用戶消毒劑普通快濾池4各構(gòu)筑物形式確定及設(shè)備型號(hào)選擇（1）取水構(gòu)筑物由于該水源地處北方，冬天必然會(huì)有冰凌出現(xiàn)，又由于含沙量為0.45kg/m3，故而選用斗槽式取水構(gòu)筑物，形式為順流式。取水頭部選用垂直向下式喇叭口取水頭部。泵房?jī)?nèi)水泵選用臥式離心泵。（2）藥劑溶解池設(shè)計(jì)藥劑

10、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。投藥設(shè)備采用計(jì)量泵投加的方式。采用計(jì)量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，可通過(guò)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)。（3）混合設(shè)備使用管式混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。在混合方

11、式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機(jī)械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，采用管式靜態(tài)混合器混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡(jiǎn)單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。（4）澄清池由于進(jìn)水懸浮物濃度450mg/L<1000mg/L,符合機(jī)械攪拌澄清池的適用條件。并且，機(jī)械攪拌澄清池又有處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大、適應(yīng)性較強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，故而選用機(jī)械攪拌澄清池。（5）濾池普通快濾池適用范圍廣且沖洗效果好，節(jié)水，雖然閥門(mén)多，但沖洗過(guò)程自動(dòng)控制減少人工管理，操作方便。本設(shè)計(jì)采用普通快濾池單層砂濾料。（6）消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的

12、最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。采用被廣泛應(yīng)用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過(guò)程操作簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長(zhǎng)時(shí)間，但是由于二氧化氯價(jià)格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國(guó)內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章 取水構(gòu)筑物1.斗槽計(jì)算深度h：一般最低水位以下不小于34m，按下式計(jì)算式中 Z-斗槽入口處的水位差：-河水平均流速（m/s），取為0.05m/s；-斗槽中水流方向與河中水流方向的分叉角（°）,因?yàn)槿〉氖琼樍魇?，?0°；-河流中冰

13、蓋最大厚度（m），取為0.05m；h1-進(jìn)水孔口頂至冰蓋下的距離，此處為2.0m；D-進(jìn)水孔口直徑，DN=1.5（m）；h2-進(jìn)水孔口底欄高度，一般采用0.51.0m，此處采用0.5m取h=4.1m寬度B式中 Q-斗槽中的流量（）； -斗槽中的設(shè)計(jì)流速（）B=Q/vh=2.8935/(0.1*4.1)=7.06(m)取B=7.10m長(zhǎng)度L按潛冰上浮的要求計(jì)算：式中 k-考慮渦流及紊流影響的安全系數(shù)，可采用3.0； -冰凌期最低河水位時(shí)，斗槽中的水深,取為1.7（m）； -冰凌期最低河水位時(shí)，斗槽中的水流平均流速,取為0.016（m/s）； u-潛冰的上浮速度，與斗槽所在的河流情況有關(guān)。宜采用0

14、.0020.005m/s，這里采用0.003m/s2.取水頭部采用垂直向下式的管式取水頭部第二章 藥劑選擇及投加方式1.混凝劑的選擇應(yīng)用于水處理的混凝劑應(yīng)符合以下要求：混凝效果好；對(duì)人體健康無(wú)害；使用方便；貨源充足，價(jià)格低廉。水處理工程常用混凝劑如表5-3：水處理工程常用混凝劑 表21名稱硫酸鋁硫酸亞鐵（綠礬）三氯化鐵聚合氧化鋁（PAC）（又名 堿式氧化鋁）化學(xué)式對(duì)水溫和PH的適性適用于 2040；PH=5.77.8時(shí)，主要去除水中懸浮物；PH=6.47.8時(shí)，處理濁度高、色度低的水；適用于堿度和濁度高、PH=8.511.0的水；受溫度影響小 不大受溫度影響，適用于PH=6.08.4溫度適應(yīng)性

15、強(qiáng)，適用于PH=5.09.0使用條件一般都可適用，原水須有一定堿度；處理低溫低濁水時(shí)，絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大時(shí)，有剩余和，影響水質(zhì)處理低濁度水時(shí)，效果好于鋁鹽；不適于色度高和含鐵量高的水；使用時(shí)，一般要把轉(zhuǎn)化成適用于高濁度原水，剛配制的水溶液溫度高 適用于低濁、高濁、和污染的原水特點(diǎn)腐蝕性較小價(jià)格低，絮凝體易沉淀，易腐蝕溶液池，因此需有溶液池防銹涂料；絮凝體比重大，易下沉，易溶解，雜質(zhì)少；對(duì)金屬和混凝土腐蝕極大；操作方便；腐蝕性較??；應(yīng)用較普遍； 據(jù)表2-3常用混凝劑性質(zhì)比較，選擇堿式氯化鋁（）作為水處理用混凝劑，另外堿式氯化鋁本身無(wú)害，據(jù)全國(guó)各地使用情況，凈化后的生活用水一般符合國(guó)

16、家飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，所以選擇堿式氯化鋁作為水處理混凝劑是一個(gè)較好的選擇。2.混凝劑投量的計(jì)算 由于原水的渾濁度及當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件的不同，其適用的混凝劑藥劑和最佳用量也不同。設(shè)計(jì)中采用聚合氯化鋁，根據(jù)原水水質(zhì)，最大投藥量取=51.4mg/L。最低為6.7mg/L，不需投加助凝劑。 混凝劑投量計(jì)算：T=Q/1000=(51.4*262500)/1000=13492.5 kg/d3.混凝劑的投加方式 混凝劑的投加設(shè)備包括計(jì)量設(shè)備、藥液提升設(shè)備、投藥箱、必要的水封箱以及注入設(shè)備等，投藥設(shè)備由投加方式確定。（1）計(jì)量設(shè)備：主要有轉(zhuǎn)子流量泵、電磁流量泵、苗嘴、計(jì)量泵等，其中苗嘴適用于人工控制，其他既可人工

17、，也可自控。采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)。（2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、計(jì)量泵投加等方式。 本設(shè)計(jì)選用計(jì)量泵投加：計(jì)量準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)自控。 圖2-1 計(jì)量泵投加 4.混凝劑的調(diào)制方法 混凝劑采用濕投時(shí)，其調(diào)制方法有水力、機(jī)械攪拌方法，水力方法一般是適用于中、小型水廠，機(jī)械方法可用于大、中型水廠，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械方法調(diào)制混凝劑。5.溶液池容積最大投藥量a=51.4mg/L，投加濃度15%，一天調(diào)制n=4次，W1=Q/417bn=（51.4*10937.5）/(417*15*4)=22.47(m3) (設(shè)計(jì)中取22.5)溶液池設(shè)置2個(gè)，每個(gè)格的有效容積取11.25,有效高度為2.

18、0m, 超高和沉渣高為0.5m,形狀采用矩形，尺寸為B×L×H=2m×3m×2.5m 溶液池實(shí)際有效容積W1=2m×3m×2m=12m3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。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理。置于地下，池頂高出室內(nèi)地面0.5 m。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(mén)，按1h放滿考慮。 6.溶解池容積設(shè)計(jì)中取 W2=0.2W1=0.2×22.5=4.5 m3溶解池池體尺寸為：高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.1m。溶解池實(shí)際有效容

19、積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，池旁設(shè)工作臺(tái)，寬1.01.5m，底設(shè)0.02坡度，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN80mm，按10min放滿溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管。則放水流量為：查水力計(jì)算表得放空管管徑為DN125mm，相應(yīng)流速為0.65m/s，本設(shè)計(jì)的溶解池的放空管和排渣管共用一根管，在底部設(shè)DN125mm一根即可。7.投藥管 投藥管流量q=(W1*n*1000)/(24*60*60)=(22.47*4*1000)/(24*60*60)=1.040(l/s)查表得：投藥館管徑d=32mm,相應(yīng)流速為0.75m/s,溶解池底部設(shè)管徑d=125mm的排渣管一根。

20、8.設(shè)備投藥計(jì)量設(shè)備：采用柱塞計(jì)量加藥泵，泵型號(hào)J-Z1250/0.8，單臺(tái)投加量為1250L/h，選用四臺(tái)，三用一備。攪拌設(shè)備：溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用ZJ型折槳式攪拌機(jī)，規(guī)格為，功率為3kw，轉(zhuǎn)速為85r/min。9.加藥間及藥庫(kù)(1).加藥間 各種管線布置在管溝內(nèi)：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥管內(nèi)設(shè)兩處沖洗地坪用水龍頭DN32mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。(2).藥庫(kù)藥劑按最大投量30d用量?jī)?chǔ)存，每袋質(zhì)量是50kg，每袋規(guī)格為，投藥量為51.4mg/L,水廠設(shè)計(jì)水量為，262500m3/d=10937.5m3/h藥劑堆放高度為 1.5m

21、。聚合氯化鋁的袋數(shù)N=(Q×24ut)/1000W=(0.024*10937.5*51.4*30)/50=8096(袋)有效堆放面積A=NV/H(1-e)=（8096*0.5*0.4*0.25）/(1.5-1.5e)=262m3考慮藥庫(kù)的運(yùn)輸，搬運(yùn)和磅秤所占面積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30%計(jì)，則藥庫(kù)所需面積為262×1.3=340.6 m3。藥庫(kù)平面尺寸?。篖×B=25×14=350 m3。第三章 混合設(shè)施1.混合方式混凝劑投入原水后，應(yīng)快速、均勻的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、靜態(tài)混合器、機(jī)械攪拌混合、擴(kuò)散混合器

22、等?；旌显O(shè)施應(yīng)根據(jù)混凝劑的品種進(jìn)行設(shè)計(jì)，使藥劑與水進(jìn)行恰當(dāng)、急劇充分的混合。一般混合時(shí)間1030s，混合方式基本分為兩大類：水力混合和機(jī)械混合。水力混合簡(jiǎn)單，但不能適應(yīng)流量的變化；機(jī)械混合可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化。具體采用何種混合方式，應(yīng)根據(jù)水廠工藝布置、水質(zhì)、水量、投加藥劑品種及維修條件等因素確定。本設(shè)計(jì)的混合設(shè)施采用“管式靜態(tài)混合器”，管式靜態(tài)混合器有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、維修費(fèi)用低。又由于水廠運(yùn)行穩(wěn)定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情況，所以選用管式靜態(tài)混合器2.靜態(tài)混合器混合的計(jì)算(1)已知條件：設(shè)計(jì)水量Q=2.5×105m3/d，自用水量取總用水量

23、的5%，則：總進(jìn)水量為： Q=2.625×105m3/d。4座澄清池進(jìn)水管采用4條DN900。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算：1)進(jìn)水管流速v，據(jù)d1=900mm，得：q=2.625*105/24/4=2734.375 m3/h查水力計(jì)算表知v=0.79m/s.2)混合管段的水頭損失h說(shuō)明僅靠進(jìn)水管的內(nèi)流不能達(dá)到充分混合的要求。故需在進(jìn)水管內(nèi)裝設(shè)管道混合器。如裝設(shè)孔板混合器。3）孔板的孔徑因?yàn)?所以d2=0.75d1=0.75*900=675mm,取700mm4）孔板處流速v=v （d1/ d2）2=0.79*（900/700）2=1.306m/s孔板的水頭損失h=v 2/2g=3.25*1.306

24、2/2/9.81=0.28m式中 -孔板局部阻力系數(shù)，選用規(guī)格為DN900管式靜態(tài)混合器。第四章 凈水工程1.水廠設(shè)計(jì)水量根據(jù)資料，水廠設(shè)計(jì)供水量25萬(wàn)m3/d，考慮到水廠自用水和水量的損失，確定安全系數(shù)K=1.05。這總處理水量Q=1.05×25=26.25萬(wàn)m3/d=10937.5 m3/h=3.04m3/s，取為10940 m3/h。2.機(jī)械攪拌澄清池考慮施工條件、運(yùn)行管理，采用4座機(jī)械攪拌澄清池Q=3.04/4=0.76m3/s本池計(jì)算按不加斜板進(jìn)行，但保留以后加設(shè)斜板（管）的條件，在計(jì)算過(guò)程中對(duì)進(jìn)出水、集水等流路系統(tǒng)按2Q進(jìn)行校核，其他有關(guān)工藝數(shù)據(jù)采用低限。 (1)第二反應(yīng)

25、室Q=5Q=5*0.76=3.8 m3/s設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積為0.04，為50mm/sW1=Q/=3.8/0.05=76m2D1=4（W1+A1）/=9.84m取二反應(yīng)室直徑=10.0m，反應(yīng)室壁厚=0.25m=+21=10.0+2*0.25=10.5mH1=Qt1/ W1=3.8*60/(/4×10.02)=2.90m(取t1=60s)考慮構(gòu)造布置，選用=3.09m (2)導(dǎo)流室倒流室中導(dǎo)流板截面積：導(dǎo)流室面積：W2= W1=76m2 取導(dǎo)流室直徑為14.4m，導(dǎo)流室壁厚=0.1mD2= D2+22=14.4+2*0.1=14.6mH2=( D2- D1)/2=(14.6-

26、10.5)/2=2.05m設(shè)計(jì)中取用=2.1m導(dǎo)流室出口流速：=0.05m/s出口面積：A3=Q/u6=3.8/0.05=76m2則出口截面寬H3=2*76/(14.6+10.5)=1.93m取=1.9m出口垂直高度 H3=2*1.9=2.69m，取為2.7m（3）分離室取為0.001m/s分離室面積： W3=Q/u2=0.76/0.001=760 m2池總面積： W = W3+D22/4=760+14.62/4=927.42 m2池直徑： D=4W/=30.4m取池直徑為30.4m，半徑R=15.2m（4）池深計(jì)算池深見(jiàn)下圖，取池中停留時(shí)間T為1.5h有效容積： V=3600QT=4104m

27、3考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積，則池計(jì)算總?cè)莘e： V=V(1+0.04)=4104*1.04=4268.16m3取池超高，設(shè)池直壁高H4=2.5m則池直壁部分容積 W1=H4D2/4=2.5*30.42/4=1814.58 m3W2+ W1=VW1=4268.16-1814.58=2453.58m3取池圓臺(tái)高度：H5=5.3m，池圓臺(tái)斜邊傾角為45°，則底部直徑： DT=D-2H=30.4-2*5.3=19.8m本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高H6=1.00m圓臺(tái)容積=2661.46 m3 球冠半徑R球=（DT2+4 H62）/8 H6=(19.82+4*1.002)/8/1.00=49.

28、51m球冠體積: W3=H62(R球- H6/3)= *1.002*(49.51-1.00/3)=154.49 m3池實(shí)際有效容積： V=W1+ W2+ W3=1814.58+2661.46+154.49=4630.53m3V=V/1.04=4630.53/1.04=4452.433m3實(shí)際總停留時(shí)間： T=4452.433*1.5/4104=1.6h池總高度： H=H0+H4+H5+H6=0.3+2.5+5.3+1.0=9.1m（5）配水三角槽進(jìn)水流量增加10%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速B1=(1.10*0.76/0.5)=1.29m，取=1.30m三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同出水孔總面積

29、1.10Q/u3=1.10*0.76/0.5=1.672 m2采用孔口d=0.2m，每孔面積為0.03142 m2 出水孔數(shù)4*1.672/0.22=53.22個(gè)為施工方便采取沿三角槽每6°設(shè)置一孔共60孔?？卓趯?shí)際流速u3=1.10*0.76*4/0.22/60/=0.44m/s（6）第一反應(yīng)室：二反應(yīng)室底板厚： D3= D1+2 B1+23=10.5+2*1.3+2*0.15=13.4mH7= H4+H5- H1-3=2.5+5.3-3.09-0.15=4.56mD4=（DT+D3）/2+ H7=（19.8+13.4）/2+4.56=21.16m取，泥渣回流量：回流縫寬度：B2=

30、4Q/D4u4=0.30m，設(shè)裙板厚：D5= D4-2(2 B2+4)=21.16-2*(2*0.30+0.06)=20.19m按等腰三角形計(jì)算：H8= D4-D5=21.16-20.09=1.07mH10=（D5-DT）/2=(20.19-19.8)/2=0.195mH9=H7-H8-H10=4.56-1.07-0.195=3.295m=3.30m (7)容積計(jì)算： =*3.3*(13.42+13.4*20.19+20.192)/12+* 20.192*1.07/4 +*0.195*(20.192+20.19*19.8+20.192)/12+154.49 =1209.33 m3 =*10.5

31、2*3.09/4+*(14.62-10.52)*(3.09-1.3)/4 =412.25 m3V3=V-( V1+ V2)= 4452.433-(1209.33+412.25)=2830.853 m3則實(shí)際各室容積之比為：二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=412.25: 1209.33: 2830.853=1:2.93:6.87池各室停留時(shí)間：第二反應(yīng)室=412.25*60/840=29.4min第一反應(yīng)室=29.4*2.93=86.14min分離室=29.4×6.87=201.98min其中第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時(shí)間之和為115.54min(8)進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水管選用d=900mm，出水

32、管選用d=900mm(9)集水系統(tǒng)因池徑較大采用輻射式集水槽和環(huán)形集水槽集水。每條集水槽與澄清池周避上環(huán)形集水槽相連接，集水槽均勻開(kāi)口。另外考慮加裝斜板管的可能，故而對(duì)集水系統(tǒng)除按設(shè)計(jì)水量計(jì)算外，還以2Q進(jìn)行校核，決定槽斷面尺寸。輻射集水槽共設(shè)8根q1=Q/8=0.76/8=0.095 m3/s設(shè)輻射槽寬: b1=0.5m,槽內(nèi)水流流速為v51=0.5m/s，槽底坡降槽內(nèi)終點(diǎn)水深： h2= q1/v51b1=0.095/0.5/0.5=0.38m槽內(nèi)起點(diǎn)水深：式中 hk=3（q12/g b2）=0.1544m代入公式得：h1=0.3069m按2校核，取槽內(nèi)水流流速v51=0.6m/sh2= q

33、1/ v51b1=2*0.095/0.6/0.5=0.633mhk=3（q12/g b2）=0.1544m代入公式得：h1=0.5489m設(shè)計(jì)取水槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.55m，槽內(nèi)終點(diǎn)水深為0.65m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口跌落0.07m，槽超高0.2m見(jiàn)上圖槽起點(diǎn)斷面高為： 0.55+0.07+0.05+0.20=0.87m槽終點(diǎn)斷面高為： 0.65+0.07+0.05+0.20=0.97m環(huán)形集水槽：q2=Q/2=0.76/2=0.38 m3, 取槽寬b2=0.8m，考慮施工方便槽底取平面則il=0槽內(nèi)終點(diǎn)水深： h4=0.38/0.6/0.80=0.792m槽內(nèi)起點(diǎn)水深： hk=

34、3（q22/g b22）=0.284m代入公式得：h3=0.8277m流量增加一倍時(shí)嗎，設(shè)槽內(nèi)流速為hk=3（0.762/9.81/0.82）=0.303mh4=0.76/1.0/0.8=0.95mh3=（2*0.3033/0.95+0.952）=1.047m設(shè)計(jì)取用環(huán)槽內(nèi)水深為1.05m,槽斷面高為1.05+0.07+0.05+0.30=1.47m（槽超高定為0.3m）?？偝鏊郏涸O(shè)計(jì)流量為0.76 m3/s，槽寬b3=1.0m，總出水槽按矩形渠道計(jì)算，槽內(nèi)水流流速，槽底坡降，槽長(zhǎng)為6.5m槽內(nèi)終點(diǎn)水深： h6=Q/v53b3=0.76/0.8/1.0=0.95m，取為0.95m, A=Q/

35、v53=0.76/0.8=0.95 m2R=A/P=0.95/(2*0.95+1.0)=0.3276my=2.5n-0.13-0.75R（n-0.10）=0.1611C=Ry/n=0.32760.1611/0.013=64.27i= v532/RC2=0.82/0.3276/64.272=0.000473槽內(nèi)起點(diǎn)水深： h5= h6-il+0.000473*5.3=0.753m，取為0.75m流量增加一倍時(shí)總出水槽內(nèi)流量Q=1.52 m3/s，槽寬b3=1.0m,取槽內(nèi)流速槽內(nèi)終點(diǎn)水深： h6=Q/v53b3=1.52/0.9/1.0=1.69m , A=Q/v53=1.52/0.9=1.69

36、m2R=A/P=1.69/(2*1.69+1.0)=0.3858my=2.5n-0.13-0.75R（n-0.10）=0.1485C=Ry/n=0.38580.1485/0.013=66.78i= v532/RC2=0.92/0.3858/66.782=0.000471槽內(nèi)起點(diǎn)水深： h5= 1.69-0.2+0.000471*5.3=1.492m設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為1.5m設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)終點(diǎn)水深為1.7m槽超高定為0.3m按設(shè)計(jì)流量計(jì)算得從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為 =(0.3069+0.1-0.38)+(0.8277-0.792)+0.000473*5.3 =0.065設(shè)計(jì)流量增

37、加一倍時(shí)從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為 =(0.5489+0.1-0.633)+(1.047-0.95)+(1.492+0.2-1.69)=0.1149m輻射集水槽有下列兩種集水方式，采用孔口或三角堰口：1） 輻射集水槽孔口出流：孔口出流，取孔口前水位高0.05m，流量系數(shù)取為0.62孔口面積f=q1/（u2gh）=0.095/（0.622*9.81*0.05）=0.1547在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋DN50塑料管作為集水孔，如安裝斜板（管）時(shí)，可將塑料管剔除，則集水孔徑改為DN70.每側(cè)孔口數(shù)目：n=2f/d2=2*0.1547/0.052=39.39個(gè)安裝斜板（管）后流量

38、為2，則孔口面積增加一倍為0.3094每側(cè)孔口數(shù)目：n=2f/d2=2*0.3094/0.072=40.20個(gè)設(shè)計(jì)采用每側(cè)孔口數(shù)為40（包括環(huán)形集水槽1/2長(zhǎng)度單側(cè)開(kāi)孔數(shù)目）。2)輻射集水槽三角堰（90°）集水，見(jiàn)圖采用鋼板焊制三角堰集水槽，取堰高C=0.10m，堰寬b=0.20m，即90°三角堰，堰上水頭h=0.08m。單堰流量： q0=1.4h2.5=1.4* 0.082.5=0.0025343m3/s輻射集水槽每側(cè)三角堰數(shù)目：n= q1/2q0=0.095/2/0.0025343=18.743個(gè)加設(shè)斜板（管）流量增加一倍則n增加為37.486個(gè)，參照輻射集水槽長(zhǎng)度及上

39、述計(jì)算，取集水槽每側(cè)三角堰的個(gè)數(shù)為38個(gè)。（10）排泥及排水計(jì)算污泥濃縮室：總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按池總?cè)莘e的1%考慮V4=0.01V=0.01*4452.433=44.52m3分設(shè)三斗，每斗容積V斗= V4/3=44.52/3=14.84m3設(shè)污泥斗上底面積：S上=5.0*2.8+2*5.0* h斗/3=5.0*2.8+2*5.0*0.302/3=15.007m2式中 h斗= R1-(R12-2.52)=10.5-(10.52-2.52)=0.302m下底面積： S下=0.5*0.5=0.25m2污泥斗容積: V斗=2.4*(15.007+0.25+(15.007+0.25)/3=15.33 m3

40、排泥斗見(jiàn)圖三斗容積： V4=15.33*3=45.99 m3排泥周期：本池在重力排泥時(shí)進(jìn)水懸浮物含量一般1000mg/l,出水懸浮物含量一般5mg/l，污泥含水率P=98%，濃縮污泥密度。T0=104V4(100-P)/(S1-S4)/Q=20574.47/(S1-S4)min與關(guān)系值見(jiàn)下表與關(guān)系值排泥歷時(shí)：設(shè)污泥斗排泥管為DN100,其斷面電磁排泥閥適用水壓h0.04MPa取=0.03，管長(zhǎng)l=5m局部阻力系數(shù)：進(jìn)口=1×0.5=0.5，丁字管=1×0.1=0.1出口=1×1=1，45°彎頭=1×0.4=0.4閘閥=0.15+4.3=4.45

41、（閘閥、截止閥各一個(gè)）=6.45流量系數(shù)：排泥流量：排泥歷時(shí)：t0=15.33/0.0229=669.43s放空時(shí)間計(jì)算：設(shè)池底中心排空管直徑DN250本池開(kāi)始放空時(shí)水頭為池運(yùn)行水位至池底管中心高差,見(jiàn)圖曲=0.03，管長(zhǎng)l=15m局部阻力系數(shù)：進(jìn)口，出口閘閥，丁字管，=2.0流量系數(shù)：瞬時(shí)排水量: q=uw022gh2=0.46*0.04909*(2g*8.85)=0.298m3/s放空時(shí)間: 式中 K1=D2/u d22g= 30.42/0.46 /0.2522g=453.57 ctg=1, DT=19.8t=2*453.57*(8.851/2-6.351/2)+2*7.85*(19.82

42、*6.351/2+4*19.8*6.353/2/3+4*6.355/2/5)=23831.40s=6.62h (11)機(jī)械設(shè)備計(jì)算：攪拌機(jī)是機(jī)械澄清池的主要設(shè)備,攪拌機(jī)可使池內(nèi)液體形成兩種循環(huán)流動(dòng)，以達(dá)到使水澄清的目的，其作用有二：一是機(jī)械反應(yīng)，由提升葉輪的槳葉在第一反應(yīng)室內(nèi)完成機(jī)械反應(yīng)，使經(jīng)過(guò)加藥混合產(chǎn)生的絮凝顆粒與回流中的原有礬花碰撞接觸而形成較大的顆粒。；二是澄清分離，提升葉輪將第一反應(yīng)室內(nèi)形成絮凝顆粒的水體提升到第二反應(yīng)室，再經(jīng)折流到澄清區(qū)進(jìn)行分離，清水上升，泥渣從澄清區(qū)下部再回流到第一反應(yīng)室。 （1）已知條件：原水容重=1050kg/ 凈產(chǎn)水能力 Q=62500/d=0.76/s 葉

43、輪提升水量=5Q=3.8/s 葉輪提升水頭H=0.05m 葉輪外緣線速度=1.2m/s 葉輪轉(zhuǎn)度要求無(wú)級(jí)調(diào)速 調(diào)動(dòng)裝置采用手動(dòng)升降葉輪方式，其開(kāi)度h取葉輪出水口寬 度B （2） 計(jì)算： 葉輪的外徑：d=0.155D=0.155×30.4=4.71m 葉輪轉(zhuǎn)速：n=60*1.5/4.71=6.08轉(zhuǎn)/秒葉輪的出水口寬度： B=60*3.8/3/6.08/4.712=0.563m 設(shè)計(jì)中取為0.56m 其中C為出水口寬度計(jì)算系數(shù)，一般取為3葉輪提升消耗功率： = 1050*3.8*0.05/0.6/102=3.260KW槳葉消耗功率：=（kW）式中： 葉輪旋轉(zhuǎn)角速度，=2/d=0.64r

44、ad/s h槳葉高度，h=3.3/3=1.1m （3.3為第一反應(yīng)室高度）槳葉外緣半徑，=0.9d/2=0.9×4.71/2=2.12m槳葉內(nèi)緣半徑，=b=2.120.37=1.75m b槳葉寬度，b=h/3=1.1/3=0.37m Z槳葉數(shù)，Z=8 C阻力系數(shù)，C=0.3則 N2=0.3*1050*0.643*1.1*（2.122-1.752）*8/（400*9.81）=0.265KW 攪拌功率：N=+=3.260+0.265=3.525Kw電動(dòng)機(jī)（采用自鎖蝸桿）功率：電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)效率：=0.80.83三角皮帶傳動(dòng)功率一般取0.96蝸輪減速器效率，按單頭蝸桿考慮，去0.7軸承效率

45、取0.9 則=0.8×0.96×0.70×0.9=0.48所以電動(dòng)機(jī)功率=N/=7.344kW攪拌機(jī)軸扭矩： =9550 = 9550*3.525/6.08=5536.8N*m驅(qū)動(dòng)：采用電磁調(diào)速電機(jī)，減速方式采用三角帶和蝸輪減速器兩級(jí)減速。因葉輪需調(diào)整出水口寬度，故需設(shè)計(jì)專用立式蝸桿減速器。選用電動(dòng)機(jī)：JZS2G61 功率0.110kW 轉(zhuǎn)速181760轉(zhuǎn)/min3.濾池設(shè)計(jì)計(jì)算采用普通快濾池。主要由濾池本體、管廊、沖洗設(shè)施、控制室組成。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括池體個(gè)數(shù)、平面尺寸、高度、集水系統(tǒng)、配水系統(tǒng)沖洗水箱及廊道等?？紤]到 技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)因素，所以濾料選擇：?jiǎn)螌邮⑸盀V

46、料。00設(shè)濾池濾速為v=12m/h； 沖洗時(shí)間為 t= 6min= 0.1h（1）濾池面積F濾池工作時(shí)間為24小時(shí)， 沖洗周期為T(mén)=12h。濾池實(shí)際工作時(shí)間為 T=24-24 t /T=24-24×0.1/12=23.8 (h)濾池總面積F=Q/vT=262500/12×23.8=919.12m2采用濾池?cái)?shù)N=12，布置成對(duì)稱雙行排列每個(gè)濾池面積f=F/N=919.12/12=76.59(m2) （小于100平方米）設(shè)計(jì)中取L=11.0m,B=7.0m,濾池的實(shí)際面積為11.0*7.0=77m2 校核強(qiáng)制濾速vv=Nv/(N-1)=12×12/(12-1)=13.

47、09(m/h)（2）濾池高度H采用： 承托層厚度H1=0.40m 濾料層厚度H2=0.70m 砂面上水深H3=1.80m 濾池超高H4=0.30m 所以，濾池總高度為：H=H1+H2+H3+H4=0.40+0.70+1.80+0.30=3.20m根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)03冊(cè)城鎮(zhèn)給水P641頁(yè)，沖洗強(qiáng)度可采用，為防止反沖洗時(shí)煤粒流失，在全年不同水溫時(shí)，應(yīng)使濾層的膨脹率基本相同。因此一年內(nèi)，至少在高水溫和低水溫時(shí)應(yīng)采用兩種沖洗強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)取用高水溫時(shí)反沖洗強(qiáng)度，低水溫時(shí)反沖洗強(qiáng)度為。則相應(yīng)的反沖洗水流量根據(jù)：qg=f*q（3）配水系統(tǒng)根據(jù)水溫較高時(shí)的反沖洗強(qiáng)度來(lái)配置。水溫較高時(shí)：qg= f*q0=

48、77*15=1155L/S干管始端流速：設(shè)計(jì)中取D=1mvg=4*1.15/3.14=1.46m/s配水支管根數(shù)：設(shè)計(jì)中取a=0.25mnj=2*11/0.25-2=86根單格濾池的配水系統(tǒng)如下圖所示：?jiǎn)胃Ч苋肟诹髁浚簈j= qg/ nj=1155/88=13.125 L/s支管入口流速：設(shè)計(jì)中取=0.1m，單根支管長(zhǎng)度：設(shè)計(jì)中取B=7m，D=1.0m配水支管上孔口總面積：設(shè)計(jì)中取K=0.25%FK=0.25%*77=0.1925m2=192500mm2配水支管上孔口流速Vk=qg/Fk其中Vk一般取56m/s有Vk=1.155/0.1925=6.0 m/s單個(gè)孔口面積：設(shè)計(jì)中取孔口總數(shù)：N

49、K=192500/78.5=2452個(gè)每根支管上的孔口數(shù)：nK=2452/88=28個(gè)支管上孔口布置成二排，與垂線成45°夾角向下交錯(cuò)排列，如圖右所示?？卓谥行木啵涸O(shè)計(jì)中取， nK=28個(gè)aK=3.0*2/28=0.21m孔口平均水頭損失：設(shè)計(jì)中取，按課本表6-3，選用流量系數(shù)=0.67，則：配水系統(tǒng)校核：對(duì)大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60對(duì)大阻力配水系統(tǒng)，要求配水支管上孔口總面積與所有支管橫截面積之和的比值小于0.5 FK/njfj=0.1925*4/88/3.14/0.1/0.1=0.31<0.5，滿足要求。（4）洗砂排水槽根據(jù)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第三冊(cè)城鎮(zhèn)給水P641頁(yè)關(guān)于普通快濾池雙層濾料的濾池，洗砂排水槽頂距濾層表面高度