給水水廠課程設(shè)計(jì)完整版

給水廠課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書學(xué)院：環(huán)境學(xué)院專業(yè)：給水排水工程班級：1102班學(xué)號：學(xué)生姓名：xxxxx指導(dǎo)老師：xxxxx設(shè)計(jì)時(shí)間：2023.1.2～2023.1.9目錄TOC\o"1-2"\h\u21686第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及規(guī)定 2166521.1設(shè)計(jì)任務(wù)及工作規(guī)定 2226811.2設(shè)計(jì)原始資料 332118第二章總體設(shè)計(jì) 42.1資料分析與整理422412.2設(shè)計(jì)原則 510002.3廠址選擇 6233732.4水廠工藝流程選擇 6232302.5水解決工藝的選擇 727384第三章凈水構(gòu)筑物的計(jì)算 13287573.1設(shè)計(jì)水量 13228003.2設(shè)計(jì)配水井 1391133.3藥劑投配設(shè)備設(shè)計(jì) 133.4混合設(shè)施的設(shè)計(jì)143.5反映/絮凝設(shè)施的設(shè)計(jì)153.6平流沉淀池263.7普快濾池的設(shè)計(jì)27103033.8清水池的計(jì)算 30220703.9加氯間的設(shè)計(jì)計(jì)算 337816第四章.水廠的平面布置 3332033第五章各構(gòu)筑物的附屬裝置及其工藝構(gòu)造 3428699第六章．高程布置 342704參考文獻(xiàn) 35第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及規(guī)定1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及工作規(guī)定1.1.1設(shè)計(jì)題目城市給水解決廠方案設(shè)計(jì)1.1.2本次課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)達(dá)成的目的1加深對《水質(zhì)工程學(xué)Ⅰ》課程內(nèi)容的理解與掌握；2.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用和深化所學(xué)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念；提高獨(dú)立分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力；3.通過本課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步具有閱讀中外文獻(xiàn)的能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和方案分析選擇能力，理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力；應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力和工程制圖及編寫說明書的能力。使學(xué)生受到專業(yè)工程師應(yīng)具有的基本技能的初步訓(xùn)練，為此后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和系統(tǒng)訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。1.1.3設(shè)計(jì)任務(wù)完畢給水解決廠方案設(shè)計(jì)，即在給出設(shè)計(jì)任務(wù)的基礎(chǔ)上，完畢所給資料的分析、整理，進(jìn)行水廠選址，工藝流程選擇，方案比較，構(gòu)筑物的選型，水廠的平面和高程布置以及解決構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)等工作。重要任務(wù)：完畢城市給水解決廠方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)規(guī)模為（10+M）×10m3/d（M為學(xué)生學(xué)號的個(gè)位數(shù)字）。原水水質(zhì)資料、地形地址、氣象條件等參數(shù)見附《城市給水解決廠課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料》設(shè)計(jì)規(guī)定：完畢水源水質(zhì)評價(jià)，設(shè)計(jì)涉及工藝擬定、主體解決構(gòu)筑物初步設(shè)計(jì)計(jì)算、廠區(qū)平面、系統(tǒng)高程和重要管網(wǎng)布置等。設(shè)計(jì)成果：設(shè)計(jì)說明及計(jì)算書1份（總篇幅1萬字以上），涉及：目錄、原始資料、系統(tǒng)選擇、解決工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、平面及高程等內(nèi)容。完畢給水解決廠平面圖（1：500）和解決系統(tǒng)高程圖（1：100）1張（1#）。1.2設(shè)計(jì)原始資料1.2.1設(shè)計(jì)水量滿足最高日供水量11×10m3/d。1.2.2原水水質(zhì)原水水質(zhì)的重要參數(shù)見表。原水水質(zhì)資料序號項(xiàng)目單位數(shù)值序號項(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/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/L2.4911硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.171.2.3工程地質(zhì)資料根據(jù)巖土工程勘察報(bào)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)解決不能作為構(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)沉管碎石樁對填土層進(jìn)行加固解決.樁體填充物為碎石，碎石粒徑為2~5CM，樁徑為400毫米，樁孔距為1M，按梅花形布置。1.2.4氣象水文資料項(xiàng)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)。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(shí)數(shù)2267.6小時(shí)，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?yàn)镹NE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。1.2.5解決規(guī)定出廠水水質(zhì)指標(biāo)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2023）的相關(guān)規(guī)定。總體設(shè)計(jì)2.1資料分析與整理結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2023），進(jìn)行原水的水質(zhì)特性分析。給水水質(zhì)的重要參數(shù)見表。地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號項(xiàng)目單位數(shù)值序號項(xiàng)目單位數(shù)值1渾濁度NTU度≤313錳mg/L0.12細(xì)菌總數(shù)個(gè)/mL10014銅mg/L1.03總大腸菌群個(gè)/L≤315鋅mg/L<1.04色度≤1516BOD5mg/L≤35嗅和味-17陰離子合成劑mg/L≤0.26肉眼可見物無18溶解性總固體mg/L10007pH6.5-8.519氨氮mg/L≤0.158總硬度(CaCO3)mg/L45020亞硝酸鹽氮mg/L0.0559總堿度mg/L47.521硝酸鹽氮mg/L2010氯化物mg/L25022耗氧量mg/L311硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.32.2設(shè)計(jì)原則(1)水解決構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按原水水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水量取決于所采用的解決方法、構(gòu)筑物類型及原水水質(zhì)等因素，城鄉(xiāng)水廠自用水量一般采用供水量的5%—10%，必要時(shí)可通過計(jì)算擬定。(2)水廠應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。根據(jù)使用規(guī)定及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等因素，對近期工程亦可做分期建設(shè)的也許安排。對于擴(kuò)建、改建工程，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，充足發(fā)揮原有設(shè)施的效能，并應(yīng)考慮與原有構(gòu)筑物的合理配合。(3)水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗及部分停止工作時(shí)，仍能滿足用水規(guī)定、重要設(shè)備應(yīng)有備用量；解決構(gòu)筑物一般不設(shè)備用量，但可通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)提高運(yùn)營負(fù)荷。(4)水廠自動(dòng)化限度，應(yīng)本著提供水水質(zhì)和供水可靠性，減少能耗、藥耗，提高科學(xué)管理水平和增長經(jīng)濟(jì)效益的原則，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善擬定。(5)設(shè)計(jì)中必須遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。假如采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，則必須通過科學(xué)論證，確證行之有效，方可付諸工程實(shí)際。但對與的確行之有效、經(jīng)濟(jì)效益高、技術(shù)先進(jìn)的新工藝、新設(shè)備和新材料，應(yīng)積極采用，不必受現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的約束。2.3廠址選擇水廠選址的原則：1.廠址應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方；2.水廠盡也許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)立在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理，減少輸電線路的造價(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)立在取水構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物在一起。2.4水廠工藝流程選擇給水解決方法和工藝流程的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等因素，通過調(diào)查研究、必要的實(shí)驗(yàn)并參考相似條件下解決構(gòu)筑物的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出幾種可行方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后擬定。結(jié)合給水水質(zhì)的特點(diǎn)，水解決工藝流程見下表。各凈水工藝流程的特點(diǎn)凈水工藝流程合用條件Ⅰ原水→簡樸解決（如用篩網(wǎng)過濾）水質(zhì)規(guī)定不高，如某些工業(yè)冷卻用水，只規(guī)定去除粗大雜質(zhì)。Ⅱ原水→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒一般進(jìn)水濁度不大于2023~3000NTU，短時(shí)間內(nèi)可達(dá)5000~10000NTUⅢ原水→接觸過濾→消毒進(jìn)水濁度一般不大于25NTU，水質(zhì)較穩(wěn)定且無藻內(nèi)繁殖Ⅳ原水→混凝沉淀→過濾→消毒（洪水期）原水→自然預(yù)沉→接觸過濾→消毒（平時(shí)）山溪河流。水質(zhì)經(jīng)常清楚，洪水時(shí)含泥沙量較高Ⅴ原水→混凝→氣浮→過濾→消毒經(jīng)常濁度較低，短時(shí)間不超過100NTUⅥ原水→（調(diào)蓄預(yù)沉或自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉）→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒高濁度水二級沉淀（澄清）工藝，合用于含沙量大、砂峰連續(xù)時(shí)間較長的原水解決Ⅶ原水→混凝→氣浮（沉淀）→過濾→消毒經(jīng)常濁度較低，采用氣浮澄清；洪水期濁度較高，則采用沉淀工藝2.5水解決工藝的選擇2.5.1混凝劑混凝劑的選擇與投加混凝劑的選擇應(yīng)遵循以下一般原則：混凝效果好；無毒害作用；貨源充足；成本低；新型藥劑的衛(wèi)生許可；借鑒已有經(jīng)驗(yàn)。(1)精制硫酸鋁Al3(SO4)2·18H2O制造工藝復(fù)雜，水解作用緩慢；含無水硫酸鋁50%—52%；合用于水溫為20—40℃。當(dāng)PH=4-7時(shí)，重要去除有機(jī)物；PH=5.7—7.8時(shí)，重要去除懸浮物；PH=6.4—7.8時(shí)，解決濁度高，色度低（小于30度）的水。(2)粗制硫酸鋁Al3(SO4)2·18H2O制造工藝簡樸，價(jià)格低；設(shè)計(jì)時(shí)，含無水硫酸鋁一般可采用20%—25%；具有20%—30%不溶物，其他同精制硫酸鋁(3)硫酸亞鐵FeSO4·7H2O絮體形成較快，沉淀時(shí)間短；使用于堿度高、濁度高，PH=8.1-9.6，混凝用好，但原水色度較高時(shí)不宜采用；當(dāng)PH較低時(shí)，常用氯氧化物使鐵氧化成三價(jià)，腐蝕性較高(4)三氯化鐵FeCl3·6H2O不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，殘?jiān)?。對金屬（特別對鐵）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料會(huì)因發(fā)熱而引起變形。原水PH=6.0—8.4之間為宜，當(dāng)原水堿度局限性時(shí)應(yīng)加適量石灰；解決低濁水時(shí)效果不顯著(5)聚合氯化鋁簡稱PAC凈化效率高，用藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性能好，原水濁度高時(shí)尤為顯著。溫度適應(yīng)性高，PH值使用范圍寬（PH=5—9），因而可調(diào)PH值。操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好，成本低。(6)聚丙烯酰胺又名三號絮凝劑，簡寫PAM解決高濁度水池效果顯著，既可保證水質(zhì)，又可減少混凝劑用量和沉淀池容積，目前被認(rèn)為是解決高濁水最有效的絮凝劑之一，適當(dāng)水解后，效果提高，常與其他混凝劑配合使用或作助凝劑，其單體丙烯酰胺有毒，用于飲用水凈化應(yīng)控制用量。2)混凝劑投加方式選擇(1)水泵投加采用計(jì)量泵投加，不需另設(shè)計(jì)量設(shè)備。(2)水射器投加采用水射器投加，設(shè)備簡樸，使用方便，但水射器效率較低，且易磨損。(3)重力投加將溶液池架高，運(yùn)用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高。2.5.2混合設(shè)備在給排水解決過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充足混合是使反映完善，從而使得后解決流程取得良好效果的最基本條件?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤幔绊懟旌闲Ч囊蛩睾芏?，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；炷巹┩度朐螅瑧?yīng)快速、均勻的分散于水中?；旌戏绞接兴没旌?、管道混合、靜態(tài)混合器、機(jī)械攪拌混合、擴(kuò)散混合器、跌水混合器等。各混合方式的特點(diǎn)方式優(yōu)缺陷合用條件水泵混合優(yōu)點(diǎn)：1、設(shè)備簡樸2、混合充足，效果較好3、不另消耗動(dòng)能缺陷：1、吸水管較多時(shí)，投藥設(shè)備要增長，安裝、管理較麻煩2、配合加藥自動(dòng)控制較困難3、G值相對較低合用于一級泵房離解決構(gòu)筑物120m以內(nèi)的水廠靜態(tài)混合器優(yōu)點(diǎn)：1、設(shè)備簡樸，維護(hù)管理方便2、不需土建構(gòu)筑物3、在設(shè)計(jì)流量范圍，混合效果較好缺陷：1、運(yùn)營水量變化影響效果2、水頭損失較大3、混合器構(gòu)造太復(fù)雜合用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠擴(kuò)散混合器優(yōu)點(diǎn)：1、不需外加動(dòng)力設(shè)備2、不需土建構(gòu)筑物3、不占地缺陷：混合效果受水量變化有一定的影響合用于中檔規(guī)模的水廠跌水混合優(yōu)點(diǎn)：1、運(yùn)用水頭的跌落擴(kuò)散藥劑2、受水量變化影響較小3、不需外加動(dòng)力設(shè)備缺陷：1、藥劑的擴(kuò)散不易完全均勻2、需建混合池3、容易夾帶氣泡合用于各種規(guī)模的水廠，特別當(dāng)重力流進(jìn)水水頭有富余時(shí)機(jī)械混合優(yōu)點(diǎn)：1、混合效果較好2、水頭損失較小3、合效果基本上不受水量的變化影響缺陷：1、需耗動(dòng)能2、管理維護(hù)較復(fù)雜3、需建混合池合用于各種規(guī)模的水廠2.5.3絮凝設(shè)備絮凝池形式的選擇和絮凝時(shí)間的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)或通過實(shí)驗(yàn)擬定。(1)隔板式絮凝池①往復(fù)式隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡樸，施工方便。缺陷：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處礬花易破碎。合用條件：水量大于30000m3/d的水廠，水量變動(dòng)小者。②回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡樸，管理方便。缺陷：出水流量不易分派均勻，出口處易積泥。合用條件：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)合用。(2)旋流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較小。缺陷：池子較深，地下水位高處施工較困難，絮凝效果較差。合用條件：一般用于中小型水廠。(3)折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較小。缺陷：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)較高。合用條件：流量變化較小的中小型水廠。(4)渦流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝時(shí)間短，容積小，造價(jià)較低。缺陷：池子較深，錐底施工較困難，絮凝效果較差。合用條件：水量小于30000m3/d的水廠。(5)網(wǎng)格、柵條絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝池效果好，水頭損失小，凝聚時(shí)間短。缺陷：末端池底易積泥。(6)機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，可適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。缺陷：需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修。合用條件：大小水量均合用，并能適應(yīng)水量變動(dòng)較大者。(7)懸浮絮凝池加隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失較小，造價(jià)較低。缺陷：斜擋板在結(jié)構(gòu)上解決較困難，重顆粒泥砂易堵塞在斜擋板底部。2.5.4沉淀池選擇沉淀池類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、解決后水質(zhì)規(guī)定，并考慮原水水濕變化、解決水量均勻限度以及是否連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合本地條件通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較擬定沉淀池的個(gè)數(shù)或可以單獨(dú)排空的分格數(shù)不宜少于2個(gè)。通過混凝沉淀的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁度一般不宜超過10度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時(shí)，不宜超過15度。設(shè)計(jì)沉淀池時(shí)需要考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水的懸浮物含量、解決水量、排泥周期和濃度等因素通過計(jì)算擬定。當(dāng)沉淀池排泥次數(shù)較多時(shí)，宜采用機(jī)械化或自動(dòng)化排泥裝置，應(yīng)設(shè)取樣裝置。(1)平流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)較低，操作管理方便，施工較簡樸；對原水濁度適應(yīng)性強(qiáng)，解決效果穩(wěn)定，采用機(jī)械排泥設(shè)施時(shí)，排泥效果好缺陷：采用機(jī)械排泥設(shè)施時(shí)，需要維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備；占地面積大，水力排泥時(shí)，排泥困難合用條件：一般合用于大中型水廠(2)斜管（板）沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效率高，池體小，占地小缺陷：斜管（板）耗材多，對原水濁度適應(yīng)性較平流池差；不設(shè)排泥裝置時(shí)，排泥困難，設(shè)排泥裝置時(shí)，維護(hù)管理麻煩合用條件：特別合用于沉淀池改造擴(kuò)建和挖潛(3)豎流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：排泥較方便，占地面積小缺陷：上升流速受顆粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果較差，施工較平流式困難合用條件：一般用于小型凈水廠，常用于地下水位較低時(shí)(4)輻流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好缺陷：基建投資大，費(fèi)用高，刮泥機(jī)維護(hù)管理較復(fù)雜，金屬耗量大，施工較困難合用條件：一般用于大中型凈水廠，在高濁度水地區(qū)，作預(yù)沉淀池2.5.5濾池供生活飲用水的濾池出水水質(zhì)經(jīng)消毒后應(yīng)符合現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定；供生產(chǎn)用水的過濾池出水水質(zhì)，應(yīng)符合生產(chǎn)工藝規(guī)定；濾池形式的選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、原水水質(zhì)和工藝流程的高程布置等因素，結(jié)合本地條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較擬定。(1)普通快濾池①單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：材料易得，價(jià)格低；大阻力配水系統(tǒng)，單池面積較大，可采用減速過濾，水質(zhì)好；缺陷：閥門多，價(jià)格高，易損壞，需設(shè)有全套沖洗設(shè)備；合用條件：一般用于大中水廠，單池面積不宜大于100m2。②無煙煤石英砂雙層濾料優(yōu)點(diǎn)：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質(zhì)好，沖洗用水少；缺陷：濾料價(jià)格高，易流失；沖洗困難，易積泥球；合用條件：使用于大中型水廠，宜采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于100m2，需要采用助沖設(shè)施。③砂煤重質(zhì)礦石三層濾料優(yōu)點(diǎn)：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質(zhì)好，沖洗用水少;缺陷：濾料價(jià)格高，易流失；沖洗困難，易積泥球;合用條件：使用于中型水廠，宜采用中阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于50-60m2，需要采用助沖設(shè)施。(2)V型濾池優(yōu)點(diǎn)：采用氣水反沖洗，有表面橫向掃洗作用，沖洗效果好，節(jié)水；配水系統(tǒng)一般采用長柄濾頭沖洗過程自動(dòng)控制；缺陷：采用均質(zhì)濾料，濾層較厚，濾料較粗，過濾周期長；合用條件：合用于大中型水廠。(3)虹吸濾池優(yōu)點(diǎn)：不需大型閥門，易于自動(dòng)化操作，管理方便；缺陷：土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，池深大單池面積小，沖洗水量大；等速過濾，水質(zhì)不如變速過濾；合用條件：合用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2(4)雙閥濾池(單層砂濾料)優(yōu)點(diǎn)：材料易得，價(jià)格低，大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可大，可采用減速過濾，水質(zhì)好，減少兩只閥門；缺陷：必須有全套沖洗設(shè)備，增長形成虹吸的抽氣設(shè)備合用條件：合用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2。(5)移動(dòng)罩濾池(單層砂濾料)優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，不需要大型閥門設(shè)備，池深淺，結(jié)構(gòu)簡樸；自動(dòng)連續(xù)運(yùn)營，不需沖洗設(shè)備；占地少，節(jié)能；2.5.6消毒(1)液氯消毒優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)有效，使用方便，PH值越低消毒作用越強(qiáng)，在管網(wǎng)內(nèi)有連續(xù)消毒殺菌作用；缺陷：氯和有機(jī)物反映可生成對健康有害的物質(zhì)。(2)漂白粉消毒優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)消毒殺菌；缺陷：漂白粉不穩(wěn)定，有效氯的含量只有其20%—25%。(3)二氧化氯消毒優(yōu)點(diǎn)：對細(xì)菌、病毒等有很強(qiáng)的滅活能力，能有效地去除或減少水的色、嗅及鐵、錳、酚等物質(zhì)；缺陷：ClO2自身和副產(chǎn)物ClO2-對人體血紅細(xì)胞有損害。(4)臭氧消毒優(yōu)點(diǎn)：殺菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，操作簡樸，管理方便；缺陷：不能解決管網(wǎng)再污染的問題，成本高；本次設(shè)計(jì)選擇的工藝為：原水原水水力混合池折板反映池平流沉淀池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設(shè)計(jì)水量本設(shè)計(jì)解決水量為Q=11×10×1.05m/d=115500m/d=4812.5m/h3.2設(shè)計(jì)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)立調(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)立溢流井和調(diào)節(jié)堰板。3.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算1）配水井體積為；V=Qt=30=40.1m=40m設(shè)計(jì)配水井尺寸；設(shè)計(jì)其高為H=2m，其中涉及0.5m超高。則配水井底面積為；，取D=6m。池子的有效容積為，滿足規(guī)定。3.3藥劑投配設(shè)備設(shè)計(jì)3.3.1溶液池容積=QUOTE
=11.54m12m式中：a——混凝劑的最大投加量，取20mg/L；Q——設(shè)計(jì)解決的水量；c——溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-15%，本設(shè)計(jì)取10%；n——每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計(jì)取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)立2個(gè)，每個(gè)容積為W=6m（一備一用），以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為L×B×H=2×2×2.2，高度中涉及超高0.4m，沉渣高度0.3m，置于室內(nèi)地面上。溶液池實(shí)際有效容積：W1=L×B×H=2×2×1.5=6m，滿足規(guī)定。池旁設(shè)工作臺，寬1.0~1.5m，池底坡度為0.02。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐解決。3.3.2溶解池容積W=（0.2～0.3）W=0.212=2.4m式中：——溶解池容積（m），一般采用（0.2-0.3）；本設(shè)計(jì)取0.2。溶解池也設(shè)立為2池，單池尺寸：L×B×H=1.5×1×1.5，高度中涉及超高0.5m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.025。溶解池實(shí)際有效容積：=L×B×H=1.5×1×0.8=1.2m溶解池的放水時(shí)間采用t＝5min，則放水流量：查水力計(jì)算表得放水管管徑＝80mm，相應(yīng)流速v=0.72m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐解決。3.3.3投藥管投藥管流量q===0.278L/S查水力計(jì)算表得投藥管管徑d＝20mm，相應(yīng)流速為0.70m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。3.3.4計(jì)量投加設(shè)備本設(shè)計(jì)采用計(jì)量泵投加混凝劑。計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量:==1m/h式中：——溶液池容積，m3。計(jì)量泵型號為J-D1000/3.2，電動(dòng)機(jī)功率是4kw，重量340kg，選用兩臺，一備一用。3.3.5藥庫的設(shè)計(jì)(1)藥劑倉庫與加藥間宜連接在一起，存儲量一般按最大投加量期的1個(gè)月用量計(jì)算。(2)倉庫除擬定的有效面積外，還要考慮放置泵稱的地方，并盡也許考慮汽車運(yùn)送方便，留有1.5米寬的過道。(3)應(yīng)有良好的通風(fēng)條件，并組織受潮，同時(shí)倉庫的地坪和墻壁應(yīng)有相應(yīng)的防腐措施。PAC所占體積V=30aQ/1000=30×20×115500/1000=69300kg=69.3tPAC相對密度為2.34，則PAC所占體積為：69.3/2.34=29.62m3=30m3藥品堆放高度按2.0m計(jì)，則所需面積為30/2=15m2考慮藥劑的運(yùn)送、搬運(yùn)和磅秤等所占面積，這部分面積按藥品占有面積的30﹪計(jì)，則藥庫所需面積為：15×1.3=19.5m2，設(shè)計(jì)中取20m2藥庫平面尺寸?。?.0×5.0m。3.4混合設(shè)施的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用來回隔板式混合池對藥劑和水混合。3.4.1．已知條件已知設(shè)計(jì)解決水量Q=115500m/d=1.3m/s，混合時(shí)間選擇60s，隔板數(shù)設(shè)計(jì)為7個(gè)，隔板間距為0.8m，通過水流在隔板中間來回流動(dòng)，并且在彎道處產(chǎn)生紊流使水和藥劑混合均勻。3.4.2.設(shè)計(jì)計(jì)算混合池體積；V=Qt=1.360=78m=80m選擇兩個(gè)混合池，則單個(gè)混合池體積為；V=40m池長L為；L=80.8=6.4m則BH==6.25m2池高H；設(shè)立H=3m；其中超高0.5m池寬B；B=2.5m池子的尺寸為；溶解池也設(shè)立為2池，單池尺寸：L×B×H=6.42.53,高度中涉及超高0.5m,池底坡度采用0.02。溶解池實(shí)際有效容積：=L×B×H=6.4×2.5×2.5=40m放空管；單池放水流量Q=650L/s放空管管材采用鋼筋混凝土圓管，查水力計(jì)算表得放空管管徑DN＝800mm，相應(yīng)流速為1.3m/s。3.5反映/絮凝設(shè)施的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用折板反映池使膠體脫穩(wěn)，使其轉(zhuǎn)化成不穩(wěn)定的小絮體，有助于下一步的沉淀，但在絮凝時(shí)應(yīng)注意控制流體速度，避免已經(jīng)形成的絮體破碎或絮體在絮凝池中沉淀。3.5.1．已知條件絮凝池要有足夠的絮凝時(shí)間，一般宜在10~30min，在本次設(shè)計(jì)中選擇的t=20min，設(shè)計(jì)用n=4個(gè)絮凝池。3.5.2．設(shè)計(jì)計(jì)算（1）單組絮凝池流量及有效容積Q==1203.125m/h=0.334m/sV=QT==401m每組池子面積AA===89.11每組池子的凈寬為了與沉淀池配合，絮凝池的凈長=9m，則池子的凈寬===9.9m（2）絮凝池的布置絮凝池的絮凝過程為三段：第一段；第二段；第三段；將絮凝池垂直水流方向分為9格，每格凈寬為1m，每三格為一絮凝段，第一二、三格采用單通道異波折板；第四、五、六格采用單通道同波折板；第七、八、九格采用直板。（3）折板尺寸及布置（如圖3.6所示）折板采用鋼絲水泥板，折板寬度0.5m，厚度0.06m，折角90°,折板凈長度0.8m。90°90°50070035350圖3.6折板尺寸示意圖（4）絮凝池長度L和寬度B考慮折板所占寬度為0.069,池壁厚200mm，池底厚300mm,絮凝池的實(shí)際寬度B=10.1m；考慮隔板所占長度為0.2m,絮凝池的實(shí)際長度L=10.6m,超高0.3m因此，由以上計(jì)算尺寸對絮凝池進(jìn)行平面布置，絮凝池平面圖如圖3.7所示。圖3.7折板絮凝池平面布置圖（5）各折板的間距及實(shí)際流速第一、二、三格：,取b=1.1m第四、五、六格：第七、八、九格：圖3.8折板絮凝池計(jì)算簡圖（6）水頭損失h計(jì)算參照圖3.8。第一、二、三格為單通道異波折板 式中——總水頭損失，m； ——一個(gè)縮放組合的水頭損失,m； ——轉(zhuǎn)彎或孔洞的水頭損失，m；n——縮放組合的個(gè)數(shù)；——漸放段水頭損失，m； ——漸放段段阻力系數(shù)； ——漸縮段阻力系數(shù)；——轉(zhuǎn)彎或孔洞處阻力系數(shù)；——相對峰的斷面積，；——相對谷的斷面積，； ——峰速，m/s； ——谷速，m/s；——轉(zhuǎn)彎或孔洞處流速，。①第一格通道數(shù)為4，單通道的縮放組合個(gè)數(shù)為4個(gè)，n=4。②③；④；⑤；⑥；⑦上轉(zhuǎn)、下轉(zhuǎn)彎各為兩次，取轉(zhuǎn)彎髙為1.5m，；⑧漸放段水頭損失：⑨漸縮段水頭損失：⑩轉(zhuǎn)彎或孔洞的水頭損失：==0.1m第二、三格的計(jì)算同第一格。第四格為單通道折板式中——每一轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)；n——轉(zhuǎn)彎的個(gè)數(shù)；v——板間流速,m/s；——同上。計(jì)算數(shù)據(jù)如下：①第四格通道數(shù)為4，單通道轉(zhuǎn)彎數(shù)為6，。②折角為90°，③則Σh=nξ+h=240.6+2.3710=5.310m。第五、六格的計(jì)算同第四格。第七格為單通道直板：式中——轉(zhuǎn)彎處阻力系數(shù)；n——轉(zhuǎn)彎次數(shù)；v——平均流速，m/s。其計(jì)算數(shù)據(jù)如下：①第七格通道數(shù)為3，兩塊直板180°，轉(zhuǎn)彎次數(shù)，進(jìn)口、出口孔洞2個(gè)；②180°轉(zhuǎn)彎，進(jìn)口孔；③v=0.10m/s(7)絮凝池各段的停留時(shí)間第一、二、三格水流停留時(shí)間為：第四、五、六格均為第七、八、九格水流停留時(shí)間為：（8）絮凝池各段的G值式中G——速度梯度（）；——水的容重（）；——水的動(dòng)力粘度（）；T——反映時(shí)間（）水溫為20℃，絮凝段絮凝時(shí)間（min）水頭損失（m）G()GT值第一絮凝段6.6990.385.52第二絮凝段6.6990.15962.26第三絮凝段6.7580.012517.33合計(jì)20.1560.4715165.11第一段（異波折板）：第二段（同波折板）：第三段（直板）：則可求得GT值：3.6平流沉淀池3.6.1設(shè)計(jì)流量1）取沉淀池個(gè)數(shù)n=4,則取停留時(shí)間為T=2h2）計(jì)算沉淀池的有效容積由于絮凝池與沉淀池相連，絮凝池的長等于沉淀池的寬，即B=10.1m，取B=10m。取有效水深H=3m=80m又L=vt則mm/s沉淀池水平流速為11mm/s，在10mm/s30mm/s之間，符合規(guī)定。沉淀池長寬比沉淀池長深比符合沉淀池中水流的穩(wěn)定性水流斷面面積濕周則水力半徑3）弗勞德數(shù)4）進(jìn)水系統(tǒng)1.沉淀池的進(jìn)水部分設(shè)計(jì)沉淀池的配水，采用穿孔花墻進(jìn)水方式。墻長10m，墻高3.5m，有效水深3m。取孔口流速m/s，則孔口總面積每個(gè)孔口采用矩形的半磚空洞，其尺寸為，孔眼面積孔眼總數(shù)為取850個(gè)取局部阻力系數(shù)，則進(jìn)口水頭損失可以看出，計(jì)算出的進(jìn)水部分水頭損失非常小，為了安全，此處取為0.05m。3.6.2.沉淀池的出水部分設(shè)計(jì)沉淀池的出口布置規(guī)定在池寬方向上均勻集水，并盡量潷取水上層澄清水，減小下層沉淀水的卷起，目前采用的方法多為采用指形槽出水。指形槽個(gè)數(shù)：N=5指形槽的中心距：指形槽中的流量：，考慮單組池子的超載系數(shù)20％，故槽中流量為：槽寬，為便于施工，取0.32m5個(gè)集水槽、雙側(cè)進(jìn)水。每根槽長8.92m沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形取溢流堰的堰上負(fù)荷，則溢流堰的總堰長出水堰的堰口標(biāo)高能通過螺栓上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)水位變化。取渠道寬度b=0.5m，則出水渠起段水深，出水渠超高定為0.1m，出水渠總深設(shè)為0.85m，跌水高度0.24m。沉淀池出水管管徑初定為DN1100mm，此時(shí)管道內(nèi)流速3.6.3沉淀池放空管徑取放空時(shí)間t=2h，則放空管管徑設(shè)計(jì)中去放空管管徑為DN400mm3.6.4排泥設(shè)備選擇為取得較好的排泥效果，可采用機(jī)械排泥。即在池末端設(shè)集水坑，通過排泥管定期啟動(dòng)閥門，靠重力排泥。沉淀池底部設(shè)泥斗，每組沉淀池池設(shè)8個(gè)污泥斗，污泥斗頂寬1.25m，污泥斗的的底寬0.45m，污泥斗深0.4m，采用HX8-14型行車式虹吸泥機(jī)，驅(qū)動(dòng)功率為0.37×2kw，行車速度為1m/min。3.6.5沉淀池總高度去沉淀池超高為0.5m污泥斗高度0.4m則H=0.4+0.5+3=3.9m3.7普快濾池的設(shè)計(jì)3.7.1已知條件設(shè)計(jì)水量濾速3.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沖洗強(qiáng)度式中——濾料平均粒徑，mm；——濾層最大膨脹率，%，采用；——水的運(yùn)動(dòng)粘滯度，，1.14（平均水溫為15）.砂濾料的有效直徑與相應(yīng)的濾料不均勻系數(shù)所以（2）濾池面積濾池總面積濾池個(gè)數(shù)采用N=10個(gè)，成雙排布置單池面積每池平面尺寸采用池的長寬比為12/4=3/1（3）單池沖洗流量（4）沖洗排水槽1、斷面尺寸兩槽中心距采用a=2.0m排水槽個(gè)數(shù)槽長槽內(nèi)流速，采用0.6排水槽采用標(biāo)準(zhǔn)半圓形槽底斷面形式，其末端斷面模數(shù)為：槽的斷面尺寸，見圖4-1集水渠與排水槽的平面布置，見圖4-2。2、設(shè)立高度濾料層厚度采用排水槽底厚度采用槽頂位于濾層面以上的高度為：3、核算面積排水槽平面總面積與單個(gè)濾池面積之比為：（5）集水渠集水渠采用矩形斷面，渠寬采用b=0.75m渠始端水深集水渠底部低于排水槽底部的高度（6）配水系統(tǒng)采用大阻力配水系統(tǒng)，其配水干管采用方形斷面暗渠結(jié)構(gòu)。配水干渠干渠始端流速采用干渠始端流量干渠斷面積采用0.64m2干渠斷面采用干渠壁厚采用配水支管支管中心距采用支管總數(shù)支管流量支管直徑采用，流速直管長度核算支管孔眼孔眼總面積與濾池面積的比值，采用，則孔徑采用單孔面積孔眼總數(shù)每一支管孔眼數(shù)（分兩排交錯(cuò)排列）為：孔眼中心距孔眼平均流速由得即（7）沖洗水箱1、容量水箱內(nèi)水深，采用圓形水箱直徑設(shè)立高度水箱底至沖洗排水箱的高差，由下列幾部分組成。水箱與濾池間沖洗管道的水頭損失管道流量管徑采用管長查水力計(jì)算表得：；；1000i=13.5沖洗管道上的重要配件極其局部阻力系數(shù)列于表4-1合計(jì)沖洗管配件及阻力系數(shù)配水系統(tǒng)水頭損失也可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算承托層水頭損失承托層厚度采用濾料層水頭損失式中——濾料的密度，，石英砂為；——水的密度，；——濾料層膨脹前的孔隙率（石英砂為0.41）；——濾料層厚度，m。所以c.備用水頭?。?）管廊內(nèi)的主干管渠濾站的20個(gè)水池成雙行對稱布置，每側(cè)10個(gè)濾池。渾水進(jìn)水、廢水排除及過濾后清水引出均采用暗渠輸送，沖洗水進(jìn)水采用管道。各主干管的計(jì)算結(jié)果列于表4-2主干管渠參數(shù)管渠名稱流量/(m3/s)流速/(m/s)管渠截面積/m2管渠斷面有效尺寸/m渾水進(jìn)水渠1．521.01.52清水進(jìn)水渠1.521.21.27沖洗進(jìn)水管0.8762.550.28廢水排水渠0.8761.20.603.8清水池的計(jì)算3.8.1清水池的有效容積清水池的有效容積涉及調(diào)節(jié)容積、消防貯水量和水廠自用水量的調(diào)節(jié)量。清水池的總有效容積：式中：——清水池的總有效容積，；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般為10﹪～20﹪取為10﹪；——設(shè)計(jì)供水量，m3/d，為。清水池設(shè)2座，則每座清水池的有效容積為：3.8.2清水池的平面尺寸每座清水池的面積式中：——每座清水池的面積，；——清水池的有效水深，。設(shè)計(jì)中取h=4.0m取清水池寬度B為35m，則清水池長度L為：L=A/B=2500/35=71.4，設(shè)計(jì)中取為75m則清水池實(shí)際有效容積為清水池超高h(yuǎn)1取為0.5m，清水池總高H為:3.8.3清水池管道系統(tǒng)1.清水池的進(jìn)水管式中：——清水池進(jìn)水管管徑，m；——進(jìn)水管管內(nèi)流速，m/s，一般采用0.7～1.0m/s。設(shè)計(jì)中取。設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管經(jīng)為DN1200，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.6m/s。2.清水池的出水管由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水最大流量計(jì)：式中：——最大流量，；——時(shí)變化系數(shù)，一般取1.3～2.5，本設(shè)計(jì)取為1.5；——設(shè)計(jì)水量，。出水管管徑式中：——清水池出水管管徑，m;——進(jìn)水管管內(nèi)流速，m/s，一般采用0.7～1.0m/s。設(shè)計(jì)中取設(shè)計(jì)中取出水管管經(jīng)為DN1500，出水管內(nèi)實(shí)際流速為0.68m/s。3.清水池的溢流管溢流管的直徑與進(jìn)水管管徑相同，取為DN1200。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口設(shè)立網(wǎng)罩，防止蟲類進(jìn)入池內(nèi)。4.清水池的排水管排水管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計(jì)算。排水管內(nèi)流速按1.2m/s估計(jì)，則排水管的管徑為：式中：——排水管的管徑，m；——放空時(shí)間，h；——排水管內(nèi)流速，m/s。設(shè)計(jì)中取排水管管徑為DN1500.5.清水池布置①.導(dǎo)流墻每座清水池設(shè)兩條導(dǎo)流墻，間距5m，導(dǎo)流墻底部每隔1.0m設(shè)0.1m×0.1m的過水方孔，使清水池清洗時(shí)排水方便。②.檢修孔在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔2個(gè)，直徑為1200mm。③.通氣管清水池頂部設(shè)通氣孔共12個(gè)，每格4個(gè)，通氣管管徑為200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯(cuò)落，便于空氣流通。④.覆土厚度清水池頂部應(yīng)有0.5