给水工程设计方案

1、给水工程设计方案 给水工程设计 目录 第一章总论 一设计任务及要求 1、设计任务1 2、设计要求1 二设计原始资料-3- 第二章水厂规模-4- 城市用水量计算-4- 第三章总体设计-5- 一给水处理构筑物-5- 二设备型式选择-5- 第四章各构筑物的选择及设计计算-11- 一加药问设计计算-12- 二混合设备设计计算-14- 三往复式隔板絮凝池-15- 四斜管沉淀池-18- 五V型滤池-22- 六消毒和清水池-26- 第五章水厂高程布置计算 一管渠的水力计算-31- 第五章主要参考文献资料-32- 第一章 总论 1.1 设计任务及要求 1.1.1 设计任务 1 .根据设计水量(某市20万吨/天

2、给水处理工程设计)(不包含厂内自用水量)、 原始资料和提供的根本工艺流程,提出合理的详细的处理方案及流程,包括各处理构筑物型式的选择、消毒方法的选择等,使处理后的水到达?生活饮用水卫生标准?(GB5749-2006); 2 .进行各处理构筑物的工艺设计计算,确定其根本工艺尺寸及主要构造(用单线条画草图并注明主要工艺尺寸) 3 .进行地面水厂的总体平面布置(包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置确实定,处理水和冲洗水管道的布置)并绘制平面布置图； 4 .进行各处理构筑物的高程计算并绘制地面水厂的高程图； 5 .编制工艺设计计算说明书. 1.1.2、设计要求 通过本设计掌握给水设计工作的一般步骤、内

3、容、方法,并提升设计、计算及制图的水平,培养自己分析问题和解决问题的水平,做到理论和实际相结合. 通过本设计对给水净化所学内容进行更进一步的系统总结和复习,加深对教学内容的理解、 稳固所学内容,并举一反三,由此旁通给水处理的其它内容. 通过本设计熟悉一些资料的引用,如设计标准,设计手册,标准设计、工程图和参考资料等,并学习如何参考,运用这些资料解决实际问题. 通过设计培养自己刻苦钻研,严格细致,克服困难,努力完成任务的作风,提升自己独立工作水平. 1.2 设计原始资料 1、自然条件 (1)地理位置东径:119 36;北纬:32 18 (2)气象资料 气温：历年最高气温40C 历年最低气温-10

4、C 常年平均气温22C 风向：以东南风为主； 降雨量：年平均1100mm； 冬季冰冻期：7天；土壤冰冻线深度：0.15m; (3)土壤地质资料 土壤承载力2.1kg/cm2; 浅层地下水离地面1.5mm； 地面下土壤的种类及厚度见下表. 地点 土壤种类 厚 度 站房旁 黄色亚粘土 1.5 2.1 绿灰色粘土夹砂 5.9 6.6 河岸边 淤泥软亚粘土 1.1 4.4 中沙 1.7 4.9 粗沙 5.3 8.4 粗沙夹卵石 3.2 7.6 2、水源状况 1河流概述 水源水量丰富,水质符合国家规定的水源水质标准,因河道航运繁忙,取水构筑物不得影响航运 2水质资料 表1-2水源水质分析结果 工程 水质

5、 工程 水质 臭和味 无 碳酸盐硬度 6度 浑浊度 400度平均 900度雨季 非碳酸盐硬度 5度 色度 16度 水温 15度 总硬 11度 细菌总数 2500个每ml大肠 菌群72个每L 1.2.1 概述 一设计题目：东北地区A城市给水处理厂工程设计 二相关设计资料 1城市概括：A城市地处东北地区,是一座新型、中等城市,该市实施10年规划,规划拟建一座设计供水量为5用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面.城镇水厂自用水量 般采用供水量的 5% 3/d的给水处理厂,采用统一供水方式供应该市的工业企业及居民用水. (2)自然情况：厂区地面标高约为107.50m,土壤种类为砂质粘土,地下水位10

6、.00m,冰冻线深度2.00m,年降水量 1000mm最高温度300C,最低温度-200C,年平土匀温度200Go主导风向：夏季西南,冬季西北. (三)设计水量：Q=5x10m3/d 1.2.2 水源资料 (一)地表水源 一条河流贯穿该市南北,其中最大流量900.00m3/s,最小流量200.00m3/s.最大流速3m/s,最高水位99.00m, 常水位98.60m,最低水位98.00m.水质监测结果原水浊度：最高500度,最低100度,平均350度,有微量臭和味,根本符合?生活饮用水卫生标准?规定的生活或工业用水水源水质要求. (2)地下水源 该市地下含水层5.00m,大多属于浅层滞水.总硬

7、度达1000mg/L. (二)处理要求 执行?生活饮用水卫生标准?GB5749-2006. 第二章设计水质水量与工艺流程确实定 2.1 设计水质水量 2.1.1 设计水质及水质分析 2.1.1.1 设计水质 本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),处理的目的是去除原水中悬浮物质, 胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分,使净化后水质满足生活饮用水的要求. 生活饮用水水质应符合以下根本要求： (1) 水中不得含有病原微生物. (2) 水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康. (3) 水的感官性状良好. 2.1.1.2 水质分析 本设计中,采用地表水源,

8、由于其地下水源大多属于浅层滞水,不适使用.地表水源的水质浊度、臭味需处理. 2.1.2 设计水量 水处理构筑物的生产水平,应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计,并以水质最不利情况进行校核.水厂自 10%本设计取8%那么设计处理量为: Q=(1+a)Qd=(1+0.08)*50000=54000m3/d 式中Q水厂日处理量； a水厂自用水量系数,一般采用供水量的5%10%本设计取8%; Q设计供水量(m3/d),为5万mf/d. 2.2 给水处理流程确定 2.2.1给水处理工艺流程的选择 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关.地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合 凝、沉淀、

9、过滤、消毒的处理工艺.如果是微污染原水,那么需要进行特殊处理. 综合分析后得出最终的工艺流程为： 原水一混凝一沉淀一过滤一活性炭(颗粒)吸附一消毒 框图表示为： 第三章给水处理构筑物与设备型式选择 3.1 加药间 3.1.1 药剂溶解池 设计药剂溶解池时,为便于投置药剂,溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜,池顶宜高出地面0.20m 左右,以减轻劳动强度,改善操作条件. 溶解池的底坡不小于0.02,池底应有直径不小于100mm的排渣管,池壁需设超高,预防搅拌溶液时溢出.由于 药液一般都具有腐蚀性,所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐举措.溶解池一般采用钢筋混凝土池体,假设其容量

10、较小,可用耐酸陶土缸作溶解池. 3.1.2 混凝剂药剂的选用与投加 3.1.2.1, 混凝剂药剂的选用 甯用麋策期S7-1 1 升班 国作理取忸 心*卜*I3X-CI L 制盘工匕,舞,水 W 作阻博中 2.曾欢水 Sftjfl 柏际史一 0 含&/L 效虚乂 1-垂翔 1木髭为 2(1-10( 4.当副 H=, ,JT 时.美壁上用水中有利交 pt=77.3 时.主去讲水中 M 谆物 PH、4-7-8 盯.就由就图商,色魔犍(小于 39 反 1 的水 vnan% L 制胜工艺就单 I.才械.的 8% 1,如第或厚艳率.松监看 工就*1 糙比照固体冏更 怏用范圈网房停偏益的 也也星曼鱼

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13、水射投加和计量泵投加.计量设备有孔口计量,浮杯计量,定量投药箱和转子流量计.本设计采用耐酸泵和 转子流量计配合投加. 3.1.3 加氯间 1、靠近加氯点,以缩短加氯管线的长度.水和氯应充分混合,接触时间不少于30min.为治理方便,和氯库合建. 加氯间和氯库应布置在水厂的下风向. 2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内,直通加氯点,地沟应有排水设施以防积水.氯气管用紫铜管或无缝钢管,氯水管用橡胶管或塑料管,给水管用镀锌钢管,加氨管不能用铜管. 3、加氯间和其他工作间隔开,加氯间应有直接通向外部、且向外开的门,加氯间和值班室之间应有观察窗,以便 在加氯间外观察工作情况. 4、加氯机的间距约0.7m,

14、一般高于地面1.5m左右,以便于操作,加氯机包括管道不少于两套,以保证连续 工作.称量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤坑内,磅秤面和地面齐平,使氯瓶上下搬运方便.有每小时换气8-12次的通 风设备.加氯间的给水管应保证不断水,并且保持水压稳定.加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱.防毒面具 应预防失效,照明和通风设备应有室外开关. 设计加氯间时,均按以上要求进行设计. 本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合. 3.3、絮凝池 絮凝过程就是在外力作用下,使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞,而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体.目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式,主要有隔板絮

15、凝、折板絮凝、栅条网格絮凝、 和穿孔旋流絮凝. 表3-1絮凝池的类型及特点表 3.2 混合设备 h 式 优处点 1S 卬中外 球现混餐 优点设备明手 阻/他外就扁般蜉 *不咨消耗福施 ftA-啜水讨较善时投杼惶,暑加戈我,曹看较府城 2 配备的玛口圃限制或用薄土 G 遭遇时较能 百用于一富采用更处理何说打以内眄水厂 警戒帮森程含勒 世起,1.澄务的,事护管 J方便 2 .不障立检慎物 3 %设 H城北叫.健合教班修九不需外加功力设圣 映点, ,1.庄疗水堂牝帮哨蛾祟 4 .能色忖构造狂度杂 防用平水量蜜偏不大的善林规原的小厂 翻前程合推 优点不需畀加 Q 力也蓄 也后就上 0 构乳曲 *不占地

16、 味意；提台依然曼女变化有一定影响 避牌 F 中导胡幽喋厂 浪合 优点；L 科用水鼻的跣格贮瓶跖制 2.翌水安化麻晌裴小 3,本蜂揄 M 力健缶峨点,1.方恻的炉触不同克金南勾 ?-胃假合过 3-有鸟卡事?梅 适用干件肺物蜿痛,将利与就 力竞进水长头麻高余的 机械 N 甘 优息；.孤合魂祟校好 乱水共涉失甚小 3.叁自政聚幕率奉叱水,麦牝*除点鑫葩就篥 上督尊堆护较 M 条 3,谎餐需合盘 适用于格仲观懵的京 J 溷育方式比拟ft7-IJ 类型 特点 适用条件 隔 板式 絮凝池 往复式 优点：絮凝效果好,构造简单,施 工方便； 缺点：谷积较大,水头损失较大, 转折处钮花易破碎 3 水量大于30

17、000m/d的水厂；水重 变动小者 回转式 优点：絮凝效果好,水头损失小, 构造简单,治理方便； 缺点：出水流量不宜分配均匀,出 口处宜积泥 .3一一,一,一 水量大于30000m/d的水厂；水重 变动小者；改建和扩建旧池时更 适用 旋流式絮凝 池 优点：谷积小,水头损失较小； 缺点：池子较深,地下水位高处施 上较难,絮凝效果较差 一般用于中小型水厂 折板式絮凝 池 优点：絮凝效果好,絮凝时间短,容积较小； 缺点：构造较隔板絮凝池复杂,造价高 流量变化较小的中小型水厂 网格絮凝池 优点：絮凝效果好,水头损失小, 絮凝时间短； 缺点：末端池底易积泥 根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比拟

18、,本设计选用往复式隔板絮凝池. 3.4 沉淀池 常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件. 表3-2各种形式沉淀池性能特点和适用条件表 型式 性能特点 适用条件 平流式 优点：1、可就地取材,造价低； 2、操作治理方便,施工较简单； 3、适应性强,潜力大,处理效果稳定； 4、带有机械排泥设备时,排泥效果好 缺点：1、不采用机械排泥装置,排泥较困难 2、机械排泥设备,维护复杂； 1、一般用于大中 型净水厂； 2、原水含砂量大时 作预沉池 3、占地面积较大 竖流式 优点：1、排泥较方便 2、一般与絮凝池合建,不需建絮凝池； 3、占地面积较小 缺点：1、上升流速

19、受颗粒下沉速度所限,出水流量小, 一般沉淀效果较差； 2、施工较平流式困难 1、一般用于小型净 水厂； 2、常用于地下水位 较低时 辐流式 优点：1、沉淀效果好； 2、有机械排泥装置时,排泥效果好； 缺点：1、基建投资及费用大； 2、刮泥机维护治理复杂,金属耗量大； 3、施工较平流式困难 1、一般用于大中型净水厂； 2、在舒浊度水地区作预沉淀池 斜管板式 优点：1、沉淀效果图；2、池体小,占地少 缺点：1、斜管板耗用材料多,且价格较高； 2、排泥较困难 2、宜用于大中型厂 2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽 原水经投药、混合与絮凝后,水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中别离出来以完成

20、澄清的作用. 设计采用斜管沉淀池.相比之下,平流式沉淀池虽然具有适应性强、 处理效果稳定和排泥效果好等特点,但是,平流式占地面积大.而且斜管沉淀池因采用斜管组件,使沉淀效率大大提升,处理效果比平流沉淀池要好.斜管式沉淀池有上向流斜板和下向流斜板.由于原水浊度比拟大,且不稳定,所以采用上向流斜板,它可以处理浊度很大的水,甚至于Wj浊度水. 3.5 滤池 1、多层滤料滤池：优点是含污水平大,可采用较大的流速,能节约反冲洗用水,降速过滤水质较好,但只有 三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵治理麻烦,滤料易流逝且冲洗困难易积泥球,需采用助冲设备;(2)、虹吸滤池：适用于中型水厂(

21、水量210万吨/日),土建结构较复杂,池深大,反洗时要浪费一局部水量, 变水头等速过滤水质也不如降速过滤： (3)、无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小,适用于小型水厂； (4)、移动罩滤池：需设移动洗砂设备机械加工量较大,起始滤速较高,因而滤池平均设计滤速不宜过高,罩体合、.2隔墙间的留封要求较局,单格面积不且过大(小于10m);2 (5)、普通快滤池：是向下流、砂滤料的回阀式滤池,适用大中型水厂,单池面积一般不宜大于100m.优点有成 熟的运行经验运行可靠,采用的砂滤料,材料易得价格廉价,采用大阻力配水系统,单池面积可做得较大,池深适中,采用降速过滤,水质较好； (6)、双阀滤池：是下向流

22、、砂滤料得双阀式滤池,优缺点与普通快滤池根本相同且减少了2只阀门,相应得降低 了造价和检修工作量,但必须增加形成虹吸得抽气设备. (7)、V型滤池：从实际运行状况,V型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比,主要有以下优点： 1)、较好地消除了滤料表层、内层泥球,具有截污水平强,滤池过滤周期长,反冲洗水量小特点.可节省 反冲洗水量4060%降低水厂自用水量,降低生产运行本钱. 2)、不易产生滤料流失现象,滤层仅为微膨胀,提升了滤料使用寿命,减少了滤池补砂、换砂费用. 3)、采用粗粒、均质单层石英砂滤料,保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量,使滤后水水质好. 根据设计资料,综合比拟选

23、用目前较广泛使用的V型滤池. 3.6 消毒方法 水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序,其目的在于杀灭水中的有害病原微生物(病原菌、病毒等), 预防水致传染病的危害.其方法分化学法与物理法两大类,前者系水中投家药剂,如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂 等；后者在水中不加药剂,而进行加热消毒、紫外线消毒等. 经比拟,采用液氯消毒.氯是目前国内外应用最广的消毒剂,除消毒外还起氧化作用.加氯操作简单,价格较低,且在管网中有持续消毒杀菌作用.原水水质较好时,一般为滤后消毒,虽然二氧化氯,消毒水平较氯强而且能在管网中保持很长时间,但是由于二氧化氯价格昂贵,且其主要原料亚氯酸钠易爆炸,国内目前在净水

24、处理方面应用尚不多. 第四章各构筑物的选择及设计计算 一.式计怵浊度一#5出水性度PAQi；水敏惠 一PFS由永裒斑FACJI/KUVPNS出水C 9-|(b|/d 计算水量Q=54000r3/d=2250m3/h.根据原水水质,参考上图,选碱式氯化铝PAC为混凝剂,据原水水质浊度 判断,混凝剂的最大投药量a=30mg/L,药容积的浓度b=15%混凝剂每日配制次数n=2次. 表4.1原水浊度与最正确投药量 原水浊度/NTU最正确投加量/旭段17. 81520 1513-15 30 15-17 5015-18 原水浊度;NTU 最正确投加*/叫J1-】 100 16-20 2001625 300

25、2g6 4.1.2.设计计算 4.1,2.1溶液池容积W1 aQ3022503 W1=5.39取6m 417bn417215 式中：a混凝剂碱式氯化铝的最大投加量mg/L,本设计取20mg/L; Q设计处理的水量,2250m/h; B溶液浓度按商品固体重量计,一般采用5%-20%本设计取15% n一每日调制次数,一般不超过3次,本设计取2次. 溶液池采用矩形钢筋混凝土结构,设置2个,每个容积为W1一备一用,以便交替使用,保证连续投药.单池 尺寸为 4.1 加药间设计计算 4.1.1,设计参数 据试验： 100 RO 60 40 20 0 1713192531 图4.1不同混凝剂处理效果比照 L

26、BH2.02.01.8,高度中包括超高0.3m,置于室内地面上 溶液池实际有效容积：W2.02.01.56.0m3满足要求. 池旁设工作台,宽1.0-1.5m,池底坡度为0.02.底部设置DN100mrm：空管,采用硬聚氯乙烯塑料管.池内壁用环 4.1.2.2溶解池容积W2 W20.3W10.36.01.8m3 m,一般米用0.2-0.3皿；本设计取0.3皿 坡度采用0.02. 查水力计算表得放水管管径d0=75mm,相应流速d01.04m/s,1000i16.63m/s管材采用硬聚氯乙烯管. 溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根,采用硬聚氯乙烯管. 溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构,

27、内壁用环氧树脂进行防腐处理. 4.1.2.3投药管 投药管流量 621000 0.139L/S 246060 查水力计算表得投药管管径d=15mm,相应流速为4溶解池搅拌设备 溶解池搅拌设备采用中央固定式平桨板式搅拌机. 5计量投加设备 方式有水射投加和计量泵投加.计量设备有孔口计量,浮杯计量,定量投药箱和转子流量计.本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加. 计量泵每小时投加药量： 皿63小 q一一0.5m/h 1212 3 式中：W1溶液?也容积m 氧树脂进行防腐处理.沿池面接入药剂稀释采用给水管 DN60mm按1h放满考虑. 式中：W2溶解池容积 溶解池也设置为2池, 单池尺寸: LBH1.

28、51.01.5,高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.2m,池底 溶解池实际有效容积: W1.5 _3 1.01.11.8m 溶解池的放水时间采用 t=10min, 那么放水流量: q. WL1.8 1000 60t1060 3.0L/S, W21000q 246060 0.75m/s. 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型 ,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加 耐酸泵型号25FYS-20选用2台,一备一用 6药剂仓库 估算面积为150m2,仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为 4.2 混合设备设计计算 4.2.1设计参数 设计总进水量为Q=5400

29、0m/d,水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元,投药管插入管径的 4.2.2设计计算 4.2.2.1设计管径 Q5400033 q-27000m/d0.3125m/d; n2 那么静态混合器管径为: D4q：40.31250.631m,本设计采用D=700mmv.3.141 4.2.2.2混合单元数 按下式计算 N2.36V0.5D0.32.3610.50.6310.32.709,本设计取N=3; 那么混合器的混合长度为: L1.1DN1.10.732.31m 4.2.2.3混合时间 丁L2.31 T- v1.0 4.2.2.4水头损失 Q2031252_ h0.1184-Q44n0.

30、118425-30.17m0.5m,符合设计要求. d40.7 10.0mK15.0m. 1/3处,且 静态混合器设在絮凝池进水管中,设计流量 2.31s 投药管上多处开孔,使药液均匀分布,进水管采用两条,流速v=1m/so计算草图如图4-2. 图4.2管式静态混合器计算草图 4.2.2.5校核GT值 G上J98000.17795.39s1,在700-1000s1之间,符合设计要求. 1.T1.141032.31 GT795.392.312000,水力条件符合设计要求. 4.3 往复式隔板絮凝池设计计算 4.3.1设计参数 絮凝池设计n=2组,每组设1池,每池设计流量为 -Q5400033 Q

31、11125m3/h0.3125m3/h,絮凝时间T=20min. 24n242 4.3.2 设计计算 4.3.2.1絮凝池有效容积 1125Q VQ1T20375m3 60 考虑与斜管沉淀池合建,絮凝池平均水深取2.0m,池宽取B=15.0m. 4.3.2.2絮凝池有效长度 式中：H平土水深m;本设计取超高0.5m,H=2.0m； 4.3.2.3隔板间距 絮凝池起端流速取v0.5m/s,末端流速取v0.2m/s.首先根据起,末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度, 然后按流速递减原那么,决定廊道分段数和各段廊道宽度. ,、Q10.3125 起端廊道宽度：a10.3125m vH0.52 Q10.

32、3125 末漏廊道范度：a-0.7815m vH20.2 廊道宽度分成4段.各段廊道宽度和流速见表2-1.应注意,表中所求廊道内流速均按平均水深计算,故只是廊道真实流速的近似值,由于,廊道水深是递减的. 表 4.2 廊道宽度和流速计算表 廊道分段号 1 2 3 4 各段廊道宽度m 0.31 0.47 0.63 0.78 各段廊道流速m/s 0.5 0.42 0.40 0.32 各段廊道数 7 6 5 5 各段廊道总净宽m 2.27 2.02 3.25 3.90 V BH 375 215 12.5m 四段廊道宽度之和b2.272.022.354.012.5m 取隔板厚度=0.20m,共22块隔板

33、,那么絮凝池总长度L为: LL220.212.5270.216.9m 4.3.2.4水头损失计算 式中：Vi第i段廊道内水流速度m/s； Mt第i段廊道内转弯处水流速度m/s； mi第i段廊道内水流转弯次数； 隔板转弯处局部阻力系数.往复式隔板1800转弯=3; li第i段廊道总长度m； R-第i段廊道过水断面水力半径m; 1不、 Ci流速系数,随水力半径Ri和池底及池壁粗糙系数n而定,通常按曼宁公式Ci-Ri6计算. n 絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构,外用水泥砂浆抹面,粗糙系数为n=0.013.其他段计算结果得： 表4.3C值计算表 CS计算表 a R C C2 0.310 0.144

34、55.681 3100.403 0.470 0.210 59.319 3518.736 0.630 0.272 61.923 3834.509 0.780 0.326 63.827 4073.917 廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的1.2-1.5倍,本设计取1.4倍,那么第一段转弯处流速: 式中：第i段转弯处的流速m/s; QI单池处理水量m3/h; ai第i段转弯处断面间距,一般采用廊道的1.2-1.5倍; H池内水深m. 其他3段转弯处的流速为: hi mi 2gG2R li Vit QI 1.4aiH3600 1125 1.40.312523600 0.357m/s 表4-4拐弯流

35、速计算表 拐弯数据计算 a V(m/s) 拐弯宽度 0.310 0.720 0.434 0.470 0.475 0.658 0.630 0.354 0.882 0.780 0.286 1.092 各廊道长度为： 各段转弯处的宽度分别为0.875m；1.05m；1.26m；2.18m； li7(150.434)101.96 l27(150.685)86.052 l37(150.882)70.59 l47(151.092)69.54 第1段水头损失为： 2 Vtmi- 2g 表4.5各段水头损失表 段数 m li R Vit Vi G C2 hi 1 7 101.96 0.14 0.36 0.50

36、 55.606 3092.03 0.198 2 6 86.052 0.21 0.237 0.42 59.305 3517.08 0.072 3 5 70.59 0.27 0.357 0.28 61.932 3835.57 0.103 4 5 69.54 0.56 0.143 0.16 69.858 4880.14 0.016 合计 h=/hi=0.388m 4.3.2.5GT值计算(t=200c时) 45 GT55.98206067179(在10-10范围之内) 絮凝池与沉淀池合建,中间过渡段宽度为1.5m. 4.4斜管沉淀池设计计算 斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用,根据斜管中的水流方

37、向,分为异向流、同向流、 斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点.本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池,设计 4.4.1 设计参数2 J 2i G2R hi h10000.387 60T601.02910420 55.98s160s1,符合设计要求; 和侧向流三种形式. 2组. 设计流量为Q=2250m3/h,斜管沉淀池与絮凝池合建,池宽为15m,外表负荷q=10m3/m2h,斜管材料采用厚0.4mm 图4.3斜管沉淀池计算草图 4.4.2 设计计算 4.4.2.1 平面尺寸计算 1 .沉淀池清水区面积 323232 式中q外表负荷m/(mh),一般米用9.0-11.0m/(mh),本

38、设计取10m/(mh) 2 .沉淀池的长度及宽度 此进出口面积考虑斜管结构系数1.03 式中：k1斜管结构系数,取1.03 3沉淀池总高度 H几Lh3h4h50.31.20.871.50.804.67m 式中h1保护高度m,一般采用0.3-0.5m,本设计取0.3m； h2清水区高度m,一般采用1.0-1.5m,本设计取1.2m； 塑料板热压成成六角形蜂窝管,内切圆直径 d=25mm,长1000mm,水平倾角 0=60,斜管沉淀池计算草图见图4-2. 清水区 斜管区 配水区 1125 10 _2 112.5m A112.5 B15 7.5m 那么沉淀尺寸为LB 2 7.5X15=112.5m,

39、进水区布置在一个 15m的一侧.在15m的长度中扣除无效长度 0.5m,因 L0.5B k1 7.50.515 1.03 一,一2 101.94m 排泥集水管 1 .沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙,孔口总面积: AQ0.31252 A21.5626m v0.2 2 .沉淀池出水设计 沉淀池的出水采用穿孔集水槽,出水孔口流速 v1=0.6m/s,那么穿孔总面积: Q0.31252 A-0.521m2 v10.6 设每个孔口的直径为4cm, 那么孔口的个数 NA0.521 F0.001256 414.68 式中F每个孔口的面积 ,2_ (m),F 设沿池长方向布置8条穿孔集水槽, 中间为1

40、条集水渠,为施工方便槽底平坡,集水槽中央距为：L=12/8=1.5m 每条集水槽长L=L7.5123.25m,每条集水量为: 031253 0.0195m/s,考虑池子的超载系数为20%故槽中流量为: 28 1.2q1.20.01950.0234m34/s 槽宽: b=0.9q0.4=0.9x0.23404=0.20m. 起点槽中水深H1=0.75b=0.75X0.20=0.15m,终点槽中水深hb=1.25b=1.25X0.20=0.25m 为了便于施工,槽中水深统一按H2=0.25m计.集水方法采用淹没式自由跌落,淹没深度取 0.02m,跌落高度取0.03m, 槽的超高取0.15m.那么集

41、水槽总高度： HH20.050.070.150.250.020.030.150.45m 3斜管区高度 m1,斜管长度为1.0m,安装倾角60 ,那么h3 sin6000.87m； 4配水区高度 m), 般不小于1.0-1.5m,本设计取1.5m； 5排泥槽高度 m,本设计取0.8m. 4.4.2.2. 进出水系统 式中v孔口速度m/s,一般取值不大于 0.15-0.20m/s.本设计取 0.2m/s. 每个孔口的尺寸定为15cmX8cm,那么孔口数N A215625人 130个. 158158 进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位. 集水槽双侧开孔,孔径为DN=25mm每侧孔数为50个,孔间

42、距为5cm 8条集水槽汇水至出水渠,集水渠的流量按0.3125m3/s,假定集水渠起端的水流截面为正方形,那么出水渠宽度为 b=0.9Q0.4=0.90.3125=0.565m,为施工方便采用0.6m,起端水深0.45m,考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由 跌落高度取0.02m,即集水槽应高于集水渠起端水面0.02,同时考虑到集水槽顶相平,那么集水渠总高度为： H=0.02+0.6+0.45=1.00m 出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失.孔口损失： V0.62 ,2-0.037m 2g29.8 式中：一一进口阻力系数,本设计取=2. 集水槽内水深为0.3m,槽内水力坡度按i=0.0

43、1计,槽内水头损失为: h2iL0.0180.08m 出水总水头损失 h几h20.0370.080.117m 4.4.2.3.沉淀池排泥系统设计 采用穿孔管进行重力排泥,穿孔管横向布置,沿与水流垂直方向共设8根,双侧排泥至集泥渠.集泥渠长15m, BXH=0.3mx0.3m,孔眼采用等距布置,穿孔管长7.5m,首末端集泥比为0.5,查得k=0.72.取孔径d=25mm,孔口面积f=0.00049m2,取孔距s=0.4m, 图4.4K值对应表 力械 E 0. , Q乃k5 5*a13 1L 0J6 i.：2 孔眼总面积为： l7.52 m-1118m s0.4 孔眼总面积为： _2 孔眼总面积为

44、：w0180.000490.00882m w=q=000882=0.0123m2kw0.72 取直径为150mm,孔眼向下,与中垂线成45,角,并排排列,采用气动快开式排泥阀.穿孔管断面积为: 穿孔管直径为: D=.40.0123=0.125m 4.4.3核算 (1)雷诺数Re ,.一一d25 水力半径R=6.25mm=0.625cm44 当水温t=20C时,水的运动粘度=0.01cm2/s 斜管内水流速速为 v2=0.0034m/s=0.34cm/s Asin600101.940.866 (2)弗劳德系数Fr Fr介于0.001-0.0001之间,满足设计要求. (3)斜管中的沉淀时间T L

45、1 T=294s=4.9min,湎足设计要求(一般在25min之|可) v20.0034 式中11斜管长度(m),本设计取1.0m. 4.5V 型滤池设计计算 4.5.1 滤池设计参数确实定 本水厂采用V型快滤池进行过滤,根据用水量的情况,采用8个构造相同的快滤池,布置成对称双行排列,那么每 _4 5.4103.、,2 个滤池的设计流重Q=281.5m/h=78.125L/s.:滤速v=10m/h,冲洗强度为q=14L/(sm),冲洗时间为 824 t=6min=0.1h,滤池工作时间为24h,冲洗周期为12h,采用石英砂单层滤料.以下图为V型滤池. 图4.5V型滤池剖面图0.3125 式中

46、Rv20.6250.34小人、儿、i- 2=21.25500,符合设计要求 斜管安装倾角, 0.01 ,一般采用600-750,本设计取600, 2 V2 Rg0.625981 0.342.4 =1.89X10 支管孔眼总面积与滤池面积之比采用 K=0.25% 4.5.2 滤池池体的计算 每个滤池的实际I作时间T=24-0.1X2=23.8h 4 滤池的总面积F=Q0=22701 vT1023.8 每个滤池的面积f=227/8=28.375m2,采用30m：正方形滤池,每个池的边长为5.5m. 确定滤池的高度 支承层高度H,采用0.45m 滤池层高度H2,采用0.7m 砂面上水深H3,采用1.

47、7m 保护高度H,采用0.30m 每格滤池的总高度为H=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m 4.5.3 配水系统的计算单个滤池 4.5.3.1 干管 干管流量qg=fq=30X14=420L/s,采用钢管DN900,干管埋入池底,顶部开孔布置.干管始端流速为 4.5.3.2 支管 支管中央间距采用a=0.25m L55 每池支管数n=22二44,取44根. a0.25 每根支管入口流量q1=420/44=9.55L/s,采用钢管DN10Q始端流速为2.0m/s. 4.5.3.3 孔眼布置 v0=1.40m/s. 孔眼与中央距小于0.2,那么Ak=0.170.2,符合条件. 一一、,一

48、一一2 孔眼总面积F=Kf=0.25%X30=0.075m 采用孔眼直径d=9mm=0.009m 孑L眼总数N=1179个 1d2 d 4 每根支管孔眼个数为n=U79=27,支管孔眼布置设两排,与垂线成4544 每根支管长度l0=l(5.5-1)=2.25m 2 lc2.25 每排孔眼中央距Ak=-=0.17m 0.5n0.527 4.5.3.4孔眼水头损失 支管壁厚采用S=5mm流量系数(1=0.68 1q2 水头损失hk=(一)22g10k 1(10 29.81(100.68 )2=1.76m 0.25 4.5.3.5复算配水系统 支管长度与直径之比不大于 L225 60,那么工2252

49、2.560,符合条件. dz0.1 孔眼总面积与支管总横截面积之比小于 0.5,那么员0.07520.220.5,符合条件. Fk440.7850.12 干管横截面积与支管总横截面积之比,一般为 1.752.0,那么FFz _2 0.7850.92 440.7850.12 1.82,符合条件. 4.5.4 洗砂排水槽 洗砂排水槽中央间距,采用a0=1.83m 55,一 排水槽根数n0=3根 1.3 排水槽长度l0=L=5.5m 每槽排水量q0=ql0a0=10X5.5X1.83=100.65L/s 采用三角形标准断面.槽中流速采用v0=0.6m/s. 排水槽底厚度,采用S=0.05m.横断面尺

50、寸x= q. 211000V0 1100.65 210000.6 =0.20m,采用0.2m. 砂层最大膨胀率e=45% 砂层厚度H2=0.7m 洗砂排水槽顶距砂面高度 H=eH2+2.5x+8+0.075 =0.45X0.7+2.5X0.2+0.05+0.075=0.94m 2= 洗砂排水槽总平面面积F0=2x1000=2X0.2X5.5X3=6.6m 复算,排水槽总平面面积与滤池面积之比,一般小于25%那么 F066=22%25% f30 4.5.5 滤池的各种管渠计算 4.5.5.1 进水 进水总流量Q0=5.4X104t/d=0.625m3/s 进水渠断面：渠宽B=1.0m,水深为1.

51、2m,渠中流速为v1=1.05m/s. 各个滤池进水管流量Q2=06生=0.08m3/s 8 进水管采用钢管DN40Q流速v2=1.24m/s 4.5.5.2 冲洗水 冲洗水总流量Q3=fq=10X30=300L/s=0.3m3/s 冲洗水管采用DN70Q流速为V3=2.11m/s. 4.5.5.3 清水 清水总流量Q4=Q=0.625m3/s 清水渠断面与进水渠断面相同. 0.6253 每个滤池清水管流量Q4=Q2=0.08m/s 8 采用钢管DN35Q流速为V4=1.60m/s. 4.5.5.4 NE水 排水流量Q5=Q3=0.03m3/s 排水渠断面：宽度为0.8m,深度为1.0m,渠中

52、流速为1.025m/s.4.5.5.5 冲洗水箱 冲洗时间t=6min3冲洗水箱容积W=1.5qft=1.5X10X30X360=162000L=162m 水箱底至滤池配水管间的沿途局部水头损失之和h1=1.0m 配水系统水头损失h2=hk=3.5m 承托层水头损失h3=0.022H1q=0.022X0.45X10=0.1m 滤料层的水头损失 12.65 h4=(-1)(1-m0)H2=(1)(1-0.41)X0.7=0.68m 1 平安充裕水头采用h5=1.5m 冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面 H=h1+h2+h3+h4+%=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m 4.6 消毒和

53、清水池设计计算 4.6.1 设计参数 液氯消毒原理： Clz+Hz0-+cr+H0C1 HOCi-H*+OC 投加氯气布置图：(不允许氯气和水体直接相连,必须设置加氯机) 图4.6投加氯气布置图 始求筲 设计水量Q=54000m3/d=2250m3/h,本设计消毒采用液氯消毒,预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大 投加量为1.0mg/L.水气水水 氟掠蛤解 4.6.2.1加氯量计算预加氯量为 Q10.001aQ0.0011.522503.375kg/h 清水池加氯量为 Q10.001aQ0.001122502.25kg/h 二泵站加氯量自行调节,在此不做计算,那么总加氯量为 QQ1Q2

54、3.3752.255.625kg/h 为了保证氯消毒时的平安和计量正确,采用加氯机投氯,并设校核氯量的计量设备.选用 图4.7,选用宽高为：330mmx370mm,一用一备 储氯量按20天考虑为： G2024Q20245.6252700kg 液氯的储藏于3个1吨氯瓶HXD=2021mmX800mm 表4.5氯瓶规格表2台ZJ-2转子加氯机 图4.7转子加氯机 容懿 ikg) 苜羽(mm) 长度(.mm) 船自第 氟瓶总元 fkg 器. 於. 1335 350 7i)0 300 1800 4(JU 1000 SCO 2021 闻. 4.6.2.2清水池平面尺寸的计算 4.6.2.2.1清水池的有

55、效容积 清水池的有效容积,包括调节容积,消防贮水量和水厂自用水的调节量.清水池的调节容积: V=kQ=0.1x500000=5000m3 式中：k经验系数一般采用10%-20%本设计k=10% Q设计供水量Q=50000m3/d; 3 V22523600/100180m3 根据本水厂选用的构筑物特点,不考虑水厂自用水储藏.那么清水池总有效容积为: VV1V250001805180m3 清水池共设2座,有效水深取H=4.0m,那么每座清水池的面积为: 匚V518017K F=647.5 2H24.0 取BL=26X25=650m2,超高取 4.6.2.2.2管道系统 1清水池的进水管: 设计中取

56、进水管管径为DN800mm进水管内实际流速为：1.00m/s 2清水池的出水管 由于用户的用水量时时变化,清水池的出水管应按出水量最大流量设计,设计中取时变化系数k=1.5,所以: kQ1.55400033. -3375m/h0.9375m/s 消防用水量按同时发生两次火灾,一次火灾用水量取 25L/S,连续灭火时间为2h,那么消防容积: 0.5m,那么清水池净高度取4.5m. Di 4Q 40.9375 20.8 0.863m设计中取进水管流速为v=0.8m/s Qi 出水管管径: D2/竺-0.93750.863mm设计中取出水管流速为v=0.8m/s Vnv20.8 设计中取出水管管径为

57、DN1100mm那么流量最大时出水管内流速为：0.79m/s 3清水池的溢流管 溢流管的管径与进水管相同,取为DN800mm在溢流管管端设喇叭口,管上不设阀门.出口设置网罩,预防虫类 进入池内. 4清水池的排水管 清水池内的水在检修时需要放空,需要设排水管.排水管径按2h内将水放空计算.排水管流速按1.2m/s 那么排水管的管径为： c4V45180 Di, ,tv.236003.141.22 设计中取排水管径为DN800mm 4.6.2.3清水池的布置 4.6.2.3.1 导流墙 在清水池内设置导流墙,以预防池内出现死角,保证氯与水的接触时间30min.每座清水池内导流墙设置 间距为15m,

58、将清水池分成4格.导流墙底部每隔5m设0.1mx0.1m的过水方孔. 4.6.2.3.2 检修孔 在清水池的顶部设圆形检修孔2个,直径为1000mm 4.6.2.3.3 通气管 为了使清水池内空气流通,保证水质新鲜,在清水池顶部设通气孔,通气孔共设4个通气管,通气管管径为 其伸出地面高度上下错落,便于空气流通 4.6.2.3.4 覆土厚度 取覆土厚度为0.7m. 4.6.2.3.5 清水池剖面示意图 图4-8清水池剖面示意图估计, 0.617m 3条, 200mm 第5章水厂高程布置计算 构筑物高程布置与厂区地形,地质条件及所采用的构筑物形成有关,而水厂应预防反响沉淀池在地面上架空太高,本设计

59、采用清水池的最高水位与地面标高相同.本设计规定清水池的最高水位为0.00m. 5.1 管渠的水力计算 5.1.1 清水池 清水池最高水位标高为 0.00m,池面超高为0.5m,那么池顶标高为0.5m,有效水深4.0m,那么池底标高为-4.0m. 5.1.2 吸水井 清水池到吸水井的管线最长为63m,管径为.DN1000最大时流量Q=0.625m3/s,查水力计算表：水力坡度为i=0.7% ,流速v=0.80m/s,沿线设有2个闸阀,进口和出口,2个90o弯头.一个等径丁字管,局部阻力系数分别为0.06,1.0, 1.0,1.05,1.05,那么管中水头损失为： 5.1.3滤池 hil v20.

60、7 2g1000 2 0.82 63(0.0631.01.021.051.05)-0.22m 29.81 因此,吸水井水面 标高为-0.25m, 加上超高0.5m, 顶面标高为0.25m. 父登8道代客 滤池到清水池之间的管长为: 135m,设2根管,每根管流量为 0.625m3/s,管径为DN90Q 查水力计算表：流速 v=1.2m/s,坡度i=0.98%.,沿线设有2个闸阀,2个等径丁字管,进口和出口,阻力系数分别为: 0.06,1.05,1.0, 1.0,那么管中水头损失为: hil 22 -135(0.06221.051.01.01.0):-0.515m 2g1000 29.81 管式混合器水头为0.05m. 5.2给水