給排水專業(yè)知識.doc

一、管式靜態(tài)混合器1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=200000m3/d，水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個(gè)混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布，進(jìn)水管采用兩條，流速v=1.5m/s。計(jì)算草圖如圖4-2。圖4.2 管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖2 設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)管徑靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流量；則靜態(tài)混合器管徑為： ，本設(shè)計(jì)采用D=500mm； 2.2混合單元數(shù)按下式計(jì)算，本設(shè)計(jì)取N=3；則混合器的混合長度為：2.3混合時(shí)間 T= 2.4水頭損失0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。2.5校核GT值，在500-1000之間，符合設(shè)計(jì)要求。 二、機(jī)械攪拌器已知Q=20萬m3/d，設(shè)k=1.05,n=7，t=20min 則W=QT/60n=(200000*1.05*20)/(24*60*7)=417m3 三、 沉淀澄清設(shè)備的設(shè)計(jì)斜管沉淀池是淺池理論在實(shí)際中的具體應(yīng)用，按照斜管中的水流方向，分為異向流、同向流、和側(cè)向流三種形式。斜管沉淀池具有停留時(shí)間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)沉淀池采用斜管沉淀池，設(shè)計(jì)7組。1沉淀池分為七組 每組的設(shè)計(jì)流量為 。2沉淀池平面尺寸2.1沉淀池清水區(qū)面積 式中： 斜管沉淀池的表面積， 表面負(fù)荷，一般采用 設(shè)計(jì)中取 。2.2沉淀池長度及寬度設(shè)計(jì)中取池寬度，則沉淀池的長度。為便于施工，本設(shè)計(jì)取 L=16 為了配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在16m長度方向的一側(cè)，在的寬度中扣除無效長度，則凈出口面積 式中：斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，本設(shè)計(jì)取=2.3沉淀池總高度 式中 沉淀池總高度，； 保護(hù)高度，。本設(shè)計(jì)取=0.3 ； 清水區(qū)高度，。本設(shè)計(jì)取=1.2； 斜管區(qū)高度，。取斜管長度=，安裝傾角，則； 配水區(qū)高度，。本設(shè)計(jì)取=1.5； 排泥槽高度，。本設(shè)計(jì)取=0.83； 則沉淀池總高度 。3進(jìn)出水系統(tǒng) 3.1沉淀池進(jìn)水設(shè)計(jì) 沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻，孔口總面積 式中 孔口總面積（） 孔口流速（），一般在0.15一下，本設(shè)計(jì)中取 每個(gè)孔口的尺寸定為，則孔口數(shù)為245個(gè)。進(jìn)水孔位置應(yīng)該在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。3.2沉淀池出水設(shè)計(jì)沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，則穿孔總面積： A= 式中： A出水孔口總面積，。 A=0.55設(shè)每個(gè)孔的直徑為4cm，則孔口的個(gè)數(shù) N=438個(gè)。 設(shè)每條集水槽的寬度為0.4m，間距1.5m，共設(shè)10條集水槽，每條集水槽一側(cè)開孔數(shù)。為40個(gè)，孔間距為20cm。10條集水槽匯水至出水總渠，出水總渠寬度0.8m，深度1.0m。出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽內(nèi)損失?？卓趽p失 h = h= 式中： h 孔口水頭損失，m； 進(jìn)口阻力系數(shù)。設(shè)計(jì)中取 =2h = =2 =0.037m。集水槽內(nèi)水深取為0.4m，槽內(nèi)水流速度為0.32m/s,槽內(nèi)水力坡度按0.01計(jì)，槽內(nèi)水頭損失 h =iL 式中： h 集水槽內(nèi)水頭損失，m； i水力坡度； L集水槽長度，m；設(shè)計(jì)中取i=0.01， L=8.3m h =iL=0.018.3=0.083m出水總水頭損失 h=h +h =0.037+0.083=0.12m，設(shè)計(jì)中取為0.15m3.3沉淀池斜管的選擇 斜管長度一般為0.81.0m，設(shè)計(jì)中取為1.0m；斜管管徑一般為2535mm，設(shè)計(jì)中取為30mm；斜管為聚丙烯材料，厚度為0.40.5mm。3.4沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用穿孔管進(jìn)行重力排泥，每天排泥一次。穿孔管管徑為200mm，管上開孔孔徑為5mm，孔間距為15mm。沉淀池底部為排泥槽，共12條。排泥槽頂寬為2.0m，底寬為0.5m，斜面與水平夾角約為45，排泥槽斗高為0.83m。3.5斜管沉淀池計(jì)算草圖 根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果，繪制斜管沉淀池示意圖，如圖4.5所示。 斜管沉淀池計(jì)算示意圖 4核算4.1、雷諾數(shù)Re斜管內(nèi)的水流速度為： = 式中： v 斜管內(nèi)水流速度，m/s ； 斜管安裝傾角，一般采用6075。設(shè)計(jì)中取 =60 = = =0.0031m/s=0.31cm/s Re= 式中：R水力半徑，cm，本設(shè)計(jì)取R=0.75cm 水的運(yùn)動黏度，cm/s 。設(shè)計(jì)中當(dāng)水溫t=20時(shí)，水的運(yùn)動黏度v=0.01cm/s Re= = =23.3500，滿足設(shè)計(jì)要求。4.2、弗勞德數(shù)F F = = =1.3110 F介于0.0010.0001之間，滿足設(shè)計(jì)要求。4.3、斜管中的沉淀時(shí)間T T = 式中：斜管長度，m 。設(shè)計(jì)中取=1.0m T = = =322.6s=4.9min 基本上滿足要求（一般在25min之間）。四、過濾處理1.濾池總面積 F=F-濾池總面積(m2) Q- 設(shè)計(jì)水量(m3/d) v-設(shè)計(jì)濾速(m/h),石英砂單層濾料一般采用810 ,雙層濾料一般采用1014m/h.T=T0-nt0-nt1 T-濾池每日的實(shí)際工作時(shí)間（h）T0-濾池每日的工作時(shí)間 （h） t0-濾池每日的沖洗后停用和排放初濾水時(shí)間（h） t1-濾池每日沖洗時(shí)間（h） n-濾池每日沖洗次數(shù)普通快濾池是目前水處理工程中常用的濾池形式之一，普通快濾池每一池上裝有混水進(jìn)水閥，清水出水閥，反沖洗進(jìn)水閥，反沖洗排水閥，共四個(gè)閥門。普通快濾池運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好。其缺點(diǎn)是閥門數(shù)量多，閥門易損壞，還必須有全套的沖洗設(shè)備。普通快濾池適于大中型水廠，單池面積不大于100m2,以免沖洗不均勻,在有條件時(shí)盡量采用表面沖洗或空氣助沖設(shè)備。2.1普通快濾池平面尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)中取n =2次，t1=0.1不考慮排放初濾水時(shí)間，即t0=0T=24-20.1=23.8h設(shè)計(jì)中選用雙層濾料石英無煙煤砂濾池取v=12 m/h F=646.4(m2)2.單池面積 f=92.34(m2) 設(shè)計(jì)中取N=7 單排布置 L=12.0m，B=8.0m，濾池的實(shí)際面積為12.08.0=96(m2) ， 實(shí)際流速v =12.5 m/h 當(dāng)一座濾池檢修時(shí)，其余濾池的沖洗強(qiáng)度v=一般采用1014 m/h v=14 m/h 2.2濾池高度 H=H1+H2+H3+H4 H -濾池高度（m），一般采用3.20-3.60m H1-承托層高度（m），一般可按表6-1確定 H2-濾料層厚度（m），一般可按表6-2確定 H3-濾層上水深（m），一般取1.5-2.0m H4-超高，一般采用0.3m設(shè)計(jì)中取H1=0.6， H2=0.40， H3=1.80 ，H4=0.30H=H1+H2+H3+H4=0.6+0.40+1.80+0.30=3.1m表6-1 普通快濾池承托層的粒徑和厚度層數(shù)（自上而下）尺寸（mm）厚度（mm）124100248100381610041632150表6-2 普通快濾池的濾料層厚度 類別濾料組成粒徑（mm）不均勻系數(shù)K80厚度（mm）單層石英砂濾料Dmax=1.22.0700.0Dmin=0.5雙層濾料無煙煤2.0300400Dmax=1.8Dmin=0.5石英砂2.0400Dmax=1.2Dmin=0.5三層濾料 無煙煤1.7450Dmax=1.6Dmin=0.8石英砂1.5230Dmax=1.2Dmin=0.5重礦石1.770Dmax=0.5Dmin=0.252.3配水系統(tǒng)1.最大粒徑濾料的最小流態(tài)化流速vmf=12.26=12.26=1.08cm/s設(shè)計(jì)中去粗取d=0.0012m, =0.98,m=0.38,水溫20時(shí)=0.01（N.s/m2）2.反沖洗強(qiáng)度：q=10kvmf =101.31.08=14L/(s.m2)k-安全系數(shù)，一般采用1.11.3，設(shè)計(jì)中取k=1.33.反沖洗流量：qg=fg=9614=1344L/s4.干管始端流速：vg=2.69m/s 設(shè)計(jì)中取D=0.8m5.配水只管根數(shù)nj=2=212.0/0.3=80根nj單池中支管根數(shù)（根） L濾池長度（m）支管中心間距（m），一般采用0.25-0.30m，設(shè)計(jì)中取=0.3m6.單根支管入口流量：qj=qg/nj=1344/80=16.8L/s7.支管入口流速：vi=2.64m/s 設(shè)計(jì)中Dj=0.09m=90mm8、單根支管長度：Lj=0.5(B-D)=0.5(8-0.8)=3.6m9、配水支管上孔口總面積：FK=Kf=0.25%96=0.24=240000mm2 K-配水支管上孔口總面積與濾池面積之比一般采用0.2%-0.25%，設(shè)計(jì)中取0.25%10、配水支管上孔口流速：vK =qg/Fk=1.344/0.24=5.6m/s11、單個(gè)孔口面積：fK=d=3.14/492=63.5mm12、孔口總數(shù)：NK= =3779個(gè)13、單根支管上孔口數(shù):nK=NK/nj=3779/80=47個(gè) 支關(guān)上孔口布置二排，與垂直成45夾角向下交錯(cuò)排列. 14、孔口中心距：aK=0.15m孔口示意圖單個(gè)濾池的配水系統(tǒng) ：15、孔口平均水頭損失：hK=1/2g()2=3.5m表6-3 流量系數(shù)值孔口直徑與壁厚之比1.251.52.03.0流量系數(shù)0.760.710.670.6216、配水系統(tǒng)校核：對大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長度與直徑之比不大于60 =4060對大阻力配水系統(tǒng)，需按下式校核，即2.4沖洗排水槽1. 沖洗排水槽中心距a0= 因沖洗排水槽長度不宜大于6米，故在設(shè)計(jì)中將每座濾池中間設(shè)置排水渠，在排水渠兩側(cè)對稱布置沖洗排水槽，每側(cè)排水槽數(shù)為3條，池中沖洗排水槽總數(shù)為6條 , a0= =4m2. 每條沖洗排水槽長l0=3.7m b-中間排水槽寬度，取0.6m3. 每條沖洗排水槽的排水量：q0= =224L/s=0.224m3/s4. 沖洗排水槽斷面模數(shù)沖洗排水槽采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，其斷面模數(shù)為x=0.45q=0.450.0820.4=0.165m沖洗排水槽斷面計(jì)算圖5.沖洗排水槽距砂面高度：He=eH2+2.5x+8+c=0.40.7+2.50.165+0.05+0.01=0.81m6.排水槽總平面面積：F0=2xl0N2+bL=20.1653.76+0.612=14.526m2校核排水槽總平面面積與濾池面積之比：=15.13%25% ，滿足要求7.中間排水渠：采用矩形斷面，渠底距沖洗排水槽底部的高度Hc=1.73+0.2=1.73+0.2=1.025m單格濾池的反沖洗排水系統(tǒng)布置如圖：2.5濾池反沖洗1.單個(gè)濾池的反沖洗用水量W=qft/1000=1396360/1000=449.28m3t-單個(gè)濾池的反沖洗歷時(shí)（s）,可根據(jù)下表確定設(shè)計(jì)中取t=6min,q=13L/(s.m2)濾層沖洗強(qiáng)度（L/s.m2）膨脹度（%）沖洗時(shí)間（min）石英砂濾料12-15457-5雙層濾料13-16508-6三層濾料16-17557-52.高位水箱沖洗（1） 高位水箱沖洗容積W1=1.5W=1.5147=220.5m3（2）承托層的水頭損失 （3） 沖洗時(shí)濾層的水頭損失hw4=(-1) (1-m0) H2=(-1) (1-0.4)0.07=0.69m-濾料的密度 ，-水的密度 m0-濾料未膨脹前的空隙率 ，H2-濾料未膨脹前的厚度 設(shè)計(jì)中取m0=0.4， =1000kg/m3 ，=2650 kg/m3 ，H2=0.7m（4） 沖洗水箱高度Ht=hw1+hw2+hw3+hw4+hw5=1.0+3.5+0.1716+0.69+1.5=6.8616mhw1-水箱與濾池間的沖洗管道的沿程和局部水頭損失之和（m） hw1-配水系統(tǒng)的水頭損失（m） hw5-備用水頭（m），一般采用1.5-2.0m 設(shè)計(jì)中取hw1=1.0m，hw1= hk=3.5m, hw5=1.5m2.6進(jìn)水系統(tǒng)1.進(jìn)水總渠：濾池的總進(jìn)水