某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)給水廠初步設(shè)計-給水工程課程設(shè)計

1、某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)給水廠初步設(shè)計-給水工程課程設(shè)計 第 1 章 設(shè)計任務(wù)書. 2 1.1 城市概述. 4 1.2 工程設(shè)計. 7 第 3 章 設(shè)計水量. 8 2.1 用水量計算. 8 2.2 最高日用水量變化曲線. 10 2.3 水塔和清水池. 10 第 4 章 水廠工藝設(shè)計與計算. 12 3.1 給水處理廠規(guī)模及流程. 12 3.2 藥劑選擇及投加方式. 12 3.3 水處理構(gòu)筑物的選擇. 14 3.4 機械攪拌澄清池設(shè)計計算. 15 3.5 v 型濾池工藝設(shè)計與計算. 27 3.6 清水池工藝設(shè)計與計算. 40 3.7 加藥間和加氯間工藝設(shè)計與計算. 42 3.8 水廠布置. 43 第 5 章

2、工程概預(yù)算. 45 4.2 清水池造價. 45 4.3 建筑直接費. 45 4.4 建筑間接費. 45 4.5 建筑工程總造價. 45 4.6 常年運轉(zhuǎn)費. 46 第 6 章 個人設(shè)計總結(jié). 47 第 7 章 參考資料. 48 第1 1章 章 設(shè)計任務(wù)書 一、課程設(shè)計題目 某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)給水廠初步設(shè)計 二、課程設(shè)計內(nèi)容 1給水廠設(shè)計的用水量與總用水量計算，或由教師給定的水量作設(shè)計水量。 2根據(jù)取水河床斷面水位，設(shè)計吸水井和一級泵房。 3根據(jù)所給水質(zhì)情況，進行工藝比選，確定處理工藝流程。 4根據(jù)混凝實驗結(jié)果選用混凝劑并決定其投量（也可參考設(shè)計手冊比照相似情況選用），設(shè)計計算溶藥池、溶液池的溶積、設(shè)

3、計投藥系統(tǒng)及藥庫并進行相應(yīng)的平面布置。 5設(shè)計計算混合池（混合器）、絮凝池、沉淀池（或澄清池），并在設(shè)計說明書中繪出它們的工藝流程圖（單線圖）。并繪出其中一個單體構(gòu)筑物工藝圖（3號工程圖，根據(jù)設(shè)計時間需要，如果設(shè)計時間不夠，可以不畫）。 6設(shè)計計算濾池（包括根據(jù)篩分資料，將濾料改組成所需 d 10 =0.50mm, k 80 =1.8 或室外給水設(shè)計規(guī)范的要求），并繪出工藝圖（3 號工程圖）。 7設(shè)計計算加氯間、氯庫。清水池的容積按最高日用水量 15%計算。 8水廠平面圖的布置，設(shè)計計算各構(gòu)筑物之間的聯(lián)接管道（包括水頭損失 值）及高程圖的設(shè)計。 9繪出水廠平面布置和高程布置圖（3 號工程圖）。

4、 10水廠的工程概預(yù)算及經(jīng)營成本分析。 11設(shè)計說明書與計算書的編制。 三、用水資料 ： 居民生活用水變化曲線 時段 12 23 34 45 56 67 78 89 用水百分數(shù)% 2 2 1.5 3.5 4 6 6 5 時段 910 1011 1112 1213 1314 1415 1516 1617 用水百分數(shù)% 4 4 5 5 4 4 4 5 時段 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324 241 用水百分數(shù)% 6 6 5 5 4 3 3 3 注：居民生活最高日用水定額為 250l/cap.d。 公共建筑、生產(chǎn)企業(yè)等集中用水量 該鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展屬典型農(nóng)作物耕種為主

5、，糧棉兼作，水產(chǎn)養(yǎng)殖，農(nóng)副加工，今年又新建了工業(yè)園區(qū)以紡織業(yè)為主。畜牧用水按生活用水 10%計算，工業(yè)園區(qū)各工企業(yè)及公共建筑按生活用水量 30%計算。（另單獨增加工業(yè)企業(yè)用水量 1 萬 m 3 /d）。 配水管網(wǎng)漏損及未預(yù)見水量按 15%計； 給水普及率按 100%計算； 注：水廠設(shè)計水量應(yīng)按城市最高日用水量加上水廠的自用水量計算,自用水量按最高日用水 量的 5%算。 四、河床斷面圖（見下圖) 9.450m 6.950m -7.950m -15.550m 五、進度安排 1污水廠的設(shè)計步驟，設(shè)計要求，設(shè)計原則。 0.5 天 2污水廠的工藝流程和處理構(gòu)筑物選擇及計算。 7 天 3污水廠污水廠平面布

6、置以及高程計算。 2.5 天 4繪圖。 4 天 六、基本要求 1設(shè)計深度為初步設(shè)計。 2圖中文字一律用仿宋體書寫；圖例的表示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和制圖標(biāo) 準；圖紙應(yīng)注明圖標(biāo)欄及圖名；圖紙應(yīng)清潔美觀，主次分明，線條粗細有別；圖幅宜采用 3 號圖，必要時可選用 2 號圖。 3說明書、計算書內(nèi)容簡要，論證充分、文字通順、字跡端正。 七、設(shè)計步驟 1明確設(shè)計任務(wù)及基礎(chǔ)資料，復(fù)習(xí)有關(guān)知識及設(shè)計計算方法。 2在平面圖上布置構(gòu)筑物及管道，進行工藝計算。 3設(shè)計圖紙繪制。 第 第 2 章 概述 1.1 城市概述 1.1.1 概述 該開發(fā)區(qū)位于我國長江中下游地區(qū)，地勢平坦，緊鄰長江最大支流-漢江， 兩 條省級公路

7、干線貫穿境內(nèi)，自然資源豐富，交通便利，是我省鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展較快 的鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一，自新農(nóng)村建設(shè)以來，全鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展。根據(jù)上級市總體規(guī)劃，近期規(guī)劃該鎮(zhèn)人口 3 萬人，遠期人口 6 萬人，規(guī)劃建筑為3 層混合式，室內(nèi)均有給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。由于該地區(qū)緊鄰漢江且地下水豐富，規(guī)劃水源為漢江。 1.1.2 自然條件 1）地理位置 東經(jīng) 11357 北緯 3052 2）地形地貌 開發(fā)區(qū)地形較平坦，設(shè)計地面標(biāo)高為 9.45m。 3）氣象資料 氣溫： 歷年最高氣溫 41 歷年最低氣溫 -7 常年平均氣溫 16 氣候： 屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，氣侯溫和，四季分明 降雨量： 多年平均 12

8、00 毫米，最高 1600 毫米，最低 100 毫米，集中在 6-8 月 冬季冰凍期： 最冷月平均氣溫為 3.1-3.6，冰凍期短，土壤冰凍深度：0.1 米 4）土壤地質(zhì)資料 土壤承載力 2.4 kg/cm2 淺層地下水離地面 1-4 米 1.1.3 水源狀況： 1）河流概述：漢江流經(jīng)廟頭全鎮(zhèn)，流長 17.8 千米，河槽平均寬度 400m，水深最深 18m，水源水量豐富，水質(zhì)符合國家規(guī)定的飲用水源水質(zhì)標(biāo)準，因河道航運繁忙，取水構(gòu)筑物不得影響航運。 2）河流特征： 表 1 1 水位 水面標(biāo)高 m 流量 m3/s 流速 m/s 設(shè)計頻率 % 保證率 % 最高水位 6.950 8500 2.63 2

9、 常水位 -7.950 3000 1.8 最低水位 -15.550 198 0.08 95 3）河床斷面圖（見下圖） 9.450m 6.950m -7.950m -15.550m 4）水質(zhì)資料 表 2 2 編號 項目 單位 分 析 結(jié) 果 備注 最高 最低 月平均 最高 月平均 最低 1 水 溫 25 14 23 5 2 臭和味 少 許 3 色 度 5 4 渾濁度 毫克/升 800 30 400 80 5 ph 7.2 7.5 6.8 6 總硬度 毫克當(dāng)量/升 280 20 220 150 7 細菌總數(shù) 個/毫升 88 8 大腸菌群 個/升 2 9 cod mg/l 1.4 飲用水經(jīng)處理后應(yīng)符

10、合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準（gb5749-2021）要求。 5）用水資料 ： 居民生活用水變化曲線 表 3 3 時段 12 23 34 45 56 67 78 89 用水百分數(shù)% 2 2 1.5 3.5 4 6 6 5 時段 910 1011 1112 1213 1314 1415 1516 1617 用水百分數(shù)% 4 4 5 5 4 4 4 5 時段 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324 241 用水百分數(shù)% 6 6 5 5 4 3 3 3 注：居民生活最高日用水定額為 250l/cap.d。 公共建筑、生產(chǎn)企業(yè)等集中用水量 該鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展屬典型農(nóng)作物耕種為主，糧棉

11、兼作，水產(chǎn)養(yǎng)殖，農(nóng)副加工并舉，今年又新建了工業(yè)園區(qū)以紡織業(yè)為主。畜牧用水按生活用水 10%計算，工業(yè)園區(qū)各工企業(yè)及公共建筑按生活用水量 30%計算。（另單獨增加工業(yè)企業(yè)用水量 3 萬 m 3 /d）。 配水管網(wǎng)漏損及未預(yù)見水量按 15%計； 給水普及率按 100%計算； 注：水廠設(shè)計水量應(yīng)按城市最高日用水量加上水廠的自用水量計算,自用水量按最高日用水量的 5%算。 1.1.4 水處理用材料與藥劑資料 1） 混凝劑 硫酸鋁、三氯化鐵(45%)、堿式氯化鋁(10%) 2 2） ） 混凝劑投加量參考值（也可參考設(shè)計手冊比照相似情況選用） 表 4 4 其他指標(biāo) 合 格 3） 當(dāng)?shù)厮a(chǎn)濾料 石英砂、無煙

12、煤、鐵礦石等均有供應(yīng)。 4） 濾料(石英砂)篩分試驗 表 5 5 篩孔直徑 mm 留在篩上的砂重( (g g) ) 通過該號篩的砂重 (%) 2.362 0.3 99.7 1.652 12.4 87.3 0.991 31.7 55.6 0.589 38.2 17.4 0.246 16.3 1.1 0.208 0.7 0.4 篩底盤 0.4 / 合計 100.0 1 注: :也可按設(shè)計要求提供。 5） 用于消毒的藥劑 液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供應(yīng)，其他材料可按設(shè)計要求采購。 1.1.5 設(shè)計成果 1設(shè)計計算說明書一份； 2設(shè)計圖紙：廢水處理站總平面布置圖、高程圖、主要構(gòu)筑物工藝構(gòu)造圖（

13、12 個）各一張。 1.2 工程設(shè)計 1.2.1 設(shè)計內(nèi)容 原水濁度 lt;=100 200 300 400 600 800 1000 混凝劑 硫酸鋁 12.5 11.2 29.5 37.6 52.5 67.3 82.5 投加量(mg/l) 三氯化鐵 11.0 13.6 20.2 26.4 30.9 36.8 40.9 堿式氯化鋁 10.0 11.8 16.4 21.0 25.8 28.6 31.7 1給水廠設(shè)計的用水量分析與總用水量計算，或由教師給定的水量作為本設(shè)計的設(shè)計水量。 2根據(jù)取水河床斷面水位，設(shè)計吸水井和一級泵房。 3根據(jù)所給水質(zhì)情況，進行工藝比選，確定處理工藝流程。 4根據(jù)混凝實

14、驗結(jié)果選用混凝劑并決定其投量（也可參考設(shè)計手冊比照相似情況選用），設(shè)計計算溶藥池、溶液池的溶積、設(shè)計投藥系統(tǒng)及藥庫并進行相應(yīng)的平面布置。 5設(shè)計計算混合池（混合器）、絮凝池、沉淀池（或澄清池），并在設(shè)計說明書中繪出它們的工藝流程圖（單線圖）。并繪出其中一個單體構(gòu)筑物工藝圖（3號工程圖，根據(jù)設(shè)計時間需要，如果設(shè)計時間不夠，可以不畫）。 6設(shè)計計算濾池（包括根據(jù)篩分資料，將濾料改組成所需 d 10 =0.50mm, k 80 =1.8 或室外給水設(shè)計規(guī)范的要求），并繪出工藝圖（3 號工程圖）。 7設(shè)計計算加氯間、氯庫。清水池的容積按最高日用水量 15%計算。 8水廠平面圖的布置，設(shè)計計算各構(gòu)筑物之

15、間的聯(lián)接管道（包括水頭損失值）及高程圖的設(shè)計。 9繪出水廠平面布置和高程布置圖（3 號工程圖）。 10水廠的工程概預(yù)算及經(jīng)營成本分析。 11 設(shè)計說明書與計算書的編制。 第 第 3 3 章 設(shè)計水量 1 2.1 用水量計算 2.1.1 最高日用水量： 城市用水量包括綜合生活用水，工業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見水量、管網(wǎng)漏失水量。 根據(jù)設(shè)計地點所處的分區(qū)、住房條件、室內(nèi)給排水設(shè)備的完善程度、水資源和氣候條件、居民生活習(xí)慣等，并且適當(dāng)考慮遠期發(fā)展，參照室外給水排水設(shè)計規(guī)范之規(guī)定，取居民生活用水定額為 q=200l/（capd）自來水普及率為 100%. 1、居民生活用水量1q

16、： 1q =qnf ( d m /3) 式中：q最高日生活用水定額，查 給水工程附表具名生活用水定額，取 200l/capd； n設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)，近期規(guī)劃 3 萬人，遠期 6 萬 人； f自來水普及率（100%）。 近 1q = 6000 d m /3= l/s 遠 1q = 12021 d m /3= l/s 2、生產(chǎn)企業(yè)（工業(yè)）用水2q ： 近 2q = 30000 3m /d = l/s 3、各工業(yè)園區(qū)及公共建筑用水量3q ： 由設(shè)計任務(wù)書，按生活用水量 30%計算 近 3q =1800 d m /3 4、 畜牧用水： 據(jù)任務(wù)書上，畜牧用水按生活用水 10%計算 近 4q =600

17、 d m /3 5、澆灑道路和綠化用水量4q ： 近 5q =2%（近 近 近 3 2 1q q q + + +近 4q ）=768 d m /3 6、未預(yù)見水量和漏失水量： 近 6q =15%（近 近 近 3 2 1q q q + + +近 4q ）=5760 d m /3 所以最高日用水量近 dq 為： 近 dq =（近 1q +近 2q +近 3q +近 4q +近 5q +q 6 近 ） =44928 d m /3=0.52m 3 /s 遠 dq =（遠 1q +遠 2q +遠 3q +遠 4q +遠 5q ） = 50928 d m /3 二、最高時用水量： 近 hq =近 hk近

18、dq /24=2093.808 d m /3 遠 hq =遠 hk遠 dq /24= d m /3 2.2 最高日用水量變化曲線 根據(jù)任務(wù)書中所給的居民生活用水變化曲線，繪制用水量變化曲線，可以比較明顯的看到整個城市的用水變化情況。 時變化系數(shù)hk = th hq 最高日最高時用水量； tq 最高日平均時用水量； 經(jīng)計算得近 hk =1.439 2.3 水塔和清水池 2.3.1 方案比較（管網(wǎng)中是否設(shè)置水塔）： 水塔的作用在于調(diào)節(jié)二級泵站供水量和用水量之間的不平衡；保證用水水壓等。大中城市用水量比較均勻，通常二級泵站變頻泵調(diào)節(jié)管網(wǎng)用水量，多數(shù)可不用專門設(shè)置水塔。 至于本設(shè)計中是否設(shè)置水塔見表

19、2-3 表 2-3 方案比較 方案 優(yōu)點 缺點 管網(wǎng)中設(shè)置水塔 方案一 能夠較好的調(diào)節(jié)二泵供水量和用水量之間的不平衡、保證供水水壓 增加管網(wǎng)工程造價和運行費用，易造成管網(wǎng)中水二次污染 管網(wǎng)中不設(shè)水塔 方案二 通過二級泵站變頻工作來調(diào)節(jié)供水水量，避免二次污染 管理要求高 經(jīng)過以上比較，并且結(jié)合小時變化系數(shù)hk =1.23 知城市用水量比較均勻，據(jù)城市地理位置，近遠期結(jié)合，確定采用方案二，即管網(wǎng)中不設(shè)水塔。既節(jié)省工程造價，又減少了維修費用，并且大大減小管網(wǎng)中水二次污染幾率，用水安全、穩(wěn)定、可靠性得到大大提高。 2.3.2 近期清水池調(diào)節(jié)容積 1w =4.9%dq 2.3.3 近期清水池容積計算 清

20、水池容積 w=1w +2w +3w +4w 式中1w 調(diào)節(jié)容積（3m ），由清水池容積計算表知1w =4.9%dq 2w 消防貯水量（3m ），按兩小時火災(zāi)延續(xù)時間計算，據(jù)室外給排水消防規(guī)范城鎮(zhèn)居住區(qū)室外的消防用水量標(biāo)準：城市人口 n20 萬同一時間內(nèi)滅火次數(shù)為 2 次一次滅火用水量 45l/s知 2w =22523600=3603m 3w 水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水（3m ），3w =（5%10%）dq ，取 5%. 4w 安全貯水量，根據(jù)設(shè)計手冊，為避免清水池抽空， 威 脅供水安全，清水池可以保留一定水深的容量作為安全儲量，體積估計為 8003m . 所以清水池容積 w=4.9%d

21、q +360+5%dq +800=5607.0723m 考慮到檢修時放空而不中斷供水，清水池為兩座，則每座清水池容積為 w = w/2 =28043m 2.3.4 清水池容積確定 bl h= 2530(4.0+0.5)（0.5m 為超高） 第 第 4 4 章 水廠工藝設(shè)計與計算 3 3 .1 給水處理廠規(guī)模及流程 3.1.1 給水處理廠的設(shè)計規(guī)模 給水處理廠的設(shè)計規(guī)模按近期最高日設(shè)計流量計算，為（1+5%）44928=47174.43m /s=0.546m 3 /s（其中 5%為水廠自用水量） 3.1.2 處理廠工藝流程的選擇 給水處理廠工藝流程的確定，應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準gb5

22、74985及生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范、水廠所在地區(qū)的氣候情況、設(shè)計水量、設(shè)計規(guī)模等因素，通過調(diào)查研究，參考相似水廠的設(shè)計運行經(jīng)驗，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。 1、地表水常用處理工藝： （1）原水混合絮凝沉淀或澄清過濾消毒用戶 （2）原水混合過濾消毒用戶 適用于原水濁度低（一般在 50 度以下，短時間內(nèi)一般不超過 100 度），且水源未受污染的情況。此種情況下，濾料應(yīng)采用雙層或多層，并且考慮適當(dāng)采用高分子混凝劑。 （3）原水預(yù)沉池或沉砂池混合絮凝沉淀或澄清過濾消毒用戶 當(dāng)原水濁度較高、含砂量較大時，宜采用此種方法，用以減少混凝劑用量而增設(shè)預(yù)沉池或沉砂池。 （4）原水生物氧化混合絮凝沉淀或澄清過濾消毒用戶

23、 適用于微污染水源，采用生物氧化預(yù)處理工藝，以去除水中有機物及氨氮。 3.2 藥劑選擇及投加方式 3.2.1 混凝劑 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；對人體健康無害；使用方便；貨源充足，價格低廉。 據(jù)設(shè)計資料中提供的混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵（45%）、堿式氯化鋁（10%），以及表 3-2-1 常用混凝劑性質(zhì)比較，選擇堿式氯化鋁（ mn n cloh al- 6 2) ( ）（10%）作為水處理用混凝劑，另外堿式氯化鋁本身無害，據(jù)全國各地使用情況，凈化后的生活用水一般符合國家飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準，所以選擇堿式氯化鋁作為水處理 混凝劑是一個較好的選擇。 2 混凝劑

24、投加量的確定 據(jù)原水渾濁度最高值 800 mg/l 及混凝劑投加量參考值（表 3-2-2）確定設(shè)計投加量為 28.6 mg/l 表 表 3-2-2 混凝劑投加量參考值 3 混凝劑的投加方式 混凝劑的投加設(shè)備包括計量設(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）計量設(shè)備：主要有轉(zhuǎn)子流量泵、電磁流量泵、苗嘴、計量泵等，其中苗嘴適用于人工控制，其他既可人工，也可自控。 （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、計量泵投加等方式。 本設(shè)計選用計量泵投加：計量準確，可以實現(xiàn)自控。 3.2.2 消毒劑 1、 消毒劑的選擇 綜合各方面因素考慮，

25、本設(shè)計選擇液氯為消毒劑：其在國內(nèi)外應(yīng)用最廣，除消毒外，還起氧化作用；加氯操作簡單，價格低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。 2. 加氯裝置加氯機 加氯機用以保證消毒安全和計量準確。加氯機臺數(shù)按最大加氯量選用，至少安裝 2 臺，備用臺數(shù)不少于一臺。 在氯瓶與加氯機之間宜有中間氯瓶，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)，萬一加氯機發(fā)生事故時，中間氯瓶還可以防止水流入氯瓶。 原水濁度 lt;=100 200 300 400 600 800 1000 混凝劑 硫酸鋁 12.5 11.2 29.5 37.6 52.5 67.3 82.5 投加量(mg/l) 三氯化鐵 11.0 13.6 20.2 26.4 30.9 36.

26、8 40.9 堿式氯化鋁 10.0 11.8 16.4 21.0 25.8 28.6 31.7 3.3 水處理構(gòu)筑物的選擇 3.3.1 混合設(shè)施 混合設(shè)施應(yīng)根據(jù)混凝劑的品種進行設(shè)計，使藥劑與水進行恰當(dāng)、急劇充分的混合。一般混合時間 1030s，混合方式基本分為兩大類：水力混合和機械混合。水力混合簡單，但不能適應(yīng)流量的變化；機械混合可進行調(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。 表 表 3 3- -3 3- - 1 常用混合方式的主要特點及使用 本設(shè)計的混合設(shè)施采用管式靜態(tài)混合器，管式靜態(tài)混合器有其獨特的優(yōu)點，構(gòu)造簡單、

27、安裝方便、維修費用低。又由于水廠運行穩(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（圖 3-2）。 管道混合單元體加藥水流方向 方 式 特 點 及 使 用 條 件 管式混合 管道混合 混合簡單，無需另建混合設(shè)施，混合效果不穩(wěn)定，流速低時，混合不充分 靜態(tài)混合器 構(gòu)造簡單，無運動設(shè)備，安裝方便，混合快速均勻；當(dāng)流量降低時，混合效果下降 水泵混合 混合效果好，不許增加混合設(shè)施，節(jié)省動力，但使用腐蝕性藥劑時，對水泵有腐蝕作用。適用于取水泵房與水廠間距小于 150m 的情況 機械混合 混合效果好，且不受水量變化影響，適用于各種規(guī)格的水廠，但需增加混合設(shè)備和維修工作 圖 3-3-1

28、管式靜態(tài)混合器 管式靜態(tài)混合器工作原理： 混合器內(nèi)安裝若干混合單元，每一混合單元有 若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單元體多次分割，改向并形成渦流，達到混合目的。 3.3.2 澄清池 設(shè)計中選擇機械攪拌澄清池代替絮凝沉淀設(shè)備。 因為機械澄清池有以下優(yōu)點： 1、比水力澄清池更能適應(yīng)流量變化處理效果較穩(wěn)定； 2、處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大； 3、適用于處理濁度低于 50000 度的水，而原水濁度最大為 800 度，大大減小了水廠面積。 3.4 機械攪拌澄清池設(shè)計計算 本設(shè)計按照不加斜板進行，考慮以后加斜板，計算過程中對進水、出水。集水等案 2q 進行校核。機器設(shè)置兩座

29、，則每座 q=2%) 5 1 (近 dq +=244928 05 . 1 d m /3=982.83m /h=0.2733m /s 其中 5%為水廠自用水量。. 3.4.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量為 q= 5q = 50.273 =1.3653m /s 設(shè)第二絮凝室導(dǎo)流板截面積1a =0.035 ，流速1u =0.04m/s(給水工程 p311) 則第二絮凝室截面積 1w =q/1u =04 . 0365 . 1=34.125 第二絮凝室內(nèi)徑： 1d =pw ) ( 41 1a + =6.595m，取 6.60m 絮凝室壁厚： 1d =0.25m 則第二絮凝室外徑為 1d =1d +21d

30、 =6.60+0.50=7.10m 停留時間1t 取 60s（給排水設(shè)計手冊 p549），則第二絮凝室高度為： 1h =q1t /1w =260 . 6460 365 . 1p =2.394m，取 2.40m. 53.4.2 導(dǎo)流室 導(dǎo)流室內(nèi)導(dǎo)流板截面積取為：2a =1a =0.035 導(dǎo)流室面積：2w =1w =34.125 則導(dǎo)流室內(nèi)徑為 2d =pw p ) 4 ( 42 221a d + +=pp ) 035 . 0 125 . 34 4 095 . 7 ( 42+ +=9.55m 導(dǎo)流室壁厚2d =0.1m，則導(dǎo)流室外徑為 2d =2d +22d =9.75m 第二絮凝室出水窗高度

31、2h =21 2-d d=21 . 7 55 . 9 -=1.225m,取 1.23m 導(dǎo)流室出口流速6u =0.04m/s 則導(dǎo)流室出口面積為 3a =q/6u =1.365/0.04=34.125 出口斷面寬為3h =) (22 13d da+p=) 1 . 7 55 . 9 (125 . 34 2+p=1.305m，取 1.3m 出口垂直高度3h =32h =1.414 1.30=1.80m 3.4.3 分離室 取分離室流速2u =0.001m/s（給排水設(shè)計手冊第三冊 p549），則分離室面積為： 3w =q/2u =001 . 0273 . 0=273 澄清池總面積為： w =3w

32、+224dp=273+4p275 . 9 =347.66 澄清池直徑為 d=pw 4=p66 . 347 4=21.039m，取 21 米 3.4.4 池深 取水停留時間取為 t=1.5h（給水工程 p310），則池子有效容積為 ： v=qt=982.81.5=1474.23m 考慮增加 4%的結(jié)構(gòu)容積，則池子計算總?cè)莘e： v=（1+4%）v=1533.1683m 取池子超高0h =0.30m 池子直壁部分高度4h =1.8m 池子直壁部分容積為 1w =424h dp=625.83m hh 6 h 5 h 4 h 0w 2w 3w 1 圖 3-4-1 池深計算示意圖 2w +3w = v-1

33、w =1533.168625.8=9073m 取圓臺高度為：5h =3.8m；池子圓臺斜邊傾角為 45；則底部直徑為 td =d25h =2123.8=13.4m 澄清池底部采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高度6h =1.15m 圓臺容積： 2w =+ + 2 252 2 2 2 3t td d d d h p =+ + 2 224 . 1324 . 1322122138 . 3 p =897.33m 球冠半徑： r=626284hh d t +=15 . 1 815 . 1 4 4 . 132 2 +=20.1m 球冠容積： 3w = )3(626hr h - p = )315 . 11 . 20 (

34、 15 . 12- p =81.893m 池子實際有效容積： v=1w +2w +3w =625.8+897.3+81.89=16053m v=v/1.04=1605/1.04=1543.263m 實際總停留時間： t=1543.261.5/1474.2=1.57h 池子總高度： h=6 5 4 0h h h h + + + =0.30+1.80+3.8+1.15=7.05m 3.4.5 配水三角堰 進水流量增加 10%的排泥量，槽內(nèi)流速取3u =0.5m/s(來自給水工程p311)，則三角堰直角邊長為1b =310 . 1uq=5 . 0273 . 0 10 . 1 =0.77m,取 b 1

35、 =0.8m 三角堰采用孔口出流，孔口流速同3u （給排水手冊第三冊 p549），則出水孔總面積為 1.10q/3u =1.100.2732=0.6006 取孔口直徑為 0.10m，每孔面積為 0.007854 ，出水孔總數(shù)為 76.47個；為施工方便，采取沿三角堰，每 4設(shè)置一孔，共 90 個。 孔口實際流速為 3u =2210 . 09010 . 1pq=2210 . 090273 . 0 10 . 1p=0.425m/s 3.4.6 第一絮凝室 取第二絮凝室底板厚度3d =0.15m，則第一絮凝室上端直徑為 3d =1d +21b +23d =7.10+20.80+20.15=9.0m

36、第一絮凝室高度為 7h =4h +5h 1h 3d =1.80+3.802.400.15=3.05m 傘形板延長線交點處直徑為： 4d =23d d t +7h =20 . 9 4 . 13 +3.05=14.25m 取泥渣回流量為q =4q，回流速度4u =0.15m/s(給排水手冊 p550），回流縫寬度2b =4 44u dqp=15 . 0 25 . 14273 . 0 4p=0.163m，取 b 2 為 0.18m。 設(shè)裙板厚度為4d =0.06m（給排水手冊 p550），則傘形板下端圓柱直徑 為： 5d =4d 2（ 22b +4d ）=13.62m 按照等腰三角形計算，傘形板下端

37、圓柱體高度為： 8h =4d 5d =14.2513.62=0.63m 傘形板離池體高度為： 10h =（5d td ）/2=（13.6213.4）/2=0.11m 傘形板錐部高度為： 9h =7h 8h 10h =3.050.580.11=2.31m 3.4.7 容積計算 第一絮凝室： v 1 =+ + + + + 2525 1082525 5 323 92 2 2 2 3 4 2 2 2 2 3t td d d d hh dd d d d h p p p = + + 2 2262 . 13262 . 1320 . 920 . 9331 . 2 p ( ) 63 . 0 62 . 1342

38、+p + + +2 224 . 1324 . 13262 . 13262 . 13311 . 0 p = 342.86m 3 第二絮凝室： 2v = ) )( (4 41 12122 121b h d d h d - - +p p = ) 8 . 0 394 . 2 ( ) 595 . 6 55 . 9 (4394 . 2 595 . 642 2 2- - + p p =81.779+59.7274=141.51m 3 分離室： 3v =v（1v +2v ） =1543.26（342.86+141.51） =1058.89m 3 實際各室容積之比： 第二反應(yīng)室：第一反應(yīng)室：分離室=2v ：1v

39、 ：3v =141.51 ： 342.86 ： 1058.89 =1：2.423：7.48 澄清池內(nèi)各室停留時間： 第二反應(yīng)室：t 2 =141.5190/1474.2=8.64min 第一反應(yīng)室：t 1 =8.642.423=20.92min 分離室： t 3 = 8.647.48=64.63min 第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時間總和為 t 1 +t 2 =8.64+21=29.56min 總停留時間為 94.19min 3.4.8 進水系統(tǒng) 取進水流速為6v =1.0m/s 進水管管徑 d=vqp4=0 . 1273 . 0 4p=0.59 設(shè)計中取進水管管徑為 dn600，則實際進水流速

40、為： 6v =24dqp=26 . 0273 . 0 4p=0.97m/s 據(jù)此設(shè)計出水管管徑為 600mm 3.4.9 集水系統(tǒng) 本池因池徑較大，采用輻流式集水槽和環(huán)形集水槽集水，設(shè)計時，輻射槽、環(huán)形槽、總出水槽之間按水面連接考慮。見圖 3-4 考慮加斜板的可能，對集水系統(tǒng)除了按設(shè)計流量計算外，還以 2q 進行校核，決定槽斷面尺寸。 h 2h kil h 112341-輻射集水槽 2-環(huán)形集水槽 3-淹沒出流 4-自由出流 圖 3-4-2 輻射槽計算示意 1 輻流式集水槽： 全池共設(shè) 12 根輻流式集水槽，每根集水槽 q 1 =q/12=12273 . 0=0.022753m /s 設(shè)輻射槽

41、寬1b =0.25m，槽內(nèi)水流速度51u =0.4m/s，槽內(nèi)坡降 il=0.1m， 槽內(nèi)終點水深為：2h =1 511b uq=25 . 0 4 . 002275 . 0=0.2275m 槽臨界水深： kh =312121gbq a=312225 . 0 81 . 902275 . 0 1=0.0945m 槽起點水深為： 1h = il il hhh k32) 3 / (22223- - + = 1 . 032) 3 / 1 . 0 2275 . 0 (2275 . 00945 . 0 223 - - + =0.135m 按 2 1 q 校核，取水槽內(nèi)流速51u =0.6m/s，則 2h =

42、25 . 0 6 . 002275 . 0 2=0.30m kh =31212) 1 2 (gbq a=312225 . 0 81 . 90455 . 0 1=0.15m 1h = 1 . 032) 3 / 1 . 0 3 . 0 (3 . 015 . 0 223 - - +=0.24m 設(shè)計槽內(nèi)起點水深 0.25m，終點水深 0.35m，出水孔前水位 0.05m，孔口出流跌落 0.07m，槽超高 0.2m，則 槽起點斷面高： 0.25+0.07+0.05+0.2=0.57m 槽終點斷面高： 0.35+0.07+0.05+0.20=0.67m 50 70 h 圖 3-4-3 槽高計算示意圖 2

43、 環(huán)形集水槽：環(huán)q =q/2=0.2730.5=0.13653m /s 取52u =0.6m/s，槽寬2b =0.5m，考慮到施工方便，槽底為平底，即 il=0. 則 槽內(nèi)終點水深為： 4h =0.1365/（0.600.5）=0.455m 槽內(nèi)臨界水深為： kh =31222 gbq a= 31225 . 0 81 . 91365 . 0 1=0.197m 槽內(nèi)起點水深為： 3h = 24432hhh k+= 23455 . 0455 . 0197 . 0 2+=0.49m 按 2輻q 校核，設(shè)槽內(nèi)流速52u =0.8m/s，則 4h =0.273/（0.800.5）=0.6825m kh

44、=31222) 2 (gbq a=31225 . 0 81 . 9273 . 0 1=0.312m 3h =24432+hhh k=236825 . 06825 . 0312 . 0 2+=0.87m 設(shè)計環(huán)形槽內(nèi)水深為 0.90m，環(huán)形槽超高 0.30m，則環(huán)形槽斷面高為： 0.90+0.07+0.05+0.30=1.32m. 3 總出水槽 設(shè)計流量 q=0.2733m /s 取槽寬 b 3 =0.7m，總出水槽按矩形渠道計算，槽內(nèi)水流速度53u =0.8m/s 槽內(nèi)坡降為 0.20m，槽長 6.0m 槽內(nèi)終點水深為：h 6 =q/（53u b 3 ）=0.273/（0.80.7）=0.4875m n=0.013 a=q/53u =0.273/0.8=0.341