給水課程設(shè)計(jì)_secret

1、 給水處理課程設(shè)計(jì) 某市自來(lái)水廠工藝設(shè)計(jì)姓 名 鄒 峰 班 級(jí) 07給 水 排 水 2 學(xué) 號(hào) 20071703215 學(xué) 院 名 稱 環(huán) 境 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱 給 水 排 水 工 程 指 導(dǎo) 教 師 萬(wàn) 蕾 2010年 1月 22日給水課程設(shè)計(jì) 1環(huán)境工程學(xué)院鄒峰目錄第 1章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量與工藝流程的確定 ·······················

2、········································ 11.1設(shè)計(jì)水質(zhì)水量 ········

3、··················································

4、······································· 1第 2章 給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇 ·······&#

5、183;·················································&#

6、183;····· 42.1加藥間 ···········································

7、;··················································

8、;················ 43.1 布置說(shuō)明 ································

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10、····················· 10 3.2 生產(chǎn)管線設(shè)計(jì) ··························

11、83;·················································

12、83;·················· 11 第 4章 給水處理廠工藝計(jì)算 ····························&#

13、183;·················································&#

14、183;···· 114.1 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算 ···········································

15、;················································ 11 給水課程設(shè)計(jì)2

16、環(huán)境工程學(xué)院 鄒峰給水課程設(shè)計(jì) 1環(huán)境工程學(xué)院鄒峰第 1章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量與工藝流程的確定1.1設(shè)計(jì)水質(zhì)水量本 設(shè) 計(jì) 給 水 處 理 工 程 設(shè) 計(jì) 水 質(zhì) 滿 足 國(guó) 家 生 活 飲 用 水 衛(wèi) 生 標(biāo) 準(zhǔn) (GB5749-2006 ,處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì),膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒 以及其他有害萬(wàn)分,使凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。生活飲用水水質(zhì)應(yīng)符合下列基本要求: 1、水中不得含有病原微生物。2、水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康。 3原始資料:A規(guī)劃, 規(guī)劃擬建一座給水處理廠,用水。 (設(shè)計(jì)供水量 10萬(wàn) m 3/d(1 、自然狀況城市土壤種類為砂質(zhì)黏土, 地下水位 1

17、0.00m , 冰凍線深度 2.00m , 年降水量 1000mm ,最高溫度 30.0,最低溫度-4.0,年平均溫度 10.0。主導(dǎo)風(fēng)向:夏季西南,冬季西北。(2 、水源 (1地下水源該市地下水含水層 5.00m ,大多屬于淺層滯水?？傆捕冗_(dá) 1000 mg/L。 (2地面水源一條河流貫穿該市南北,其中最大流量 900.00m 3/s,最小流量 200.00m 3/s。 最大流速 3m/s。最高水位 100.00m ;常水位 95.00m ;最低水位(97% 90.00m 。 水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果:給水課程設(shè)計(jì) 2環(huán)境工程學(xué)院鄒峰水處理構(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

18、 以水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。 水廠自用水量主要用于濾池沖洗和澄清池排泥等方 面。 城鎮(zhèn)水廠只用水量一般采用供水量的 5% 10%, 本設(shè)計(jì)取 5%,則設(shè)計(jì)處理 量為:式中 Q 水廠日處理量;a 水廠自用水量系數(shù),一般采用供水量的 5% 10%,本設(shè)計(jì)取 5%; Q d 設(shè)計(jì)供水量(m 3/d ,為 10萬(wàn) m 3/d.1.2給水處理流程確定給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關(guān)。一般來(lái)講, 地下水只需要經(jīng)消毒處理即可,對(duì)含有鐵、錳、氟的地下水,則需采用除鐵、除 錳、除氟的處理工藝。地表水為水源時(shí),生活飲用水通常采用混合 、 絮凝、沉淀、過(guò)濾、消毒的處 理工藝。如果是微污染原水,

19、則需要進(jìn)行特殊處理。 1、原水 簡(jiǎn)單處理(如用篩網(wǎng)隔慮適用條件:水質(zhì)要求不高,如某些工業(yè)冷卻用水,只要求去除粗大雜質(zhì)時(shí) 2、原水 混凝、沉淀或澄清適用條件:一般進(jìn)水懸浮物含量應(yīng)小于 2000-3000mg/L,短時(shí)間內(nèi)允許到 5000-10000mg/L,出水濁度約為 10-20度,一般用于水質(zhì)要求不高的工業(yè)用水。 3、原水 混凝沉淀或澄清 過(guò)濾 消毒一般地表水廣泛采用的常規(guī)流程, 進(jìn)水懸浮物允許含量同上, 出水濁度小于 2NTU 。原水 接觸過(guò)濾 消毒(1一般可用于濁度和色度低的湖泊水或水庫(kù)水處理。(2進(jìn)水懸浮物含量一般小于 100mg/L,水質(zhì)穩(wěn)定、變化較小且無(wú)藻類繁 殖。5、原水 調(diào)蓄預(yù)

20、沉、自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉 混凝沉淀或澄清 過(guò)濾 消毒 高濁度水二級(jí)沉淀(澄清 ,適用于含砂量大,砂峰持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),預(yù)沉 后原水含砂量可降低到 1000mg/L以下。本設(shè)計(jì)采用一般常規(guī)的凈水處理工藝, 其凈水工藝流程如下:34 第 2.1 設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(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

21、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。(1. 混凝劑藥劑的選用混凝劑選用 :堿式氯化鋁 Aln (OHm Cl 3n-m 簡(jiǎn)寫 PAC. 堿式氯化鋁在我國(guó)從七 十年代初開始研制應(yīng)用,因效果顯著,發(fā)展較快,目前應(yīng)用較普遍,具用使膠粒 吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設(shè)計(jì)水廠混凝劑最大投藥量為 30mg/L。其 特點(diǎn)為:1凈化效率高,耗藥量少除水濁度低,色度小、過(guò)濾性能好,原水高濁度時(shí)尤為顯著。2溫度適應(yīng)性高:PH 值適用范圍寬(可在 PH=59的范圍內(nèi),而不投加 堿劑3使用時(shí)操作方便,腐蝕性小,勞動(dòng)條件好。4設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本較三氯化鐵低。5無(wú)機(jī)高分子化合物。(2.

22、混凝劑的投加混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型 , 重力投加方式有泵前 投加和高位溶液池重力投加 ; 壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備 有孔口計(jì)量, 浮杯計(jì)量, 定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流 量計(jì)配合投加。耐酸泵型號(hào) 25FYS-20選用 2臺(tái),一備一用。1、靠近加氯點(diǎn),以縮短加氯管線的長(zhǎng)度。水和氯應(yīng)充分混合,接觸時(shí)間不 少于 30min 。為管理方便,和氯庫(kù)合建。加氯間和氯庫(kù)應(yīng)布置在水廠的下風(fēng)向。2、加氯間的氯水管線應(yīng)敷設(shè)在地溝內(nèi),直通加氯點(diǎn),地溝應(yīng)有排水設(shè)施以 防積水。 氯氣管用紫銅管或無(wú)縫鋼管, 氯水管用橡膠管或塑料管, 給水管用鍍鋅 鋼管,

23、加氨管不能用銅管。3、加氯間和其他工作間隔開,加氯間應(yīng)有直接通向外部、且向外開的門, 加氯間和值班室之間應(yīng)有觀察窗,以便在加氯間外觀察工作情況。4、加氯機(jī)的間距約 0.7m ,一般高于地面 1.5m 左右,以便于操作,加氯機(jī) (包括管道不少于兩套,以保證連續(xù)工作。稱量氯瓶重量的地磅秤,放在磅秤 坑內(nèi),磅秤面和地面齊平,使氯瓶上下搬運(yùn)方便。有每小時(shí)換氣 8-12次的通風(fēng) 設(shè)備。 加氯間的給水管應(yīng)保證不斷水, 并且保持水壓穩(wěn)定。 加氯間外應(yīng)有防毒面 具、搶救材料和工具箱。防毒面具應(yīng)防止失效,照明和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有室外開關(guān)。 設(shè)計(jì)加氯間時(shí),均按以上要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。52.2 混合設(shè)備在給排水處理過(guò)程中原水與

24、混凝劑,助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完 善, 從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件。 混合是取得良好絮凝效果 的重要前提,影響混合效果的因素很多,如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中 顆粒的性質(zhì)、 大小等。 混合設(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。 同時(shí)只 有原水與藥劑的充分混合, 才能有效提高藥劑使用率, 從而節(jié)約用藥量, 降低運(yùn) 行成本?；旌系姆绞街饕泄苁交旌?、 水力混合、 水泵混合以及機(jī)械混合等。 由于水 力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化, 且占地大, 基建投資高; 水泵混合設(shè)備 復(fù)雜,管理麻煩;機(jī)械混合耗能大,維護(hù)管理復(fù)雜;相比之下,管式靜態(tài)混合器 是處理水與混凝劑、助凝

25、劑、消毒劑實(shí)行瞬間混合的理想設(shè)備 , 管式混合具有占 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。 它是有二個(gè)一組的混合單元件組成, 在不需外動(dòng)力情況下, 水流通過(guò)混合器產(chǎn)生 對(duì)分流、交叉混合和反向旋流三個(gè)作用,混合效益達(dá) 90-95%,本設(shè)計(jì)采用管式 靜態(tài)混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。2.3 絮凝池絮凝過(guò)程就是在外力作用下, 使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞, 而形 成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。 目前國(guó)內(nèi)使用較多的是各種形式的水力 絮凝及其各種組合形式,主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條(網(wǎng)格絮凝、和穿 孔旋流絮凝。表 2-1 絮凝池的類型及特點(diǎn)表 6續(xù)表

26、 2-1 根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)以及本次設(shè)計(jì)要求, 本設(shè)計(jì)選用往復(fù)式隔板絮凝 池。2.4 沉淀池常見各種形式沉淀池的性能特點(diǎn)及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能 特點(diǎn)和適用條件。表 2-2 各種形式沉淀池性能特點(diǎn)和適用條件表 7 8環(huán)境工程學(xué)院 鄒峰 續(xù)表 2-2 池中分離出來(lái)以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)要求采用斜管沉淀池。 相比之下, 平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、 處 理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn), 但是, 平流式占地面積大。 而且斜管沉淀池因 采用斜管組件,使沉淀效率大大提高,處理效果比平流沉淀池要好。9 2.5 濾池(1 、多層濾料濾池:優(yōu)點(diǎn)是含污能力大,可采用較大的流速,能節(jié)約反沖 洗用

27、水,降速過(guò)濾水質(zhì)較好,但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠;缺點(diǎn) 是濾料不易獲得且昂貴管理麻煩, 濾料易流逝且沖洗困難易積泥球, 需采用助沖 設(shè)備;(2 、 虹吸濾池:適用于中型水廠 (水量 2 10萬(wàn)噸 /日 , 土建結(jié)構(gòu)較復(fù)雜, 池深大,反洗時(shí)要浪費(fèi)一部分水量,變水頭等速過(guò)濾水質(zhì)也不如降速過(guò)濾:(3 、無(wú)閥濾池、壓力濾罐、微濾機(jī)等日處理小,適用于小型水廠;(4 、移動(dòng)罩濾池:需設(shè)移動(dòng)洗砂設(shè)備機(jī)械加工量較大,起始濾速較高,因 而濾池平均設(shè)計(jì)濾速不宜過(guò)高, 罩體合隔墻間的密封要求較高, 單格面積不宜過(guò) 大(小于 10m 2 ;(5 、普通快濾池:是向下流、砂濾料的回閥式濾池,適用大中型水廠,

28、單 池面積一般不宜大于 100m 2 。優(yōu)點(diǎn)有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行可靠,采用的砂濾料, 材料易得價(jià)格便宜,采用大阻力配水系統(tǒng),單池面積可做得較大,池深適中,采 用降速過(guò)濾,水質(zhì)較好;(6 、雙閥濾池:是下向流、砂濾料得雙閥式濾池,優(yōu)缺點(diǎn)與普通快濾池基 本相同且減少了 2只閥門, 相應(yīng)得降低了造價(jià)和檢修工作量, 但必須增加形成虹 吸得抽氣設(shè)備。(7 、 V 型濾池:從實(shí)際運(yùn)行狀況, V 型濾池來(lái)看采用氣水反沖洗技術(shù)與單 純水反沖洗方式相比,主要有以下優(yōu)點(diǎn):1 、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球,具有截污能力強(qiáng),濾池過(guò)濾周期 長(zhǎng),反沖洗水量小特點(diǎn)?？晒?jié)省反沖洗水量 4060%,降低水廠自用水量, 降低

29、 生產(chǎn)運(yùn)行成本。2 、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象,濾層僅為微膨脹,提高了濾料使用壽命,減少 了濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。3 、 采用粗粒、 均質(zhì)單層石英砂濾料, 保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排 污容量,使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選用目前較廣泛使用的 V 型濾池。2.6 消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序, 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。其方法分化 學(xué)法與物理法兩大類,前者系水中投家藥劑,如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑 等;后者在水中不加藥劑,而進(jìn)行加熱消毒、紫外線消毒等。經(jīng)比較, 采用液氯消毒。 氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑,

30、除消毒外還起 氧化作用。加氯操作簡(jiǎn)單,價(jià)格較低,且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。原水水 質(zhì)較好時(shí), 一般為濾后消毒, 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。第 3章 水廠平面布置3.1 布置說(shuō)明水廠占地面積 52479.6m², 因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展, 工藝流程力求簡(jiǎn)短, 適當(dāng)增加綠地,使水廠里面豐滿。當(dāng)各構(gòu)筑物和建筑物的個(gè)數(shù)和面積確定之后, 根據(jù)工藝流程和構(gòu)筑物的功能 要求,結(jié)合地質(zhì)和地形條件,進(jìn)行平面布置,布置時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):(1 布置緊湊, 以減少水廠占地面

31、積和連接管渠的長(zhǎng)度, 并便于操作管理。 但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地位;(2充分利用地形,力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用;(3各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)簡(jiǎn)單、短捷,盡量避免立體交叉,并考慮施工、 檢修方便。 此外, 有時(shí)也需要設(shè)置必要的超越管道, 以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí), 為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施;(4建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向;(5有條件時(shí)最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開,盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū) 通行和逗留,以確保生產(chǎn)安全;(6對(duì)分期建造的工程,既要考慮近期的完整性,又要考慮遠(yuǎn)期工程建成 11 后整體布局的合理性,還應(yīng)該考慮分期施工方便。3.2 生產(chǎn)管線設(shè)計(jì)

32、水廠工藝流程中的主要管線有生產(chǎn)管線、加藥管線、 (ABS 塑料管 、加氯 管線、自用水管線、排水管線;具體布置詳見總平面布置圖。第 4章 給水處理廠工藝計(jì)算4.1 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算已知計(jì)算水量 Q=105000m3/d=4375m3/h。 根據(jù)原水水質(zhì)及水溫, 參考有關(guān)凈 水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),選堿式氯化鋁為混凝劑,混凝劑的最大投藥量 a=30mg/L,藥 容積的濃度 b=15%,混凝劑每日配制次數(shù) n=2次。1、溶液池容積 1W3130437510.49417417215aQ W m bn =,取 11m 3 式中:a 混凝劑(堿式氯化鋁的最大投加量(mg/L ,本設(shè)計(jì)取 30mg/L; Q 設(shè)計(jì)處

33、理的水量, 4375m 3/h;B 溶液濃度(按商品固體重量計(jì) ,一般采用 5%-20%,本設(shè)計(jì)取 15%; n 每日調(diào)制次數(shù),一般不超過(guò) 3次,本設(shè)計(jì)取 2次。池旁設(shè)工作臺(tái), 寬 1.0-1.5m , 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。 池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。 沿池面接入藥劑稀釋環(huán)境工程學(xué)院 鄒峰 采用給水管 DN60mm ,按 1h 放滿考慮。2、溶解池容積 2W溶解池的放水時(shí)間采用 t =10min ,則放水流量:W q L s t =, 查水力計(jì)算表得放水管管徑 DN75mm ,相應(yīng)流速 v 0=1.429m/s,管材采用硬 聚氯

34、乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑 DN100mm 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)行防腐處理3、投藥管投藥管流量W q L s = 查水力計(jì)算表得投藥管管徑 DN20mm ,相應(yīng)流速為 v 0=1.268m/s。4、溶解池?cái)嚢柙O(shè)備 溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。5、計(jì)量投加設(shè)備混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型 , 重力投加方式有泵前 投加和高位溶液池重力投加 ; 壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備 有孔口計(jì)量, 浮杯計(jì)量, 定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流 量計(jì)配合投加。計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量 :

35、31110.92/W q m h = 式中:1W 溶液池容積(m 3耐酸泵型號(hào) 25FYS-20選用 2臺(tái),一備一用 . 6、藥劑倉(cāng)庫(kù)考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展, 面積為 200m 2, 倉(cāng)庫(kù)與混凝劑室之間采用人力手推車投藥 , 藥劑倉(cāng)庫(kù)平面設(shè)計(jì)尺寸為 10.0m×20.0m 。4.2混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為 Q=105000m3/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=1.0m/s。計(jì)算草圖如圖 4-1。 圖 4-1 管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖 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)

36、計(jì)流量:31050000.61/610/2Q q m s L s n = 則靜態(tài)混合器管徑為(設(shè)計(jì)進(jìn)水管流速 v=1.0m/s :0.88D m = =,本設(shè)計(jì)采用 D=900mm; 2、混合單元數(shù) 按下式計(jì)算 則混合器的混合長(zhǎng)度為:3、混合時(shí)間:L T s v = 4、水頭損失22Q h n m d =<0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。5、校核 GT 值1727.85G s -= 4.3 往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池設(shè)計(jì) n=2組,每組設(shè) 1池,每池設(shè)計(jì)流量為:3311050002187.5/0.61/24242Q Q m h m s n =1、絮凝池有效容積:V QT m =,本設(shè)計(jì)取 7

37、30m 2 273024.3215V L m HB =式中: H 平均水深 (m;本設(shè)計(jì)取超高 0.5m , H=2.0m; 3、隔板間距絮凝池起端流速取 v 起 =0.6m/s,末端流速取 v 末 =0.2m/s。首先根據(jù)起,末端 流速和平均水深算出起末端廊道寬度, 然后按流速遞減原則, 決定廊道分段數(shù)和 各段廊道寬度。起端廊道寬度: 1110. 610. 50. 62Q a m v H = 末端廊道寬度: 1660. 611. 5320. 2Q a m v H = 廊道按寬度分成 6段。各段廊道寬度和流速見表 4-1。應(yīng)注意,表中所求廊 道內(nèi)流速均按平均水深計(jì)算, 故只是廊道真實(shí)流速的近似

38、值, 因?yàn)? 廊道水深是 遞減的。表 4-1 廊道寬度和流速計(jì)算表 4、水頭損失計(jì)算2222it i i i i i iv v h m l g C R =+ 式中: v i 第 i 段廊道內(nèi)水流速度(m/s ; it v 第 i 段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度(m/s ; 隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)。往復(fù)式隔板(1800轉(zhuǎn)彎 =3;i l 第 i 段廊道總長(zhǎng)度 (m;i R -第 i 段廊道過(guò)水?dāng)嗝嫠Π霃?m ; i C 流速系數(shù),隨水力半徑 Ri 和池底及池壁粗糙系數(shù) n 而定,本設(shè)計(jì)取n=0.013,通常按曼寧公式 161i i C R n=計(jì)算。a H R a H =+116C R n =, 21

39、3572.45C =絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu),外用水泥砂漿抹面,粗糙系數(shù)為 n=0.013。其他段計(jì)算結(jié)果得:R R R R R = 2345661. 4563. 6265. 1866. 0369. 63C C C C C = 22232425263776. 104047. 504248. 434359. 964848. 34C C C C C = 廊道轉(zhuǎn)彎處的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面積的 1.2-1.5倍, 本設(shè)計(jì)取 1.5倍, 則 第一段轉(zhuǎn)彎處流速:1110.61t Q v m s a H =式中:it v 第 i 段轉(zhuǎn)彎處的流速(m/s ; 1Q 單池處理水量(m 3/h ;i a

40、 第 i 段轉(zhuǎn)彎處斷面間距,一般采用廊道的 1.21.5倍,本設(shè)計(jì)取 1.5倍;H 池內(nèi)水深(m 。其他 5段轉(zhuǎn)彎處的流速為: 234560.34/0.27/0.23/0.21/0.13/tttttv m sv m sv m sv m sv m s=各廊道長(zhǎng)度為:各段轉(zhuǎn)彎處的寬度分別為 0.75m ; 0.9m ; 1.125m ; 1.35m ; ; 1.5m ; 2.25m ; 123456(0.75 4(150.75 57(0.9 5(150.9 70.5(1.125 6(151.125 83.25(1.35 5(151.35 68.25(1.5 6(151.5 81(2.25 3(15

41、2.25 38.25l n B ml n B ml n B ml n B ml n B ml n B m=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=第 1段水頭損失為:222211111221134570.278tv vh m lg C R=+=+=m 5.GT 值計(jì)算 (t=200C 時(shí) 18159.2G s -=<601s -,符合設(shè)計(jì)要求; 59.2206071040GT =, (在 104-105范圍之內(nèi) 絮凝池與沉淀池合建,中間過(guò)渡段寬度為 1.5m 。4.4 斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算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

42、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)沉淀池采用異向斜管沉淀池,設(shè)計(jì) 2組1、沉淀池清水區(qū)面積:Q A m q = 式中 q 表面負(fù)荷 32m 32/( m m h 2. 、沉淀池的長(zhǎng)度及寬度:A L m B = 則沉淀尺寸為 L B =14.58×15=218.7 m 2 ,為配水均勻,進(jìn)水區(qū)布置在 15m 長(zhǎng)的一側(cè)。在 14.58m 的長(zhǎng)度中扣除無(wú)效長(zhǎng)度 0.5m ,因此進(jìn)出口面積 (考慮斜管 結(jié)構(gòu)系數(shù) 1.03 : 19式中: k 1 斜管結(jié)構(gòu)系數(shù),取 1.033、沉淀池總高度:式中 h 1 保護(hù)高度(m ,一般采用 0.3-0.5m

43、 ,本設(shè)計(jì)取 0.3m ;h 2 清水區(qū)高度(m ,一般采用 1.0-1.5m ,本設(shè)計(jì)取 1.2m ;h 3 斜管區(qū)高度(m ,斜管長(zhǎng)度為 0.9m ,安裝傾角 600,則030.9sin 600.78h m =;h 4 配水區(qū)高度(m ,一般不小于 1.0-1.5m ,本設(shè)計(jì)取 1.5m ; h 5 排泥槽高度(m ,本設(shè)計(jì)取 0.8m 。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:位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。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 v 1=0.6m/s,則穿孔總面積:32A N F =,本設(shè)計(jì)取 2000個(gè) 式中 F 每個(gè)孔口的面積 (

44、m2 : 20.0254F =. 設(shè)沿池長(zhǎng)方向布置 10條穿孔集水槽,中間為 1條集水渠,為施工方便槽底 20q m s =, 考慮池子的超載系數(shù)為 20%,起點(diǎn)槽中水深:H 1=0.75b=0.75×0.24=0.18m終點(diǎn)槽中水深:H 2=1.25b=1.25×0.24=0.30m為了便于施工,槽中水深統(tǒng)一按 H 2=0.30m計(jì)。集水方法采用淹沒式自由跌 落,淹沒深度取 0.05m ,跌落高度取 0.07m ,槽的超高取 0.15m 。則集水槽總高 度:H '=0.05+0.8+0.57=1.42m出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內(nèi)損失,孔口損失:22v

45、 h m g = 式中: 進(jìn)口阻力系數(shù),本設(shè)計(jì)取 =2.集水槽內(nèi)水深為 0.3m ,槽內(nèi)水力坡度按 i=0.01計(jì),槽內(nèi)水頭損失為:出水總水頭損失: 21采用穿孔管進(jìn)行重力排泥, 穿孔管橫向布置, 沿與水流垂直方向共設(shè) 10根, 雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長(zhǎng) 15m , B×H=0.3m×0.3m ,孔眼采用等距布置,穿 孔管長(zhǎng) 7.5m ,首末端集泥比為 m s =0.5 ,查得 k =0.72。取孔徑 d =25mm,孔口 面積 f =0.00049m²,取孔距 s =0.4m,孔眼總面積為:穿孔管直徑為: 30. 125D m =,本設(shè)計(jì)取 150mm 取直徑

46、為 150mm ,孔眼向下,與中垂線成 450角,并排排列,采用氣動(dòng)快開 式排泥閥。4. 4.3 核算(1 雷諾數(shù) Re水力半徑 R 當(dāng)水溫 t =10時(shí),水的運(yùn)動(dòng)粘度 20.013/cm s = 斜管內(nèi)水流速速為200=<500,符合設(shè)計(jì)要求 式 中 斜 管 安 裝 傾 角 , 一 般 采 用 600-750, 本 設(shè) 計(jì) 取 600 ,(2弗勞德系數(shù) r F 22 22r v F Rg -=, r F 介于 0.001-0.0001之間,滿足設(shè)計(jì)要 求。(3斜管中的沉淀時(shí)間 T129002904.84min 3.1l T s v =,滿足設(shè)計(jì)要求(一般在 25min之間 式中 1l

47、斜管長(zhǎng)度(m ,本設(shè)計(jì)取 900mm4.5 V 型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算濾池設(shè)計(jì)水量 Q=105000m³/d,設(shè)計(jì)濾速 =10m/h,過(guò)濾周期 48h濾層水頭損失:沖洗前的濾層水頭損失采用 1.8m第一步 氣沖沖洗強(qiáng)度 2115/(. q L s m =氣 ,氣沖時(shí)間 2min t =氣 ;第二步 氣、水同時(shí)反沖 2215/(. q L s m =氣 , 214/(. q L s m =水 , , 4min t =氣 水 ;第三步 水沖強(qiáng)度 225/(. q L s m =水 , 4min t =水沖洗時(shí)間 t=10min;沖洗周期 T=48h反沖橫掃強(qiáng)度 1.8L/(s. m²

48、,濾池采用單層加厚均質(zhì)石英砂濾料,粒徑 0.96-1.35mm ,不均勻系數(shù) 1.2-1.6。1、濾池工作時(shí)間:' 10242423.96048T h =-= 2、濾池總面積:Q F m vT =' 233、濾池的分格為了節(jié)省占地, 選雙格 V 型濾池, 池底板用混凝土, 單格寬 B =3.5m,單格長(zhǎng)L =10.5m,(一般規(guī)定 V 型濾池的長(zhǎng)寬比為 2 :1 4 :1,濾池中央氣,水分配槽將濾池寬度分成兩半, 每一半的寬度不宜超過(guò) 4m 共 6座,每座面積 73.5m², 總面積 441m²。4、校核強(qiáng)制濾速 ' v' 61012/161

49、NV v m h N =-, 滿足 v17m/h的要求。 5、濾池高度的確定H 3 承托層厚度,采用 0.050.1m ,取 0.1m H 4 濾料層厚度,一般為 1.11.2m ,取 1.2m H 5 濾層上面水深,采用 1.21.5m ,取 1.5mH 6 進(jìn)水系統(tǒng)跌差(包括進(jìn)水槽孔洞水頭損失及過(guò)水堰跌差 ,一般為 0.30.5m ,取 0.5mH 7 進(jìn)水總渠超高 m ,取 0.3m 6、水封井設(shè)計(jì)濾層采用單層均質(zhì)濾料,粒徑 0.961.35mm ,不均勻系數(shù) 80K 為 1.21.6, 均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算22220033001- 10.013(10.5 1180=

50、清 ( 式中 清 H 水流通過(guò)濾料層的水頭損失 , ; 水的運(yùn)動(dòng)黏度 , ²/s,10時(shí)為 0.013 ²/s;g 重力加速度, 981 ²/s; 240m 濾料孔隙率,取 0.5;0d 與濾料體積相同的球體直徑,取為 0.1 0l 濾層厚度, 120 v 濾速, v=10m/h=0.28m/s 濾料顆粒球度系數(shù),天然沙粒 0.750.80,取 0.8根據(jù)經(jīng)驗(yàn),濾速為 812 m/s時(shí),清潔濾料層的水頭損失一般為 3050, 計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低,取經(jīng)驗(yàn)值的底限 30位清潔濾料層的過(guò)濾水頭損失。正常 過(guò)濾時(shí),通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失 h 0.22m ,忽略其他水頭損失,

51、則每次反沖 洗后剛開始過(guò)濾時(shí)的水頭損失為 開始 H =0.3+0.22=0.52m,為保證正常過(guò)濾時(shí)池內(nèi) 液面高出濾料層,水封井出水堰頂高與濾料層相同,設(shè)水封井平面尺寸 2×2m²。 堰底板比濾池底板低 0.3m ,水封井出水堰總高為:1234H 0.3H +H=0.3+0.8+0.1+0.1+1.2=2.5mH H =+水封因?yàn)槊孔鶠V池過(guò)濾水量:Q 單 =vf=10×73.5=735m³/h=0.204 m³/s所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式 321.84Q bh =計(jì)算得:2233(Q h =單本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng) ,

52、 沖洗水采用沖洗水泵供應(yīng) , 為適應(yīng)不同沖 洗階段對(duì)沖洗水量的要求 , 沖洗水泵采用兩用一備的組合 , 水泵宜于濾池合建 , 且 沖洗水泵的安裝應(yīng)符合泵房的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定。1、反沖洗用水流量 反 Q 的計(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算,單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大為 5L/( m².sQ 反水 =q水 f=5×73.5=367.5 L/s=1323 m3/h參 考 相 似 資 料 水 泵 采 用 14sh-28型 水 泵 , 其 性 能 參 數(shù) 為 :H=12.3 2519.3m,Q=270400L/s。V 型濾池反沖洗時(shí),表面掃洗同時(shí)進(jìn)行,其流量:Q 表水 =q表水 f=0

53、.0018×73.5=0.1323 m³/s2、反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為 1.5m/s左右,配水干管的截面積A 水干 =Q反水 /V水干 =0.3675/1.5=0.245m²反沖洗配水干管采用鋼管, DN600,流速 1.257m/s,反沖洗水由反沖洗配水 干管輸送至氣水分配渠,由氣水分配渠底兩側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水 區(qū), 反沖洗水通過(guò)布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值, 配水支管流速 為 1.01.5m/s,取 水支 V =1.0m/s,則配水支管的截面積:A 方孔 =Q反水 /V水支 =0.3675/1.0=0.3675m&

54、#178;,此為配水方孔總面積,沿渠長(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置 15個(gè)配水方孔,共計(jì) 30個(gè),孔中心間距 0.6m ,每個(gè)孔口面積:每個(gè)孔口尺寸取 0.1×0.1m²。反沖洗水過(guò)孔流速:v=0.3675/2×15×0.1×0.1=1.225m/s,滿足要求。3、反沖洗用氣量計(jì)算 反氣 Q采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣,采用兩組 , 一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最 大時(shí)的空氣流量計(jì)算,這是氣沖強(qiáng)度為 15L/( m².sQ 反氣 =q氣 f=15×73.5=1102.5L/s=1.1025m3/s4、配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為

55、 5m/s左右,則配氣干管的截面積:2Q 1.10250.2205V 5A m =反氣 氣干氣干 反沖洗配氣干管采用鋼管, DN350, 流速 11.5m/s(在 1015m/s之間 ,反沖 洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠, 尤其水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着?氣到濾池底部布水區(qū)。26布?xì)庑】拙o貼濾板下緣,間距與布水方孔相同共計(jì) 30個(gè),反沖洗用空氣通 過(guò)布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為 10m/s左右,配氣支管的截面積:A 氣支 =Q反氣 /V氣支 =1.1025/10=0.11025m²每個(gè)布?xì)庑】酌娣e:A 氣孔 =A氣支 /30=0.11025

56、/30=0.003675 m²,孔口直徑1d m =氣孔,取 70mm 。每孔配氣量:Q 氣孔 5、氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)對(duì)氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時(shí)反沖洗時(shí), 亦即氣 水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠斷面面積最大。 因此氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣 水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量:3f 473.5294L/s0.294m /sQ q =反氣水 水氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣的流量:氣水分配渠的氣水流速均按相應(yīng)的配水配氣干管流速取值, 則氣水分配干渠 的斷面積:2Q 0.4165m Q A =+=+=反氣水反氣氣水 水干氣干1、反沖洗管渠 (1氣水分

57、配渠氣水分配渠起端寬取 1.2m, 高取 1.5m ,末端寬取 1.2m ,高取 1.0m ,則起端 截面積為 1.8m²,末端截面積 1.2m²,兩側(cè)沿程各布置 15個(gè)配水小孔和 15個(gè)配 27需最小截面積為 0.4165/30=0.01392m 末端截面積 1.2 m²,滿足要求。(2排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面 0.5m, 則排水集水槽起端槽高:1234H +H+H+H+0.5-1.5=0.8+0.1+1.2+0.1+0.5-1.5=1.2mH =起 式中, H 1, H 2, H 3同前, 1.5為氣水分配渠起端高度。 排水集水槽末端槽高:i 1

58、0.5H H L-=末 起(3排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝(非滿流, n=0.013計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集 水槽超高 0.3m ,則槽內(nèi)水位高 1.2-0.3=0.9mh =排集 ,槽寬 1.0b m =排集 ,濕周 X=b+2h=1.0 +2×0.9=2.8m=排集水流速度 221133227.85/0.013R i v m s n =2、排水渠和進(jìn)水管渠28 (1 6座濾池分成獨(dú)立的兩組,每組進(jìn)水總渠過(guò)水流量按強(qiáng)制過(guò)濾流量設(shè)計(jì),流 速要求 0.81.2m/s,采用 1.0m/s則過(guò)濾流量Q=105000/2=52500m3/d=0.60 m³/s過(guò)水?dāng)?/p>

59、面20.60Q F m v =,進(jìn)水總渠寬 1.0m ,水面高 0.6m 。 (3 每座濾池在進(jìn)水側(cè)壁開三個(gè)進(jìn)水孔, 濾池, 兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉, 中間進(jìn)水孔孔口設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閘板, 在反 沖洗時(shí)不關(guān)閉, 供給反洗表掃用水。 調(diào)節(jié)閘板的開啟度, 使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水 量等于表面掃洗用水量, 孔口面積按孔口淹沒出流公式 0.64Q =其總 面積按濾池強(qiáng)制過(guò)濾水量計(jì),強(qiáng)制過(guò)濾水量30.6/10.3m /s Q =-=強(qiáng) (3孔口兩側(cè)水位差取 0.1m ,則孔口總面積:=孔 中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì):22Q 0.1323A A m m =表水 孔 中孔 強(qiáng)孔口寬 1.0B m =中孔 ,孔

60、口高 0.15H m =中孔兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門,采用橡膠囊充氣閥,每個(gè)側(cè)孔面積:29=孔 中孔 側(cè) 0.335-0.152孔口寬 0.3B m =側(cè)孔 ,孔口高 0.3H m =側(cè)孔 (4寬頂堰:為保證進(jìn)水穩(wěn)定性, 進(jìn)水總渠引來(lái)的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配 水渠,在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的 V 型槽。寬頂堰堰寬取 4.5b m =寬頂 ,寬頂堰與 進(jìn)水總渠平行布置,與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距 0.5m 。堰上水頭由矩形堰的流量公式2/31.84Q bh =,計(jì)算得:22330.3( ( 0.11 1.84 4.5Q h m b = = 強(qiáng) 寬頂寬頂 (5進(jìn)入每座濾池的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠,

61、由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn) 入濾池內(nèi)的 V 型槽,濾池配水渠寬取 0.4m b =配水 ,渠高為 1.0m ,渠總長(zhǎng)等于濾 池總寬,則渠長(zhǎng) 7.0m L =配渠 ,當(dāng)渠內(nèi)水深 0.4m h =配渠 時(shí),末端流速(進(jìn)來(lái)的待 濾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去,每側(cè)流量Q 強(qiáng)Q 0.3v m s =強(qiáng) 配渠 配渠 配渠 ,b m =+配渠 配渠 配渠 配渠 配渠配水渠水力坡降 2/3230V 型槽槽底射表掃水出水孔, 直徑取 0.025m , 間隔 0.15m , 每槽共計(jì) 70個(gè), 則單側(cè) V 型槽表掃水出水孔總面積為:A m =表孔表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂 0.15m , 即 V 型槽槽底的

62、高度低于集水槽 堰頂 0.15m 。 據(jù)潛孔出流公式 0.64Q =Q 應(yīng)為單個(gè)濾池的表掃水流量,則表 面掃洗時(shí) V2 ( 0.472g29.8v h m =液 表孔反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式 3/21.84Q bh =求得, 其中 b 為集水槽長(zhǎng) 10.5m , Q 為單格反沖洗流量:(=反反單所以 2/32/3Q 0. 2499( 0. 0551. 84b 1. 8410. 5h m = 反單排槽V 型槽傾角 45°,垂直高度 1.0m ,壁厚 0.05m 。反沖洗時(shí) V 型槽頂高出濾池 內(nèi)液面高度為:反沖洗時(shí) V 型槽頂高出槽內(nèi)液面高度為:沖洗水塔容積按一座

63、濾池沖洗水量的 1.5倍計(jì)算:3133473.5V Q t Q t m =+=+=反水 水 反氣水 氣水 ( 沖洗水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為:10.79h m =, 配水系統(tǒng)水 頭損失為 20.47h m =,濾料層水頭損失:=-=-= 式中:1r 濾料石英砂的密度, 1r =2.65t/m3;r 水的密度, r =1 t/m3;m 0 m 0=0.41; 安全富余水頭:h 4=1.5m,沖洗水箱底應(yīng)高于洗砂排水槽面:1、風(fēng)機(jī)選型根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力, 風(fēng)量要求選 3臺(tái) LG50風(fēng) 機(jī)。風(fēng)量 50m 3/min,風(fēng)壓 49kpa ,電機(jī)功率 60kw ,兩用

64、一備,正常工作鼓風(fēng)量 共計(jì) 100m 3/min>1.1Q 反氣 =73 m3/min。2、反沖洗水泵選型選用 12Sh-28型泵, 3臺(tái)(2用一備 ,性能參數(shù):流量 612-900m 3/h,揚(yáng)程 10-14.5m , 軸功率 30.3-33.0KW , 電機(jī)功率 40KW , 允許吸上的真空高度為 4.5m 。4.6 消毒和清水池設(shè)計(jì)計(jì)算已知設(shè)計(jì)水量 Q=105000m3/d=4375m3/h, 本設(shè)計(jì)消毒采用液氯消毒, 預(yù)氯化 最大投加量為 1.5mg/L,清水池最大投加量為 1.0mg/L。321、加氯量計(jì)算 預(yù)加氯量為:清水池加氯量為:二泵站加氯量自行調(diào)節(jié),在此不做計(jì)算,則總加氯量為 量設(shè)備。 選用 2臺(tái) ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機(jī), 330mm×370mm , 一用一備 .儲(chǔ)氯量(按 20天考慮為:20242024115280G Q kg =液氯的儲(chǔ)備于 5個(gè) 1噸氯瓶(H×D=2020mm×800mm 和 1個(gè) 0.5噸氯瓶 (H×D=600mm×1800mm 。2、清水池平面尺寸的計(jì)算 (1清水池的有效容積清水池的有效容積, 包括調(diào)節(jié)容積, 消防貯水量和水廠自用水的調(diào)節(jié)量。 清 水池的調(diào)節(jié)容積:式中:k 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般采用 10%-20%;本設(shè)計(jì) k=10%;Q 設(shè)計(jì)供水量 Q=100000m