城市給水處理廠工藝的課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 . PAGE35 / NUMPAGES36給水處理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書學(xué) 院：年 級：專 業(yè)：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 年 月 日目 錄HYPERLINK l _Toc219634473第一章總論-3-HYPERLINK l _Toc219634474一設(shè)計(jì)任務(wù)與要求-3-HYPERLINK l _Toc2196344751、設(shè)計(jì)任務(wù)-3-HYPERLINK l _Toc2196344762、設(shè)計(jì)要求-3-HYPERLINK l _Toc219634477二設(shè)計(jì)原始資料-4-HYPERLINK l _Toc2196344781、概述-4-HYPERLINK l _Toc2196344792、基礎(chǔ)

2、資料-4-HYPERLINK l _Toc219634480第二章水廠規(guī)模-5-HYPERLINK l _Toc219634481城市用水量計(jì)算-5-HYPERLINK l _Toc219634488第三章總體設(shè)計(jì)-7-HYPERLINK l _Toc219634489一 給水處理構(gòu)筑物-7-HYPERLINK l _Toc219634490二設(shè)備型式選擇HYPERLINK l _Toc219634491-7-HYPERLINK l _Toc219634492第四章各構(gòu)筑物的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算-13-HYPERLINK l _Toc219634493一 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算-13-HYPERLINK l

3、 _Toc219634494二 混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算-15-HYPERLINK l _Toc219634495三往復(fù)式隔板絮凝池-16-HYPERLINK l _Toc219634496四 斜管沉淀池-19-HYPERLINK l _Toc219634497五 普通快濾池-23-HYPERLINK l _Toc219634498六消毒和清水池-27-第五章 水廠高程布置計(jì)算一 HYPERLINK l _Toc219634499管渠的水力計(jì)算-32-HYPERLINK l _Toc219634504第五章主要參考文獻(xiàn)資料-34-總論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)給水工程課程設(shè)計(jì)題目是“城市給

4、水處理廠工藝設(shè)計(jì)”.“城市給水處理廠工藝設(shè)計(jì)”是高等工科學(xué)校給水排水工程專業(yè)本科學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃中一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生在學(xué)完給水處理課程容后必須進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)。通過課程設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對給水處理課程容的學(xué)習(xí)與理解，掌握凈水廠設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)和提高計(jì)算能力、設(shè)計(jì)和繪圖水平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨(dú)立完成一個(gè)中、小型給水處理廠工藝設(shè)計(jì)，鍛煉和提高分析與解決工程問題的能力。1.1.2、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)時(shí)間：1周（第15周，2013.6.102012.6.15）。設(shè)計(jì)容包括：1）根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些水廠運(yùn)轉(zhuǎn)情況選定處理方案和確定處理工藝流程。2）擬定各種構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)流量與工

5、藝參數(shù)。 3）選擇各構(gòu)筑物的形式 和數(shù)目，初步進(jìn)行水廠的平面布置和高程布置。在此基礎(chǔ)上確定構(gòu)筑物的形式、有關(guān)尺寸安裝位置等。 4）進(jìn)行各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和計(jì)算，定出各構(gòu)筑物和主要構(gòu)件的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到構(gòu)筑物與其構(gòu)造、施工上的可能性，并符合建筑模數(shù)的要求5）根據(jù)各構(gòu)筑物的確切尺寸，確定各構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。確定各構(gòu)筑物間連接管道、檢查井的位置。6）水廠廠區(qū)主體構(gòu)筑物（生產(chǎn)工藝）和附屬構(gòu)筑物的布置，廠區(qū)道路、綠化等總體布置。7）繪制本設(shè)計(jì)任務(wù)書中指定的水廠平面、高程布置工藝設(shè)計(jì)技術(shù)圖紙2（1#圖）。8）寫出設(shè)計(jì)說明書與計(jì)算說明書摘要、目錄、原始資料、系統(tǒng)選擇、單元形式

6、選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算（計(jì)算草圖、公式、參數(shù)、方法）、設(shè)備選型、參考資料、致等。1.2設(shè)計(jì)原始資料1.2.1概述(1)設(shè)計(jì)題目：城市給水處理廠工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水量、出水水質(zhì)與水壓的要求。(2) 設(shè)計(jì)水量： 14萬m3/d 。水廠自用水系數(shù)取5%(3) 出水水質(zhì)： 出水水質(zhì)達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006。(4) 水壓: 水廠出廠水壓應(yīng)0.38MPa，以滿足最不利點(diǎn)處服務(wù)水頭0.25MPa的要求。 城市用水逐日時(shí)變化如表2。表2 城市用水變化情況Kh=1.75時(shí)間變化系數(shù)時(shí)間變化系數(shù)時(shí)間變化系數(shù)0-11.108-97.0416-174.241-20.709-106.6917-185.992-30

7、.9010-117.1718-196.973-41.1011-127.3119-205.664-51.3012-136.6220-213.055-63.9113-145.2321-222.016-76.6114-153.5922-231.427-85.8415-164.7623-240.791.2.2基礎(chǔ)資料（1） 城市概況:某沿河城市。（2） 自然條件1）地形地處平原地區(qū)，地勢平坦。2）氣象資料 氣溫 年平均： 12.8 最熱月平均：28.8 最冷月平均： 5.5 降雨量 年平均： 710mm 歷年最大：1050mm 歷年最?。?60mm 日最大： 164mm 相對濕度 年平均： 52% 歷

8、年最高： 82% 歷年最低： 33% 最大積雪深度： 130mm 最大凍土深度： 730mm 年平均蒸發(fā)量： 110mm主導(dǎo)風(fēng)向 冬季： 北 夏季： 南 風(fēng)速歷年平均： 2.6m/s 最大： 8.2m/s3）工程地質(zhì)與地震資料地址結(jié)構(gòu)為亞黏土與淤泥質(zhì)黏土，地基承載力為亞粘土：1.21.5公斤/厘米淤泥質(zhì)亞粘土：0.70.9公斤/厘米地震烈度為8度地區(qū)。4） 水文資料水位歷年平均 32.7m; 歷年最高（1）： 38.5m; 歷年最低（97）：28.7m。流量歷年平均：300 m3 /s 歷年最高：900 m3/s 歷年最低：20 m3/s流速取水點(diǎn)最大端面平均流速：3 m/s 取水點(diǎn)最小端面平

9、均流速：0.5 m/s含砂量平均含砂量：0.18kg/m3 最大含砂量：3.00kg/m3 最小含砂量：0.02kg/m35） 水質(zhì)分析結(jié)果表1水質(zhì)分析結(jié)果編號項(xiàng)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283165 2臭和味少 許 3色度少 許 4渾濁度毫克/升8003040080 5pH6.37.56.8 6總硬度毫克當(dāng)量/升28020220150 7細(xì)菌總數(shù)個(gè)/毫升50000 8大腸菌群個(gè)/升140其他指標(biāo)合 格6） 設(shè)計(jì)地下水位地下水位在地下1.0米左右。第二章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量與工藝流程的確定2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量2.1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)與水質(zhì)分析2.1.1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)本設(shè)計(jì)給水

10、處理工程設(shè)計(jì)水質(zhì)滿足國家生活飲用水衛(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、病毒以與其他有害萬分，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：水中不得含有病原微生物。水中所含化學(xué)物質(zhì)與放射性物質(zhì)不得危害人體健康。水的感官性狀良好。2.1.1.2 水質(zhì)分析 本設(shè)計(jì)中，CODMn，濁度，色度，氨氮，均不達(dá)標(biāo)，需要處理。同時(shí)，水中有臭味異味，也需要處理。2.1.2 設(shè)計(jì)水量水處理構(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

11、供水量的5%10%，本設(shè)計(jì)取5%，則設(shè)計(jì)處理量為：Q=(1+a)*Qd=1.05*140000=147000m/d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%；Qd設(shè)計(jì)供水量（m3/d），為14萬m3/d.2. 2 給水處理流程確定2.2.1 給水處理工藝流程的選擇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)。地表水為水源時(shí)，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水，則需要進(jìn)行特殊處理。綜合分析后得出最終的工藝流程為：原水活性炭（粉末）預(yù)吸附混凝沉淀或澄清過濾活性炭（顆粒）吸附消毒混凝劑框圖表示為：絮凝池沉淀池混

12、合池原水消毒劑清水池二級泵房市政管網(wǎng)布置草圖如下：第三章給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇3.1 加藥間3.1.1 藥劑溶解池設(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與配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸土缸作溶解池。3.1.2混凝劑藥劑的選用與投加3.1.2.1. 混凝劑藥劑的選用混凝劑選用:堿式氯化鋁Aln(O

13、H)mCL3n-m簡寫PAC. 堿式氯化鋁在我國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值適用圍寬（可在PH=59的圍，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)備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。5）無機(jī)高分子化合物。3.1.2.2. 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

14、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。3.1.3 加氯間1、靠近加氯點(diǎn)，以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充分混合，接觸時(shí)間不少于30min。為管理方便，和氯庫合建。加氯間和氯庫應(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，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縫鋼管，氯水管用橡膠管或塑料管，給水管用鍍鋅鋼管，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，

15、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，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)。3.2 混合設(shè)備在給排水處理過程中原水與混凝劑，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?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤?，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?；旌显O(shè)備的基本要藥劑與水的

16、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。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以與機(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，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、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

17、對藥劑與水進(jìn)行混合。3.3、絮凝池絮凝過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。目前國使用較多的是各種形式的水力絮凝與其各種組合形式，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3-1 絮凝池的類型與特點(diǎn)表類 型特點(diǎn)適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便；缺點(diǎn)：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動(dòng)小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便；缺點(diǎn)：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠；水量變動(dòng)小者；改建和擴(kuò)建

18、舊池時(shí)更適用旋流式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較小；缺點(diǎn)：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差一般用于中小型水廠折板式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較??；缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短；缺點(diǎn)：末端池底易積泥根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)以與實(shí)際情況并進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)選用往復(fù)式隔板絮凝池。3.4 沉淀池 常見各種形式沉淀池的性能特點(diǎn)與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3-2 各種形式沉淀池性能特點(diǎn)和適用條件表型式性能特點(diǎn)適用條件平流式優(yōu)點(diǎn)： 1、可就地取材，造價(jià)低；2、操作管理方便，施工較

19、簡單；3、適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4、帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)： 1、不采用機(jī)械排泥裝置，排泥較困難2、機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)復(fù)雜；3、占地面積較大一般用于大中型凈水廠；2、原水含砂量大時(shí)作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點(diǎn)： 1、排泥較方便2、一般與絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面積較小缺點(diǎn)： 1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差；2、施工較平流式困難1、一般用于小型凈水廠；2、常用于地下水位較低時(shí)輻流式優(yōu)點(diǎn)： 1、沉淀效果好；2、有機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥效果好；缺點(diǎn)： 1、基建投資與費(fèi)用大；2、刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難一般用于大中型凈水廠

20、；2、在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池斜管（板）式優(yōu)點(diǎn)：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點(diǎn)：1、斜管（板）耗用材料多，且價(jià)格較高；2、排泥較困難宜用于大中型廠2、宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖槽原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)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。斜管式沉淀池有上向流斜板和下向流斜板。因?yàn)樵疂岫缺容^大，且不穩(wěn)定，所以采用上向流斜板，它可以處理濁度很大的水，甚至于高濁

21、度水。3.5 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)約反沖洗用水，降速過濾水質(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210萬噸/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，變水頭等速過濾水質(zhì)也不如降速過濾：（3）、無閥濾池、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)濾速不宜過高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過大（小于10m2）；（5）、普

22、通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于100m2。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)與普通快濾池基本一樣且減少了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、層泥球，具有截污能力強(qiáng)，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點(diǎn)?？晒?jié)省反沖洗水量4060%，降低

23、水廠自用水量，降低生產(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)資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的普通快濾池。3.6 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。氯是目前國外應(yīng)用最廣的消毒劑，

24、除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，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，國目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。第四章各構(gòu)筑物的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1. 設(shè)計(jì)參數(shù)據(jù)試驗(yàn)：圖4.1不同混凝劑處理效果對比已知計(jì)算水量Q=147000m3/d=6125m3/h。根據(jù)原水水質(zhì)，參考上圖，選堿式氯化鋁（PAC）為混凝劑，據(jù)原水水質(zhì)濁度判斷，混凝劑的最大投藥量a=20mg/L，藥容積的濃度b=15%，混凝劑每日配制次數(shù)n=2次。表4.1 原水濁度

25、與最佳投藥量4.1.2. 設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.2.1 溶液池容積，取10m3 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20mg/L; Q設(shè)計(jì)處理的水量，6125m3/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)置2個(gè)，每個(gè)容積為W1（一備一用），以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為，高度中包括超高0.3m，置于室地面上. 溶液池實(shí)際有效容積：滿足要求。池旁設(shè)工作臺，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。池壁用環(huán)

26、氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管DN60mm，按1h放滿考慮。4.1.2.2 溶解池容積式中： 溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本設(shè)計(jì)取0.3溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。 溶解池實(shí)際有效容積：溶解池的放水時(shí)間采用t10min，則放水流量：，查水力計(jì)算表得放水管管徑80mm，相應(yīng)流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d100mm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)，壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。4.1.2.3 投藥管投藥管流量查水力計(jì)算表得投藥管管徑d20mm

27、，相應(yīng)流速為0.66m/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:式中：溶液池容積（m3）耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用. 6 藥劑倉庫 估算面積為150m2，倉庫與混凝劑室之間采用人力手推車投藥,藥劑倉庫平面設(shè)計(jì)尺寸為10.0m15.0m。4.2混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=

28、147000m3/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4.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.2.1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=1000mm；實(shí)際流速為1.08m/s 4.2.2.2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：4.2.2.3混合時(shí)間T=4.2.2.4水頭損失0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。4.2.2.5校核GT值，在700-1000之間，符合設(shè)計(jì)要求。，水力條件

29、符合設(shè)計(jì)要求。4.3 往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)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 ，絮凝時(shí)間T=20min。4.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.2.1 絮凝池有效容積 考慮與斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m，池寬取B=15.0m。4.3.2.2絮凝池有效長度式中： H平均水深(m);本設(shè)計(jì)取超高0.5m，H=2.0m；4.3.2.3 隔板間距絮凝池起端流速取，末端流速取。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： 末端廊道寬度： 廊道寬度分成4段。各段廊道寬度和流速見表2-1。應(yīng)注意，表中所求

30、廊道流速均按平均水深計(jì)算，故只是廊道真實(shí)流速的近似值，因?yàn)?，廊道水深是遞減的。四段廊道寬度之和取隔板厚度=0.20m，共27塊隔板，則絮凝池總長度L為：4.3.2.4 水頭損失計(jì)算式中： vi第i段廊道水流速度（m/s）；第i段廊道轉(zhuǎn)彎處水流速度（m/s）； mi第i段廊道水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)。往復(fù)式隔板（1800轉(zhuǎn)彎）=3；第i段廊道總長度(m)；第i段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃剑╩）；流速系數(shù)，隨水力半徑Ri和池底與池壁粗糙系數(shù)n而定，通常按曼寧公式計(jì)算。= =0.35 m，絮凝池采用鋼筋混凝土與磚組合結(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：表4.3

31、C值計(jì)算表廊道轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面積的1.2-1.5倍，本設(shè)計(jì)取1.4倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處流速： m/s式中：第i段轉(zhuǎn)彎處的流速（m/s）；單池處理水量（m3/h）；第i段轉(zhuǎn)彎處斷面間距，一般采用廊道的1.2-1.5倍；池水深（m）。其他3段轉(zhuǎn)彎處的流速為： 表4-4 拐彎流速計(jì)算表各廊道長度為：各段轉(zhuǎn)彎處的寬度分別為1.190m；1.792m；2.380m；2.982m；第1段水頭損失為：m4.3.2.5 GT值計(jì)算(t=20時(shí))60,符合設(shè)計(jì)要求；（在104-105圍之）絮凝池與沉淀池合建，中間過渡段寬度為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，

32、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)沉淀池采用異向斜管沉淀池，設(shè)計(jì)2組。4.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量為Q=3062.5m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池長為34m，表面負(fù)荷q=10 m3/ m2h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，切圓直徑d=25mm，長1000mm，水平傾角=60，斜管沉淀池計(jì)算草圖見圖4-2.圖4.3 斜管沉淀池計(jì)算草圖4.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.2.1平面尺寸計(jì)算1.沉淀池清水區(qū)面積式中 q表面負(fù)荷，一般采用9.0-11.0，本設(shè)計(jì)取102. 沉淀池的長度與寬度則沉淀尺

33、寸為3410=340 m2 ，進(jìn)水區(qū)布置在一個(gè)34m的一側(cè)。在21m的長度中扣除無效長度0.5m，因此進(jìn)出口面積(考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03)式中： k1斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.033 沉淀池總高度式中 h1保護(hù)高度（m），一般采用0.3-0.5m，本設(shè)計(jì)取0.3m； h2清水區(qū)高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設(shè)計(jì)取1.2m； h3斜管區(qū)高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角600，則； h4配水區(qū)高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設(shè)計(jì)取1.5m； h5排泥槽高度（m），本設(shè)計(jì)取0.8m。4.4.2.2.進(jìn)出水系統(tǒng)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 v孔口

34、速度（m/s），一般取值不大于0.15-0.20m/s。本設(shè)計(jì)取0.2m/s。每個(gè)孔口的尺寸定為15cm8cm，則孔口數(shù)個(gè)。進(jìn)水孔位置應(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v1=0.6m/s，則穿孔總面積：設(shè)每個(gè)孔口的直徑為4cm，則孔口的個(gè)數(shù)式中 F每個(gè)孔口的面積(m2),.設(shè)沿池長方向布置8條穿孔集水槽，中間為1條集水渠，為施工方便槽底平坡，集水槽中心距為：L=12/8=1.5m。，每條集水槽長L=m， 每條集水量為：，考慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：槽寬：=0.9=0.90.0636=0.90.33=0.297m。起點(diǎn)槽中水深

35、H1=0.75b=0.750.297=0.22m，終點(diǎn)槽中水深H2=1.25b=1.250.297=0.37m 為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.25m計(jì)。集水方法采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。則集水槽總高度:集水槽雙側(cè)開孔，孔徑為DN=25mm，每側(cè)孔數(shù)為50個(gè)，孔間距為5cm8條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按0.850m3/s，假定集水渠起端的水流截面為正方形，則出水渠寬度為=0.9=m，為施工方便采用0.9m，起端水深0.45m，考慮到集水槽水流進(jìn)入集水渠時(shí)應(yīng)自由跌落高度取0.02m，即集水槽應(yīng)高于集水渠起端水面0.02，同

36、時(shí)考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：=0.02+0.9+0.45=1.37m 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度損失?？卓趽p失：式中：進(jìn)口阻力系數(shù)，本設(shè)計(jì)取=2.集水槽水深為0.3m，槽水力坡度按i=0.01計(jì)，槽水頭損失為：出水總水頭損失4.4.2.3. 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)8根，雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長15m，BH=0.3m0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管長7.5m，首末端集泥比為0.5 ，查得=0.72。取孔徑=25mm，孔口面積=0.00049m，取孔距=0.4m，表4.4 K值對應(yīng)表孔眼總面積為：m2孔眼總面積為：

37、孔眼總面積為：m2穿孔管斷面積為：=0.0123 m2穿孔管直徑為：=0.125m取直徑為150mm，孔眼向下，與中垂線成角，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=mm=0.625cm當(dāng)水溫=20時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘度=0.01cm2/s斜管水流速速為=0.00338m/s=0.34cm/s =21.25500，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)=1.8910-4 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=294s=4.9min ，滿足設(shè)計(jì)要求（一般在25min之間）式中 斜

38、管長度（m），本設(shè)計(jì)取1.0m。4.5 普通快濾池設(shè)計(jì)計(jì)算4.5.1 濾池設(shè)計(jì)參數(shù)的確定本水廠采用普通快濾池進(jìn)行過濾，根據(jù)用水量的情況，采用8個(gè)構(gòu)造一樣的快濾池，布置成對稱雙行排列，則每個(gè)濾池的設(shè)計(jì)流量 Q=765.6m3/h=212.67L/s。：濾速v=10m/h,沖洗強(qiáng)度為q=14L/(sm2)，沖洗時(shí)間為t=6min=0.1h，濾池工作時(shí)間為24h，沖洗周期為12h，采用石英砂單層濾料。下圖為普通快濾池。圖4.5 普通快濾池剖面圖4.5.2 濾池池體的計(jì)算每個(gè)濾池的實(shí)際工作時(shí)間 T=24-0.12=23.8h濾池的總面積 F=618m2每個(gè)濾池的面積 f=618/8=77.25m2,采

39、用78 m2，正方形濾池，每個(gè)池的邊長為8.8m。確定濾池的高度支承層高度H1，采用0.45m濾池層高度H2，采用0.7m砂面上水深H3，采用1.7m保護(hù)高度H4，采用0.30m每格濾池的總高度為 H= 0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3 配水系統(tǒng)的計(jì)算(單個(gè)濾池)4.5.3.1 干管干管流量 qg=fq=7814=1092L/s,采用鋼管DN1000,干管埋入池底，頂部開孔布置。干管始端流速為v0=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心間距采用a=0.25m每池支管數(shù) n=2=70.4，取71根。每根支管入口流量 q1=1092/71=15.38L/s,采用鋼管DN1

40、00，始端流速為2.0m/s。4.5.3.3 孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比采用K=0.25%孔眼總面積 F=Kf=0.25%78=0.195m2采用孔眼直徑 d=9mm=0.009m孔眼總數(shù) N=3067個(gè)每根支管孔眼個(gè)數(shù)為n=44,支管孔眼布置設(shè)兩排,與垂線成45。每根支管長度 l0=(8.8-1)=3.90m每排孔眼中心距 Ak=0.177m4.5.3.4 孔眼水頭損失支管壁厚采用=5mm，流量系數(shù)=0.68水頭損失 hk=3.5m4.5.3.5 復(fù)算配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不大于60，則=3960，符合條件。孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則=0.350.5，符合條件

41、。干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.752.0，則1.86，符合條件?？籽叟c中心距小于0.2，則Ak=0.1770.2，符合條件。4.5.4 洗砂排水槽洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.0m排水槽根數(shù) n0=5根排水槽長度 l0=L=8.8m每槽排水量 q0=ql0a0=148.82.0=246.4L/s采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面。槽中流速采用v0=0.6m/s。橫斷面尺寸 x=0.31m,采用0.3m。排水槽底厚度，采用=0.05m。砂層最大膨脹率 e=45%砂層厚度 H2=0.7m洗砂排水槽頂距砂面高度 He=e H2+2.5x+0.075=0.450.7+2.50.3+0.05+0.0

42、75=1.07=1.19m洗砂排水槽總平面面積 F0=2xl0n0=20.38.85=26.4m2=復(fù)算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則25%4.5.5 濾池的各種管渠計(jì)算4.5.5.1 進(jìn)水進(jìn)水總流量 Q0=14.7104t/d=1.70m3/s進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=1.0m，水深為1.5m，渠中流速為v1=1.2m/s。各個(gè)濾池進(jìn)水管流量 Q2=0.21m3/s進(jìn)水管采用鋼管DN400，流速v2=1.24m/s4.5.5.2 沖洗水沖洗水總流量 Q3=fq=1478=1092L/s=1.092 m3/s沖洗水管采用DN700，流速為v3=2.11m/s.4.5.5.3

43、清水清水總流量 Q4=Q0=1.70 m3/s清水渠斷面與進(jìn)水渠斷面一樣。每個(gè)濾池清水管流量 Q4= Q2=0.21m3/s采用鋼管DN350，流速為v4=1.60m/s。4.5.5.4 排水排水流量 Q5= Q3=1.092 m3/s排水渠斷面：寬度為1.0m,深度為1.0m，渠中流速為1.100m/s。4.5.5.5 沖洗水箱沖洗時(shí)間 t=6min沖洗水箱容積 W=1.5qft=1.51478360=438480L=589.68m3水箱底至濾池配水管間的沿途局部水頭損失之和h1=1.0m配水系統(tǒng)水頭損失 h2=hk=3.5m承托層水頭損失 h3=0.022H1q=0.0220.4514=0

44、.14m濾料層的水頭損失 h4=(-1)(1-m0)H2=()(1-0.41)0.7=0.68m安全富余水頭采用 h5=1.5m沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽面 H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m4.6 消毒和清水池設(shè)計(jì)計(jì)算4.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)液氯消毒原理：投加氯氣布置圖：（不允許氯氣和水體直接相連，必須設(shè)置加氯機(jī)）圖4.6 投加氯氣布置圖已知設(shè)計(jì)水量Q=147000m3/d=6125m3/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。4.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算4.6.2.1 加氯量計(jì)算 預(yù)加氯量為

45、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，則總加氯量為為了保證氯消毒時(shí)的安全和計(jì)量正確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)校核氯量的計(jì)量設(shè)備。選用2臺ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機(jī)（圖4.7），選用寬高為：330mm370mm，一用一備.圖4.7 轉(zhuǎn)子加氯機(jī)儲(chǔ)氯量（按20天考慮）為：液氯的儲(chǔ)備于7個(gè)1噸氯瓶（HD=2020mm800mm）和1個(gè)0.5噸氯瓶（HD=600mm1800mm）。表4.5 氯瓶規(guī)格表4.6.2.2 清水池平面尺寸的計(jì)算4.6.2.2.1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：=kQ=0.1140000=14000m 式中：k經(jīng)驗(yàn)

46、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=140000m/d；消防用水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi)，一次火災(zāi)用水量取25L/s，連續(xù)滅火時(shí)間為2h，則消防容積：根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點(diǎn)，不考慮水廠自用水儲(chǔ)備。則清水池總有效容積為：清水池共設(shè)2座，有效水深取H=4.0m，則每座清水池的面積為：= m2取=3650=1800 m2，超高取0.5m，則清水池凈高度取4.5m。4.6.2.2.2管道系統(tǒng)1）清水池的進(jìn)水管：（設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管流速為=0.8m/s）設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN1200mm，進(jìn)水管實(shí)際流速為：0.72m/s2）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)按出水量最大流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取 時(shí)變化系數(shù)=1.5，所以：m/h=2.552m/s出水管管徑：m（設(shè)計(jì)中取出水管流速為=0.8m/s）設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1500mm，則流量最大時(shí)出水管流速為：0.72m/s3）清水池的溢流管溢流管的管徑與進(jìn)水管一樣，取為DN1200mm。在溢流