精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上

專心---專注---專業(yè)

專心---專注---專業(yè)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上

專心---專注---專業(yè)

中原工學(xué)院

課程設(shè)計說明書

能源與環(huán)境學(xué)院給水排水工程專業(yè)

設(shè)計題目某市某給水廠設(shè)計

學(xué)生姓名：

班級：

學(xué)號：

起止日期：

指導(dǎo)教師：

系主任：

目錄

第一章設(shè)計背景基礎(chǔ)資料

1.1工程設(shè)計背景

某市位于河南省近年來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不斷增長，經(jīng)市政府部門研究并上報請上級主管部門批準(zhǔn)，決定新建一座給水處理廠。

1.2設(shè)計規(guī)模

該凈水廠總設(shè)計規(guī)模為（10+M）×104m3/d（M為學(xué)生學(xué)號的個位數(shù)字）。征地面積約40000m2。

1.3基礎(chǔ)資料及處理要求

1.3.1原水水質(zhì)

原水水質(zhì)的主要參數(shù)見表1。

原水水質(zhì)資料

序號

項目

單位

數(shù)值

序號

項目

單位

數(shù)值

1

渾濁度

度

54.2

13

錳

mg/L

0.07

2

細(xì)菌總數(shù)

個/mL

280

14

銅

mg/L

0.01

3

總大腸菌群

個/L

9200

15

鋅

mg/L

<0.05

4

色度

20

16

BOD5

mg/L

1.96

5

嗅和味

-

17

陰離子合成劑

mg/L

-

6

肉眼可見物

微粒

18

溶解性總固體

mg/L

107

7

pH

7.37

19

氨氮

mg/L

3.14

8

總硬度(CaCO3)

mg/L

42

20

亞硝酸鹽氮

mg/L

0.055

9

總堿度

mg/L

47.5

21

硝酸鹽氮

mg/L

1.15

10

氯化物

mg/L

15.2

22

耗氧量

mg/L

2.49

11

硫酸鹽

mg/L

13.3

23

溶解氧

mg/L

6.97

12

總鐵

mg/L

0.17

1.3.2地址條件

根據(jù)巖土工程勘察報告，水廠廠區(qū)現(xiàn)場地表層分布較厚的素填土層，并夾雜大量的塊石，平均厚度為5米左右，最大層厚達(dá)9.4米，該土層結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)性質(zhì)差，未經(jīng)處理不能作為構(gòu)筑物的持力層，為提高地基承載力及減少構(gòu)筑物的沉降變形，本工程采用振動沉管碎石樁對填土層進(jìn)行加固處理.樁體填充物為碎石，碎石粒徑為2~5CM，樁徑為400毫米，樁孔距為1M，按梅花形布置。

1.3.3氣象條件

項目所在地，屬暖溫帶、半濕潤大陸季風(fēng)氣候，四季分明。春季干旱風(fēng)沙多，夏季炎熱雨集中，秋季涼爽溫差大，冬季寒冷雨雪少。盛行風(fēng)向：夏季南風(fēng)，冬季東北風(fēng)。

年平均氣溫14.0℃，最熱月平均氣溫(7月份)27.1℃，最冷月平均氣溫(1月份)-0.5℃，平均日照時數(shù)2267.6小時，無霜期(年平均)214天，年平均降雨量627.5mm，年最大降雨量948.4mm，年最小降雨量248.2mm，年主導(dǎo)風(fēng)向為NNE風(fēng)和SSW風(fēng)。最大風(fēng)速28m/秒，年平均風(fēng)速3.0m/秒，最大凍土深度2l0mm。

主導(dǎo)風(fēng)向東北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、東南（04班）。

1.3.4處理要求

出廠水水質(zhì)指標(biāo)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的相關(guān)要求

第二章給水處理廠方案設(shè)計

2.1水廠設(shè)計規(guī)模概況

某市位于河南省近年來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不斷增長，經(jīng)市政府部門研究并上報請上級主管部門批準(zhǔn)，決定新建一座給水處理廠。該廠設(shè)計規(guī)模為立方米/天。

工程主要分為三大部分：

取水工程

輸水工程

凈水廠工程

2.2工藝設(shè)計流程

原水

靜態(tài)混合器

折板反應(yīng)池

斜管沉淀池

V型濾池

清水池

PAC

氯消毒

2.3配水井的設(shè)計計算

配水井的設(shè)計計算

2.3.1設(shè)計參數(shù)

配水井設(shè)計規(guī)模為Q=x1.05m/d=m/d=6562.5m/h

2.3.2設(shè)計計算

（1）配水井有效容積

配水井水停留時間取T=30s,則

配水井有效設(shè)為容積：V=QT=

配水井設(shè)計為矩形：設(shè)配水井有效設(shè)為水深H=5m，安全高度設(shè)計為0.4m，則實際高度為5.4m。寬B=3.2m長L=3.5m

則配水井應(yīng)設(shè)計尺寸為V=HBL=5×3.2×3.5=56m﹥55m.符合要求

（2）進(jìn)水管徑

配水井進(jìn)水管的設(shè)計流量為Q=6562.5m/h，查水力計算表知，當(dāng)進(jìn)水管管徑D=1600mm時，（在小于范圍內(nèi)）。

（3）進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入2個水斗再由管道接入2座后續(xù)構(gòu)筑物，每格后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量應(yīng)為q=6562.5/2=3281.25m。

因單個出水溢流堰的流量為q=6562.5/2=3281.25m=911.46L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本設(shè)計采用矩形堰。

矩形堰的流量：

式中：—單個出水溢流堰的流量

—流量系數(shù)，0.3

—堰寬，取1.0m

則H=

(4)配水管管徑

由前面計算可知，每個后續(xù)處理構(gòu)筑物的分配流量為q=0.911m，查水力計算表可知，當(dāng)配水管管徑D時，v=0.805m/s（在小于范圍內(nèi)）。

2.4混凝設(shè)施

2.4.1加藥

根據(jù)對原水水質(zhì)等方面水溫和PH等值的分析，選用的混凝劑為聚合氯化鋁，混凝劑的投加濃度為10%。優(yōu)點：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，PH值適用范圍寬（PH=5~9）。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本較低。采用計量泵濕式投加，不需要加助凝劑。

2.4.2混凝劑的投加量

混凝劑的投加量a=20mg/L，日處理水量Q=m3/d。

日投藥量kg/d

2.4.3混凝劑的投加

混凝劑投加方法有干投和濕投，干投應(yīng)用較少，本設(shè)計采用濕投。

2.4.4溶液池容積W與規(guī)格

日處理水量Q=(x1.05)m3/d=6562.5m3/h，調(diào)配次數(shù)n=3，混凝劑投加量a=20mg/L。

m3

溶液池采用混凝土結(jié)構(gòu)，取有效水深H=1.4m，總深H=H+H+H=1.4+0.2+0.2=1.8m（H為保護(hù)高，取0.2m，H為貯渣深度，取0.2m）

溶液池采用矩形，單池尺寸為長（L）x寬（B）x高（H）=3.0x2.5x1.8=13.5m3。

溶液池有效容積為3.0x2.5x1.4=10.5，符合要求。

溶液池的數(shù)量設(shè)置為兩個，以便交替使用。

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，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管DN80mm一條，于兩池分設(shè)放水閥門，按1h放滿考慮。

2.4.5溶解池容積W2與規(guī)格

W=0.3xW=0.3x10.5=3.15m3

溶解池一般采用正方形，其有效水深為1m，總深H=H+H+H=1.0+0.2+0.2=1.4m（H為保護(hù)高，取0.2m，H為沉渣高，取0.2m）

溶解池的規(guī)格為LxBxH=1.8x1.8x1.4

溶解池的有效容積為1.8x1.8x1.0=3.24m3>3.15，符合要求。

溶解池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理，池底設(shè)0.02坡度，設(shè)DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN80mm，按10min放慢溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管

溶解池攪拌裝置采用機(jī)械攪拌；以電動機(jī)驅(qū)動槳板攪動溶液。

2.4.6投加系統(tǒng)構(gòu)成和藥控制系統(tǒng)選型

固體藥劑的濕式投加系統(tǒng)包括：藥劑的搬運、調(diào)制、提升、儲液、計量和投加。此外還需要考慮排渣等設(shè)施。

藥劑的調(diào)制主要是進(jìn)行稀釋，以滿足要求的濃度。

濕投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器投加和計量泵投加。

常用的計量設(shè)備有計量泵、轉(zhuǎn)子流量計、孔口、浮杯。本設(shè)計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。

2.4.7加藥間及藥庫布置

A加藥間

加藥間應(yīng)與藥劑倉庫毗連，并且靠近投藥點。各種管線布置在管溝內(nèi)，。為便于沖洗水集流，地坪坡度大于0.005，并坡向集水坑。

B藥庫布置

儲存一月的藥量則有總藥量

G=

相對密度為1.3，則V=94.5/1.3=72.7m

藥劑堆放高度為兩米，則A=72.7/2=36.35m，考慮其他的因素，這部分所占要藥品面積的40%，所以S=36.35x1.4=50.59m，長寬為8.5x6。內(nèi)設(shè)電動單量懸掛起重機(jī)一臺。

2.5混合設(shè)施

混合的主要作用，是讓藥劑迅速而均勻地擴(kuò)散到水中，使其水解產(chǎn)物與原水中的膠體微粒充分作用完成膠體脫穩(wěn)，以便進(jìn)一步去除。按現(xiàn)代觀點，脫穩(wěn)過程需時很短，理論上只有數(shù)秒鐘，在實際設(shè)計中，一般不超過2min。

對混合的基本要求是快速與均勻?！翱焖佟笔且蚧炷齽┰谠械乃饧鞍l(fā)生聚合絮凝的速度很快，需盡量造成急速的擾動，以形成大量氫氧化物膠體，而避免生成較大的絨粒。“均勻”是為了使混凝劑在較短的時間內(nèi)與原水混合均勻，以充分發(fā)揮每一粒藥劑的作用，并使水中的全部懸浮雜質(zhì)微粒都能受到藥劑的作用。

混合設(shè)備種類很多，但基本類型主要有機(jī)械和水力兩種。本設(shè)計主要采用管式靜態(tài)混合器。

管式靜態(tài)混合器的處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設(shè)備：具有高效混合、節(jié)約用藥、設(shè)備小等特點，它是有兩個一組的混合單原件組成，在不需要外力的情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達(dá)90-95%。

2.5.1設(shè)計流量

本設(shè)計采用兩條進(jìn)水管。

每個進(jìn)水管的流量Q=m3/s

2.5.2設(shè)計流量

靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計流速v=1.0m/s，則管徑為

=1000mm，采用鋼管DN1000，則實際流速為V=1.16m/s

2.5.3混合單元數(shù)

按下式計算N2.36vD=

取N=3，則混合器的混合長度為：

L=1.1ND=1.1x3x1=3.3m

2.5.4混合時間

=2.84s

2.5.5水頭損失

H=0.295m

2.5.6投藥管流量

q=

2.6折板反應(yīng)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。

絮凝池的類型及特點表

類型

特點

適用條件

隔板式絮凝池

往復(fù)式

優(yōu)點：絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便；

缺點：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；水量變動小者

回轉(zhuǎn)式

優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便；

缺點：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；水量變動小者；改建和擴(kuò)建舊池時更適用

旋流式絮凝池

優(yōu)點：容積小，水頭損失較??；

缺點：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：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小；

缺點：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價高

流量變化較小的中小型水廠

網(wǎng)格絮凝池

優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；

缺點：末端池底易積泥

本設(shè)計采用折板絮凝池。

2.6.1設(shè)計參數(shù)

單池設(shè)計水量

水廠總設(shè)計規(guī)模為m3/d，折板絮凝池分為兩個系列，每個系列設(shè)計水量為：

Q=

折板絮凝池每個系列設(shè)計成4組。折板絮凝池與斜管沉淀池合建，沉淀池也為兩個。一個沉淀池寬24m。用三道墻將絮凝池分成四組。墻厚200mm，一個絮凝池寬5850mm。有效水深3.4m。設(shè)T=18min。所以一個系列容積V=QT=0.911x18x60=983.89m

一個系列池長L=983.89/（3.4x24）=12.05m

H=3.4+0.3+0.5=4.2m（0.3為超高，0.5為泥斗深度）

每組設(shè)計流量速度為q=m3/s

每組絮凝池分三個階段，第一個階段采用相對折板，第二個階段采用平行折板，第三個哥階段采用平行直板。折板布置采用單通道。每個階段分為串聯(lián)的兩格。

折半采用如圖所示，折寬采用500mm，夾角為90°，板厚60mm。

2.6.2設(shè)計計算

（1）第一段絮凝區(qū)

設(shè)通道寬為1.4m，設(shè)計峰速為0.34m3/s，則峰距

谷距

側(cè)邊峰距b=

側(cè)邊谷距b=

中間部分谷速

側(cè)邊峰速

側(cè)邊谷速

水頭損失計算：

①中間部分

漸放段損失

漸縮段損失：

每格各有12格漸縮和漸放，所以每格的水頭損失：

②側(cè)邊部分

漸放段損失：

漸縮段損失h

每格共有6個漸放與漸縮，所以

③進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失，共有一個進(jìn)口、2個上轉(zhuǎn)彎和3個下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎水深H為0.7m，下轉(zhuǎn)彎處水深H為1.2m。

進(jìn)口流速：v取0.2m/s

上轉(zhuǎn)彎流速：v=

下轉(zhuǎn)彎流速：v

上轉(zhuǎn)彎取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口取3.0，則每格進(jìn)口轉(zhuǎn)變損失

h

④總損失

第一絮凝區(qū)總損失H

第一絮凝區(qū)停留時間T=

第一絮凝區(qū)平均

G=

（2）第二絮凝區(qū)

第二絮凝區(qū)采用平行折板，通道寬為1.8m，中間流速為0.15m/s

則平行間距b

每格有兩個上轉(zhuǎn)彎和三個下轉(zhuǎn)彎，上轉(zhuǎn)彎水深H為0.7m，下轉(zhuǎn)彎水深H為1.2m。

上轉(zhuǎn)彎速度v

下轉(zhuǎn)彎速度v=

轉(zhuǎn)彎損失h=1.8x

每個彎道水頭損失h=

每格有24格彎道

所以每格彎道總損失h

第二絮凝區(qū)總損失H=2h=2x0.03758=0.07514m

第二絮凝區(qū)總耗時T=

第二絮凝區(qū)平均G=

（3）第三絮凝區(qū)

采用平行直板，平均流速取v=0.11m/s，通道寬為2.30m。

水頭損失：共1個進(jìn)口及5個轉(zhuǎn)變，流速采用0.11m/s，則單格損失為

h總水頭損失H=2h=0.0222m

停留時間T=

速度梯度G=

（4）各絮凝段主要指標(biāo)如下表

絮凝段

絮凝時間（min）

水頭損失（m）

G（s）

GT值

第一絮凝區(qū)

第二絮凝區(qū)

第三絮凝區(qū)

4.07

4.23

6.69

0.25436

0.03758

0.0222

100.61

48.24

22.83

2.46x10

1.22x10

0.92x10

合計

14.99

0.31414

57.23

4.6x10

2.7斜管沉淀池

采用上向流斜管沉淀池，水從斜管底部流入，沿管壁向上流動，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窩六邊形塑料板，板的內(nèi)切圓直徑d=25mm。斜管傾角

斜管區(qū)由六邊形截面的蜂窩狀斜管組件組成，斜管與水平面成60°角，放置于沉淀池中。原水經(jīng)過絮凝池轉(zhuǎn)入斜管沉淀池下部。水流自下向上流動，清水在池頂用穿孔集水管收集；污泥則在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。

2.7.1已知條件

斜管沉淀池也設(shè)置兩組，每組設(shè)計流量Q=0.911m/s。液面上升流速v=3.5mm/s，顆粒沉降速度u=0.4mm/s。沉淀池有效系數(shù)。

2.7.2設(shè)計計算

（1）清水區(qū)凈面積A=

（2）斜管部分面積A=

為了配水均勻，斜管部分平面尺寸（BxL）=11.5x24，使進(jìn)水區(qū)沿24m長一邊布置。該邊長度與絮凝池寬度相同。

（3）管內(nèi)流速v:v=

考慮到水量波動，采用v=5mm/s。

（4）管長l

①有效管長l

根據(jù)u和v值，按圖的l/d=32,則l=32d=32x25=800mm

②過渡段長度l采用l=200mm。

③斜管總長L=l+l=200+800=1000mm

（5）池寬調(diào)整

池寬B=B+Lcos=11.5+1x0.5=12m

鋼管支承系統(tǒng)采用鋼筋混凝土柱、小梁及角鋼架設(shè)。

（6）復(fù)核雷諾數(shù)Re

根據(jù)管內(nèi)流速v=5mm/s和管徑d=25mm，查表的雷諾數(shù)Re=31。

（7）管內(nèi)沉淀時間t

t=L/v=1000/5=200s=3.33min

（8）池高H

斜板區(qū)高度H=Lsin=1x0.866=0.9m；

超高采用0.3m；

清水區(qū)高度采用1.0m；

配水區(qū)高度（按泥槽頂記）采用1.5m；

排泥槽高度為0.8m；

有效池深=1.5+0.9+1.0=3.4m

總高H=+0.8+0.3=3.4+0.8+0.3=4.5m

（9）進(jìn)口配水

進(jìn)口采用穿孔墻配水，穿孔流速0.1m/s。

（10）集水系統(tǒng)

采用淹沒孔集水槽，共8個，集水槽中距為1.1。

（11）排泥系統(tǒng)

采用穿孔排泥管，V形槽邊與水平角成角，共設(shè)8個槽，槽高，排泥管上裝快開閘門。

（12）其他

有關(guān)進(jìn)水穿孔墻、集水系統(tǒng)及排泥管的計算，與一般平流式沉淀池或澄清池相同.

2.8V型濾池

V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進(jìn)水槽形狀呈V字型而得名，也叫軍博濾料濾池（其濾料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料）、六閥濾池（各種管路上有六個主要閥門）。

V型濾池構(gòu)造簡圖

主要參數(shù)如下：

設(shè)計流量Q=x1.05=m/d，濾速v=10m/h。

沖洗強度L/(s)

沖洗時間（min）

第一步（氣沖）

15

3

第二步（氣水同時沖洗）

空氣

15

4

水

4

第三步（水沖）

5

5

總沖洗時間12min，即0.2h；

反沖橫少強度1.8L/(s；

沖洗周期T=48h。

2.8.1池體設(shè)計

（1）濾池工作時間

=24-th

（式中未考慮排放初濾水）

（2）濾池面積F

濾池總面積F=

（3）濾池的分格

查表，為節(jié)省占地，選雙格型濾池，池底板用混凝土，單格寬B3.5m，長L，面積42m，分為并列2組，每組4座，一共8座。每座面積84m?？偯娣e672m。

（4）校核強制濾速

滿足要求

（5）濾池高度的確定

濾池超高H=0.3m

濾層上的水深H

濾料厚度H1.0m

濾板厚度H0.13m

濾板下布水區(qū)高度H

則濾池總高度H=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m

（6）水封井的設(shè)計

濾池采用單層加厚均粒濾料，粒徑0.95～1.35㎜，不均勻系數(shù)1.2～1.6。

均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計算：

H——水流通過清潔濾料層的水頭損失,cm；

V——水的運動黏度，cm,20℃時為0.0101cm;

g——重力加速度,981cm/s;

m——濾料孔隙率;取0.5;

d——與濾料體積相同的球體直徑，㎝，根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)為0.1㎝

l——濾層厚度，cm，l=100cm;

v——濾速，㎝/s，v=10m/h=0.28cm./s;

——濾料粒徑球度系數(shù)，天然砂粒為0.75～0.8，取0.8.

所以

x=16.22cm

根據(jù)經(jīng)驗，濾速為8~10m/h時，清潔濾料層的水頭損失一般為30~40cm。計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的底限30cm為清潔濾層的過濾水頭損失。正常過濾時，通過長柄濾頭的水頭損失忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時，水頭損失為

為保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井的出水堰頂標(biāo)高與濾料層高相同。

設(shè)計水封井的平面尺寸為2mx2m，堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高

H+H

因為每座濾池的過濾水量

Q

所以水封井出水堰堰上的水頭由出矩形堰的流量公式Q=1.84bh計算得：

h==0.16m

則反沖洗完畢，清潔濾池層過濾時，濾層液面比濾料層高0.16+0.52=0.68m

2.8.2反沖洗管渠系統(tǒng)

（1）反沖洗用水流量Q的計算

反沖洗用水流量按水洗強度最大時計算。單獨水洗時反沖洗強度最大，為5。

Q

V型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進(jìn)行，其流量

Q

（2）反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算

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

反沖洗配水干管用鋼管，DN600，流速1.49m/s。反沖洗水由反洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠低側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過配水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值。

配水支管流速或孔口流速為1~1.5m/s左右，取則配水支管的截面積

A

此即配水方孔總面積。沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置20個配水方孔，共40個?？字行拈g距0.6m，每個孔口面積

A

每個孔口尺寸取0.1m×0.1m。反沖洗過孔流速：

滿足要求

（3）反沖洗用氣量的計算

反沖洗用氣量按氣沖強度最大時的空氣流量計算，這是氣沖的強度為

Q

（4）.配氣系統(tǒng)的斷面計算

配氣干管（渠）進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管（渠）的截面積

A

反沖洗配氣干管用鋼管，DN600，流速4.3。反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部的布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計40個。反沖洗用空氣通過配氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。

反沖洗用配氣支管流速或孔口流速為10m/s左右，則配氣支管（渠）的截面積為：

A

每個布?xì)庑】酌娣e

A

孔口直徑為

d

每孔配氣量為

（5）氣水分配渠的斷面設(shè)計

對氣水分配渠斷面面積要求最不利條件發(fā)生氣水同時反沖洗時，亦即氣水同時反沖洗時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)計按氣水同時反沖洗的情況設(shè)計。

氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量

氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量

Q

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。則氣水分配干渠的截面積

2.8.3濾池管渠布置

（1）反沖洗管渠

a.氣水分配渠

氣水分配渠起端寬取0.4m，高取1.5m，末端寬取0.4m，高取1.0m。則起端截面積0.6m，末端截面積0.4m。兩側(cè)沿程各布置20個配水方孔和20個配氣小孔，孔間距0.6，共40個。氣水分配渠末端所需最小截面積為0.48/40=0.012<末端截面積0.4m，滿足要求。

b.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

H=H1+H2+H3+0.5-1.5=0.9+0.13+1.0+0.5-1.5=1.03m

式中H1、H2、H3同前，1.5m為氣水分配渠起端高度。

排水集水槽末端高

式中為氣水分配渠末端高度。

底坡

c.排水集水槽排水能力校核

集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高，槽寬b。

濕周

水流段面積A

水力半徑R=

水流速度

v=R

過流能力Q

實際過水量Q,滿足要求

（2）進(jìn)水管渠

a.進(jìn)水總渠

8座濾池分成獨立的兩組，每組進(jìn)水總渠過水流量按強制過濾流量設(shè)計，流速0.8～1.2m/s，則強制過濾流量為：

Q=（/7）x2=45000m

進(jìn)水總渠水流斷面積為：

F=Q/v=0.521/1=0.521m

進(jìn)水總渠寬0.8m，水面高0.66m。

b.每座濾池的進(jìn)水孔

每座濾池由進(jìn)水側(cè)壁開三個進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過這三個進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時關(guān)閉，中間進(jìn)水孔孔口設(shè)自動調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時不關(guān)閉，供給反洗表掃用水。調(diào)節(jié)閥門的開啟度，使其在反沖洗時的進(jìn)水量等于表掃水用水量。

孔口總面積按孔口淹沒出流公式Q=0.64A計算。其總面積按濾池強制過濾水量計，孔口兩側(cè)水位差取0.1，則孔口總面積

A

中間孔口面積按表面掃洗水量設(shè)計：

A

孔口寬B，高

兩個側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠囊充氣閥，每個側(cè)孔面積為：

A

孔口寬B，高

c.每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰

為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬=5m，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)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得：

==0.147m

d.每座濾池的配水渠

進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過寬頂堰流至配水渠，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=0.5m,渠高1m，渠總長等于濾池總寬，則渠長=7m。當(dāng)渠內(nèi)水深為=0.6m時，末端流速為（進(jìn)來的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)小孔流去，每側(cè)流量為）：

滿足濾池進(jìn)水管渠流速的要求。

e.配水渠過水能力校核

配水渠的水力半徑

R

水力坡降

渠內(nèi)水面降落量

因為，配水渠最高水位為<渠高1m

故配水渠的過水能力滿足要求。

（3）V型槽的設(shè)計

V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取=0.025m，間隔0.15m,間隔0.15m，每槽共計80個。則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積

A

取V型槽底部的高度低于表掃水出水孔0.15m。

根據(jù)潛孔出流公式，其中應(yīng)為單格濾池的表掃水流量。則表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面

反沖洗時的排水集水槽大的堰上水頭矩形堰的流量公式求得，其中為集水槽長，，Q為單個濾池反沖洗流量

Q

所以：

V型槽傾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。

反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：

1-0.15-m

反沖洗時V型槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：

1-0.15-=0.35m

2.8.4沖洗水的供給——選用沖洗水箱供水

（1）沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失

反沖洗配水干管用鋼管，DN600，管內(nèi)流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管長總計60m。

則反沖洗總管的沿程水頭損失為：

反沖洗配水干管主要配件及局部損失系數(shù)值見下表

配件名稱

數(shù)量/個

局部阻力系數(shù)

90°彎頭

DN600閘閥

等徑三通

水箱出口

4

8

4

4

4x0.6=2.4

8x0.06=0.48

4x1.5=6

4x0.5=2

10.88

則沖洗水塔到濾池配水系統(tǒng)的管路損失

（2）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失

a.氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失按最不利條件，即氣水同時反沖洗時計算。此時渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿流，n=0.013）計算。

氣水同時反沖洗時Q：則氣水分配渠內(nèi)水面高為

水力半徑為R

水力坡降為：

渠內(nèi)水頭損失為：

b.氣水分配干渠底部配水方孔的水頭損失

氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按淹沒出流公式計算，其中為，為配水方孔總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實際總面積為。則

c.反沖洗經(jīng)過濾頭的水頭損失為≤0.22m（有廠家產(chǎn)品樣本及相關(guān)技術(shù)參數(shù)值決定），氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失

d.氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失Δh

氣水同時反沖洗時氣水比為n=15/4=3.75，長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比大約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為：

通過濾頭時增加的水頭損失為：

則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失為：

（3）砂濾層水頭損失

濾料為石英砂，容重，水的容重，石英砂濾料層膨脹前的孔隙率，濾料層膨脹前的厚度。則濾料層水頭損失為：

（4）富裕水頭取1.5m，則反沖洗水箱底高出排水槽頂?shù)母叨?/p>

H

水塔容積按一座濾池沖洗水量1.5倍計算

2.8.5反洗空氣的供給

（1）長柄濾頭的氣壓損失

氣水同時反沖洗時氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量為：

Q

長柄濾頭采取網(wǎng)狀布置，約55個/。則每座濾池共計安裝長柄濾頭：

n=55×84=4620個

每個濾頭的通氣量為：1.26x1000/4620=0.27L/s

在該氣體流量下的壓力損失最大為：

（2）氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失

反沖洗時氣體通過配氣小孔的流速為：

壓力損失按孔口出流公式計算。式中，為孔口流量系數(shù)，取0.6；為孔口面積，；為壓力損失，mm水柱；為重力加速度，；為氣水流量，；為水的相對密度，

則氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失

（3）配氣管道的總壓力損失

a.配氣管道沿程壓力損失

反沖洗空氣流量計1.26，配氣干管用鋼管，DN500，流速7m/s。反沖洗空氣管總廠60m，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失不計。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓為：

式中：——空氣壓力，kPa；

——長柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，=1.5m。

則反沖洗時空氣管內(nèi)的氣體壓力

空氣溫度按考慮，查表，此時的空氣管道的摩阻為

則配氣管道的局部壓力損失

b.配氣管道的局部壓力損失

主要管件及局部阻力系數(shù)見下表

表3-3

配件名稱

數(shù)量/個

局部阻力系數(shù)

90°彎頭

5

5×0.7=3.5

閘閥

3

3×0.25=0.75

等徑三通

2

2×1.33=2.66

∑

6.91

當(dāng)量長度的換算公式：

式中：——管道當(dāng)量長度，m；

K——長度換算系數(shù)；

D——管徑，m。

空氣管配件換算長度為

則局部壓力損失為：

配氣管道的總壓力損失

（4）氣水沖洗室中的沖洗水水壓

=(4.307-1.40-0.06-0.09)=27.05kPa

本系統(tǒng)采用氣水同時反沖洗，對氣壓要求最不利情況發(fā)生氣水同時反沖洗時。此時要求鼓風(fēng)機(jī)或儲氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓力為

式中為輸氣管道的壓力總損失，；為配氣系統(tǒng)的壓力損失，，；為氣水沖洗室中的沖洗水水壓，，為富余壓力，4.9

所以要求鼓風(fēng)機(jī)或儲氣罐調(diào)壓閥出口靜壓

=2.33+3+0.13+27.05+4.9=37.41kPa

(5)設(shè)備選擇

根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣壓力、風(fēng)量要求選三臺LG40風(fēng)機(jī)。

風(fēng)量40m，風(fēng)壓，電動機(jī)功率，再用一備，正常工作鼓風(fēng)量共計80m

2.9加氯間的設(shè)計與平面布置

2.9.1已知條件

處理水量Q=x1.05=m/d=6562.5m/h，清水池最大投加量為1.0mg/L。

2.9.2設(shè)計計算

（1）清水池加氯量

Q

（2）每天儲氯量

G

（3）氯瓶的數(shù)量

采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公稱壓力2MPa。氯瓶采用2組，每組10個，1組使用，1組備用，每組使用周期約為24d。

2.9.3加氯設(shè)備的選擇

（1）加氯設(shè)備包括自動加氯機(jī)、氯瓶和自動檢測與控制裝置等。

選用ZJ-Ⅱ型轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)2臺，1用1備，每臺加氯機(jī)加氯量為0.5～9kg/h。加氯機(jī)的外形尺寸為：寬×高=330mm×370mm。加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺加氯機(jī)之間的凈距為0.8m。

（2）加氯控制

根據(jù)余氯值，采用計算機(jī)進(jìn)行自動控制加氯量。

2.9.4廠區(qū)布置

本廠所在地的主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，加氯間靠近濾池和清水池，設(shè)在水廠的西南部。

2.9.5加氯間和氯庫

采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻分隔開，但應(yīng)留有供人通行的小門。加氯間平面尺寸為：長3.0m，寬9.0m；氯庫平面尺寸為：長12.0m，寬9.0m。加氯間與氯庫的平面布置見下圖。

2.10清水池的設(shè)計計算

已知設(shè)計水量

設(shè)計計算過程如下:

2.10.1設(shè)計參數(shù)：

清水池的有效容積可按供水量的考慮，在此取

因此清水池有效容積

2.10.2設(shè)計計算：

（1）清水池的有效容積

（2）設(shè)計2組

則單個清水池的有效容積：=7500

取清水池的有效水深，則

每座清水池的面積

取清水池的寬度，則

清水池長度，設(shè)計中取為63m

則清水池的實際有效容積為：

取清水池超高，則

清水池總高

（3）進(jìn)水管

采用二根鑄鐵管，按平均時水量計算，則：

=0.868m/s

查水力計算表得采用DN700鑄鐵管，相應(yīng)流速（在之間）

（4）出水管

出水管采用二根鑄鐵管，按平均時流量乘以1.2~1.4的系數(shù)確定，在此取1.3，則

查水力計算表采用鑄鐵管DN800，相應(yīng)流速

（5）溢水管

，管端為喇叭口，管上不設(shè)閥門，為了防止爬蟲等進(jìn)入，設(shè)網(wǎng)罩。

（6）排水管

按2h內(nèi)排空，排水管內(nèi)水流速度為1.5m/s。

D=

選取管徑DN1000mm的排水管。便于排空清水池，采用2％坡度并設(shè)排水集水坑。

（7）布水墻和水位監(jiān)測

為使布水均勻，特設(shè)置布水墻和水位監(jiān)測設(shè)備，以根據(jù)城市管網(wǎng)需求來控制清水池中的水位

（8）排泥設(shè)施

清水池底設(shè)的穿孔排泥管一根

（9）導(dǎo)流墻

在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保持氯氣與水的接觸時間不小于30min，每座清水池內(nèi)設(shè)置2條導(dǎo)流墻，間距為10.0m，將清水池分成3格，在導(dǎo)流墻底部每格1.0m設(shè)置0.1×0.1m的過水放空，使清水池清洗時方便。

（10）檢修孔

在清水池底部設(shè)置圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。

(11)通氣管

為了使清水池內(nèi)空氣疏通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)置通氣孔，通氣孔共12個，每格設(shè)置4個，通氣管的管徑為200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣疏通。

(12)覆土厚

清水池頂部應(yīng)有0.5～1.0m厚的覆土，并加以綠化。此處覆土厚度為1.0m。

2.11相關(guān)管路設(shè)計

2.11.1沉淀池與濾池之間

沉淀池與濾池之間的距離為10m,設(shè)計管道中的流速

則水流出沉淀池的管道直徑為D，取1100mm。則管道中實際流速為v，在0.6-1.0m/s之間，符合要求

則水流入V型濾池的管道直徑為，取600mm。則管道中實際流速為，在0.6-1.0m/s之間，符合要求

2.11.2V型濾池與清水池之間

V型濾池與清水池的距離為10m,設(shè)計管道中的流速v

則水流出V型濾池的管道直徑為，取350mm。則管道中實際流速為v=，在2.0-2.5m/s之間，符合要求

則水流入清水池的管道直徑為D，取700mm。則管道中實際流速為，在2.0-2.5m/s之間，符合要求

第三章凈水廠的總體布置設(shè)計計算

3.1工藝流程布置設(shè)計

凈水廠工藝流程布置時必須考慮下列主要原則：

1流程力求最短，避免迂回重復(fù)，使凈水過程中的水頭損失最小。構(gòu)筑物應(yīng)盡量靠近，即沉淀池應(yīng)盡量緊靠濾池，二級泵站盡量靠近清水池，但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距。

2構(gòu)筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。凈水構(gòu)筑物一般無朝向要求，但濾池的操作廊、二級泵站、加藥間、化驗室、檢修間、辦公樓等則有朝向要求，尤其散發(fā)大量熱量的二級泵房對朝向和通風(fēng)的要求更應(yīng)注意，布置時應(yīng)使符合當(dāng)?shù)刈罴逊轿唬M量接近西南向布置。

3考慮近遠(yuǎn)期協(xié)調(diào)。在流程布置時既要有近期的完整性，又要求有分期的協(xié)調(diào)性，布置時應(yīng)避免近期占地過早過大。

本設(shè)計水廠常規(guī)處理構(gòu)筑物的流程布置采用常見的直線型布置，依次為配水井、分流隔板式混合槽、上向流式斜管沉淀池、V型濾池、清水池。從進(jìn)水到出水整個流程呈直線，這種布置具有生產(chǎn)管線短、管理方便、有利于日后逐組擴(kuò)建等優(yōu)點。

3.2平面布置設(shè)計

當(dāng)水廠的主要構(gòu)筑物的流程布置確定以后，即可進(jìn)行整個水廠的總平面設(shè)計，將各項生產(chǎn)和輔助設(shè)施進(jìn)行組合布置。

本設(shè)計本著按照功能分區(qū)集中，因地制宜，節(jié)約用地的原則，同時考慮物料運輸、施工要求以及遠(yuǎn)期擴(kuò)建等因素來進(jìn)行水廠的總平面設(shè)計。平面布置具體如下：

首先，將綜合辦公用房、食堂、傳達(dá)室等建筑物組合為一區(qū)，稱為生活區(qū)。生活區(qū)設(shè)置在進(jìn)門附近，便于外來人員的聯(lián)系，使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾。

其次，將維修車間、車庫、倉庫、管配件堆場、中央控制室和二泵站及配電等，組合為一區(qū)，稱為維修區(qū)。由于維修區(qū)占用場地較大，堆放配件雜物較亂，所以設(shè)計時與生產(chǎn)系統(tǒng)分開，成為一個獨立的區(qū)塊。

最后，將化驗室和常規(guī)處理構(gòu)筑物與深度處構(gòu)筑物、水廠排泥水處理構(gòu)筑物分開。這樣便于管理。遠(yuǎn)期預(yù)留地作為綠化用地。

序號

名稱

面積

序號

名稱

面積

綜合辦公用房

食堂

化驗室

傳達(dá)室

維修車間

堆場（管配件）

車庫

中央控制室

倉庫

二泵站及配電

3.3水廠管線設(shè)計

廠區(qū)管線一般包括：給水管線、排水（泥）管線、加藥和廠內(nèi)自用水管線、動力電纜、控制電纜等。后兩者不屬于本設(shè)計的設(shè)計范疇。

3.3.1給水管線

給水管線包括原水管線、沉淀水管線、清水管線和超越管線。給水管道采用鑄鐵管，布置方式為埋地式。

3.3.2廠內(nèi)排水

廠內(nèi)生活污水與雨水采用分流制，雨水就近排入水體；污水排入城市下水道。

生產(chǎn)廢水（沉淀池排泥水及濾池反沖洗水）出路：沉淀池排泥水經(jīng)排泥槽匯集排入排泥池進(jìn)行泥處理，具體在排泥水處理處進(jìn)行詳述；濾池反沖洗水集中排入回收水池，上清液經(jīng)回收泵送回原水配水井再次進(jìn)行處理，底部沉泥由回收水池的放空管直接排入廠區(qū)下水道。

3.3.3加藥管線

加藥、加氯管線做成淺溝敷設(shè)，上做蓋板。加藥管采用硬聚氯乙烯管；氯氣管采用無縫鋼