青島理工畢業(yè)設(shè)計給水廠計算說明書

1、 前 言水廠設(shè)計和其他工程設(shè)計一樣，一般分為兩個階段進行：擴大初步設(shè)計和施工圖紙設(shè)計。對大型的和復(fù)雜的工程，在擴初設(shè)計之前，往往還需要進行工程可行性研究或所需特定的的試驗研究?？尚行匝芯繒r提出工程建設(shè)的科學(xué)依據(jù)，主要內(nèi)容包括：（1）城市概況和供水現(xiàn)狀分析；（2）工程目標；（3）工程方案和評價；（4）投資估算和資金籌措；（5）工程效益分析。同時還應(yīng)提供環(huán)境影響評價以及可能出現(xiàn)的問題等。擴初設(shè)計是在可行性基礎(chǔ)上進行的，內(nèi)容和要求比可行性研究更具體一些。在擴初設(shè)計階段，首先要進一步分析調(diào)查和核實已有資料。所需資料包括：地形，地質(zhì)，水文，水質(zhì)，地震，氣象，編制工程概算所需資料、設(shè)備、管配件的價格和施工

2、定額，材料、設(shè)備供應(yīng)狀況，供電狀況，交通運輸狀況，水廠排污問題等。需要時，還應(yīng)參觀了解類似水廠的設(shè)計、施工運行經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，可提出幾種設(shè)計方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，這里提供的方案比較是在可行性研究所提出大方案下的具體方案比較。最后確定水廠位置，工藝流程，處理構(gòu)筑物型式和初步尺寸以及其他生產(chǎn)和輔助設(shè)施等，并初步確定水廠平面位置和高程布置。 第一章 設(shè)計原始資料1.1華南某市（b市）概況 b市位于中國廣東省中南部，珠江三角洲西部。全境位于北緯21272251，東經(jīng)1115911315之間。面積9418平方千米( 市區(qū)129平方千米 ) 。供水人口為市區(qū)68萬，現(xiàn)為省轄市。屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，

3、年均降水2000毫米，年均溫21.8。平原為主，河流有西江等 。b市為廣東南部交通樞紐。1.2自然概況 1.2.1地形地貌b市地勢西北高，東南低，北部、西北部山地丘陵廣布，東部、中部、南部河谷、沖積平原、三角洲平原寬廣，丘陵、臺地錯落其間，沿海砂洲發(fā)育，組成錯綜復(fù)雜的多元化地貌景觀。全市山地丘陵4400多平方公里，占46.13%。其中b市區(qū)由西江、潭江形成的三角洲平原面積達500平方公里。由西江、潭江下游支流形成的河流沖積平原沿河作帶狀分布，中游狹長，下游寬闊，現(xiàn)多為良田。 境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以新華夏構(gòu)造體系為主距b市城區(qū)20km有一座e水庫，庫容1億m3。 1.2.1氣象資料b市屬南亞熱帶海洋性季

4、風(fēng)氣候，雨量充沛，長年溫和濕潤，無霜期長。年平均氣溫21.322.8。歷年1月份平均氣溫最低，為10.116.4；7月份最高，為27.4432.2。歷年極端最低氣溫為-0.5；極端最高氣溫為38.8。境內(nèi)年平均太陽輻射總量在110千卡/平方厘米以上，年日照射數(shù)在17192430小時之間。無霜期333363天。年平均降雨量占全年的68%86%，有明顯的雨季汛期。雨量分布山地多于平原。降雨量多大于2400毫米。夏秋盛吹偏南風(fēng)，常有臺風(fēng)侵襲，并夾帶暴雨，風(fēng)力最大達12級。冬、春多吹偏北風(fēng)，常受寒潮影響而出現(xiàn)霜凍或低溫陰雨天氣。 1.2.3水文地質(zhì)西江河床最寬約600750米， 河床縱坡1.5，西江水

5、量充沛，有明顯的雨季汛期。河水水位最高（1）為136m平均為 130.6m 最低為 128.2m 1.2.4地震烈度為8度 。 1.2.5城市生活用水逐時變化表時間占一天時間占一天時間占一天時間占一天011.5674.512136.3018195.00121.4785.513146.3019203.80231.5896.2014156.4520213.20341.69106.2515166.0021222.00450.7510116.2516176.5622232.00563.511126.3017185.6423241.50 1.2.6水源水質(zhì)分析結(jié)果項目西江水質(zhì)水庫水質(zhì)項目西江水質(zhì)水庫水質(zhì)

6、臭和味無79月有輕微藻腥味碳酸鹽硬度5度混濁度35ntu平均70ntu雨季25ntu平均65ntu雨季非碳酸鹽硬度3度色度15度18度水溫總硬8度10度細菌總數(shù)2000個/ml 大腸菌群 62個/l4800個/ml 大腸菌群 90個/l 1.2.7工業(yè)企業(yè)最大時用水量：工業(yè)企業(yè)名稱用水量(m3/h)工廠153工廠249工廠3127.6 第二章 用水量計算 2.1居民生活用水量：q1=（qinif）q 最高日生活用水定額，m/(d*人）；n 設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)；f 自來水普及率，95。 市區(qū)和近郊區(qū)人口為70萬，又因為地處一區(qū)，所以根據(jù)室外給水設(shè)計規(guī)范中小型城市用水最高日定額220370 l/

7、(d*人），平均日用水定額為170280l/(d*人）。q1=162800m/d 2.2.工業(yè)用水量:工業(yè)企業(yè)名稱用水量(m3/h)工廠153工廠249工廠3127.6 q2=(53+49+127.6)24=5510.4m/d 2.3澆灑道路和綠地用水 由于沒有確定的道路和綠地面積，故用水量取居民綜合用水量的2%作為折算系數(shù)。 q3=3256m/d 2.4.管網(wǎng)漏失水量 管網(wǎng)漏失量等于上三項之和乘以折算系數(shù)10%12%。 q4=(q1+q2+q3)(1012)%=17156.64m/d 2.5未預(yù)見水量 未預(yù)見水量可取上四項水量的8%12% q5=(q1+q2+q3+q4)(8%12%) =1

8、4837.36m/d 2.6.消防用水量 假定同時發(fā)生三次火災(zāi)，每次滅火需流量90l/s。 q4=23328m/d 2.7總用水量q q0=q1+q2+q3+q4+q5+q6 =226888m/d 取22萬m每天。 q=1.05q0 231000m/d 取23.5m/d城市生活用水逐時變化表時間占一天時間占一天時間占一天時間占一天011.5674.512136.3018195.00121.4785.513146.3019203.80231.5896.2014156.4520213.20341.69106.2515166.0021222.00450.7510116.2516176.5622232

9、.00563.511126.3017185.6423241.50 繪制城市逐時用水變化表，確定城市用水量變化曲線，求出時變化系數(shù)k。最高日平均時流量9791.67m/h最高日最高時流量15275m/h時變化系數(shù)k=1.5 第三章 取水工程設(shè)計3.1取水構(gòu)筑物設(shè)計原則 1、取水構(gòu)筑物應(yīng)保證在枯水季節(jié)仍能取水，并滿足在設(shè)計枯水保證率下取得所需的設(shè)計水量。保證率對于工業(yè)企業(yè)的水源不低于9097% 。城市供水的水源一般可采用9097%。 2、對于河道條件復(fù)雜，或取水水量占河道最枯流量比例較大的大型取水構(gòu)筑物，應(yīng)進行水工模型試驗。 3、當自然狀態(tài)下河能不能取得所需設(shè)計水量時，應(yīng)采取必要措施。 4、取水構(gòu)

10、筑物位置的選擇應(yīng)全面掌握河流的特性。 5、在洪水季節(jié)取水構(gòu)筑物應(yīng)不受沖刷和淹沒。 6、在取水構(gòu)筑物進口處，一般要求不小于2.53.0米的水深，對小型取水口，可降低1.52.0米。當河道最低水位較淺時，應(yīng)選用合適的取水構(gòu)筑物形式和數(shù)據(jù)。 7、水質(zhì)應(yīng)符合要求，水源應(yīng)按照生活飲用水衛(wèi)生標準采取相應(yīng)的衛(wèi)生護措施。3.2位置的選擇 3.2.1水質(zhì)因素 1.在泥沙量較多的河流，應(yīng)根據(jù)泥沙運動規(guī)律和特性，避開河流中含泥沙較多的地段。 2.根據(jù)不同深度的含沙量分配，選擇適宜的取水高程。 3.取水口應(yīng)選擇在水流暢通和靠主流地段，避開流河中的回流區(qū)和死水區(qū)，減少雜物進入取水口。 4.選擇取水構(gòu)筑物時，對湖水或水庫

11、水的入水生物采取必要措施。 3.2.2河床和地形 取水口位置應(yīng)根據(jù)河道水文特征和河床渲變規(guī)律，選在比較穩(wěn)定的河段，并能適應(yīng)河床的渲變。 1.在彎曲河段，應(yīng)選擇在水深岸陡，泥沙量少的凹岸地帶，但應(yīng)避開凹岸主流的頂沖點，一般可設(shè)在頂沖點下、上游1520米的地段。 2.在順直河段，應(yīng)選在主流靠近岸邊，河床穩(wěn)定，水深及流速較大的地段，一般設(shè)在河段最窄處。 3.取水地點較好的地段，往往受到水流沖刷，必須考慮取水口附近河岸，岸坡的加固和防護措施。 3.2.3 上下游構(gòu)筑物可不同程度地改變原有河道的水流狀態(tài)，引起河流變化，并可能使河槽產(chǎn)生沉積、沖刷和位移，或者形成回流區(qū)，所以選取水構(gòu)筑物位置時，應(yīng)對取水河段

12、鄰近的人工或天然障礙物進行分析，盡量避免各種不利因素。 3.2.4污水排出口 1.生活用水水源應(yīng)選在污水排出口尚有100 米以上或下游1000米以及的地方，并應(yīng)建立衛(wèi)生防護地帶。 2.對潮汐河道上建取水構(gòu)筑物時，應(yīng)通過調(diào)查、測定，確定取水口與污染源的距離，同時宜將取水口設(shè)在河心。 3.2.5取水構(gòu)筑物應(yīng)盡量選在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，承載力高的地基上。 3.2.6施工條件取水口應(yīng)選在對施工有利的地段，盡量做到交通運輸方便，又足夠的施工場地，較小土石方和水下工程量。3.3取水構(gòu)筑物形式 采用岸邊合建式取水構(gòu)筑物，底板水平布置（采用臥式泵）。其特點：（1）集水井與泵房布置在同一高程上（2）水泵可低于低水位下

13、，啟動方便。（3）泵房較深，巡視檢查不便，通風(fēng)條件差。適用條件：在地基條件較差，不易做階梯布置以及安全性要求較高、取水量較大的情況，可采用開挖或沉井法施工。3.4取水泵房 3.4.1水泵的流量與揚程 水泵的流量按最高日平均時流量計算 水泵的揚程按常水位計 3.4.2水泵選擇 a、選泵原則： 1）首先要滿足最高供水工況的流量和揚程要求，并使所選水泵特性曲線的高效率范圍盡量平緩，對特殊工況，必要時另設(shè)專用水泵來滿足其要求。 2）盡可能選用同型號水泵；或揚程相近、流量大小搭配的泵。 3）應(yīng)考慮近遠期結(jié)合，一般考慮遠期增加水泵臺數(shù)或換裝大泵。 4）一般盡量減少水泵臺數(shù)，選用效率較高的大泵，但亦要考慮運

14、行調(diào)度方便，適當配置小泵，通常取水泵房至少需設(shè)2臺，送水泵房至少23臺（不包括備用泵）。 5）泵應(yīng)在高效率段運用（特別對經(jīng)常運行工況） 6）盡可能選用允許吸上真空度值大或必需氣蝕余量值小的泵，以提高水泵安裝高度，減少泵房埋深，降低造價。 7）水泵選擇必需考慮節(jié)約能源，除了選用高效率泵外，還可考慮運行工況的調(diào)節(jié)。 8）高濁度水源的取水泵房應(yīng)選用低轉(zhuǎn)速，耐磨的水泵，有條件可在水泵內(nèi)殼留道，葉輪表面涂耐磨涂料。 b、根據(jù)以上選泵原則，選用4臺20sh-28 型離心泵，3用一備。 3.4.3水泵安裝高度計算 1）對于大型水泵以及啟動要求迅速的水泵和供水安全要求高的泵房，宜采用自灌式充水。采取自灌式充水

15、，水泵軸心安裝高度應(yīng)滿足水泵外殼頂點低于吸水井內(nèi)的最低水位。 2）離心水泵可利用允許吸上真空高度的特性，采用非自灌式充水，提高水泵的安裝高度，節(jié)省泵房土建造價。 3.4.4通風(fēng) 采用機械排風(fēng)（部分機械排風(fēng)）其布置特點是采用通風(fēng)機排出的熱風(fēng)抽出，冷空氣自然補充。 3.4.5泵房布置 泵房布置包括下述內(nèi)容：1）水泵、電動機機組及進水管道和閥門配件等的布置；2）起重機械、真空設(shè)備及真空管線、排水設(shè)備及排水管線、通風(fēng)設(shè)備及通風(fēng)管道。3）電氣設(shè)備以及操作控制室的布置；4）管溝，檢修場地，工作平臺，人行通道及樓梯等布置；5）噪聲消除措施的布置；6）工具儲藏以及生活間等布置。 3.4.6管路布置1）吸水管及

16、出水管的流速根據(jù)手冊3表5-33 的范圍選定。2）所有閥門都應(yīng)安裝電動或液壓傳動裝置。3）每臺水泵宜設(shè)置單獨的吸水管直接向吸水井或清水池中吸水。4）吸水管路應(yīng)盡可能短、減少配件，一般采用鋼管或鑄鐵管，并應(yīng)注意避免接口漏氣。5）吸水管應(yīng)有向水泵不斷上升的坡度（i0.005），并防止由于施工允許誤差，和泵房與管道的布均勻沉降而引起吸水管的倒坡，必要時采用較大的上升坡度。為了避免在吸水管路內(nèi)聚積空氣，形成空氣囊，應(yīng)避免不正確的安裝方法。6）水泵吸入端漸縮管必須采用偏心漸縮管。7）吸水喇叭口必須具有足夠的淹沒水深和適當?shù)膽铱崭叨取１苊獬霈F(xiàn)旋渦而吸入空氣，使水泵工作不穩(wěn)，出水量減少，機組振動以致引起水泵

17、汽蝕等。喇叭口保持適當?shù)膽铱崭叨龋墒惯M口流速分布均勻、吸水阻力減小。3.5集水井集水井和取水泵房合建，其特點：1）設(shè)備布置緊湊，總建筑面積較小。2）吸水管路短，運行安全，維護方便。3.6進水室 一般設(shè)計要點 1）進水室的分格數(shù)，按照水泵臺數(shù)和容量大小以及格網(wǎng)類型確定。 2）一般每一分格布置一個進水孔口，當孔口高度受河流最低水位和進水室底板標高限制時，可將孔口寬度加大，亦可并列布置兩個或兩個以上的孔口。 3）河流水位變化幅度不大，采用單層進水孔口。 4）進水孔口的高寬比，宜盡量符合標準設(shè)計的格柵和閘門尺寸。 5）在進水孔口前設(shè)置格柵及閘門槽。 6）進水室長度按進水量、格網(wǎng)在水下的工作深度和允許

18、通過格網(wǎng)流速計算確定，同時考慮水泵布置上的要求。 7）進水室寬度根據(jù)水流通過格網(wǎng)時能達到均勻的要求確定。3.7格網(wǎng)及格網(wǎng)室根據(jù)水中漂浮物數(shù)量和每臺水泵的出水量等因素確定采用平板格網(wǎng)。1）進水室寬度根據(jù)水流通過格網(wǎng)時能達到均勻的要求確定。2）格網(wǎng)的水頭損失，一般采用0.100.15米。3）平板格網(wǎng)一般采用槽鋼或角鋼做成框架，而把金屬網(wǎng)固定在框架上。一般只設(shè)一層，網(wǎng)眼的大小應(yīng)根據(jù)水中漂浮物而定，一般為551010毫米。4）網(wǎng)絲直徑采用12毫米，材料應(yīng)考慮耐腐蝕，可采用黃銅、青銅、不銹鋼或鍍鋅鋼絲等。如用鍍鋅鋼絲則在制成后尚應(yīng)涂以防腐漆。5）格網(wǎng)面積較大，設(shè)二層網(wǎng)，第二層網(wǎng)眼采用2525毫米，金屬絲

19、直徑采用23毫米，作為增加細網(wǎng)的強度。3.8吸水室1）進水吸水室內(nèi)的水流要求順暢，速度小，分布均勻，不產(chǎn)生漩渦。2）吸水室長度一般與進水室相同。3）吸水室寬度應(yīng)根據(jù)布置吸水管要求確定。3.9排泥及沖洗設(shè)施1）集水井往往會沉積泥沙，故在運行中宜清理排除，設(shè)排污泵選用pwa型。2）為沖動底部積砂，吸水室內(nèi)設(shè)6個高壓水噴嘴。3）為沖洗格網(wǎng)，集水井設(shè)壓力沖洗水管，沖洗水量根據(jù)截留物數(shù)量與同時間內(nèi)沖洗格網(wǎng)的數(shù)量和型式確定，一般沖洗要求的給水水壓為2.53.0公斤/厘米24）為了便于運行管理和清洗格網(wǎng)，可在網(wǎng)前后安裝測量水位的儀表或標尺。5）為了防止清水平板格網(wǎng)時截留物進入吸水室，通常設(shè)置二道格網(wǎng)，一道清

20、洗時一道運行。 第四章 凈水廠工藝設(shè)計與計算4.1反應(yīng)池4.1.1設(shè)計要點 1）反應(yīng)池流速一般按由大逐漸變小進行設(shè)計。在較大的反應(yīng)流速下，使水中的膠體顆粒發(fā)生較充分的碰撞吸附；在較小的反應(yīng)流速下，使膠體顆粒能結(jié)成較大的絮粒，以便在沉淀池內(nèi)去除。 2）為了確保沉淀池的沉淀效果，要有足夠的反應(yīng)時間（一般1030 分鐘），并控制反應(yīng)速度，使其平均速度梯度達3060 秒-1。 3）反應(yīng)池與沉淀池一般合建，避免已形成的絮粒在水流經(jīng)連接管渠時被打碎。如確需分建，則連接管渠中的流速應(yīng)小于0.15 米/秒，并避免流速突然升高或水頭跌落。 4）低濁度水缺乏凝聚核心，可以將沉淀下來的一部分泥渣連續(xù)地流回到混合池入

21、口，以促進反應(yīng)過程。 5）為使絮粒不致破壞或沉淀，反應(yīng)池內(nèi)流速必須加以控制。其流速控制值隨反應(yīng)形式而異。 4.1.2本水廠采用折板反應(yīng)池 反應(yīng)池計算1、設(shè)計要點：1)絮凝時間一般宜為615min2)絮凝過程中的速度應(yīng)逐段降低，分段數(shù)一般不宜少于三段，各段的流速可分別為：第一段：o25035ms，第二段：o15025ms，第三段：010015ms。3)折板夾角采用90o120o 4.1.3折板絮凝池的計算 4.1.3.1已知條件和主要數(shù)據(jù)布置 1）已知條件：設(shè)計水量(包括5%的水廠自用水量） q=231000m/d 取整水量q=235000m/d 2)主要數(shù)據(jù)和布置 總絮凝時間16min，分三段

22、絮凝，第一、二段采用相對折板，第三段采用平行折板。折板布置采用單通道。 速度梯度g要求有90s-1逐漸減至20s-1左右，絮凝池總gt值大于2104。 絮凝池有效水深h0。采用3.1m。 4.1.3.2絮凝池布置見下圖4-1，采用并聯(lián)的四組，每組的設(shè)計流量 q=0.23m/s。每段絮凝區(qū)分為串聯(lián)的三格。 折板布置見圖5-2，板寬采用500mm，夾角900，板厚60mm。 1)第一段絮凝區(qū)： 設(shè)通道寬為1.4m，設(shè)計峰速v1，采用0.34m/s，則峰距b1=0.48m 谷距b2=b1+2c=1.19m 側(cè)邊峰距b3：根據(jù)圖4-2布置草圖為 b3=0.8775m 側(cè)邊谷距b4=b3+c=1.232

23、5m 中間部分谷速v2=0.138m/s 側(cè)邊峰速v1=0.187m/s 側(cè)邊谷速v2=0.133m/s 水頭損失計算： 中間部分： 漸放段損失：h=2.4610-3 m 漸縮段損失：h=5.5210-3 m 圖5-2布置每格各有6個漸放和減縮，故每格水頭損失h： h=0.0479 m側(cè)邊部分：漸放段損失：h=4.41104 m漸縮段損失：h=1.0610-3 m 每格共有6個漸縮和漸放，故h=9.010-3 m進口及轉(zhuǎn)彎水頭損失： 共有一個進口，一個上轉(zhuǎn)彎和兩個下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎處水深h4=0.53m，下轉(zhuǎn)彎處水深h3為0.9m。 進口流速：v3取0.3m/s上轉(zhuǎn)彎流速：v4=0.31m/s下轉(zhuǎn)

24、彎流速：v5=0.183m/s 上轉(zhuǎn)彎取1.8；下轉(zhuǎn)彎及進口取3.0，則每格進口及轉(zhuǎn)彎損失 h=0.0327m 總水頭損失： 每格總水頭損失：h=h+h+h=0.0896 m第一絮凝區(qū)總水頭損失： h1=3h=0.2688m第一絮凝區(qū)停留時間： t1=3.68min第一絮凝區(qū)平均g1值： g1=108.7s-1 2)第二絮凝區(qū)通道寬度采用1.9m。中間部分峰速采用0.253m/s， b=0.478m谷距b=b+2c=1.19m側(cè)峰的距離 b=0.8775m側(cè)邊谷距 b4=b3+c=1.2323m中間部分谷速： v=0.102m/s側(cè)邊峰速 v=0.138m/s側(cè)邊谷速 v=0.0982m/s水

25、頭損失計算：中間部分漸放段損失：h=1.3710-3m漸縮段損失：h=3.0610-3m布置每格6個漸縮和漸放，故每格水頭損失h=0.0266m側(cè)邊部分漸放段損失：h1=2.4010-4 m漸縮段損失：h=5.7610-4 m每格共有6個漸縮和漸放 h=4.8910-3 m進口轉(zhuǎn)彎損失： 工一個進口，一個上轉(zhuǎn)彎和兩個下轉(zhuǎn)彎，上轉(zhuǎn)彎處水深h4=0.53m，下轉(zhuǎn)彎處水深h3=0.9m。 進口流速v3： v3取0.3m/s. 上轉(zhuǎn)彎流速v4=0.228m/s 下轉(zhuǎn)彎流速v3=0.134m/s 上轉(zhuǎn)彎取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進口取3.0，則每格進口及轉(zhuǎn)彎損失h=0.024m總水頭損失 每格總水頭損失：h=h

26、+h+h=0.055 m第一絮凝區(qū)總水頭損失： h1=0.165m第一絮凝區(qū)停留時間： t1=4.99min第一絮凝區(qū)平均g1值： g1=73.1s-1 3)第三絮凝區(qū) 第三絮凝區(qū)采用平行直板布置見圖4-3.平均流速：取0.10m/s通道寬度：2.5m水頭損失：共一個進水口及三個轉(zhuǎn)彎，流速采用0.10m/s,=3.0，則單格損失為h=0.0061m總水頭損失：h3=0.0183m停留時間：t3=6.57min速度梯度：g3=21.2s-14) 各絮凝段主要指標見下表5-1絮凝段絮凝時間（min）水頭損失 （m） g（s-1） gt值第一絮凝段第二絮凝段第三絮凝段3.684.996.570.26

27、880.1650.0183108.773.121.22.41042.11040.84104合計15.240.452167.65.34104 從上表可見，g值完全符合設(shè)計要求。4.2平流沉淀池 根據(jù)淺池理論，在沉淀池有效容積一定的條件下，增加沉淀面積，可使去除率提高。沉淀池形式的選擇，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量、凈水廠平面積和高超布置要求，并結(jié)合反應(yīng)池結(jié)構(gòu)型式等因素確定。 4.2.1沉淀池形式選擇： 本水廠采用平流式沉淀池，該沉淀池適用于大、中型水廠；其優(yōu)點：（1）造價較低。（2）操作管理方便，施工較簡單。（3）對原水濁度適應(yīng)性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定。（4）帶有機械排泥設(shè)備時，排泥效果好。其缺點：（1）

28、占地面積較大。（2）不采用機械排泥裝置時，排泥較困難。（3）需維護機械排泥設(shè)備。 4.2.2該沉淀池主要設(shè)計要點： （1）沉淀時間應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和沉淀后的水質(zhì)要求確定，一般采用1.03.0小時。 （2）沉淀池內(nèi)平均流速一般為1025毫米/秒；進出水均勻，池內(nèi)水流順直，流態(tài)良好時，池中水平流速亦可高達3050 毫米/秒。 （3）有效水深一般為3.03.5米，超高一般為0.30.5米。 （4）池的長寬比應(yīng)不小于4：1，每格寬度或?qū)Я鲏﹂g距一般采用39 米，最大為15米。 （5）池的長深比應(yīng)不小于10：1。 （6）一般情況下，當進水端用穿花墻配水時，花墻距進水端池壁的確距離不小于12米，同時在沉泥面

29、以上0.30.5米處至池底部分的花墻不設(shè)孔眼。 （7）水平沉淀池內(nèi)雷諾數(shù)一般為400015000 間。設(shè)計時應(yīng)注意隔墻設(shè)置，以減小水力半徑，降低雷諾數(shù)。 （8）常與水平沉淀池結(jié)合的反應(yīng)池形式為隔板反應(yīng)，多級旋流反應(yīng)和機械反應(yīng)等。 （9）本設(shè)計平流沉淀池的計算方法按沉淀時間和水平流速計算。 4.2.3已知條件和采用數(shù)據(jù) (1)設(shè)計水量： q=9791.6m/h，分設(shè)四池，每池設(shè)計流量0.68m/s。 (2)采用數(shù)據(jù)： 沉淀時間t=1.5h 沉淀池平均水平流速：v=20mm/s 4.2.4沉淀池尺寸計算 (1)沉淀池體積： v=3672m 根據(jù)池的長寬比不小于4:1，長深比不小于10:1，確定尺寸

30、如下：l=102m b=12m h=3m校核如下： l/b=102/12=8.54 l/h=102/3=3410(2) 沉淀池水利條件復(fù)核：考慮池內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流墻：w=180000cm2p=1200cmr=150cmfr=1.0610-5(在110-4110-5范圍內(nèi)）4.3 v型濾池4.3.1濾池的選擇 本水廠采用的是普通快濾池。該型式濾池一般適用于大、中型水廠，單池面積不宜大于100米2，有條件時盡量采用表面沖洗或空氣助洗設(shè)備。其優(yōu)點：（1）有成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，運行穩(wěn)妥可靠。（2）采用砂濾料，材料易得，價格便宜。（3）采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大；池深適中。（4）可采用降速過濾，水質(zhì)較

31、好。其缺點：（1）閥門多，價格貴，閥門易損壞。（2）必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備。4.3.2該濾池的主要設(shè)計要點：（1）設(shè)計濾速一般采用810 米/時。（2）當濾池個數(shù)大于5個時，宜采用雙行排列。（3）大型雙排濾池的閥門布置形式較多通常將閥門集中設(shè)中央管廊；亦可采用閘板閥將閥門分設(shè)兩側(cè)。（4）濾層上面的水深一般采用1.52.0米。（5）濾層工作周期一般采用1224小時。沖洗前的水頭損失最大值一般采用2.02.5米。（6）濾池超高一般采用3.0米。4.3.3濾池的配水系統(tǒng) 普通快濾池的配水系統(tǒng)一般采用管式大阻力系統(tǒng)。配水孔眼總面積與濾池面積之比為0.25%0.3%。 1）干管始端流速為0.81.2 米/

32、秒，支管始端流速為1.41.8 米/秒，孔眼流速為3.55米/秒。 2）支管中心距約0.250.3米，支管長度與其直徑之比不應(yīng)大于60。 3）孔眼直徑約為912毫米，設(shè)于支管兩側(cè)，與垂線呈45度角向下交錯排列。 4）干管橫截面與支管總橫截面之比應(yīng)大于1.752.0。干管直徑或渠寬大于300毫米時，頂部應(yīng)裝濾頭、管嘴或把干管埋入池底。 濾池由進水系統(tǒng)，濾料、承托層，清水系統(tǒng)，沖洗、配水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)等組成。其中以沖洗配水方式對濾池設(shè)計影響較大。 本濾池采用的是大阻力配水系統(tǒng)。4.3.4洗砂排水槽1）洗砂排水槽始端尺寸：一般采用始端深度為末端深度的一半；或槽底采用平坡，使始、末兩斷面相同。2）洗砂

33、排水槽平面總面積一般不大于單個濾池面積的25%。3）洗砂排水槽排水量q = ql4.3.5沖洗方式 沖洗方式一般有單獨用水沖洗；有表面輔助沖洗的水反沖洗；有空氣輔助擦洗的水反沖洗。本設(shè)計采用單獨用水反沖洗。單獨用水反沖洗必須是高速反洗，即反洗時濾料膨脹、液化，整個濾層呈懸浮狀態(tài)。單獨用水反沖洗必須設(shè)沖洗水泵或沖洗水箱。4.3.6濾料 采用石英砂，含雜質(zhì)少、有足夠的機械強度、并由適當?shù)目紫叮?0%左右）。4.3.7承托層 可用卵石或碎石并按顆粒大小分層鋪成。4.3.8設(shè)計注意事項 1）濾池清水管應(yīng)設(shè)短管或留有堵板，管徑一般采用75200 毫米，以便濾池翻修后排放初濾水。 2）濾池底部宜設(shè)有排空管

34、，其入口處設(shè)柵罩，池底坡度約0.005，坡向排空管。 3）配水系統(tǒng)干管的末端一般裝排氣管，當濾池面積小于25 時，管徑為40 毫米，濾池面積為25100時，管徑為50毫米。排氣管伸出濾池頂處應(yīng)加截止閥。 4）每個濾池上應(yīng)裝有水頭損失計或水位尺以及取樣設(shè)備等。 5）各種密封渠道上應(yīng)有12個人孔。 6）管廊門及通道應(yīng)允許最大配件通過，并考慮檢修方便。 7）濾池池壁與砂層接觸處抹面應(yīng)拉毛，避免短流。 8）濾池管廊內(nèi)應(yīng)有良好的防水、排水措施和適當?shù)耐L(fēng)，照明等設(shè)施。4.3.9.1已知條件 設(shè)計水量q=231000m/d。 濾速選用13m/h=0.36cm/s 第一步氣沖沖洗強度q氣1=15l/（s*m

35、2），第二步氣-水同時反沖，空氣強度q氣2=15l/（s*m2），水強度q水1=4l/（s*m2）；第三步水沖強度q水2=5l/（s*m2）。 第一步氣沖時間t=3min，第二步氣-水同時反沖t=4min，單獨水沖時間t=5min；沖洗時間共計t=12min=0.2h。沖洗周期t=24h；反沖洗橫掃強度1.8l/（s*m2）。4.3.9.2設(shè)計計算 a.池體設(shè)計（1） 濾池工作時間： t=23.8h。（2） 濾池面積f： 濾池總面積 f=1060m2（3） 為節(jié)省占地，先用雙格v型濾池，池底板采用混凝土，單格寬度b=3.50m，l=15.14m，面積53。共10組，每座面積106，總面積106

36、0。 （4）濾池的高度 濾池超高h5 =0.3m， 濾層上的水深h4=1.5m。 濾料層厚度h3=1.30m 濾板厚度h2=0.13m 濾板下布水高度h1=0.9m 則濾池總高度 h=4.13m （5）水封井的設(shè)計 濾池采用單層加厚的均值濾料，粒徑0.95-1.35mm，不均勻系數(shù)1.2-1.6。 每次反沖洗后剛開始過濾時水頭損失為： h開始=0.52m 為保證濾池正常過濾時池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井堰頂標高與濾料相同。 設(shè)計水封井平面尺寸22m，堰底板比濾池底板低0.3m 水封井出水堰總高： h水封=2.63m 因為每座濾池過濾水量 q單=0.47m/s h水封=0.254m 反沖洗完畢，

37、清潔濾料層高0.774m4.3.9.3反沖洗管渠系統(tǒng) a.反沖洗水量q反的計算 反沖洗用水量按水洗強度最大時計算，單獨水洗時反沖洗強度最大，為5l/（s*m2）。 q反水=2178m/h v型濾池反沖洗時，表面掃洗同時進行，流量 q表水=0.2178m/s b.反沖洗配水系統(tǒng)的斷面設(shè)計 配水干管進口流速應(yīng)為1.5m/s左右，配水干管的截面積 a干管=0.40 反沖洗配水干管用鋼管，dn700，流速1.59m/s。反沖洗水有反洗配水干管輸送至汽水分配渠，由汽水分配渠底的布水放方孔配水到率吃的底部的布水區(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

38、/s,取v水支=1m/s，則配水支管的截面積 a方孔=0.605m2 此即配水方孔總面積，沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置30個配水方孔，共有60個?？字虚g距0.5m，每格孔口面積 a小=0.01每個孔口尺寸取0.1m0.1m。 c.反沖洗用氣量q氣的計算反沖洗用氣流量按氣沖強度最大時的空氣流量計算。這時氣沖的強度為15l/（s*）。 q反氣=1.815m/s d.配氣系統(tǒng)的斷面設(shè)計 配氣干管進口流速應(yīng)為5m/s，則配氣干管的截面積 a氣干=0.363 反沖洗配氣干管用鋼管，dn600，流速4.5m/s。反沖洗配氣干管用鋼管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠兩側(cè)的布氣小孔配氣到濾池底部布水區(qū)。布水小孔緊貼

39、濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計60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。 反沖洗配氣支管流速或孔口流速應(yīng)取10m/s，則配氣支管的截面積 a氣支=0.1815 每個布氣小孔面積： a氣孔=0.003 孔口直徑 d氣=0.06m 每孔配氣量 q=108.9m/h 4.3.9.4氣水分配渠的斷面設(shè)計 對氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時反沖洗時，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情況設(shè)計。 氣水同時反沖洗時反沖洗水的流量 q反氣水=0.424m/s 氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣的流量 q 反氣=1.59

40、0m/s氣水分配渠的氣、水流速均按相應(yīng)的配氣、配水干管流速取值。則氣水分配干渠流速取值。則氣水分配干渠得斷面積 a氣水=0.6004.3.9.5濾池管渠的布置 a.反沖洗管渠 (1)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1m。則起端截面積0.6，末端截面積0.4。兩側(cè)沿程各布置20個配氣小孔和20個布水方孔，孔間距0.6m，共40個配氣小孔和40個配水方孔，氣水分配渠末端所需最小截面積0.48/40=0.012末端截面積0.4，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，則集水排水槽起端槽高 h起=h1+h2+h3+0.5-1.5=

41、0.9+0.13+1+0.5-1.5=1.03m式中，h1、h2、h3同前，1.5為氣水分配渠起端。排水集水槽末端高度h末=h1+h2+h3 +0.5-1.0 =0.9+0.13+1+0.5-1.0=1.53m式中，h1、h2、h3同前，1.0為氣水分配渠末端。 底坡 i=（1.53-1.03）/1=0.047（3）排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝計算公式校核集水排水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m，則槽內(nèi)水位高h排擠=0.73m，槽寬b槽寬=0.4m濕周 x=1.86m水流斷面 a =0.292水力半徑 r=0.157m,水流速度 v=4.57 m/s 過流能力 q排集=1.33m/s

42、實際過水能力 q反=0.57m/s b進水管渠(1)進水總渠10座濾池獨立的分成兩組，每組進水總梁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q強=3.00 m/s進水總渠水流斷面積a進總=3.00進水總渠寬1m，水面高0.8m。(2)每座濾池的進水孔每座濾池有進水側(cè)壁開三個進水孔，進水總渠的渾水通過這三個進水孔進入濾池。兩側(cè)進水孔孔口在反沖洗時關(guān)閉，中間進水孔孔口設(shè)手動調(diào)節(jié)閥門，在反沖洗時不關(guān)閉，供反沖洗表掃水用。調(diào)節(jié)閥門的開啟度，使其在反沖洗時的進水量等于表面掃洗用水量。 孔口面積按口淹沒出流公式:q=0.8a 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

43、.10m,則孔口總面積=1.036。 中間孔面積按表面掃水量設(shè)計. =0.17孔口寬=0.57m，高=0.30m兩側(cè)孔口設(shè)閘門.采用橡膠囊充氣閥,每個側(cè)孔面孔：=0.433孔口寬=0.90m,=0.50m (3)每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為了保證進水穩(wěn)定性,進水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進入每座濾池內(nèi)的配水渠，在經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的v 形槽，寬頂堰寬5m,寬頂堰與進水渠平行設(shè)置，堰上水頭由矩形堰的流量公式q得， 0.25m(4) 每座濾池的配水渠 進入每座濾池的混水經(jīng)過寬頂堰溢流進配水渠，由配水渠兩側(cè)的進水孔進入濾池內(nèi)的v 形槽。濾池配水渠寬0.80m，渠高1.00m，渠總長等于濾池總寬，則渠

44、長=7.00m。當渠內(nèi)水深h配渠=0.60m時，末端流速（進來的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)的進水孔流出，每側(cè)流量為q強/2）流速： v配渠=1.20m/s 滿足濾池進水管渠自清流速0.8-1.2m/s的要求。（5）配水渠過水能力校核 水力半徑：r配渠= 0.24m 水力深度：i渠=0.0016 渠內(nèi)水面降落量：h渠=0.0056m 因為，配水渠最高水位：h配渠+h渠=0.6056渠高1m，所以，配水渠過水能力滿足要求。c .v形槽的設(shè)計: v型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取dv孔=0.025m，間隔0.15m，每槽共計100個，則單側(cè)v型槽表掃水出水孔總面積=0.04。表掃水出水孔低于排水集水槽堰

45、頂0.15m，即v型槽堰頂?shù)母叨雀哂诩垩唔?.42m。 表面掃洗時v型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗的液面，h=0.45m。反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰流量公式得，其中b為集水槽長，b=l排槽=15.14m，q為單格濾池反沖洗流量，q反單=0.265m3/s。所以， =0.05mv 形槽傾角45,垂直高度1m,壁厚0.05m反沖洗時v 形槽頂高出濾池內(nèi)液面的高度為：0.80m反沖洗時v 形槽頂高出槽內(nèi)液面的高度為:0.35m 4.3.9.5沖洗水的供給本設(shè)計選用沖洗水泵供水 a.沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失反沖洗配水干管采用dn700，流速1.38m/s，1000i=3.23，布置

46、管長總計100m，反沖洗總管的沿程水頭損失：。沖洗管配件及阻力系數(shù)表：配件名稱數(shù)量（個）局部阻力系數(shù)彎頭660.6=3.6dn500閘閥330.06=0.18等徑三通221.5=3 6.78=0.66m則，沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失： b.清水區(qū)最低水位與排水槽堰頂?shù)母叨炔頷0=5m.c. 濾池配水系統(tǒng)的水頭損失 氣水分配干渠的水頭損失氣水分配干渠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,渠下部是反沖洗水.按矩形的管(非滿流,n=0.013)近似計算: =0.42 /s,則氣水分配渠內(nèi)水面高為:=0.70m水力半徑: =0.16m水力坡度: =0.033m 氣水

47、分配干渠底部配水方孔水頭損失氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按孔口淹沒出流公式q=0.8a計算,其中：q 為,a 為配水方孔總面積.由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計算部分可知。配水方孔的實際總面積為0.53 ，則0.05m 氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失 氣水同時反沖洗時,氣水流量比為n=3.75.長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過濾面之比約為1.25.則長柄濾頭中的水流速度:=0.32m/s通過濾頭時增加的水頭損失:=0.070mh20則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失: 0=0.35md. 砂濾層水頭損失濾料為石英砂,容重r1=2.65 噸/,水的容重r=1 噸/,石英砂濾料膨脹前的孔隙率=0.50

48、.濾料層膨脹前的厚度h3=1.30m,則濾料層水頭損失:e. 富余水頭 取1.50m.則反沖洗水水泵的最小揚程為:=8.90m選四臺14sh-28a型離心泵，轉(zhuǎn)速為1470轉(zhuǎn)/分，揚程610m，泵軸功率為50.849.0kw，配電動機功率為75kw，效率7078%，葉輪直徑270mm，三用一備。選四臺250s14型離心泵，三用一備。 4.3.9.6反洗空氣的供給： a.長柄濾頭的氣壓損失 氣水同時反沖洗時反沖洗用空氣流量1.59/s，長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55 個/，則每座濾池共計安裝長柄濾頭：n5830個。每個濾頭的通氣量0.27l/s根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，在該氣體流量下的壓力損失量最大為：=

49、3kpab.氣水分配渠配氣小孔的壓損失 反沖洗時空氣通過配氣小孔的流速：10 m/s =0.139kpac.配氣管道的總壓力損失:配氣管道的沿程壓力損失 反沖洗空氣流量1.59/s,配氣干管用dn600 鋼管,流速4.82 m /s,滿足配氣干管流速為5m/s 左右的條件,反沖洗空氣管總長100m,氣水分配區(qū)內(nèi)的壓力損失忽略不計. 配氣管道的局部壓力損失 主要配件及長度換算系數(shù)配件名稱數(shù)量/個局部阻力系數(shù)彎頭550.7=3.5閘閥330.25=0.75等徑三通221.33=2.666.91 e.氣水沖洗室中的沖洗水壓:=27.83kpa 本系統(tǒng)采用氣水同時反沖洗,對氣壓要求是最不利情況發(fā)生在氣水同時反沖洗時，此時要求鼓風(fēng)機的靜壓為: =39.76 kpaf.設(shè)備選型:根據(jù)氣水同時反沖洗時反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力風(fēng)量要求，選用三臺l63ld,兩用一備。 4.4清水池4.4.1 一級泵站為均勻供水，而二級泵站為分級供水，所以一、二級泵站的每小時供水量并不相等。為了調(diào)節(jié)兩泵站供水量的差額，必須在一、二級泵站之間建造清水池。清水池的調(diào)節(jié)容積，由一、二級泵站供水量曲線確定。4.4.2配管及布置1）進水管管徑