給水處理課程設(shè)計(jì)自來(lái)水廠水處理工程設(shè)計(jì)

1、給水處理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)名稱：南江自來(lái)水廠水處理工程設(shè)計(jì)院 系：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程學(xué) 號(hào)：090710130姓 名：孫 青指導(dǎo)老師：逯延軍 設(shè)計(jì)時(shí)間：目 錄第一章總論-3-一設(shè)計(jì)任務(wù)及要求-3-1、設(shè)計(jì)任務(wù)-3-2、設(shè)計(jì)要求-3-二設(shè)計(jì)原始資料-4-1、概述-4-2、水源資料-4-第二章設(shè)計(jì)水質(zhì)水量與工藝流程的確定-5-一 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量-5-1. 設(shè)計(jì)水質(zhì)及水質(zhì)分析-5-2. 給水處理流程確定-6-第三章給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇-7-一加藥間加藥間-7-二混合設(shè)備-10-三絮凝池-12-四沉淀池-17-五 濾池-23-六消毒方法-28-第四章 水廠高程布置計(jì)算-33-一

2、 管渠的水力計(jì)算-34-二給水處理構(gòu)筑物高程計(jì)算-35-第五章主要參考文獻(xiàn)資料-36-第一章 總論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)給水工程課程設(shè)計(jì)題目是“某水廠水處理工程設(shè)計(jì)（為初步設(shè)計(jì)階段），其內(nèi)容包括以下部分：1、根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些給水處理廠運(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)流量及工藝參數(shù)。3、選擇各種構(gòu)筑物的類型和數(shù)目，初步進(jìn)行給水處理廠的平面布置和高程布置。在此基礎(chǔ)上確定的構(gòu)筑物的形式、有關(guān)尺寸安裝位置等。4、進(jìn)行各種構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和計(jì)算，定出各種構(gòu)筑物和主要構(gòu)件的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)造、施工上的可能性。5、根據(jù)各構(gòu)筑

3、物的確切尺寸，確定個(gè)構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。6、給水處理廠廠區(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，工藝高程圖紙兩張（3#圖）。8、寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書及計(jì)算說(shuō)明書。1.1.2、設(shè)計(jì)要求A根據(jù)以上資料，進(jìn)行城市給水處理廠的初步設(shè)計(jì)。B編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明計(jì)算書，包括確定合理的給水處理工藝流程，相應(yīng)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算，計(jì)算正確并附有必要簡(jiǎn)圖。進(jìn)行給水處理廠的平面布置設(shè)計(jì)和高程布置，合理安排處理構(gòu)筑物、站內(nèi)管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置及標(biāo)高。C畫出兩張圖：3號(hào)圖紙：給水處理廠平面布置圖（1：500）。3號(hào)圖紙：給水處理

4、工藝高程布置圖（橫比1:300；縱比1：500）1.2設(shè)計(jì)原始資料1.2.1概述（一）設(shè)計(jì)題目：某水廠水處理工程設(shè)計(jì)（二）相關(guān)設(shè)計(jì)資料(1) 用來(lái)建水廠的空地地勢(shì)平坦，廠區(qū)平均海拔高程13m。(2) 風(fēng)向：全年主導(dǎo)風(fēng)向東北偏東（夏季）；西北（冬季）；頻率17%。(3) 氣溫：月平均最高溫度28，月平均最冷溫度3.4，年平均氣溫14。(4) 最大凍土深度20cm。（三）設(shè)計(jì)水量：Q=30×104m3/d1.2.2水源資料（一）水源概況水源取自南江水。南江水在全年的大部分時(shí)間里濁度較低（只有在洪水期濁度大20003000NTU），冬天水源水較清，短時(shí)間可能有藻類出現(xiàn)。水質(zhì)檢測(cè)情況如下：表

5、1 水源水質(zhì)（平均值）項(xiàng)目pH值濁度（NTU）CODMn（mg/L）氨氮（mg/L）氟化物（mg/L）平均值7.91030.050.05項(xiàng)目總堿度（mg/L）硝酸鹽（mg/L）氰化物（mg/L）六價(jià)鉻（mg/L）砷（mg/L）平均值110.90.6<0.02<0.0010.005（二）處理要求執(zhí)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006.根據(jù)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）對(duì)城市供水水質(zhì)的要求，水源水的水質(zhì)應(yīng)符合下列要求：（1）水中不得含有致病微生物；（2）水中所含化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)不得危害人體健康；（3）水的感官性狀良好；（4）城市供水水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目；（5）常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)

6、目見下表。序號(hào)項(xiàng) 目單 位標(biāo)準(zhǔn)限值1PH值/6.58.52色度度<153濁度NTU<34肉眼可見物/不得含有5總硬度mg/L，CaCO34506氯化物mg/L2507氟化物mg/L2508硝酸鹽mg/L109總?cè)芄涛飉g/L100010CODMnmg/L<511氨氮mg/L<0.512鐵mg/L0.313錳mg/L0.114銅mg/L115砷mg/L0.0116鋅mg/L1.017鉛mg/L0.0118細(xì)菌總數(shù)CFU/mL10019大腸桿菌CFU/mL不得檢出第二章 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)及水質(zhì)分析2.1.1.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)本

7、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、病毒以及其他有害成分，使凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。2.1.1.2 水質(zhì)分析本設(shè)計(jì)中，濁度，不達(dá)標(biāo)，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供水量的5%10%，本設(shè)計(jì)取8%，則設(shè)計(jì)處理量為： Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d式中 Q水廠日處理量；a水廠自用

8、水量系數(shù)，一般采用供水量的5%10%，本設(shè)計(jì)取8%；Qd設(shè)計(jì)供水量（m3/d），為30萬(wàn)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(guò)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(guò)濾活性炭（顆粒）吸附消毒框圖表示為：原水混合池沉淀池市政管網(wǎng)絮凝池顆?；钚蕴繛V池二級(jí)泵房清水池混凝劑及粉末活性炭消毒劑布置草圖如下：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)

9、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。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(OH)mCL3n-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

10、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。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

11、.2.3. 加藥量的計(jì)算和加藥間的布置最高日用水量Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d=13500 m3/h溶液池容積：m3 取 50 m3式中：混凝劑（PAC）的最大投加量（mg/L），本設(shè)計(jì)取30mg/L；溶液濃度，一般取5%-20%，本設(shè)計(jì)取10%；處理水量，本設(shè)計(jì)為13500每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)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，置于室內(nèi)地面上.溶液池實(shí)際有效容積：滿足要求。池旁設(shè)工作臺(tái)，寬1.0-1.5m，池底

12、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采用給水管DN60mm，按1h放滿考慮。溶解池容積式中： 溶解池容積（m3）；本設(shè)計(jì)取0.3溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：L×B×H=4×2.5×2.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。則溶解池實(shí)際有效容積：= L×B×H=4×2.5×1.7=17m ，滿足要求。溶解池的放水時(shí)間采用t10min，則放水流量：q=25 L/S,查水力計(jì)算表得放水管管徑200mm，相應(yīng)

13、流速v=0.8m/s，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)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理?；旌显O(shè)施 投藥管投藥管流量：q=1.16L/S計(jì)量投加設(shè)備計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量:q=4.2m/h 式中：溶液池容積（m3）藥庫(kù)設(shè)計(jì)參數(shù)混凝劑聚合氯化鋁（PAC）所占體積：T=×Q×15=×324000×15=145800=145.8t 式中：T藥劑按最大投藥量的15d用量?jī)?chǔ)存 aPAC投加量（mg/l），本設(shè)計(jì)取30mg/l Q處理水量（m/d）。聚合氯化鋁的相對(duì)密度為1.19，則算占體積

14、V= 藥品放置高度按2.5m計(jì)，則所需面積為49m 考慮到藥品的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30計(jì)，則藥庫(kù)所需面積：，則藥庫(kù)平面尺寸取L×B×H=8m×8m×3m。 加氯間設(shè)計(jì)要求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，加氨管不能用銅管。3、加氯間和其他工作間隔開，加氯間

15、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)。3.2混合設(shè)備在給排水處理過(guò)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

16、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

17、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?；旌显O(shè)施應(yīng)根據(jù)混凝劑的品種進(jìn)行設(shè)計(jì)，使藥劑與水進(jìn)行恰當(dāng)、急劇充分的混合。一般混合時(shí)間1030s，混合方式基本分為四類：水力混合、械混合、水泵混合、管式混合。力混合簡(jiǎn)單，但不能適應(yīng)流量的變化；機(jī)械混合可進(jìn)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5-6 常用混合方式的主要特點(diǎn)及使用方 式特 點(diǎn) 及 使 用 條 件管式混合管道混合混合簡(jiǎn)單，無(wú)需另建混合設(shè)施

18、，混合效果不穩(wěn)定，流速低時(shí)，混合不充分靜態(tài)混合器構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)設(shè)備，安裝方便，混合快速均勻；當(dāng)流量降低時(shí)，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(dòng)力，但使用腐蝕性藥劑時(shí)，對(duì)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(jī)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 本設(shè)計(jì)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、維修費(fèi)用低。又由于水廠運(yùn)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(DN800)。圖 管式靜態(tài)混合器 管靜態(tài)混合器工作原理：混合器內(nèi)安裝若干混

19、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(guò)混合器時(shí)，將被單元體多次分割，改向并形成渦流，達(dá)到混合目的。靜態(tài)混合器的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用管式靜態(tài)混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=324000m3/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。靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據(jù)水頭損失的計(jì)算公式:h=0.1184n 式中：h水頭損失（m）； Q處理水量（m/d）; d管道直徑（m）； n混合單元（個(gè)）。 設(shè)計(jì)中取d=1.6m，Q=3.75 m/S,當(dāng)n=2時(shí)，h=0.42m<0.5m。所以

20、選DN1600內(nèi)設(shè)2個(gè)混合單元的靜態(tài)混合器。L=1.1DN=校核GT值在700-1000之間，符合設(shè)計(jì)要求。，水力條件符合設(shè)計(jì)要求。3.3、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3-1 絮凝池的類型及特點(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(jiǎn)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

21、簡(jiǎn)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??；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)以及實(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。3.3.1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=20min3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算

22、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3.0m，池寬取B=25.0m。3.3.2.2絮凝池有效長(zhǎng)度式中： H平均水深(m);本設(shè)計(jì)取超高0.5m，H=3.0m；3.3.2.3 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14塊隔板，則絮凝池總長(zhǎng)度L為：3.3.2.4 水頭

23、損失計(jì)算式中： vi第i段廊道內(nèi)水流速度（m/s）；第i段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度（m/s）； mi第i段廊道內(nèi)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(zhǎng)度(m)；-第i段廊道過(guò)水?dāng)嗝嫠Π霃剑╩）；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，通常按曼寧公式計(jì)算。= =0.59 m，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：表4.3 C值計(jì)算表廊道轉(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1.4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（m

24、3/h）；第i段轉(zhuǎn)彎處斷面間距，一般采用廊道的1.2-1.5倍；池內(nèi)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(zhǎng)度為：各段轉(zhuǎn)彎處的寬度分別為1.75m；2.520m；3.682m；4.382m；第1段水頭損失為：m3.3.2.5 GT值計(jì)算(t=20時(shí))<60,符合設(shè)計(jì)要求；（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。3.4 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

25、較簡(jiǎn)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1、 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、基建投資及費(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1、 一般用

26、于大中型凈水廠；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2、 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(lái)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

27、很大的水，甚至于高濁度水。3.4 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。3.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量為Q=6750m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為25m，表面負(fù)荷q=9 m3/ m2·h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內(nèi)切圓直徑d=25mm，長(zhǎng)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3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.2.1平面尺

28、寸計(jì)算1.沉淀池清水區(qū)面積式中 q表面負(fù)荷，本設(shè)計(jì)取92. 沉淀池的長(zhǎng)度及寬度則沉淀尺寸為30×25=750 m2 ，進(jìn)水區(qū)布置在30m的一側(cè)。在30m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)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(zhǎng)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。

29、3.4.2.2.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20cm×15cm，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10cm，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(zhǎng)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(zhǎng)L=m， 每條集水量為：，考

30、慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：槽寬：=0.9=0.9×0.14=0.9×0.455=0.41m。起點(diǎn)槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.41=0.31m，終點(diǎn)槽中水深H2=1.25b=1.25×0.41=0.50m 為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.50m計(jì)。集水方法采用淹沒(méi)式自由跌落，淹沒(méi)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1.875m3/s，假定集水渠起端的水流截面為正方形，則出水渠

31、寬度為=0.9=m，為施工方便采用1.2m，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，同時(shí)考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：=0.02+1.2+0.45=1.67m 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：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3.4.2.3. 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(zhǎng)15m，B×H=0.3m×0.3m，

32、孔眼采用等距布置，穿孔管長(zhǎng)7.5m，首末端集泥比為0.5 ，查得=0.72。取孔徑=25mm，孔口面積=0.00049m²，取孔距=0.4m，圖4.4 K值對(duì)應(yīng)表孔眼總面積為：m2孔眼總面積為：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。3.4.3 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斜管內(nèi)水流速速為=0.00504m/s=0.50cm/s =93.75<500，符合設(shè)計(jì)要求 式中 斜管安裝傾角，一

33、般采用600-750，本設(shè)計(jì)取600 ，（2）弗勞德系數(shù)=1.36×10-4 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=200s=3.7min ，滿足設(shè)計(jì)要求（一般在25min之間）式中 斜管長(zhǎng)度（m），本設(shè)計(jì)取1.0m。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(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210萬(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

34、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10m2 ）；（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，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(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

35、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

36、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V型濾池。3.5.1 濾池設(shè)計(jì)參數(shù)的確定本水廠采用V型快濾池進(jìn)行過(guò)濾，根據(jù)用水量的情況，采用8個(gè)構(gòu)造相同的快濾池，布置成對(duì)稱雙行排列，則每個(gè)濾池的設(shè)計(jì)流量 Q=1687.5m3/h=468.75L/s。：濾速v=18m/h,沖洗強(qiáng)度為q=14L/(s·m2)，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V型濾池。圖4.5 V型濾池剖面圖3.5.2 濾池池體的計(jì)算每個(gè)濾池的實(shí)際工作時(shí)間 T=24-0.1×2=23.8h濾池的總面積 F=756.3m2每個(gè)濾池

37、的面積 f=756.3/8=94.54 m2,采用95 m2，正方形濾池，每個(gè)池的邊長(zhǎng)為9.75m。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=3.15m3.5.3 配水系統(tǒng)的計(jì)算(單個(gè)濾池)3.5.3.1 干管干管流量 qg=fq=94.54×14=1323.56L/s,采用鋼管DN1200,干管埋入池底，頂部開孔布置。干管始端流速為v0=1.40m/s。3.5.3.2支管支管中心間距采用a=0.25m每池支管數(shù) n=2=78，取78根。每

38、根支管入口流量 q1=1323.56/78=16.97L/s,采用鋼管DN100，始端流速為2.0m/s。3.5.3.3 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%×94.54=0.24m2采用孔眼直徑 d=9mm=0.009m孔眼總數(shù) N=3775個(gè)每根支管孔眼個(gè)數(shù)為n=49,支管孔眼布置設(shè)兩排,與垂線成45°。每根支管長(zhǎng)度 l0=(9.75-1)=4.375m每排孔眼中心距 Ak=0.18m35.3.4 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=3.5m3.5.3.5 復(fù)算配水系統(tǒng)支管長(zhǎng)度與直徑之比不

39、大于60，則44<60，符合條件?？籽劭偯娣e與支管總橫截面積之比小于0.5，則=0.39<0.5，符合條件。干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.752.0，則1.85，符合條件?？籽叟c中心距小于0.2，則Ak=0.17<0.2，符合條件。3.5.4 洗砂排水槽洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.5m排水槽根數(shù) n0=4根排水槽長(zhǎng)度 l0=L=9.75m每槽排水量 q0=ql0a0=14×9.75×2.5=341.25L/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=0.38m,采用0.38m。排水槽底厚度，采用=0.05m。砂

40、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=0.45×0.7+2.5×0.3+0.05+0.075=1.07=1.19m洗砂排水槽總平面面積 F0=2xl0n0=2×0.38×9.75×4=29.41m2=復(fù)算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則=31%25%3.5.5 濾池的各種管渠計(jì)算3.5.5.1 進(jìn)水進(jìn)水總流量 Q0=32.4×104t/d=3.75m3/s進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=1.0m，水深為1.2m，渠中流速為v1=1.05m/s。各個(gè)濾池進(jìn)

41、水管流量 Q2=0.47m3/s進(jìn)水管采用鋼管DN800，流速v2=0.94m/s3.5.5.2 沖洗水沖洗水總流量 Q3=fq=14×94.54=1323.56L/s=1.324 m3/s沖洗水管采用DN900，流速為v3=2.08m/s.3.5.5.3 清水清水總流量 Q4=Q0=3.75 m3/s清水渠斷面與進(jìn)水渠斷面相同。每個(gè)濾池清水管流量 Q4= Q2=0.47m3/s采用鋼管DN700，流速為v4=1.22m/s。3.5.5.4 排水排水流量 Q5= Q3=1.324 m3/s排水渠斷面：寬度為0.8m,深度為1.0m，渠中流速為1.025m/s。3.5.5.5 沖洗水箱

42、沖洗時(shí)間 t=6min沖洗水箱容積 W=1.5qft=1.5×14×94.54×360=714722.4L=714.72m3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=0.022×0.45×14=0.14m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=6.8m3.

43、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，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。3.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)液

44、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=324000m3/d=13500m3/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。3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.2.1 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(tái)ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機(jī)（圖4.7），選用寬高為：330mm×370mm，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14

45、個(gè)1噸氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1個(gè)0.5噸氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。表4.5 氯瓶規(guī)格表3.6.2.2 清水池平面尺寸的計(jì)算3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=0.1×300000=30000m³ 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=300000m³/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

46、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=50×75=3750 m2，超高取0.5m，則清水池凈高度取4.5m。3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=1.2m/s）設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN1400mm，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為：1.22m/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)=1.2，所以：m³/h=4.5m³/s出水管管徑m（設(shè)計(jì)中取出水管流速為=1.0m/s）設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1700mm，則流量最大時(shí)出水管內(nèi)流速為：0.99m/s3）清水池的溢流管溢流管的管徑與進(jìn)水管相同，取為DN1400mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進(jìn)入池內(nèi)。4）清水池的排水管清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，需要設(shè)排水管。排水管徑按2h內(nèi)將水放空計(jì)算。排水