鄭州大學(xué)給排水12級(jí)給水課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE40第一章總論 3第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 32設(shè)計(jì)要求 3第二節(jié)基本資料 31．水源水質(zhì) 32．供水水質(zhì)要求 43．廠區(qū)地形 54．工程地質(zhì)資料 55．水文及水文地質(zhì)資料 56．氣象資料 57．設(shè)計(jì)依據(jù) 6第二章總體設(shè)計(jì) 7第一節(jié)工藝流程的確定 71． 設(shè)計(jì)水質(zhì)和水量 71.1設(shè)計(jì)水質(zhì) 71.2設(shè)計(jì)水量 72．工藝流程 8第二節(jié)水處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇 81．選擇根據(jù) 82． 凈水廠處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇 92.1投藥系統(tǒng) 92.2混凝劑的選擇 92.3混合設(shè)備 102.4絮凝設(shè)備 102.5沉淀池 112.6濾池 122.9消毒系統(tǒng) 13第三章混凝沉淀 14第一節(jié)藥劑投配設(shè)備 141．藥劑溶解池和溶液池的計(jì)算 141.1溶液池 141.2溶解池 151.3投藥管 151.4溶解池?cái)嚢柙O(shè)備 16第二節(jié)混合設(shè)備 161．混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算 16第三節(jié)反應(yīng)設(shè)備 171．絮凝池的選擇 172．絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算 17第四節(jié)沉淀澄清設(shè)備 201．沉淀池選擇 203．斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算 213.1平面尺寸計(jì)算 213.2進(jìn)出水系統(tǒng) 223.3核算 25第四章過(guò)濾 25第一節(jié)濾池的選型 251．濾池的選型 252． 濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算 262.1平面尺寸計(jì)算 262.2反沖洗管渠系統(tǒng) 283.濾池管渠的布置 30第五章消毒 35第一節(jié)加藥量的確定、設(shè)備的選擇 351．加氯量的確定、設(shè)備的選擇 352．加氯間的布置 36第六章清水池及泵房 36第一節(jié)清水池 361．清水池有效容積 362．泵房 372.1水泵選擇 373．吸水井 37第七章總圖布置 37第一節(jié)高程布置 371．高程布置原則 372．水頭損失計(jì)算． 383．高程設(shè)計(jì) 39第二節(jié)平面布置 391．水廠基本組成 392．水廠平面布置內(nèi)容 40

第一章總論第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1設(shè)計(jì)任務(wù)建設(shè)一座產(chǎn)水量為5萬(wàn)m3/d的自來(lái)水廠。本設(shè)計(jì)旨在自來(lái)水廠的初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)任務(wù)如下：由各項(xiàng)基本資料，參照規(guī)范和相應(yīng)的水質(zhì)指標(biāo)確定水廠的處理工藝流程及凈水構(gòu)筑物的類(lèi)型和數(shù)量。進(jìn)行水廠各主要構(gòu)筑物的、建筑物、各種管渠及道路等的總體布置。進(jìn)行主要的凈水構(gòu)筑物的工藝計(jì)算。2設(shè)計(jì)要求2．1根據(jù)已有資料，進(jìn)行城市給水廠的初步設(shè)計(jì)。2．2編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明和計(jì)算書(shū)，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)和高層布置，合理安排構(gòu)筑物及輔助建筑物的平面位置及標(biāo)高。2．3設(shè)計(jì)圖紙3張，包括：水廠平面布置圖(1:200～1:500)。水廠的處理工藝高程布置圖(縱向1:5～100，橫向1：100～1：500)，可與水廠平面布置圖畫(huà)在一張圖上。1張主要凈水構(gòu)筑物的工藝構(gòu)造圖(平面及剖面1：50～1:200)。第二節(jié)基本資料1．水源水質(zhì)水源為河水，原水水質(zhì)如表1.1所示表1.1原水水質(zhì)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)量項(xiàng)目數(shù)量渾濁度100～1000mg/L總硬度4度（德國(guó)度）色度15度碳酸鹽硬度4度（德國(guó)度）水溫0～20oC氯化物21mg/LpH值7溶解性總固體298mg/L細(xì)菌總數(shù)12000個(gè)/ML硝酸鹽0.05mg/L大腸菌數(shù)33000個(gè)/L鐵0.1mg/L臭和味微量亞硝酸鹽0.038mg/L化學(xué)耗氧量9.68mg/L堿度8度2．供水水質(zhì)要求根據(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：水中不得含有致病微生物；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；水的感官性狀良好；城市供水水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目；常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目表見(jiàn)表1.2表1.2《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目3．廠區(qū)地形廠區(qū)地形平坦，水源取水口位于水廠西北方向50m，水廠位于城市北面lkm。4．工程地質(zhì)資料4.1地質(zhì)鉆探資料見(jiàn)表1.3表1.3地質(zhì)鉆探資料表土砂質(zhì)粘土細(xì)砂中砂粗砂粗砂石粘土1m1.5m1m2m0.8m1m2m4.2地震計(jì)算強(qiáng)度為182.2KPa4.3地震烈度為9度以下4.4地下水質(zhì)對(duì)各類(lèi)水泥均無(wú)侵蝕作用5．水文及水文地質(zhì)資料最高洪水位：342.5m；最大流量Q=295m/s常水位：340.5m，平均流量Q=15.3m/s枯水位：338.7m，最小流量Q=8.25m/s地下水位；在地面下1.5m6．氣象資料風(fēng)向（風(fēng)玫瑰自定）氣溫：最冷平均溫為-0.80°C最熱月平均溫為25.4°C極端氣溫：最高溫38°C，最低溫-21.5°C土壤冰凍深度：0.7m7．設(shè)計(jì)依據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).城鎮(zhèn)給水》（第三冊(cè)）(第九冊(cè))（十一冊(cè)）《現(xiàn)代給水處理構(gòu)筑物與工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算》《給水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》《給水工程技術(shù)及工程實(shí)例》

第二章總體設(shè)計(jì)第一節(jié)工藝流程的確定設(shè)計(jì)水質(zhì)和水量1.1設(shè)計(jì)水質(zhì)將原水水質(zhì)與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》比較可知，除渾濁度、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù)等明顯超標(biāo)以及具有微量的臭和味外，其他指標(biāo)均均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。本設(shè)計(jì)給為水處理工程設(shè)計(jì)，為水質(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、膠體雜質(zhì)、細(xì)菌、病毒局其他有害物質(zhì)，使經(jīng)凈化處理后的水質(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致病微生物；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；水的感官性狀良好；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及澄清池排泥等方面。城鎮(zhèn)水廠子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：Q=(1+a)Q式中Q—水廠日處理量a—水廠自來(lái)水系數(shù)，一般采用供水量的5%—10%，本設(shè)計(jì)取8%Q—設(shè)計(jì)供水量（m/d），為5萬(wàn)m/dQ=（1+8%）×50000=54000m/d=2250m/h=0.625m/s2．工藝流程經(jīng)對(duì)原水水質(zhì)與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，除渾濁度、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù)等明顯超標(biāo)以及具有微量的臭和味外，其他指標(biāo)均均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。因此該水廠可采用常規(guī)處理，采用“混凝→沉淀→過(guò)濾→消毒”流程，流程中混凝、沉淀、消毒不僅能夠有效的降低水的濁度。還能夠去除水中某些有機(jī)物、細(xì)菌及病毒。但所以該水廠選擇工藝流程為“混合→絮凝→沉淀→過(guò)濾→消毒”的處理工藝。工藝流程如圖2.1所示。第二節(jié)水處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇1．選擇根據(jù)水處理構(gòu)筑物的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求、水廠用地面積和地形條件等，參照相似條件運(yùn)行水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。凈水廠處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇2.1投藥系統(tǒng)混凝劑的投加系統(tǒng)包括計(jì)量設(shè)備、藥液提升設(shè)備、投藥箱、必要的水封箱及注入設(shè)備等。根據(jù)不同的投加方式或投藥控制系統(tǒng)，所用的設(shè)備也有所不同。計(jì)量設(shè)備藥液投入原水中必須有計(jì)量或定量設(shè)備，并能隨時(shí)調(diào)節(jié)。計(jì)量設(shè)備多種多樣，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。計(jì)量設(shè)備有：轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、苗嘴、計(jì)量泵等。其中苗嘴是最簡(jiǎn)單的計(jì)量設(shè)備，適用于人工控制。因此本設(shè)計(jì)中計(jì)量設(shè)備選用苗嘴。投加方式常用的投加方式有：泵前投加、高位溶液重力投加、水射器投加、泵投加。泵前投加：藥液投加在水泵吸水管或水喇叭口處。這種投加方式安全可靠，一般適用于取水泵房距廠房較近這。高位溶液重力投加：當(dāng)取水泵房距水廠較遠(yuǎn)者，應(yīng)建造高架溶液池利用重力將藥液投入水泵壓水管上或投加在混合池入口處。這種方法安全可靠，但溶液池位置較高。水射器投加：利用高壓水通過(guò)水射器噴嘴和喉管之間真空抽吸作用將藥液吸入，同時(shí)隨水的余壓注入原水管中。這種投加方式設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率低，且容易磨損。泵投加：有利于藥液與水的混合，采用計(jì)量泵和離心泵配上流量計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于在本設(shè)計(jì)中，水源取水口僅離水廠50m，故設(shè)計(jì)中采用泵前投加。2.2混凝劑的選擇應(yīng)用于飲用水處理的混凝劑應(yīng)符合混凝效果好、對(duì)人體健康無(wú)害、使用方便、貨源充足、價(jià)格低廉等要求。本設(shè)計(jì)中選用的混凝劑為堿式氯化鋁[Al(OH)Cl]簡(jiǎn)寫(xiě)為PAC。堿式氯化鋁在我國(guó)七十年代初開(kāi)始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快，被廣泛應(yīng)用，在水中對(duì)膠粒起電性中和級(jí)吸附架橋作用。本設(shè)計(jì)水廠混凝劑最大投藥量為30mg/L。其特點(diǎn)為：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。溫度適應(yīng)性高，pH使用范圍廣。使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本較三氯化鐵較低。無(wú)機(jī)高分子化合物2.3混合設(shè)備混合設(shè)備的基本要求是：藥劑與水的混合必須均勻快速?；旌系姆绞街饕校核没旌?、管式混合、機(jī)械混合池。水泵混合：藥劑投加在水泵吸水管處或喇叭口處，利用水泵葉輪告訴旋轉(zhuǎn)以達(dá)到快速混合目的?；旌闲Ч茫恍枰斫ɑ旌显O(shè)施，節(jié)省動(dòng)力，各型水廠均可采用。但當(dāng)取水泵房距水廠構(gòu)筑物較遠(yuǎn)時(shí)，不宜采用水泵混合。且水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機(jī)械耗能較大，維護(hù)管理復(fù)雜。管式混合：管式混合即將藥劑直接投入水泵壓水管中以借助管中流速進(jìn)行混合。目前使用廣泛的管式混合器是“管式靜態(tài)混合器”。這種混合器構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)部位件，安裝方便，混合快速而均勻。但缺點(diǎn)是流量小時(shí)，混合能力下降。機(jī)械混合：可以適應(yīng)流量、水溫等變化，但是也增加了相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，維修管理上的不方便。綜上所述，水源最小流量為Q=8.25m/s，能滿足給水廠的設(shè)計(jì)需求，因此水廠流量穩(wěn)定，不會(huì)有太大變化。所以采用管式靜態(tài)混合器。2.4絮凝設(shè)備絮凝設(shè)備的基本要求是：原水與藥劑經(jīng)混合后，通過(guò)絮凝設(shè)備應(yīng)形成肉眼可見(jiàn)的大的密實(shí)絮凝體。概括起來(lái)分為兩大類(lèi)：水力攪拌式和機(jī)械攪拌式。目前國(guó)內(nèi)使用較多的是水力絮凝池及其各種組合形式，主要有隔板絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池。各絮凝池優(yōu)缺點(diǎn)如表2-1所示表2-1絮凝池類(lèi)型及特點(diǎn)表類(lèi)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)折處礬花易破碎。適用于水量大于30000m/d的水廠；水量變動(dòng)小回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單管理缺點(diǎn)：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m/d的水廠；水量變動(dòng)小者，改建和擴(kuò)建舊池時(shí)更實(shí)用。折板式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間段，容積較好缺點(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)間段缺點(diǎn)：末端池底易積泥根據(jù)以上各種絮凝池特點(diǎn)及實(shí)際情況進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)選用往復(fù)式隔板絮凝池。2.5沉淀池選擇沉淀池類(lèi)型時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求，斌考慮原水水溫變化、處理水量均勻程度以及是否連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。根據(jù)水在池中流動(dòng)的方向，沉淀池分為平流式、輻流式和斜管（板）沉淀池。各沉淀池的類(lèi)型與特點(diǎn)如表2-2所示。表2-2沉淀池類(lèi)型與特點(diǎn)類(lèi)型特點(diǎn)適用條件平流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)較低；操作管理方便施工比較簡(jiǎn)單，對(duì)原水濁度適應(yīng)性高。缺點(diǎn)：占地面積大，水力排泥時(shí)排泥困難。一般適用于大中型水廠輻流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：多用機(jī)械排泥，運(yùn)行效果好管理較簡(jiǎn)單啊，排泥設(shè)備趨于定型。缺點(diǎn)：機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高適用于處理高濁度水斜管（板）沉淀池優(yōu)點(diǎn)：沉淀效率高，池體小，占地小，缺點(diǎn)：斜管（板）耗材高，對(duì)原水濁度適應(yīng)性較平流池較差。適用于沉淀池改造擴(kuò)建和挖潛根據(jù)以上各種沉淀池及實(shí)際情況進(jìn)行比較，原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的實(shí)體，要在沉淀池中分離出來(lái)以達(dá)到澄清的作用。因此本設(shè)計(jì)選用斜管沉淀池。2.6濾池濾池的型式選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、原水水質(zhì)和工藝流程的高程布置等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用于設(shè)計(jì)工程的濾池有：普通快濾池，無(wú)閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)罩濾池和V型濾池。各濾池的類(lèi)型特點(diǎn)如表2-3所示表2-3濾池類(lèi)型和特點(diǎn)類(lèi)型濾料特點(diǎn)使用范圍普通快濾池單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：材料易得，價(jià)格低，單池面積大，采用減速過(guò)濾，水質(zhì)好缺點(diǎn)：閥門(mén)多易損壞，價(jià)格高，需有全套沖洗設(shè)備。一般用于大中型水廠；單池面積不宜大于100m無(wú)煙煤石英砂雙層濾料優(yōu)點(diǎn)：含污能力大，可采用較大流速，減速過(guò)濾，水質(zhì)好，沖洗水少缺點(diǎn)：濾料價(jià)格高，易流失；沖洗困難，易積泥球。適用于大中型水廠，單池面積不宜大于100m無(wú)閥濾池單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：不需要設(shè)置大型閥門(mén)；自動(dòng)沖洗管理方便；可成套定制。缺點(diǎn)：沖洗效果較差，浪費(fèi)水量；等水頭變速過(guò)濾，水質(zhì)差。適用于小型水廠，一般在10000m/d以下虹吸濾池單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：不需要大型閥門(mén)，自動(dòng)沖洗，管理方便。缺點(diǎn)：池深單池面積小，沖洗水量大；等速過(guò)濾，水質(zhì)不如變速過(guò)濾。適用于中型水廠，一般在2~10×10m/d移動(dòng)罩濾池單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，不需要大型閥門(mén)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；占地少，節(jié)能缺點(diǎn)：需要移動(dòng)沖洗設(shè)備；技術(shù)要求高；起始濾速不宜過(guò)高適用于大中型水廠，單個(gè)面積宜小于100mV型濾池單層砂濾料優(yōu)點(diǎn)：采用氣水反沖洗，有表面橫向掃洗作用，沖洗效果好，節(jié)水缺點(diǎn)：過(guò)濾周期長(zhǎng)適用于大中型水廠根據(jù)以上濾池特點(diǎn)及實(shí)際情況進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)選用V型濾池。2.9消毒系統(tǒng)水的消毒處理是生活飲用水處理工藝的最后一道工序，其目的在于滅殺水中的致病微生物，防治水質(zhì)傳染病的危害。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是采用液氯消毒，氯除了消毒外，還有氧化還原作用。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)好時(shí)，一般為濾后消毒，它的殺菌能力較強(qiáng)，維持水中含氯量持久。

第三章混凝沉淀第一節(jié)藥劑投配設(shè)備1．藥劑溶解池和溶液池的計(jì)算1.1溶液池已知計(jì)量水量Q=54000m/d=2250m/h，選用混凝劑為堿式氯化鋁，混凝劑的最大投藥量為30mg/L，藥溶液濃度15%，一天調(diào)制次數(shù)n=3。溶液池容積按下式計(jì)算：W=式中W—溶液池體積；mQ—處理水量；m/ha—混凝劑最大投加量；mg/Lc—溶液濃度，一般取5%~20%n—每日調(diào)制次數(shù)，取n=3W===3.59m取3.6m，溶液池設(shè)置兩個(gè)，采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每個(gè)容積均為W，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深H=2.0m，總深H=H+H+H式中H—超高，取0.2mH—渣深度，取0.1mH=H+H+H=2.0+0.2+0.1=2.3m溶液池采用矩形，溶液池尺寸為長(zhǎng)寬高=1.6m1m2.3m=3.68m。1.2溶解池溶解池容積按下式計(jì)算：W=（0.2~0.3）W式中W—溶液池容積，本設(shè)計(jì)取0.3WW—溶解池容積W=0.3W=0.33.6=1.08m取1.0m，溶解池設(shè)置兩個(gè)，采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每個(gè)容積均為W，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深H=1m，總深H=H+H+H式中H—超高，取0.2mH—渣深度，取0.1mH=H+H+H=1+0.2+0.1=1.3m溶解池采用矩形，溶解池尺寸為長(zhǎng)寬高=1m1m1.5m=1.3m，池底坡度0.02溶解池的放水時(shí)間采用t=10min，則放水量q===1.7L/s查水力計(jì)算表得放水管徑d=50mm，相應(yīng)流速為v=0.86m/s（鋼管）。溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根。1.3投藥管投藥管流量q===0.0833m/s查水力計(jì)算表得放水管管徑d=20mm，相應(yīng)流速為0.26m/s。1.4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式攪拌機(jī)。第二節(jié)混合設(shè)備1．混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)總計(jì)水量Q=54000m/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，且投藥管上多出開(kāi)孔，使藥液均勻分布，進(jìn)水管采用兩條，流速v=1.0m/s。設(shè)計(jì)草圖如圖3-1圖3-1管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖靜態(tài)混合器在絮凝池進(jìn)水管，設(shè)計(jì)流量為q===0.32m/s則靜態(tài)混合器的管徑為：D===0.65m，本設(shè)計(jì)采用D=650mm混合器混合長(zhǎng)度為：L=1.1DN=1.10.653=2.2m混合時(shí)間為T(mén)===2.2s水頭損失為h=0.1184N=0.11843=0.24m<0.5m，符合設(shè)計(jì)要求、校核GT值G===968s，在700~1000s之間，符合要求GT=9682.2=2130>2000符合要求第三節(jié)反應(yīng)設(shè)備1．絮凝池的選擇本設(shè)計(jì)中絮凝池選用往復(fù)式隔板絮凝池，絮凝池設(shè)計(jì)n=2組，每組1池，絮凝池長(zhǎng)寬比Z==1.2，每池的設(shè)計(jì)流量為Q===1125m/h=18.75m/min=0.31m/s，絮凝時(shí)間T=20min2．絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池單池有效容積V=QT=18.7510=187.5m取絮凝池平均水深為H=1.2m，單池平面面積===156.25池長(zhǎng)（隔板間凈距離之和）L===11.4m池寬B=ZL=1.211.4=13.6813.7隔板間距絮凝池起端流速取v=0.5m/s，末端流速取v=0.2m/s。首先根據(jù)起、末端流速和水平水深算出起、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：a===0.5m末端廊道寬度：a===1.25m廊道寬度分成4段，各段廊道寬度和流速見(jiàn)表3-1。應(yīng)注意，表中所求廊道內(nèi)流速按平均水深計(jì)算，故只是廊道真實(shí)流速的近似值，因?yàn)槔鹊浪钍沁f減的。表3-1廊道寬度和流速計(jì)算表廊道分段號(hào)1234各段廊道寬度（m）0.50.60.81.1各段廊道流速（m/s）0.50.420.310.20各段廊道數(shù)5443各段廊道總凈寬（m）2.52.43.23.3四段廊道寬度之和b=2.5+2.4+3.2+3.3=11.4取隔板厚度=0.2m，共16塊隔板，則絮凝池總長(zhǎng)度L=11.4+160.2=14.6m水頭損失計(jì)算按下式計(jì)算h=式中—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—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=3；—第i段廊道總長(zhǎng)度，m-第i段廊道過(guò)水?dāng)嗝嫠Π霃?，mC—流速系數(shù)，隨水力半徑和池底及池壁粗糙系數(shù)n而定，通常按滿寧公式C=R計(jì)算。R===0.21mC=R=×0.25=59，C=3517其他段計(jì)算結(jié)果R=0.24，C=61，C=3721R=0.3，C=63，C=3969R=0.38，C=65，C=4225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1.2倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處流速m/h式中—第i段轉(zhuǎn)彎處的流速m/s—單池處理水量，m/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其他三段轉(zhuǎn)彎處流速為=0.36m/h=0.27m/h=0.20m/h各廊道長(zhǎng)度為各段轉(zhuǎn)彎處的寬度為0.6m；0.72m；0.96m；1.32m=n×（B-0.6）=5×（13.7-0.6）=65.5=n×（B-0.72）=4×（13.7-0.72）=51.68=n×（B-0.96）=4×（13.7-0.96）=50.96=n×（B-1.32）=4×（13.7-1.32）=49.52各段水頭損失為表3-2所示h=表3-2各段水頭損失表段數(shù)CCh150.50.4365.50.215935170.163240.420.3651.680.246137210.090340.310.2750.960.36339690.063430.200.2049.520.386542250.020合計(jì)h=h=0.336GT值計(jì)算G=,符合設(shè)計(jì)要求GT=52.16×20×60=62580符合要求混凝池與沉淀池合建，中間過(guò)渡段寬度為1.5m。第四節(jié)沉淀澄清設(shè)備1．沉淀池選擇通過(guò)前文討論，本設(shè)計(jì)沉淀池的采用異向斜管沉淀池，設(shè)計(jì)2組。設(shè)計(jì)流量為1125m/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為13.7m，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成六角形蜂窩管，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(jiàn)圖3-2。圖3-2斜管沉淀池計(jì)算草圖2．斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算2.1平面尺寸計(jì)算沉淀池清水區(qū)面積式中q—表面負(fù)荷，m/（m·h），一般采用9~11m/（m·h），本設(shè)計(jì)取10m/（m·h）。沉淀池長(zhǎng)度及寬度則沉淀尺寸為為配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在13.7m廠的一側(cè)，在7.5m的長(zhǎng)度中扣除無(wú)效長(zhǎng)度0.5m，因此進(jìn)口面積（考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03）式中—斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.03沉淀池總高度式中—沉淀池超高，m；本設(shè)計(jì)取0.3m—清水區(qū)高度，m；本設(shè)計(jì)取1.2m—斜管區(qū)高度，m；斜管長(zhǎng)度為1.0m，安裝傾角60°，則=°=0.87m—配水區(qū)高度，m；本設(shè)計(jì)取1.5m—排泥槽高度，m；本設(shè)計(jì)取0.8m2.2進(jìn)出水系統(tǒng)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—孔口總面積，v=孔口速度，m/s每個(gè)孔口的尺寸定為10cm×10cm,則孔口數(shù)47個(gè)。進(jìn)水孔位置應(yīng)在斜管以下，沉淀區(qū)以上部位。沉淀池出水設(shè)計(jì)沉淀池的出水采用穿孔集水槽，沿進(jìn)水方向布置10條集水槽，為了施工方便槽底為平坡，集水槽中心距為，每條集水槽長(zhǎng)，每條集水量為考慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為對(duì)于矩形槽，其最佳過(guò)流斷面的寬深比為2，即b=2h。再由臨界水深的計(jì)算可得槽寬為槽內(nèi)水流速度為v=0.5m/s集水槽終點(diǎn)水深為為了施工方便，槽中水深統(tǒng)一按=0.3m計(jì)。集水方法采用淹沒(méi)式自由跌落，淹沒(méi)深度取0.05m，跌落高度取0.05m。槽的超高取0.15m。集水槽總高度孔眼計(jì)算集水槽兩端開(kāi)有圓孔以收集清水，所需總面積式中—集水槽流量，—流量系數(shù)，取0.62—孔口淹沒(méi)水深，取0.05m—孔口總面積孔眼孔徑采用d=40mm，則單孔面積孔眼個(gè)數(shù)集水槽每邊孔眼數(shù)為26，則孔眼中心距為=0.66m出水管及出水總渠6條集水槽匯入出水總渠，渠內(nèi)流量為0.3，按最佳過(guò)流斷面計(jì)算渠寬為考慮要滿足出水管的寬度要求出水總渠的寬度取0.6。出水渠終點(diǎn)水深m出水總渠起端水深取0.3m，考慮到集水槽流進(jìn)入出水總渠時(shí)應(yīng)自由跌落高度取0.05m，即集水槽應(yīng)高于出水總渠起端水面0.05m，則集水渠總高度為H=0.05+1+0.3=1.35m出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽內(nèi)的損失。孔口損失為集水槽內(nèi)的損失故出水的總水頭損失為=0.037+0.068=0.105m，設(shè)計(jì)取0.11m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，沿水平垂直方向共設(shè)8根，雙側(cè)排泥至集尼渠。設(shè)集泥渠長(zhǎng)11m，B×H=0.3m×0.3m,孔眼采用等距布置，穿孔管長(zhǎng)11.5m，首末端集泥比為0.5，查表=0.72，孔徑d=25mm，孔口面積0.00049，取孔距s=0.4m?？籽劭倐€(gè)數(shù)個(gè)孔眼總面積穿孔管斷面積為穿孔管直徑為取直徑為150mm，孔眼向下，與中垂線成45°，并排排列，采用氣動(dòng)快開(kāi)式排泥閥。3核算雷諾數(shù)水力半徑當(dāng)水溫t=20°C時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘度=0.01斜管內(nèi)水流流速為=0.321/s弗勞德系數(shù)，介于0.001~0.0001之間，滿足設(shè)計(jì)要求。斜管中的沉淀時(shí)間，滿足要求第四章過(guò)濾第一節(jié)濾池的選型1．濾池的選型通過(guò)前文討論，本設(shè)計(jì)的濾池選用V形濾池，設(shè)置兩組，每組濾池設(shè)計(jì)濾速v=10m/h。第一步氣沖沖洗強(qiáng)度；第二步氣-水同時(shí)反沖，空氣強(qiáng)度，水強(qiáng)度；第三步水沖洗強(qiáng)度；第一步氣沖時(shí)間；第二步氣水沖洗時(shí)間；第三步水沖時(shí)間t。沖洗時(shí)間10min；沖洗周期48h。反沖洗強(qiáng)度1.8，濾池采用單層厚均質(zhì)石英砂濾料，粒徑0.96~1.35mm，不均勻系數(shù)1.2-1.6。計(jì)算草圖如圖4-3圖4-3V型濾池計(jì)算草圖濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1平面尺寸計(jì)算濾池工作時(shí)間濾池總面積為了節(jié)省占地，選用雙格V型濾池，池底板用混凝土，單格寬B=4m，單格長(zhǎng)L=8m,（V型濾池的長(zhǎng)寬比取2:1，濾池中央氣-水分配槽將濾池寬度分成兩半，每一半寬度不宜超過(guò)4m）面積32，，共4座，每座面積64，總面積256。校核強(qiáng)制濾速，滿足要求濾池高度的確定式中—?dú)馑腋叨龋?.7~0.9m，取0.8m—濾板厚度，m；,取0.1m—濾料層厚度，m；取1.2m—濾層上水深，m；取1.4m—進(jìn)水系統(tǒng)跌差，m；取0.4m—進(jìn)水總渠超高，m；取0.3m—濾板承托層厚度，m；取0.1水封井設(shè)計(jì)濾層采用單層均質(zhì)濾料，粒徑0.96~1.35mm，不均勻系數(shù)為1.2~1.6，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算式中—水流通過(guò)濾料層的水頭損失，cm—水的運(yùn)動(dòng)黏度，，20°C時(shí)為0.0101g—重力加速度，981—濾料孔隙率，取0.5—與濾料體積相同的球體直徑，cm；取0.1cm—濾層厚度，120cm—濾速，v=10m/h=0.28m/s—濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.75~0.80，取0.8根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為8~12m/s時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為30~50cm，計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30cm為清潔濾料層的過(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，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)的水頭損失為，為保證正常過(guò)濾時(shí)池內(nèi)液面高出濾料層，水封井出水堰定高與濾料層相同，設(shè)水封井平面尺寸2×2。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：每座濾池過(guò)濾水量水封井并出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式計(jì)算得則反沖洗完畢，清潔濾料層過(guò)濾時(shí)，濾池液面比濾料層高0.175+0.52=0.695m2.反沖洗管渠系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng)，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，水泵宜與濾池合建，且沖洗水泵安裝應(yīng)符合泵房的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定反沖洗用水流量反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，單獨(dú)水洗是反洗強(qiáng)度最大為5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，配水干管的截面積反沖洗配水干管用鋼管，DN600，流速1.13m/s。反沖洗水由反洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過(guò)配水方孔按反沖洗支管的流速取值，配水支管流速為1.0~1.5m/s，取，則配水支管的截面積，此為配水方孔總面積，沿渠長(zhǎng)方向各兩側(cè)均勻布置20個(gè)配水孔，共40個(gè)，孔中心距0.6嗎，每個(gè)孔口面積，每個(gè)孔口尺寸取0.1m×0.1m反沖洗用氣量計(jì)算采用鼓風(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)空氣流量計(jì)算，這時(shí)氣沖強(qiáng)度為15配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管的截面積反沖洗配氣干管采用鋼管，DN500，流速4.9m/s，反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計(jì)40個(gè)，反沖洗用空氣通過(guò)布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_洗配氣干管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s，配氣支管的截面積每個(gè)布?xì)庑】酌娣e，孔口直徑d=0.05m每孔配氣量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)，即氣水同時(shí)反沖洗是要求氣水分配渠斷面面積最大。一次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3.濾池管渠的布置3.1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1m。則起端截面積0.6，末端截面積，兩側(cè)沿程各布置20配水小孔和20個(gè)配氣小孔，孔間距0.6m，共40個(gè)配水小孔和配氣小孔，氣水分配渠末端所需要最小截面積為<末端截面積0.4，滿足要求。b.排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5，則排水集水槽起端槽高式中、、、同前，1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端高式中、、、同前，1.0為氣水分配渠末端高度。坡底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)集水槽較高0.3m，則槽內(nèi)水位高，槽寬，濕周m水流斷面水力半徑水流速度過(guò)流能力實(shí)際過(guò)水量<3.2進(jìn)水管渠進(jìn)水總渠四座濾池分成獨(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0.8~1.2m/s，采用1.0m/s，則強(qiáng)制過(guò)濾流量過(guò)水?dāng)嗝?，進(jìn)水渠寬1.0m，水面高0.3m單池進(jìn)水孔每座濾池在進(jìn)水側(cè)壁開(kāi)三個(gè)進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過(guò)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池，兩側(cè)進(jìn)水孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉，中間進(jìn)水孔口設(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(kāi)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(méi)出流公式計(jì)算，強(qiáng)制過(guò)濾水量Q=0.3孔口兩側(cè)水位差取0.1m，則孔口總面積中間空面積按表面掃吸水量設(shè)計(jì)孔口寬B=0.7m，孔口高H=0.4m兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門(mén)，采用橡膠囊充氣閥，每個(gè)測(cè)控面積孔口寬B=0.7m，孔口高H=0.2m3.3寬頂渠位保證進(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)入每座池內(nèi)的陪誰(shuí)去，在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬取，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行布置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5。堰上水頭由矩形堰的流量公式3.4濾池配水渠進(jìn)入，每座濾池的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池的V型槽，濾池配水渠寬取，渠高為1.0m，去總長(zhǎng)等于濾池總寬，則渠長(zhǎng)，當(dāng)渠內(nèi)水深時(shí)，末端流速（進(jìn)來(lái)的待濾水又分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去，沒(méi)測(cè)流量）滿足濾池進(jìn)水渠流速在0.8~1.2m/s的要求配水渠能力校核配水渠的水力半徑配水渠的水力坡降渠內(nèi)水面降落量配水渠最高水位<渠高1m所以配水渠的過(guò)水能力滿足要求3.5V型槽的設(shè)計(jì)V型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取，間隔取0.15m，每槽共計(jì)60個(gè)，則單側(cè)V型濾池表掃水出水孔面積表掃水出水孔低于排水集水槽定0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。根據(jù)潛孔出流公式，其中Q為單格濾池的表掃水流量，則表面掃洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰流量公式求得，其中b為集水槽長(zhǎng)，，Q為單格濾池反沖洗流量所以，V型槽傾角45°，垂直高度1m，壁厚0.5m.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濾池沖洗水量的1.5倍計(jì)算反沖洗配水干管采用DN6