萬噸給水廠畢業(yè)設(shè)計說明計算書

——設(shè)計闡明書1.畢業(yè)設(shè)計的目的 22.畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和原始數(shù)據(jù) 23.工藝確定 44.各構(gòu)筑物形式確定及設(shè)備型號選擇 5設(shè)計計算書第一章取水構(gòu)筑物 6第二章藥劑選擇及投加方式 7第三章混合設(shè)施 第四章凈水工程1.水廠設(shè)計水量 2.機(jī)械攪拌澄清池 3.濾池設(shè)計計算 4.清水池的計算 5.二泵房的計算設(shè)計 6.配水井和吸水井的設(shè)計計算 7.加氯間的設(shè)計計算 第五章泥處理系統(tǒng)1.設(shè)計條件 2.設(shè)計計算 3.排泥池設(shè)計 4.濃縮池設(shè)計 5.污泥調(diào)整池設(shè)計 6.脫水機(jī)房設(shè)計 第六章水廠附屬建筑物和人員編制 第七章水廠總體布置1.水廠的平面布置 2.水廠的高程布置 第八章高程計算 設(shè)計闡明書1.本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題應(yīng)到達(dá)的目的：2.本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務(wù)的內(nèi)容和原始數(shù)據(jù)(2)輸水工程(3)給水處理工程2226.5平方公里，轄19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(其中一種滿族鄉(xiāng)),含347個行政村。聚住著漢、滿、回、蒙古、朝鮮、壯、布依、彝8個民族，人口43萬，其中農(nóng)業(yè)人口33.8年9月28日歸北京市所轄。密云縣既是全國農(nóng)業(yè)生態(tài)試點(diǎn)縣，又是全國綠化先交接地帶，平均海拔高度43.5米。北鄰河北省灤平縣，東接河北省承德縣和興隆縣。南與平谷、順義縣相連，西與懷柔縣毗鄰。縣城距北京東直門65公里，全縣總面積2226.5平方公里，縣城呈三角形。密云水庫宛若一塊碧玉鑲嵌在燕2)氣象資料干燥，春、秋短促。年平均氣溫10~12攝氏度，1月-7~-4攝氏度，7月25~26攝氏度。極端最低-27.4攝氏度，極端最高42攝氏度以上。整年無霜期180~200山前迎風(fēng)坡可達(dá)700毫米以上。降水季節(jié)分派很不均勻，整年降水的75%集中在3)工程地質(zhì)及地震資料米如下，厚度0.5～11.5米，粘土層埋藏于地下0.5～0.8米，厚度0.5～0.8米，軟塑亞粘土埋藏于地下2.5～8.0米，厚度1.4～5.0米。地震裂度按8度考密云河流眾多，重要屬潮白河水系，較大的河流有14條，年平均自然流量達(dá)13.5億立方米，潮白河縱貫?zāi)媳?，匯合于縣城西南3公里處。眾多的河流，使密云的水利資源十分豐富，境內(nèi)除擁有占地224平188平方公里，蓄水量43.75億立方米，約占全縣面積的十分之一，如此廣闊的水面在華北地區(qū)首屈一指。全縣有效澆灌面積1.83萬公頃。與水庫配套26座小型水電站，裝機(jī)容量9.4萬千瓦，發(fā)電量居京郊之首。表1水質(zhì)分析成果指標(biāo)平均指標(biāo)平均溫度/05氰//色度05砷//濁度//小/////硬度鉛///銅///1//鋅///大腸桿菌氟細(xì)菌總數(shù)地下水位在地下1.5米左右。設(shè)計供水量：25萬m2/d。管網(wǎng)最大水頭損失按0.294MPa考慮。水廠出廠水壓應(yīng)≥0.58MPa,以表2都市用水變化狀況時間時變化系數(shù)時間時變化系數(shù)時間時變化系數(shù)由于出水水質(zhì)規(guī)定到達(dá)飲用水水質(zhì)原則，即符合《生活飲用水衛(wèi)生原則》(GB5749-85)水廠采用潮白河水作為水源，擬采用工藝如下：出豐文出豐文混凝劑混合小主+n顧客(1)取水構(gòu)筑物由于該水源地處北方，冬天必然會有冰凌出(5)濾池(2)藥劑溶解池半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強(qiáng)度溶解池的底坡不不不小于0.02,池底應(yīng)有直徑不不不小于100mm的排渣管，池投藥設(shè)備采用計量泵投加的方式。采用計量泵(柱塞泵或隔閡泵),不必另備計(3)混合設(shè)備(4)澄清池由于進(jìn)水懸浮物濃度450mg/L<1000mg/L,符合機(jī)械攪拌澄清池的合用條(6)消毒措施有害病原微生物(病原菌、病毒等),防止水致傳染病的危害。設(shè)計計算書第一章取水構(gòu)筑物h=Z+1.35δ+h+D+h?=0+1.35×0.05+2.0+1.5+0.5=4.0寬度B取B=7.10m長度L2.取水頭部采用垂直向下式的管式取水頭部第二章藥劑選擇及投加方式1.混凝劑的選擇應(yīng)用于水處理的混凝劑應(yīng)符合如下規(guī)定：混凝效果好；對人體健康無害；使用以便；貨源充足，價格低廉。水處理工程常用混凝劑如表5-3:名稱硫酸鋁礬)聚合氧化鋁(PAC)(又名堿式氧化合用于20℃~40℃;PH=5.7～7.8時，重要清除水中懸浮物；濁度高、色度低的水；合用于堿度和PH=8.5～11.0的水；受溫度影響小不大受溫度影溫度適應(yīng)性強(qiáng)，合用件一般都可合用，原水須有一定堿度；絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大時，SO2,影響水質(zhì)處理低濁度水時，效果好于鋁鹽；不適于色度高和含鐵量高的把Fe2+轉(zhuǎn)化成合用于高濁度原水，剛配制的水溶液溫度高合用于低濁、高濁、特點(diǎn)腐蝕性較小易沉淀，易腐蝕溶液池，因此需有溶液池防銹易下沉，易溶解，雜質(zhì)少；土腐蝕極大；操作以便；腐蝕性較小；應(yīng)用較普遍；據(jù)表2-3常用混凝劑性質(zhì)比較，選擇堿式氯化鋁([AI?(OH),C?cl)作為水處理用混凝劑，此外堿式氯化鋁自身無害，據(jù)全國各地使用狀況，凈化后的生活用水一般符合國家飲用水水質(zhì)衛(wèi)生原則，因此選擇堿式氯化鋁作為水處理混凝劑是一種很好的選擇。2.混凝劑投量的計算由于原水的渾濁度及當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件的不一樣，其合用的混凝劑藥劑和最佳用量也不一樣。設(shè)計中采用聚合氯化鋁，根據(jù)原水水質(zhì)，最大投藥量取α=51.4mg/L。最低為6.7mg/L,不需投加助凝劑?；炷齽┩读坑嬎悖?.混凝劑的投加方式混凝劑的投加設(shè)備包括計量設(shè)備、藥液提高設(shè)備、投藥箱、必要的水封箱以及注入設(shè)備等，投藥設(shè)備由投加方式確定。(1)計量設(shè)備：重要有轉(zhuǎn)子流量泵、電磁流量泵、苗嘴、計量泵等，其中苗嘴合用于人工控制，其他既可人工，也可自控。采用轉(zhuǎn)子流量計。(2)投加方式：重要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、計量泵投加等方式。本設(shè)計選用計量泵投加：計量精確，可以實(shí)現(xiàn)自控。T圖2-1計量泵投加4.混凝劑的調(diào)制措施混凝劑采用濕投時，其調(diào)制措施有水力、機(jī)械攪拌措施，水力措施一般是合用于中、小型水廠，機(jī)械措施可用于大、中型水廠，本設(shè)計采用機(jī)械措施調(diào)制混凝劑。5.溶液池容積最大投藥量a=51.4mg/L,投加濃度15%,一天調(diào)制n=4次，W?=αQ/417bn=(51.4*10937.5)/(417*15*4)=22.47(m3)(設(shè)計中取22.5m3)溶液池設(shè)置2個，每個格的有效容積取11.25m3,有效高度為2.0m,超高和沉渣形狀采用矩形，尺寸為B×L×H=2m×3m×2.5m溶液池實(shí)際有效容積W=2m×3m×2m=12m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。采用鋼筋混凝土構(gòu)造，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。置于地下，池頂高出室內(nèi)地面0.5m。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，6.溶解池容積設(shè)計中取W=0.2W=0.2×22.5=4.5m2溶解池池體尺寸為：B×L×H=1.8m×1.8m×(1.4+0.2+0.1)m高度中包括超高0.2m,底部沉渣高度0.1m。溶解池實(shí)際有效容積W,=1.8×1.8×1.5=4.86m3溶解池采用鋼筋混凝土構(gòu)造，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理，池旁設(shè)工作臺，寬1.0—1.5m,底設(shè)0.02坡度，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN80mm,按10min放滿溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管。則放水流量為：查水力計算表得放空管管徑為DN125mm,對應(yīng)流速為0.65m/s,本設(shè)計的溶解池的放空管和排渣管共用一根管，在底部設(shè)DN125mm一根即可。7.投藥管投藥管流量q=(W,*n*1000)/(24*60*60)=(22.47*4*1000)/(24*60*60)查表得：投藥館管徑d=32mm,對應(yīng)流速為0.75m/s,溶解池底部設(shè)管徑d=125mm的排渣管一根。攪拌設(shè)備：溶解池攪拌設(shè)備采用ZJ型折槳式攪拌機(jī)，規(guī)格為ZJ-700型，功率為3kw,轉(zhuǎn)速為85r/min。坪坡度≥0.005,并坡向集水坑。藥劑按最大投量30d用量儲存，每袋質(zhì)量是50kg,每袋規(guī)格為藥劑堆放高度為1.5m。N=(Q×24ut)/1000W=(0.024*10937.5*51.4*30)/50=8096(袋)有效堆放面積A=NV/H(1-e)=(8096*0.5*0.4*0.25)/(1.5-1.5e)=262m2按藥物占有面積的30%計，則藥庫所需面積為262×1.3=340.6m2。第三章混合設(shè)施(1)已知條件：設(shè)計水量Q’=2.5×10°m/d,自用水量取總用水量的5%,則：2)混合管段的水頭損失h3)孔板的孔徑d?4)孔板處流速yv’=v(d?/d?)2=0.79*(900/700)2=1.306m/s孔板的水頭損失hh’=ξv’2/2g=3.25*1.3062/2/9.81=靜態(tài)混合器第四章凈水工程根據(jù)資料，水廠設(shè)計供水量25萬m2/d,考慮到水廠自用水和水量的損失，確定安全系數(shù)K=1.05。這總處理水量Q=1.05×25=26.25萬m3/d=10937.5m3/h=3.04m3/s,取為10940m2/h。2.機(jī)械攪拌澄清池(1)第二反應(yīng)室Q'=5Q=5*0.76=3.8m/s設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積A?為0.04m2,μ?為50mm/s取二反應(yīng)室直徑D?=10.0m,反應(yīng)室壁厚δ=0.25mH?=Qt?/W?=3.8*60/(π/4×10.02)=2.90m(取t?=60s)考慮構(gòu)造布置，選用H?=3.09m(2)導(dǎo)流室取導(dǎo)流室直徑D,為14.4m,導(dǎo)流室壁厚δ?=0.1mH?=(D?-D)/2=(14.6-10.5)/2=2.05m設(shè)計中取用H?=2.1m則出口截面寬H=2*76/π/(14.6+10.5)=1.93m取H?=1.9m出口垂直高度H?=√2*1.9=2.69m,取為2.7m(3)分離室取u?為0.001m/s取池直徑為30.4m,半徑R=15.2m(4)池深計算池深見下圖，取池中停留時間T為1.5h考慮增長4%的構(gòu)造容積，則池計算總?cè)莘e：V=V(1+0.04)=4104*1.04=4268則池直壁部分容積W=H?πD/4=2.5*π*30.42/4=1814.58mW?+W?=V-W=4268.16-1814.58=24取池圓臺高度：H=5.3m,池圓臺斜邊傾角為45°,本池池底采用球殼式構(gòu)造，取球冠高H=1.00m球冠半徑Rw=(D2+4H2)/8H=(19.8+4*1.00)/8/1.00=49.51mV’=V/1.04=4630.53/1.04=4452.(5)配水三角槽進(jìn)水流量增長10%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速u?=0.5m/s三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u?=0.5m/s出水孔總面積1.10Q/u?=1.10*0.76/0.5=1.672m2采用孔口d=0.2m,每孔面積為0.03142m2出水孔數(shù)4*1.672/π/0.22=53.22個為施工以便采用沿三角槽每6°設(shè)置一孔共60孔。(6)第一反應(yīng)室：二反應(yīng)室底板厚：?=0.15mD?=D?+2B?+2δ?=10.5+2*1.3+2*0.15=H?=H+H?-H-δ?=2.5+5.3-3.09-0.1D?=(D?+D?)/2+H=(19.8+13.4)/2+4.5設(shè)裙板厚：δ?=0.06mD?=D?-2(√2B?+δ?)=21.16-2*(√2*0.30+0.06)=20.19m按等腰三角形計算：H?=D?-D?=21.16-20.09H?=(D?-D?)/2=(20.19-19.8)/2H?=H?-H?-H?=4.56-1.07-0.195=3.295=π*3.3*(13.42+13.4*20.19+20.192)/12+π*20.1=π*10.5*3.09/4+π*(14.62-10.52)*(3.V?=V’-(V+V?)=4452.433-(1209.33+412.25)=2830.853m3則實(shí)際各室容積之比為：二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=412.25:1209.33:2830.853=1:2.93:6.87第二反應(yīng)室=412.25*60/840=29.4min第一反應(yīng)室=29.4*2.93=86.14min分離室=29.4×6.87=201.98min其中第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時間之和為115.54min(8)進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水管選用d=900mm,v?=0.90m/s出水管選用d=900mm(9)集水系統(tǒng)因池徑較大采用輻射式集水槽和環(huán)形集水槽集水。每條集水槽與澄清池周避上環(huán)形集水槽相連接，集水槽均勻開口。此外考慮加裝斜板管的也許，故而對集水系統(tǒng)除按設(shè)計水量計算外，還以2Q進(jìn)行校核，決定槽斷面尺寸。輻射集水槽共設(shè)8根設(shè)輻射槽寬：b?=0.5m,槽內(nèi)水流流速為vs?=0.5m/s,槽底坡降il=0.1m按2q?校核，取槽內(nèi)水流流速vs’=0.6m/sh?=q?/vs?’b?=2*0.095/0.6/0.5=0設(shè)計取水槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.55m,槽內(nèi)終點(diǎn)水深為0.65m,孔口出流孔口前水位0.05m,孔口跌落0.07m,槽超高0.2m見上圖槽寬b?=0.8m,考慮施工以便槽底取平面則il=0流量增長一倍時嗎，設(shè)槽內(nèi)流速為vz?=1.0m/sh=?√(0.762/9.81/0.82)=0h=√(2*0.3033/0.95+0.952)=1.設(shè)計取用環(huán)槽內(nèi)水深為1.05m,槽斷面高為1.05+0.07+0.05+0.30=1.47m(槽超高定為0.3m)?？偝鏊郏涸O(shè)計流量為0.76m/s,槽寬b?=1.0m,總出水槽按矩形渠道計算，槽內(nèi)水流流速v=0.8m/s,槽底坡降il=0.2m,槽長為6.5my=2.5√√R(√n-0.10)=0.流量增長一倍時總出水槽內(nèi)流量Q=1.52m2/s,槽寬b=1.0m,取槽內(nèi)流速n=0.013,A=Q/vx=1.52/0.9=1.69m2y=2.5√√R(√n-0.10)=0.設(shè)計取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為1.5m設(shè)計取用槽內(nèi)終點(diǎn)水深為1.7m槽超高定為0.3m按設(shè)計流量計算得從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為=(0.3069+0.1-0.38)+(0.8277-0.792)+0.0設(shè)計流量增長一倍時從輻射槽起點(diǎn)至總出水槽終點(diǎn)的水面坡降為=(0.5489+0.1-0.633)+(1.047-0.95)+(1.492+0.2-1.69)=輻射集水槽有下列兩種集水方式，采用孔口或三角堰口：1)輻射集水槽孔口出流：孔口出流，取孔口前水位高0.05m,流量系數(shù)μ取為在輻射集水槽雙側(cè)及環(huán)形集水槽外側(cè)預(yù)埋DN50塑料管作為集水孔，如安裝斜板(管)時，可將塑料管剔除，則集水孔徑改為DN70.安裝斜板(管)后流量為2q?,則孔口面積增長一倍為0.3094m2設(shè)計采用每側(cè)孔口數(shù)為40(包括環(huán)形集水槽1/2長度單側(cè)開孔數(shù)目)。2)輻射集水槽三角堰(90°)集水，見圖采用鋼板焊制三角堰集水槽，取堰高C=0.10m,堰寬b=0.20m,即90°三角堰，加設(shè)斜板(管)流量增長一倍則n增長為37.486個，參照輻射集水槽長度及上述計算，取集水槽每側(cè)三角堰的個數(shù)為38個。(10)排泥及排水計算污泥濃縮室：總?cè)莘e根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按池總?cè)莘e的1%考慮V’=0.01V'=0.01*4452.433=44分設(shè)三斗，每斗容積V4’=V’/3=44.52/3=14.84m2S=5.0*2.8+2*5.0*h4/3=5.0*2.8+2*5.式中h4=R-√(R2-2.52)=10.5-T?=10'V(100-P)p/(S?-S?)/Q=20574.47排泥歷時：設(shè)污泥斗排泥管為DN100,其斷面電磁排泥閥合用水壓h≤0.04MPa取λ=0.03,管長1=5m局部阻力系數(shù)：進(jìn)口ξ=1×0.5=0.5,丁字管ξ=1×0.1=0.1出口ξ=1×1=1,45°彎頭ξ=1×0.4=0.4閘閥ξ=0.15+4.3=4.45(閘閥、截止閥各一種)Eξ=6.45放空時間計算：設(shè)池底中心排空管直徑DN250曲λ=0.03,管長1=15m局部阻力系數(shù)ξ:進(jìn)口ξ=1×0.5=0.5,出口5=1×1=1式中K?=D2/ud2√2g=30.42/0.46/0.252√2g=453.57t=2*453.57*(8.8512-6.3512)+2*7.85*(19.8*6.3512+4*19.8*6.35~2/3+4攪拌機(jī)是機(jī)械澄清池的重要設(shè)備，攪拌機(jī)可使池內(nèi)液體形成兩種循環(huán)流動，以到達(dá)使水澄清的目的，其作用有二：一是機(jī)械反應(yīng)，由提高葉輪的槳葉在第一反應(yīng)室內(nèi)完畢機(jī)械反應(yīng)，使通過加藥混合產(chǎn)生的絮凝顆粒與回流中的原有礬花碰撞接觸而形成較大的顆粒。;二是澄清分離，提高葉輪將第一反應(yīng)室內(nèi)形成絮凝顆粒的水體提高到第二反應(yīng)室，再經(jīng)折流到澄清區(qū)進(jìn)行分離，清水上升，泥渣從澄清區(qū)下部再回流到第一反應(yīng)室。(1)已知條件：原水容重y=1050kg/m3凈產(chǎn)水能力Q=62500m3/d=0.76m3/s葉輪提高水量Q=5Q=3.8m3/s葉輪提高水頭H=0.05m葉輪外緣線速度v?=1.2m/s葉輪轉(zhuǎn)度規(guī)定無級調(diào)速設(shè)計中取為0.56m則N=0.3*1050*0.64*1.1*(2.122⑦電動機(jī)(采用自鎖蝸桿)功率：電磁調(diào)速電動機(jī)效率：η?=0.8～0.83三角皮帶傳動功率η?一般取0.96蝸輪減速器效率η?,按單頭蝸桿考慮，去0.7⑧攪拌機(jī)軸扭矩：⑨驅(qū)動：采用電磁調(diào)速電機(jī)，減速方式采用三角帶和蝸輪減速器兩級減速。因葉輪需調(diào)整出水口寬度，故需設(shè)計專用立式蝸桿減速器。選用電動機(jī)：JZS?G—61功率0.1—10kW轉(zhuǎn)速18—1760轉(zhuǎn)/min3.濾池設(shè)計計算采用一般快濾池。重要由濾池本體、管廊、沖洗設(shè)施、控制室構(gòu)成。設(shè)計內(nèi)容包括池體個數(shù)、平面尺寸、高度、集水系統(tǒng)、配水系統(tǒng)沖洗水箱及廊道等?？紤]到技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)原因，因此濾料選擇：單層石英砂濾料。00設(shè)濾池濾速為v=12m/h:沖洗時間為t=6min=0.1h(1)濾池面積F濾池工作時間為24小時，沖洗周期為T=12h。濾池實(shí)際工作時間為T'=24-24t/T=24-24×0.1/12=23.8(h)濾池總面積F=Q/vT′=262500/12×23.8=919.12m采用濾池數(shù)N=12,布置成對稱雙行排列每個濾池面積f=F/N=919.12/12=76.59(ní)(不不小于100平方米)設(shè)計中取L=11.0m,B=7.0m,濾池的校核強(qiáng)制濾速v'v1=Nv/(N-1)=12×12/(12-1)=13.09(2)濾池高度H濾料層厚度H=0.70m砂面上水深H?=1.80m濾池超高H?=0.30m因此，濾池總高度為：H=H?+H?+H?+H=0.40+0.70+1.80+0.根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊03冊城鎮(zhèn)給水》P641頁，沖洗強(qiáng)度可采用13~16L/(s~m3,為防止反沖洗時煤粒流失，在整年不一樣水溫時，應(yīng)使濾層的膨脹率基本相似。因此一年內(nèi)，至少在高水溫和低水溫時應(yīng)采用兩種沖洗強(qiáng)度。則對應(yīng)的反沖洗水流量根據(jù)：qg=f*q(3)配水系統(tǒng)根據(jù)水溫較高時的反沖洗強(qiáng)度來配置。qe——反沖洗水流量(L/s);D——干管管徑(m)。配水支管根數(shù)：L——濾池長度(m);a——支管中心間距(m),一般采用0.25～0.30m。設(shè)計中取a=0.25m單格濾池的配水系統(tǒng)如下圖所示：q=q/n=1155/88=13.125支管入口流速：設(shè)計中取B=7m,D=1.0mF=K·fK配水支管上孔口總面積與濾池面積f之比，一般采用0.2%~其中V?一般取5~6m/s有V=1.155/0.1925=6.0m/sd——配水支管上孔口的直徑(mm),一般采用9~12mm。式中N——孔口總數(shù)(個)。N=192500/78.5=2452個式中n——每根支管上的孔口數(shù)(個)。式中ax——孔口中心距(m)?？卓谄骄^損失：設(shè)計中取δ=5mm,K=0.25%;則孔口直徑與壁厚之比按書本表6-3,選用流量系數(shù)μ=0.67,則：配水系統(tǒng)校核：比值不不小于0.5Fk/n?f;=0.1925*4/88/3.14/0.1/0.1=0.31<0.5,滿足規(guī)定。(4)洗砂排水槽根據(jù)《給排水設(shè)計手冊第三冊城鎮(zhèn)給水》P641頁有關(guān)一般快濾池雙層濾料的濾池，洗砂排水槽頂距濾層表面高度H:式中H?----砂層厚度(m);H?——無煙煤厚度(m);x----槽寬的一半(m);書本表9-24選用：選擇H?=400mm=0.4m,H?=400mm=0.4m,a.洗砂排水槽中心距：n?——每側(cè)洗砂排水槽數(shù)(條)。因洗砂排水槽長度不適宜不小于6m,故在設(shè)計中將每座濾池中間設(shè)置排水b.每條洗砂排水槽長度：設(shè)計中取b=0.8m,B=7mc.每條洗砂排水槽的排水量：式中q?——每條洗砂排水槽的排水量(L/s);q?——單個濾池的反沖洗水流量(L/s);n?——洗砂排水槽總數(shù)(條)。d.洗砂排水槽斷面模數(shù)：洗砂排水槽采用三角形原則斷面，如右圖所示。洗砂排水槽斷面模數(shù)式中x——洗砂排水槽斷面模數(shù)(m);q?——每條洗砂排水槽的排水量(L/s);v?——槽中流速(m/s),一般采用0.6m/s。洗砂排水槽頂距濾層表面高度HH=45%*0.4+55%*0.4+2.5*0.25+0.05+0.075排水槽總平面面積：F?/f=20.4/77=26.5%≈25%,(5)中間排水渠：中間排水渠選用矩形斷面，渠底距洗砂排水槽底部的高度式中He——中間排水渠渠底距洗砂排水槽底部的高度(m);b——中間排水渠寬度(m);q?——反沖洗排水流量(m3/s);g——重力加速度(m/s2)。H=1.73*?√(1.155/9.81/0.82通氣管通氣管+洗砂槽中間排水渠(6)濾池反沖洗方式：式中Q'——水泵流量(L/s)。H?——排水槽頂與清水池最低水位高差(m),一般采用7m左右；h?——水泵壓水管路和吸水管路的水頭損失(m);h?——安全水頭(m),一般采用1～2m。hw?--砂濾層和煤濾層水頭損失，m,設(shè)計中取h…=設(shè)計中取H?=7m,h?=2.0m,h?=1.5根據(jù)水泵流量進(jìn)行選泵，最終確定水泵型號為32SA-19J,泵的揚(yáng)程為17m,(7)進(jìn)出水系統(tǒng)萬立方米/每天=2.894立方米/每秒，水深為1.6m,渠中水流速為1.507m/s。沖洗水流量q?=1155L/s,采用管徑D?=800mm,管中流速v?=2.09m/s。清水總流量Q=2.894m3/s,總清水干管采用D=1100mm,單個濾池清水管流量Q=0.241m2/s,采用管徑D?=400mm,管中流速vs=0.662m/s。中流速v?=0.77m/s。排水虹吸管選D?=400mm,管中流速為v=0.76m/s。4.清水池的計算(1)清水池的有效容積清水池的有效容積，包括調(diào)整容積、消防貯水量和水廠自用水的調(diào)整。清水池的總有效容積：式中V——清水池的總有效容積(m3);k——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用10%～20%;Q——設(shè)計供水量(m3/d)。清水池共設(shè)2座，則每座清水池的有效容積V,為每座清水池的面積：設(shè)計中取池深h=5m取清水池寬B為40m,則池長L為則清水池實(shí)際有效容積為5×63×40=12600m3(2)管道系統(tǒng)1)清水池的進(jìn)水管D?=√(Q/4/0.785/v)=√(3.038/4/0.785/0.設(shè)計中取進(jìn)水管管徑為DN1100mm,進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.7m2)清水池的出水管：Q=KQ/24=1.4*262500/24=15312.5m3=√(4.253/4/0.785/0.8)設(shè)計中取DN1300mm,則流量最大時出水管內(nèi)的流速為0.755m/s。3)清水池的溢流管：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)的水在檢修時需要放空，因此應(yīng)設(shè)排水管。排水管的管徑按2h內(nèi)將式中D?——排水管的管徑(m);v?——排水管內(nèi)水流速度(m/s)。設(shè)計中取t=2hD?=√(6300/2/3600/0.785/1.2)設(shè)計中取排水管管徑為DN1000mm。清水池的放空采用潛水泵排水，在清水池低水位進(jìn)行。(3)清水池的布置1)導(dǎo)流墻：在清水池中設(shè)導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，每池導(dǎo)流墻設(shè)2條，兩邊間距為13m,中間為14m將清水池提成3格，在導(dǎo)流墻內(nèi)每隔1.0m,設(shè)0.1×0.1m過水方孔，使清水池清洗時，排水以便。2)檢修孔在清水池頂設(shè)圓形檢查孔2個，直徑為1200mm.3)通氣管為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂設(shè)通氣孔，共12個，每條廊道4個通氣管的管徑為200mm,通氣管伸出地面的高度高下錯落，便于空氣流通。4)、覆土厚度在清水池頂部覆蓋1.0m厚的覆土，并加以綠化，美化環(huán)境。清水池的計算下面簡圖。(1).設(shè)計計算1)設(shè)計流量：最高時為Q=4982.64L/s2)設(shè)計揚(yáng)程：ho——管網(wǎng)水頭損失，取3m。h?——安全水頭，取安全水頭為2.0m;3)選水泵和電機(jī)a.根據(jù)最大供水時Q=4982.64L/s=17937.5m2/h,H=69.1m,為了在都市用水量減少時進(jìn)行靈活調(diào)配，并且節(jié)能，選擇幾臺水泵并聯(lián)工作來滿足最高時用水量和揚(yáng)程需要；而在用水量減少時，減少并聯(lián)水泵臺數(shù)或單泵供水，并保持工作水泵在其高效段工作?？梢圆捎?臺32SA-10型泵并聯(lián)，其中1臺泵備用。b.對所選水泵的校核在泵站中水泵選好之后，還必須按照發(fā)生火災(zāi)時的供水狀況，校核泵站的流量和揚(yáng)程與否滿足消防時的需要。式中Q,——設(shè)計的消防用水量(m3/h);取324m3/h。取16531m3/h。Q,——一級泵站正常運(yùn)行時的流量(m3/h);10937.5m2/h。量的大小決定，見建筑設(shè)計防火規(guī)范；取1h。則Q=13520.5m3/h=3755.7L/s可以看出所選水泵能滿足消防規(guī)定。c.水泵機(jī)組布置1)、布置形式：直線單行布置，2)、水泵基礎(chǔ)設(shè)計查《給水排水設(shè)計手冊11》SA型泵安裝尺寸計算，所選水泵不帶底座，查水泵的安裝尺寸表2—10水泵電機(jī)型號型號基礎(chǔ)深度確實(shí)定：γ——基礎(chǔ)所用材料容重，選用鋼筋混凝土，W——水泵和電機(jī)重量，H=3*15400*9.8/5.618/2.285/2352H=1.5m>20*35=0.7m,符合規(guī)4)吸、壓水管路計算每臺水泵有單獨(dú)的吸、壓水管，吸、壓水管路中水流經(jīng)濟(jì)流速基本規(guī)定：DN≥250時2.0～2.5m/s(1)吸水管查水力計算表得：管徑DN1100,v=1.49m/s,i=2.74%(2)壓水管查水力計算表得：管徑DN900,v=2.47m/s,i=10.4%泵房所在地坪標(biāo)高為43.5m,考慮施工以便以及可滿足吸水規(guī)下式泵房，取地下部分高度為2.5m泵房地面上高度(不包括行車梁以上高度)為：=0.84+0.8+0.5+0.85*2.285+0.2+b——滑車高度，取0.8m;d——為起重繩垂直長度，水泵寬的0.85倍；1)起重設(shè)備度6m,起升速度1.5m/min,起重量為10噸。2)排水設(shè)備泵房是半地下式，采用電動水泵排水。沿泵房內(nèi)壁設(shè)排水溝，將水集中到集水坑，再用泵抽吸到室外。泵房排水按照計，排水泵靜揚(yáng)程按5m計，水頭損失約1m。因此總揚(yáng)程6m左右，可選用40Z-30A離心泵，流量21m/s,揚(yáng)程8.5m,配用的電機(jī)Y90L-4,3)通風(fēng)設(shè)備泵房是半地下式，采用自然通風(fēng)。4)真空泵選擇W?-泵殼內(nèi)的空氣體積，為0.247m3;K-漏氣系數(shù)，采用1.05;T-水泵充水時間，為4min;Z?-水泵的安裝高度Z,=2.5m。①機(jī)器間長度：因電機(jī)功率不小于55kW,且為32SA-10長度為5.618m,則基礎(chǔ)總長度L=4×5.修的空間，長度為4.0×3=12m此外，在泵房長度的一側(cè)留有4.5m的檢修場地，另一側(cè)留有1m的通道。因此機(jī)器間總長度L=22.472+12.0+4.時取40m:②機(jī)器間寬度W=2.3+1.5+3=6.8m設(shè)計中取7m。再取1.③檢修平臺：取其寬為4.5m,長為8.5m。為了使機(jī)械澄清池配水均勻，因此設(shè)置配水井1個，采用一端進(jìn)水另一端出水的方式。水停留時間為90s,配水井的進(jìn)水流量為3.038m3/s,則配水井的有取配水井有效水深4.8m,超高0.3m,井體采用圓形，則配水井表面積：實(shí)際容積V=πR2*4.8=3.14*4.32*4.8=278.68m3可以采用。為了防止一側(cè)進(jìn)水直接沖擊出水管，應(yīng)在進(jìn)水側(cè)設(shè)置一座擋水墻，墻高采用出水管采用Dg=900mm的鑄鐵管，其流量按照水量的75%進(jìn)行計算：v=3.038*0.75*4/3.14/1(2)吸水井的計算設(shè)計根據(jù)需要設(shè)置分建式吸水井，靠近泵房一側(cè)與二泵平行設(shè)置，與泵房之間的距離為2m,提成獨(dú)立的兩個，中間隔墻上安裝閥門以保證足以通過鄰格最大吸水流量。其調(diào)度管理以便，吸水管道短，水泵運(yùn)行安全程度高。其存水量常常變化，井口水位隨清水池水位漲落而變化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。最低水位為清水池池底標(biāo)高減去管路水頭損失，清水池池底標(biāo)高為38.9m,故吸水井最低水位為41.42m。吸水井重要計算其有效容量，采用最小容量法，設(shè)水在吸水井的停留時間為3min,則吸水井的有效容積為：二泵房設(shè)有四臺泵，三用一備，每臺泵均有單獨(dú)的吸水管，Q=6330m3/h。查水力計算表得：管徑DN1100,v=2.04m/s,i=4.13%喇叭口直徑D取D=1.50d=1.65m,喇叭口與吸水井井底距離為h=0.8D=1.65*0.8=1.32m;喇叭口的最小沉沒深度h?應(yīng)在吸水井最低水位如下0.6～1.2m,,取喇叭口與井壁凈距b=1.0D=1.65m吸水井寬度B=1.65*3=4.95m,取為5.0m;吸水井長度本設(shè)計采用1.2mg/L,接觸時間不不不小于30分鐘。Q-需消毒的水量(m3/h)擬采用ZJ-1型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)2臺，一用一備，加氯量為5~45尺寸L×B×H=650mm×310mm×1000mm,加氯機(jī)安裝在墻上，兩臺加氯機(jī)間的凈采用容量為1000kg的氯瓶，D=800mm,L=2120mm,氯瓶自重720kg存儲量按最大用量30天計算，則密云縣域西夏季西南風(fēng)，冬季多東北風(fēng)和西北風(fēng)，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，故將加氯間設(shè)在水廠的東南方，靠近濾池和清水池。氯水管線敷設(shè)在地溝內(nèi)直到加氯點(diǎn)，地溝內(nèi)有排水設(shè)施防止積水，氯水管管材用以便加速液氯氣化，水壓不小于20m。在從氯庫進(jìn)入加氯間，每個加氯機(jī)進(jìn)一為搬運(yùn)氯瓶以便，在氯庫內(nèi)設(shè)CD?-60單軌電葫蘆一種，軌道在氯瓶上方，第五章泥處理系統(tǒng)積F=76.59m2,每次清洗水量為485.1m2,水停留水間t=6min,沖洗廢水含水率99.97%(含固率0.03%),沖洗廢水排入排水池。(5)濃縮池持續(xù)運(yùn)行，上清液回流。(6)脫水機(jī)按每日16小時工作，脫水機(jī)進(jìn)泥含固率為3%,脫水后泥餅含固率27%。2.設(shè)計計算(1)污泥處理系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模(每日需處理的干固體總量)根據(jù)上述設(shè)計水質(zhì)指標(biāo)每日干固體量：D?=262500*(450*1.0+10%*51.4*T一設(shè)計采用的原水濁度(NTU)E1-濁度與ss的換算系數(shù)，取1.0A—鋁鹽混凝劑加注率(以硫酸鋁計單位mg/L)E2一堿式氯化鋁與氫氧化鋁的換算系數(shù)，為1.53(2)澄清池排泥水量(3)濾池沖洗廢水量(4)濾池沖洗廢水干固體量8732+2104=10836m3/d,設(shè)計小時流量451.5m3/h(24小時運(yùn)行)和，為119.24t。夜流量為10836-3981=6855m3/d(上清夜懸浮固體量較小，忽視不計)(9)脫水機(jī)進(jìn)泥流量按16h工作計為3981/16=248.81m2/h,濃度為3%。(10)假設(shè)脫水機(jī)的分離效率為98.2%,則泥餅中的干固體總量為：119.425*98.2%=117.28t,分離液中干固量0.81t。(11)泥餅含固率27%,故泥餅體積為118.454/0.27=438.72m3/d,每小時泥餅體積438.72/16=27.42m3/h(12)分離液水量為3981-438.72=3542.28m2/a3.排泥池設(shè)計W?為安全蓄水量，安全水深取水0.5m,排泥池的水深取4m,超高0.1mW?=92π*0.5=127.23m3排泥池出水管管徑400mm管內(nèi)流速1.0m/s4.濃縮池設(shè)計輻流式濃縮池的固體通量可取0.5～1.0kg/m2·h,液面負(fù)荷不不小于1.0m2/ (1)池邊水深一般為3.5～4.5m。當(dāng)考慮污泥在濃縮池作臨時儲存時，池邊水(2)宜采用機(jī)械排泥，,當(dāng)池子直徑(或正方形一邊)較小時，也可以采用多(4)池底坡度為0.08～0.10。超高不小于0.3m;濃縮污泥排出管管徑不應(yīng)不不小于150mm。采用沉淀濃縮法，圓形輔流式濃縮池四個。每池設(shè)計流量：14083.1/4=3520.775m2/d=146.70m2/h污泥濃縮時間：16h進(jìn)泥含水率：99.1%出泥含水率：97%進(jìn)泥濃度：9.37g/1(1)濃縮池面積：A=Q/G=146.70*9.37/2.5=549.8m2選用池徑26.5m(3)沉淀池有效水深h?=V/A=2347.2/549.8=4.27m(4)濃縮后剩余污泥量Q?=Q(1-P?)/(1-P?)=3520.775*(1-0.99)/(1-0.97)=1173.59m3(6)池底坡度導(dǎo)致的深度h:取污泥斗上口直徑D?=3.0m,底部半徑D?=0.5mh=(D-D?))*0.1/2=1.1取1.18m。h?=(D?-D?)tan55)tan55*/取1.80m。污泥斗中污泥停留時間：T=(V?+V?)/3600/Q?=(5.1+244.28)/360H=0.3+4.27+0.3+1.18+1.10.濃縮后分離出的污水量(上清液):Q’=3520.775-1173.59=2347.185m/d=97.80m311.濃縮池上清液采用固定式溢流堰，溢流出水通過溢流堰進(jìn)入出水槽，然后匯出水槽流量為q=0.0186m2/s則V=0.0186/0.4/0.1=0.46m2溢流堰采用單側(cè)90°三角形出水堰，三角堰頂寬0.2m,深0.1m濃縮池三角堰個數(shù)為：80.74/0.2=404個污泥量qε=0.0136m2/s,采用污泥管徑DN500,排入污泥調(diào)整池。④調(diào)整池采用圓形，取D=8.2m,其中有效水深3.0m,超高0.3m。排泥池進(jìn)水管管徑100mm,管內(nèi)流速0.28m/s排泥池出水管管徑150mm,管內(nèi)流速0.21m/s已知：脫水機(jī)處理量E=148.896m3/h,t=16h,s=104.06t/d,P?=97%。取n=2,不考慮備用，當(dāng)一臺脫水機(jī)檢修時，另一臺脫水機(jī)一日24小時取1臺投料泵供1臺脫水機(jī)，則2臺脫水機(jī)需2臺投料泵運(yùn)行。選3臺投料泵，2用1備。=(0.4+0.6*0.73)*104.06Z?=(P?/(1-P?)-P?/(1-P))*s=308布置成兩層，,二層做成一種鋼平臺。為了減小鋼平臺的面積，將離心脫水機(jī)的附屬設(shè)備(如藥劑制備及投藥系統(tǒng))布置在底層，泥餅輸送設(shè)備螺旋運(yùn)根據(jù)脫水機(jī)的安裝尺寸，則設(shè)計時脫水機(jī)房的平面尺寸設(shè)計為：L*B*等。此外水廠內(nèi)其他某些建筑物；如堆場，車棚，圍墻，籃球場。水廠規(guī)模是25萬m2/d,在20～50萬,按照《城鎮(zhèn)給水設(shè)計手冊》確1、生產(chǎn)管理及行政辦公用房(1)生產(chǎn)管理用房：取350平米，未包括廁所、貯藏室面積。(2)行政辦公用房：與生產(chǎn)管理用房合建，包括辦公室、打字室、資料時、接待室等，用房面積人均5m2。本設(shè)計的行政人員額定取10個。則其面積為50m2。2、化驗(yàn)室(1)包括：理化分析室、毒物檢查室、生物檢查室(包括無菌室)、加熱室、天平室、儀器室、藥物貯藏室(包括毒品室)、辦公室、更衣室(2)面積和人員配置：取200m2,配置8人。不包括車間班組化驗(yàn)(1)機(jī)修間：重要維修水廠范圍內(nèi)的水泵、電動機(jī)、閥門、管道、水處理設(shè)備及其他零星項(xiàng)目，考慮后期擴(kuò)建，維修類型選用中修，則維修面積和人員配置如下：車間面積170m2,輔助面積(指備品庫、更衣室、辦公室的面積)80m2,人數(shù)為12人。(2)水表間：不設(shè)置電修間面積50m2,人員配置6人。(4)泥木工間：泥木工間面積60m2,人數(shù)為4人。4、車庫：一般4t卡車按32m2/輛，2t卡車按22m2/輛，吉普按18m2/輛，超過三輛汽車的車庫，設(shè)司機(jī)休息室、工具4t和2t卡車個2輛，吉普車兩輛。因此車所占面積為144m2,司機(jī)休息室、工具間和汽油庫共設(shè)計面積為36m2,總共為180m2。3個司機(jī)。其他雜品，這里取250m2,包括倉庫管理人員的辦公面積，其面積為6、食堂：每個就餐人員面積為1.8m2/人，設(shè)計水廠職工定員為100人，其面積取用180m2;7、浴室與鍋爐房：浴室取80m2。鍋爐房取80m2。8、傳達(dá)室：面積為30m2,提成傳達(dá)室、值班室宿舍。此外在加兩個門衛(wèi)室，取30m2。夜班工人臨時休息用房，宿舍面積可按4m2/人考慮，住宿人數(shù)宜按值班職工總?cè)藬?shù)的45%—55%計。獨(dú)身宿舍指常住在房，其面積可按5m2/人，人數(shù)宜按給水廠定員人數(shù)的35%—45%計算。值班宿舍面積為200m2,獨(dú)身宿舍為200m2。10、堆場：管配件堆場200m2。砂石濾料堆場，在濾池附近，占地面積按全廠濾池濾料總重的10%考慮，其平均堆高采用1米，本設(shè)計濾料堆場取30m2。11、綠化用房：綠化面積不不小于7000m2時，綠化工定員2人，每增長7000—10000m2增配1人，綠化用房面積定額可按8m2/人計算。本設(shè)計的氯化工定員為4人，因此綠化用房面積為32m2。(1)原水管線(2)沉淀水管線(3)清水管線(4)超越管線(兩清水池之間有聯(lián)絡(luò)管線，池底相似)廠內(nèi)道路多數(shù)為6米，包括人行道2米。所有道路的轉(zhuǎn)彎半徑均為8米。構(gòu)筑物名稱構(gòu)筑物名稱靜態(tài)混合器無筏濾池絮凝池虹吸濾池沉淀池直接過濾池澄清池一般快濾池表8-2連接管中容許流速和水頭損失容許流速水頭損失(m)附注靜態(tài)混合器至機(jī)械澄清池流速宜取下限一般快濾池至清水池視管道長度而定水廠凈水處理內(nèi)各構(gòu)筑物連接管線沿程水頭損失及局部水頭損失的計算如1)吸水井至清水池的水頭損失已知管徑D=1300mm,v=1.140m/s,i=1.00%。沿程損失h=L*i=22*0.001=0.022m,設(shè)計中取0.1m局部損失h=Σξv21(2g)式中ξ為局部損失系數(shù)，其計算成果如下：——進(jìn)口的局部阻力系數(shù)，取1.05?——出口的局部阻力系數(shù)，取0.8ξ?——鋼制90°彎頭的局部阻力系數(shù)，取1.015?——閘閥局部阻力系數(shù)，按全開考慮，取0.07則Zξ=5?+5?+45?+2ξ?=1.總水頭損失為h?=h?+h=0.1+0.33=0.43m,取0.45m2)清水池至濾池的水頭損失已知管徑D=1100mm,v=1.588m/s,i=2.42‰。沿程損失h=L*i=40*0.00242=0.0968m設(shè)計中取0.1m式中與為局部損失系數(shù)，其計算成果如下：5——進(jìn)口的局部阻力系數(shù)，取1.05?——出口的局部阻力系數(shù)，取0.85?——等徑丁字管的局部阻力系數(shù)，取0.15;——閘閥局部阻力系數(shù)，按全開考慮，取0.07則Zξ=5+ξ?+ξ?+4ξ+2ξ=1.0+0.8+0.1+3×1.01+0hg=Zξv2/(2g)=5.07*1.5882/(2*9.81)=0.65m總水頭損失為3)機(jī)械攪拌澄清池至虹吸濾池的水頭損失已知管徑D=90