给水处理厂课程设计---某市某给水厂设计37页word 37页

...............精品资料...............给水处理厂课程设计---某市某给水厂设计【精品资料】第35页\n...............精品资料...............中原工学院课程设计说明书能源与环境学院给水排水工程专业设计题目某市某给水厂设计学生姓名：班级：学号：起止日期：指导教师：系主任：目录第一章设计背景基础资料31.1工程设计背景31.2设计规模31.3基础资料及处理要求31.3.1原水水质31.3.2地址条件41.3.3气象条件41.3.4处理要求4第二章给水处理厂方案设计52.1水厂设计规模概况52.2工艺设计流程52.3配水井的设计计算5【精品资料】第35页\n...............精品资料...............2.3.1设计参数52.3.2设计计算52.4混凝设施62.4.1加药62.4.2混凝剂的投加量72.4.3混凝剂的投加72.4.4溶液池容积W与规格72.4.5溶解池容积W2与规格72.4.6投加系统构成和药控制系统选型82.4.7加药间及药库布置82.5混合设施82.5.1设计流量92.5.2设计流量92.5.3混合单元数92.5.4混合时间92.5.5水头损失102.5.6投药管流量102.6折板反应池102.6.1设计参数112.6.2设计计算112.7斜管沉淀池162.7.1已知条件172.7.2设计计算172.8V型滤池192.8.1池体设计202.8.2反冲洗管渠系统222.8.3滤池管渠布置242.8.4冲洗水的供给——选用冲洗水箱供水282.8.5反洗空气的供给302.9加氯间的设计与平面布置332.9.1已知条件332.9.2设计计算332.9.3加氯设备的选择342.9.4厂区布置342.9.5加氯间和氯库34【精品资料】第35页\n...............精品资料...............2.10清水池的设计计算352.10.1设计参数：352.10.2设计计算：352.11相关管路设计372.11.1沉淀池与滤池之间372.11.2V型滤池与清水池之间37第三章净水厂的总体布置设计计算393.1工艺流程布置设计393.2平面布置设计393.3水厂管线设计403.3.1给水管线403.3.2厂内排水403.3.3加药管线403.3.4自用水管线40第四章高程布置设计计算414.1水处理构筑物的高程布置设计计算414.1.1水头损失计算414.1.2处理构筑物水头损失414.2处理构筑物高程确定414.2.1处理构筑物水头损失414.2.2管渠水力计算424.2.3给水处理构筑物高程计算42第五章参考文献43第一章设计背景基础资料1.1工程设计背景某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。1.2设计规模该净水厂总设计规模为（10+M）×104m3/d（M为学生学号的个位数字）。征地面积约40000m2。1.3基础资料及处理要求【精品资料】第35页\n...............精品资料...............1.3.1原水水质原水水质的主要参数见表1。原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L<0.054色度2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO3)mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.171.3.2地址条件根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。1.3.3气象条件项目所在地，属暖温带、半湿润大陆季风气候，四季分明。春季干旱风沙多，夏季炎热雨集中，秋季凉爽温差大，冬季寒冷雨雪少。盛行风向：夏季南风，冬季东北风。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............年平均气温14.0℃，最热月平均气温(7月份)27.1℃，最冷月平均气温(1月份)-0.5℃，平均日照时数2267.6小时，无霜期(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，年主导风向为NNE风和SSW风。最大风速28m/秒，年平均风速3.0m/秒，最大冻土深度2l0mm。主导风向东北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、东南（04班）。1.3.4处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的相关要求第二章给水处理厂方案设计2.1水厂设计规模概况某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。该厂设计规模为150000立方米/天。工程主要分为三大部分：①取水工程②输水工程③净水厂工程2.2工艺设计流程原水静态混合器折板反应池斜管沉淀池V型滤池清水池PAC氯消毒2.3配水井的设计计算配水井的设计计算2.3.1设计参数配水井设计规模为Q=150000x1.05m/d=157500m/d=6562.5m/h2.3.2设计计算（1）配水井有效容积配水井水停留时间取T=30s,则【精品资料】第35页\n...............精品资料...............配水井有效设为容积：V=QT=配水井设计为矩形：设配水井有效设为水深H=5m，安全高度设计为0.4m，则实际高度为5.4m。宽B=3.2m长L=3.5m则配水井应设计尺寸为V=HBL=5×3.2×3.5=56m﹥55m.符合要求（2）进水管径配水井进水管的设计流量为Q=6562.5m/h，查水力计算表知，当进水管管径D=1600mm时，（在小于范围内）。（3）进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每格后续构筑物的分配水量应为q=6562.5/2=3281.25m。因单个出水溢流堰的流量为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，本设计采用矩形堰。矩形堰的流量：式中：—单个出水溢流堰的流量—流量系数，0.3—堰宽，取1.0m则H=(4)配水管管径由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为q=0.911m，查水力计算表可知，当配水管管径D时，v=0.805m/s（在小于【精品资料】第35页\n...............精品资料...............范围内）。2.4混凝设施2.4.1加药根据对原水水质等方面水温和PH等值的分析，选用的混凝剂为聚合氯化铝，混凝剂的投加浓度为10%。优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值适用范围宽（PH=5~9）。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。2.4.2混凝剂的投加量混凝剂的投加量a=20mg/L，日处理水量Q=150000m³/d。日投药量kg/d2.4.3混凝剂的投加混凝剂投加方法有干投和湿投，干投应用较少，本设计采用湿投。2.4.4溶液池容积W与规格日处理水量Q=(150000x1.05)m³/d=6562.5m³/h，调配次数n=3，混凝剂投加量a=20mg/L。m³溶液池采用混凝土结构，取有效水深H=1.4m，总深H=H+H+H=1.4+0.2+0.2=1.8m（H为保护高，取0.2m，H为贮渣深度，取0.2m）溶液池采用矩形，单池尺寸为长（L）x宽（B）x高（H）=3.0x2.5x1.8=13.5m³。溶液池有效容积为3.0x2.5x1.4=10.5，符合要求。溶液池的数量设置为两个，以便交替使用。池旁设工作台，宽1.0～1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............2.4.5溶解池容积W2与规格W=0.3xW=0.3x10.5=3.15m³溶解池一般采用正方形，其有效水深为1m，总深H=H+H+H=1.0+0.2+0.2=1.4m（H为保护高，取0.2m，H为沉渣高，取0.2m）溶解池的规格为LxBxH=1.8x1.8x1.4溶解池的有效容积为1.8x1.8x1.0=3.24m³>3.15，符合要求。溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm，按10min放慢溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管溶解池搅拌装置采用机械搅拌；以电动机驱动桨板搅动溶液。2.4.6投加系统构成和药控制系统选型固体药剂的湿式投加系统包括：药剂的搬运、调制、提升、储液、计量和投加。此外还需要考虑排渣等设施。药剂的调制主要是进行稀释，以满足要求的浓度。湿投分为重力投加和压力投加两种类型。重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。常用的计量设备有计量泵、转子流量计、孔口、浮杯。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。2.4.7加药间及药库布置A加药间加药间应与药剂仓库毗连，并且靠近投药点。各种管线布置在管沟内，。为便于冲洗水集流，地坪坡度大于0.005，并坡向集水坑。B药库布置储存一月的药量则有总药量G=相对密度为1.3，则V=94.5/1.3=72.7m药剂堆放高度为两米，则A=72.7/2=36.35m【精品资料】第35页\n...............精品资料...............，考虑其他的因素，这部分所占要药品面积的40%，所以S=36.35x1.4=50.59m，长宽为8.5x6。内设电动单量悬挂起重机一台。2.5混合设施混合的主要作用，是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以便进一步去除。按现代观点，脱稳过程需时很短，理论上只有数秒钟，在实际设计中，一般不超过2min。对混合的基本要求是快速与均匀。“快速”是因混凝剂在原水中的水解及发生聚合絮凝的速度很快，需尽量造成急速的扰动，以形成大量氢氧化物胶体，而避免生成较大的绒粒。“均匀”是为了使混凝剂在较短的时间内与原水混合均匀，以充分发挥每一粒药剂的作用，并使水中的全部悬浮杂质微粒都能受到药剂的作用。混合设备种类很多，但基本类型主要有机械和水力两种。本设计主要采用管式静态混合器。管式静态混合器的处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有两个一组的混合单原件组成，在不需要外力的情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%。2.5.1设计流量本设计采用两条进水管。每个进水管的流量Q=m³/s2.5.2设计流量静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为=1000mm，采用钢管DN1000，则实际流速为V=1.16m/s2.5.3混合单元数按下式计算N2.36vD=取N=3，则混合器的混合长度为：【精品资料】第35页\n...............精品资料...............L=1.1ND=1.1x3x1=3.3m2.5.4混合时间=2.84s2.5.5水头损失H=0.295m2.5.6投药管流量q=2.6折板反应池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；流量变化较小的中小型水厂【精品资料】第35页\n...............精品资料...............缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥本设计采用折板絮凝池。2.6.1设计参数单池设计水量水厂总设计规模为150000m³/d，折板絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为：Q=折板絮凝池每个系列设计成4组。折板絮凝池与斜管沉淀池合建，沉淀池也为两个。一个沉淀池宽24m。用三道墙将絮凝池分成四组。墙厚200mm，一个絮凝池宽5850mm。有效水深3.4m。设T=18min。所以一个系列容积V=QT=0.911x18x60=983.89m一个系列池长L=983.89/（3.4x24）=12.05mH=3.4+0.3+0.5=4.2m（0.3为超高，0.5为泥斗深度）每组设计流量速度为q=m³/s每组絮凝池分三个阶段，第一个阶段采用相对折板，第二个阶段采用平行折板，第三个哥阶段采用平行直板。折板布置采用单通道。每个阶段分为串联的两格。折半采用如图所示，折宽采用500mm，夹角为90°，板厚60mm。2.6.2设计计算（1）第一段絮凝区设通道宽为1.4m，设计峰速为0.34m³/s，则峰距谷距侧边峰距b=【精品资料】第35页\n...............精品资料...............侧边谷距b=中间部分谷速侧边峰速侧边谷速水头损失计算：①中间部分渐放段损失渐缩段损失：每格各有12格渐缩和渐放，所以每格的水头损失：②侧边部分渐放段损失：渐缩段损失h每格共有6个渐放与渐缩，所以③进口及转弯损失，共有一个进口、2个上转弯和3个下转弯。上转弯水深H为0.7m，下转弯处水深H为1.2m。进口流速：v取0.2m/s上转弯流速：v=下转弯流速：v上转弯取1.8，下转弯及进口取3.0，则每格进口转变损失h④总损失第一絮凝区总损失H【精品资料】第35页\n...............精品资料...............第一絮凝区停留时间T=第一絮凝区平均G=（2）第二絮凝区第二絮凝区采用平行折板，通道宽为1.8m，中间流速为0.15m/s则平行间距b每格有两个上转弯和三个下转弯，上转弯水深H为0.7m，下转弯水深H为1.2m。上转弯速度v下转弯速度v=转弯损失h=1.8x每个弯道水头损失h=每格有24格弯道所以每格弯道总损失h第二絮凝区总损失H=2h=2x0.03758=0.07514m第二絮凝区总耗时T=第二絮凝区平均G=（3）第三絮凝区采用平行直板，平均流速取v=0.11m/s，通道宽为2.30m。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............水头损失：共1个进口及5个转变，流速采用0.11m/s，则单格损失为h总水头损失H=2h=0.0222m停留时间T=速度梯度G=（4）各絮凝段主要指标如下表絮凝段絮凝时间（min）水头损失（m）G（s）GT值第一絮凝区第二絮凝区第三絮凝区4.074.236.690.254360.037580.0222100.6148.2422.832.46x101.22x100.92x10合计14.990.3141457.234.6x102.7斜管沉淀池采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，板的内切圆直径d=25mm。斜管倾角斜管区由六边形截面的蜂窝状斜管组件组成，斜管与水平面成60°角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。2.7.1已知条件斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量Q=0.911m/s。液面上升流速v=3.5mm/s，颗粒沉降速度u=0.4mm/s。沉淀池有效系数。2.7.2设计计算（1）清水区净面积A=【精品资料】第35页\n...............精品资料...............（2）斜管部分面积A=为了配水均匀，斜管部分平面尺寸（BxL）=11.5x24，使进水区沿24m长一边布置。该边长度与絮凝池宽度相同。（3）管内流速v:v=考虑到水量波动，采用v=5mm/s。（4）管长l①有效管长l根据u和v值，按图的l/d=32,则l=32d=32x25=800mm②过渡段长度l采用l=200mm。③斜管总长L=l+l=200+800=1000mm（5）池宽调整池宽B=B+Lcos=11.5+1x0.5=12m钢管支承系统采用钢筋混凝土柱、小梁及角钢架设。（6）复核雷诺数Re根据管内流速v=5mm/s和管径d=25mm，查表的雷诺数Re=31。（7）管内沉淀时间tt=L/v=1000/5=200s=3.33min（8）池高H斜板区高度H=Lsin=1x0.866=0.9m；超高采用0.3m；清水区高度采用1.0m；配水区高度（按泥槽顶记）采用1.5m；排泥槽高度为0.8m；有效池深=1.5+0.9+1.0=3.4m【精品资料】第35页\n...............精品资料...............总高H=+0.8+0.3=3.4+0.8+0.3=4.5m（9）进口配水进口采用穿孔墙配水，穿孔流速0.1m/s。（10）集水系统采用淹没孔集水槽，共8个，集水槽中距为1.1。（11）排泥系统采用穿孔排泥管，V形槽边与水平角成角，共设8个槽，槽高，排泥管上装快开闸门。（12）其他有关进水穿孔墙、集水系统及排泥管的计算，与一般平流式沉淀池或澄清池相同.2.8V型滤池V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字型而得名，也叫军博滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）、六阀滤池（各种管路上有六个主要阀门）。V型滤池构造简图主要参数如下：设计流量Q=150000x1.05=157500m/d，滤速v=10m/h。冲洗强度L/(s)冲洗时间（min）第一步（气冲）153第二步（气水同时冲洗）空气154水4第三步（水冲）55总冲洗时间12min，即0.2h；反冲横少强度1.8L/(s；冲洗周期T=48h。2.8.1池体设计（1）滤池工作时间【精品资料】第35页\n...............精品资料...............=24-th（式中未考虑排放初滤水）（2）滤池面积F滤池总面积F=（3）滤池的分格查表，为节省占地，选双格型滤池，池底板用混凝土，单格宽B3.5m，长L，面积42m，分为并列2组，每组4座，一共8座。每座面积84m。总面积672m。（4）校核强制滤速满足要求（5）滤池高度的确定滤池超高H=0.3m滤层上的水深H滤料厚度H1.0m滤板厚度H0.13m滤板下布水区高度H则滤池总高度H=0.9+0.13+1.0+1.5+0.3=3.83m（6）水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径0.95～1.35㎜，不均匀系数1.2～1.6。均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算：H——水流通过清洁滤料层的水头损失,cm； V——水的运动黏度，cm,20℃时为0.0101cm; g——重力加速度,981cm/s; m——滤料孔隙率;取0.5; 【精品资料】第35页\n...............精品资料...............d——与滤料体积相同的球体直径，㎝，根据厂家提供数据为0.1㎝ l——滤层厚度，cm，l=100cm; v——滤速，㎝/s，v=10m/h=0.28cm./s;——滤料粒径球度系数，天然砂粒为0.75～0.8，取0.8.所以x=16.22cm根据经验，滤速为8~10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30~40cm。计算值比经验值低，取经验值的底限30cm为清洁滤层的过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时，水头损失为为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井的出水堰顶标高与滤料层高相同。设计水封井的平面尺寸为2mx2m，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高H+H因为每座滤池的过滤水量Q所以水封井出水堰堰上的水头由出矩形堰的流量公式Q=1.84bh计算得：h==0.16m则反冲洗完毕，清洁滤池层过滤时，滤层液面比滤料层高0.16+0.52=0.68m2.8.2反冲洗管渠系统（1）反冲洗用水流量Q的计算【精品资料】第35页\n...............精品资料...............反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反冲洗强度最大，为5。QV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量Q（2）反冲洗配水系统的断面计算配水干管进口流速应为1.5m/s左右，配水干管的截面积A反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.49m/s。反冲洗水由反洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠低侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管流速或孔口流速为1~1.5m/s左右，取则配水支管的截面积A此即配水方孔总面积。沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共40个。孔中心间距0.6m，每个孔口面积A每个孔口尺寸取0.1m×0.1m。反冲洗过孔流速：满足要求（3）反冲洗用气量的计算反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气流量计算，这是气冲的强度为Q（4）.配气系统的断面计算配气干管（渠）进口流速应为5m/s左右，则配气干管（渠）的截面积【精品资料】第35页\n...............精品资料...............A反冲洗配气干管用钢管，DN600，流速4.3。反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布气小孔配气到滤池底部的布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个。反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗用配气支管流速或孔口流速为10m/s左右，则配气支管（渠）的截面积为：A每个布气小孔面积A孔口直径为d每孔配气量为（5）气水分配渠的断面设计对气水分配渠断面面积要求最不利条件发生气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量Q气水分配渠的气、水流速均按相应的配水、配气干管流速取值。则气水分配干渠的截面积2.8.3滤池管渠布置（1）反冲洗管渠a.气水分配渠气水分配渠起端宽取0.4m，高取1.5m，末端宽取0.4m，高取1.0m。则起端截面积0.6m，末端截面积0.4m。两侧沿程各布置20个配水方孔和20个配气小孔，孔间距0.6，共40个。气水分配渠末端所需最小截面积为0.48/40=0.012<末端截面积0.4m，满足要求。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............b.排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，则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为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高式中为气水分配渠末端高度。底坡c.排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，则槽内水位高，槽宽b。湿周水流段面积A水力半径R=水流速度v=R过流能力Q实际过水量Q,满足要求（2）进水管渠a.进水总渠8座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.8～1.2m/s，则强制过滤流量为：Q=（157500/7）x2=45000m进水总渠水流断面积为：F=Q/v=0.521/1=0.521m进水总渠宽0.8m，水面高0.66m。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............b.每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池。两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设自动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节阀门的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口总面积按孔口淹没出流公式Q=0.64A计算。其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1，则孔口总面积A中间孔口面积按表面扫洗水量设计：A孔口宽B，高两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积为：A孔口宽B，高c.每座滤池内设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽=5m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m。堰上水头由矩形堰的流量公式得：==0.147md.每座滤池的配水渠进入每座滤池的浑水经过宽顶堰流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽。滤池配水渠宽=0.5m,渠高1m，渠总长等于滤池总宽，则渠长=7m。当渠内水深为=0.6m【精品资料】第35页\n...............精品资料...............时，末端流速为（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进小孔流去，每侧流量为）：满足滤池进水管渠流速的要求。e.配水渠过水能力校核配水渠的水力半径R水力坡降渠内水面降落量因为，配水渠最高水位为<渠高1m故配水渠的过水能力满足要求。（3）V型槽的设计V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取=0.025m，间隔0.15m,间隔0.15m，每槽共计80个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积A取V型槽底部的高度低于表扫水出水孔0.15m。根据潜孔出流公式，其中应为单格滤池的表扫水流量。则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面反冲洗时的排水集水槽大的堰上水头矩形堰的流量公式求得，其中为集水槽长，，Q为单个滤池反冲洗流量Q所以：V型槽倾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：1-0.15-m反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面的高度为：【精品资料】第35页\n...............精品资料...............1-0.15-=0.35m2.8.4冲洗水的供给——选用冲洗水箱供水（1）冲洗水箱到滤池配水系统的管路水头损失反冲洗配水干管用钢管，DN600，管内流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管长总计60m。则反冲洗总管的沿程水头损失为：反冲洗配水干管主要配件及局部损失系数值见下表配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头DN600闸阀等径三通水箱出口48444x0.6=2.48x0.06=0.484x1.5=64x0.5=210.88则冲洗水塔到滤池配水系统的管路损失（2）滤池配水系统的水头损失a.气水分配干渠内的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）计算。气水同时反冲洗时Q：则气水分配渠内水面高为水力半径为R水力坡降为：渠内水头损失为：b.气水分配干渠底部配水方孔的水头损失气水分配干渠底部配水方孔水头损失按淹没出流公式计算，其中为，【精品资料】第35页\n...............精品资料...............为配水方孔总面积。由反冲洗配水系统的断面计算部分内容可知，配水方孔的实际总面积为。则c.反冲洗经过滤头的水头损失为≤0.22m（有厂家产品样本及相关技术参数值决定），气水同时通过滤头时增加的水头损失d.气水同时通过滤头时增加的水头损失Δh气水同时反冲洗时气水比为n=15/4=3.75，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤总面积之比大约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度为：通过滤头时增加的水头损失为：则滤池配水系统的水头损失为：（3）砂滤层水头损失滤料为石英砂，容重，水的容重，石英砂滤料层膨胀前的孔隙率，滤料层膨胀前的厚度。则滤料层水头损失为：（4）富裕水头取1.5m，则反冲洗水箱底高出排水槽顶的高度H水塔容积按一座滤池冲洗水量1.5倍计算2.8.5反洗空气的供给（1）长柄滤头的气压损失气水同时反冲洗时气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量为：Q长柄滤头采取网状布置，约55个/。则每座滤池共计安装长柄滤头：n=55×84=4620个【精品资料】第35页\n...............精品资料...............每个滤头的通气量为：1.26x1000/4620=0.27L/s在该气体流量下的压力损失最大为：（2）气水分配渠配气小孔的气压损失反冲洗时气体通过配气小孔的流速为：压力损失按孔口出流公式计算。式中，为孔口流量系数，取0.6；为孔口面积，；为压力损失，mm水柱；为重力加速度，；为气水流量，；为水的相对密度，则气水分配渠配气小孔的气压损失（3）配气管道的总压力损失a.配气管道沿程压力损失反冲洗空气流量计1.26，配气干管用钢管，DN500，流速7m/s。反冲洗空气管总厂60m，气水分配渠内的压力损失不计。反冲洗管道内的空气气压为：式中：——空气压力，kPa；——长柄滤头距反冲洗水面的高度，m，=1.5m。则反冲洗时空气管内的气体压力空气温度按考虑，查表，此时的空气管道的摩阻为则配气管道的局部压力损失b.配气管道的局部压力损失主要管件及局部阻力系数见下表【精品资料】第35页\n...............精品资料...............表3-3配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头55×0.7=3.5闸阀33×0.25=0.75等径三通22×1.33=2.66∑6.91当量长度的换算公式：式中：——管道当量长度，m；K——长度换算系数；D——管径，m。空气管配件换算长度为则局部压力损失为：配气管道的总压力损失（4）气水冲洗室中的冲洗水水压=(4.307-1.40-0.06-0.09)=27.05kPa本系统采用气水同时反冲洗，对气压要求最不利情况发生气水同时反冲洗时。此时要求鼓风机或储气罐调压阀出口的静压力为式中为输气管道的压力总损失，；为配气系统的压力损失，，；为气水冲洗室中的冲洗水水压，，为富余压力，4.9所以要求鼓风机或储气罐调压阀出口静压=2.33+3+0.13+27.05+4.9=37.41kPa(5)设备选择根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气压力、风量要求选三台LG40风机。风量40m，风压，电动机功率【精品资料】第35页\n...............精品资料...............，再用一备，正常工作鼓风量共计80m2.9加氯间的设计与平面布置2.9.1已知条件处理水量Q=150000x1.05=157500m/d=6562.5m/h，清水池最大投加量为1.0mg/L。2.9.2设计计算（1）清水池加氯量Q（2）每天储氯量G（3）氯瓶的数量采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用2组，每组10个，1组使用，1组备用，每组使用周期约为24d。2.9.3加氯设备的选择（1）加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。选用ZJ-Ⅱ型转子真空加氯机2台，1用1备，每台加氯机加氯量为0.5～9kg/h。加氯机的外形尺寸为：宽×高=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。（2）加氯控制根据余氯值，采用计算机进行自动控制加氯量。2.9.4厂区布置本厂所在地的主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西南部。2.9.5加氯间和氯库【精品资料】第35页\n...............精品资料...............采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长12.0m，宽9.0m。加氯间与氯库的平面布置见下图。2.10清水池的设计计算已知设计水量设计计算过程如下:2.10.1设计参数：清水池的有效容积可按供水量的考虑，在此取因此清水池有效容积2.10.2设计计算：（1）清水池的有效容积（2）设计2组则单个清水池的有效容积：=7500取清水池的有效水深，则每座清水池的面积取清水池的宽度，则清水池长度，设计中取为63m则清水池的实际有效容积为：取清水池超高，则清水池总高（3）进水管采用二根铸铁管，按平均时水量计算，则：=0.868m/s【精品资料】第35页\n...............精品资料...............查水力计算表得采用DN700铸铁管，相应流速（在之间）（4）出水管出水管采用二根铸铁管，按平均时流量乘以1.2~1.4的系数确定，在此取1.3，则查水力计算表采用铸铁管DN800，相应流速（5）溢水管，管端为喇叭口，管上不设阀门，为了防止爬虫等进入，设网罩。（6）排水管按2h内排空，排水管内水流速度为1.5m/s。D=选取管径DN1000mm的排水管。便于排空清水池，采用2％坡度并设排水集水坑。（7）布水墙和水位监测为使布水均匀，特设置布水墙和水位监测设备，以根据城市管网需求来控制清水池中的水位（8）排泥设施清水池底设的穿孔排泥管一根（9）导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保持氯气与水的接触时间不小于30min，每座清水池内设置2条导流墙，间距为10.0m，将清水池分成3格，在导流墙底部每格1.0m设置0.1×0.1m的过水放空，使清水池清洗时方便。（10）检修孔在清水池底部设置圆形检修孔2个，直径为1200mm。(11)通气管为了使清水池内空气疏通，保证水质新鲜，在清水池顶部设置通气孔，通气孔共12个，每格设置4个，通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气疏通。(12)覆土厚【精品资料】第35页\n...............精品资料...............清水池顶部应有0.5～1.0m厚的覆土，并加以绿化。此处覆土厚度为1.0m。2.11相关管路设计2.11.1沉淀池与滤池之间沉淀池与滤池之间的距离为10m,设计管道中的流速则水流出沉淀池的管道直径为D，取1100mm。则管道中实际流速为v，在0.6-1.0m/s之间，符合要求则水流入V型滤池的管道直径为，取600mm。则管道中实际流速为，在0.6-1.0m/s之间，符合要求2.11.2V型滤池与清水池之间V型滤池与清水池的距离为10m,设计管道中的流速v则水流出V型滤池的管道直径为，取350mm。则管道中实际流速为v=，在2.0-2.5m/s之间，符合要求则水流入清水池的管道直径为D【精品资料】第35页\n...............精品资料...............，取700mm。则管道中实际流速为，在2.0-2.5m/s之间，符合要求第三章净水厂的总体布置设计计算3.1工艺流程布置设计净水厂工艺流程布置时必须考虑下列主要原则：1流程力求最短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近，即沉淀池应尽量紧靠滤池，二级泵站尽量靠近清水池，但各构筑物之间应留出必要的施工和检修间距。2构筑物布置应注意朝向和风向。净水构筑物一般无朝向要求，但滤池的操作廊、二级泵站、加药间、化验室、检修间、办公楼等则有朝向要求，尤其散发大量热量的二级泵房对朝向和通风的要求更应注意，布置时应使符合当地最佳方位，尽量接近西南向布置。3考虑近远期协调。在流程布置时既要有近期的完整性，又要求有分期的协调性，布置时应避免近期占地过早过大。本设计水厂常规处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为配水井、分流隔板式混合槽、上向流式斜管沉淀池、V型滤池、清水池。从进水到出水整个流程呈直线，这种布置具有生产管线短、管理方便、有利于日后逐组扩建等优点。3.2平面布置设计当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置。本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来进行水厂的总平面设计。平面布置具体如下：首先，将综合办公用房、食堂、传达室等建筑物组合为一区，称为生活区。生活区设置在进门附近，便于外来人员的联系，使生产系统少受外来干扰。其次，将维修车间、车库、仓库、管配件堆场、中央控制室和二泵站及配电等，组合为一区，称为维修区。由于维修区占用场地较大，堆放配件杂物较乱，所以设计时与生产系统分开，成为一个独立的区块。最后，将化验室和常规处理构筑物与深度处构筑物、水厂排泥水处理构筑物分开。这样便于管理。远期预留地作为绿化用地。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............序号名称面积序号名称面积综合办公用房食堂化验室传达室维修车间堆场（管配件）车库中央控制室仓库二泵站及配电3.3水厂管线设计厂区管线一般包括：给水管线、排水（泥）管线、加药和厂内自用水管线、动力电缆、控制电缆等。后两者不属于本设计的设计范畴。3.3.1给水管线给水管线包括原水管线、沉淀水管线、清水管线和超越管线。给水管道采用铸铁管，布置方式为埋地式。3.3.2厂内排水厂内生活污水与雨水采用分流制，雨水就近排入水体；污水排入城市下水道。生产废水（沉淀池排泥水及滤池反冲洗水）出路：沉淀池排泥水经排泥槽汇集排入排泥池进行泥处理，具体在排泥水处理处进行详述；滤池反冲洗水集中排入回收水池，上清液经回收泵送回原水配水井再次进行处理，底部沉泥由回收水池的放空管直接排入厂区下水道。3.3.3加药管线加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。加药管采用硬聚氯乙烯管；氯气管采用无缝钢管。3.3.4自用水管线厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水。厂内自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出。第四章高程布置设计计算4.1水处理构筑物的高程布置设计计算【精品资料】第35页\n...............精品资料...............4.1.1水头损失计算在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有余地.4.1.2处理构筑物水头损失处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，根据已给数据，得到下表净水构筑物水头损失估计值构筑物水头损失（）备注进入井口一泵站～混合池视管长而定混合池内混合池～反应池反应池内机械反应池应小一些反应池～沉淀池防止绒体破裂沉淀池内沉淀池～滤池滤池清～水池4.2处理构筑物高程确定构筑物高程布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，考虑到土方的填、挖平衡，本设计采用清水池的顶面标高与清水池所在地面标高相同。4.2.1处理构筑物水头损失处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据《给水排水设计手册》第三册进行估算。估算结果见下表。4.2.2管渠水力计算（1）V型滤池至清水池滤池到清水池之间的管线长10m，设两根管，每根流量为911L/s。沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别是0.06，1.0。管径按允许流速选择DN700，查水力计算表：v=2.39m/s，i=9.73‰，则水头损失滤池的最大作用水头为2.0～2.5m，设计中取2.3m。【精品资料】第35页\n...............精品资料...............（2)斜管沉淀池至V型滤池沉淀池到滤池管长为10m。沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别是0.06，1.0。管径按允许流速选择DN1100，查水力计算表：v=0.968m/s，i=0.915‰，则水头损失：（3）絮凝池至沉淀池絮凝池与沉淀池合建，其损失取0.1m。(4)配水井至混合池滤池到清水池之间的管线长34m，设两根管，每根流量为911L/s。沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别是0.06，1.0。管径按允许流速选择DN700，查水力计算表：v=2.39m/s，i=9.94‰，则水头损失4.2.3给水处理构筑物高程计算采用清水池的顶面标高与清水池所在地面标高相同，地面标高为0m，清水池最高水位=0m。当各项水头损失确定以后，便可进行构筑物的高程布置。净水构筑的高程布置采用目前常用的高架式布置形式，因为高架式布置时，主要净水构筑物池底埋设地面下较浅，构筑物大部分高出地面，从而造价较低。净水构筑物水位标高计算名称水头损失（）水位标高连接管段构筑物沿程及局部构筑物配水井0.34.37配水井～静态混合器0.65静态混合器0.303.42静态混合器～折板絮凝池0.1折板絮凝池0.313.02折板絮凝池～斜管沉淀池0.1斜管沉淀池0.152.61斜管沉淀池～型滤池0.059型滤池2.02.4型滤池～清水池0.4【精品资料】第35页\n...............精品资料...............第五章参考文献（1）严熙世，范谨初.给水工程（第四版）.中国建筑工业出版社，1999，北京（2）崔玉川等.给水厂处理设施设计计算.化学工业出版社，2003，北京（3）《给水排水设计手册》，第三册，城镇给水，中国建筑工业出版社：北京，2004.4（4）《给水排水设计手册》，第一册，常用资料，中国建筑工业出版社：北京，1986.7（5）《给水排水设计手册》，第十一册，常用设备，中国建筑工业出版社：北京，2004.6（6）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）【精品资料】第35页