建筑给排水专业资料 18页

各廊道长度为：各段转弯处的宽度分别为0.875m；1.05m；1.26m；2.18m；第1段水头损失为：m4.3.2.5GT值计算(t=20时),符合设计要求；（在-105范围之内）絮凝池与沉淀池合建，中间过渡段宽度为1.5m。4.4斜管沉淀池设计计算斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计2组。39\n4.4.1设计参数设计流量为Q=1237.5m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为15m，表面负荷q=10m3/m2·h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，长1000mm，水平倾角θ=60°，斜管沉淀池计算草图见图4-2.图4.3斜管沉淀池计算草图4.4.2设计计4.4.2.1平面尺寸计算1.沉淀池清水区面积,近似取150。式中q——表面负荷,一般采用9.0-11.0，本设计取102.沉淀池的长度及宽度则沉淀尺寸为10×15=150m2，进水区布置在一个15m的一侧。在39\n15m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03)式中：k1——斜管结构系数，取1.033沉淀池总高度式中h1——保护高度（m），一般采用0.3-0.5m，本设计取0.3m；h2——清水区高度（m），一般采用1.0-1.5m，本设计取1.2m；h3——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则；h4——配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本设计取1.5m；h5——排泥槽高度（m），本设计取0.8m。4.4.2.2.进出水系统1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：式中v——孔口速度（m/s），一般取值不大于0.20m/s。本设计取0.15m/s。每个孔口的尺寸定为15cm×8cm，则孔口数个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。2.沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积：设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数式中F——每个孔口的面积(m2),39\n设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=12/8=1.5m。，每条集水槽长L=m，每条集水量为：，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：槽宽：=起点槽中水深H1=0.75b=0.75×0.26=0.20m，终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.20=0.25m为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.25m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度:集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间距为5cm集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.388m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为=0.9=m，为施工方便采用0.8m，起端水深0.95m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.02m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.02，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：=0.02+0.8+0.95=1.77m出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：式中：——进口阻力系数，本设计取=2.集水槽内水深为0.3m，槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为：出水总水头损失39\n4.4.2.3.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长10m，B×H=0.3m×0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长7.5m，首末端集泥比为0.5，查得=0.72。取孔径=25mm，孔口面积=0.00049m²，取孔距=0.4m，图4.4K值对应表孔眼总面积为：孔眼总面积为：孔眼总面积为：m2　　穿孔管断面积为：===0.0123m2　　穿孔管直径为：==0.125m取直径为150mm，孔眼向下，与中垂线成角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。4.4.3核算（1）雷诺数Re水力半径=mm=0.625cm39\n当水温=20℃时，水的运动粘度=0.01cm2/s斜管内水流速速为===0.00318m/s=0.318cm/s===19.875<500，符合设计要求式中——斜管安装倾角，一般采用600-750，本设计取600，（2）弗劳德系数===1.65×10-4介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。（3）斜管中的沉淀时间===314s=5.2min，满足设计要求式中——斜管长度（m），本设计取1.0m。4.5V型滤池设计计算4.5.1滤池设计参数的确定本水厂采用V型快滤池进行过滤，根据用水量的情况，采用8个构造相同的快滤池，布置成对称双行排列，则每个滤池的设计流量Q==309.38m3/h=85.94L/s。：滤速v=10m/h,冲洗强度为q=14L/(s·m2)，冲洗时间为t=6min=0.1h，滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，采用石英砂单层滤料。下图为V型滤池。39\n图4.5V型滤池剖面图4.5.2滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间T=24-0.1×2=23.8h滤池的总面积F==250m2每个滤池的面积f=250/8=31.25m2,采用36m2，正方形滤池，每个池的边长为6m。确定滤池的高度支承层高度H1，采用0.45m滤池层高度H2，采用0.7m砂面上水深H3，采用1.7m保护高度H4，采用0.30m每格滤池的总高度为H=0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m4.5.3配水系统的计算(单个滤池)4.5.3.1干管干管流量qg=fq=58×14=812L/s,采用钢管DN900,干管埋入池底，顶部开孔布置。干管始端流速为v0=1.40m/s。4.5.3.2支管支管中心间距采用a=0.25m39\n每池支管数n=2=48根。每根支管入口流量q1=812/48=16.97L/s,采用钢管DN100，始端流速为2.0m/s。4.5.3.3孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比采用K=0.25%孔眼总面积F=Kf=0.25%×58=0.15m2采用孔眼直径d=9mm=0.009m孔眼总数N==2359个每根支管孔眼个数为n==49,支管孔眼布置设两排,与垂线成45°。每根支管长度l0=(7.6-1)=3.30m每排孔眼中心距Ak==0.13m4.5.3.4孔眼水头损失支管壁厚采用δ=5mm，流量系数μ=0.68水头损失hk=3.5m4.5.3.5复算配水系统支管长度与直径之比不大于60，则=33<60，符合条件。孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则=0.39<0.5，符合条件。干管横截面积与支管总横截面积之比，一般为1.75～2.0，则≈1.69，符合条件。孔眼与中心距小于0.2，则Ak=0.13<0.2，符合条件。39\n4.5.4洗砂排水槽洗砂排水槽中心间距，采用a0=1.9m排水槽根数n0==4根排水槽长度l0=L=7.6m每槽排水量q0=ql0a0=14×7.6×1.9=202.16L/s采用三角形标准断面。槽中流速采用v0=0.6m/s。横断面尺寸x==0.29m,采用0.3m。排水槽底厚度，采用δ=0.05m。砂层最大膨胀率e=45%砂层厚度H2=0.7m洗砂排水槽顶距砂面高度He=eH2+2.5x+δ+0.075=0.45×0.7+2.5×0.3+0.05+0.075=1.07=1.19m洗砂排水槽总平面面积F0=2xl0n0=2×0.3×7.6×4=18.24m2=复算，排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则=30%≈25%4.5.5滤池的各种管渠计算4.5.5.1进水进水总流量Q0=t/d=0.78m3/s进水渠断面：渠宽B1=1.0m，水深为1.2m，渠中流速为v1=0.65m/s。各个滤池进水管流量Q2==0.10m3/s进水管采用钢管DN400，流速v2=1.24m/s4.5.5.2冲洗水39\n冲洗水总流量Q3=fq=14×58=812L/s=0.812m3/s冲洗水管采用DN700，流速为v3=2.11m/s.4.5.5.3清水清水总流量Q4=Q0=0.78m3/s清水渠断面与进水渠断面相同。每个滤池清水管流量Q4=Q2==0.10m3/s采用钢管DN350，流速为v4=1.60m/s。4.5.5.4排水排水流量Q5=Q3=0.812m3/s排水渠断面：宽度为0.8m,深度为1.0m，渠中流速为1.025m/s。4.5.5.5冲洗水箱冲洗时间t=6min冲洗水箱容积W=1.5qft=1.5×14×58×360=438480L=438.48m3水箱底至滤池配水管间的沿途局部水头损失之和h1=1.0m配水系统水头损失h2=hk=3.5m承托层水头损失h3=0.022H1q=0.022×0.45×14=0.14m滤料层的水头损失h4=(-1)(1-m0)H2=()(1-0.41)×0.7=0.68m安全富余水头采用h5=1.5m冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m4.6消毒和清水池设计计算4.6.1设计参数液氯消毒原理：39\n投加氯气布置图：（不允许氯气和水体直接相连，必须设置加氯机）图4.6投加氯气布置图已知设计水量Q=59400m3/d=2475m3/h，本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最大投加量为1.0mg/L。4.6.2设计计算4.6.2.1加氯量计算预加氯量为39\n清水池加氯量为二泵站加氯量自行调节，在此不做计算，则总加氯量为为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台ZJ—2转子加氯机（图4.7），选用宽高为：330mm×370mm，一用一备.图4.7转子加氯机储氯量（按20天考虑）为：液氯的储备于5个1吨氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1个0.5吨氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。39\n表4.5氯瓶规格表4.6.2.2清水池平面尺寸的计算4.6.2.2.1清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：=kQ=0.1×54000=5400m³式中：k——经验系数一般采用10%-20%；本设计k=10%；Q——设计供水量Q=54000m³/d；消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：清水池共设2座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：=m239\n取=20×50=1000m2，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。4.6.2.2.2管道系统1）清水池的进水管：（设计中取进水管流速为=1.8m/s）设计中取进水管管径为DN800mm2）清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取时变化系数=1.5，所以：出水管管径：m（设计中取出水管流速为=0.8m/s）设计中取出水管管径为DN1100mm3）清水池的溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4）清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为：设计中取排水管径为DN800mm4.6.2.3清水池的布置4.6.2.3.1导流墙39\n在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为15m，将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。4.6.2.3.2检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。4.6.2.3.3通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设4个通气管，通气管管径为200mm其伸出地面高度高低错落，便于空气流通4.6.2.3.4覆土厚度取覆土厚度为0.7m。4.6.2.3.5清水池剖面示意图图4-8清水池剖面示意图39\n第5章水厂高程布置计算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成有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，本设计采用清水池的最高水位与地面标高相同。本设计规定清水池的最高水位为±20.00m。5.1管渠的水力计算5.1.1清水池清水池最高水位标高为±20.00m，池面超高为0.5m，则池顶标高为0.5m，有效水深4.0m,则池底标高为16.0m。5.1.2吸水井清水池到吸水井的管线最长为55m，管径为DN1000，查水力计算表：水力坡度为i=0.7‰，流速v=0.80m/s，沿线设有3个闸阀，进口和出口，3个90º弯头.一个等径丁字管，局部阻力系数分别为0.06，1.0，1.0，1.05，1.05，则管中水头损失为：因此，吸水井水面标高为-19.75m，加上超高0.5m，顶面标高为20.25m。5.1.3滤池滤池到清水池之间的管长为：116m，设2根管，管径为DN900，查水力计算表：流速v=1.2m/s，坡度i=0.98‰，沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：滤池的最大作用水头为2.0～2.5m，设计中取为2.3m。5.1.4反应沉淀池39\n沉淀池到滤池管长为L=60m,设2根管，管径为DN900，查水力计算表：流速v=1.2m/s,坡度i=0.98‰,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：絮凝池最大作用水头为：0.4～0.5m，设计中取0.45m。沉淀池最大作用水头为0.2～0.30m，设计中取0.25m。5.1.5管式混合器混合池到沉淀池之间的管线长为30.4m，设两根管，每根管流量为0.625l/s，管径为DN900，查水力计算表：流速v=1.2m/s，坡度i=0.98‰，沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06，1.05，1.0，1.0，则水头损失为：管式混合器水头为0.05m。39\n参考文献1．教材2．手册第一册、第三册3．规范4．净水厂设计钟淳昌编建工出版社；5．水处理工艺设计计算崔玉川编水力电力出版社。39