5萬立方米凈水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書.doc

某5萬m3/d凈水廠工程設(shè)計(jì)計(jì)算書第一章：設(shè)計(jì)原始資料一、地理?xiàng)l件：地形平坦，稍向西傾斜，地勢平均標(biāo)高22m（河岸邊建有防 洪大堤）。二、水廠位置占地面積：水廠位置距離河岸200m，占地面積充分。三、水文資料：河流年徑流量3.7614.82億立方米，河流主流量靠近西岸。 取水點(diǎn)附近水位：五十年一遇洪水位：21.84m； 百年一遇洪水位：23.50m；河流平常水位：15.80m； 河底標(biāo)高：10m。四、氣象資料及廠區(qū)地址條件：全年盛行風(fēng)向：西北；全年雨量：平均63mm；冰凍最大深度1m。廠區(qū)地基：上層為中、輕砂質(zhì)粘土，其下為粉細(xì)沙，再下為中砂。地基允許承載力：1012t/m2。廠區(qū)地下水位埋深：34m。地震烈度位8度。五、水質(zhì)資料：濁度：年平均68ntu，最高達(dá)3000ntu；ph值：7.46.8；水溫：4.521.5；色度：年平均為1113度；臭味：土腥味；總硬度：123.35mg/l caco3；溶解氧：年平均10.81 mg/l；fe：年平均0.435 mg/l，最大為0.68 mg/l；大腸菌群：最大723800個(gè)/ml，最小為24600個(gè)/ ml；細(xì)菌總數(shù)：最大2800個(gè)/ ml，最小140個(gè)/ ml。六、水質(zhì)、水量及其水壓的要求：設(shè)計(jì)水量：根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前在原地下水源繼續(xù)供水的情況下，每天還需 5萬立方米。水質(zhì)：滿足現(xiàn)行生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水壓：二級(jí)泵站揚(yáng)程按50米考慮。第二章：用水量的計(jì)算設(shè)計(jì)給水工程首先耍確定設(shè)計(jì)水量,通常將設(shè)計(jì)用水量作為設(shè)計(jì)水量。設(shè)計(jì)用水量是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)用水單位數(shù)、用水定額和用水變化情況所預(yù)測的用戶日用水總量。設(shè)計(jì)用水量包括下列用水：綜合生活用水量，包括居民生活用水量和公共建筑及設(shè)施用水；工業(yè)用水量；澆灑道路和綠地用水量； 未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失量。本設(shè)計(jì)為日供水量為50000 m3/d，城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5%10%，本設(shè)計(jì)取7%，時(shí)變化系數(shù)取1.5。1、最高日用水量：2、最高時(shí)用水量： 式中取1.5，即時(shí)變化系數(shù)。 第三章 給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇第一節(jié) 加藥間一、 藥劑溶解池 設(shè)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。二、混凝劑的選用與投加 1、混凝劑的選用 混凝劑選用:堿式氯化鋁aln(oh)mcl3n-m，最大投藥量為30mg/l。 2、混凝劑的投加 本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)投藥設(shè)備，一用一備。3、 加氯間 設(shè)計(jì)加氯間時(shí)，須按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）加氯間靠近濾池和清水池，以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充分混合，接觸時(shí)間不少于30min。為管理方便，和氯庫合建。（2）加氯間和氯庫應(yīng)布置在水廠的下風(fēng)向。該水廠所在地主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，加氯間應(yīng)設(shè)在水廠的東南部。（3）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。輸送氯氣的管使用無縫鋼管,輸送配制成一定濃度的氯水管使用橡膠管,給水管使用鍍鋅管。（4）加氯間和其他工作間隔開，加氯間應(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。（5）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)。第二節(jié) 配水井配水井體積為320m3，平面尺寸為10m4m=40m2，水力停留時(shí)間t=4min，有效水深8m。 第三節(jié) 混合設(shè)備為提高混合效果，采用管式靜態(tài)混合器，加藥點(diǎn)設(shè)在混和器進(jìn)口處，并增加藥液擴(kuò)散器，使混凝劑在管道內(nèi)很好的擴(kuò)散，形成均勻混合。管式靜態(tài)混合器具有投資較低，無需額外提供能源，易于安裝，無需經(jīng)常維修，混合效果好的顯著優(yōu)點(diǎn)。 第四節(jié) 絮凝池絮凝過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、和穿孔旋流絮凝等。根據(jù)各種絮凝池的特點(diǎn)以及實(shí)際情況進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)選擇往復(fù)式隔板絮凝池。第五節(jié) 沉淀池本設(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。 第六節(jié) 濾池從實(shí)際運(yùn)行狀況來看，v型濾池由于采用氣水反沖洗技術(shù)，它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)，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點(diǎn)。可節(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。第七節(jié) 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，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，前者往水中投加藥劑，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，本設(shè)計(jì)采用液氯作為消毒劑，濾后消毒。氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。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，國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。第四章：凈水廠工藝計(jì)算第一節(jié) 加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)凈水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選堿式氯化鋁為混凝劑，混凝劑的最大投藥量a=30mg/l，藥的容積的濃度按b=15%考慮，混凝劑每日配制次數(shù)n=3次。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、溶液池容積式中：a混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/l），本設(shè)計(jì)取25mg/l; q設(shè)計(jì)處理的水量，2229m3/h; b溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-20%，本設(shè)計(jì)取16%； n每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過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)，一備一用，交替使用，保證連續(xù)投藥。有效高采用1m,則單池尺寸為，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。2、溶藥池容積：式中：w2 溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3）w1；本設(shè)計(jì)取0.3 w1。采用2個(gè)池子（一備一用），每個(gè)池子容積為0.63。有效高采用0.7m，超高0.5m，總高1.2m，池底坡度采用0.02，平面尺寸10.9m，面積0.9，則實(shí)際總體積為，滿足要求。3、藥劑倉庫藥庫與加藥間合建在一起，藥庫儲(chǔ)備按最大投藥量的30天用量堆高取,通道系數(shù)采用1+15%=1.15，則倉庫面積為：,取44m24、計(jì)量設(shè)備投藥管流量：查表得投藥管管徑：,相應(yīng)流速為。第二節(jié) 配水井設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：水力停留時(shí)間：二、設(shè)計(jì)計(jì)算配水井體積： ；配水井平面尺寸：；有效水深：。超高取0.4m，則井深為5.0m。配水井出水處設(shè)溢流堰，采用渠道與絮凝池連接，渠道寬b=1.0m,流速取v=1.0m/s，則有效水深為，取0.7m超高取0.3m，渠道深。配水井設(shè)dn=1200mm的溢流管，溢流水位10.0m，放空管直徑dn=800mm。第三節(jié) 混合設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為q=53500m3/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，進(jìn)水管采用5條，流速v=1.0m/s。計(jì)算草圖如圖4-1。圖4-1 管式靜態(tài)混合器計(jì)算草圖二、 設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)計(jì)管徑靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流量；則靜態(tài)混合器管徑為： ，本設(shè)計(jì)采用d=400mm； 2、混合單元數(shù)按下式計(jì)算，本設(shè)計(jì)取n=4；則混合器的混合長度為：3、混合時(shí)間 4、水頭損失0.5m,符合設(shè)計(jì)要求。第四節(jié) 往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算一、 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量絮凝時(shí)間：t=20min池內(nèi)平均水深：h1=1.8m超高：h2=0.3m池?cái)?shù)：n=2隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e取廊道斷面面積的1.2-1.5倍。二、設(shè)計(jì)計(jì)算 1、計(jì)算總?cè)莘e 2、每池凈平面面積分為兩池，每池凈平面面積： 3、池子寬度b按絮凝池寬取b=10m。4、池長池長（隔板間凈距之和）,取21m。5、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、末端隔板間距，然后按流速遞減原則，決定隔板分檔數(shù)和各檔隔板間距。起端廊道寬度：末端廊道寬度：隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分為6檔：取，則實(shí)際流速，按上法計(jì)算得：每一種間隔采取4條，則廊道總數(shù)為24條，水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為23次。則池子長度（隔板間凈距之和）： 取隔板厚度0.2m，則池總長5、水頭損失 按廊道內(nèi)的不同流速分成6段后進(jìn)行計(jì)算。各段水頭損失按下式計(jì)算式中： 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）； si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段廊道總長度(m)； -第i段廊道過水?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，。第一段水力半徑：絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥沙漿抹面，粗糙系數(shù)，流速系數(shù)，其他各段計(jì)算結(jié)果得： 隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e取廊道斷面面積的1.5倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處流速： 其他各段轉(zhuǎn)彎處的流速：第一段廊道長度：第一段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)：則絮凝池第一段的水頭損失率 將各段水頭損失計(jì)算結(jié)果列表如表4-1所示表4-1 各管段水頭損失計(jì)算段數(shù)snlnrnv0vncnhn 14400.140.380.5755.430.10724400.180.290.4357.800.065634400.220.230.3459.770.032444400.260.190.2961.450.026054400.330.140.2263.950.013663300.360.130.1964.880.0112hi 0.272m 6、gt值計(jì)算 水溫，gt值在范圍內(nèi)，說明設(shè)計(jì)合理。7、池底坡度第五節(jié) 平流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)水量：,分設(shè)2池,水廠自用水量為6%。則每組設(shè)計(jì)水量表面負(fù)荷： 沉淀時(shí)間： 絮凝時(shí)間：沉淀池水平流速：二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、沉淀池表面積2、沉淀池長3、沉淀池寬，取10m。4、沉淀池有效水深 采用3.5m（包括保護(hù)高）5、放空管直徑 沉淀池放空時(shí)間按5計(jì)，則放空管直徑：，采用dn=250。 6、出水渠深度出水渠斷面寬度采用0.6，出水渠起端水深為保證堰口自由落水，出水堰保護(hù)高采用0.11m，則出水渠深度為0.8m。7、水力條件校核沉淀池長度與寬度之比：，滿足要求；沉淀池長度與深度之比：,滿足要求；水流截面積 水流濕周 水力半徑弗勞德數(shù)絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔墻上的孔口流速采用0.15，則孔口總面積為。每個(gè)孔口尺寸定為，則孔口數(shù)為個(gè)。第六節(jié) v型濾池設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)處理水量：濾速：；強(qiáng)制濾速：；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，第二步氣水同時(shí)反應(yīng)時(shí)間；單獨(dú)水沖洗 時(shí)間；沖洗時(shí)間共計(jì)；沖洗周期；反沖橫掃強(qiáng)度。圖4-2 v型濾池剖面示意圖二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、池體尺寸計(jì)算（1）濾池實(shí)際工作時(shí)間（2）濾池過濾面積（3）濾池的分格為節(jié)省占地選雙格型濾池，池底板用混凝土，單格寬b=3m，長l=10m，面積30m2。分為并列的兩組，每組2座，共4座，每座面積f=60m2，總面積240m2。（4）校核強(qiáng)制濾速 滿足的要求。（5）濾池高度的確定 式中：h1濾板下布水區(qū)高，取0.9mh2濾板厚度m，取0.1mh3濾料層厚度m，取1.2m（6）水封井的設(shè)計(jì)濾池采用單層加厚均質(zhì)濾料，粒徑，不均質(zhì)系數(shù)。均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算 式中： 水流通過濾料層的水頭損失,；水的運(yùn)動(dòng)黏度, /s,20時(shí)為0.0101/s； g重力加速度，981/s； 濾料孔隙率，取0.5； 與濾料體積相同的球體直徑，取為0.1；濾層厚度，100cm； v濾速，濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.750.80，取0.8所以，當(dāng)濾速為810時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為3040，計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值得最低限值為清潔濾層的過濾水頭損失。正常過濾時(shí)通過長柄濾頭的水頭損失。忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時(shí)的水頭損失為：。為保證濾池正常過濾時(shí)池內(nèi)的液面高出濾料層，水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料相同。設(shè)計(jì)水封井平面尺寸，堰底板比濾池底板底，水封井出水堰總高：因每座濾池過濾水量q單=所以水封井出水堰上水頭由矩形堰流量公式計(jì)算得h水封沖洗完畢清潔濾料層過濾時(shí)，濾池液面比濾料層高2、反沖洗管渠系統(tǒng) 采用氣水反沖洗的長柄濾頭配氣配水系統(tǒng)。（1）反沖洗用水流量反的計(jì)算 反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大的計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)最大反洗強(qiáng)度。q反v型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量q表水（2）反沖洗配水系統(tǒng)得斷面計(jì)算 配水干管(渠)進(jìn)口流速為v水干左右。配水干管(渠)的截面積 a水干=q反水/v水干反沖洗配水干管用鋼管,直徑,流速。反沖洗水又反洗配水干管輸送至氣水分配渠,又氣水分配渠底側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)。反沖洗水通過配水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值。配水支管流速為v水支。則配水支管的截面積a水干=q反水/v水支,此即配水方孔總面積,沿渠長方向兩側(cè)各均勻布置15個(gè)配水方孔,共30個(gè),孔中心間距,每個(gè)孔口面積:a小，每個(gè)孔口尺寸取0.10.1m，反沖洗水過孔流速:v孔=a方孔/(滿足要求)。（3）反沖洗用氣量的計(jì)算 采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組,一用一備。反沖洗用氣量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算。這時(shí)的氣沖強(qiáng)度為。=（4）配氣系統(tǒng)得斷面計(jì)算 配氣干管進(jìn)口流速為左右，則配氣干管（渠）的截面積 反沖洗配氣干管同樣用鋼管，直徑，流速。反沖洗所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池底部的布水區(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)。反沖洗用空氣通過配氣小孔的流速按反沖洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管或孔口流速取，則配氣支管的截面積： 每個(gè)布?xì)庑】酌娣e為孔口直徑，取50mm。每孔配氣量（5）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)，亦即要求氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的氣水分配渠斷面面積最大。因此，氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)的反沖洗水流量：氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣流量：,氣水分配渠的氣、水流速均按相應(yīng)的配氣，配氣、配水干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：3、濾池管渠的布置（1）反沖洗管渠 1）氣水分配渠起端寬取0.4m，高取h6=1.5m，末端寬取0.4m，高取h7=1.0m，則起端截面積0.6m2，末端截面積0.4m2。兩側(cè)沿程各布置20個(gè)配氣小孔和20個(gè)配水方孔，共40個(gè)配氣小孔和40個(gè)配水方孔，孔間距0.6m。末端所需最小截面積0.34/40=0.0085末端a=0.4 m22）排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m，排水集水槽起端槽高為排水槽末端高：底坡3）排水集水槽排水能力校核 由矩形斷面暗溝（非滿流，），計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m，槽內(nèi)水位標(biāo)高，槽寬。 濕周 水流斷面 水力半徑 水流速度 過流能力 實(shí)際過水量q反=q反水+q表水=(0.30+0.11）m3/s=0.41m3/s過水能力，滿足要求。（2）進(jìn)水管渠1）8座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過水量按強(qiáng)制過濾流量設(shè)計(jì)流速，取，則強(qiáng)制過濾流量：進(jìn)水總渠斷面面積進(jìn)水總渠寬，水面高。2）每座濾池的進(jìn)水孔 由進(jìn)水開三個(gè)孔，進(jìn)水總渠的渾水通過進(jìn)水孔進(jìn)入濾池。兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉，中間進(jìn)水孔孔口設(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)閘門的開啟度，使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水量等于表掃用水量?？卓诿娣e按孔口淹沒出流公式計(jì)算，其總面積按濾池強(qiáng)制過濾水量計(jì)?？卓趦蓚?cè)水位差取。則孔口總面積：中間孔口面積按表面掃洗水量計(jì)。則孔口寬，高。兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門，采用橡膠充氣閥。每個(gè)側(cè)孔面積：孔口寬，高。3）每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰 為了保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來的渾水經(jīng)過寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的v型槽。寬頂堰堰頂寬，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行布置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距，堰上水頭用矩形堰流量公式計(jì)算。由此 4）進(jìn)入每座濾池的渾水經(jīng)過寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入池內(nèi)的v型槽。濾池配水渠寬：，渠高，渠的總長等于濾池的總寬，則，當(dāng)渠內(nèi)水深為時(shí)，流速（進(jìn)來的渾水由中段向渠內(nèi)兩側(cè)進(jìn)水孔流出，每側(cè)流量為）為滿足濾池進(jìn)水管渠流速的要求。5）配水渠過水能力校核配水渠的水力半徑水力坡度，符合要求。渠內(nèi)水面的降落量。因?yàn)榍渌淖罡咚磺?，所以配水渠的過水能力滿足要求。（3）v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，每個(gè)槽共計(jì)80個(gè)孔，則單側(cè)v型槽表面掃洗出水孔總面積為：表面掃洗水出水孔低于集水槽堰頂，即v型槽底的高度低于集水槽堰頂。據(jù)潛孔出流公式q=（其中q應(yīng)為單個(gè)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)液面高度為反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式q=求得，其中b為集水槽長12m，單格濾池反沖洗流量所以 v型槽傾角45，垂直高度1.0m，壁厚0.05m。反沖洗時(shí)v型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為：反沖洗時(shí)v型槽頂高出槽內(nèi)液面高度為：4、反沖洗水的供給（1）沖洗水箱到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失反沖洗配水干管用鋼管,直徑,流速,布置管長總計(jì)，則反沖洗總管的沿程水頭損失：。反沖洗配水干管主要配件及局部阻力系數(shù)見表4-2。 局部水頭損失為：表4-2 反沖洗干管的配件及局部阻力系數(shù)配件名稱數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90彎頭6閘閥3等徑三通2水箱出口10.57.28則沖洗水泵到吸水到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失為：（2）濾池配水系統(tǒng)的水頭損失1）氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失按最不利條件，即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)渠上部是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿流，）近似計(jì)算。已知?dú)馑瑫r(shí)反沖洗時(shí)流量，則氣水分配渠內(nèi)水面標(biāo)高為水力半徑水力坡度渠內(nèi)水頭損失。2）氣水分配干管底部配水孔的水頭損失按孔口淹沒出流公式，其中為，為配水方孔總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算部分內(nèi)容可知，配水方孔的實(shí)際總面積為則 3）反沖洗水經(jīng)過濾頭的水頭損失(查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè))為。4）氣水同時(shí)通過濾頭時(shí)增加的水頭損失氣水同時(shí)反沖洗時(shí)氣水比為15/4=3.75，長柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比約為1.25%，則長柄濾頭中的水流速度為：通過濾頭時(shí)增加的水頭損失： 則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失（3）砂濾層水頭損失濾料為石英砂，質(zhì)量密度，水質(zhì)量密度，適應(yīng)石英砂濾料膨脹前的孔隙率，濾料層膨脹前的厚度，則濾料層水頭：（4）取富余水頭，則反沖洗水泵所需揚(yáng)程：水塔容積以一座濾池沖洗水量的1.5倍計(jì)算，則其體積（5）選用沖洗水泵供水計(jì)算1）沖洗水泵道濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失反洗配水干管用鋼管，dn500，流速1.53m/s。1000i=4.21.布置管長總計(jì)60m。則反沖總管沿程水頭損失則2）清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟顬?）的計(jì)算同選用沖洗水箱的計(jì)算方式，則反沖洗水泵的最小揚(yáng)程5、反洗空氣的供給（1） 長柄濾頭的氣壓損失 氣水同時(shí)反沖洗時(shí)空氣流量，長柄濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55個(gè)/，每座濾池共計(jì)安裝長柄濾頭個(gè)，每座濾池的通氣量：根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，該氣體流量下的壓力損失量為：（2）氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失反沖洗時(shí)氣體通過配氣小孔的流速壓力損失按孔口出流公式計(jì)算式中：孔口流量系數(shù)，；a孔口面積（）；壓力損失（）； q氣體流量（）； 水的相對(duì)密度，。則氣水分配渠配水方孔的氣壓損失: （3）配氣管道的總壓力損失1）配氣管道的沿程壓力損失反沖洗時(shí)空氣流量，配氣干管用鋼管，流速，反沖洗空氣管長，氣水分配渠內(nèi)的壓力損失忽略不計(jì)。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計(jì)算用下式：式中 空氣壓力（）；長柄濾頭距反沖洗水面的高度（），取。則 空氣溫度按30考慮時(shí)，空氣管道的摩阻為，則配氣管道沿程壓力損失 。2）配氣管道的局部阻力系數(shù) 主要管道及長度換算系數(shù)k見表4-3表4-3 反沖洗空氣管配件及長度換算計(jì)算配件名稱數(shù)量/個(gè)長度換算系數(shù)k90彎頭5閘閥3等徑三通26.91當(dāng)量長度的換算公式空氣管配件換算長度局部阻力系數(shù)配氣管道的總壓力損失（4）氣水沖洗室中的沖洗水壓 本系統(tǒng)采用氣水反沖洗對(duì)氣壓最不利情況發(fā)生在同時(shí)反沖洗時(shí)，此時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)調(diào)壓閥出口的靜壓為：式中：鼓風(fēng)機(jī)出口的靜壓力（）； 輸氣管道的壓力損失（）； 配氣系統(tǒng)的壓力損失（），=；氣水沖洗室中的沖洗水壓（）； 富余水壓， 所以 （5）設(shè)備選型 根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力和風(fēng)量。要求選三臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)量，風(fēng)壓，電動(dòng)機(jī)功率，二用一備。正常工作鼓風(fēng)量。因此鼓風(fēng)機(jī)房的平面尺寸為。第七節(jié) 消毒和清水池設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)參數(shù)已知設(shè)計(jì)水量q=2208m3/h，本設(shè)計(jì)消毒采用液氯消毒，最大投加量為1.5mg/l，清水池最大投加量為1.0mg/l。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、加氯量計(jì)算 預(yù)加氯量為 清水池加氯量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，選的型加氯機(jī)，2備1用。按15天考慮，儲(chǔ)氯量為：選用采用容量為的液氯鋼瓶，共3只。另設(shè)中間濾瓶1只，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)和防止水流進(jìn)濾瓶。加氯時(shí)用2只濾瓶，根據(jù)壓力自動(dòng)切換交替使用濾瓶庫儲(chǔ)存的6只濾瓶。2、清水池平面尺寸的計(jì)算（1）清水池有效容積：式中：w1 -調(diào)節(jié)容積；w2-消防儲(chǔ)水量；w3-水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水；w4-安全貯量。調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)水量的10%，則調(diào)節(jié)容積為：消防貯水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi)，一次滅火用水量取25l/s，連續(xù)滅火時(shí)間為，則消防容積：；根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點(diǎn)，不考慮水廠自用水儲(chǔ)備。安全容積可忽略不計(jì)，則清水有效容積：（2）清水池的平面尺寸清水池設(shè)2個(gè)，有效水深取，則單池面積：； 取=2630=780m2，則每個(gè)清水池的實(shí)際容積為 超高取0.5m，則清水池總高度h=4.5m。（3）管道系統(tǒng)1)清水池的進(jìn)水管徑：(設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管流速為=0.8m/s）設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為dn=800mm，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.73m/s。2)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)按出水量最大流量計(jì)。設(shè)計(jì)取時(shí)變化系數(shù)k=1.5出水管管徑:（設(shè)計(jì)中取出水管流速為=0.8m/s）設(shè)計(jì)中取出水管管徑為dn1000mm，則流量最大時(shí)出水管內(nèi)流速為0.7m/s。3)清水池的溢流管溢流管的管徑與進(jìn)水管的管徑相同,取dn800mm,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的水在檢修時(shí)需要放空,因此應(yīng)設(shè)排水管,排水管的管徑應(yīng)按2h內(nèi)將池水放空計(jì)算.排水管內(nèi)流速按1.2m/s估計(jì),則排水管的管徑 設(shè)計(jì)中取排水管管徑為dn700mm。（4）清水池布置1）導(dǎo)流墻在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間30min。每座清水池內(nèi)導(dǎo)流墻設(shè)置4條，將清水池分成5格。導(dǎo)流墻底部每隔5m設(shè)0.1m0.1m的過水方孔。 2）檢修孔在清水池頂部設(shè)矩形檢修孔4個(gè),直徑為1000mm。3）通氣孔為使清水池內(nèi)空氣流通,保證水質(zhì)新鮮,在清水池頂部設(shè)通氣孔,通氣孔共設(shè)6個(gè)，通氣管的管徑為300mm,通氣管的伸出地面的高度高低錯(cuò)落,便于空氣流通。4）覆土厚度取覆土厚度為0.5m。并加以綠化，美化環(huán)境。第八節(jié) 二級(jí)泵站一、設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)揚(yáng)程根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料二級(jí)泵站揚(yáng)程按50米考慮。2、設(shè)計(jì)流量二級(jí)泵房的設(shè)計(jì)流量應(yīng)等于最高日最高時(shí)的水量二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、選泵根據(jù)流量和揚(yáng)程，選用型號(hào)為24sh-9雙吸吸臥式離心泵三臺(tái)，二用一備。水泵性能見表4-4。表4-4 水泵主要參數(shù)型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)功率（kw)電動(dòng)機(jī)功率(kw)效率（）24sh-9雙吸吸臥式離心泵34207197072778091泵房的尺寸：40m20m，長度為控制間4m，泵軸之間的間距為4.0m，靠近控制間的泵與靠近吊裝間的泵距離墻的距離也為4.0m，另外設(shè)4.0m做為吊裝機(jī)械電葫蘆用，共計(jì)40m。2、水泵吸水管路吸水管路長10m，管徑dn=500mm，v1=1.87m/s，1000i=4.3。吸水管路局部水頭損失計(jì)算見表4-5。表4-5 吸水管水頭損失名稱喇叭口90彎頭閘閥漸縮管水泵進(jìn)口1000900900900-600600數(shù)量11111局部阻力系數(shù)0.30.680.060.291.0流速1.811.811.813.223.22水泵吸水管的水頭損失為水泵所在的室外地坪標(biāo)高為：；二泵房室內(nèi)地面低于室外3.0m，二泵房為半地下式泵房。3、泵房高度考慮安全設(shè)備的起重重量取為，工字鋼為型，起重高度為的手動(dòng)單輪吊車，則泵房間高度 ： 式中：a單軌吊車高度，a=0.50m；滑車高度，；起重葫蘆絲繞緊狀態(tài)長度，；起重繩的垂直長度，,為電機(jī)總寬即：；e最大一臺(tái)電機(jī)高度，e=1.58m；f最高設(shè)備高度，f=1.58m；g吊物底部至最高一臺(tái)機(jī)組頂高度，g=0.5m；h2泵房地下部分高度3.0m；4、通風(fēng)與抽水設(shè)備 由于機(jī)組工作會(huì)產(chǎn)生大量的熱，所以應(yīng)該注意加設(shè)通風(fēng)設(shè)備，同時(shí)還應(yīng)考慮到排水。第五章：水廠平面布置和高程布置計(jì)算第一節(jié) 水廠平面布置一、布置說明水廠占地面積約77000m，因地制宜并考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展，工藝采用水廠現(xiàn)行布置，流程力求簡短，適當(dāng)增加綠地，使水廠里面豐滿。當(dāng)各構(gòu)筑物和建筑物的個(gè)數(shù)和面積確定之后，根據(jù)工藝流程和構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合地質(zhì)和地形條件，進(jìn)行平面布置，布置時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，并便于操作管理。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留處必要的施工和檢修間距和管道地位；（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用；（3）各構(gòu)筑物之間連接管應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。此外，有時(shí)也需要設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí)，為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施；（4）建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向；（5）有條件時(shí)最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全；（6）對(duì)分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)該考慮分期施工方便。二、生產(chǎn)管線設(shè)計(jì)水廠工藝流程中的主要管線有生產(chǎn)管線、超越管線、加藥管線、（abs塑料管）、加氯管線、自用水管線、排水管線，具體布置詳見總平面布置圖。第二節(jié) 水廠高程布置計(jì)算構(gòu)筑物高程布置與廠區(qū)地形，地質(zhì)條件及所采用的構(gòu)筑物形成有關(guān)，而水廠應(yīng)避免反應(yīng)沉淀池在地面上架空太高，本設(shè)計(jì)采用清水池的最高水位與地面標(biāo)高相同。本設(shè)計(jì)規(guī)定清水池的最高水位為0.00m。一、凈水構(gòu)筑物水頭損失水頭損失參照規(guī)范進(jìn)行估算，并考慮水頭跌落損失。凈水凈水構(gòu)筑物水頭損失見表5-1。表5-1 凈水構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失配水井0.2v型濾池2.3靜態(tài)混合器0.22清水池0.15隔板絮凝池0.19 吸水井0.1平流沉淀池0.17第三節(jié) 凈水管道水力計(jì)算凈水管道水力計(jì)算包括沿程水頭損失和局部水頭損失計(jì)算。一、沿程水頭損失沿程損失的公式： 式中：i水力坡度 l管道長度沿程水頭損失計(jì)算見表5-2。表5-2 沿程水頭損失水力計(jì)算表管段流量（）管長（）管徑流速坡度沿程損失配水井到靜態(tài)混合器150505000.761.740.087靜態(tài)混合器到絮凝沉淀池150308000.761.740.052絮凝沉淀池到v型濾池368358000.730.5690.020v型濾池至清水池368308000.730.5690.017清水池到吸水井736901000