給水排水設(shè)計(jì)doc

目錄第一章設(shè)計(jì)基本資料和設(shè)計(jì)任務(wù)……31.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度…………31.2水廠課程設(shè)計(jì)任務(wù)………………31.3水廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)……………4第二章水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定…………4第三章水廠工藝方案的確定…………4第四章水廠各個(gè)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………64.1一級(jí)泵站…………64.2混凝劑的選擇和投加……………64.3管式靜態(tài)混合器…………………84.4往復(fù)式隔板絮凝池………………94.5平流式沉淀池…………………104.6普通快濾池……………………144.7消毒……………174.8清水池…………194.9二級(jí)泵站………214.10附屬構(gòu)筑物……………………22第五章水廠總體布置…………………225.1廠址的選擇………225.2道路和綠化……………………235.3水廠管線布置……………………235.4水廠平面布置……………………235.5水廠高程布置……………………235.6高程計(jì)算…………24附：參考文獻(xiàn)……………26水質(zhì)工程學(xué)（I）課程設(shè)計(jì)第一章設(shè)計(jì)基本資料和設(shè)計(jì)任務(wù)1.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度水質(zhì)工程學(xué)（I）課程設(shè)計(jì)的目的在于加深理解所學(xué)專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力，在設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖方面得到鍛煉。針對(duì)一座自來(lái)水廠，要求對(duì)主要水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定水廠的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖(水廠平面布置圖、單體構(gòu)筑物圖和水廠高程圖)。設(shè)計(jì)深度一般為初步設(shè)計(jì)的深度。1.2水廠課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1．設(shè)計(jì)題目某自來(lái)水廠設(shè)計(jì)2．基本資料(1)水量學(xué)號(hào)1、4、7、10、13、16、19、22、25、28、31、34、372、5、8、11、14、17、20、23、26、29、32、35、38、403、6、9、12、15、18、21、24、27、30、33、36、39水量4萬(wàn)/m3·d6萬(wàn)/m3·d7.5萬(wàn)/m3·d(2)凈水廠出水水壓為45～50m。(3)水質(zhì)：贛江水系為南昌市主要飲用水水源地，通過(guò)對(duì)取水點(diǎn)贛江原水進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，結(jié)果如下：平均濁度150NTU大腸菌每100毫升中1000～2000個(gè)總硬度不超過(guò)6度鐵0.1毫克/升pH6.8～7.1無(wú)異臭異味無(wú)有毒物質(zhì)3、設(shè)計(jì)要求1）根據(jù)河流的原水水質(zhì)與水廠設(shè)計(jì)水量確定凈水廠的工藝流程；2）主要設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇確定；3）單體構(gòu)筑物類型的選擇與工藝計(jì)算；4）水廠的平面布置和高程布置3、設(shè)計(jì)內(nèi)容大致包括以下部分：①混合、絮凝、沉淀或澄清；②過(guò)濾；③清水池；④消毒設(shè)備；⑤水廠總平面圖及高程圖。提交的設(shè)計(jì)文件（1）說(shuō)明書(shū)一份說(shuō)明書(shū)應(yīng)根據(jù)內(nèi)容情況分章節(jié)編寫(xiě)。要求有中英文摘要、目錄、正文、參考文獻(xiàn)、目錄等。正文包括設(shè)計(jì)說(shuō)明和設(shè)計(jì)計(jì)算，主要內(nèi)容為：凈水工藝過(guò)程及凈水構(gòu)筑物的選擇，各主要構(gòu)筑物的計(jì)算，對(duì)構(gòu)筑物的簡(jiǎn)單描述，為了說(shuō)明情況，必要時(shí)須附草圖。（2）構(gòu)筑物單體圖一張（3號(hào)圖）（3）水廠總平面圖及高程圖各一張畫(huà)（3號(hào)圖）。1.3水廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)1．總體要求①在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要發(fā)揮獨(dú)立思考獨(dú)立工作的能力；②本課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)訓(xùn)練，是給水處理主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算和總體布置。③課程設(shè)計(jì)不要求對(duì)設(shè)計(jì)方案作比較，處理構(gòu)筑物選型說(shuō)明，按其技術(shù)特征加以說(shuō)明。④設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，應(yīng)內(nèi)容完整(包括計(jì)算草圖)，簡(jiǎn)明扼要，文句通順，字跡端正。設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)繪制，內(nèi)容完整，主次分明。第二章水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為:近期規(guī)模6萬(wàn)m3/d.自身用水按10%計(jì)算，共為66000m3/d，水處理構(gòu)筑物按照近期處理規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì).水廠的主要構(gòu)筑物分為2組，每組構(gòu)筑物類型相同,每組處理規(guī)模為33000m3/d.近期建造2組.第三章水廠工藝方案的確定水處理構(gòu)筑物類型的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，處理后水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形條件等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定.初步選定方案如下:取水→一級(jí)泵站→管式靜態(tài)混合器/管式擴(kuò)散混合器→往復(fù)隔板絮凝池/折板絮凝池→斜管沉淀池/平流沉淀池→普通快濾池/V型濾池→清水池→二級(jí)泵房↑消毒劑→用戶各個(gè)單元池選擇依據(jù)參考如下：類別管式靜態(tài)混合器管式擴(kuò)散混合器優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便?；旌峡焖倬鶆蚬苁娇装寤旌掀髑凹友b一個(gè)錐形帽，水流合藥劑對(duì)沖錐形帽后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到迅速混合。不需外加動(dòng)力設(shè)備，不需土建構(gòu)筑物，不占用地缺點(diǎn)混合效果受水量變化有一定影響1.水頭損失稍大2.管中流量過(guò)小時(shí)，混合不充分適用條件適用于水量變化不大的各種規(guī)模水廠適合于中等規(guī)模類別往復(fù)隔板絮凝池折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)絮凝效果較好構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便絮凝時(shí)間短絮凝效果好缺點(diǎn)絮凝時(shí)間較長(zhǎng)水頭損失較大轉(zhuǎn)折處絮粒易破碎出水流量不易分配均勻1.構(gòu)造較復(fù)雜2.水量變化影響絮凝效果適用條件水量大于30000m3/d水廠水量變動(dòng)小水量變化不大的水廠類別斜管沉淀池平流沉淀池優(yōu)點(diǎn)1.水力條件好，沉淀效率高2.體積小，占地少3停留時(shí)間短1.造價(jià)較低2.操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單；3.對(duì)原水濁度適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定4.帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)1.抗沖擊負(fù)荷能力差2.排泥復(fù)雜3.斜管耗用較多材料，老化后尚需要更換，造價(jià)費(fèi)用較高4.對(duì)原水濁度適應(yīng)性較平流池差6.處理水量不宜過(guò)大1.占地面積較大2.不采用機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥較困難3.需維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備適用條件可用于各種規(guī)模水廠宜用于老沉淀池的改建,擴(kuò)建和挖潛適用于需保溫的低濕地區(qū)4.單池處理水量不宜過(guò)大一般用于大中型水廠類別普通快濾池V型濾池優(yōu)點(diǎn)1.可采用降速過(guò)濾，過(guò)濾效果較好2.構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低3.運(yùn)行穩(wěn)定可靠4.采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深較淺1.運(yùn)行穩(wěn)妥可靠2.采用較粗濾料，材料易得3.濾床含污量大，周期長(zhǎng)，濾速高，水質(zhì)好；不會(huì)發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象，使濾層含污能力提高4.具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好。使洗水量大大減少缺點(diǎn)1.閥門(mén)多2.單池面積大3.抗沖擊負(fù)荷能力差4.必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備1.配套設(shè)備多，如鼓風(fēng)機(jī)等2.土建較復(fù)雜，池深比普通快濾池深適用條件1.進(jìn)水濁度小于102.可適用于大中型水廠3.單池面積一般不宜大于100㎡4.有條件時(shí)盡量采用表面沖洗或空氣助洗設(shè)備1.進(jìn)水濁度小于102.適用于大中型水廠3.單池面積可達(dá)150㎡以上根據(jù)技術(shù)性能比較,確定選擇方案:取水→一級(jí)泵站→管式靜態(tài)混合器→往復(fù)隔板絮凝池→平流沉淀池→普通快濾池→清水池→二級(jí)泵房→用戶↑消毒劑第四章水廠各個(gè)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1一級(jí)泵站1.一泵房吸水井水廠地面標(biāo)高0.000m，河流洪水位標(biāo)高為-1.000m，枯水位標(biāo)高為-5.000m，設(shè)計(jì)一泵站吸水井底標(biāo)高為-7.000m，進(jìn)水管標(biāo)高為-6.000m，一泵站吸水井頂標(biāo)高為0.500米，寬為6m，長(zhǎng)度18m，分為兩格。2.一泵房一泵房底標(biāo)高為-8.000m,一泵房頂標(biāo)高為6.5000m.4.2混凝劑的選擇和投加根據(jù)調(diào)查南昌年平均水溫大約為18°左右及水質(zhì)情況:平均濁度150NTU大腸菌每100毫升中1000～2000個(gè),總硬度不超過(guò)6度;鐵0.1毫克/升pH6.8～7.1;無(wú)異臭異味;無(wú)有毒物質(zhì)水廠單組構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量Q=33000m3/d.參考有關(guān)水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選精致硫酸鋁為混凝劑。最大投加量為30mg/L，精致硫酸鋁投加濃度為10%。采用計(jì)量投藥泵投加。計(jì)算過(guò)程:溶液池容積W1W1=a*Q/(417*c*n)式中：a—混凝劑（精致硫酸鋁）的最大投加量，30mg/L;Q—處理的水量，1375m3/h;c—溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般取5%--20%；取12.5%。n—每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)3次。取2次所以:W1=30×1375/(417×12.5×2)=3.957m3溶液池容積為5.8m3,有效容積為4m3，有效高度為1.3m，超高為0.5m，溶液池的形狀采用矩形，長(zhǎng)×寬×高=1.8×1.8×1.8m.置于室內(nèi)地面上，池底坡度采用0.03.溶液池旁有寬度為1.5m工作臺(tái)，以便操作管理，底部設(shè)放空管。2.溶解池(攪拌池)容積W2溶解池一般建于地面以下以便操作，池頂一般高出地面0.2米左右，溶解池(攪拌池)容積W2W2=（0.2--0.3）W1=0.25W1=0.25×3.957=0.989m3其有效高度為1.3m,超高為0.5m,設(shè)計(jì)尺寸為1.3×0.9×1.8m,池底坡度為3%。溶解池池壁設(shè)超高，以防止攪拌溶液時(shí)溢出。溶解池為地下式，池頂高出地面0.5m，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作條件。由于藥液具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道以及配件都采用防腐措施或用防腐材料。溶液池和溶解池材料采用鋼筋混凝土材料，內(nèi)壁涂襯以聚乙烯板。為增加溶解速度及保持均勻的濃度，采用機(jī)械攪拌設(shè)備。槳板長(zhǎng)度取1.50m,槳板寬度1.40m。3.加藥間和藥庫(kù)加藥間和藥庫(kù)合并布置，布置原則為:藥劑輸送投加流程順暢,方便操作與管理,力求車間清潔衛(wèi)生,符合勞動(dòng)安全要求,高程布置符合投加工藝及設(shè)備條件.儲(chǔ)存量一般按最大投藥量的期間的15-30天的用量計(jì)算?；炷齽榫屏蛩徜X，每袋的質(zhì)量為40kg，每袋的體積為0.5×0.4×0.2m3，投藥量為30g/m3，水廠設(shè)計(jì)水量為1375m3/h，藥劑堆放高度為1.5m，藥劑貯存期為30d。硫酸鋁袋數(shù)N=24Qut/1000W=24×1375×30×30/(1000×40)=743袋有效堆放面積A=NV/1.5（1-e）=743×0.5×0.4×0.2/（1.5×0.8）=24.8㎡取長(zhǎng)寬均為5m。4.3管式靜態(tài)混合器計(jì)算過(guò)程：1.設(shè)計(jì)流量每組混合器處理水量為:33000m/d=1375m/h=0.38m/s2.水流速度和管徑由流量為1375m/h，查水力計(jì)算表得:v=1.021m/s,管徑700mm,1000i=1.80.4.4往復(fù)式隔板絮凝池設(shè)計(jì)原則:池?cái)?shù)為2個(gè),絮凝時(shí)間20～30分鐘,色度高,難于沉淀的細(xì)顆粒較多時(shí)宜采用高值.進(jìn)口流速一般為0.5～0.6m/s,出口流速一般為0.2～0.3m/s.隔板間凈距應(yīng)大于0.5m,進(jìn)水口設(shè)擋水措施,避免水流直沖隔板.絮凝池超高一般采用0.3m.隔板轉(zhuǎn)彎處過(guò)水?dāng)嗝婷娣e,應(yīng)為廊道斷面過(guò)水面積的1.2～1.5倍.同時(shí)，水流轉(zhuǎn)彎處盡量做成圓弧形。池底坡向排泥口的坡度,一般為2%～3%,排泥管直徑不小于150mm.絮凝效果可用速度梯度G和反應(yīng)時(shí)間T值來(lái)控制.設(shè)計(jì)計(jì)算:(1)已知條件:設(shè)計(jì)水量(包括自耗水量)Q=66000m/d=2750m/h(2)采用數(shù)據(jù):廊道內(nèi)流速采用6段:v1=0.50m/s，v2=0.45m/s，v3=0.40m/s，v4=0.35m/s，v5=0.30m/s，v6=0.20m/s。絮凝時(shí)間:T=25min池內(nèi)平均水深:H1=2.5m超高:H2=0.3m池?cái)?shù):n=2(3)數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)算總?cè)莘e:W=QT/60=2750×25/60=1145.8m3分為兩池，每池凈平面面積:F’=W/(nH1)=1145.8/(2×2.5)=229.2m2池子寬度B:取10m池子長(zhǎng)度（隔板間凈距之和）:L’=229.2/10=22.92m隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分成6段:a1=Q/(3600nv1H1)=2750/(3600×2×0.50×2.5)=0.31m取a1=0.4m，則實(shí)際流速v1’=0.382m/sa2=Q/(3600nv2H2)=2750/(3600×2×0.45×2.5)=0.34m取a2=0.4m，則實(shí)際流速v2’=0.382m/sa3=Q/(3600nv3H3)=2750/(3600×2×0.40×2.5)=0.38m取a3=0.4m，則實(shí)際流速v3’=0.382m/sa4=Q/(3600nv4H4)=2750/(3600×2×0.35×2.5)=0.44m取a4=0.5m，則實(shí)際流速v4’=0.306m/sa5=Q/(3600nv5H5)=2750/(3600×2×0.3×2.5)=0.509m取a5=0.6m，則實(shí)際流速v5’=0.255m/sa6=Q/(3600nv6H6)=2750/(3600×2×0.20×2.5)=0.764m取a6=0.8m，則實(shí)際流速v6’=0.191m/s綜上可知a1、a2、a3、可以合并，故只要分為4段，每一種間隔采取3條,則廊道總數(shù)為18條,水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為17次.則池子長(zhǎng)度(隔板間凈距之和):L’=3(a1+a2+a3+a4+a5+a6)=3(0.4+0.4+0.4+0.5+0.6+0.8)=9.3m隔板厚度按0.2m計(jì)，則絮凝池的總長(zhǎng)L為:L=9.3+0.2×(18-1)=12.7m4.5平流式沉淀池選擇沉淀池類型時(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，并考慮原水水濕變化、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)比較確定沉淀池的個(gè)數(shù)或能夠單獨(dú)排空的分格數(shù)不宜少于2個(gè)。經(jīng)過(guò)混凝沉淀的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁度一般不宜超過(guò)10度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時(shí)，不宜超過(guò)15度。設(shè)計(jì)沉淀池時(shí)需要考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水的懸浮物含量、處理水量、排泥周期和濃度等因素通過(guò)計(jì)算確定。當(dāng)沉淀池排泥次數(shù)較多時(shí)，宜采用機(jī)械化或自動(dòng)化排泥裝置，應(yīng)設(shè)取樣裝置。設(shè)計(jì)要點(diǎn):進(jìn)水區(qū)穿孔墻的孔口不宜大于0.15--0.2m/s，為保證穿孔墻的強(qiáng)度，洞口總面積不宜過(guò)大。沉淀區(qū)長(zhǎng)寬比不小于4，長(zhǎng)深比不小于10，每格寬度在3--8m，不宜大于15m。沉淀池的停留時(shí)間一般1--3小時(shí)，華東地區(qū)一般為1--2小時(shí)，低溫低濁水源停留時(shí)間往往超過(guò)2小時(shí)。設(shè)計(jì)計(jì)算:1.平流式沉淀池尺寸平流式沉淀池分設(shè)2座，每組設(shè)計(jì)流量：；沉淀時(shí)間T=2h，沉淀池容積：W=QT=1375×2=2750m3；沉淀池水平流速：在10～25mm/s范圍內(nèi)，取v=12mm/s。取沉淀池的有效水深：H=3.5m，超高0.5m，則池子總高度為4.0m；沉淀池長(zhǎng)：L=12*2*3600/1000=86.4m,取L=87m；沉淀池寬：B=W/(L*h)=2750/(87×3.5)=9.03m,取B=10m；考慮絮凝池尺寸，絮凝池池寬取B=10m；沉淀池長(zhǎng)寬比：L/B=87/10=8.7＞4，長(zhǎng)深比：L/h=87/3.5=24.86＞10滿足設(shè)計(jì)要求。沉淀池放空時(shí)間以2小時(shí)計(jì)算，則放空管直徑為：；采用鋼制DN500mm，排泥管也采用同樣的管徑。2沉淀池水力條件復(fù)核每池中間設(shè)兩道200mm的隔墻將沉淀池分成三格，每格寬3.0m。水力半徑：R=ω/χ=3.5×3.0/(3.5×2+3.0)=1.05m弗勞德數(shù)：Fr=v2/(R*g)=0.0122/(1.05×9.81)=1.40×10-5(在1×10-5～1×10-4之間)雷諾數(shù)：Re=v*R/γ=0.012×1.05/(1.007×10-6)=1.25×104(在4000～15000之間)沉淀池示意見(jiàn)下圖：圖3-3平流沉淀池示意圖3.沉淀池的進(jìn)水設(shè)計(jì)進(jìn)水采用穿孔墻布置，盡量做到在進(jìn)水?dāng)嗝嫔纤鞯木鶆蚍植?，避免已形成的絮體破碎。單座池墻長(zhǎng)9m，墻高4.0m，有效水深3.5m；根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)：當(dāng)進(jìn)水端用穿孔配水墻時(shí)，穿孔墻在池底積泥面以上0.3～0.5m處至池底部分不設(shè)孔眼，以免沖動(dòng)沉泥。本設(shè)計(jì)采用0.5m；孔眼尺寸考慮施工方便，采用尺寸：15cm×8cm；單個(gè)孔眼的面積:；孔眼流速采用：；孔眼總面積：=q/v1=0.382/0.1=3.82m2；孔眼總數(shù)：=/ω0=3.82/0.012=318.3個(gè)，取319個(gè)；孔眼實(shí)際流速：v=q/ω0=0.382/(319×0.012)=0.100m/s；孔眼布置成7排，每排孔眼數(shù)為319/7=46個(gè)。水平方向孔眼的間距取110mm，則計(jì)算的水平長(zhǎng)度為：46×0.08+45×0.11=8.63m；豎直方向的間距為150mm,最上一排孔眼的淹沒(méi)深度假定為0.5m，最下一排孔眼距池底為0.5m，則豎向的計(jì)算高度為7×0.15+6×0.2+0.5+0.5=3.25m。4.沉淀池的集水系統(tǒng)設(shè)計(jì)沉淀池的出口布置要求在池寬方向上均勻集水，并盡量潷取上層澄清水，減小下層沉淀水的卷起，目前采用的辦法多為采用指形槽出水。1．指形槽的個(gè)數(shù)：N=7；2．指形槽的中心距：a=B/N=10/7≈1.43m；3．指形槽中的流量：q0=Q/N=0.413/7=0.056m3/s，考慮到池子的超載系數(shù)20％，故槽中流量為：q=1.2q0=0.059×1.2=0.0655m3/s；4．指形槽的尺寸指形槽的槽寬：b=0.9q00.4=0.9×0.06550.4=0.303m，為便于施工，取b=0.4取堰上負(fù)荷為q0=250m3/m.d，則指形槽長(zhǎng)度：L=1.2Q/q0=1.2×6.0×104×1.08/(250×2)=158.4m7個(gè)集水槽，雙側(cè)進(jìn)水。每根槽長(zhǎng)：11.31m，取12m；起點(diǎn)槽中水深：H1=0.75b=0.75×0.4=0.3m；終點(diǎn)槽中水深：H2=1.25b=1.25×0.4=0.5m；為便于施工，槽中水深統(tǒng)一取H2=0.5m；5．總出水槽寬：B=0.9Q0.4=0.9×0.3820.4=0.62m，采用1.0m，則出水渠起端水深：H=1.73；為保證自由落水，跌落高度采用0.1m，溢流堰上淹沒(méi)水頭0.1m，沉淀池超高0.5m，則出水渠總深度為：H=0.43＋0.1＋0.5＋0.1＋0.1＋0.5＝1.73m；6.槽的高度集水方法采用鋸齒形三角堰自由出流方式，跌落高度取0.05m，槽的超高取0.15m。則指形槽的總高度H=0.5+0.15+0.05=0.70m（說(shuō)明：該高度為三角堰底到槽底的距離）。7.三角堰的計(jì)算每個(gè)三角堰的流量：q1=1.343h2.47=1.343×0.052.47=0.00082m3/s；三角堰的個(gè)數(shù)：n=Q/q1=0.382/0.00082=465.9個(gè)；每個(gè)指形槽上有465.9/7=66.56≈67個(gè)三角堰；三角堰的中心距：d=13×2/67=0.39m。5.沉淀池排泥排泥是否順暢關(guān)系到沉淀池凈水效果，當(dāng)排泥不暢、泥渣淤積過(guò)多時(shí)，將嚴(yán)重影響出水水質(zhì)。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和機(jī)械排泥。機(jī)械排泥具有排泥效果好、可連續(xù)排泥、池底結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度小、操作方便可以配合自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用虹吸式機(jī)械排泥。采用SXH型虹吸式吸泥機(jī)，軌距l(xiāng)＝11000mm。排泥管采用和放空管相同的管徑：DN500mm。4.6普通快濾池設(shè)計(jì)要點(diǎn):1.濾池清水池應(yīng)設(shè)短管或留有堵板,管徑一般采用75～200mm,以便濾池翻修后排放初濾水.2.濾池底部應(yīng)設(shè)有排空管,其入口出設(shè)柵罩,池底坡度約0.005,坡向排空管.3.配水系統(tǒng)干管的末端一般裝排氣管,當(dāng)濾池面積小于25㎡時(shí),管徑為40mm,濾池面積為25～100㎡時(shí),管徑為50mm.排氣管伸出濾池頂處應(yīng)加截止閥.4.每個(gè)濾池上應(yīng)裝有水頭損失計(jì)或水位尺以及取樣設(shè)備等.設(shè)計(jì)計(jì)算:設(shè)計(jì)2組濾池，每組濾池設(shè)計(jì)水量為：Q=33000m3/d濾速：v=10m/h反沖洗強(qiáng)度q=14L/(s·m2)(1)濾池面積及尺寸:濾池工作時(shí)間為24h，沖洗周期為12h，濾池實(shí)際工作時(shí)間為:T=24-0.1×24/12=23.8h濾池面積為:F=Q/(v*T)=33000/（10×23.8）=138.7m2每組濾池單格數(shù)為N=6，布置成對(duì)稱雙行排列.每個(gè)濾池面積為:f=F/N=138.7/6=23.10m2采用濾池設(shè)計(jì)尺寸為:L=6m,B=4m。校核強(qiáng)制濾速v’為:v’=Nv/(N-1)=6×10/(6-1)=12m/h(2)濾池高度承托層厚度H1采用0.5m濾料層厚度H2采用0.6m砂面上水深H3采用2.3m保護(hù)層高度H4采用0.5m濾池總高度H為:H=0.5+0.6+2.3+0.5=3.9m(3)配水系統(tǒng)(每只濾池)①干管:干管流量:qg=f*q=23.1×14=323.4L/s采用管徑:dg=700mm干管始端流速:vg=1.2m/s②支管支管中心間距:采用aj=0.25m每池支管數(shù):nj=2×L/aj=2×6/0.25=48根每根支管入口流量:qj=qg/nj=323.4/48=6.738L/s采用管徑:dj=70mm支管始端流速:vj=1.6m/s③孔眼布置：支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25%孔眼總面積:Fk=K*f=0.25%×23.1=0.0578㎡=57800mm2采用孔眼直徑:dk=8mm每個(gè)孔眼面積:fk=πdk2/4=0.785×8×8=50.2mm孔眼總數(shù):Nk=Fk/fk=57800/50.2=1152個(gè)每根支管孔眼數(shù):nk=Nk/nj=1152/50=24個(gè)支管孔眼布置設(shè)二排，與垂線成450夾角向下交錯(cuò)排列.每根支管長(zhǎng)度:lj=0.5×(B-dj)=0.5×(4-0.07)=1.965m每排孔眼中心距:ak=lj/(nk/2)=0.142m④復(fù)算配水系統(tǒng)：支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60，則lj/dj=1.65/0.07=24<60孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則:Fk/(nj*fj)=0.0578/(50×0.785×0.07×0.07)=0.30<0.5干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.75～2.0，則:fg/(njfj)=0.785×0.7×0.7/(50×0.785×0.07×0.07)=2孔眼中心距應(yīng)小于0.2，則ak=0.142<0.2m(4)洗砂排水槽洗砂排水槽中心距,采用a0=1.7m排水槽根數(shù):n0=4.5/1.7=3根排水槽長(zhǎng)度:l0=L=6.0m每槽排水量為：q0=ql0a0=14×6×1.7=142.8L/s采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面.槽中流速,采用v0=0.6m/s槽斷面尺寸為：x=0.5(q0/1000v0)0.5=0.25m排水槽底厚度,采用δ=0.05m砂層最大膨脹率:e=45%砂層厚度H2=0.6m洗砂排水槽頂距砂面高度:He=eH2+2.5x+δ+0.075=0.45×0.6+2.5×0.25+0.05+0.075=1.02m洗砂排水槽總面積為:F0=2xl0n0=2×0.25×6×3=9㎡復(fù)算:排水槽總平面面積與濾池面積之比,一般小于25%,則F0/f=9/24=37.5%，考慮誤差符合要求(5)濾池的各種管渠計(jì)算①進(jìn)水:進(jìn)水總流量:Q1=33000m3/d=0.382m3/s采用進(jìn)水渠斷面:渠寬B1=0.75m,水深0.5m渠中流速:v1=1.02m/s各個(gè)濾池進(jìn)水管流量Q2=0.382/6=0.064m3/s采用進(jìn)水管徑:D2=350mm管中流速為v2=0.67m/s②沖洗水沖洗水總流量:Q3=q*f=23.1×14=323.4L/s=0.33m3/s采用管徑500mm，管中流速為1.68m/s③清水清水總流量:Q4=Q1=0.382m3/s清水渠斷面:同進(jìn)水渠斷面每個(gè)濾池清水管的流量:Q5=Q2=0.064m3/s采用管徑D5=300mm管中流速:v5=0.91m/s。④排水排水流量:Q6=Q3=0.33m3/s排水渠斷面:寬度B6=0.6m,渠中水深0.5m.渠中流速:v6=1.1m/s采用排水管的管徑為600mm。⑤沖洗水箱沖洗時(shí)間:t=6min沖洗水箱容積：W=1.5qft=1.5×14×23.1×6×60=174.6m3水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和:h1=1.0m配水系統(tǒng)水頭損失:h2=hk=3.5m承托層水頭損失:h3=0.022H1q=0.022×0.5×14=0.15m濾料層水頭損失:h4=(r1/r-1)(1-m0)H2=0.58m安全富余水頭:h5=1.5m沖洗水箱底應(yīng)高于洗砂排水槽面:H=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.15+0.58+1.5=6.73m(6)配氣系統(tǒng)設(shè)置供氣方式采用空壓機(jī)通過(guò)中間儲(chǔ)氣罐向?yàn)V池送氣.4.7消毒消毒方式為加氯消毒，采用液氯為消毒劑。有前加氯和后加氯兩種，前者加氯點(diǎn)在管式靜態(tài)混合器之前的原水管道上，進(jìn)入混合器之后充分地混合，主要起氧化作用；后者加氯點(diǎn)在濾后出水管上，進(jìn)入管道后殺滅細(xì)菌，主要起消毒作用。后加氯系統(tǒng)可采用串級(jí)復(fù)合環(huán)控制系統(tǒng)以檢測(cè)和控制水廠出水的余氯量在規(guī)范要求的范圍之內(nèi)（出廠水中的余氯量大于0.3mg/L，小于4mg/L，管網(wǎng)末梢中的余氯量大于0.05mg/L）。加氯系統(tǒng)采用全真空加氯系統(tǒng)，氯源切換采用自動(dòng)壓力切換，真空調(diào)節(jié)器安裝在氯庫(kù)內(nèi)，加氯機(jī)采用自動(dòng)投加方式，水射器安裝在加氯投加點(diǎn)處，還應(yīng)設(shè)置漏氯的處理裝置。消毒部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括加氯間的設(shè)計(jì)和氯庫(kù)的設(shè)計(jì)，加氯間和氯庫(kù)的面積按遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，購(gòu)入設(shè)備時(shí)按近期規(guī)劃。加氯間和氯庫(kù)設(shè)置在水廠最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)向。設(shè)計(jì)計(jì)算:1.加氯量已知條件:設(shè)計(jì)水量Q1=66000m3/d=2750m3/h，清水池最大投加量a為1mg/L.預(yù)加氯量為0清水池加氯量Q=0.001aQ1=0.001×1×2750=2.75kg/h二泵站加氯量不做考慮2.加氯間倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)備量按30d最大用量計(jì)算：M=2.75×30×24=1980kg選用1t的氯瓶2個(gè)，氯瓶長(zhǎng)L=2020mm，直徑D=800mm，公稱壓力2.2Mpa.加氯間中將氯瓶和加氯機(jī)分隔布置.加氯間有直接通向外部的門(mén),保持通風(fēng).加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開(kāi)關(guān).此外，加氯間還有幾點(diǎn)注意要點(diǎn)：（1）氯瓶中的氯氣氣化時(shí)，會(huì)吸收熱量，一般采用自來(lái)水管噴淋在氯瓶上，以供給熱量。設(shè)計(jì)中在氯庫(kù)內(nèi)設(shè)置DN25mm的自來(lái)水管，位于氯瓶上方，幫助液氯氣化。（2）在氯庫(kù)和加氯間內(nèi)安裝排風(fēng)扇，設(shè)在墻的下方。同時(shí)安裝測(cè)定氯氣濃度的儀表和報(bào)警設(shè)施。（3）為了使氯氣與水混合均勻，在加氯點(diǎn)后安裝靜態(tài)混合管道混合器。（4）在加氯間的出入口處，設(shè)置工具箱、搶修用品箱及防毒面具。照明和通風(fēng)設(shè)備開(kāi)關(guān)設(shè)置在室外。（5）加氯間和氯庫(kù)內(nèi)的管線不宜外露，應(yīng)敷設(shè)在溝槽里。（6）設(shè)置磅秤等校核設(shè)備時(shí)，磅秤面宜與地面相平，便于放置氯瓶。（7）當(dāng)加氯間或氯庫(kù)需要采暖時(shí)宜用暖氣。如用火爐時(shí)火口應(yīng)設(shè)置在室外。暖氣散熱片或火爐應(yīng)離開(kāi)氯瓶和加氯機(jī)。4.8清水池設(shè)計(jì)計(jì)算:已知條件:設(shè)計(jì)水量Q=66000m3/d1.清水池調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)流量即最高日用水量的10%，則調(diào)節(jié)容積為：W1=10%×Q=10%×66000=6600m32.消防用水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi),一次滅火用水量取25L/s連續(xù)滅火為2h,則消防容積為:W2=25×2×3600/1000=180m33.水廠自用水(用于沖洗濾池，沉淀池排泥等)的貯備容積為:W3=5%×Q已在設(shè)計(jì)流量考慮范圍內(nèi)4.安全儲(chǔ)量:不做考慮W4=05.清水池總?cè)莘e為:W=W1+W2+W3+W4=6600+180+0=6780m36.水廠內(nèi)建2座矩形清水池,容量為W/2=3390m3清水池有效水深取4.0m,超高0.5m，則清水池的平面尺寸為29m×30m.7.清水池設(shè)有水位連續(xù)測(cè)量裝置，供水位自動(dòng)控制和水位報(bào)警之用.管道設(shè)計(jì)1．進(jìn)水管設(shè)計(jì)為防止形成氣阻，進(jìn)水管進(jìn)池后應(yīng)用彎管下彎。進(jìn)入單個(gè)清水池內(nèi)的流量：Q1＝33000／（24×3600）＝0.382/s；進(jìn)水管管內(nèi)流速，一般為0.7～1m/s，本設(shè)計(jì)取：V1＝1.0m/s；則進(jìn)水管管徑為：；采用D=700mm的管，則反算出真實(shí)流速v=0.993m/s。2．出水管設(shè)計(jì)由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水最高日最高時(shí)流量確定,取時(shí)變化系數(shù)K=1.5，則最高日最高時(shí)的流量：Q2=30000×1.5／（24×3600）=0.521/s；出水管管內(nèi)流速?。篤2=1.0m/s；則出水管管徑為：；采用D=800mm管，則反算出真實(shí)流速為v=1.04m/s。3．溢水管設(shè)計(jì)為防止流量過(guò)大時(shí)，頂板承受托力，管徑一般與進(jìn)水管相同，采用D=800mm。管端為喇叭口，管上不得安裝閘閥，溢流管應(yīng)包扎尼龍網(wǎng)罩，以防止爬蟲(chóng)沿溢流管進(jìn)入清水池。清水池溢流管的出口接入水廠下水道。溢流管上的喇叭口直徑D≥(1.3～1.5)Dg=1.3×800=1040mm，取D=1000mm，喇叭口設(shè)于最高水位之上0.1米處。4．放空管設(shè)計(jì)清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，因此應(yīng)設(shè)排空管并采用2％坡度并設(shè)排水集水坑。排空管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計(jì)算。放空管內(nèi)流速按1.1m/s估計(jì)，需排空流量為：；則排空管的管徑D3：；采用D=800mm管，則反算出真實(shí)流速為v=0.96m/s。附屬設(shè)備1．導(dǎo)流墻導(dǎo)流是促使新舊水量交替、消除死角，加強(qiáng)加氯和水體混合提高消毒效率及保證水質(zhì)的必要條件，導(dǎo)流墻頂砌筑到清水池的最高水位，使頂部空間保持暢通，有助于空氣流通，導(dǎo)流墻底部每隔移民開(kāi)一個(gè)過(guò)水方孔，尺寸為，便于排泄洗池廢水，由于水中加有氣氯氣，故導(dǎo)流墻采用的材料應(yīng)防止氯的腐蝕。2．通風(fēng)管池頂設(shè)Ф=200的通風(fēng)管，管頂高出池頂覆土面0.7米，且用防護(hù)網(wǎng)，防止蟲(chóng)，蠅，雨水進(jìn)入水中。3．檢修孔檢修孔應(yīng)靠近溢流管和出水管處.便于安裝和檢修，人孔上緣高出池頂覆土面0.2米，防止臟水進(jìn)入，人孔直徑為1000mm，設(shè)置兩個(gè)，人孔內(nèi)設(shè)爬梯，靠池壁而定。4．覆土厚度清水池頂部應(yīng)有0.5～1.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環(huán)境。此處取覆土厚度0.7m。4.9二級(jí)泵站1.吸水井吸水井尺寸應(yīng)滿足安裝水泵吸水管進(jìn)口喇叭口的要求.吸水井最高水位標(biāo)高=清水池最高水位標(biāo)高=0.500m吸水井最低水位標(biāo)高=清水池池底標(biāo)高-連接管道中的水損=-4.000-0.15=-4.150m吸水井長(zhǎng)度18m,吸水井寬度10m.吸水井高度為6.2m.2.泵房高度二泵房室內(nèi)低坪標(biāo)高為-2.000m,泵房所在的室外地坪標(biāo)高為0.000m，二泵房室內(nèi)地面低于室外2m.泵房為半地下室.選用LH5t電動(dòng)葫蘆雙梁橋式起重機(jī)，泵房地面上高度為:H1=a2+c2+d+e+h+n,其中:a2為行車梁高度，c2為行車梁底至其重鉤中心的距離；d為其重鉤的垂直長(zhǎng)度，e為最大一臺(tái)機(jī)組的高度，h為吊起物底部與泵房進(jìn)口處平臺(tái)的距離．泵房地下高度H2=2.000m,則泵房高度H=H1+H2=7.500+2.000=9.500m3.泵的選型1．最高日平均時(shí)流量為Q=6.6×104m3/d=275/m3/h；2．日變化系數(shù)Kd一般為1.1～1.5，本設(shè)計(jì)取Kd=1.3,則平均日平均時(shí)流量為：Q平均日=Q／Kd=6.6×104／1.3=50769m3/d=2115m3/h；3．時(shí)變化系數(shù)Kh一般為1.3～1.6，本設(shè)計(jì)取Kh=1.5,則最高日最大時(shí)流量為：Q最大時(shí)=Q*Kh=6.6×104×1.5=99000m3/d=4125m3/h；4．查設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇水泵型號(hào)，供水水泵采用500S59型單級(jí)離心水泵，（2用1備）和300S58B型單級(jí)離心水泵1臺(tái)，水泵的特性參數(shù)如下：表6-1離心泵特性參數(shù)表型號(hào)流量Q揚(yáng)程H轉(zhuǎn)速n軸功率P電動(dòng)機(jī)效率η氣蝕余量外形尺寸（m3/h）（m）（r/min）（kw）型號(hào)功率（kw)（%）（NPSH）tL/B/H/500S59234047970391Y450-46-64508361638/1640/1300300S58B684431450100Y315M=4132804.41073/1070/855一臺(tái)500S59型單級(jí)離心水泵可滿足平均日平均時(shí)用水量；一臺(tái)500S59型單級(jí)離心水泵和一臺(tái)300S58B型單級(jí)離心水泵一起工作可滿足最高日平均時(shí)用水量；兩臺(tái)500S59型單級(jí)離心水泵可滿足最高日最大時(shí)用水量。4.泵房平面布置泵房采用水泵單行布置，水泵房寬9.0m，水泵間距約為3.0m，配電間采用尺寸5m×17.5m，與泵房配套的吸水井采用L×B=30m×3m，其池底低于清水池池底1.0m，水面低于清水池水面0.2m，有效水深4.5m，超高0.5m，池子總高度：H=5.0m。4.10附屬構(gòu)筑物附屬構(gòu)筑物包括生產(chǎn)輔助建筑物和生活附屬建筑物.1.生產(chǎn)輔助建筑物:主要有機(jī)修車間、配電房、藥庫(kù)、氯庫(kù)和化驗(yàn)間等.2.生活附屬建筑物:生活附屬建筑物包括水廠的辦公樓、車庫(kù)、值班宿舍、控制室、食堂、值班室等.水廠內(nèi)綠化面積為總面積的30%.廠內(nèi)道路多數(shù)為8-12米，包括人行道1.5米.所有道路的轉(zhuǎn)彎半徑均為6米.綠地由草地、綠籬、花壇、樹(shù)木配合構(gòu)成，面積大的可以在中間設(shè)建筑小品和人行走道形成小型花園.在建筑物的前坪，道路交出口的附近都設(shè)綠地.在建筑物或構(gòu)筑物與道路之間的帶狀空地進(jìn)行綠化布置，形成綠帶.在需要圍護(hù)的地方設(shè)綠籬，既起到隔離的作用，又可以達(dá)到美化的效果.水廠四周設(shè)置高2.50米的防護(hù)圍墻，采用磚砌圍墻.第五章水廠總體布置5.1廠址的選擇廠址的選擇應(yīng)在整個(gè)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。在廠址選擇時(shí)，一般應(yīng)考慮以下問(wèn)題：(1)廠址的選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方。一般選在地下水位低、承載較大、濕陷等級(jí)不高、巖石較少的地層，以降低工程造價(jià)和和便于施工。(2)水廠盡量選在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施。(3)水廠應(yīng)盡量選在交通方便、靠近電源的地方、以利于施工管理和降低輸電線路的造價(jià)，并考慮沉淀池排泥及濾池沖洗水排出方便。(4)當(dāng)取水點(diǎn)距離用水區(qū)較近時(shí)，水廠一般設(shè)在取水構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物建在一起；當(dāng)取水點(diǎn)距離用水區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，廠址選擇有兩種方案，一是將水廠建在取水構(gòu)筑物附近；二是將水廠建在離用水區(qū)較近的地方。5.2道路和綠化（1）道路須能到達(dá)主要構(gòu)筑物和建筑物。連接廠外道路的主車道寬度，一般為6.0～8.0m，廠區(qū)內(nèi)主要構(gòu)筑物和建筑物之間，用以輸送物資的車道的車行道路寬常采用6.0m，并布置成環(huán)狀以便回撤。（2）車行道路面一般采用混凝土、瀝青混凝土等，人行道采用水泥路面、混凝土制板塊等；（3）新建水廠綠化面積宜大于水廠總面積的20%。綠化包多綠地、花壇和綠帶。水廠地下管道錯(cuò)綜復(fù)雜，綠化時(shí)可選用根淺四季常青的樹(shù)種，沿圍墻的管道較少，可種植高大樹(shù)種。清水池面積較大，池頂覆土較淺，可鋪植草皮。廠前區(qū)和建筑物門(mén)前可設(shè)大小不同的花壇，按季節(jié)種植不同草木類為主的花卉。為了使水廠整體效果比較好，所以要求建筑物和構(gòu)筑物的外形設(shè)計(jì)盡量協(xié)調(diào)，顏色的選用也應(yīng)考慮用同一色系5.3水廠管線布置（1）原水管線：進(jìn)入沉淀池之前的原水管線一般為兩根，本設(shè)計(jì)原水管線采用球墨鑄鐵管，凈水構(gòu)筑物之間的連接管可用架空管渠或地下管道。（2）清水管線：本設(shè)計(jì)設(shè)有2座清水池，故清水池之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)管線，可采用虹吸管在池頂上予以聯(lián)通；（3）排水管線：廠內(nèi)生活污水與雨水采用和流制，雨水和污水一起排入城市下水道。（4）加藥管線：加礬和加氯管線往往做成淺溝敷設(shè)，上做蓋板，加藥管線的管材采用塑料管，以防腐蝕。（5）超越管線：考慮到某一環(huán)節(jié)由于事故檢修而停用時(shí)，不影響整個(gè)水廠的運(yùn)行而設(shè)的管道，一般設(shè)超越濾池或超越清水池管線，本設(shè)計(jì)不采用超越清水池的管線。（6）自用水管線：水廠自用水均單獨(dú)成為管系，自二級(jí)泵房出水管接出，廠用水關(guān)口徑應(yīng)滿足消防要求，本設(shè)計(jì)忽略自用水管線。水廠排水管線用以排除雨水、生產(chǎn)廢水（沉淀池排泥，濾池沖洗廢水等）和生活污水。生活污水系統(tǒng)可單獨(dú)設(shè)置，并經(jīng)處理后排放，其余廢水在另一系統(tǒng)中排除。但考慮到水廠排泥水對(duì)環(huán)境的淤積影響，排泥水應(yīng)能單獨(dú)排入污泥脫水處理系統(tǒng)。5.4水廠平面布置平面布置時(shí)，應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：1.布置緊湊，以減少水廠占地和連接管渠的長(zhǎng)度，但是各構(gòu)筑