給水課程設計計算說明書

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.給水處理工程課程設計任務書 2\o"CurrentDocument"設計任務與要求 2\o"CurrentDocument"設計任務 2\o"CurrentDocument"設計要求 2\o"CurrentDocument"設計原始資料 2\o"CurrentDocument"原水水質 2\o"CurrentDocument"城市規(guī)劃資料如下： 3\o"CurrentDocument"對圖紙和說明書的要求 3\o"CurrentDocument"2凈水處理廠初步設計計算 4\o"CurrentDocument"2.1設計用水量計算 4\o"CurrentDocument"2.2取水構筑物計算 4\o"CurrentDocument"2.3工藝流程的確定 4\o"CurrentDocument"2.3藥劑配置及投加設備 5溶液池設計計算 5\o"CurrentDocument"溶解池設計計算 5溶解池放水時間 5\o"CurrentDocument"2.4水力絮凝池設計計算 5\o"CurrentDocument"2.5沉淀池的設計計算 8\o"CurrentDocument"設計基礎數(shù)據(jù) 8\o"CurrentDocument"設計計算 8\o"CurrentDocument"水利條件校核 9\o"CurrentDocument"儲泥斗的設計計算 9\o"CurrentDocument"2.6濾池的計算 10\o"CurrentDocument"2.6.1已知資料 10\o"CurrentDocument"普通快濾池設計計算 10\o"CurrentDocument"2.7消毒池設計計算 13\o"CurrentDocument"2.7.1基礎資料 13消毒池設計計算 13\o"CurrentDocument"2.8清水池設計計算 14\o"CurrentDocument"3.高程的計算 14\o"CurrentDocument"參考文獻 161.給水處理工程課程設計任務書1.1設計任務與要求1.1.1設計任務此次設計題目為：《某城市凈水處理廠初步設計》，其內(nèi)容包括：1） ．設計計算（1） 計算城鎮(zhèn)最高用水日與最高用水時水量。確定水廠處理水量（2） 進行給水處理工藝確定。（3） 進行主要構筑物設計計算。（4） 水廠平面布置。（5） 水廠高程設計計算。2） ．編寫設計計算說明書一份。說明書內(nèi)容包括：設計的原始資料和設計任務、各項設計與計算以及設計過程中的體會等，可附必要的計算草圖。說明書要求，計算正確，說理清楚，簡明扼要，文字通順，篇幅15頁左右。3） ．繪制下列設計圖各一張（1） 城市給水處理廠平面布置圖（2） 城市給水廠高程布置圖以上二張圖紙，給繪制完備后附在說明書后，裝訂成冊上交定成績。1.1.2設計要求出平面布置圖和高程圖各一張（1號工程圖），附設計說明書。構筑物總體布置時即要兼顧目前一期設計，又要留有二期、三期改擴建發(fā)展空間。1.2設計原始資料某城市屬于溫帶季風性大陸氣候，占地一千多公頃，年平均氣溫18°C，最高氣溫34C，最低氣溫-23C，年降雨量1100mm，主導風向西南風，地下土壤類型為亞粘土，地下水位位于地表下8m,—條河流由城市北側流向南側。1.2.1原水水質原水水質分析如下表所示。表1.原水水質表項目單位數(shù)據(jù)項目單位數(shù)據(jù)色度度6-9CO2mg/L15.3嗅味/無Na++K+mg/L8-10濁度NTU40-60SO24mg/L15-20pH/6.8-7.9溶解性固體mg/L120-150總硬度mgCaO/L2.0-3.2酚mg/L0.002總鐵mg/L0.12-0.24有機磷mg/L0.09Cl-mg/L15.5砷mg/L0.034HCO-3mg/L100-120耗氧量mg/L0.75Ca2+mg/L50-80氨氮mg/L0.03Mg2+mg/L4.8-9.7細菌總數(shù)mg/L36000NO-3mg/L5.8大腸桿菌mg/L5400F-mg/L2.5懸浮物mg/L4.5要求出水達到生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749—2006)的水質要求1.2.2城市規(guī)劃資料如下：(1)城市居住區(qū)面積約250公頃，給水人口普及率為100%。⑵居住區(qū)情況：人口密度為(100+學號后兩位數(shù)字)cap/公頃；綜合生活用水定額為290L/人?d；由城市管網(wǎng)供水的企業(yè)1為造紙廠，生產(chǎn)能力為80t/d(每噸紙耗水量為250m3)；企業(yè)2為化肥廠，生產(chǎn)用水量為3500m3/d。澆灑道路及綠地用水量考慮600m3/d。工廠要求城市管網(wǎng)供水，對水壓無特殊要求。未預見及管網(wǎng)漏失系數(shù)取k=1.5。1.2.3對圖紙和說明書的要求給水處理廠平面布置圖應包括主體工藝構筑物級必要的附屬構筑物，并符合實際。管線布置應包括廠區(qū)的工藝管線，給水管線，污水管線以及雨水管線。高程圖以地面為基準標高，應體現(xiàn)出各個構筑物的特征及工藝過程。水平及縱向可取不同的繪制比例。說明書的基本的內(nèi)容包括三部分：．設計任務及原始資料；．設計計算；．設計體會及必要的說明。

2凈水處理廠初步設計計算2.1設計用水量計算城市或居民區(qū)的最高日生活用水量為：其中最高日生活用水定額q=290L/人?d；人口密度104cap/公頃；自來水普及率為100%;土地面積250公頃；人口數(shù)N=250X104=26000人Q二qNf=290x2600x100%二7540m3/d1工業(yè)企業(yè)用水量：企業(yè)1為造紙廠，生產(chǎn)能力為80t/d(每噸紙耗水量為250m3)；企業(yè)2為化肥廠，生產(chǎn)用水量為3500m3/d。Q二80x250+3500二23500m3/d2(3)澆撒道路和大面積綠化所需水量Q=600m3/d3城市最高日的用水量未預見及管網(wǎng)漏失系數(shù)取k=1.5Q=1.5(Q+Q+Q)二1.5x(7540+23500+600)二47460m3/d-48000m3/dd 1 2 32.2取水構筑物計算一級泵站：其中a=1.05；T=2424Q竺=心X48000=2100m3/d1T242.3工藝流程的確定加藥加氯加藥加氯_普通快濾池 I-清水池

藥劑配置及投加設備2.3.1溶液池設計計算設最大投藥量a=30mg/L，藥溶液濃度c=15%,混凝劑每日配制次數(shù)n=2次流量Q二48000m3/dTI7 24x100aQW=—21000x1000cn24x100xTI7 24x100aQW=—21000x1000cn1000x1000x15x2設其長寬比為1.1則L=B=2.24m則取其長寬比為3m取其高位1m2.3.2溶解池設計計算溶解池容積W=(0.2~0.3)W=0.3X5.04=1.512m3122.3.3溶解池放水時間設放水時間t=10min1.512x1.512x100010x60=2.52L/s通過水利計算圖表查得取水管75mm；相應得流速v°=1.17m/s；水管采用硬聚氯乙烯材質水管水力絮凝池設計計算由于本次設計設計的是水量為48000m3/d水廠，水量大于30000m3/d所以采用隔板絮凝池。2.4.1往復式隔板絮凝池設計計算(1)設計已知條件Q=2100m3/d:；平均水深H]=1.2m；絮凝時間t=20min；絮凝池寬敞比為Z=-=1.2； 絮凝池個數(shù)n=2L廊道內(nèi)流速采用6檔，即：V]=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/sv5=0.25m/s，v5=0.2,m/s隔板轉彎處的寬度取廊道寬度的1.2~1.5倍(2)設計計算1.總容積W=700m3Qt2100=700m3W= =—60602.單池平面面積fnH7002xnH7002x1.2=291.6m2沁292m23.池長(隔板間凈距之和)L=15.59=15.59沁16m4.池寬BB=ZL=1.2X16=19.2m5?廊道寬度和流速 按廊道內(nèi)流速不同分6檔，則廊道a.為nQ 2100 0.243a= = =—n3600nvH 3600x2vx1.2vn1nn將a計算值、采用值a'以及由此所得廊道內(nèi)實際流速v'二0243數(shù)值見表1nnn a'nnna'n表1廊道寬度與流速設計流速vn/(m/s)廊道寬度an/m計算值采用值實際流速vn/(m/s)a1=0.50v1=0.468a'=0.501v'=0.4861a2=0.40v2=0.585a'=0.602v'=0.4052a3=0.35v3=0.668a'=0.703v'=0.3473a4=0.30v4=0.780a'=0.804v'=0.3044a5=0.25v5=0.936a'=1.005v'=0.2435a6=0.20v6=1.215a'=1.206v'=0.2036水流轉彎次數(shù)池內(nèi)每3條廊道寬度相同隔板為一段，共分6段，則廊道總數(shù)為6X3=18(條)隔板數(shù)=18-1=17(條)水流轉彎次數(shù)為17次。池長復核(未計入隔板厚度)L=3(a'+a'+a'+a'+a'+a')=3X(0.5+0.6+0.7+0.8+1.0+1.2)=14.4~15m123456

8.池底坡度則池底坡度根據(jù)池內(nèi)平均水深為1.2m,最淺水深取1.0m,最深端水深取1.4,14-10i- 沁0.025169.水頭損失h按廊道內(nèi)的不同流速分成6段進行計算各段水頭損失h(m)按下i式計算U2 i C2Rii第i段廊道過水斷面水力半徑：0.5x1.20.5+2x0.5x1.20.5+2x1.2沁0.21m 11-a+2H11同理R=0.17,同理R=0.17,2R=0.15,R=0.13,34R=0.11,R=0.0956第i段的謝齊系數(shù)為：絮凝池采用鋼筋混凝土及轉組合結構外用水泥漿抹面，則設其粗糙度n=0.014C二1R6二1x0.216=55.11n1 0.014同理C=53.2,C=52.1，C=50.,1,C=49.4,C=47.82 3 4 5 6轉彎處水流速度vitv= =0.34m/s1t1.4Ai同理v=0.289m/sv=0.248m/sv=0.217m/sv=0.174m/sv=0.145m/s2t 3t 4t 5t 6t絮凝池前5段內(nèi)水流轉彎次數(shù)均為3次,第6段的轉彎次數(shù)為2次前5段廊道總長度為：l=3B=3X19.2=57.6mn最后一段為2B=38.4m各段水頭損失h近似計算：ih二切-1t-+1 1h二切-1t-+1 12gU21—C2R110.342+2x9.810.486255.12x0.21x57.6=0.074h=0.027,h=0.01756同理h=0.058,h=0.027,h=0.01756234表2各段水頭損失計算段轉彎次數(shù)lR.V.VC.h1357.60.210.4860.3455.10.0742357.60.170.4050.28953.20.0583357.60.150.3470.24752.10.0434357.60.130.3040.21750.10.0385357.60.110.2430.17449.40.0276238.40.090.2030.14547.80.017總水頭損失h=工h=0.074+0.058+0.043+0.038+0.027+0.017=0.257mi10.GT值計算水溫20C查表2-1可知卩=1.162X10-4kg.s/m2表2-1水的動力黏度水溫0510152030卩/(kg.s/m2)1.214X10-41.579X10-41.33510-41.162X10-41.029X10-40.825X10-4則：_46s-iG_:ph[ 1000x0.257_46s-i—60pT60x1.029x10-4x20GT=46X20X60=55200G值在20-70S-1之間，GT值在104-105之間符合要求沉淀池的設計計算由于水廠的流量為48000m3/d,其流量大于10000m3/d小于100000m3/d因此此水廠為中型水廠。所以選型選用平流式沉淀池。設計基礎數(shù)據(jù)水量Q=2100m3/h沉淀池停留時間T=1.5h表面負荷為0.6mm/s=51.8m3/(m2?d)沉淀池水平流速v=14mm/S設計計算沉淀池表面積A_ _973.0m251.8沉淀池長L=3.6X14X1.5=75.6m，采用76m沉淀池寬B_9730_12.87m,采用12.9m由于寬度較大，沿縱向設置一道隔墻76分成兩格，每隔寬12.9/2=6.5m

沉淀池有效水深H=QT=2100%1.5=3.24m采用3.5m（包括保護高）BL12.9x76絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔強上的孔口流速采用0.2m/s，則孔口面積為0.583/0.2=2.92m2。每個孔口尺寸定為15cmX8cm,則孔口數(shù)為2.92/0.15X0.08=253個沉淀池放空時間按3h計，則放空管直徑:d四匹互亙!三二0.344mT 3600x3采用DN=350mm出水渠斷面寬度采用1.0m,出水渠為保證出水堰口自由落水，出水堰保護高采用0.1m，則出水渠深度為0.66m2.5.3水利條件校核水力半徑R=BH水力半徑R=BH2H+B1.5x3.232x3.23+6.5=1.62m弗勞德數(shù)Fr=二二142 二1.62mRg162x981雷諾數(shù)Re=vR=1.4x162=22680(水溫按20°C計算)u0.012.5.4儲泥斗的設計計算查資料可知濁度與水中懸浮物的換算關系為1NTU=0.13mg/L有原始資料可知水中的濁度為40-60NTU去最大濁度則水中的懸浮物濃度為7.8mg/L且水中本身所含懸浮物濃度為4.5mg/L加入絮凝劑后水中的鈣，鎂，氟和溶解性固體等物質會形成絮凝性懸浮物其大致濃度為80+9.7+150+2.5+0.24+3.2=245.64mg/L則其總進水懸浮物的濃度可大致計算為245.64+7.8+4.5=257.94mg/L所以取進水的懸浮物的量為300mg/L由生活飲用水標準可知出水濁度要求不超過1NTU即出水懸浮物濃度要到0.13mg/L1） 基礎資料流量Q=2100m3/h=0.58m3/s，進水懸浮物的量為c1=300mg/L,要求出水懸浮物濃度要到c20.13mg/L2） 設計計算（1）每日干泥量V=15.03(t)86400q(c-c) 86400x0.58x(300-0.13)=15.03(t)1 2=106106(1)每日泥漿體積V 干泥密度p=1.8t/m3，泥漿泥漿含水率P2=95%100VV= 100VV= 0p(100-P2)100X15.031.8x(100-95)=167m3(3)體積儲泥斗體積設其下口寬為1m則其下口面積F2=1X1=1m2設泥斗高度h=3.85m斗壁與水平的傾角為550，上口的寬度為6.5m則上口面積為F2=6.5X6.5=42.25m2則單個泥斗體積V=-(F+F+.,：FF)=385x(1+42.25+、4x42.25)=63.84m313 1 2 '12， 3 '共設置四個排泥斗每格兩個則你都體積V2=63.84X4=255.36m3排泥周期T0T0=V2FV0=255.35F167=1.53~1.5(d)2.6濾池的計算2.6.1已知資料濾池水量Qn=48000m3/d=2100m3/d由原始資料可知原水濁度為40-60NUT，而單層濾料一般濁度不超過20NUT當超過20NUT短時間不超過50NUT時選雙層濾料因此選擇雙層濾料雙層濾料上層濾料為無煙煤高度H1=350mm下層濾料為石英砂去下層濾料為H2=400mm設過濾速度為10m/s,沖洗強度為13L/s.m2自來水自用水質數(shù)為a=5%2.6.2普通快濾池設計計算濾池面積計算沖洗流量Q=Qn(1+5%)=2100X(1+5%)=2205m3/h=0.61m3/s濾池面積F=Q/v=2205/10=220.5m2濾池個數(shù)N=8個單個濾池面積f=F/N=220.5/8=27.56m2則設計采用30m2由于單個濾池面積小于等于30m2則長寬比選擇為1:1所以每個濾池的尺寸為L=B=5.5m單池沖洗流量q沖q=fq=30X13=390L/s=0.39m3/s沖沖洗排水槽設計計算斷面尺寸設兩槽中心距采用1.5m，排水槽個數(shù)n1=L/a=5.5/1.5=3.6~4(個)槽長l=B=5.5m兩槽中心距a=1.5m采用槽底為半圓形末端丄：亙二丄嚴..1.5%5.5二0.10m2\4570v 2Y4570x0.6積水渠與排水槽采用半圓形末端其尺寸2x=0.20m 1.5x=0.15設置高度 濾料層厚度為H=H+H=350+400=750=0.75m，排水槽底厚度采用n126=0.05m槽頂則槽頂位于濾層面以上的高度為：H=eH+2.5x+6+0.07=50%X0.75+0.25X0.10+0.05+0.07=0.52men(3)校核面積 排水槽平面總面積與過濾面積之比4X2xl/f=4X2X0.1X5.5/30=14.7%<25%集水渠 集水渠采用矩形斷面，設渠寬采用b=0.75m渠始端水深Hc'Q2 ,1__0.612H=1.73'M+0.2=1.733 +0.2=0.70mc 3gB2 9.81x0.752配水系統(tǒng) 采用大阻力配水系統(tǒng)(1)配水干渠設其采用鋼筋混凝土渠道，干渠內(nèi)始端流速采用 v二0.81m/s，干渠始端流量干Q=v=0.39m/s，干干

則干渠斷面面積A=Q/v=0.39/0.81=0.481(m2)干干干渠斷面尺寸采用0.7X0.7=0.49(m2)干渠頂端開設配孔眼配水支管支管中心距采用s=0.25m，支管總數(shù)n=2L/d=5.5/0.25X2=44個則每側22個2支管流量為Q=Q/n=390/44=8.86L/s=0.00886m3/s支干2支管直徑d取75mm，則支管面積A=型=0.00442m2支 支4支管起端流速v=紅=000886=2.01m/s支A0.00442支支管長度l'=B—0.7一0.3=5.5—0.7一0.3=2.25m 式中的0.3考慮渠道壁厚及管壁厚度122(2)支管孔眼采用大阻力配水系統(tǒng)則開孔比0=0.20%-0.25%,取0=0.24%孔眼總面積0與濾池面積f的比值為0Q=0f=0.0024X30=0.072m2孔徑采用d=12mm=0.012m，單孔面積0rn=Kd2/4=1.13X10-4m20孔眼總數(shù)n=0/o=0.072/1.13X10-4m2=14.5個取其中孔眼總數(shù)為15個3孔眼中心距s=2l/n=2X2.7/15=0.36m0 1 4孔眼平均流速v=0v=01000nno2413x301000x44x15x1.13x10-4=5.23m/s沖洗水箱(1)容量VV=1.5xV=1.5xqft0x60=1.5X100013x30x6x601000=105.3m3水箱為圓形 采用水深h=3m，直徑箱軻.'4x105.37D= = q7m箱 兀h 兀x3箱(2)水箱支濾池沖洗排水槽頂距離AH=h+h+h+h+h12345水箱總頭損失h=3.0m,濾池總水頭損失h=2.0m12承托層水頭損失h=0.12m,濾料曾誰有損失為h=0.38m34備用水頭h=1.8m5AH=3.0+2.0+0.12+0.38+1.8=7.3m~8.0m2.7消毒池設計計算基礎資料漂白粉溶液配制濃度b=l%，漂白粉還有有效氯c=25%投氯量a=0.4mg/L,消毒水量Q=5000m3/d每日配制次數(shù)n=2消毒池設計計算漂白粉用量GG=0.1Qa/c=0.1X50000X0.5/25=1000kg/d溶液池容積W儲液池容積W=O.1G/(bn)=0.1X100/1X2=5m31儲渣容積W=0.15W=0.15X5=0.75m321總有效容積W=W+W2=5+0.75=5.75m312溶液池尺寸及個數(shù)采用圓形池其有效高度采用H=2m則其平面面積為W5.75F= = =2.875m2H2|4F池子直徑D= =1.9~2.0m3.14池頂另加超高0.15m溶液池采用兩個,交替使用溶藥池的容積V一般按溶液池容積的30%-50%V=0.5W=0.5X5.75=2.875m3~2.9m3池有效高采用d=1.5m，其直徑為d=1.6m取超高為0.5m漂白粉投加量qq=G/(864b)=100/(864x1)=0.116(L/s)2.8清水池設計計算清水池中除了貯存調(diào)節(jié)用水以外，還存放消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此，清水池有效容積為：W二W+W+W123式中W] 調(diào)節(jié)容積，m3；