《凈水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)案例》4800字

凈水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u11936凈水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)案例綜述 1310301.1加藥間設(shè)計(jì) 2149361.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 2260321.1.2配水井設(shè)計(jì)計(jì)算 2253711.1.3溶液池設(shè)計(jì)計(jì)算 3188031.1.4溶解池設(shè)計(jì)計(jì)算 391691.1.5投藥管設(shè)計(jì)計(jì)算 4125321.2絮凝池設(shè)計(jì) 4101181.2.1設(shè)計(jì)參數(shù) 4209471.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算 4125581.2.3前段水頭損失計(jì)算 582931.2.4中段水頭損失計(jì)算 5299471.2.5末段水頭損失計(jì)算 6292711.2.6總水頭損失計(jì)算 682211.2.7核算 681041.3沉淀池設(shè)計(jì) 7223061.3.1設(shè)計(jì)參數(shù) 7236361.3.2設(shè)計(jì)用水量 882061.3.3清水區(qū)面積 862371.3.4斜管長度 8278151.3.5沉淀區(qū)高度 9248561.3.6洞口尺寸 9299581.3.7核算 9219931.3.8集水槽設(shè)計(jì)計(jì)算 10194351.3.9集水渠設(shè)計(jì)計(jì)算 1050721.3.10出水水頭損失 1188471.3.11排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 11221371.4濾池設(shè)計(jì) 1181861.4.1濾池設(shè)計(jì)參數(shù) 11170661.4.5校核強(qiáng)制濾速 1341461.4.6濾池高度計(jì)算 13115881.4.7水封井設(shè)計(jì) 1345421.4.8反沖洗管渠系統(tǒng)斷面設(shè)計(jì)計(jì)算 1428701.4.9反沖洗用氣量計(jì)算 14236241.4.10配氣系統(tǒng)斷面設(shè)計(jì)計(jì)算 14230561.4.11氣水分配渠斷面計(jì)算 15208501.5濾池管渠設(shè)計(jì)計(jì)算 1536021.1.1氣水分配管渠 15207491.1.2排水集水槽 15148391.1.3進(jìn)水總渠計(jì)算 16215921.1.4濾池進(jìn)水孔計(jì)算 1614781.1.5濾池內(nèi)設(shè)寬頂堰計(jì)算 16122781.1.6濾池配水渠計(jì)算 17300591.1.7配水渠過水能力校核 1768311.1.8V型槽設(shè)計(jì)計(jì)算 17176451.6清水池的設(shè)計(jì) 18182451.6.1有效容積設(shè)計(jì)計(jì)算 1839601.6.2平面尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1845761.6.3進(jìn)水管管道設(shè)計(jì)計(jì)算 19244701.6.3出水管管道設(shè)計(jì)計(jì)算 1914981.6.4溢流管管道設(shè)計(jì)計(jì)算 20313051.6.5排水管管道設(shè)計(jì)計(jì)算 20263601.6.6排氣管設(shè)計(jì) 2010011.6.7檢修孔設(shè)計(jì) 203321.7加氯間設(shè)計(jì) 20217421.7.1加氯量的計(jì)算 20238981.7.2加氯設(shè)備的選擇 201.1加藥間設(shè)計(jì)1.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)水廠的設(shè)計(jì)水量為1.58m3/s，混凝劑選用聚合氯化鋁，其最大投藥量a=20mg/L,投配的溶液濃度為10%，每天配置3次。圖1-1藥劑與加藥間平面圖1.1.2配水井設(shè)計(jì)計(jì)算虹吸管事故調(diào)節(jié)時(shí)間t=2min。虹吸管淹沒深度1.5m。配水井直徑為：（1-1）1.1.3溶液池設(shè)計(jì)計(jì)算溶液池容積（1-2）式中：A代表混凝劑的最大投加量（mg/L）；Q為設(shè)計(jì)水量（m3/h）；C為溶液濃度，根據(jù)規(guī)定，一般在5％～20％范圍內(nèi)(按固體重量計(jì)算)，這里取15%；n為每日配置次數(shù)；則：（1-3）設(shè)計(jì)貯渣高度為0.1m；實(shí)際有效高度為1.2m；保護(hù)高度為0.2m；則單個(gè)溶液池的實(shí)際高度為：H=0.1+1.2+0.2=1.5m（1-4）則溶液池的設(shè)計(jì)尺寸為：W1=2.5×2.0×1.5=7.5m3（1-5）7.5>6.006,符合要求設(shè)置兩個(gè)溶液池，容積都為7.5m31.1.4溶解池設(shè)計(jì)計(jì)算溶解池容積W2=bW1,b一般取0.2～0.3，這里取0.3；W2=0.3W1=0.3×6.066=1.820m3（1-6）溶解池一般為正方形，貯渣高度為0.1m，有效高度為1.0m，保護(hù)高度為0.2m；則單個(gè)溶解池的實(shí)際高度為：H=0.1+1.0+0.2=1.3m（1-7）則溶解池的設(shè)計(jì)尺寸為：W2=1.2×1.2×1.3=1.872m3（1-8）符合要求；設(shè)置兩個(gè)溶解池。溶解池放水時(shí)間為10min。則放水流量為：（1-9）放水管管徑d0=80mm，流速v0=0.95m/s。溶解池底部設(shè)置DN為200的排渣管。1.1.5投藥管設(shè)計(jì)計(jì)算（1-10）投藥管管徑d=25mm，流速v=0.6m/s。溶解池底部設(shè)置DN200的排渣管。1.2絮凝池設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)兩組絮凝池，流量為：Q=1.58÷2=0.79m3/s（1-18）絮凝時(shí)間設(shè)計(jì)為10min，即為600秒。有效水深5m，超高0.5m，泥斗高0.5m；絮凝池總高度為：H=5+0.5+0.5=6m（1-19）1.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池容積為：V=QT=0.79×600=474m3（1-20）絮凝池面積為：A=474÷5=94.8m2（1-21）“根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50013-2006）的要求,絮凝池每格的豎井流速為：前段和中段為：0.12m/s～0.14m/s；末端為：0.1m/s～0.14m/s。本設(shè)計(jì)中前段和中段以及末端3段均采用0.12m/s。單個(gè)豎井的平面面積為：單個(gè)豎井設(shè)計(jì)為正方形。則邊長設(shè)計(jì)為2.6m，尺寸與流速之間的關(guān)系：表1-1豎流井尺寸與流速關(guān)系表（略）1.2.3前段水頭損失計(jì)算1-8格為前段，流速為0.2m/s～0.3m/s；水過網(wǎng)孔流速為：0.25m/s～0.3m/s，取0.28m/s；網(wǎng)格孔眼尺寸為80mm×80mm；凈空斷面為：A=0.79÷0.28=2.82m2（1-23）每個(gè)網(wǎng)格的孔眼數(shù)為：a1=2.82÷0.082=440個(gè) （1-24）前段設(shè)9個(gè)網(wǎng)格，水頭損失為：為網(wǎng)格阻力系數(shù)，取1.0，則：h1=9×1×0.28×0.28÷2÷9.8=0.036m（1-25）前段孔洞水頭損失：孔洞阻力系數(shù)，取3，則：h2=3×(0.32×3＋0.232×3＋0.22×3)÷2÷9.8=0.0840m（1-26）1.2.4中段水頭損失計(jì)算9-12格為中段，豎井之間孔洞流速為0.15m/s～0.2m/s；水過網(wǎng)孔流速為：0.22m/s～0.35m/s，取0.30m/s；網(wǎng)格孔眼尺寸為100mm×100mm；凈空斷面為：A=0.79÷0.30=2.63m2（1-27）每個(gè)網(wǎng)格的孔眼數(shù)為：A2=2.63÷0.12=263個(gè) （1-28）前段共設(shè)網(wǎng)格3塊，中段網(wǎng)格水頭損失為：為網(wǎng)格阻力系數(shù)，取1.0，則：h3=3×1×0.32÷2÷9.8=0.0138m（1-29）中段孔洞水頭損失：孔洞阻力系數(shù)，本設(shè)計(jì)取3，則：H4=3×(0.182×2＋0.162×2)÷2÷9.8=0.0119m（1-30）1.2.5末段水頭損失計(jì)算末端不設(shè)網(wǎng)格。孔洞水頭損失為：h5=3×(0.142×2＋0.12×2＋0.12×0.1)÷2÷9.8=0.0106m（1-31）1.2.6總水頭損失計(jì)算絮凝池總水頭損失為：H=0.036＋0.0840＋0.0138＋0.0119＋0.0106=0.1563m（1-32）1.2.7核算（1-33）當(dāng)溫度為20℃時(shí)，=1000，=1.029×10，T為停留時(shí)間前段：（1-34）（1-35）（1-36）中段：（1-37）（1-38）（1-39）末段：（1-40）（1-41）（1-42）（1-43）在10000～100000范圍內(nèi)間，符合要求1.3沉淀池設(shè)計(jì)1.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)兩個(gè)沉淀池，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50013-2006）的要求，沉淀時(shí)間設(shè)計(jì)為2h，斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷為8m3/(m2h)，清水區(qū)上升流速為2.5mm/s，采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管，管厚0.5mm，邊距d=40mm，水平傾角60度。圖1-1斜管沉淀池平面圖1.3.2設(shè)計(jì)用水量每個(gè)沉淀池設(shè)計(jì)流量為：Q=1.58÷2=0.79m3/s（1-44）1.3.3清水區(qū)面積A=Q/q=0.79×60×60÷8=351.5m2（1-45）斜管占總的5%，實(shí)際面積是：A1=351.5×(1＋0.05)=338.57m2（1-46）斜管區(qū)平面15m×25m,進(jìn)水區(qū)沿15m邊布置。1.3.4斜管長度斜管內(nèi)水流速度為：V1V/sin60o2.50.8662.89mm/s（1-47）斜管長度：（1-48）過渡區(qū)采用400mm長斜管總長度為：L1=607＋400=1007mm這里就按照1000mm計(jì)算。1.3.5沉淀區(qū)高度保護(hù)高度:0.3m清水區(qū)高度：1.6m布水區(qū)高度：3.0m斜管高度：沉淀區(qū)總高度：H=0.3＋1.6＋3.0＋0.866=1.766m1.3.6洞口尺寸沉淀池進(jìn)口、排泥、集水系統(tǒng)采用穿孔墻。設(shè)計(jì)流速：v=0.14m/s洞口面積：A=Q/v=0.79=0.14=1.64m2（1-52）每個(gè)洞口的尺寸：15cm×10cm洞口數(shù)：1.64÷(0.15×0.10)=376個(gè) （1-53）1.3.7核算式中，水力半徑：R=d/4=40mm÷4=10mm=1.0cm（1-54）管內(nèi)流速：v0=0.289cm/s運(yùn)動(dòng)粘度（淡水）：=0.9947×10-6m2/s（這里取的是t=20.5°C值）Re=1.0×0.289÷0.009947=29.05（1-55）沉淀時(shí)間：T=L1/v0=1000÷2.89=1.8min（1-56）1.3.8集水槽設(shè)計(jì)計(jì)算沿池長布置10條穿孔集水槽集水槽中間距：L=25÷10=2.5m（1-57）每槽集水量：Q=0.79÷10=0.079m3/s（1-58）槽寬：b=0.9q=0.9×0.079=0.326m，取0.5m （1-59）終點(diǎn)槽中水深：H1=1.25b=1.25×0.5=0.625m（1-60）起點(diǎn)槽中水深：H2=0.75b=0.75×0.5=0.375m（1-61）集中水槽統(tǒng)一按H1=0.7m布置。用淹沒式自由跌落的方式。淹沒深度10cm,跌落高度5cm，超高5cm。集水槽總高度：H=0.7＋0.1＋0.05＋0.05=0.9m（1-62）1.3.9集水渠設(shè)計(jì)計(jì)算邊上布置1條集水渠集水渠的流量：Q=0.79m3/s設(shè)計(jì)水流截面是正方形，渠寬：B=0.9q=0.9×0.79=0.82m（1-63）起端水深0.66m。自由跌水跌落高度0.08m。集水槽高于集水渠起端水面0.08m。集水槽頂與集水渠同平。集水渠總高度為：H=0.66＋0.08＋0.54=1.28m（1-64）出水管流速:v=1.2m/s管徑：D=(0.41×4÷1.2)=660mm（1-65）取D=700mm，采用DN700mm1.3.10出水水頭損失空口損失：（1-66）為阻力系數(shù)取2.5；v=0.8m3/s；m（1-67）集水槽過渡內(nèi)的損失：（1-68）i為槽內(nèi)水力坡度，取0.01；（1-69）出水總水頭損失：（1-70）1.3.11排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用機(jī)械排泥，沉淀池外壁設(shè)置集泥槽。1.4濾池設(shè)計(jì)1.4.1濾池設(shè)計(jì)參數(shù)濾池的設(shè)計(jì)水量為Q=136591m3/d。設(shè)計(jì)濾池速度為12m/s。強(qiáng)制濾速為10m/s?13m/s。沖洗前的濾層水頭損失取2.0m。濾池沖洗條件見下表：表1-2濾池沖洗條件表過程沖洗介質(zhì)沖洗強(qiáng)度（L/s.m^2）沖洗時(shí)間氣空氣154氣水同時(shí)沖空氣154水5水沖水53濾池沖洗時(shí)間設(shè)計(jì)為15分鐘，即0.25小時(shí)；沖洗周期設(shè)計(jì)為48小時(shí)；反沖橫掃強(qiáng)度設(shè)計(jì)為2.0L/s·m2；濾池的濾料采用石英砂濾料，粒徑0.95mm～1.35mm,不均勻系數(shù)1.2～1.6圖1-2V型濾池剖面圖1.4.2濾池工作時(shí)間（1-71）1.4.3濾池總面積（1-72）1.4.4濾池分格設(shè)計(jì)雙格V型濾池，單格寬B=4.0m，單格長L=10.0m，單格面積40m2，雙格面積80m2，分為并列的2組，每組3座，共6座，總面積為480m2。1.4.5校核強(qiáng)制濾速（1-73）滿足要求。1.4.6濾池高度計(jì)算H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5=0.3＋1.5＋1.3＋0.12＋0.8=4.02m（1-74）H1：濾池超高，取0.3mH2：濾層上水深，取1.5mH3：濾料厚度，取1.3mH4：濾板厚度，取0.12mH5：濾板下布水區(qū)高度，取0.8m1.4.7水封井設(shè)計(jì)濾層水頭損失： （1-75）H1：濾料層的水頭損失，cm；: 水的運(yùn)動(dòng)粘度，20.2攝氏度時(shí)為0.009947cm2/s；m0：濾料孔隙率，本設(shè)計(jì)取0.4；d0：體積相同的球體直徑，取0.15cm；L0： 濾層厚度，取130cm；v： 取12m/h0.33cm/s；： 濾料顆粒球度系數(shù)，取0.75；（1-76）通過長柄濾頭的水頭損失h=0.22m。所以水頭損失：H2=0.348＋0.22=0.568m （1-77）為保證正常過濾時(shí)，濾池內(nèi)液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同。水封井長2.0m、寬2.0m。堰底板比濾池底板低0.35m。水封井出水堰總高為：H=0.35＋H3＋H4＋H5＋0.3＋1.3＋0.12＋0.8=2.52m（1-78）每座濾池過濾水量：Q=vf=12×80=960m3/h=0.267m3/s（1-79）水封井出水堰堰上水頭：反沖洗結(jié)束后，濾池液面高出濾料層：H3=＋0.17=0.568+0.17=0.738m=73.8cm（1-80）1.4.8反沖洗管渠系統(tǒng)斷面設(shè)計(jì)計(jì)算反沖洗水量，單獨(dú)水洗時(shí)計(jì)算，6L/m2·s。流量：Q1=qf=6×80=480L/s=0.48m3/s（1-81）Q2=qf=0.002×80=0.16m3/s（1-82）配水支管流速取1.2m/s。配水支管的截面積為：A1=Q1/v=0.48÷1.2=0.40m2（1-83）沿渠長方向兩側(cè)各布置25個(gè)配水小孔。每個(gè)小孔的面積為：A2=A1/40=0.40÷50=0.008m2（1-84）1.4.9反沖洗用氣量計(jì)算設(shè)計(jì)兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)充氣，其中一臺(tái)為備用機(jī)。反沖洗，用氣流量為16L/m3·s。Q3=qf=16×80=1280L/s=1.28m3/s（1-85）1.4.10配氣系統(tǒng)斷面設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)配氣干管進(jìn)口流速為1.5m/s。配氣干管的截面積為：A3=Q3/V=1.28=1.5=0.233m2（1-86）反沖洗配氣干管采用鋼管DN500，流速4.2m/s。布?xì)庑】椎臄?shù)量一共共計(jì)50個(gè)。反沖洗配氣支管流速取8m/s。配氣支管的截面積為：A4=Q3/V=1.28÷8=0.16m2（1-87）每個(gè)布?xì)庑】酌娣e：A50.16÷50=0.0032m2（1-88）孔口直徑：（1-89）每孔配氣量：Q=Q3/50=1.28÷50=0.0256m3/s（1-90）1.4.11氣水分配渠斷面計(jì)算按氣水同時(shí)反沖洗的情況下設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)（1）反沖洗水的流量：Q4=qf=6×80=480L/s=0.48m3/s（1-91）（2）反沖洗氣的流量：Q5=qf=16×80=1280L/s=1.28m3/s（1-92）則氣水分配干渠的段面積為：（1-93）1.5濾池管渠設(shè)計(jì)計(jì)算1.1.1氣水分配管渠氣水分配渠起端寬取1.5m,高取2.0m,末端寬取1.5m,高取1.5m,則起端截面積為3.0m2,末端截面積2.25m2,兩側(cè)沿程各布置25個(gè)配水小孔和25個(gè)配氣小孔，孔間距0.5m,共50個(gè)配水小孔和50個(gè)配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為0.65÷50=0.013m2，小于末端截面積2.25m2，符合要求。1.1.2排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.50米。氣水分配渠起端高度為2.0m。則排水集水槽起端高度為：H=H3＋H4＋H5＋0.1-1.5=1.3＋0.12＋0.8＋0.1-2.0=0.22m（1-94）氣水分配渠末端高度為1.5m。排水集水槽末端高度為：H=H3＋H4＋H5＋0.1-1.5=1.3＋0.12＋0.8＋0.1-1.5=0.72m（1-95）坡度為：I=(0.72-0.22)/10.0=0.05，符合要求1.1.3進(jìn)水總渠計(jì)算設(shè)計(jì)兩組濾池，每組3座，共計(jì)6座。過水量按強(qiáng)制過濾水量計(jì)算。流速為0.8m/s～1.2m/s，取1.1m/s，則過濾流量為：Q=136591÷2=68291.5m3/d=0.79m3/s（1-96）過水?dāng)嗝鏋椋篎=Q/V=0.79÷1.1=0.72m/s,取0.75m/s （1-97）設(shè)計(jì)進(jìn)水總渠寬1.6m,高0.5m。1.1.4濾池進(jìn)水孔計(jì)算孔口面積按式Q=0.8A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0.15m?？卓诿娣e為：（1-98）中間孔面積按表面掃洗水量：（1-99）取0.15m2側(cè)孔口設(shè)置閥門，單個(gè)面積為：A3=（A1-A2）/2=（0.71-0.15）/2=0.28m2（1-100）1.1.5濾池內(nèi)設(shè)寬頂堰計(jì)算寬頂堰堰寬取0.5m。寬頂堰與進(jìn)水總渠平行布置。與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.6m。計(jì)算得（1-101）1.1.6濾池配水渠計(jì)算濾池配水渠寬0.5m，渠高為1.5m。渠總長等于濾池總寬，則渠長：L=4.0×2＋1.5=9.5m（1-102）當(dāng)渠內(nèi)水深h=0.9m時(shí)，末端流速（每側(cè)流量為Q/2)（1-103）滿足濾池進(jìn)水管渠流速在0.8m/s～1.2m/s之間，符合設(shè)計(jì)要求。1.1.7配水渠過水能力校核配水渠水力半徑為：（1-104）配水渠水力坡度為：（1-105）渠內(nèi)水位降落量：。（1-106）配水渠最高水位為：H=0.9＋0.0047=0.9047m小于渠高1.5米，符合要求。1.1.8V型槽設(shè)計(jì)計(jì)算在每個(gè)V型槽的底部設(shè)計(jì)80個(gè)表面掃水出水孔，它們的直徑取0.030m，間隔取0.20m,它們總面積為：（1-107）出水孔低于堰頂0.20m。根據(jù)孔出流公式：（1-108）排水集水槽的堰上水頭：Q=1.84bh3集水槽長度為：L=10.0÷2=1.00mQ=0.79÷2=0.395m3/s（1-109）V型槽設(shè)計(jì)為45度傾角，高1.0米，壁的厚度為0.06m，反沖洗V型槽比液面高度高：1-0.16-0.123=0.717m1.6清水池的設(shè)計(jì)1.6.1有效