给水处理课程设计

哈尔滨工业大学 给水处理课程设计 给水处理课程设计给水处理课程设计 学生姓名张 婷 学院名称市政环境工程学院 专业名称给水排水工程 指导教师 2013年11月 14日 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 0 目 录 1 设计说明书 3 1 1 课程设计题目 3 1 2 课程设计的原始数据 3 1 2 1 原始资料 3 1 3 课程设计 论文 的内容和要求 包括技术要求 图表要求以及工作要求等 4 1 3 1 设计任务与内容 4 1 3 2 进度安排 4 1 3 3 基本要求 4 1 4 课程设计应完成的技术文件 4 1 4 1 绘制图纸 4 1 4 2 写出计算书和说明书 5 2 设计方案的确定 5 2 1 给水处理厂设计 5 2 1 1 给水处理厂的设计内容 5 2 1 2 给水处理厂的设计原则 5 2 1 3 给水处理厂厂址选择 6 2 2 生活饮用水处理工艺的选择 6 3 给水处理设计计算书 6 3 1 工艺流程及设计计算 6 3 1 1 给水处理工艺流程的选择 6 3 1 2 设计水量 7 3 2 混凝剂的配制和投加 7 3 2 1 混凝剂投量计算 7 3 2 2 溶液池 溶解池容积设计计算 8 3 2 3 溶解池搅拌设备 8 3 2 4 投加方式和计量设备 8 3 2 5 活化硅酸的投加 9 3 3 加药间及药库计算 9 3 3 1 加药间 9 3 3 2 药库 9 3 4 混合设施 10 3 4 1 隔板混合池 10 3 5 往复式隔板絮凝池计算 11 3 5 1 设计水量 11 3 5 2 设计计算 11 3 6 平流式沉淀池计算 13 3 6 1 平面尺寸计算 13 3 6 2 进出水系统 14 3 7 V型滤池 16 3 7 1 平面尺寸计算 16 3 7 2 进水系统 17 3 7 3 反冲洗系统 19 3 7 4 过滤系统 20 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 1 3 7 5 排水系统 20 3 7 6 滤池总高度 21 3 8 消毒处理 23 3 8 1 加氯量计算 23 3 8 2 加氯设备的选择 23 3 8 3 加氯间和氯库 23 3 9 清水池计算 23 3 9 1 平面尺寸计算 24 3 9 2 管道系统 25 3 9 3 清水池布置 26 3 10 二泵站计算 26 3 10 1 泵的选取 26 3 10 2 泵站尺寸的确定 26 4 给水处理工程高程布置 27 5 1 管渠水力计算 27 5 2 给水处理构筑物高程计算 28 4小结与建议 29 5参考文献 30 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 2 1 1 设计说明书设计说明书 1 11 1 课程设计题目课程设计题目 给水处理课程设计 1 1 2 2 课程设计的原始数据 课程设计的原始数据 1 2 11 2 1 原始资料原始资料 该城市地处江苏北部地区 是一座中等城市 该市实施10年规划 规划拟建一座给 水处理厂 采用统一供水方式供给该市的工业企业及居民用水 水厂设计基本资料如下 1 水厂设计产水量 7 5 104 1 m3 d 其中Y为学号的末2位 Y 100 2 水文及水文地质资料 1 河流最高洪水位 32 50m 最大流量 25 65m3 s 2 河流常水位 30 50m 平均流量 14 85m3 s 3 枯水位 28 70m 最小流量 9 28m3 s 4 设计地面标高 35 30 0 1 Y m 其中 Y为学号的末2位 3 原水水质如下 名称单位检测结果 浑浊度 NTU 10 60 色度度 30 总硬度mg L 以CaCO3计 450 mg L 左右 PH值 7 2 水温 0 20 溶解性固体 mg L800 细菌总数个 mL 40000 大肠菌群个 L 290 4 厂区地形 按平坦地形设计 水源口位于水厂西北方向80m 水厂位于城市北 面1km 5 自然状况 城市土壤种类为砂质黏土 地下水位6 00m 冰冻线深度0 38m 年降水量980mm 最 冷月平均为 5 2 最热月平均为25 5 极端温度 最高39 5 最低 7 5 主导 风向 夏季西南 冬季西北 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 3 1 31 3 课程设计课程设计 论文论文 的内容和要求的内容和要求 包括技术要求 图表要求以及工作包括技术要求 图表要求以及工作 要求等要求等 1 1 3 13 1 设计任务与内容设计任务与内容 包括设计计算说明书和设计图纸两部分 1 设计计算说明书 水源的选择 厂址的选择 给水处理方案的选择 构筑物的选型 定位 竖向布 置 一个主要水处理构筑物计算说明 2 设计图纸 水厂平面布置图 工艺流程图 净水构筑物高程布置图 一个主要水处理构筑物的 施工图 平面 剖面图 1 3 21 3 2 进度安排进度安排 课程设计时间为1 5周 主要完成设计的方案及工艺计算部分 确定水厂处理流程 0 5天 处理构筑物计算 3 0天 图纸绘制 2 5天 编制计算说明书 1 5天 1 1 3 33 3 基本要求基本要求 学生应在教师指导下 按时独立完成所规定的内容和工作量 同时必须满足以下几 项要求 1 通过调查研究与收集有关资料 拟定设计方案 选择合理的设计方案 2 课程设计说明书 应包括工程设计的主要原始资料 方案比较以及各系统的设备 选型分析 说明 参数选择 工艺设计计算与有关简图等 要求内容系统完整 计算正 确 论述简洁明了 文理通顺 书写工整 装订整齐 说明书一般应包括目录 前言 正文 小结及参考文献等 3 课程设计图纸应能较准确地表达设计意图 图面力求布局合理 紧凑 正确清 晰 符合制图标准 专业规范及有关规定 用工程字注文 图纸不少于 3 张 按1号图 纸 1 41 4 课程设计应完成的技术文件 课程设计应完成的技术文件 1 4 11 4 1 绘制图纸绘制图纸 1 水厂平面布置图 画出澄清池 滤池 附属构筑物等平面布置图 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 4 2 工艺流程图 净水构筑物高程布置图 画出水厂工艺流程图及净水构筑物高程布置 3 一个主要水处理构筑物的施工图 一个主要水处理构筑物的平面 剖面图 4 图例 说明等 课程设计图纸应能较好地表达设计意图 图面应布局合理 正确 清晰 并符合制 图标准及有关规定 1 4 21 4 2 写出计算书和说明书写出计算书和说明书 一份完整的计算书和说明书主要内容包括 1 水源选择简要理由 2 各系统的计算过程 3 各系统平面布置说明 课程设计说明书 计算书应包括目录 前言 正文 小结及参考文献等 要求内容 系统完整 计算正确 论述简洁明了 文理通顺 书写工整 装订整齐 2 2 设计方案的确定设计方案的确定 2 12 1 给水处理厂设计给水处理厂设计 2 1 12 1 1 给水处理厂的设计内容给水处理厂的设计内容 给水厂的设计内容一般包括 根据给水规划要求确定设计规模和厂址 根据原水水 质即用水要求确定给水处理工艺流程和水处理构筑物的形式 选定药剂 混凝剂 助凝 剂 消毒剂 种类 投加量和投加设备 设计布置附属构筑物及编制水厂定员 进行水 厂的总体布置 平面与高程 及厂区道路 绿化和管线综合布置 按照要求进行给水厂 的自动控制设计等 2 1 22 1 2 给水处理厂的设计原则给水处理厂的设计原则 有关城镇给水处理厂的设计原则 在国家设计规范中已有全面规定 这里主要介绍 一下几点 1 水处理构筑物的生产能力 应以最高日供水量和水厂自备用水量之和进行设计 并以原水水质在最不利情况下所需最大供水量进行核算 2 城镇自来水厂应按近期设计 考虑远期发展的可能性 3 城镇自来水处理厂内设备机械化和自动化程度 应本着提高科学管理水平和增加 经济效益的原则 根据实际生产要求 技术 经济合理性和设备供应情况 妥善确定 逐步提高 4 城镇自来水处理厂设计中应考虑对水处理构筑物或设备进行检修 清洗及部分停 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 5 止工作时 仍能满足用水要求 5 设计中必须遵守设计规范的规定 2 1 32 1 3 给水处理厂厂址选择给水处理厂厂址选择 城镇自来水处理厂厂址的选择应在整个给水处理系统设计方案中全面规划 综合考 虑 通过技术 经济比较确定 在选择时要结合城市或工厂的总体规划 地形 管网布 置 环保要求等因素 进行现场勘查 作多方案比较 在选择厂址时 一般应考虑以下 几个问题 1 厂址应选择在工程地质条件比较好的地方 2 水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方 否则应考虑防洪措施 3 水厂应尽量减少拆迁 少占或不占良田 并留有适当的发展余地 4 尽量设置在供电安全 可靠的地方 以便于施工管理和降低输电线路造价 并使 管网的基建费用最省 5 考虑交通和运输方便 防火距离 卫生防护距离 环保措施 应靠近主要用水 点 远离污染源 6 当取水地点距离用水区较近时 水厂一般设置在取水构筑物附近的地方 通常与 取水构筑物建在一起 当取水地点距离用水区较远时 厂址选择有两种方案 一是将水 厂设置在取水构筑物附近 而是将水厂设置在离用水区较近的地方 7 考虑发展扩建的可能 2 22 2 生活饮用水处理工艺的选择生活饮用水处理工艺的选择 地表水处理常规处理工艺时 主要是指在以天然地表水为水源水的城市自来水厂中 采用最广的一种工艺系统 主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计 的 以去除悬浮物 浊度 为目标的常规水处理工艺系统 主要由混凝 沉淀和过滤三 个单元处理方法组成 3 3 给水处理设计计算书给水处理设计计算书 3 13 1 工艺流程及设计计算工艺流程及设计计算 3 1 13 1 1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关 一般来讲 地下水 只需要经消毒处理即可 对含有铁 锰 氟的地下水 只需要采用除铁 除锰 除氟的 处理工艺 地表水为水源时 生活饮用水通常采用混合 絮凝 沉淀 过滤 消毒的处 理工艺 如果是微污染原水 则需要进行特殊处理 该水厂以地表水为水源 根据该水源水质特点 符合 类水质标准 先确定该水 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 6 厂工艺流程如图3 1所示 原水 混凝剂 过滤 消毒剂 清水池二级泵房管网 图3 1 自来水处理厂水处理工艺系统 3 1 23 1 2 设计水量设计水量 水处理构筑物的生产能力 应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计 并以水质 最不利情况进行校核 水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面 城镇水厂 只用水量一般采用供水量的5 10 本设计取5 则设计处理量为 dmQaQ d 105000 100 32 1 105 706 1 1 34 式中 Q 水厂日处理量 a 水厂自用水量系数 一般采用供水量的5 10 本设计取6 Qd 设计供水量 m3 d 为10万m3 d 3 23 2 混凝剂的配制和投加混凝剂的配制和投加 3 2 13 2 1 混凝剂投量计算混凝剂投量计算 用于生活饮用水厂的混凝药剂首先应满足以下要求 对人体健康无害 混凝效果 好 货源充足 运输方便 混凝剂投量计算 1000 aQ T 式中 T 日混凝剂投量 kg d a 单位混凝剂最大投量 mg L Q 日处理水量 m3 d 设计中取 Q 105000m3 d 采用精制硫酸铝 根据原水水质 参考某地水厂 最大投量 取 a 61 3mg L 平均取 a 38 0mg L 当 a 取 61 3mg L 时 dkgT 5 6436105000 1000 3 61 当 a 取 38 0mg L 时 dkgT 3990105000 1000 0 38 沉淀 混凝 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 7 混凝剂投加方法有湿投和干投 干投应用较少 本设计采用湿投方法 混凝剂采用湿 投时 其调节方法有水力 机械搅拌方法 水力方法一般用于中小型水厂 机械方法可 用于大 中型水厂 本设计采用机械方法调制混凝剂 3 2 23 2 2 溶液池 溶解池容积设计计算溶液池 溶解池容积设计计算 1 溶液池容积 3 1 44 21 152417 43753 61 417 m bn aQ W 式中 W1 溶液池容积 m3 Q 设计处理水量 m3 L hmQ 4375 3 a 混凝剂最大投加量 mg L a 61 3mg L b 混凝剂的浓度 一般采用 5 20 b 15 n 每日调节次数 一般不超过 3 次 n 2 次 溶液池采用钢筋混凝土结构 设置两个 以便交替使用 保证连续投药 单池尺寸为 高度中包括超高 0 3m 沉渣高度 0 3m 9 10 35 5mHBL 溶液池实际有效容积 满足要求 3 1 45 2130 1 0 35 5mW 池旁设工作台 宽 1 0 1 5m 池底坡度为 0 02 底部设置 DN100mm 放空管 采用硬 聚氯乙烯塑料管 池内壁用环氧树脂进行防腐处理 沿池面接入药剂稀释用给水管 DN80mm 一条 于两池分设放水阀门 按 1h 放满考虑 2 溶解池容积 溶解池容积 取 0 28 12 3 02 0 WW 3 12 0 644 2128 028 0 mWW 溶解池尺寸 高度中包括超高 0 3m 底部沉渣高 0 20 20 2mHBL 0 2m 溶解池实际有效容积 3 2 0 65 10 20 2mW 溶解池采用钢筋混凝土结构 内壁用环氧树脂进行防腐处理 池底坡度为 0 02 设 DN100mm 排渣管 采用硬聚氯乙烯管 给水管管径 DN80mm 按 10min 放满溶解池考虑 管材采用硬聚氯乙烯管 3 2 33 2 3 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备 溶解池采用机械搅拌 搅拌桨为平桨板 中心固定式 搅拌设备查 给水排水快速设 计手册 第一册表 7 6 适宜本设计的参数列于表 3 1 搅拌设备应进行防腐处理 搅拌设备参数表 表3 1 溶解池尺寸 B B m 池深 H m 桨叶直径 D mm 桨板深度 L mm h1 mm h mm E mm 搅拌机重量 kg 2 0 2 01 5750 1200 1200 100 100 330 300 200 200 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 8 3 2 43 2 4 投加方式和计量设备投加方式和计量设备 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型 重力投加方式有泵前投加和高 位溶液池重力投加 压力投加方式有水射器投加和计量泵投加 计量设备有孔口计量 浮杯计量 定量投药箱和转子流量计 本设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加 hm W q 79 1 12 44 21 12 3 1 式中 q 计量泵每小时投加药量 hm 3 溶液池容积 1 W 3 m 耐酸泵型号 25F 25 选用二台 一台工作 一台备用 25F 25 型耐酸泵参数 流量为 1 98 3 96 扬程为 26 8 24 4m 转数为 2960hm 3 转 分 配套电机功率为 1 5KW 3 2 53 2 5 活化硅酸的投加活化硅酸的投加 北方地区低温低浊期 常采用活化硅酸作为助凝剂 以提高混凝效果 活化硅酸的投量 hkgQ a T 125 134375 1000 3 1000 式中 T 每小时活化硅酸需要量 kg h a 活化硅酸投加量 mg L 取 a 3mg L Q 水厂处理水量 m3 h 一日按二次配制 则一次需配制活化硅酸为 kg 5 15712125 13 3 33 3 加药间及药库计算加药间及药库计算 3 3 13 3 1 加药间加药间 各种管线布置在管沟内 给水管采用镀锌钢管 加药管采用塑料管 排渣管为塑料管 加药间内设洗地坪用水龙头 DN25mm 为便于冲洗水集流 地坪坡度 0 005 并坡向集水 坑 3 3 23 3 2 药库药库 药剂按最大投加量的 30d 用量储存 硫酸铝所占体积 tkgQ a T 1 19319309530105000 1000 3 61 30 1000 30 式中 30 天硫酸铝用量 t 30 T a 硫酸铝投加量 mg L Q 处理水量 m3 d 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 9 硫酸铝相对密度为 1 62 则硫酸铝所占体积为 3 2 11962 1 1 193m 活化硅酸所占体积 tkgQ a T5 9945030105000 1000 3 30 1000 30 式中 30 天活化硅酸用量 t 30 T 活化硅酸投加量 mg L 取 aLmga 3 Q 处理水量 m3 d 活化硅酸时相对密度为 1 4 含量为 28 配制稀释后的含量仅为 0 5 C 20 2 SiO 2 SiO 其活化硅酸所占体积 9 5m3 两种药剂所占体积 119 2 9 5 128 7m3 药品堆放高度按 2 0m 计 采用吊装设备 则所需面积为 64 35m3 考虑药剂的运输 搬运和磅秤所占面积 不同药品间留有间隔等 这部分面积按药品 占有面积的 40 计 则药库所需面积 设计中取 95 2 09 904 135 64m 2 m 药库平面尺寸取 m 0 105 9 库内设电动单梁悬挂起重机一台 型号为 DX0 5 10 20 3 43 4 混合设施混合设施 3 4 13 4 1 隔板混合池隔板混合池 池内设隔板三道 隔板混合池长度 mTvL 0 248 030 1 式中 隔板混合池长度 m 1 L T 混合时间 s 取 T 30s v 池内平均流速 m s 取 v 0 8m s 池宽取 1 5m 隔板间距取 8m 隔板厚度 0 1m 壁厚 0 2m 溢流廊道长取 3 0m 则 池总长 mL 8 3522 00 341 040 8 池总宽度 mB9 122 05 1 池总高度 H 1 4 水深 0 6 超高 2 0m 进水管管径为 DN1000 溢流管管径为 DN1200 出水管管径为 DN1200 隔板孔道面积 2 0 22 1 0 1 22 1 m v Q 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 10 孔道宽设为 1 1m 则孔道高为 1 1m 水流流经孔道的水头损失 m g v h128 0 8 92 0 1 5 2 2 2 2 0 1 水流流经孔道的总损失 mhh384 0 3 1 1 7 504 60 s T h G 满足混合阶段 G 500 1000的要求 1 s 隔板混合池设计尺寸见图 3 1 图 3 2 隔板混合池平面图 3 53 5 往复式隔板絮凝池计算往复式隔板絮凝池计算 3 5 13 5 1 设计水量设计水量 smhm n Q Q 608 0 5 2187 224 105000 24 33 1 式中 单池设计水量 m3 h 1 Q 水厂处理水量 m3 d Q 池数 n 2 个n 3 5 23 5 2 设计计算设计计算 1 絮凝池有效容积 3 912 5 911 60 25 5 2187mQTV 式中 V 絮凝池有效容积 m3 Q 设计处理水量 m3 h T 絮凝时间 min 絮凝时间为 20 30min 本设计中取 25min 考虑与平流沉淀池合建 絮凝池有效水深取 2 5m 池宽取 10 0m 2 絮凝池长度 m BH V L 5 36 105 2 912 式中 絮凝池有效长度 m L 有效水深 m H B 与沉淀池同宽 m 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 11 3 隔板间距 流速分 4 段 smvsmvsmvsmv 2 0 3 0 4 0 5 0 4321 1 1 1 3600Hnv Q a 式中 第一段隔板间距 m 1 a 单池处理水量 1 Qhm 3 第一段内流速 m s 1 v 池内水深 m H 设计中取 smv 5 0 1 mH5 2 m Hnv Q a486 0 3600 1 1 1 设计中 实际流速 ma5 0 1 smv 486 0 1 实际流速 ma6 0 2 smv 405 02 实际流速 ma8 0 3 smv 486 03 实际流速 ma2 1 4 smv 203 0 1 各段隔板条数分别为 10 9 10 和 9 则池子长度 maaaaL2 295 198 0106 095 010910910 4321 隔板厚按 0 2m 计 则池子总长 mL 6 36 138 2 0 2 29 4 水头损失计算 i ii iit ii l RC v g v mh 2 22 2 式中 第 i 段廊道内水流速度 m s i v 第 i 段廊道内转弯处水流速度 m s it v 第 i 段廊道内水流转弯次数 i m 隔板转弯处局部阻力系数 往复式隔板 转弯 1803 第 i 段廊道总长度 m i l 第 i 段廊道过水断面水力半径 m i R 流速系数 随水力半径和池底及池壁粗糙系数 n 而定 通常按曼宁公 i C i R 式计算或直接查水力计算表 6 1 1 1 R n Ci 23 0 5 225 0 5 25 0 2 1 1 1 Ha Ha R 4 3625 2 6023 0 013 0 11 2 1 6 1 6 1 11 CR n C 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 12 絮凝池为钢筋混凝土结构 水泥砂浆抹面 粗糙系数 n 0 013 段计算结果的 2 3819 8 61 27 0 2 222 CCR 2 4173 6 64 35 0 2 333 CCR 6 4637 1 68 48 0 2 444 CCR 廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的 1 2 1 5 倍 取 1 4 倍 则各段转弯处流 速 第一段转弯处流速为 sm Ha Q v i t 357 0 36004 1 1 第二段转弯处流速为 sm Ha Q v i t 289 0 36004 1 1 第三段转弯处流速为 sm Ha Q v i t 217 0 36004 1 1 第四段转弯处流速为 sm Ha Q v i t 147 0 36004 1 1 各段转弯处的宽度分别为 0 7m 0 84m 1 12m 1 68m 第一廊道长为 ml93 7 010 10 1 则其余各段廊道长度为 56 66 8 88 44 82 432 mlmlml 5 GT 值计算 t 20时 0C 1 4 7 60 02 2010029 1 60 455 01000 60 s T h G 式中 水的密度 3 1000mkg 总水头损失 m h 水的动力黏度 smkg 在 104 105范围之内 8 7291202 2060 7 60 GT 3 63 6 平流式沉淀池计算平流式沉淀池计算 3 6 13 6 1 平面尺寸计算平面尺寸计算 1 沉淀池有效容积 3 43750 2 5 2187mQTV 式中 V 沉淀池的有效容积 3 m T 停留时间 h 一般采用 1 0 3 0h 本设计中取 T 2 0h 2 沉淀池长度 m130 6 1292018 0 36003600设计中取mvTL 式中 L 沉淀池的长度 m 水平流速 m s 一般采用 0 01 0 025m s 本设计中取vmv018 0 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 13 3 沉淀池宽度 mm Lh V B11 2 11 0 3130 4375 设计中取 式中 沉淀池的宽度 m B 沉淀池有效池深 m 一般采用 3 0 3 5m 本设计中取hmh0 3 沉淀池长度 L 与宽度 B 之比为 满足要求 长度与深度之比4 8 11 11 130 B L 满足要求 10 3 43 0 3 130 h L 复核沉淀池中水流的稳定性 计算弗劳德数 Rg v Fr 2 式中 弗劳德数 r F 水力半径 m 其值为 R R 水流断面积 2 m 湿周 m 设计中 mhBmBh1732112 33311 2 000017 0 8 933 17018 0 22 Rg v Fr 弗劳德数介于 0 0001 0 00001 之间 满足要求 图 3 3 平流沉淀池平面图 图 3 4 平流沉淀池剖面图 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 14 3 6 23 6 2 进出水系统进出水系统 1 沉淀池的进水部分设计 沉淀池的配水 采用穿孔花墙进水方式 则孔口总面积为 2 1 38 3 18 0 608 0 m v Q A 式中 孔口总面积 A 2 m 孔口流速 m s 一般取值不大于 0 15 0 20m s 本设计中取 1 vsmv 18 0 1 每个孔口的尺寸定为 则孔口数为 282 个 进口水头损失为 cmcm 815 0033 0 8 92 18 0 2 2 2 2 1 1 g v h 可以看出 计算得出的进水部分水头损失非常小 为了安全 此处取为 0 05m 2 沉淀池的出水部分设计 沉淀池的出水部分采用薄壁溢流堰 渠道断面采用矩形 溢流堰的总堰长 m q Q l175 300 24 5 2187 式中 溢流堰的总堰长 m l 溢流堰的堰上负荷 一般不大于 500 q 3 dmm 3 dmm 本设计中取溢流堰的堰上负荷 300 3 dmmq 出水堰采用指形堰 共 5 条 双侧集水 汇入出水总渠 出水堰的堰口标高能通过螺 栓上下调节 以适应水位变化 出水渠起端水深为 m gb Q h79 0 8 08 9 608 0 73 1 73 1 3 2 3 2 2 式中 出水渠起端水深 m 2 h 渠道宽度 m 本设计中取bmb8 0 出水渠道的总深设为 1 0m 跌水高度为 0 21m 渠道内的水流速度 m bh Q v96 0 79 0 8 0 608 0 2 2 式中 渠道内的水流速度 2 vsm 沉淀池的出水管管径初定为 DN900mm 此时管道内的流速为 sm D Q v 96 0 9 014 3 608 0 44 22 3 3 沉淀池放空管 m t BLh d47 0 36002 3130107 07 0 5 05 0 式中 放空管管径 m d 放空时间 s t 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 15 设计中取放空管管径为 DN500mm 4 排泥设备选择 沉淀池底部设泥斗 每组沉淀池设 8 个污泥斗 污泥斗顶宽 1 25m 底宽 0 45m 污 泥斗深 0 5m 采用 HX8 14 型行车式虹吸泥机 驱动效率为 行车速度为kW237 0 min 0 1 m 5 沉淀池总高度 mhhhH0 40 35 05 0 43 式中 沉淀池总高度 m H 沉淀池超高 m 一般采用 0 3 0 5m 本设计中 3 hmh5 0 3 沉淀池污泥斗高度 m 本设计中 4 hmh5 0 4 3 73 7 V V型滤池型滤池 V型滤池的反冲洗采用水冲洗 气冲洗和表面扫洗相结合的方式 冲洗水仅为常规冲 洗水量的1 4 大大节约了清洁水的使用量表面冲洗所用的水为未经过滤的虑前水 所以 扫洗时不加重滤池负担 是一种虑速较高 生产能力强 节水经济的滤池 V型滤池可以 设置液位变送器 出水自动控制阀等先进设备 过滤和反冲洗运行的全过程均由计算机 控制 易于实现自动化控制 根据设计资料 综合比较选用目前较广泛使用的 V 型滤池 3 7 13 7 1 平面尺寸计算平面尺寸计算 n Q F 式中 每组滤池所需面积 F 3 m 滤池设计流量 Qhm3 滤池分组数 组 设计中n 2 n 设计虑速 一般采用8 15 设计中取10 hmhmhm 3 75 218 102 4375 m n Q F 单格滤池面积 N F f 式中 单格滤池面积 f 3 m 每组滤池分隔数 格 N 设计中取N 4 3 68 54 4 75 218 m N F f 一般规定V型滤池的长宽比为2 1 4 1 滤池长度一般不宜小于11m 滤池中央气 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 16 水分配槽将滤池宽度分成两半 每一半的宽度不宜超过4m 单格滤池的实际面积 LBf 式中 单格滤池的实际面积 f 2 m 单格池宽 m B 单格池长 m 一般采用 11mL 设计中取其长宽比为 2 5 1 即取 L 12 5 0m B 5 0m 2 5 62 5 120 5 mf 正常过滤时实际虑速 f N Q 1 n Q Q 1 式中 正常过滤时实际虑速 hm 组滤池的设计流量 1Qhm3 smhm n Q Q 33 1608 0 5 2187 2 4375 hm75 8 5 624 5 2187 f N Q 1 一格冲洗时其他虑格的虑速 1 f N Q 1 n 式中 格冲洗时其他虑格的虑速 一般采用 10 14 hmhm hm67 11 5 621 4 4 2187 1 f N Q 1 n 3 7 23 7 2 进水系统进水系统 1 进水总渠 1111 QBH 式中 进水总渠内水深 m 设计中取1 0m 1H 进水总渠净宽 m 1B 进水总渠内流速 一般采用0 6 1 0 设计中取1 smsm 0 8 sm mB76 0 0 18 0 608 0 1 2 气动隔膜阀的阀口面积 2 2 Q A 式中 气动隔膜阀口面积 A 2 m 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 17 每格滤池的进水量 2Qsm3 N Q Q 1 2 通过阀门的虑速 一般采用 0 6 1 0 设计中取2 smsm 0 8 sm smQ 3 2152 0 4 608 0 2 19 0 0 8 152 0 mA 气动隔膜阀阀口处的水头损失 g h 2 2 2 1 式中 气动隔膜阀阀口处的局部阻力系数 设计中取 1 0 mh033 0 81 92 8 0 0 1 2 1 3 进水堰堰上水头 3 2 2 2 2 gmb Q h 式中 堰上水头 m 2h 薄壁堰流量系数 一般取0 42 0 50 设计中取0 50 m 堰宽 m 设计中取3m h mh08 0 8 9235 0 152 0 3 2 2 4 V 型进水槽 tg 2 3 3 3 Q h 式中 V 型进水槽内水深 m 3h 进入V型进水槽的流量 3Qsm3 V型进水槽内的流速 一般采用0 6 1 0 设计中取0 83 smsm sm V型槽夹角 设计中取 oo 55 50 o 50 设计中每格滤池设两个 V 型进水槽 则sm Q Q 3 2 306 0 2 mh40 0 tg508 0 076 02 3 5 V 型槽扫洗小孔 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 18 1000 2 4 fq Q 3 4 1 2gh Q A 1000 n 4 2 1 A d 式中 表面扫洗流量 4Qhm3 表面扫洗水强度 一般采用1 4 2 3 2q 2 msL 2 msL 小孔总面积 1A 2 m 孔口流量系数 小孔直径 mm d 小孔数目 个 2 n 设计中取 取每个 V 型槽上扫洗小孔数目 28 个 则 2 28 1msLq 0 62 562 n 个 smQ 3 41125 0 1000 5 628 1 2 1065 0 4 09 8262 0 1125 0 mA mmd331000 5614 3 065 04 验算小孔流速4 smsm A Q 1 073 1 065 0 1125 0 1 4 4 3 7 33 7 3 反冲洗系统反冲洗系统 1 气 水分配渠 按反冲洗水流量计算 1000 1 5 qf Q 5 5 22 Q BH 式中 反冲洗水流量 5Qsm3 反冲洗强度 一般采用4 6 设计中取5 1q 2 msL 2 msL 2 msL 气 水分配渠中水的流速 一般采用1 0 1 5 设计中取5 smsm 1 0 sm 气 水分配渠内水深 m 2H 气 水分配渠宽度 m 设计中取0 4m 2B 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 19 smQ 3 531 0 1000 5 5 62 mH78 0 0 41 0 31 0 2 2 配水方孔面积和间距 6 5 1 Q F 1 1 3 f F n 式中 配水方孔总面积 1F 2 m 配水方孔流速 一般采用 0 5 6 sm6 sm 单个方孔的面积 1fsm 方孔个数 个 3n 设计中取 2 110 0 10 0 mf 2 162 0 0 5 31 0 mF 个62 01 0 62 0 3 n 在气水分配渠两侧分别布置31个配水方孔 孔口间距0 5m 3 布气圆孔的间距和面积 布气圆孔的数目及间距和配水方孔形同 采用直径为 60mm 的圆孔 其单孔面积为 所有圆孔的面积之和为 22 0028 0 06 0 4 14 3 m 2 174 00028 0 62m 4 空气反冲洗时所需空气流量 1000 f q 气 气Q 式中 空气反冲洗时所需空气流量 气Qsm3 空气冲洗强度 一般采用 13 17 设计中取 15气q 2 msL 2 msL 2 msL smQ 3 938 0 1000 5 6215 气 空气通过圆孔的流速为sm39 5 174 0 938 0 5 底部配水系统 底部配水系统采用 QS 型长柄滤头 材质为 ABS 工程塑料 数量为 55 滤头安 2 m只 装在混凝土滤板上 滤板搁置在梁上 滤头长 28 5cm 滤帽上有缝隙 36 条 滤柄上部有 2mm 气孔 下部有长 65mm 宽 1mm 条缝 滤板 滤梁均为钢筋混凝土预制件 滤板制成矩形或正方形 但边长最好不要超过 1 2m 滤梁的宽度为 10cm 高度和长度根据实际情况决定 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 20 为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等 并使滤板下压入的空气可以尽快形 成一个气垫层 滤板与池底之间应有一个高度适当空间 一般来讲 滤板下面清水区的 高度为 0 85 0 95m 该高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在 整个滤池面积之上 从而保证了滤池的正常过滤和反冲洗效果 设计中取滤板下清水区 的高度为 0 90m 5H 3 7 43 7 4 过滤系统过滤系统 滤料选用石英砂 粒径0 95 1 35mm 不均匀系数 滤层厚度一般采用 1 30 180 K 1 2 1 5m 设计中取滤层厚度为1 2m 6H 滤层上水深一般采用 1 2 1 3m 设计中取滤层上水深为 1 2m 7 H 3 7 53 7 5 排水系统排水系统 1 排水渠终点水深 72 54 3 B QQ H 式中 排水渠终点水深 m 3H 排水渠流速 一般采用 7 smsm1 5 7 设计中取排水渠和气水分配渠等宽 即取 4 02mB sm1 5 7 mH70 0 5 14 0 31 0 1125 0 3 2 排水渠起端水深 3 2 3 li 2 3 3 3 4 li H H h H k 3 2 2 2 54 Bg QQ hk 式中 排水渠起端水深 m 4H 排水渠临界水深 m k h 排水渠底坡 i 排水渠长度 m l 设计中取排水渠长度等于滤池长度 即 排水渠底坡 i 取 8 2 ml11 mhk48 0 4 08 9 31 01125 0 3 2 2 mH27 0 3 11082 02 3 11082 0 78 0 78 0 48 0 2 3 4 按照要求 排水槽堰顶应高出石英砂滤料 0 5m 则中间渠总高为滤板下清水区高度 滤板厚 滤料层厚 0 5 即m70 2 5 02 110 0 90 0 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 21 3 7 63 7 6 滤池总高度滤池总高度 98765HHHHHH 式中 滤池总高度 m H 滤板下清水区的高度 m 5H 滤层厚度 m 6H 滤层上水深 m 7H 滤板厚度 m 8H 超高 m 9H 设计中取mHmH3 0 12 0 98 mH72 33 012 0 2 12 190 0 图 3 5 V 型滤池平面图 图 3 6 V 型滤池剖面图 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 22 图 3 7 V 型滤池剖面图 3 83 8 消毒处理消毒处理 3 8 13 8 1 加氯量计算加氯量计算 Qbq 式中 每天的投氯量 qdg 设计水量 Qdm3 加氯量 一般采用 0 5 1 0 b 3 mg 3 mg 设计中取 dmQ 3 105000 3 0 1mgb dKgdgq1051050000 1105000 3 8 23 8 2 加氯设备的选择加氯设备的选择 加氯设备包括自动加氯机 氯瓶和自动检测与控制装置等 1 自动加氯机选择 选用ZJ 型转子真空加氯机2台 一用一备 每台加氯机加氯量为0 5 9 加氯hKg 机外形尺寸为 宽 高 330mm 370mm 加氯机安装在墙上 安装高度在地面以上1 5m 两台加氯机之间的净距为0 8m 2 氯瓶 采用容量为500Kg的氯瓶 氯瓶外形尺寸为 外径600mm 瓶高1800mm 氯瓶自重 146Kg 公称压力2MPa 氯瓶采用两组 每组6个 1组使用 1组备用 每组使用周期约 为38d 3 加氯控制 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 23 根据余氯量 采用计算机进行自动控制投氯量 3 8 33 8 3 加氯间和氯库加氯间和氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间 氯库是贮备氯瓶的仓库 采用加氯间与氯库合建的 方式 中间用墙分隔开 但应留有供人通行的小门 加氯间平面尺寸为 长3 0m 宽 9 0m 氯库平面尺寸为 长12 0m 宽9 0m 加氯间在设计时应注意 1 氯瓶中的氯气气化时 会吸收热量 一般采用自来水喷淋在氯瓶上 以供给热 量 设计中在氯瓶内设置DN25mm的自来水管 位于氯瓶上方 帮助液氯气化 2 在氯库和加氯间内安装排风扇 设在墙的下方 同时安装测定氯气浓度的仪表 和报警设施 3 为了使氯与水混合均匀 在加氯后安装静态管道混合器 3 93 9 清水池计算清水池计算 经过处理后的水进入清水池 清水池可以调节水量的变化并贮存消防用水 此外 在 清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应 提高消毒效果 3 9 13 9 1 平面尺寸计算平面尺寸计算 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量的调节量 清水池的总 有效容积 kQV 式中 清水池的总有效容积 V 3 m 经验系数 一般采用10 20 k 设计供水量 Qdm3 设计中取dmQk 3 99000 10 3 9900990001 0mV 清水池共设 4 座 则每座清水池的有效容积为 1V 3 12475 4 9900 4 m V V 2 清水池的平面尺寸 每座清水池的面积 h V A 1 式中 每座清水池的面积 A 2 m 清水池的有效水深 m h 设计中取mh0 4 2 75 618 4 2475 mA 取清水池的宽度 B 为 15m 则清水池长度 L 为 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 24 设计中取 42mm B A L25 41 15 75 618 则清水池实际有效容积为 42 15 5 2520 3 m 清水池超高取为 0 5m 清水池总高 1h H mhhH5 45 00 4 1 图 3 8 清水池平面布置图 3 9 23 9 2 管道系统管道系统 1 清水池的进水管 785 0 4 1 Q D 式中 清水池进水管管径 m 1D 进水管管内流速 一般采用0 7 1 0 smsm 设计中取sm0 7 mD67 0 7 0785 0 4 99 0 1 设计中取进水管管径为 DN700mm 进水管内实际流速为 0 6 sm 2 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最大流量计 24 1 KQ Q 式中 最大流量 1Qhm3 时变化系数 一般采用1 3 2 5 K 设计水量 Qdm3 设计中取时变化系数 0 2 K smhmQ 33 143 2 8750 24 1050000 2 出水管径 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 25 1 1 2 785 0 4 Q D 式中 出水管管径 m 2D 出水管管内流速 一般采用0 7 1 0 1 smsm 设计中取sm0 7 1 mD05 1 7 0785 0 4 43 2 2 设计中取出水管管径为 DN1000mm 则流量最大时出水管内的流速为 0 75 sm 3 清水池的溢流管 溢流管的直径与进水管管径相同 取为 DN700mm 在溢流管管段设喇叭口 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 因此应设排水管 排水管的管径按 2h 内将池水放 空计算 排水管内流速按 1 2估计 则排水管的管径sm3D 2 3 785 0 3600 t V D 式中 排水管的管径 m 3 D 放空时间 h t 排水管内水流速度 2 sm 设计中取 t 2h mD609 0 1 2785 036002 2520 3 设计中取排水管管径为 DN600mm 清水池的放空也常采用潜水泵排水 在清水池低水位时进行 3 9 33 9 3 清水池布置清水池布置 1 导流墙 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不小于 30min 每座清水池内导流墙设置2条 间距为5 0m 将清水池分为3格 在导流墙底部每 隔1 0m设0 1m 0 1m的过水方孔 使清水池清洗时排水方便 2 检修孔 在清水池顶部设圆形检修孔2个 直径1200mm 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12 个 每格设4个 通气管的管径为200mm 通气管伸出地面的高度高低错落 便于空气流 通 4 覆土厚度 哈尔滨工业大学 课程设计 论文 26 清水池顶部应有0 5 1 0m的覆土厚度 并加以绿化 美化环境 此处取覆土厚度为 1 0m 3 103 10 二泵站计算二泵站计算 3 10 13 10 1 泵的选取泵的选取 扬程 40mH2O 流量 0 608m3 s 选用 6 台 350S44A 并联 4 用 2 备 大小兼顾 泵的 具体参数如下 转速 1450r min 流量 243 33L s 375L s 扬程 31 43m 效率 60 70 轴功率 128 25kW 电机功率 160kW 汽蚀余量 2m 电动机电压 380v 叶轮直径 125mm 泵重量 32 5kg 3 10 23 10 2 泵站尺寸的确定泵站尺寸的确定 泵地脚螺孔的间距 长 宽 690mm 600mm 基座尺寸 长 宽 690 500 mm 600 500 mm 1 3 m2 基座高度为0 6m 泵最大宽度和长度尺寸 长 宽 1232 5mm 1080mm 6台泵一字排开 每台泵基座的间距设为1 5m 每台泵离墙1 5m 泵 的高度 980mm 泵离门口的距离为2m 泵站中的变压器室 配电室 机器间 值班室 修理间等单元的面积取总面积的40 泵房面积 长 宽 5 1 24 4 1 5 2 1 5 2 1 08 60 40 58 97m2 取100m2 长 宽 10m 10m 泵房内起重设备 采用移动吊架或固定吊钩 泵房设置成半地下室的 泵站底部在地面以下1 6m 泵站顶部离地面3 6m 泵站总高 度为1 6m 3 6m 5 2m 4 4 给水处理工程高程布置给水处理工程高程布置 在处理工艺流程中 各处理构筑物之间水流为重力流 包括构筑物本身 连接管道 计量设备等水头损失在内 当各项水头损失确定之后 便可进行构筑物高程布置 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 考 虑到土方的填 挖平衡 本设计采用清水池的最高水位与地面标高相同 5 15 1 管渠水力计算管渠水力计算 1 清水池 清水池最高水位标高为38 5m 池面超高为0 5m 则池顶标高为39 0m 包括顶盖厚 200mm 有效水深4 0m 则池底标高为34 5m 2 吸水井 清水池到吸水井的管线最长为20m 管径为DN800 最大时流量 查水力计sLQ460 算表 水力坡度为i 1 2 流速v 0 92m s 沿线设有2个闸阀 进口和出