计算说明书 2017042385813

1、精选文档计算说明书水厂的设计水量Q设计 水厂自用水量的大小取决于给水处理方法、构筑物型式以及原水水质等因素，一般接受最高日用水量的5%10%，这里取5%。依据城市用水量状况，为10万吨/日的供水量，所以 Q供水=100000/d=4166.7/h=1157.4L/S而水厂的处理水量则要加上自用水量Q设计=Q供水*（1+0.05） =105000/d =4375/h =1215.3L/S =1.215/S混合工艺设计计算考虑设絮凝池2座,混合接受管式混合。设水厂进水管投药口至絮凝池的距离为50米。进水管接受两条, 设计流量为Q=96300/24/2=0.557 。进水管接受钢管,直径为DN800

2、,查设计手册1册,设计流速为1.11m/s，1000i=1.8m，混合管段的水头损失。小于管式混合水头损失要求为0.3-0.4m。这说明仅靠进水管内流速不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器,本设计推举接受管式静态混合器，管式静态混合器示意图见图4.3。 1. 设计参数：接受玻璃钢管式静态混合器（如图4.3），近期接受2个。每组混合器处理水量为0.608m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为10m，进水管接受两条DN800钢管。2. 设计计算：管式静态混合器的水头损失一般小于0.5米，依据水头损失计算公式 式中，h水头损失（m） Q处理水量（m3/s） d管道直径（m） n混

3、合单元（个）本次设计中，接受两条铸铁输水管道由水源地向给水厂输水，其中原水流速不小于0.6m/s，在技术上最高流速限定在2.53.0m/s的范围内。此外还需要依据当地的经济条件，考虑管网造价和经营管理费用等因素，来选出合适的经济流速。本次设计中经济流速取1.251m/s，每条输水管的输水流量为0.608m3/s。则输水管径 d=0.787m。<0.5m，故设计中取d=0.8m，Q=0.608m3/s。=4.28水力条件符合。选DN800内装4个混合单元的静态混合器。加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/4处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。（3）混合器选择：查设

4、备手册选用管式静态混合器，规格DN800。静态混合器接受4节，静态混合器总长4100mm，管外径为820mm，质量1249kg，投药口直径65mm。图4.3 管式静态混合器管式静态混合器是在管道内设置多节固定叶片，使水流成对分流，同时产生涡旋反向旋转及交叉流淌，从而获得混合效果。这种混合器的总分流数将按单体的数量成几何级数增加，这一作用称为成对分流见图4.4(a)。此外，因单体具有特殊的孔穴，可使水流产生撞击而将混凝剂向各向集中，这称为沟通混合，见图4.4(b)，它有助于增加成对分流的效果口在紊流状态下，各个单体的两端产生旋涡，这种旋涡反向旋流更增加了混合效果，见图4.4(c)。因此这种混合器

5、的每一单体同时发生分流、沟通和旋涡三种混合作用混合效果较好。图4.4 管式静态混合器工作原理图折板絮凝池设计计算本设计共设置2座折板絮凝池（与平流式沉淀池合建），水流经过管式静态混合器后，两根DN800的管直接接入折板絮凝池。每座絮凝池有一根DN800的进水管接入。(1) 反应池主要工艺参数 水厂的设计流量为1.215/s，设置2座絮凝池，则每座絮凝池的处理水量为0.608/s，每座分为2个独立格进水，每个独立格分为前两段同波折板、最终一段平行折板三段，故有6条廊道，三档流速。设计平均水深为4.5m。单座絮凝池容积V：净平面面积A：为了协作平流沉淀池，絮凝池宽度取B=10m。则每座絮凝池长度为

6、：式中 L絮凝池长度（m）； H有效水深（m）； B 单座池宽（m）。设计中H=3.5m,B=10.0m。每座絮凝池分为独立的2组，两组之间隔墙厚度为300mm；长度方向上每个独立格分为3段，3段之间隔墙厚度为300mm，则絮凝池总长度为：每段絮凝区分为串联的三个格。(2) 异波折板通道设计(3) 同波折板通道设计(4) 平行折板通道设计沉淀池设计平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简洁，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池形式，一般用于大、中型水厂，单池处理水量一般在2 ×10m3/d以上。在小型水厂因池子较长布置困难，单位造价相对较高而接受较少。平流式沉淀池占地面积相对较

7、大，只有在水厂用地足够大时才可接受。（1）设计水量 式中 Q单池设计水量(m3/h)； Q设设计日产水量(m3/d)； k水厂用水量占设计日用水量的百分比，一般接受5%一10%； n沉淀池个数，一般接受不少于2个。设计中取Q设=105000m3/d，k=5%，n=2=2296.875m3/h=0.638m3/s （2）平面尺寸计算1 沉淀池有效容积 V=QT 式中V沉淀池的有效容积(m3)； Q单池设计水量(m3/h)； T停留时间(h)，一般接受1.03.0h设计中取T=2hV=QT =2296.875×2=4593.75m32 沉淀池长度 L=3600vT 式中L沉淀池长度(m)

8、； v水平流速(m/s)，一般接受0. 010. 025m/s。设计中取v=0. 02m/s；T=2h。L=3600vT =3600×0.02×2=144m3 沉淀池宽度 式中B沉淀池宽度(m) ； V沉淀池的有效容积(m3)； h沉淀池有效池深(m)，一般接受3. 03. 5m。设计中取h= 3. 5m=9.115m设计中取10m沉淀池长度L与宽度B之比为：，满足要求；长度与深度之比，满足要求。复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数 式中Fr弗劳德数； R水力半径(m)，其值为：R=/； 水流断面积(m2)； 湿周(m)； v水平流速(m/s)； g重力加速度(m/s2)

9、 。设计中，=Bh=10×3.5=35m2, =B+2h=10+7=17m，v=0. 02m/s =0.0000198弗劳德数介于0. 00010. 00001之间满足要求。沉淀池进水部分设计沉淀池的配水，接受穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为： A=Q/v1 式中A孔口总面积（m2）；Q单池设计水量(m3/s);v1孔口流速（m/s）；一般取值不大于0.150.20m/s。设计中取v1=0.2m/s。A=Q/v1=0.700/0.2=3.5m2每个孔口的尺寸定为15cm×8cm,则孔口数个沉淀池出水部分设计沉淀池的出水接受薄壁溢流堰，渠道断面接受矩形。溢流堰的总堰长 l=2

10、4Q/q 式中 l溢流堰的总堰长（m）; Q单池设计水量(m3/h); q溢流堰的堰上负荷m3/(m·d),一般不大于500 m3/(m·d)。设计中取溢流堰的堰上负荷q=250 m3/(m·d)， 出水堰接受指形堰，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整，以适应水位变化。出水端水深 式中h2出水渠起端水深（m）；Q单池设计水量(m3/s);b渠道宽度（m）,设计中取0.8m。故 =0.645m为保证自由溢水，出水渠的超高定为0.1m，则渠道深度为0.74m。沉淀池放空管 式中d放空管管径（m）；B沉淀池宽度(m)，设计中取12m；L沉

11、淀池长度(m)；t放空时间（s）,设计中取t=2h；h池内平均水深3m+0.1m=3.1m=0.515m设计中取放空管管径选择为DN600mm沉淀池总高度 H=h3+ h4+h 式中H沉淀池总高度（m）；h3沉淀池超高（m），一般接受0.30.5m；h池内平均水深3m+0.1m=3.1m；h4沉淀池污泥斗高度（m）。设计中取h3=0.4m，h4=0.4mH=0.4+0.4+3.6=4.4mV型滤池计算1. 设计参数设计水量为105000,不考虑处滤水排放。滤速v=9滤池接受单层石英砂均粒滤料，冲洗方式接受：先气冲洗，再气-水同时冲洗，最终再用水单独冲洗。确定各步气水冲洗强度和冲洗时间，参数具体

12、如下：（1）冲洗强度第一步:单独气洗,冲洗强度 ；其次步:气-水同洗,气洗强度,水洗强度；第三步:单独水洗，水洗强度。反冲洗横扫强度（2）冲洗时间冲洗时间共计t=12min=0.2h；单独气洗时间；气水同洗时间;单独水洗时间；冲洗时间T=48h。2. 设计计算1) 池体设计1 设计水量Q设计Q设计=Q供水*（1+0.05） =105000/d =4375/h =1215.3L/s =1.215/s2 滤池工作时间T3 滤池面积4 滤池的分格滤池分格数为N=6。接受双床V型滤池，单床宽度m，m。每格滤池面积 滤池总面积 滤速修正为 校核强制滤速 5 滤池高度的确定滤池超高，滤层上水深,滤层层厚,

13、滤板厚度,滤板下布水区高度,则滤池总高6 水封井的设计滤池接受单层加厚均粒滤料，径粒0.95-1.35mm，不均匀系数1.2-1.6.均粒滤料清洁滤料层的水头损失在下式计算。式中: 20时为0.0101;依据阅历,滤速为9-10m/h时,清洁滤料层水头损失一般为30-40cm,计算值比阅历值低,取阅历值的底限30cm为清洁滤料层的过滤水头损失。正常过滤时,通过长柄滤头的水头损失,忽视其他水头损失,则每次反冲洗后刚开头过滤时的水头损失为: 。为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层,水封井出水堰顶标高与滤料层相同,设计水封井平面尺寸2m×2m,堰底板比滤池底板低0.3m。水封井出水堰总

14、高为: 由于每座滤池的过滤水量:所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式计算得:。则反冲洗完毕,清洁滤料层过滤时滤池液面比滤料层高0.148+0.52=0.668m。2) 反冲洗管渠系统1 反冲洗用水流量反冲洗水量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反洗强度最大,此时反冲洗用水流量V型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量：反冲洗用水量2 反冲洗配水系统反冲洗供水管管径DN450mm,其流速流速符合设计要点的要求。反冲洗水由反洗配水干管输送到气水安排渠,由气水安排渠底侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管或孔口的流速为1-1.5m/s左右,

15、取。则配水支管(渠)的截面积:此即配水方孔总面积,沿渠长方向两侧各布置20个配水方孔,共40个,孔中心间距0.6m。面积:，每个孔口尺寸取0.11m×0.11m,修正为0.0121。实际最大过孔流速修正为3 反冲洗用气量的计算反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算,，此时反冲洗用气量4 配气系统的断面计算反冲洗供气管管径DN350mm,管内空气流速流速符合设计要点的要求。反冲洗用空气,由反冲洗配气干管输送至气水安排渠,由气水安排渠两侧的布气小孔到滤池底部布水区,布气小孔紧贴滤板下缘,间距与布水方孔相同,共计40个,反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗

16、配气支管流速或孔口流速应为10m/s左右,则配气支管(渠)的截面积为:每个布气小孔面积:孔口直径：每孔配气量:5 气水安排的断面设计对气水安排渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时,亦即气水同时反冲洗时要求气水安排渠断面面积最大,因此气水安排渠的断面设计按气水同时反冲洗的状况设计,气水同时反冲洗时反冲洗水量为:气水同时反冲洗时,反冲洗时用空气的流量:气水安排渠的气水流速均应按相应的配气配水干管流速取值,则气水安排干渠的断面积:3) 滤池管渠1 反冲洗管渠a.气水安排渠:气水安排渠起端宽取1.0m,高取1.5m,末端宽取1.0m,高取1.0m,则起端截面积0.6m2,末端截面积0.4m

17、2。两侧沿程各布置20个配气小孔和20个布水方孔,孔间距0.6m,共40个配气小孔和40个配水方孔。气水安排渠末端所需最小截面积,满足要求。图4.12 均粒滤料滤池剖面示意b.排水集水槽:排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,气水安排起端高度1.5m，则排水集水槽起端槽深度式中,同前。气水安排渠末端高度1.0m，排水集水槽末端高度为: 式中,集水槽底坡: c.排水集水槽排水力量校核。由矩形断面暗沟(非满流,n=0.013)计算公式校核集水槽排水力量。设集水槽超高为0.3m,槽宽。槽内水深湿周水流断面: 水力半径: 水流速度: 过流力量: 实际过水量: ，故，满足要求。图4.13 排水系统布置示

18、意2 进水管渠a.进水总渠:进水总渠水流断面积: 进水总渠宽1m,高0.6m，考虑超高0.3m。则进水总渠高为0.9m，考虑到施工便利，进水总渠高与配水渠高相同，故取1.0m。b.每座滤池的进水孔:单格强制过滤流量每座滤池由进水侧壁开3个进水孔,进水总渠的浑水通过三个进水孔进入滤池。两侧进水孔口在反冲洗时关闭.中间进水孔孔口设手动调整闸板,在反冲洗时不关闭,供应反冲洗表扫用水。调整阀门的开启度,使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口面积按孔口沉没出流公式计算.其总面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取0.1m,则孔口总面积：中间孔面积及表面扫洗水量的计算:中间孔宽取0.5m，高度取0

19、.4m,实际耽搁中孔面积两个侧孔口设闸门,接受橡胶囊充气阀,每个侧孔面积:侧孔口宽度和高度均取0.25m,实际单个侧孔面积0.0625c.每座滤池内设的宽顶堰:为保证进水的稳定性,进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠,再经滤池内的配水渠安排到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽,宽顶堰与进水总渠平行设置,与进水总渠侧壁相距0.5m,堰上水头由矩形堰的流量公式,得 d.每座滤池的配水渠:进入每座滤池的浑水经过宽顶堰溢流至配水渠,由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽.滤池配水渠宽,渠高为1.0m,渠总长等于滤池总宽.则渠长为7.5m.当渠内水深时,流速(进来的浑水由安排渠中段向渠两侧进水孔流去

20、,每侧流量为) ：e.配水渠过水力量校核:配水渠的水力半径:配水渠的水力坡降:渠内水面降落量:由于配水渠最高水位<1m(渠高),所以配水渠的过水力量满足要求。3 V型槽的设计V型槽的设计a. 扫洗水布水孔 V型槽底部开有水平布水孔，表面扫洗水经此布水。布水孔沿槽长方向均匀布置，内径一般为2030，过孔流速为左右，本设计接受，每侧槽共计80个。单侧V型槽出水孔总面积为： 表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m,即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面集水槽槽长b为12m,反冲洗时排水集水槽的堰上水头V型槽倾角，垂直高度0.8m,反冲洗时V型槽

21、顶高出滤池内液面的高度为反冲洗时V型槽顶高出槽内液面的高度为4) 冲洗水泵扬程1 反冲洗水池最低水位与排水槽顶的高差按5m计。2 冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失。反洗配水干管用钢管，管径d为0.45m，管内流速为2.26m/s,布置管长总计80m。反冲洗总管的沿程水头损失冲洗管配件及局部阻力系数见下表配件名称数量/个局部阻力系数90º弯头6DN600闸阀3等径三通26.78冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失3 滤池配水系统的水头损失a. 气水安排渠的水头损失按最不利条件，即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）近似计算。气水同时反冲洗时，则气水安排渠内的水面高为：s水力半径水力坡降渠内的水头损失b. 气水安排干渠底部配水方孔水头损失气水安排干渠底部配水方孔水头损失按孔口沉没出流公式，计算。其中为，A为配水方孔的总面积。由反冲洗配水系统的断面计算部分内容可知，配水方孔的实际总面积为。则c. 查手册，反洗水经过滤头的水头损失d. 气水同时通过滤头时增加的水头损失气水同时反冲洗时气水比，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤总面积之比约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度通过滤头时增加的水头损失则滤池配水系统的水头损失 4 砂滤层水头损失滤料为石英砂，容