学士某自来水厂工艺课程设计

给水课程设计环境工程学院邹峰成绩给水处理课程设计某市自来水厂厂工艺设计计姓名邹峰班级07给水排水水2学号2007177032115学院名称环境工程学院院专业名称给水排水工程程指导教师万蕾2010年1月22日目录TOC\o"1-1"\h\z\u\t"标题5,2,标题6,3"第1章设计水质水量与工艺流程的确定 11.1设计水质水量 11.1.1设计水质 11.1.2设计水量 21.2给水处理流程确定 31.2.1给水处理工艺流程的选择 3第2章给水处理构筑物与设备型式选择 42.1加药间 42.1.1药剂溶解池 42.1.2混凝剂药剂的选用与投加 42.1.3加氯间 52.2混合设备 62.3絮凝池 62.4沉淀池 72.5滤池 102.6消毒方法 11第3章水厂平面布置 113.1布置说明 113.2生产管线设计 12第4章给水处理厂工艺计算 124.1加药间设计计算 124.1.1.设计参数 124.1.2.设计计算 124.2混合设备设计计算 144.2.1设计参数 144.2.2设计计算 144.3往复式隔板絮凝池设计计算 154.3.1设计参数 154.3.2设计计算 164.4斜管沉淀池设计计算 194.4.1设计参数 194.4.2设计计算 204.4.3核算 234.5V型滤池设计计算 244.5.1设计参数 244.5.2设计计算 244.6消毒和清水池设计计算 334.6.1设计参数 334.6.2设计计算 34第5章水厂高程布置计算 365.1管渠的水力计算 375.1.1清水池 375.1.2吸水井 375.1.3滤池 375.1.4反应沉淀池 385.1.5管式混合器 38参考文献 39辞谢 39第1章设计水质水量与工艺流程的确定1.1设计水质水量1.1.1设计水质本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：1、水中不得含有病原微生物。2、水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。3、水的感官性状良好。原始资料：A城市地处东北地区，是一座新型、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。（设计供水量10万m3/d）（1）、自然状况城市土壤种类为砂质黏土，地下水位10.00m，冰冻线深度2.00m，年降水量1000mm，最高温度30.0℃，最低温度－4.0℃，年平均温度10.0℃。主导风向：夏季西南，冬季西北。（2）、水源（1）地下水源该市地下水含水层5.00m，大多属于浅层滞水。总硬度达1000mg/L。（2）地面水源一条河流贯穿该市南北，其中最大流量900.00m3/s，最小流量200.00m3/s。最大流速3m/s。最高水位100.00m；常水位95.00m；最低水位（97%）90.00m。水质监测结果：名称单位检测结果浑浊度NTU10－60色度度40总硬度mg/L(以以CaCOO3计)450（mgg/L）左左右PH值7最高水温0C20最低水温0C0.5溶解性固体mg/L800细菌总数个/mL40000大肠菌群个/L2901.1.2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：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5%；Qd——设计供水量（m3/d），为10万m3/d.1.2给水处理流程确定1.2.1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，则需采用除铁、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。一般净水工艺流程选择：1、原水→简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时2、原水→混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。3、原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。原水→接触过滤→消毒（1）一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。（2）进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。5、原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺，其净水工艺流程如下：第2章给水处理构筑物与设备型式选择2.1加药间2.1.1药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。2.1.2混凝剂药剂的选用与投加(1).混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCl3n-m]简写PAC.碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/L。其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH值适用范围宽（可在PH=5～9的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。(2).混凝剂的投加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。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。2.1.3加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。2.2混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。2.3絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-1絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件折板式絮凝池池优点：絮凝效效果好，絮絮凝时间短短，容积较较小；缺点：构造较较隔板絮凝凝池复杂，造造价高流量变化较小小的中小型型水厂网格絮凝池优点：絮凝效效果好，水水头损失小小，絮凝时时间短；缺点：末端池池底易积泥泥续表2-1类型特点适用条件旋流式絮凝池池优点：容积小小，水头损损失较小；；缺点：池子较较深，地下下水位高处处施工较难难，絮凝效效果较差一般用于中小小型水厂回转式优点：絮凝效效果好，水水头损失小小，构造简简单，管理理方便；缺点：出水流流量不宜分分配均匀，出出口处宜积积泥水量大于300000mm3/d的水厂；；水量变动动小者；改改建和扩建建旧池时更更适用往复式优点：絮凝效效果好，构构造简单，施施工方便；；缺点：容积较较大，水头头损失较大大，转折处处钒花易破破碎水量大于300000mm3/d的水厂；；水量变动动小者根据以上各种絮凝池的特点以及本次设计要求，本设计选用往复式隔板絮凝池。2.4沉淀池常见各种形式式沉淀池的的性能特点点及适用条条件见如下下的各种形形式沉淀池池性能特点点和适用条条件。表2-2各种种形式沉淀淀池性能特特点和适用用条件表型式性能特点适用条件竖流式优点：1、排排泥较方便便2、一般与絮絮凝池合建建，不需建建絮凝池；；3、占地面积积较小缺点：1、上上升流速受受颗粒下沉沉速度所限限，出水流流量小，一一般沉淀效效果较差；；2、施工较平平流式困难难占地面积积较大1、一般用于于大中型净净水厂；2、原水含砂砂量大时作作预沉池续表2-2形式性能特点适用条件平流式优点：1、可可就地取材材，造价低低；2、操作管理理方便，施施工较简单单；3、适应性强强，潜力大大，处理效效果稳定；；4、带有机械械排泥设备备时，排泥泥效果好缺点：1、不不采用机械械排泥装置置，排泥较较困难2、机械排泥泥设备，维维护复杂；；3、占地面积积较大1、一般用于于大中型净净水厂；2、原水含砂砂量大时作作预沉池辐流式优点：1、沉沉淀效果好好；2、有机械排排泥装置时时，排泥效效果好；缺点：1、基基建投资及及费用大；；2、刮泥机维维护管理复复杂，金属属耗量大；；3、施工较平平流式困难难1、一般用于于大中型净净水厂；2、在高浊度度水地区作作预沉淀池池斜管（板）式式优点：1、沉沉淀效果高高；2、池体小小，占地少少缺点：1、斜斜管（板）耗耗用材料多多，且价格格较高；2、排泥较困困难宜用于大中型型厂2、宜用于旧旧沉淀池的的扩建、改改建和挖槽槽原水经投药、混混合与絮凝凝后，水中中悬浮杂质质已形成粗粗大的絮凝凝体，要在在沉淀池中中分离出来来以完成澄澄清的作用用。设计要求采用用斜管沉淀淀池。相比比之下，平平流式沉淀淀池虽然具具有适应性性强、处理理效果稳定定和排泥效效果好等特特点，但是是，平流式式占地面积积大。而且且斜管沉淀淀池因采用用斜管组件件，使沉淀淀效率大大大提高，处处理效果比比平流沉淀淀池要好。2.5滤池池（1）、多层层滤料滤池池：优点是是含污能力力大，可采采用较大的的流速，能能节约反冲冲洗用水，降降速过滤水水质较好，但但只有三层层滤料、双双层滤料适适用大中型型水厂；缺缺点是滤料料不易获得得且昂贵管管理麻烦，滤滤料易流逝逝且冲洗困困难易积泥泥球，需采采用助冲设设备；（2）、虹吸吸滤池：适适用于中型型水厂（水水量2—10万吨/日），土土建结构较较复杂，池池深大，反反洗时要浪浪费一部分分水量，变变水头等速速过滤水质质也不如降降速过滤：：（3）、无阀阀滤池、压压力滤罐、微微滤机等日日处理小，适适用于小型型水厂；（4）、移动动罩滤池：：需设移动动洗砂设备备机械加工工量较大，起起始滤速较较高，因而而滤池平均均设计滤速速不宜过高高，罩体合合隔墙间的的密封要求求较高，单单格面积不不宜过大（小小于10mm2）；（5）、普通通快滤池：：是向下流流、砂滤料料的回阀式式滤池，适适用大中型型水厂，单单池面积一一般不宜大大于1000m2。优点有有成熟的运运行经验运运行可靠，采采用的砂滤滤料，材料料易得价格格便宜，采采用大阻力力配水系统统，单池面面积可做得得较大，池池深适中，采采用降速过过滤，水质质较好；（6）、双阀阀滤池：是是下向流、砂砂滤料得双双阀式滤池池，优缺点点与普通快快滤池基本本相同且减减少了2只阀门，相相应得降低低了造价和和检修工作作量，但必必须增加形形成虹吸得得抽气设备备。（7）、V型型滤池：从从实际运行行状况，V型滤池来来看采用气气水反冲洗洗技术与单单纯水反冲冲洗方式相相比，主要要有以下优优点：1）、较好好地消除了了滤料表层层、内层泥泥球，具有有截污能力力强，滤池池过滤周期期长，反冲冲洗水量小小特点。可可节省反冲冲洗水量40～60%，降低水水厂自用水水量，降低低生产运行行成本。2）、不易产产生滤料流流失现象，滤滤层仅为微微膨胀，提提高了滤料料使用寿命命，减少了了滤池补砂砂、换砂费费用。3）、采用粗粗粒、均质质单层石英英砂滤料，保保证滤池冲冲洗效果和和充分利用用滤料排污污容量，使使滤后水水水质好。根据设计要求求，选用目目前较广泛泛使用的V型滤池。2.6消毒毒方法水的消毒处理理是生活饮饮用水处理理工艺中的的最后一道道工序，其其目的在于于杀灭水中中的有害病病原微生物物（病原菌菌、病毒等等），防止止水致传染染病的危害害。其方法法分化学法法与物理法法两大类，前前者系水中中投家药剂剂，如氯、臭臭氧、重金金属、其他他氧化剂等等；后者在在水中不加加药剂，而而进行加热热消毒、紫紫外线消毒毒等。经比较，采用用液氯消毒毒。氯是目目前国内外外应用最广广的消毒剂剂，除消毒毒外还起氧氧化作用。加加氯操作简简单，价格格较低，且且在管网中中有持续消消毒杀菌作作用。原水水水质较好好时，一般般为滤后消消毒，虽然然二氧化氯氯，消毒能能力较氯强强而且能在在管网中保保持很长时时间，但是是由于二氧氧化氯价格格昂贵，且且其主要原原料亚氯酸酸钠易爆炸炸，国内目目前在净水水处理方面面应用尚不不多。第3章水水厂平面布布置3.1布置置说明水厂占地面积积524779.6mm²，因地制制宜并考虑虑到远期发发展，工艺艺流程力求求简短，适适当增加绿绿地，使水水厂里面丰丰满。当各构筑物和和建筑物的的个数和面面积确定之之后，根据据工艺流程程和构筑物物的功能要要求，结合合地质和地地形条件，进进行平面布布置，布置置时应考虑虑以下几点点：（1）布置紧紧凑，以减减少水厂占占地面积和和连接管渠渠的长度，并并便于操作作管理。但但各构筑物物之间应留留处必要的的施工和检检修间距和和管道地位位；（2）充分利利用地形，力力求挖填土土方平衡以以减少填、挖挖土方量和和施工费用用；（3）各构筑筑物之间连连接管应简简单、短捷捷，尽量避避免立体交交叉，并考考虑施工、检检修方便。此此外，有时时也需要设设置必要的的超越管道道，以便某某一构筑物物停产检修修时，为保保证必须供供应的水量量采取应急急措施；（4）建筑物物布置应注注意朝向和和风向；（5）有条件件时最好把把生产区和和生活区分分开，尽量量避免非生生产人员在在生产区通通行和逗留留，以确保保生产安全全；（6）对分期期建造的工工程，既要要考虑近期期的完整性性，又要考考虑远期工工程建成后后整体布局局的合理性性，还应该该考虑分期期施工方便便。3.2生产产管线设计计水厂工艺流程程中的主要要管线有生生产管线、加加药管线、（ABS塑料管）、加氯管线、自用水管线、排水管线；具体布置详见总平面布置图。第4章给水水处理厂工工艺计算4.1加药药间设计计计算4.1.1..设计参数数已知计算水量量Q=10050000m3/d=44375mm3/h。根据原原水水质及及水温，参参考有关净净水厂的运运行经验，选选碱式氯化化铝为混凝凝剂，混凝凝剂的最大大投药量a=300mg/LL，药容积积的浓度b=155%，混凝剂剂每日配制制次数n=2次。4.1.2..设计计算算1、溶液池容容积，取11m33式中：a—混混凝剂（碱碱式氯化铝铝）的最大大投加量（mg/L），本设设计取30mgg/L;Q—设计计处理的水水量，43755m3/h;B—溶液液浓度（按按商品固体体重量计），一一般采用5%-220%，本设计计取15%；n—每每日调制次次数，一般般不超过3次，本设设计取2次。溶液池采用矩矩形钢筋混混凝土结构构，设置2个，每个个容积为W1（一备一一用），以以便交替使使用，保证证连续投药药。单池尺尺寸为，高高度中包括括超高0.366m，置于室室内地面上上。溶液池实际有有效容积：：,满足要求求。池旁设工作台台，宽1.0-11.5m，池池底坡度为为0.02。底部设设置DN1000mm放空空管，采用用硬聚氯乙乙烯塑料管管。池内壁壁用环氧树树脂进行防防腐处理。沿沿池面接入入药剂稀释释采用给水水管DN60mmm，按1h放满考虑虑。2、溶解池容容积式中：———溶解池容容积（m3），一般般采用（0.2--0.3）；本设计计取0.3溶解解池也设置置为2池，单池池尺寸：，高高度中包括括超高0..2m，底底部沉渣高高度0.22m，池底底坡度采用用0.02。溶解池实际有有效容积：：溶解池的放水水时间采用用t＝10miin，则放水水流量：，查水力计算表表得放水管管管径DN75mmm，相应应流速v0=1.4429m//s，管材采采用硬聚氯氯乙烯管。溶溶解池底部部设管径DN1000mm的排排渣管一根根，采用硬硬聚氯乙烯烯管。溶解池的形状状采用矩形形钢筋混凝凝土结构，内内壁用环氧氧树脂进行行防腐处理理3、投药管投药管流量查水力计算表表得投药管管管径DN20mmm，相应应流速为v0=1.2268m//s。4、溶解池搅搅拌设备溶解池搅拌设设备采用中中心固定式式平桨板式式搅拌机。5、计量投加加设备混凝剂的湿投投方式分为为重力投加加和压力投投加两种类类型,重力投加加方式有泵泵前投加和和高位溶液液池重力投投加;压力投加加方式有水水射投加和和计量泵投投加。计量量设备有孔孔口计量，浮浮杯计量，定定量投药箱箱和转子流流量计。本本设计采用用耐酸泵和和转子流量量计配合投投加。计量泵每小时时投加药量量:式中：——溶溶液池容积积（m3）耐酸泵型号225FYSS-20选用2台，一备备一用.6、药剂仓库库考虑到远期发发展，面积积为200mm2，仓库与与混凝剂室室之间采用用人力手推推车投药,药剂仓库库平面设计计尺寸为110.0mm×20..0m。4.2混合设设备设计计计算4.2.1设设计参数设计总进水量量为Q=10050000m3/d，水厂进进水管投药药口靠近水水流方向的的第一个混混合单元，投投药管插入入管径的1/3处，且投投药管上多多处开孔，使使药液均匀匀分布，进进水管采用用两条，流流速v=1.00m/s。计算草草图如图44-1。图4-1管式静态态混合器计计算草图4.2.2设计计算算1、设计管径径静态混合器设设在絮凝池池进水管中中，设计流流量：则静态混合器器管径为（设设计进水管管流速v=1..0m/ss）：，本设计采用用D=9000mm；2、混合单元元数按下式计算，本设计取NN=3；则混合器的混混合长度为为：3、混合时间间：4、水头损失失<0.5m,,符合设计计要求。5、校核GTT值，在700--10000之间，符符合设计要要求，水力条件符符合设计要要求。4.3往复复式隔板絮絮凝池设计计计算4.3.1设计参数数絮凝池设计nn=2组，每组组设1池，每池池设计流量量为：，絮凝时间TT=20mmin。4.3.2设设计计算1、絮凝池有有效容积：：，本设计取7730m22考虑与斜管沉沉淀池合建建，絮凝池池平均水深深取2.00m，池宽宽取B=15..0m。2、絮凝池有有效长度：：式中：HH——平均水深(m);本设计取取超高0..5m，H=2.00m；3、隔板间距距絮凝池起端流流速取v起=0.66m/s，末端流流速取v末=0.22m/s。首先根根据起，末末端流速和和平均水深深算出起末末端廊道宽宽度，然后后按流速递递减原则，决决定廊道分分段数和各各段廊道宽宽度。起端廊道宽度度：末端廊道宽度度：廊道按宽度分分成6段。各段段廊道宽度度和流速见见表4-1。应注意意，表中所所求廊道内内流速均按按平均水深深计算，故故只是廊道道真实流速速的近似值值，因为，廊廊道水深是是递减的。表4-1廊廊道宽度和和流速计算算表廊道分段号123456各段廊道宽度度（m）0.50.60.750.91.01.5各段廊道流速速（m/s）0.610.510.410.340.310.2各段廊道数456563各段廊道总净净宽（m）234.54.564.5四段廊道宽度度之和：取隔板厚度==0.200m，共28块隔板，则则絮凝池总总长度L为：4、水头损失失计算式中：vii——第i段廊道内内水流速度度（m/s）；——第i段廊道内内转弯处水水流速度（m/s）；mi——第第i段廊道内内水流转弯弯次数；——隔板转弯弯处局部阻阻力系数。往往复式隔板板（1800转弯）=3；——第i段廊廊道总长度度(m)；第ii段廊道过过水断面水水力半径（m）；——流速系数数，随水力力半径Ri和池底及及池壁粗糙糙系数n而定，本本设计取n=0..013，通常按按曼宁公式式计算。，絮凝池采用钢钢筋混凝土土及砖组合合结构，外外用水泥砂砂浆抹面，粗粗糙系数为为n=0..013。其他段段计算结果果得：廊道转弯处的的过水断面面面积为廊廊道断面积积的1.2--1.5倍，本设设计取1.5倍，则第第一段转弯弯处流速：：式中：——第第i段转弯处处的流速（m/s）；———单池处理理水量（m3/h）；———第i段转弯处处断面间距距，一般采采用廊道的的1.2~~1.5倍，本设设计取1.5倍；———池内水深深（m）。其他5段转弯弯处的流速速为：各廊道长度为为：各段转弯处的的宽度分别别为0.755m；0.9m；1.1225m；1.355m；；1.5m；2.255m；第1段水头损损失为：m廊号段数miliRivitviCiCi2hi14570.220.410.6159.773572.4450.2782570.50.260.340.5161.453776.1100.1073683.250.320.270.4163.624047.5500.0784568.250.370.230.3465.184248.4430.04556810.40.210.3166.034359.9960.0456338.250.550.130.2069.634848.3340.00844合计h=hi=00.56114m5.GT值计计算(t=200时)<60，符合合设计要求求；，（在1044-105范围之内内）絮凝池与沉淀淀池合建，中中间过渡段段宽度为11.5m。4.4斜管管沉淀池设设计计算斜管沉淀池是是浅池理论论在实际中中的具体应应用，按照照斜管中的的水流方向向，分为异异向流、同同向流、和和侧向流三三种形式。斜斜管沉淀池池具有停留留时间短、沉沉淀效率高高、节省占占地等优点点。本设计计沉淀池采采用异向斜斜管沉淀池池，设计2组4.4.1设设计参数设计流量为QQ=21778.5m3/h，斜管沉沉淀池与絮絮凝池合建建，池宽为为15m，表表面负荷q=10m3/m2·h斜管材料料采用厚00.4mmm，塑料板板热压成成成六角形蜂蜂窝管，内内切圆直径径d=25mmm，长900mmm，水平倾倾角θ=60°°。4.4.2设计计算算4.4.2..1平面尺寸寸计算1、沉淀池清清水区面积积：式中q———表面负荷荷，一般采采用9.0--11.00，本设计计取102.、沉淀池池的长度及及宽度：则沉淀尺寸为为14.558×155=2188.7mm2，为配水水均匀，进进水区布置置在15mm长的一侧侧。在14.558m的长度中中扣除无效效长度0..5m，因因此进出口口面积(考虑斜管管结构系数数1.033)：式中：k11——斜管结构构系数，取取1.0333、沉淀池总总高度：式中hh1——保护高度度（m），一般般采用0.3-00.5m，本本设计取00.3m；；h2——清水区高高度（m），一般般采用1.0-11.5m，本本设计取11.2m；；h3——斜管区高高度（m），斜管管长度为0.9m，安装倾倾角600，则；h4——配水区高高度（m），一般般不小于1.0-11.5m，本本设计取11.5m；；h5——排泥槽高高度（m），本设设计取0..8m。4.4.2..2.进出水系系统1、沉淀池进进水设计沉淀池进水采采用穿孔花花墙，孔口口总面积：：式中v———孔口速度度（m/s），一般般取值不大大于0.155-0.220m/s。本设计计取0.22m/s。每个孔口的尺尺寸定为115cm××8cm，则则孔口数个个。进水孔孔位置应在在斜管以下下、沉泥区区以上部位位。2、沉淀池出出水设计沉淀池的出水水采用穿孔孔集水槽，出出水孔口流流速v1=0.6mm/s，则穿孔孔总面积：：设每个孔口的的直径为225mm，则则孔口的个个数：，本设计取22000个式中F———每个孔口口的面积(m2)：.设沿池长方向向布置100条穿孔集集水槽，中中间为1条集水渠渠，为施工工方便槽底底平坡，集集水槽中心心距为：LL'=155/10==1.5mm。，每条条集水槽长长L=m，每条集水水量为：，考虑池子的超超载系数为为20%，故槽中流量为为：槽宽：=0..9=0..9×0..03666=0.244m起点槽中水深深：H1=0.775b=00.75××0.244=0.118m终点槽中水深深：H2=1.225b=11.25××0.244=0.330m为了便于施工工，槽中水水深统一按按H2=0.300m计。集集水方法采采用淹没式式自由跌落落，淹没深深度取0..05m，跌跌落高度取取0.077m，槽的的超高取00.15mm。则集水水槽总高度度：集水槽双侧开开孔，孔径径DN=255mm，每每侧孔数为为50个，孔间间距为155cm，10条集水水槽汇水至至出水渠，集集水渠的流流量按，假假定集水渠渠起端的水水流截面为为正方形，则则出水渠宽宽度为，本本设计取0.8mm，起端水水深0.557m，考考虑到集水水槽水流进进入集水渠渠时应自由由跌落高度度取0.005m，即即集水槽应应高于集水水渠起端水水面0.05，同时考考虑到集水水槽顶相平平，则集水水渠总高度度为：=0.05++0.8++0.577=1.442m出水的水头损损失包括孔孔口损失和和集水槽速速度内损失失，孔口损失失：式中：——进进口阻力系系数，本设设计取=2.集水槽内水深深为0.33m，槽内内水力坡度度按i=0..01计，槽内内水头损失失为：出水总水头损损失：4.4.2..3.沉淀池排排泥系统设设计采用穿孔管进进行重力排排泥，穿孔孔管横向布布置，沿与与水流垂直直方向共设设10根，双双侧排泥至至集泥渠。集集泥渠长115m，B×H==0.3mm×0.3mm，孔眼采采用等距布布置，穿孔孔管长7..5m，首首末端集泥泥比为ms=0.5，查得=0.772。取孔径=25mmm，孔口面面积=0.000049mm²，取孔孔距=0.4mm，孔眼总总面积为：：孔眼总面积为为：穿孔管断面积积为：穿孔管直径为为：，本设设计取150mmm取直径为1550mm，孔孔眼向下，与与中垂线成成450角，并排排排列，采采用气动快快开式排泥泥阀。4.4.33核算（1）雷诺诺数Re水力半径当水温=100℃时，水的的运动粘度度斜管内水流速速速为<500，符符合设计要要求式中———斜管安装装倾角，一一般采用600-750，本设计计取600，（2）弗劳德德系数，介于0..001--0.00001之间，满满足设计要要求。（3）斜管中中的沉淀时时间，满足设计要要求（一般般在2～5min之间）式中———斜管长度度（m），本设设计取9000mm4.5V型滤池设设计计算4.5.1设设计参数滤池设计水量量Q=10050000m³/dd,设计滤速ν=10m/h，过滤周周期48h滤层水头损失失：冲洗前前的滤层水水头损失采采用1.88m第一步气冲冲冲洗强度度，气冲时时间；第二步气、水水同时反冲冲，，；第三步水冲冲强度，冲洗时间t==10miin；冲洗周周期T=488h反冲横扫强度度1.8LL/(s..m²))，滤池采采用单层加加厚均质石石英砂滤料料，粒径0.966-1.335mm，不不均匀系数数1.2--1.6。4.5.2设计计算算4.5.2..1平面面尺寸计算算1、滤池工作作时间：2、滤池总面面积：3、滤池的分分格为了节省占地地，选双格格V型滤池，池池底板用混混凝土，单单格宽=3.5mm,单格长=110.5mm,（一般规规定V型滤池的的长宽比为为2：1—4：1，滤池中中央气，水水分配槽将将滤池宽度度分成两半半，每一半半的宽度不不宜超过44m）共6座，每座座面积733.5m²，总面积积441m²。4、校核强制制滤速，满足vv≤17m/h的要求。5、滤池高度度的确定式中：H1———气水室高高度，0.7～0.9m，取取0.8mmH2——滤板板厚度m，取0.11mH3——承托托层厚度，采采用0.05～0.1m，取0.1mmH4——滤料料层厚度，一一般为1.1～1.2m，取1.2mmH5——滤层层上面水深深，采用1.2～1.5m，取1.5mmH6——进水水系统跌差差（包括进进水槽孔洞洞水头损失失及过水堰堰跌差），一一般为0.3～0.5m，取0.5mmH7——进水水总渠超高高m，取0.33m6、水封井设设计滤层采用单层层均质滤料料，粒径0.96～1.35mmm，不均均匀系数为为1.2～1.6，均质滤滤料清洁滤滤料层的水水头损失按按下式计算算 式中——水流流通过滤料料层的水头头损失,㎝；——水的运动动黏度,㎝²/s,,10℃时为0.0013㎝²/s；g——重力加加速度，981㎝²/s；——滤料孔隙隙率，取0.5；——与滤料体体积相同的的球体直径径，㎝，取取为0.1㎝——滤层厚度度，120㎝v——滤速，v=10mm/h=0..28m//s——滤料颗粒粒球度系数数，天然沙沙粒0.75～0.80，取0.8根据经验，滤滤速为8～12mm/s时，清洁洁滤料层的的水头损失失一般为30～50㎝，计算算值比经验验值低，取取经验值的的底限30㎝位清洁洁滤料层的的过滤水头头损失。正正常过滤时时，通过长长柄滤头的的水头损失失≤0.222m，忽略略其他水头头损失，则则每次反冲冲洗后刚开开始过滤时时的水头损损失为=00.3+00.22==0.522m,为保证正正常过滤时时池内液面面高出滤料料层，水封封井出水堰堰顶高与滤滤料层相同同，设水封封井平面尺尺寸2×2m²²。堰底板板比滤池底底板低0..3m，水水封井出水水堰总高为为：因为每座滤池池过滤水量量：Q单=vf==10×773.5==735mm³/h==0.2004m³³/s所以水封井出出水堰堰上上水头由矩矩形堰的流流量公式计计算得：则反冲洗完毕毕，清洁滤滤料层过滤滤时，滤池池液面比滤滤料层高0.1455+0.552=0..665mm4.5.2..2反冲冲洗管渠系系统本设计采用长长柄滤头配配水配气系系统,冲洗水采采用冲洗水水泵供应,为适应不不同冲洗阶阶段对冲洗洗水量的要要求,冲洗水泵泵采用两用用一备的组组合,水泵宜于于滤池合建建,且冲洗水水泵的安装装应符合泵泵房的有关关设计规定定。1、反冲洗用用水流量的的计算反冲洗用水流流量按水洗洗强度最大大时计算，单单独水洗时时反洗强度度最大为55L/(m².ss)Q反水=q水水f=5××73.55=3677.5LL/s=11323m3/h参考相似资料料水泵采用用14shh-28型水泵,其性能参参数为:H=112.3～19.33m,Q==270～400L/s。V型滤池反冲冲洗时，表表面扫洗同同时进行，其其流量：Q表水=q表表水f=00.00118×733.5=00.13223m³³/s2、反冲洗配配水系统的的断面计算算配水干管进口口流速应为为1.5mm/s左右，配配水干管的的截面积A水干=Q反反水/V水干=0..36755/1.55=0.2245m²²反冲洗配水干干管采用钢钢管，DNN600，流速1.2577m/s，反冲洗洗水由反冲冲洗配水干干管输送至至气水分配配渠，由气气水分配渠渠底两侧的的布水方孔孔配水到滤滤池底部布布水区，反反冲洗水通通过布水方方孔的流速速按反冲洗洗配水支管管的流速取取值，配水水支管流速速为1.0～1.5m/ss,取=1.0mm/s，则配水支管的的截面积：：A方孔=Q反水/V水支=0..36755/1.00=0.33675mm²，此为配水方孔孔总面积，沿沿渠长方向向两侧各均均匀布置115个配水水方孔，共共计30个，孔孔中心间距距0.6mm，每个孔孔口面积：：A小=0.33675//30=00.012225mm²每个孔口尺寸寸取0.1××0.1mm²。反冲冲洗水过孔孔流速：v=0.36675/22×15××0.1××0.1==1.2225m/ss，满足要求求。3、反冲洗用用气量计算算采用鼓风机直直接充气，采采用两组,一用一备备。反冲洗洗用气流量量按气冲强强度最大时时的空气流流量计算，这这是气冲强强度为155L/(m².ss)Q反气=q气气f=155×73..5=11022.5L//s=1..10255m3/s4、配气系统统的断面计计算配气干干管进口流流速应为55m/s左右，则则配气干管管的截面积积：反冲洗配气干干管采用钢钢管，DNN350,流速11..5m/ss（在10~115m/ss之间），反反冲洗用空空气由反冲冲洗配气干干管输送至至气水分配配渠，尤其其水分配渠渠两侧的布布气小孔配配气到滤池池底部布水水区。布气小孔紧贴贴滤板下缘缘，间距与与布水方孔孔相同共计计30个，反冲冲洗用空气气通过布气气小孔的流流速按反冲冲洗配气支支管的流速速取值。反冲洗配气支支管流速为为10m/s左右，配配气支管的的截面积：：A气支=Q反反气/V气支=1..10255/10==0.111025mm²每个布气小孔孔面积：A气孔=A气气支/300=0.1110255/30==0.0003675mm²，孔口直直径，取70mmm。每孔配气量：：Q气孔=Q反反气/300=1.11025//30=00.036675m³//s=1332.3m³/hh5、气水分配配渠的断面面设计对气水分配渠渠断面面积积要求的最最不利条件件发生在气气水同时反反冲洗时，亦亦即气水同同时反冲洗洗时要求气气水分配渠渠断面面积积最大。因因此气水分分配渠的断断面设计按按气水同时时反冲洗的的情况设计计。气水同时反冲冲洗时反冲冲洗水的流流量：气水同时反冲冲洗时反冲冲洗空气的的流量：气水分配渠的的气水流速速均按相应应的配水配配气干管流流速取值，则则气水分配配干渠的断断面积：4.5.2..3滤池管管渠的布置置1、反冲洗管管渠（1）气水分分配渠气水分配渠起起端宽取11.2m,,高取1.55m，末端端宽取1..2m，高高取1.00m，则起起端截面积积为1.88m²，末末端截面积积1.2mm²，两侧侧沿程各布布置15个配水水小孔和115个配气气小孔，孔孔间距0..6m，共共30个配水水小孔和30个配配气小孔，气气水分配渠渠末端所需需最小截面面积为0..41655/30==0.01139﹤末端截面面积1.22m²，满满足要求。（2）排水集集水槽排水集水水槽顶端高高出滤料层层顶面0..5m,则排水集集水槽起端端槽高：式中，H1，H2，H3同前，1.5为气水分分配渠起端端高度。排水集水槽末末端槽高：：其中1.0为为气水分配配渠末端高高度﹥0.02,,符合设计计要求。（3）排水集集水槽排水水能力校核核由矩形断面暗暗沟（非满满流，n=0..013）计算公公式校核集集水槽排水水能力。设设集水槽超超高0.33m，则槽槽内水位高高，槽宽，湿湿周X=b++2h=11.0++2×0..9=2..8m水流断面水力半径水流速度过流能力实际过水量﹤﹤7.0665m³³/s，符合设设计要求。2、排水渠和和进水管渠渠（1）排水渠渠内水深取跌落高差为为0.3mm,则排水渠渠高为1..55+00.3+((4.3--1.0--0.2))=5.115m,取5.0m。（2）进水管管渠：6座滤池分成成独立的两两组，每组组进水总渠渠过水流量量按强制过过滤流量设设计，流速速要求0.8～1.2m/ss,采用1.00m/s则过滤流流量Q=1050000/22=525500m3/d=00.60m³/ss过水断面，进水总渠宽宽1.0mm，水面高高0.6m。（3）单池进进水孔：每座滤池在进进水侧壁开开三个进水水孔，进水水总渠的浑浑水通过这这三个进水水孔进入滤滤池，两侧侧进水孔孔孔口在反冲冲洗时关闭闭，中间进进水孔孔口口设手动调调节闸板，在在反冲洗时时不关闭，供供给反洗表表扫用水。调调节闸板的的开启度，使使其在反冲冲洗时的进进水量等于于表面扫洗洗用水量，孔孔口面积按按孔口淹没没出流公式式计算，其其总面积按按滤池强制制过滤水量量计，强制过滤水量量孔口两侧水位位差取0..1m，则则孔口总面面积：中间孔面积按按表面扫洗洗水量设计计：孔口宽，孔口口高两个侧孔口设设阀门，采采用橡胶囊囊充气阀，每每个侧孔面面积：孔口宽，孔口口高（4）宽顶堰堰：为保证进水稳稳定性，进进水总渠引引来的待滤滤水经过宽宽顶堰进入入每座滤池池内的配水水渠，在经经配水渠分分配到两侧侧的V型槽。宽宽顶堰堰宽宽取，宽顶顶堰与进水水总渠平行行布置，与与进水总渠渠侧壁相距距0.5mm。堰上水水头由矩形形堰的流量量公式，计计算得：（5）滤池配配水渠：进入每座滤池池的待滤水水经过宽顶顶堰溢流至至配水渠，由由配水渠两两侧的进水水孔进入滤滤池内的V型槽，滤滤池配水渠渠宽取，渠渠高为1..0m，渠渠总长等于于滤池总宽宽，则渠长长，当渠内内水深时，末末端流速（进进来的待滤滤水由分配配渠中段向向渠两侧进进水孔流去去，每侧流流量），满足滤池进水水管渠流速速在0.8～1.2m/s的范围内内的要求。（6）配水渠渠过水能力力校核：配水渠水力半半径配水渠水力坡坡降渠内水面降落落因为配水渠最最高水位﹤﹤渠高1.00m,所以配水水渠的过水水能力满足足要求。4.5.2..4V型槽的设设计V型槽槽底射射表扫水出出水孔，直直径取0..025mm，间隔0..15m，每每槽共计770个，则则单侧V型槽表扫扫水出水孔孔总面积为为：表扫水出水孔孔低于排水水集水槽堰堰顶0.115m，即V型槽槽底底的高度低低于集水槽槽堰顶0..15m。据潜孔出流公公式，其中Q应为单个个滤池的表表扫水流量量，则表面面扫洗时V型槽内水水位高出滤滤池反冲洗洗时液面：：反冲洗时排水水集水槽的的堰上水头头由矩形堰堰的流量公公式求得，其其中b为集水槽槽长10..5m，Q为单格反反冲洗流量量：所以V型槽倾角445°，垂直高高度1.00m，壁厚厚0.055m。反冲冲洗时V型槽顶高高出滤池内内液面高度度为：反冲洗时V型型槽顶高出出槽内液面面高度为：：冲洗水塔容积积按一座滤滤池冲洗水水量的1.5倍计算：：冲洗水箱底到到滤池配水水间的沿途途及局部损损失之和为为：，配水水系统水头头损失为，滤滤料层水头头损失：式中：——滤滤料石英砂砂的密度，=2.665t/mm3；———水的密度度，=1tt/m3；m0——滤料膨胀胀前的空隙隙率，m0=0.441；H3——滤料层膨膨胀前的厚厚度，H3=1.2mm。安全富余水头头：h4=1.5mm，冲洗水水箱底应高高于洗砂排排水槽面：：4.5.2..5设备备选型1、风机选型型根据气水同时时反冲洗时时反冲洗系系统对空气气的压力，风风量要求选选3台LG50风机。风风量50mm3/min，风压49kppa，电机功功率60kw，两用一一备，正常常工作鼓风风量共计1100m33/minn>1.11=73m3/min。2、反冲洗水水泵选型选用12Shh-28型泵，3台（2用一备），性性能参数：：流量612-9900m33/h，扬程10-144.5m，轴轴功率30.33-33..0KW，电机功功率40KW，允许吸吸上的真空空高度为44.5m。4.6消消毒和清水水池设计计计算4.6.1设计参数数已知设计水量量Q=1055000mm3/d=43375m3/h，本设计计消毒采用用液氯消毒毒，预氯化化最大投加加量为1.5mmg/L，清水池池最大投加加量为1.0mmg/L。4.6.2设计计算算1、加氯量计计算预加氯量为：：清水池加氯量量为：二泵站加氯量量自行调节节，在此不不做计算，则则总加氯量量为为了保证氯消消毒时的安安全和计量量正确，采采用加氯机机投氯，并并设校核氯氯量的计量量设备。选选用2台ZJ—2转子加氯氯机，选用用宽高为：：330mmm×370mmm，一用用一备.储氯量（按220天考虑）为为：液氯的储备于于5个1吨氯瓶（H×D==20200mm×800mmm）和1个0.5吨氯瓶（H×D==600mmm×18000mm）。2、清水池平平面尺寸的的计算（1）清水池池的有效容容积清水池的有效效容积，包包括调节容容积，消防防贮水量和和水厂自用用水的调节节量。清水水池的调节节容积：式中：：k——经验系数数一般采用用10%--20%；本设计k=100%；Q——设计供供水量Q=1000000mm³/d；消防用水量按按同时发生生两次火灾灾，一次火火灾用水量量取25LL/s，连续灭灭火时间为为2h，则消防防容积：根据本水厂选选用的构筑筑物特点，不不考虑水厂厂自用水储储备。则清清水池总有有效容积为为：清水池共设22座，有效效水深取H=4.00m，则每每座清水池池的面积为为：取=26×550=13300mm2，超高取取0.5mm，则清水水池净高度度取4.55m。（2）管道系系统1）清水池的的进水管：：（设计中取进进水管流速速为=0.8mm/s）设计中取进水水管管径为为DN9000mm，进水管管内实际流流速为：00.9m//s2）清水池的的出水管由于用户的用用水量时时时变化，清清水池的出出水管应按按出水量最最大流量设设计，设计计中取时变变化系数=1.5，所以：：出水管管径：：（设计中取出出水管流速速为=0.8mm/s）设设计中取出出水管管径径为DN11200mmm，则流量量最大时出出水管内流流速为：00.8m//s3）清水池的的溢流管溢流管的管径径与进水管管相同，取取为DN9900mm。在溢流流管管端设设喇叭口，管管上不设阀阀门。出口口设置网罩罩，防止虫虫类进入池池