给水课程设计计算说明书

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.给水处理工程课程设计任务书 2\o"CurrentDocument"设计任务与要求 2\o"CurrentDocument"设计任务 2\o"CurrentDocument"设计要求 2\o"CurrentDocument"设计原始资料 2\o"CurrentDocument"原水水质 2\o"CurrentDocument"城市规划资料如下： 3\o"CurrentDocument"对图纸和说明书的要求 3\o"CurrentDocument"2净水处理厂初步设计计算 4\o"CurrentDocument"2.1设计用水量计算 4\o"CurrentDocument"2.2取水构筑物计算 4\o"CurrentDocument"2.3工艺流程的确定 4\o"CurrentDocument"2.3药剂配置及投加设备 5溶液池设计计算 5\o"CurrentDocument"溶解池设计计算 5溶解池放水时间 5\o"CurrentDocument"2.4水力絮凝池设计计算 5\o"CurrentDocument"2.5沉淀池的设计计算 8\o"CurrentDocument"设计基础数据 8\o"CurrentDocument"设计计算 8\o"CurrentDocument"水利条件校核 9\o"CurrentDocument"储泥斗的设计计算 9\o"CurrentDocument"2.6滤池的计算 10\o"CurrentDocument"2.6.1已知资料 10\o"CurrentDocument"普通快滤池设计计算 10\o"CurrentDocument"2.7消毒池设计计算 13\o"CurrentDocument"2.7.1基础资料 13消毒池设计计算 13\o"CurrentDocument"2.8清水池设计计算 14\o"CurrentDocument"3.高程的计算 14\o"CurrentDocument"参考文献 161.给水处理工程课程设计任务书1.1设计任务与要求1.1.1设计任务此次设计题目为：《某城市净水处理厂初步设计》，其内容包括：1） ．设计计算（1） 计算城镇最高用水日与最高用水时水量。确定水厂处理水量（2） 进行给水处理工艺确定。（3） 进行主要构筑物设计计算。（4） 水厂平面布置。（5） 水厂高程设计计算。2） ．编写设计计算说明书一份。说明书内容包括：设计的原始资料和设计任务、各项设计与计算以及设计过程中的体会等，可附必要的计算草图。说明书要求，计算正确，说理清楚，简明扼要，文字通顺，篇幅15页左右。3） ．绘制下列设计图各一张（1） 城市给水处理厂平面布置图（2） 城市给水厂高程布置图以上二张图纸，给绘制完备后附在说明书后，装订成册上交定成绩。1.1.2设计要求出平面布置图和高程图各一张（1号工程图），附设计说明书。构筑物总体布置时即要兼顾目前一期设计，又要留有二期、三期改扩建发展空间。1.2设计原始资料某城市属于温带季风性大陆气候，占地一千多公顷，年平均气温18°C，最高气温34C，最低气温-23C，年降雨量1100mm，主导风向西南风，地下土壤类型为亚粘土，地下水位位于地表下8m,—条河流由城市北侧流向南侧。1.2.1原水水质原水水质分析如下表所示。表1.原水水质表项目单位数据项目单位数据色度度6-9CO2mg/L15.3嗅味/无Na++K+mg/L8-10浊度NTU40-60SO24mg/L15-20pH/6.8-7.9溶解性固体mg/L120-150总硬度mgCaO/L2.0-3.2酚mg/L0.002总铁mg/L0.12-0.24有机磷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细菌总数mg/L36000NO-3mg/L5.8大肠杆菌mg/L5400F-mg/L2.5悬浮物mg/L4.5要求出水达到生活饮用水卫生标准(GB5749—2006)的水质要求1.2.2城市规划资料如下：(1)城市居住区面积约250公顷，给水人口普及率为100%。⑵居住区情况：人口密度为(100+学号后两位数字)cap/公顷；综合生活用水定额为290L/人・d；由城市管网供水的企业1为造纸厂，生产能力为80t/d(每吨纸耗水量为250m3)；企业2为化肥厂，生产用水量为3500m3/d。浇洒道路及绿地用水量考虑600m3/d。工厂要求城市管网供水，对水压无特殊要求。未预见及管网漏失系数取k=1.5。1.2.3对图纸和说明书的要求给水处理厂平面布置图应包括主体工艺构筑物级必要的附属构筑物，并符合实际。管线布置应包括厂区的工艺管线，给水管线，污水管线以及雨水管线。高程图以地面为基准标高，应体现出各个构筑物的特征及工艺过程。水平及纵向可取不同的绘制比例。说明书的基本的内容包括三部分：．设计任务及原始资料；．设计计算；．设计体会及必要的说明。

2净水处理厂初步设计计算2.1设计用水量计算城市或居民区的最高日生活用水量为：其中最高日生活用水定额q=290L/人・d；人口密度104cap/公顷；自来水普及率为100%;土地面积250公顷；人口数N=250X104=26000人Q二qNf=290x2600x100%二7540m3/d1工业企业用水量：企业1为造纸厂，生产能力为80t/d(每吨纸耗水量为250m3)；企业2为化肥厂，生产用水量为3500m3/d。Q二80x250+3500二23500m3/d2(3)浇撒道路和大面积绿化所需水量Q=600m3/d3城市最高日的用水量未预见及管网漏失系数取k=1.5Q=1.5(Q+Q+Q)二1.5x(7540+23500+600)二47460m3/d-48000m3/dd 1 2 32.2取水构筑物计算一级泵站：其中a=1.05；T=2424Q竺=心X48000=2100m3/d1T242.3工艺流程的确定加药加氯加药加氯_普通快滤池 I-清水池

药剂配置及投加设备2.3.1溶液池设计计算设最大投药量a=30mg/L，药溶液浓度c=15%,混凝剂每日配制次数n=2次流量Q二48000m3/dTI7 24x100aQW=—21000x1000cn24x100xTI7 24x100aQW=—21000x1000cn1000x1000x15x2设其长宽比为1.1则L=B=2.24m则取其长宽比为3m取其高位1m2.3.2溶解池设计计算溶解池容积W=(0.2~0.3)W=0.3X5.04=1.512m3122.3.3溶解池放水时间设放水时间t=10min1.512x1.512x100010x60=2.52L/s通过水利计算图表查得取水管75mm；相应得流速v°=1.17m/s；水管采用硬聚氯乙烯材质水管水力絮凝池设计计算由于本次设计设计的是水量为48000m3/d水厂，水量大于30000m3/d所以采用隔板絮凝池。2.4.1往复式隔板絮凝池设计计算(1)设计已知条件Q=2100m3/d:；平均水深H]=1.2m；絮凝时间t=20min；絮凝池宽敞比为Z=-=1.2； 絮凝池个数n=2L廊道内流速采用6档，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隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.2~1.5倍(2)设计计算1.总容积W=700m3Qt2100=700m3W= =—60602.单池平面面积fnH7002xnH7002x1.2=291.6m2沁292m23.池长(隔板间净距之和)L=15.59=15.59沁16m4.池宽BB=ZL=1.2X16=19.2m5•廊道宽度和流速 按廊道内流速不同分6档，则廊道a.为nQ 2100 0.243a= = =—n3600nvH 3600x2vx1.2vn1nn将a计算值、采用值a'以及由此所得廊道内实际流速v'二0243数值见表1nnn a'nnna'n表1廊道宽度与流速设计流速vn/(m/s)廊道宽度an/m计算值采用值实际流速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水流转弯次数池内每3条廊道宽度相同隔板为一段，共分6段，则廊道总数为6X3=18(条)隔板数=18-1=17(条)水流转弯次数为17次。池长复核(未计入隔板厚度)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.池底坡度则池底坡度根据池内平均水深为1.2m,最浅水深取1.0m,最深端水深取1.4,14-10i- 沁0.025169.水头损失h按廊道内的不同流速分成6段进行计算各段水头损失h(m)按下i式计算U2 i C2Rii第i段廊道过水断面水力半径：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段的谢齐系数为：絮凝池采用钢筋混凝土及转组合结构外用水泥浆抹面，则设其粗糙度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转弯处水流速度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段内水流转弯次数均为3次,第6段的转弯次数为2次前5段廊道总长度为：l=3B=3X19.2=57.6mn最后一段为2B=38.4m各段水头损失h近似计算：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各段水头损失计算段转弯次数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总水头损失h=工h=0.074+0.058+0.043+0.038+0.027+0.017=0.257mi10.GT值计算水温20C查表2-1可知卩=1.162X10-4kg.s/m2表2-1水的动力黏度水温0510152030卩/(kg.s/m2)1.214X10-41.579X10-41.33510-41.162X10-41.029X10-40.825X10-4则：_46s-iG_:ph[ 1000x0.257_46s-i—60pT60x1.029x10-4x20GT=46X20X60=55200G值在20-70S-1之间，GT值在104-105之间符合要求沉淀池的设计计算由于水厂的流量为48000m3/d,其流量大于10000m3/d小于100000m3/d因此此水厂为中型水厂。所以选型选用平流式沉淀池。设计基础数据水量Q=2100m3/h沉淀池停留时间T=1.5h表面负荷为0.6mm/s=51.8m3/(m2•d)沉淀池水平流速v=14mm/S设计计算沉淀池表面积A_ _973.0m251.8沉淀池长L=3.6X14X1.5=75.6m，采用76m沉淀池宽B_9730_12.87m,采用12.9m由于宽度较大，沿纵向设置一道隔墙76分成两格，每隔宽12.9/2=6.5m

沉淀池有效水深H=QT=2100%1.5=3.24m采用3.5m（包括保护高）BL12.9x76絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔强上的孔口流速采用0.2m/s，则孔口面积为0.583/0.2=2.92m2。每个孔口尺寸定为15cmX8cm,则孔口数为2.92/0.15X0.08=253个沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径:d四匹互亘!三二0.344mT 3600x3采用DN=350mm出水渠断面宽度采用1.0m,出水渠为保证出水堰口自由落水，出水堰保护高采用0.1m，则出水渠深度为0.66m2.5.3水利条件校核水力半径R=BH水力半径R=BH2H+B1.5x3.232x3.23+6.5=1.62m弗劳德数Fr=二二142 二1.62mRg162x981雷诺数Re=vR=1.4x162=22680(水温按20°C计算)u0.012.5.4储泥斗的设计计算查资料可知浊度与水中悬浮物的换算关系为1NTU=0.13mg/L有原始资料可知水中的浊度为40-60NTU去最大浊度则水中的悬浮物浓度为7.8mg/L且水中本身所含悬浮物浓度为4.5mg/L加入絮凝剂后水中的钙，镁，氟和溶解性固体等物质会形成絮凝性悬浮物其大致浓度为80+9.7+150+2.5+0.24+3.2=245.64mg/L则其总进水悬浮物的浓度可大致计算为245.64+7.8+4.5=257.94mg/L所以取进水的悬浮物的量为300mg/L由生活饮用水标准可知出水浊度要求不超过1NTU即出水悬浮物浓度要到0.13mg/L1） 基础资料流量Q=2100m3/h=0.58m3/s，进水悬浮物的量为c1=300mg/L,要求出水悬浮物浓度要到c20.13mg/L2） 设计计算（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)每日泥浆体积V 干泥密度p=1.8t/m3，泥浆泥浆含水率P2=95%100VV= 100VV= 0p(100-P2)100X15.031.8x(100-95)=167m3(3)体积储泥斗体积设其下口宽为1m则其下口面积F2=1X1=1m2设泥斗高度h=3.85m斗壁与水平的倾角为550，上口的宽度为6.5m则上口面积为F2=6.5X6.5=42.25m2则单个泥斗体积V=-(F+F+.,：FF)=385x(1+42.25+、4x42.25)=63.84m313 1 2 '12， 3 '共设置四个排泥斗每格两个则你都体积V2=63.84X4=255.36m3排泥周期T0T0=V2FV0=255.35F167=1.53~1.5(d)2.6滤池的计算2.6.1已知资料滤池水量Qn=48000m3/d=2100m3/d由原始资料可知原水浊度为40-60NUT，而单层滤料一般浊度不超过20NUT当超过20NUT短时间不超过50NUT时选双层滤料因此选择双层滤料双层滤料上层滤料为无烟煤高度H1=350mm下层滤料为石英砂去下层滤料为H2=400mm设过滤速度为10m/s,冲洗强度为13L/s.m2自来水自用水质数为a=5%2.6.2普通快滤池设计计算滤池面积计算冲洗流量Q=Qn(1+5%)=2100X(1+5%)=2205m3/h=0.61m3/s滤池面积F=Q/v=2205/10=220.5m2滤池个数N=8个单个滤池面积f=F/N=220.5/8=27.56m2则设计采用30m2由于单个滤池面积小于等于30m2则长宽比选择为1:1所以每个滤池的尺寸为L=B=5.5m单池冲洗流量q冲q=fq=30X13=390L/s=0.39m3/s冲冲洗排水槽设计计算断面尺寸设两槽中心距采用1.5m，排水槽个数n1=L/a=5.5/1.5=3.6~4(个)槽长l=B=5.5m两槽中心距a=1.5m采用槽底为半圆形末端丄：亘二丄严..1.5%5.5二0.10m2\4570v 2Y4570x0.6积水渠与排水槽采用半圆形末端其尺寸2x=0.20m 1.5x=0.15设置高度 滤料层厚度为H=H+H=350+400=750=0.75m，排水槽底厚度采用n126=0.05m槽顶则槽顶位于滤层面以上的高度为：H=eH+2.5x+6+0.07=50%X0.75+0.25X0.10+0.05+0.07=0.52men(3)校核面积 排水槽平面总面积与过滤面积之比4X2xl/f=4X2X0.1X5.5/30=14.7%<25%集水渠 集水渠采用矩形断面，设渠宽采用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配水系统 采用大阻力配水系统(1)配水干渠设其采用钢筋混凝土渠道，干渠内始端流速采用 v二0.81m/s，干渠始端流量干Q=v=0.39m/s，干干

则干渠断面面积A=Q/v=0.39/0.81=0.481(m2)干干干渠断面尺寸采用0.7X0.7=0.49(m2)干渠顶端开设配孔眼配水支管支管中心距采用s=0.25m，支管总数n=2L/d=5.5/0.25X2=44个则每侧22个2支管流量为Q=Q/n=390/44=8.86L/s=0.00886m3/s支干2支管直径d取75mm，则支管面积A=型=0.00442m2支 支4支管起端流速v=红=000886=2.01m/s支A0.00442支支管长度l'=B—0.7一0.3=5.5—0.7一0.3=2.25m 式中的0.3考虑渠道壁厚及管壁厚度122(2)支管孔眼采用大阻力配水系统则开孔比0=0.20%-0.25%,取0=0.24%孔眼总面积0与滤池面积f的比值为0Q=0f=0.0024X30=0.072m2孔径采用d=12mm=0.012m，单孔面积0rn=Kd2/4=1.13X10-4m20孔眼总数n=0/o=0.072/1.13X10-4m2=14.5个取其中孔眼总数为15个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冲洗水箱(1)容量VV=1.5xV=1.5xqft0x60=1.5X100013x30x6x601000=105.3m3水箱为圆形 采用水深h=3m，直径箱轲.'4x105.37D= = q7m箱 兀h 兀x3箱(2)水箱支滤池冲洗排水槽顶距离AH=h+h+h+h+h12345水箱总头损失h=3.0m,滤池总水头损失h=2.0m12承托层水头损失h=0.12m,滤料曾谁有损失为h=0.38m34备用水头h=1.8m5AH=3.0+2.0+0.12+0.38+1.8=7.3m~8.0m2.7消毒池设计计算基础资料漂白粉溶液配制浓度b=l%，漂白粉还有有效氯c=25%投氯量a=0.4mg/L,消毒水量Q=5000m3/d每日配制次数n=2消毒池设计计算漂白粉用量GG=0.1Qa/c=0.1X50000X0.5/25=1000kg/d溶液池容积W储液池容积W=O.1G/(bn)=0.1X100/1X2=5m31储渣容积W=0.15W=0.15X5=0.75m321总有效容积W=W+W2=5+0.75=5.75m312溶液池尺寸及个数采用圆形池其有效高度采用H=2m则其平面面积为W5.75F= = =2.875m2H2|4F池子直径D= =1.9~2.0m3.14池顶另加超高0.15m溶液池采用两个,交替使用溶药池的容积V一般按溶液池容积的30%-50%V=0.5W=0.5X5.75=2.875m3~2.9m3池有效高采用d=1.5m，其直径为d=1.6m取超高为0.5m漂白粉投加量qq=G/(864b)=100/(864x1)=0.116(L/s)2.8清水池设计计算清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此，清水池有效容积为：W二W+W+W123式中W] 调节容积，m3；