《净水构筑物的设计案例》4800字

净水构筑物的设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u11936净水构筑物的设计案例综述 1310301.1加药间设计 2149361.1.1设计参数 2260321.1.2配水井设计计算 2253711.1.3溶液池设计计算 3188031.1.4溶解池设计计算 391691.1.5投药管设计计算 4125321.2絮凝池设计 4101181.2.1设计参数 4209471.2.2设计计算 4125581.2.3前段水头损失计算 582931.2.4中段水头损失计算 5299471.2.5末段水头损失计算 6292711.2.6总水头损失计算 682211.2.7核算 681041.3沉淀池设计 7223061.3.1设计参数 7236361.3.2设计用水量 882061.3.3清水区面积 862371.3.4斜管长度 8278151.3.5沉淀区高度 9248561.3.6洞口尺寸 9299581.3.7核算 9219931.3.8集水槽设计计算 10194351.3.9集水渠设计计算 1050721.3.10出水水头损失 1188471.3.11排泥系统设计计算 11221371.4滤池设计 1181861.4.1滤池设计参数 11170661.4.5校核强制滤速 1341461.4.6滤池高度计算 13115881.4.7水封井设计 1345421.4.8反冲洗管渠系统断面设计计算 1428701.4.9反冲洗用气量计算 14236241.4.10配气系统断面设计计算 14230561.4.11气水分配渠断面计算 15208501.5滤池管渠设计计算 1536021.1.1气水分配管渠 15207491.1.2排水集水槽 15148391.1.3进水总渠计算 16215921.1.4滤池进水孔计算 1614781.1.5滤池内设宽顶堰计算 16122781.1.6滤池配水渠计算 17300591.1.7配水渠过水能力校核 1768311.1.8V型槽设计计算 17176451.6清水池的设计 18182451.6.1有效容积设计计算 1839601.6.2平面尺寸设计计算 1845761.6.3进水管管道设计计算 19244701.6.3出水管管道设计计算 1914981.6.4溢流管管道设计计算 20313051.6.5排水管管道设计计算 20263601.6.6排气管设计 2010011.6.7检修孔设计 203321.7加氯间设计 20217421.7.1加氯量的计算 20238981.7.2加氯设备的选择 201.1加药间设计1.1.1设计参数本设计水厂的设计水量为1.58m3/s，混凝剂选用聚合氯化铝，其最大投药量a=20mg/L,投配的溶液浓度为10%，每天配置3次。图1-1药剂与加药间平面图1.1.2配水井设计计算虹吸管事故调节时间t=2min。虹吸管淹没深度1.5m。配水井直径为：（1-1）1.1.3溶液池设计计算溶液池容积（1-2）式中：A代表混凝剂的最大投加量（mg/L）；Q为设计水量（m3/h）；C为溶液浓度，根据规定，一般在5％～20％范围内(按固体重量计算)，这里取15%；n为每日配置次数；则：（1-3）设计贮渣高度为0.1m；实际有效高度为1.2m；保护高度为0.2m；则单个溶液池的实际高度为：H=0.1+1.2+0.2=1.5m（1-4）则溶液池的设计尺寸为：W1=2.5×2.0×1.5=7.5m³（1-5）7.5>6.006,符合要求设置两个溶液池，容积都为7.5m³1.1.4溶解池设计计算溶解池容积W2=bW1,b一般取0.2～0.3，这里取0.3；W2=0.3W1=0.3×6.066=1.820m3（1-6）溶解池一般为正方形，贮渣高度为0.1m，有效高度为1.0m，保护高度为0.2m；则单个溶解池的实际高度为：H=0.1+1.0+0.2=1.3m（1-7）则溶解池的设计尺寸为：W2=1.2×1.2×1.3=1.872m3（1-8）符合要求；设置两个溶解池。溶解池放水时间为10min。则放水流量为：（1-9）放水管管径d0=80mm，流速v0=0.95m/s。溶解池底部设置DN为200的排渣管。1.1.5投药管设计计算（1-10）投药管管径d=25mm，流速v=0.6m/s。溶解池底部设置DN200的排渣管。1.2絮凝池设计1.2.1设计参数设计两组絮凝池，流量为：Q=1.58÷2=0.79m3/s（1-18）絮凝时间设计为10min，即为600秒。有效水深5m，超高0.5m，泥斗高0.5m；絮凝池总高度为：H=5+0.5+0.5=6m（1-19）1.2.2设计计算絮凝池容积为：V=QT=0.79×600=474m3（1-20）絮凝池面积为：A=474÷5=94.8m2（1-21）“根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）的要求,絮凝池每格的竖井流速为：前段和中段为：0.12m/s～0.14m/s；末端为：0.1m/s～0.14m/s。本设计中前段和中段以及末端3段均采用0.12m/s。单个竖井的平面面积为：单个竖井设计为正方形。则边长设计为2.6m，尺寸与流速之间的关系：表1-1竖流井尺寸与流速关系表（略）1.2.3前段水头损失计算1-8格为前段，流速为0.2m/s～0.3m/s；水过网孔流速为：0.25m/s～0.3m/s，取0.28m/s；网格孔眼尺寸为80mm×80mm；净空断面为：A=0.79÷0.28=2.82m2（1-23）每个网格的孔眼数为：a1=2.82÷0.082=440个 （1-24）前段设9个网格，水头损失为：为网格阻力系数，取1.0，则：h1=9×1×0.28×0.28÷2÷9.8=0.036m（1-25）前段孔洞水头损失：孔洞阻力系数，取3，则：h2=3×(0.3²×3＋0.23²×3＋0.2²×3)÷2÷9.8=0.0840m（1-26）1.2.4中段水头损失计算9-12格为中段，竖井之间孔洞流速为0.15m/s～0.2m/s；水过网孔流速为：0.22m/s～0.35m/s，取0.30m/s；网格孔眼尺寸为100mm×100mm；净空断面为：A=0.79÷0.30=2.63m2（1-27）每个网格的孔眼数为：A2=2.63÷0.1²=263个 （1-28）前段共设网格3块，中段网格水头损失为：为网格阻力系数，取1.0，则：h3=3×1×0.3²÷2÷9.8=0.0138m（1-29）中段孔洞水头损失：孔洞阻力系数，本设计取3，则：H4=3×(0.18²×2＋0.16²×2)÷2÷9.8=0.0119m（1-30）1.2.5末段水头损失计算末端不设网格。孔洞水头损失为：h5=3×(0.14²×2＋0.12×2＋0.12×0.1)÷2÷9.8=0.0106m（1-31）1.2.6总水头损失计算絮凝池总水头损失为：H=0.036＋0.0840＋0.0138＋0.0119＋0.0106=0.1563m（1-32）1.2.7核算（1-33）当温度为20℃时，=1000，=1.029×10，T为停留时间前段：（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范围内间，符合要求1.3沉淀池设计1.3.1设计参数设计两个沉淀池，根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）的要求，沉淀时间设计为2h，斜管沉淀区液面负荷为8m3/(m2h)，清水区上升流速为2.5mm/s，采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.5mm，边距d=40mm，水平倾角60度。图1-1斜管沉淀池平面图1.3.2设计用水量每个沉淀池设计流量为：Q=1.58÷2=0.79m3/s（1-44）1.3.3清水区面积A=Q/q=0.79×60×60÷8=351.5m2（1-45）斜管占总的5%，实际面积是：A1=351.5×(1＋0.05)=338.57m2（1-46）斜管区平面15m×25m,进水区沿15m边布置。1.3.4斜管长度斜管内水流速度为：V1V/sin60o2.50.8662.89mm/s（1-47）斜管长度：（1-48）过渡区采用400mm长斜管总长度为：L1=607＋400=1007mm这里就按照1000mm计算。1.3.5沉淀区高度保护高度:0.3m清水区高度：1.6m布水区高度：3.0m斜管高度：沉淀区总高度：H=0.3＋1.6＋3.0＋0.866=1.766m1.3.6洞口尺寸沉淀池进口、排泥、集水系统采用穿孔墙。设计流速：v=0.14m/s洞口面积：A=Q/v=0.79=0.14=1.64m2（1-52）每个洞口的尺寸：15cm×10cm洞口数：1.64÷(0.15×0.10)=376个 （1-53）1.3.7核算式中，水力半径：R=d/4=40mm÷4=10mm=1.0cm（1-54）管内流速：v0=0.289cm/s运动粘度（淡水）：=0.9947×10-6m2/s（这里取的是t=20.5°C值）Re=1.0×0.289÷0.009947=29.05（1-55）沉淀时间：T=L1/v0=1000÷2.89=1.8min（1-56）1.3.8集水槽设计计算沿池长布置10条穿孔集水槽集水槽中间距：L=25÷10=2.5m（1-57）每槽集水量：Q=0.79÷10=0.079m3/s（1-58）槽宽：b=0.9q=0.9×0.079=0.326m，取0.5m （1-59）终点槽中水深：H1=1.25b=1.25×0.5=0.625m（1-60）起点槽中水深：H2=0.75b=0.75×0.5=0.375m（1-61）集中水槽统一按H1=0.7m布置。用淹没式自由跌落的方式。淹没深度10cm,跌落高度5cm，超高5cm。集水槽总高度：H=0.7＋0.1＋0.05＋0.05=0.9m（1-62）1.3.9集水渠设计计算边上布置1条集水渠集水渠的流量：Q=0.79m3/s设计水流截面是正方形，渠宽：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。集水槽顶与集水渠同平。集水渠总高度为：H=0.66＋0.08＋0.54=1.28m（1-64）出水管流速:v=1.2m/s管径：D=(0.41×4÷1.2)=660mm（1-65）取D=700mm，采用DN700mm1.3.10出水水头损失空口损失：（1-66）为阻力系数取2.5；v=0.8m³/s；m（1-67）集水槽过渡内的损失：（1-68）i为槽内水力坡度，取0.01；（1-69）出水总水头损失：（1-70）1.3.11排泥系统设计计算本设计采用机械排泥，沉淀池外壁设置集泥槽。1.4滤池设计1.4.1滤池设计参数滤池的设计水量为Q=136591m3/d。设计滤池速度为12m/s。强制滤速为10m/s〜13m/s。冲洗前的滤层水头损失取2.0m。滤池冲洗条件见下表：表1-2滤池冲洗条件表过程冲洗介质冲洗强度（L/s.m^2）冲洗时间气空气154气水同时冲空气154水5水冲水53滤池冲洗时间设计为15分钟，即0.25小时；冲洗周期设计为48小时；反冲横扫强度设计为2.0L/s·m2；滤池的滤料采用石英砂滤料，粒径0.95mm～1.35mm,不均匀系数1.2～1.6图1-2V型滤池剖面图1.4.2滤池工作时间（1-71）1.4.3滤池总面积（1-72）1.4.4滤池分格设计双格V型滤池，单格宽B=4.0m，单格长L=10.0m，单格面积40m2，双格面积80m2，分为并列的2组，每组3座，共6座，总面积为480m2。1.4.5校核强制滤速（1-73）满足要求。1.4.6滤池高度计算H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5=0.3＋1.5＋1.3＋0.12＋0.8=4.02m（1-74）H1：滤池超高，取0.3mH2：滤层上水深，取1.5mH3：滤料厚度，取1.3mH4：滤板厚度，取0.12mH5：滤板下布水区高度，取0.8m1.4.7水封井设计滤层水头损失： （1-75）H1：滤料层的水头损失，cm；: 水的运动粘度，20.2摄氏度时为0.009947cm2/s；m0：滤料孔隙率，本设计取0.4；d0：体积相同的球体直径，取0.15cm；L0： 滤层厚度，取130cm；v： 取12m/h0.33cm/s；： 滤料颗粒球度系数，取0.75；（1-76）通过长柄滤头的水头损失h=0.22m。所以水头损失：H2=0.348＋0.22=0.568m （1-77）为保证正常过滤时，滤池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同。水封井长2.0m、宽2.0m。堰底板比滤池底板低0.35m。水封井出水堰总高为：H=0.35＋H3＋H4＋H5＋0.3＋1.3＋0.12＋0.8=2.52m（1-78）每座滤池过滤水量：Q=vf=12×80=960m3/h=0.267m3/s（1-79）水封井出水堰堰上水头：反冲洗结束后，滤池液面高出滤料层：H3=＋0.17=0.568+0.17=0.738m=73.8cm（1-80）1.4.8反冲洗管渠系统断面设计计算反冲洗水量，单独水洗时计算，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。配水支管的截面积为：A1=Q1/v=0.48÷1.2=0.40m2（1-83）沿渠长方向两侧各布置25个配水小孔。每个小孔的面积为：A2=A1/40=0.40÷50=0.008m2（1-84）1.4.9反冲洗用气量计算设计两台鼓风机充气，其中一台为备用机。反冲洗，用气流量为16L/m3·s。Q3=qf=16×80=1280L/s=1.28m3/s（1-85）1.4.10配气系统断面设计计算设计配气干管进口流速为1.5m/s。配气干管的截面积为：A3=Q3/V=1.28=1.5=0.233m2（1-86）反冲洗配气干管采用钢管DN500，流速4.2m/s。布气小孔的数量一共共计50个。反冲洗配气支管流速取8m/s。配气支管的截面积为：A4=Q3/V=1.28÷8=0.16m2（1-87）每个布气小孔面积：A50.16÷50=0.0032m2（1-88）孔口直径：（1-89）每孔配气量：Q=Q3/50=1.28÷50=0.0256m3/s（1-90）1.4.11气水分配渠断面计算按气水同时反冲洗的情况下设计。气水同时反冲洗时（1）反冲洗水的流量：Q4=qf=6×80=480L/s=0.48m3/s（1-91）（2）反冲洗气的流量：Q5=qf=16×80=1280L/s=1.28m3/s（1-92）则气水分配干渠的段面积为：（1-93）1.5滤池管渠设计计算1.1.1气水分配管渠气水分配渠起端宽取1.5m,高取2.0m,末端宽取1.5m,高取1.5m,则起端截面积为3.0m2,末端截面积2.25m2,两侧沿程各布置25个配水小孔和25个配气小孔，孔间距0.5m,共50个配水小孔和50个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.65÷50=0.013m2，小于末端截面积2.25m2，符合要求。1.1.2排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.50米。气水分配渠起端高度为2.0m。则排水集水槽起端高度为：H=H3＋H4＋H5＋0.1-1.5=1.3＋0.12＋0.8＋0.1-2.0=0.22m（1-94）气水分配渠末端高度为1.5m。排水集水槽末端高度为：H=H3＋H4＋H5＋0.1-1.5=1.3＋0.12＋0.8＋0.1-1.5=0.72m（1-95）坡度为：I=(0.72-0.22)/10.0=0.05，符合要求1.1.3进水总渠计算设计两组滤池，每组3座，共计6座。过水量按强制过滤水量计算。流速为0.8m/s～1.2m/s，取1.1m/s，则过滤流量为：Q=136591÷2=68291.5m3/d=0.79m3/s（1-96）过水断面为：F=Q/V=0.79÷1.1=0.72m/s,取0.75m/s （1-97）设计进水总渠宽1.6m,高0.5m。1.1.4滤池进水孔计算孔口面积按式Q=0.8A计算。其总面积按滤池强制过滤水量计。孔口两侧水位差取0.15m。孔口面积为：（1-98）中间孔面积按表面扫洗水量：（1-99）取0.15m²侧孔口设置阀门，单个面积为：A3=（A1-A2）/2=（0.71-0.15）/2=0.28m²（1-100）1.1.5滤池内设宽顶堰计算宽顶堰堰宽取0.5m。宽顶堰与进水总渠平行布置。与进水总渠侧壁相距0.6m。计算得（1-101）1.1.6滤池配水渠计算滤池配水渠宽0.5m，渠高为1.5m。渠总长等于滤池总宽，则渠长：L=4.0×2＋1.5=9.5m（1-102）当渠内水深h=0.9m时，末端流速（每侧流量为Q/2)（1-103）满足滤池进水管渠流速在0.8m/s～1.2m/s之间，符合设计要求。1.1.7配水渠过水能力校核配水渠水力半径为：（1-104）配水渠水力坡度为：（1-105）渠内水位降落量：。（1-106）配水渠最高水位为：H=0.9＋0.0047=0.9047m小于渠高1.5米，符合要求。1.1.8V型槽设计计算在每个V型槽的底部设计80个表面扫水出水孔，它们的直径取0.030m，间隔取0.20m,它们总面积为：（1-107）出水孔低于堰顶0.20m。根据孔出流公式：（1-108）排水集水槽的堰上水头：Q=1.84bh3集水槽长度为：L=10.0÷2=1.00mQ=0.79÷2=0.395m3/s（1-109）V型槽设计为45度倾角，高1.0米，壁的厚度为0.06m，反冲洗V型槽比液面高度高：1-0.16-0.123=0.717m1.6清水池的设计1.6.1有效