畢業(yè)設(shè)計--某水廠初步設(shè)計

1、<p>　　安徽某地區(qū)給水工程初步設(shè)計</p><p>　　摘要：該城鎮(zhèn)系安徽省中西部轄縣（城區(qū)），地理坐標(biāo)介于東經(jīng)116°05´～16°59´，北緯31°16´～32°05´之間，該區(qū)為典型的江淮低丘陵地形。</p><p>　　本次設(shè)計包括管網(wǎng)設(shè)計和水廠設(shè)計兩個部分，管網(wǎng)設(shè)計包括最高日最高時用水量

2、的計算，本次設(shè)計為16.8萬m3／d，然后根據(jù)該地區(qū)的地形區(qū)地形圖，進行管網(wǎng)鋪設(shè)，本設(shè)計采用環(huán)狀網(wǎng)，供水較為穩(wěn)定可靠。然后進行管網(wǎng)水力計算，測出各個管道的實際長度、配水長度、計算出比流量、沿線流量、節(jié)點流量。確定計算無誤后進行管網(wǎng)平差，包括最高時工況校核、消防時工況校核、事故時工況校核。每一種情況都要進行流量初次分配，根據(jù)界限流量表選擇相應(yīng)的管徑，利用專業(yè)平差軟件進行平差計算，然后在對不合理的部分進行調(diào)整，直到校核合理為止。將三種情況進

3、行比較，確定合理的管徑。之后分別確定最高時、消防時、事故時地面標(biāo)高、自由水頭和節(jié)點水頭。</p><p>　　該區(qū)境內(nèi)地表水資源充裕，農(nóng)業(yè)、工業(yè)級城鎮(zhèn)居民生活用水均以地表水為主要水源，地下水僅作為部分工業(yè)企業(yè)的備用水源及農(nóng)村居民生活用水，地下水使用量所占比例很小，且地下水由于受到地表污水匯入（下滲）影響，不同測點均有超過地下水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的檢測指標(biāo)?？刹捎脗鹘y(tǒng)的凈水廠處理工藝：混合絮凝、沉淀、過濾、消毒。水廠設(shè)計

4、包括各個處理構(gòu)筑物及設(shè)備的選型，然后再一次對各個構(gòu)筑物進行設(shè)計計算，包括混凝劑的選擇、混凝劑的投加、溶液池體積、溶解池體積、投藥管、計量投加設(shè)備及管式靜態(tài)混合器的選擇及校核，主要的有絮凝池的設(shè)計、沉淀池的設(shè)計、濾池的設(shè)計。此外還有清水池、泵房、平面布置以及高程布置。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 管網(wǎng)布置、管徑、流量、凈水廠構(gòu)筑物</p><p>　　Abstract: The dep

5、artment of Anhui Midwest town (city), geographic coordinates between east longitude 116 ° 05 ´ ´ of 59 ~ 16 °, north latitude 31 ° 16 ´ ´ ~ 32 ° 05, between the area for the typica

6、l low Jiang Huai hilly terrain. </p><p>　　This design including the design of pipe network and water plant design of two parts, pipe network design including the highest, the calculation of water consumption

7、, the design of 168000 m3 / d, then according to the region now topographic map, pipe laying, this design adopts the ring network, water supply stable and reliable. Then pipe network hydraulic calculation and measure the

8、 actual length of the each pipe, water distribution along the length and calculate the flow rate, flow rate and flo</p><p>　　In the abundant surface water resources, agriculture, industrial town residents li

9、ving water with surface water as the main water source, groundwater water only as spare part industrial enterprises and the rural residents living water, groundwater use proportion is very small, due to the surface water

10、 and groundwater import (infiltration), different observation posts were all more than class Ⅲ groundwater water quality standards testing indicators. Can adopt the traditional treatment process: mi</p><p>　

11、　Keywords: pipes, pipe diameter, flow, water treatment works and structures </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>

12、　　1．設(shè)計任務(wù)及要求6</p><p>　　1.1設(shè)計背景資料4</p><p><b>　　1.2設(shè)計內(nèi)容6</b></p><p>　　1.3給水管網(wǎng)布置及水廠選擇7</p><p>　　2．給水管網(wǎng)設(shè)計計算8</p><p>　　2.1最高日用水量8</p>&l

13、t;p>　　2.2消防用水量11</p><p>　　2.3管網(wǎng)水力計算11</p><p>　　2.3.1 集中用水量11</p><p>　　2.3.2節(jié)點設(shè)計流量和分配計算11</p><p>　　2.3.3比流量12</p><p>　　2.3.4沿線流量12</p><p

14、>　　2.3.5節(jié)點流量14</p><p>　　2.3.6管網(wǎng)平差15</p><p>　　3. 給水處理廠設(shè)計26</p><p>　　3.1給水處理廠規(guī)模26</p><p>　　3.2處理工藝的確定26</p><p>　　3.3處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇27</p><p

15、>　　3.3.1處理構(gòu)筑物27</p><p>　　3.3.2加藥間計算28</p><p>　　3.3.3混合設(shè)備30</p><p>　　3.3.4絮凝池的設(shè)計32</p><p>　　3.3.5沉淀池的設(shè)計35</p><p>　　3.3.6濾池的設(shè)計36</p><p>

16、;　　3.3.7消毒41</p><p>　　3.3.8清水池42</p><p>　　3.3.9泵房設(shè)計44</p><p>　　3.3.10總圖布置46</p><p><b>　　致謝：51</b></p><p>　　主要參考文獻：52</p><p>

17、<b>　　附表53</b></p><p><b>　　1．設(shè)計任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計背景資料</b></p><p>　　該城鎮(zhèn)系安徽省中西部轄縣（城區(qū)），地理坐標(biāo)介于東經(jīng)116°05´～16°59´，北緯31°

18、;16´～32°05´之間，該區(qū)為典型的江淮低丘陵地形。</p><p>　　該區(qū)屬季風(fēng)亞熱帶濕潤氣候，四季分明、氣候溫和、日照充足、雨量適中、無霜期較長；位于亞熱帶，氣候溫和，年平均氣溫15.40C，絕對最高溫度達41.00C，絕對最低溫度－18.90C，多年平均降雨量1103.3.1mm，年平均降雨日數(shù)117.6天，歷年最大日降雨量250.2mm。常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南偏東（ESE）

19、，年平均風(fēng)速為2.7m/s。土壤冰凍深度：12cm。</p><p>　　規(guī)劃到2016年，城市內(nèi)的建筑以6層為主，城市人口規(guī)模為45萬人，其中有火車站一個，用水量為8L/s，工業(yè)企業(yè)有染整廠、針織廠、棉紡廠、食品廠、化工區(qū)，染整廠生產(chǎn)及生活最大用水量為15L/s；針織廠生產(chǎn)及生活最大用水量為20L/s；棉紡廠生產(chǎn)及生活最大用水量為15L/s；食品廠生產(chǎn)及生活最大用水量為30L/s；化工區(qū)生產(chǎn)及生活最大用水量為3

20、0L/s；</p><p>　　表1.1最高日各時段用水量（%）</p><p>　　該區(qū)境內(nèi)地表水資源充裕，農(nóng)業(yè)、工業(yè)級城鎮(zhèn)居民生活用水均以地表水為主要水源，地下水僅作為部分工業(yè)企業(yè)的備用水源及農(nóng)村居民生活用水，地下水使用量所占比例很小，且地下水由于受到地表污水匯入（下滲）影響，不同測點均有超過地下水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的檢測指標(biāo)。該區(qū)地表水源為淠河總干渠，渠底高程47.5-45.7m，水位50

21、.72-50.15m。</p><p>　　擬選廠址地理位置優(yōu)越，交通便捷，水源取水口位于水廠西北方向50m，水廠位于城市南面。地面水源抽樣檢測結(jié)果如下：</p><p>　　1.2 地下水源抽樣檢測結(jié)果</p><p><b>　　1.2設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　根據(jù)所給條件，編制一套完整的設(shè)計文本（設(shè)計計

22、算說明書），繪制一套管網(wǎng)布置圖、凈水廠工藝圖。具體包括：</p><p><b>　　1、設(shè)計文本內(nèi)容：</b></p><p>　?。?）用水量分析和總用水量設(shè)計計算；給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計流量計算；計算沿線流量、節(jié)點流量；</p><p>　　（2）給水管網(wǎng)的布置和定線；初步分配各管段流量，并根據(jù)管徑計算公式或者界限流量來確定管徑；<

23、;/p><p>　?。?）進行管網(wǎng)平差，計算各管段水頭損失；選擇控制點，計算各節(jié)點自由水壓和水壓標(biāo)高；確定最高用水時二級泵站揚程和流量；</p><p>　?。?）計算清水池和水塔的有效容積；進行轉(zhuǎn)輸、事故和消防的核算；</p><p>　　（5）確定水廠規(guī)模；進行水源、廠址、工藝流程及各處理構(gòu)筑物型式的多方案比較、論證與選擇；確定藥劑品種、投加量和投加方式；選擇消毒方

24、法和投加設(shè)備；安排輔助生產(chǎn)、生活及附屬建筑物；進行水廠的總體平面布置及廠區(qū)道路、綠化和管線綜合布置；探索設(shè)計中存在的問題等。</p><p>　　（6）各凈水構(gòu)筑物的設(shè)計計算；泵站及輸水管的水力計算等。</p><p><b>　　2、圖紙包括：</b></p><p>　　（1）給水管網(wǎng)布置平面圖、供水變化曲線圖、最高日最高時管網(wǎng)計算圖、最高

25、時管網(wǎng)等水壓線圖、消防時計算圖、事故時計算圖、最大轉(zhuǎn)輸時計算圖、給水主干管縱面圖、閥門井大樣圖、節(jié)點詳圖等。</p><p>　　2）水廠平面布置圖（1：500）；水廠的處理工藝高程布置圖（縱向1：50-1：100，橫向1：100-1：200）；</p><p>　?。?）絮凝沉淀池、濾池和清水池等凈水構(gòu)筑物和貯水調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的工藝構(gòu)造圖（1：100——1：200）。</p>

26、<p>　　1.3給水管網(wǎng)布置及水廠選擇</p><p>　　該城市西面有一條B江，改江的其中一條支流自西向東流經(jīng)該城市。該江的水量充沛，水質(zhì)良好，可以作為生活飲用水水源。城市的街區(qū)分布比較均勻，城市中各工業(yè)企業(yè)對水質(zhì)無特殊要求。因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。城市給水管網(wǎng)的布置取決于城市的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點有以下：</p><p>　　定線時干管

27、延伸方向應(yīng)和二級泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。干管的間距一般采用500m－800m 。</p><p>　　循水流方向，以最短的距離布置一條或數(shù)條干管，干管位置從用水量較大的街區(qū)通過。</p><p>　　干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度。</p><p>　　干管按照規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過，盡量少穿越鐵路。減小今后檢修時

28、的困難。</p><p>　　干管與干管之間的連接管使管網(wǎng)成環(huán)狀網(wǎng)。連接管的間距考慮在800－1000m左右。</p><p>　　力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)的造價和供水能量費用。</p><p>　　輸水管線走向應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪設(shè)，有利于施工和維護。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑）1000mm時）和鑄鐵管。配水管網(wǎng)共設(shè)11個環(huán)，

29、輸配水管路布置如附圖所示.</p><p>　　另外考慮到河流將該城市分成兩半，為了安全供水起見在河流的上游鋪設(shè)倒虹管，在其兩岸應(yīng)設(shè)閥門井，閥門井頂部標(biāo)高應(yīng)保證洪水時不被淹沒。井內(nèi)有閥門和排水管等。倒虹管</p><p>　　頂在河床下的深度不小與0.5m，在航道線范圍內(nèi)不應(yīng)小于1m，倒虹管使用鋼管并須加強防腐措施。</p><p>　　對水廠廠址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列

30、要求，并且通過技術(shù)經(jīng)濟比較來確定：</p><p>　?。ǎ保⒔o水系統(tǒng)布局合理；　?。ǎ玻⒉皇芎樗{；　　（３）、有較好的廢水排除條件；　?。ǎ矗?、有良好的工程地質(zhì)條件；　?。ǎ担⒂辛己玫男l(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護地帶；　　（６）、少拆遷，不占或少占良田；　　（７）、施工、運行和維護方便。</p><p>　　2．給水管網(wǎng)設(shè)計計算</p><p>

31、<b>　　2.1最高日用水量</b></p><p>　　城市最高日用水兩包括綜合用水、工業(yè)用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。</p><p>　　該城市在安徽省中西部，總?cè)丝?5萬人，查《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》(第二版)可知該城市位于一分區(qū)，為中小城市。綜合生活用水定額采用280L/cap.d。</p><p>　　（1）最高

32、日綜合生活用水量Q1 ：</p><p><b>　?。ü?.1）</b></p><p>　　―—城市最高日綜合生活用水， m3／d；</p><p>　　――城市最高日綜合用水量定額，Ｌ／（cap.d）；</p><p>　　――城市設(shè)計年限內(nèi)計劃用水人口數(shù)；</p><p>　　――城市

33、自來水普及率，采用f=100%</p><p>　　所以最高日綜合生活用水為： </p><p>　?。?）工業(yè)用水量 （公式2.2）</p><p>　　Q2——工業(yè)用水，m3；</p><p>　　q——最高時工業(yè)用水，L/s；</p><p

34、>　　由于該地區(qū)的工業(yè)主要為棉紡廠、食品廠、染整廠、針織廠、化工區(qū)和火車站，且資料中也已知各工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和生活用水量。</p><p><b>　　棉紡廠：15L/s</b></p><p><b>　　食品廠：30L/s</b></p><p><b>　　化工區(qū)：30L/s</b><

35、/p><p><b>　　染整廠：15L/s</b></p><p><b>　　針織廠：20L/s</b></p><p>　　火車站用水量8L/s也加在工業(yè)用水中故q=118L/s</p><p><b>　　所以工業(yè)用水為</b></p><p>　　

36、（3）澆灑道路和綠化用水量Q3: </p><p><b>　?。ü?.3）</b></p><p>　　式中 q3a—城市澆灑道路用水量定額[L/(m2·次)];</p><p>　　q3b—城市綠化用水量定額[L/(m2·次)];<

37、;/p><p>　　N3a—城市最高日澆灑道路面積（m2），為890400；</p><p>　　f3—城市最高日澆灑道路次數(shù)；</p><p>　　N3b—城市最高日綠化用水面積（m2），為171150。</p><p>　　澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.5L計算；每天澆灑1次</p><p>　　綠化用水量按2

38、L/d.m2 計算；</p><p>　?。?）管網(wǎng)漏失水量Q4:</p><p>　　管網(wǎng)漏失水量一般可按綜合生活用水量、工業(yè)企業(yè)用水量和澆灑道路和綠地用水量的10%-12%計算，此處取10%。</p><p><b>　?。ü?.4）</b></p><p>　　所以管網(wǎng)漏失水量為:</p><

39、p>　　（5）未預(yù)見用水量Q5:</p><p>　　未預(yù)見水量可按綜合生活用水量、工業(yè)企業(yè)用水量、澆灑道路和綠地用水量管網(wǎng)漏失水量的8%-12%計算，此處取10%。</p><p><b>　?。ü?.5）</b></p><p>　　所以未預(yù)見用水量為:</p><p>　?。?）最高日用水量Qd:</

40、p><p>　?。ü?.6） </p><p><b>　　所以最高日用水量為</b></p><p>　?。?）最高時變化系數(shù)Kh:</p><p>　　表2.1最高日各時段用水量（%）</p><p><b>　　故</b></

41、p><p><b>　?。ü?.7）</b></p><p>　?。?）最高日最高時 </p><p>　　（公式2.8） </p><p><b>　　2.2消防用水量</b></p><p>　　根據(jù)《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》(第二版)該城市消防用水量定額

42、為75L/s，同時火災(zāi)次數(shù)為3次。</p><p><b>　　城市消防用水量為：</b></p><p><b>　　（公式2.9）</b></p><p>　　=75×3=225L/s</p><p><b>　　2.3管網(wǎng)水力計算</b></p>

43、<p>　　2.3.1 集中用水量</p><p>　　集中用水量主要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量，當(dāng)工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應(yīng)該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。</p><p>　　最大時集中流量∑q=118L/s</p><p>　　2.3.2節(jié)點設(shè)計流量和分配計算</p><p>　　為了提高計算精

44、度和合理性，在按管段配水長度分配沿線流量時，應(yīng)盡量準(zhǔn)確的確定各管段的配水長度，配水長度不一定等于實際管長，兩側(cè)無用水時，輸水管配水長度等于零，單側(cè)用水管段的配水長度去實際長度的一半，只有部分管段配水的管段按實際比例確定配水長度，只有管段兩側(cè)全部配水時管段的長度等于實際長度。</p><p>　　根據(jù)圖形所給數(shù)據(jù)，各管段的實際長度和配水長度如表2.1所示。</p><p>　　表2.2 配水

45、長度表</p><p><b>　　2.3.3比流量</b></p><p><b>　?。ü?.10）</b></p><p>　　Qh——為最高日最大時用水量 L/s</p><p>　　∑q——為大用戶集中流量L/s</p><p>　　∑L——管網(wǎng)總的有效長度 (m

46、)</p><p><b>　　2.3.4沿線流量</b></p><p>　?。ü?.11） Ｌi-j—有效長度；m</p><p><b>　　q s—比流量 </b></p><p>　　沿線流量計算如表2.3</p>

47、<p>　　表2.3 沿線流量計算表</p><p><b>　　2.3.5節(jié)點流量</b></p><p><b>　?。ü?.12）</b></p><p>　　折算系數(shù)取α＝０.５</p><p>　　節(jié)點流量計算如下表2.4</p><p>　　表2.4

48、節(jié)點流量計算表</p><p><b>　　2.3.6管網(wǎng)平差</b></p><p>　　給水管網(wǎng)按最高日最高時用水流量進行設(shè)計，管段管徑、水泵揚程都是按此時的工況設(shè)計的，雖然它們一般都能滿足供水要求，但是有一些特殊情況，它們不一定能保證供水，因此還要進行消防和事故校核。</p><p>　　1．環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計算</p>&

49、lt;p>　　根據(jù)節(jié)點流量進行管段的流量分配</p><p><b>　　. 分配步驟：</b></p><p>　?、侔凑展芫W(wǎng)的主要供水方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個管網(wǎng)的控制點。</p><p>　　②為了可靠供水，從二級泵站到控制點之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻地分配流量，并且符合水流連續(xù)性即

50、滿足節(jié)點流量平衡的條件。</p><p>　?、叟c干管線垂直的連接管，其作用主要是溝通平行干管之間的流量，有時起一些輸水作用，有時只是就近供水到用戶，平時流量一般不大，只有在干損壞時才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以分配較少的流量。</p><p><b>　　2.管徑的確定</b></p><p>　　管徑與設(shè)計流量的關(guān)系：</p>

51、;<p><b>　?。ü?.13）</b></p><p>　　公式中 D—管段管徑，m；</p><p>　　q—管段計算流量，m3/s；</p><p>　?。痢芏芜^水?dāng)嗝婷娣e，m２　</p><p>　　v—設(shè)計流速，m/s；</p><p>　　設(shè)計中按經(jīng)濟流速來確

52、定管徑進行平差，確定實際管徑</p><p>　　表2.5平均經(jīng)濟流速與管徑的確定</p><p><b>　　3．流量分配：</b></p><p>　?。ㄒ唬┳畲髸r流量初分配</p><p><b>　　最大時流量初步分配</b></p><p>　　最大時設(shè)計流量289

53、4.682L/s，流量初步分配如下表2.6</p><p>　　表2.6 最大時流量分配</p><p>　?。ǘ┫罆r流量分配</p><p>　　給水管網(wǎng)的設(shè)計流量未計入消防流量，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在最高日最高時時，由于消防流量比較大，一般用戶的用水量肯定不能滿足。但消防時工況下，管網(wǎng)以保證滅火為主，其他用戶的用水量可以不必考慮，但其他用戶的用水會影響消防用水。所以

54、，為了安全起見，當(dāng)只考慮一處火災(zāi)時，消防流量一般加在控制點上，當(dāng)考慮兩處或兩處以上火災(zāi)時，另外幾處分別放在離供水泵站較遠、靠近大用戶、居民密集區(qū)或重要的工業(yè)企業(yè)附近的幾點上。對于未發(fā)生火災(zāi)的節(jié)點，其節(jié)點流量與最高時相同。</p><p>　　本設(shè)計在節(jié)點5,節(jié)17和節(jié)點29分別加上75L/s的消防用水量，校核工況如表2.7</p><p>　　表2.7消防工況校核</p>&

55、lt;p>　?。ㄈ?事故時流量分配</p><p>　　主要管線損壞時必須及時檢修，在檢修和恢復(fù)供水前，該管段停止輸水，整個管網(wǎng)的水力特性突然改變，供水能力降低。國家有關(guān)規(guī)定，城市給水管網(wǎng)在事故工況時，必須保證，70％以上的用水量，工業(yè)企業(yè)給水管網(wǎng)也應(yīng)該按有關(guān)規(guī)定確定事故時的供水比例。</p><p>　　一般按最不利事故工況進行校核，即考慮靠近供水泵站的主干管在最高時損壞的情況。

56、節(jié)點壓力還按時服務(wù)水頭要求，當(dāng)事故搶修時間段，且斷水造成的損失較小時，節(jié)點壓力要求可以適當(dāng)降低。</p><p>　　事故工況一般采用水頭校核法，先從管網(wǎng)中刪除事故管段，調(diào)低節(jié)點流量，通過水力分析，得到各節(jié)點水頭，講他們與節(jié)點服務(wù)水頭比較，全部高于服務(wù)水頭為滿足條件。</p><p>　　經(jīng)過核算不能滿足條件時，可以增加平行主干管的條數(shù)或埋設(shè)雙管。</p><p>

57、　　本設(shè)計38管段斷開，70％的設(shè)計流量（即2026.2774L/S）送向管網(wǎng),每個節(jié)點節(jié)點的流量變?yōu)樵瓉淼?0%。</p><p>　　表2.8 事故時流量分配</p><p>　　4.確定每一點的自由水頭</p><p>　　根據(jù)平面圖測出每一點的地面標(biāo)高，接著確定每一點的自由水壓和節(jié)點水頭</p><p>　　節(jié)點水頭=地面標(biāo)高+自由水

58、壓</p><p>　?。ㄒ唬┳畲髸r的地面標(biāo)高自由水壓和節(jié)點水頭</p><p>　　表2.9 最大時地面標(biāo)高、自由水壓、節(jié)點水頭</p><p>　　（二）消防時的地面標(biāo)高自由水壓和節(jié)點水壓</p><p>　　表2.10 消防時地面標(biāo)高、自由水壓、節(jié)點水壓</p><p>　?。ㄈ┦鹿蕰r的地面標(biāo)高自由水壓和節(jié)點水

59、頭</p><p>　　表2.11 事故時地面標(biāo)高、自由水壓、節(jié)點水頭</p><p><b>　?。ㄆ撸┕軓降拇_定</b></p><p>　　根據(jù)消防和事故的校核確定管徑如下表</p><p>　　表2.12 最終管徑確定表</p><p>　　3. 給水處理廠設(shè)計</p>&

60、lt;p>　　3.1給水處理廠規(guī)模</p><p>　　給水處理廠的設(shè)計規(guī)模以最高日設(shè)計流量計算，</p><p><b>　　（公式3.1）</b></p><p>　　3.2處理工藝的確定</p><p>　　水廠水以地表水作為水源，常見工藝流程如圖3-1所示。</p><p>　　圖3

61、-1 水處理工藝流程</p><p>　　3.3處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇</p><p>　　3.3.1處理構(gòu)筑物</p><p><b>　?。?）藥劑溶解池</b></p><p>　　設(shè)計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改

62、善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時溢出。</p><p>　　由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。</p><p>　　投藥設(shè)備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計量設(shè)備，泵上有計量標(biāo)志，

63、可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?）混合設(shè)備</b></p><p>　　使用管式混合器對藥劑與水進行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大

64、的優(yōu)越性。</p><p>　?。?）絮凝處理構(gòu)筑物的選擇</p><p>　　絮凝設(shè)備的基本要求是：</p><p>　　原水及藥劑經(jīng)混合后，通過絮凝設(shè)備應(yīng)形成肉眼可見的大的密實絮凝體，絮凝形式較多，主要有水力攪拌式和機械攪拌式等，我國在水力絮凝池的新型池型研究上已達到較高水平。水力絮凝池中的隔板絮凝池是應(yīng)用歷史較久、目前仍常應(yīng)用的絮凝池型，有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種，

65、后者是在前者的基礎(chǔ)上加以改進而成的，所以作為水里絮凝池的基礎(chǔ)，往復(fù)式隔板絮凝池的原理和運行經(jīng)驗對現(xiàn)在的水廠絮凝設(shè)計具有重要意義。往復(fù)式隔板絮凝池雖然節(jié)省絮凝時間、減少水力損失、保護絮凝體不被破壞、使出水分布均勻等方面較新型絮凝池型沒有明顯的優(yōu)勢，但在設(shè)計合理、運行條件控制恰當(dāng)?shù)那闆r下，其絮凝效果也較好，而且構(gòu)造簡單，施工方便。本課程設(shè)計選擇往復(fù)式隔板絮凝池作為絮凝構(gòu)筑物，便于加深對絮凝工藝基本原理的理解，也便于參照設(shè)計手冊運用已有的工程

66、經(jīng)驗，更貼近于工程實際，也為今后實際工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　?。?）沉淀池</b></p><p>　　原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。</p><p>　　設(shè)計采用平流式沉淀池，相比之下，具有適應(yīng)性強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點，但是，平流式占地面積大

67、。</p><p><b>　　（5）濾池</b></p><p>　　采用擁有成熟運轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料，材料易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強度受其余幾格濾池的過濾水量影響，沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定。故而以普快濾池作為過濾處理構(gòu)筑物。</p><p>

68、<b>　?。?）消毒方法</b></p><p>　　水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。</p><p>　　采用被廣泛應(yīng)用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧

69、化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。</p><p>　　3.3.2加藥間計算</p><p><b>　?。?）混凝劑的選擇</b></p><p>　　堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普遍，具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設(shè)計水廠混凝劑最大投藥量為6

70、0 mg/l。堿式氯化鋁作為混凝劑的特點為：</p><p>　　1）凈化效率高，耗藥量少，出水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度時尤為顯著。</p><p>　　2）溫度適應(yīng)性高；PH值適用范圍寬（可在PH=5～9的范圍內(nèi)，因而可不投加堿劑）</p><p>　　3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。</p><p>　　4）設(shè)備簡

71、單，操作方便，成本較三氯化鐵低。</p><p>　　5）是無機高分子化合物。</p><p><b>　　（2）混凝劑的投加</b></p><p>　　混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計量泵投加。計量設(shè)備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設(shè)計采

72、用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用。</p><p><b>　?。?）溶液池體積</b></p><p><b>　?。ü?.2）</b></p><p>　　式中： —溶液池體積，m；</p><p>　　—混凝劑（PAC）的最大投加量，mg/L。本

73、設(shè)計取60mg/L；</p><p>　　c—溶液濃度，一般取5%-20%，本設(shè)計取10%；</p><p>　　—處理水量，。本設(shè)計為7500 </p><p>　　—每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計取3次。</p><p>　　溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置2座，一備一用，保證連續(xù)投藥。</p>

74、<p>　　溶液池的深度 （公式3.3）</p><p>　　式中：H1—有效水深，取1.1m</p><p>　　H2—保護高度，取0.3m</p><p>　　H3—貯渣深度，取0.2m‘</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得H=1.6m</p

75、><p>　　溶液池采用矩形，尺寸為L×B×H=6m×4m×1.6m=38.4m3＞36 m3,滿足要求。</p><p><b>　?。?）溶解池容積</b></p><p>　　溶解池一般建于地面以下以便于操作，池頂一般高出地面約0.2m左右。溶解池容積W2按下式計算：</p><p&

76、gt;<b>　　（公式3.4）</b></p><p>　　式中： —溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3） ；本設(shè)計取0.3 </p><p>　　溶解池也設(shè)置為2池，一用一備。</p><p>　　溶解池的深度 （公式3.5）</p>

77、<p>　　式中：H1—有效水深，取1.2m</p><p>　　H2—保護高度，取0.2m</p><p>　　H3—貯渣深度，取0.1m</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得H=1.5</p><p>　　溶解池采用正方形，尺寸：L×B×H=2.7×2.7×1.5=10.9 m3＞10.8

78、m3，滿足要求.</p><p>　　溶解池的放水時間采用t＝15min，則放水流量：</p><p><b>　?。ü?.6）</b></p><p>　　查水力計算表得放水管管徑約為150mm，相應(yīng)流速v=0.68m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

79、，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。</p><p><b>　　（5）投藥管</b></p><p><b>　　投藥管流量</b></p><p><b>　?。ü?.7）</b></p><p>　　查水力計算表得投藥管管徑d＝20mm，相應(yīng)流速為1.9m/s</p&g

80、t;<p>　?。?）溶解池攪拌設(shè)備</p><p>　　溶解池攪拌設(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機。</p><p><b>　?。?）計量投加設(shè)備</b></p><p>　　混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前</p><p>　　投加和高位溶液池重力投加，壓力投加方式有

81、水射投加和計量泵投加。計量設(shè)備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設(shè)計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。</p><p>　　計量泵每小時投加藥量:</p><p>　?。ü?.8） </p><p>　　式中：——溶液池容積（m3）</p><p>　　耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用。&l

82、t;/p><p><b>　　3.3.3混合設(shè)備</b></p><p>　　在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；旌显O(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時只有原水與藥劑的充分混合

83、，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。</p><p>　　混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及機械混合等。由于水力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化，且占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩；機械混合耗能大，維護管理復(fù)雜；相比之下，管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設(shè)備,管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大

84、的優(yōu)越性。它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達90-95%，本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進行混合。設(shè)計兩個管式靜態(tài)混合器。</p><p>　　設(shè)計總進水量為Q=180000m3/d（考慮水廠自用水，按5%計）。水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。由于總進水

85、量過大，故采用兩個靜態(tài)混合器分別投加。</p><p>　　靜態(tài)混合器的水頭損失一般不小于0.3~0.4m，根據(jù)水頭損失的計算公式混合設(shè)施與后續(xù)處理構(gòu)筑物的距離越近越好，盡可能采用直接連接方式，最長距離不宜超過120m。本設(shè)計混合器距離絮凝池16m。</p><p>　　圖3-1 管式靜態(tài)混合器</p><p>　　設(shè)計流量Q=1.041m3/s</p>

86、<p>　　設(shè)計流速v=1.2m/s</p><p>　　則管徑 （公式3.9）</p><p>　　采用DN1100口徑的管式靜態(tài)混合器及輸水管道，</p><p><b>　　則實際流速</b></p><p><b>

87、　?。ü?.10）</b></p><p><b>　　混合單元數(shù)N</b></p><p>　　，取N=3 （公式3.11）</p><p>　　式中 v—實際流速，v=1.18m/s,</p><p>　　D—管式靜態(tài)混合器口徑，D=1.1m。</p><p&

88、gt;　　則混合器的混合長度 （公式3.12）</p><p><b>　　混合時間T</b></p><p><b>　?。ü?.13）</b></p><p>　　式中 L— 式靜態(tài)混合器的混合長度，L=3.63m</p><p>　　

89、v—實際流速，v=1.18m/s</p><p><b>　?。?）水頭損失h</b></p><p>　?。ü?.14） </p><p>　　式中 —水頭損失系數(shù)</p><p>　　v—實際流速，v=1.18m/s</p><p>　　g—重力加速

90、度，取9.8m/s2</p><p>　　N—混合單元數(shù)，N=3</p><p><b>　?。?）水力校核G</b></p><p><b>　?。ü?.15）</b></p><p>　　式中 G—速度梯度，s-1</p><p>　　—水的重度，N/m3</p

91、><p>　　—水的動力粘度，pa*s</p><p>　　h—混合設(shè)備中的水頭損失，m</p><p>　　T—水流在混凝設(shè)備中的停留時間，s</p><p>　　700＜908.3＜1000,G值符合要求。</p><p>　　，GT符合要求。 （公式3.16）</p><

92、;p>　　3.3.4絮凝池的設(shè)計</p><p>　　絮凝是在混凝劑和水快速混合以后的重要凈水工藝過程。這時，水中膠體雜志了顆粒已經(jīng)失去穩(wěn)定性，開始相互發(fā)生絮凝，逐漸結(jié)合成肉眼可見的礬花。因為混合的時間非常短暫，形成的絮粒很小，肉眼基本上看不到，這種微小絮粒創(chuàng)造相互碰撞，長成大顆粒礬花的條件，使能在沉淀或過濾時去除。</p><p>　　絮凝設(shè)備的基本要求是，原水與藥劑混合后，通過絮

93、凝設(shè)備應(yīng)形成肉眼可見的大的密實絮凝體。絮凝池形式較多，概括起來分為兩大類：水力攪拌式和機械攪拌式。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)實踐，本設(shè)計采用往復(fù)式隔板絮凝池。</p><p><b>　?。?）基本設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計流量（包括自耗水量）Q=180000m3/d=7500 m3/h；絮凝時間T=20min；池數(shù)n=2；

94、池內(nèi)水深H1=3.0；超高H2=0.3m；廊道內(nèi)流速采用6檔：v1=0.5 m/s ，v2=0.4 m/s， v3=0.35 m/s， v4=0.3 m/s， v5=0.25 m/s， v6=0.2；</p><p><b>　?。?）設(shè)計計算</b></p><p><b>　　總?cè)莘e：</b></p><p><

95、b>　?。ü?.17）</b></p><p>　　分為兩池，每池凈平面面積：</p><p><b>　?。ü?.18）</b></p><p>　　池子寬度B:按沉淀池寬采用20m</p><p><b>　　池子長度：</b></p><p>&l

96、t;b>　　（公式3.18）</b></p><p>　　隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分成6檔；</p><p><b>　?。ü?.19）</b></p><p>　　取a1=0.7m，則實際流速v1=0.496 m/s，</p><p>　　取a2=0.85m，則實際流速v2=0.408 m/s，按上

97、法計算得：</p><p>　　a3=1.0m，v3=0.347 m/s</p><p>　　a4=1.2m，v4=0.289 m/s</p><p>　　a5=1.4m，v5=0.248 m/s</p><p>　　a6=1.75m，v6=0.198 m/s</p><p>　　每一檔流速的廊道條數(shù)不一定相同。為簡化

98、計算，這里取每一檔流速的廊道條數(shù)相同，即每一檔流速水流在絮凝池中停留時間逐漸增大，則廊道條數(shù)：</p><p><b>　?。ü?.20）</b></p><p>　　取每一檔流速3條，共18條，水流轉(zhuǎn)彎17次，絮凝池隔板間距和為：</p><p><b>　?。ü?.21）</b></p><p&

99、gt;　　隔板厚按0.2m計，則池子總長：</p><p>　　按廊道內(nèi)的不同流速分成6段，分別計算水頭損失。第一段：</p><p><b>　　水力半徑： </b></p><p><b>　　（公式3.22）</b></p><p>　　槽壁粗糙系數(shù)n=0.013，流速系數(shù)C1=64.1

100、 </p><p>　　第一段廊道長度：l1=3B=3×20=60m</p><p>　　第一段水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)：S1=3</p><p>　　則絮凝池第一段的水頭損失為</p><p><b>　　h1=0.091m</b></p><p>　　各段水頭損失見下表3.1

101、 </p><p>　　表3.1 各段水頭損失 </p><p>　　Sn—每段水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)</p><p><b>　　Ln—每段廊道長度</b></p><p><b>　　Rn—水力

102、半徑</b></p><p><b>　　Vi—廊道流速</b></p><p>　　Vn—每一段轉(zhuǎn)彎流速</p><p><b>　　Cn—流速系數(shù)</b></p><p><b>　　hn—水頭損失</b></p><p>　　GT值的計

103、算（t=20） （公式3.23）</p><p><b>　　G=45s </b></p><p>　　在（在104-105的范圍內(nèi)）</p><p>　　3.3.5沉淀池的設(shè)計</p><p>　　平流沉淀池構(gòu)造簡單，為一長方形的水池，

104、該池絮凝池直接相連，進水采用穿孔墻配水，出水采用指型集水槽集水，排泥采用機械虹吸排泥。</p><p>　　（1）沉淀池分為兩池，每個沉淀池流量為：</p><p>　　Q=90000 m3/d=3750 m3/h （公式3.24）</p><p>　?。?）設(shè)計數(shù)據(jù)選用：</p>

105、;<p>　　截流速度u0=0.60mm/s；</p><p>　　沉淀時間T=1.5h；</p><p>　　水流速度v=16mm/s。</p><p><b>　?。?）計算與設(shè)計</b></p><p><b>　　1）沉淀面積</b></p><p>&

106、lt;b>　　（公式3.25）</b></p><p>　　沉淀池長度：，取L=87m （公式3.36）</p><p>　　沉淀池寬度：,取B=20m</p><p><b>　　實際沉淀面積：</b></p><p>　　實際截流速度：

107、 （公式3.37）</p><p>　　沉淀池有效水深，取有效水深3.40m，超高0.3m。</p><p><b>　　實際停留時間: ，</b></p><p><b>　　實際水平流速: 。</b></p><p>　　2）絮凝池與沉淀池之間采用穿孔墻布水，過孔流

108、速取0.2m/s，則孔口總面積為1.042/0.2=5.21，空口尺寸取0.15×0.12=0.0225 m2，空口個數(shù)等于5.21/0.0225=290，為便于施工，沿水深方向開孔10排，每排開孔30個，共300個。</p><p>　　沉淀放空時間按3h計，則埋設(shè)一根放空管直徑d為：</p><p><b>　　（公式3.38）</b></p>

109、;<p>　　取D=DN500mm</p><p>　　3）取指形集水槽長等于池長的1/10≈10.0m,間距2.0m, 共10條，</p><p>　　每條流量 （公式3.39）</p><p>　　取槽內(nèi)起端水深等于槽寬，則H=B=0.9q0.4=0.9&

110、#215;(0.104)0.4=0.36m。 （公式3.40）</p><p>　　兩側(cè)開d=35mm圓孔，空口淹沒深度0.07m，</p><p>　　則每孔流量為 （公式3.41）</p><p>　　集水槽每邊開孔個數(shù)為=74個</p><p>　　集水槽積水流入出水渠后，從出水渠中間設(shè)

111、置出水渠流入濾池。渠寬按1.5m計，</p><p>　　則出水渠起端水深 （公式3.42）</p><p>　　為保證出水均勻，集水槽出水應(yīng)自由跌落，則出水渠渠底應(yīng)低于沉淀池水面的高度等于出水渠水深+集水槽水深+集水槽孔口跌落高度（采用0.05m）+集水槽孔口淹沒高度即為：</p><p>　　0.524+

112、0.36+0.05+0.07=1.004m，取水渠寬1.5m,深1.3m。</p><p><b>　　水利條件校核</b></p><p>　　沉淀池寬20m,可考慮沿縱向設(shè)置隔墻一道，沿底部開300×300mm間距@=5000mm導(dǎo)流孔，則沉淀池過水?dāng)嗝鎤=10×3.4=34m2</p><p>　　水流濕周

113、 （公式3.43）</p><p><b>　　水力半徑</b></p><p>　　弗勞德數(shù) （公式3.44）</p><p>　　雷諾數(shù) （水溫20℃，水的運動黏度v=0.01cm/s） （

114、公式3.45）</p><p>　　3.3.6濾池的設(shè)計</p><p><b>　?。?）濾池的選型</b></p><p>　　采用普通快濾池，雙排布置，按單層濾料設(shè)計，采用石英砂作為濾料。</p><p>　?。?）濾池的設(shè)計計算</p><p><b>　　1.設(shè)計參數(shù)</

115、b></p><p><b>　　設(shè)計4組濾池，</b></p><p>　　每組濾池設(shè)計水量為：Q=45000m3/d</p><p>　　沖洗強度q=14L/(s*m2)，</p><p>　　濾速：v1=10m/h</p><p><b>　　沖洗時間：6min</b&

116、gt;</p><p><b>　　2.設(shè)計計算</b></p><p>　　(1)濾池面積及尺寸</p><p>　　濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，濾池實際工作時間為：</p><p><b>　?。ü?.46）</b></p><p>　　濾池面積為：

117、 （公式3.47）</p><p>　　每組濾池單格數(shù)為N=8，布置成對稱雙行排列。</p><p>　　每個濾池面積為：，取24m2 （公式3.48） </p><p>　　采用濾池長寬比為：左右，

118、 （公式3.49）</p><p>　　濾池設(shè)計尺寸為6.0m×4.0m。</p><p>　　校核強制濾速v2為： （公式3.50）</p><p><b>　　(2)濾池高度</b></p><p>　　承托層厚度，采用0.45m<

119、/p><p>　　濾料層厚度，采用0.7m</p><p>　　砂面上水深，采用1.7m</p><p>　　保護高度，采用0.30m</p><p>　　濾池高度H為： （公式3.51）</p><p>　　(3) 每個濾池的配水系統(tǒng)</p><p

120、><b>　?、俑晒?lt;/b></p><p>　　干管流量： （公式3.52）</p><p><b>　　采用管徑： </b></p><p><b>　　干管始端流速： </b></p><

121、p><b>　?、谥Ч?lt;/b></p><p><b>　　支管中心間距：</b></p><p>　　每池支管數(shù)： 根 （公式3.53）</p><p>　　每根支管入口流量： （

122、公式3.54）</p><p><b>　　采用管徑：</b></p><p><b>　　采用始端流速： </b></p><p><b>　?、劭籽鄄贾茫?lt;/b></p><p>　　支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25%</p><p>　　

123、孔眼總面積： （公式3.55）</p><p><b>　　采用孔眼直徑：</b></p><p>　　每個孔眼面積：== （公式3.56）</p><p>　　孔眼總數(shù)：，取765個

124、 （公式3.57）</p><p>　　每根支管孔眼數(shù)：，取16個 （公式3.58）</p><p>　　支管孔眼布置設(shè)二排，與垂線成450夾角向下交錯排列。</p><p>　　每根支管長度: （公式3.59）</p>