重庆大学给水污水综合设计计算书.doc

目录给水处理厂设计- 5 -第一部分 设计说明书- 5 -设计原始资料- 5 -1.1 设计水量- 5 -1.2 给水水源- 5 -1.3 水源水质资料- 5 -1.4 净化水质要求- 5 -1.5 净水厂地形图- 5 -1.6 地质资料- 6 -1.7 建筑材料供应情况- 6 -1.8 混凝剂- 6 -1.9 消毒剂- 6 -1.10 气象资料- 6 -工艺流程的确定- 6 -2.1 常规工艺流程- 6 -2.2 工程采用工艺流程确定- 6 -主要处理构筑物的选择- 7 -3.1 配水井- 7 -3.2 预沉池- 7 -3.3 混合设备- 7 -3.4 絮凝池- 7 -3.5 沉淀池- 8 -3.6 滤池- 8 -净水构筑物的设计计算- 8 -净水厂的平面布置- 9 -水厂高程布置- 10 -水头损失计算表- 10 -第二部分 设计计算书- 11 -1、水厂设计水量- 11 -2、配水井- 11 -2.1 设计参数- 11 -2.2 设计计算- 11 -3、上向流斜管预沉池- 11 -3.1 设计参数- 11 -3.2 设计计算- 11 -3.2.1 清水区的平面尺寸- 12 -3.2.2 水力条件校核- 12 -3.2.3 预沉池的总高度- 12 -3.2.4 穿孔集水槽计算- 12 -3.2.5 集水总渠计算- 13 -3.2.6 进水区- 13 -3.2.7 泥斗计算- 14 -4管式静态混合器- 14 -5、网格絮凝反应池- 15 -5.1 设计参数- 15 -5.2 设计计算- 15 -5.2.1 平面尺寸- 15 -6、上向流斜管沉淀池- 17 -6.1 设计参数- 17 -7、滤池- 20 -7.1 设计参数- 20 -7.2 滤池面积及尺寸- 21 -7.2.2 滤池高度- 21 -7.2.3 配水系统（单格滤池- 21 -8、臭氧接触池- 25 -8.1设计参数- 25 -8.2实际所需臭氧量- 25 -8.3接触装置(接触池)- 26 -8.4臭氧化气流量- 26 -8.5臭氧发生器选型- 26 -9、活性碳吸附池- 26 -9.1设计参数- 26 -9.2滤池面积及尺寸- 27 -9.3滤池高度- 27 -10、清水池- 28 -10.1 设计参数- 28 -10.2 设计计算- 28 -11、二泵站- 28 -12、投药间- 28 -13、加氯间- 29 -14、冲洗废水回收池- 30 -15、高程计算- 30 -15.1 清水池- 30 -15.2 活性炭吸附池清水池- 30 -15.3活性炭吸附池- 31 -15.4活性碳吸附池臭氧接触池- 32 -15.5臭氧接触池- 33 -15.6臭氧接触池滤池- 33 -15.7 滤池- 33 -15.8 沉淀池滤池- 33 -15.9斜管沉淀池- 35 -15.10 网格絮凝池- 35 -15.11预沉池絮凝池- 35 -15.12斜管预沉池- 36 -15.13配水井斜管预沉池- 36 -15.14配水井- 37 -污水处理厂设计- 37 -重庆大学本科学生课程设计任务- 37 -第一部分 设计说明书- 38 -1.1污水处理厂设计规模- 38 -1.2污水处理程度- 2 -1.2.1 设计进水水质指标- 2 -1.2.2 设计出水水质指标- 2 -1.2.3 处理程度- 2 -2、污水处理厂工艺流程比选- 3 -2.1工艺流程方案选择考虑因素- 3 -2.2 不同工艺方案的优缺点比较- 3 -2.2.1 orbal氧化沟- 3 -2.2.2 sbr工艺- 5 -2.2.3 a2o工艺- 5 -2.2.4 三种工艺的比较- 6 -3、处理构筑物比选- 6 -3.1格栅- 6 -3.2 沉砂池- 7 -3.3 奥贝尔氧化沟- 7 -3.4 二沉池- 7 -3.5 污泥泵站- 8 -3.6 接触消毒池- 8 -3.7 重力浓缩池- 9 -3.8 贮泥池- 9 -3.9 脱水机房及脱水机- 9 -4、污水处理厂平面及高程布置- 9 -4.1 污水处理厂的平面布置- 9 -4.1.1 平面布置的特点- 10 -4.1.2 构（建）筑物的布置- 10 -4.1.3 厂区道路布置与绿化- 10 -4.1.4 管线布置- 10 -4.2 污水处理厂的高程布置- 10 -4.2.1 高程布置的特点- 10 -4.2.2 高程布置的方法- 11 -5、主要构筑（建）物一览表- 11 -第二部分 设计计算书- 13 -1、工艺流程与设计流量- 13 -2、处理构筑物计算- 13 -2.1 粗格栅- 14 -2.1.1 设计参数- 14 -2.1.2 设计计算：- 14 -(1)- 14 -(2)- 14 -2.2 污水提升泵- 15 -2.2.1 提升泵的设计流量(按近期流量设计，远期预留泵位)：- 15 -2.2.2 泵的扬程- 16 -2.2.3 泵房尺寸- 16 -2.3 细格栅- 17 -2.3.1 设计参数- 17 -2.3.2 设计计算步骤- 18 -2.4 沉砂池- 19 -2.4.1 设计参数- 19 -2.4.2 沉砂池选型- 19 -2.5 奥贝尔氧化沟的设计计算- 20 -2.5.1设计参数- 20 -2.5.2去除bod计算- 20 -2.5.3脱氮计算- 21 -2.5.4氧化沟总容积及停留时间t- 21 -2.5.5需氧量计算- 22 -2.5.6氧化沟尺寸计算- 23 -2.5.7进出水管用调节堰计算- 23 -2.6 二沉池设计- 24 -2.6.1 已知条件- 24 -2.6.2 设计计算- 24 -2.7 污泥泵站- 25 -2.7.1 剩余污泥加压泵- 25 -2.7.2 内回流加压泵- 25 -2.7.3 泵站尺寸计算- 25 -2.8 接触消毒池- 26 -2.8.1 设计参数- 26 -2.8.2 设计计算- 26 -2.8.3 混合装置- 27 -2.9 重力浓缩池- 27 -2.9.1 设计参数- 27 -2.9.2 设计计算- 27 -2.10 贮泥池- 29 -2.10.1 设计参数- 29 -2.10.2 设计计算- 29 -2.11 脱水机房及脱水机- 29 -3、污水处理厂高程计算- 29 - 给水处理厂设计第一部分 设计说明书 设计原始资料1.1 设计水量设计水厂总供水量：10万吨/天，已建水厂供水规模：6.2万吨/天，新建水厂供水规模：3.8万吨/天。1.2 给水水源设计水厂以南河为供水水源，新增水量以鲤鱼塘水库为水源。根据重庆市开县水利局提供的资料显示，南河全长91km，最枯流量2.19m3/s，洪峰流量达4272 m3/s，流域面积1117.2km2，多年平均年径流总量6.6亿m3，根据重庆市开县疾病预防控制中心对石龙船水厂取水口所作的原水水质分析显示，以类水域水质标准评价：开县水环境全年不考虑大肠菌群时，南河干流开县县城段水质较好；在考虑大肠菌群时，南河干流开县县城段属轻度污染。因此，南河干流开县县城段的水质较好，水量充沛，是较理想的取水水源。1.3 水源水质资料 浑浊度：最高浑浊度4000ntu，含砂量26kg/m3 碱度：5mg/l 总硬度：月平均最高4.0meq/l，月平均最低1.8meq/l ph值：6.97.6 色度：5 大肠菌群指数：38000个/l，细菌总数：12000个/l 水温：月平均最高27.7，月平均最低6.9 嗅和味：微量 铁：1mg/l1.4 净化水质要求生活用水：达到国家生活饮用水水质标准（gb5749-85）无地下水生产用水：无特殊要求1.5 净水厂地形图比例尺1：5001.6 地质资料水厂地质为：砂质粘土，抗压强度1.5 kg/cm2以上，无地下水。1.7 建筑材料供应情况各种建筑材料均可供应。1.8 混凝剂al2(so4) 318h2o，纯度50%，最大投加量40 mg/l。1.9 消毒剂采用液氯，最大加氯量0.52.0 mg/l。1.10 气象资料 最冷月平均气温 5.7 最热月平均气温 34.8 极端温度：最高39.5，最低-3.0 风向：见地形图中风玫瑰图工艺流程的确定2.1 常规工艺流程水厂是给水处理中的主要部分，其任务是通过必要的处理方法，去除水中的悬浮物质，胶体物质，细菌及其它有害成分及杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。常规水处理工艺采用的净水流程一般为：取水配水井混合设备絮凝池沉淀池滤池清水池二泵站用户2.2 工程采用工艺流程确定水处理工艺应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定，本工程水源水质最高浑浊度为400ntu，含砂量26kg/m3,此时为高浊度高含沙量水，因此必须进行预沉。参照所给定原水水质资料和生活饮用水水质标准，采用常规水处理流程加预沉的处理工艺，并设超越管线，当水源水浊度及含沙量较低时，可超越预沉池，进入下一处理构筑物。故拟初定一下工艺流程： 混凝剂配 水 井预 沉 池原 水混合设备絮 凝 池混凝剂 超越管 消毒 用 户二 泵 房清 水 池滤 池沉 淀 池 主要处理构筑物的选择3.1 配水井 配水井设在处理构筑物之前，起缓冲水量，均匀配水的作用，同时可设置固液分离机拦截较大悬浮物。配水井出水设超越管，当原水浊度较低时，不需进行预沉时，超越预沉池。配水井有效水深为3m，超高0.3m，尺寸为：lbh9.0m4.1m3.3m。3.2 预沉池预沉池主要用于去除原水中所含的砂，选用斜管沉淀池。根据“浅池理论”，在沉淀池有效容积一定的情况下，增加沉淀面积，可增加颗粒的去除效率。斜管沉淀池正是利用此理论，其是一种在沉淀池内设置许多直径较小的平行倾斜管(断面为矩形或正六边形）的沉淀池。水流可从上向下或从下向上流动，颗粒则沉于斜管底部，而后自动滑下，沉积于底部被除去。斜管沉淀池增加了沉淀面积，沉淀效率高，池体容积小，相较于平流沉淀池，占地面积小，造价省，经济性突出。因本工程高浊度水出现的时间主要在夏季，因此选择控制的上升流速可取偏高值5mm/s。斜管材料采用无毒聚氯乙烯塑料，断面为正六边形，内径取30mm，尺寸为1000mm1000mm，厚度为0.4mm，安装倾角为=60。本工程采用上向流斜管沉淀池，即水流从下向上流动，出水经集水槽和出水渠流入下一处理构筑物。预沉池进水设进水槽，水流自由跌落入过渡区，再从配水区流入。3.3 混合设备本工程选用管式静态混合器。混合设备的基本要求是药剂与水的混合必须快速均匀。管式静态混合器混合效果好，构造简单，无活动部件，制作安装方便，其主要由数个混合元件组成，将其放入絮凝池进水管即可。水和药剂通过混合器时，被单元体多次分割，改向并形成涡旋，以达到混合的目的。相对于水力混合池和机械搅拌混合池来讲，管式静态混合器可节约占地面积，减少基建费用和运行费用。3.4 絮凝池本工程选用加强型网格絮凝池。絮凝是使脱稳的胶体或者细微悬浮物聚集长大为絮体的过程，絮凝设备的基本要求是，原水与药剂混合后通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。网格絮凝池利用微涡流理论，设计成多格竖井会流式，每个竖井安装若干层网格，各竖井间的隔墙上上下交错开孔，每个竖井中网格数自进水端至出水端逐渐减少。水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成涡旋，造成颗粒碰撞。水流通过竖井之间孔洞流速及过网流速按絮凝规律组建减小。网格絮凝池絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短。与隔板和折板絮凝池相比，其水头损失更小；与机械絮凝池相比，其可节省设备运行费用。其适用条件是水温为4.034，浊度为252500ntu，单池处理水量以12.5万m3/d较合适。根据原水水质，因前设有预沉池，故其适合本工程采用。本工程采用的加强型网格絮凝池，一般设36格，其相较于传统型又具有减小了竖井流速，减少分格数，减少网格层数，缩小网格的孔眼尺寸的优点，从而降低了施工难度，节约材耗。3.5 沉淀池本工程选用斜管沉淀池。斜管沉淀池相对于其他沉淀池具有停留时间短，沉淀效率高，占地省等特点。沉淀池内斜管材料仍采用无毒聚氯乙烯塑料，断面为正六边形，内径取30mm，尺寸为1000mm1000mm，厚度为0.4mm，安装倾角为=60。本工程采用上向流斜管沉淀池，即水流从下向上流动，出水经集水槽和出水渠流入下一处理构筑物。絮凝池与沉淀池之间设宽度为2.5m的过渡区，以保证水流稳定和配水均匀。3.6 滤池 本工程选用普通快滤池，采用单层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲。普通快滤池具有运转效果好，冲洗效果可得到保证，采用大阻力配水系统，配水均匀性好，适用于各种规模水厂等优点。净水构筑物的设计计算 根据所选定的净水流程和构筑物形式，分别对净水构筑物进行设计计算。根据处理水量及所确定的设计数据，计算出各构筑物的尺寸，绘出单线草图，用于设计计算的数据主要来自各种设计参考资料（设计手册、教材、规范、试验报告及经验总结等），并按当地实际运行的同类水厂的经验数据进行调整，各构筑物的计算方法详见教材及有关手册。详细设计计算过程参见第二部分（设计计算书）。净水厂的平面布置根据各单项构筑物的尺寸进行净水厂的平面布置，布置时先在地形图上进行试布以确定较为合理的平面布置形式。平面布置要求紧凑，且要保证有一定的施工或交通间隙和留有余地。各构筑物的位置应考虑施工时挖填土方量小，而且挖填方基本平衡。各构筑物间应适当考虑设超越管线或附属构筑物的可能。总之，净水厂内各构筑物必须因地制宜，布置紧凑，节约造价，便于维护管理，做到流程简短，连接管最短，并符合从水源到用户的总方向上进行布置的原则。平面布置时，将絮凝反应池与斜管沉淀池合建，滤池靠近沉淀池布置，并在滤池附近留出堆砂和翻砂的场地，清水池放置在了地形较低的地方，并埋入地下，上留覆土0.7m。将二泵房卡进清水池布置。加药间和加氯间分别放在靠近絮凝池和滤池的地方。药剂仓库面积按15-30天最大药剂量计算。加氯间和滤库设在水厂主导风向的下风向。水厂生产辅助建筑物如化验室、修理车间、器材仓库、值班室、车库等，面积参考设计规范和手册采用。其中，生产管理用房、行政办公用房和化验室合建为综合楼，三者面积分别为210 m2、160 m2、110 m2，共计480 m2，设三层楼，平面面积即为160 m2，平面尺寸约为15 m12 m，设在水厂大门附近；机修间面积为150，平面尺寸为15 m10 m，设在二泵房旁边；仓库面积为108 m2，平面尺寸为14.4 m7.5m；堆场设在滤池旁，根据全部滤料总重10%考虑，采用平均堆高1m，得到其平面面积为20 m2；值班宿舍住宿按员工总人数的50%考虑，每人4m2，员工人数为25人，故知把宿舍面积为50 m2；食堂按最大班人数每人2.2计算，面积为50 m2，与宿舍相邻建设；采用露天停车场，面积按4t卡车、2t卡车、吉普车各一辆考虑，面积为72 m2，传达室面积为20 m2，设在水厂大门处。水厂内的管线有生产管线（包括超越管）、排水管线、生产消防管线、加药加氯管等，各管线管径格局计算确定。其中自用水管供应生活用水建筑、加氯间、滤池反冲洗用水、以及供应消防用水。厂内道路通向一般建筑物，设人行道，采用碎石、炉渣、绘图路面。通向仓库、修理车间、堆砂场、泵房时，设车行道，宽度采用4.0m，转弯半径6m，纵坡不大于3%m,采用沥青混凝土路面。水厂设置围墙，厂内考虑充分绿化，设有树木和草地。平面布置详见图纸。水厂高程布置 在水处理工艺流程中，各构筑物间水流应尽量保持用重力流。 本工程设计同样使构筑物间水流为重力流形式，各净水构筑物的标高结合地形图上地形坡度确定，根据各构筑物间连接管道和构筑物内的水头损失计算确定高程。净水构筑物间连接管道断面由设计手册要求的流速范围计算确定，并适当考虑水量发展，留有发展余地。连接管线水头损失根据水力学公式计算确定，估算时采用手册所列的数据范围之间取值。 高程具体计算详见设计计算书，高程布置详见图纸。水头损失计算表相连构筑物管径（mm）流速（mm/s）构筑物内部水损（m）构筑物间水损（m）配水井0.14配水井预沉池dn6001.080.199预沉池0.1预沉池混合器dn6001.080.298管式静态混合器dn4001.220.47混合器絮凝池dn4500.860.300网格絮凝池0.4絮凝池沉淀池0.15斜管沉淀池0.05沉淀池滤池dn7000.80.232dn4500.770.232普通快滤池2滤池清水池dn6000.50第二部分 设计计算书1、 水厂设计水量 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计算，城镇自用水量一般采用供水量的5%10%。 新建水厂供水规模：q0=38000 m3/d 水厂自用水量取5%，故其总水量：q=38000（1+5%）=39900 m3/d=1662.5m3/h =0.4618 m3/s2、 配水井2.1 设计参数停留时间：t=3min；配水井水深：h2=3m；配水井超高：h1=0.3m；出水槽跌落高度：h0=0.05m.2.2 设计计算配水井容积：v=qt=0.4618360=83 m3配水井面积： a=l*b=q/h2=83/3=27.7m2配水井尺寸：lb= 7.5 m *3.4（3.7） m配水井总高度：h= h1+ h2=0.3+3=3.3m溢流堰上水头：由得，3、 上向流斜管预沉池3.1 设计参数 水厂总水量为3.99万m3/d，建2个斜管预沉池单个预沉池设计流量：q0.4618/2 m3/s0.2309m3/s；清水区上升流速：v上5mm/s；颗粒沉降速度：u=0.5 mm/s；采用断面为正六边形的蜂窝状斜管，材料为无毒聚氯乙烯，30mm，l1000 mm，60.3.2 设计计算3.2.1 清水区的平面尺寸每个预沉池清水区净表面积：；f=0.2309*1000/5=46.18 m2每个预沉池清水区平面尺寸：lb=7.4m6.3m；为了配水均匀，进水区布置在7.4m长的一侧，短边扣除无效长度0.5m，且考虑斜管结构系数1.03，则预沉池实际沉淀面积：f=7.4（6.3-0.5）/1.0341.67m2；预沉池清水区实际上升流速：v上q/f=0.2309/41.67=5.60 mm/s预沉池实际表面负荷：q=q=q/f=1531.25/2/(7.45.8)=17.84斜管沉淀池表面负荷为7.211.0 ，斜管预沉池表面负荷可采用其值的2倍，即14.422.0，故设计计算结果满足要求。3.2.2 水力条件校核 水力半径：r=d/4=30/4=7.5mm 温度t=20时，运动粘性系数=0.01cm2/s 雷诺数：re=42500（斜管沉淀池的re要求小于500） 弗劳德数：fr=4.2610-4（斜管沉淀池fr在10-310-4之间，满足要求）3.2.3 预沉池的总高度超高：h0=0.3m； 清水区高度：h1=1.2m；斜管区高度：h2=1000sin60=0.87m；布水区高度：h3=1.5m；泥斗高度：h4=1.23m；因此，预沉池总高度为：hh0h1h2h3h4= 0.31.20.871.51.235.1m3.2.4 穿孔集水槽计算采用穿孔集水槽集水，清水经进水孔淹没出流进入集水槽中，每个预沉池沿长边方向设有5条集水槽。集水槽间距： l0=7.4/5=1.48m每个集水槽流量：q=0.2309/5=0.04618m3/s集水槽宽度：b0.9（q）0.40.9（1.20.04618）0.40.279m，取0.28m 集水槽水深：起点 h1=0.750.28=0.21m; 终点 h2=1.250.28=0.35m为了施工方便，采用平底集水槽，从安全角度考虑，取集水槽水深h20.35m，集水槽进水跌落高度取h30.05m， 进水孔淹没深度取h40.07m，集水槽超高取h00.07m。集水槽总高度：hh2+ h3 +h4 +h0 =0.35+0.05+0.07+0.07=0.54m孔眼计算：集水槽孔口淹没出流，出流水头为h40.07m，超载系数=1.2，流量系数=0.62 。每条集水槽所需孔眼面积： m2孔径d取25mm，每孔面积：0.0005 m2每条集水槽孔眼总数 个，取n=146个n=f/a=0.07019/0.0005=140.38,取140个集水槽两侧开孔，每侧开孔数为70个。集水槽上孔距： l=6300/70=90mm3.2.5 集水总渠计算 集水总渠宽度：bn0.9（q）0.40.9（1.20.2309）0.40.54m 集水总渠起端水流断面假定为矩形，渠内水深为0.52m，考虑集水槽水流进入集水总渠时自由跌落，跌落高度取0.1m，同时考虑集水总渠顶与集水槽顶相平，则集水总渠总高度为： h=0.52+0.1+0.54=1.16m3.2.6 进水区 进水过渡区宽度取b1=3m，进水渠采用断面形式同出水集水总渠，渠顶与预沉池相平。3.2.7 泥斗计算采用重力式斗底排泥，设排泥底阀。沿斜管预沉池长边方向布置5个泥斗(包含进水过渡区)，沿短边布置3个泥斗，共设泥斗9个。集泥渠平行于沉淀池短边布置。 集泥渠长取5m，断面尺寸：bh=0.3m0.3m泥斗斗底宽度取a=0.4m，上口平面尺寸为验算斗底坡度：斗底坡度在55 59之间，排泥顺畅。 4管式静态混合器共设有4个管式静态混合器，分设置在每个絮凝池进水管道上。每个管式静态混合器设3段混合单元，管内流速控制在v=1.0m/s左右。 管式静态混合器流量：q=0.4618/4=0.1545 m3/s 管式静态混合器管径：d=，取d=400mm,l=1.5m. 管式静态混合器水损：h=0.1184n（q2/d4.4）=0.11843（0.10632/0.44.4）=0.15m0.5m 加药管管径：d=0.1d=0.1400=40mm5、网格絮凝反应池 5.1 设计参数采用加强型网格絮凝反应池，共设4个；单个反应池设计流量：q=0.2309/2= 0.1063m3/s；絮凝时间：t10min；每个反应池有6格竖井，各格竖井之间隔墙上过水孔上下交错排列，过孔流速分别为：前段0.30.2 m/s，中段0.20.15 m/s，末段0.140.1 m/s；竖井流速：0.020.10 m/s；过网流速：0.05035m/s.5.2 设计计算5.2.1 平面尺寸 单个反应池容积：vqt0.1154106069.24m3反应池有效水深：h23.6 m（考虑与斜管沉淀池合建）单个反应池总面积：f m2每个反应池分6格，每格面积：f m2单格平面尺寸：lb=1.801.80m单个反应池平面尺寸：lb=5.46m3.56m5.2.2 反应池的总高度hhh1h2 h3h1排泥斗高度，取1.1m；h2池中有效水深，取3.6m；h3保护高，取0.3m；h1.13.6+0.35 m根据泥斗尺寸验算斗底坡度：泥斗底部宽度：a10.4m，上口宽度：a21.72m，排泥顺畅。5.2.3 网格的网孔尺寸和过网流速每个反应池有6个竖井，每个竖井中安装4层网格。在反应池中，水流经过4个竖井，各竖井中网格的网孔尺寸和过网流速如下：反应池的格竖井中：水流空塔流速v空：v空第格竖井中网格的网孔尺寸 30mm30 mm， 网孔面积占网格总面积的比例系数k1：k1=第格网格的过网流速：v孔1v孔1= ；第格竖井中网格的网孔尺寸 40 mm40 mm，网孔面积占网格总面积的比例系数k2：k2=第格网格的过网流速：v孔2=；反应池的格竖井中：水流空塔流速v空：v空第格竖井中的网格的网孔尺寸40mm40mm，其构造与第格竖井中的网格相同。网孔面积占网格总面积的比例系数k3：k3k2=第格网格的过网流速v孔3：v孔3=第格竖井中的网格的网孔尺寸40mm40mm，网孔面积占网格总面积的比例系数k4：k4=第格网格的过网流速v孔4： v孔4=竖井隔墙过孔尺寸计算： 1-2：v=0.3m/s q=0.1063 m3/s l=1.72m a=q/v=0.1155/0.3=0.385m2 孔口高h=a/l=0.385/1.72=0.22m （设在1/4h3/4h处） 2-3（2-5）：v=0.2m/s q=0.1155 /2=0.05775m3/s l=1.72m a=q/v=0.05775/0.2=0.289 m2 孔口高h=a/l=0.289/1.72=0.16m （设在1/4h3/4h处）3-4（3-6）：v=0.15m/s q=0.1155 /2=0.05775m3/s l=1.72m a=q/v=0.05775/0.15=0.385 m2 孔口高h=a/l=0.385/1.72=0.22m （设在1/4h3/4h处）4-出口（6-出口）：v=0.1m/s q=0.1155 /2=0.05775 m3/s l=1.72m a=q/v=0.05775 /0.1=0.578m2 孔口高h=a/l=0.578/1.72=0.34m （设在1/4h3/4h处）6、上向流斜管沉淀池6.1 设计参数 水厂总水量为4万m3/d，建2个斜管沉淀池单个沉淀池设计流量：q0.4618/2 m3/s0.2309m3/s；清水区上升流速：v上2.5mm/s；颗粒沉降速度：u=0.35 mm/s；采用断面为正六边形的蜂窝状斜管，材料为无毒聚氯乙烯，30mm，l1000 mm，60.6.2 设计计算6.2.1 清水区的平面尺寸每个沉淀清水区表面积：f m2；每个沉淀池清水区平面尺寸：lb=11.32m8.1m；为了配水均匀，进水区布置在11.32m长的一侧，短边扣除无效长度0.5m，且考虑斜管结构系数1.03，则沉淀池实际沉淀面积：f=11.32（8.1-0.5）/1.0383.53m2；沉淀池清水区实际上升流速：v上mm/s沉淀池实际表面负荷：q=斜管沉淀池表面负荷为59，故设计计算结果满足要求。6.2.2 水力条件校核 水力半径：r=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm 温度t=20时，运动粘性系数=0.01cm2/s 雷诺数：re=500（斜管沉淀池的re要求小于500） 弗劳德数：fr=1.02810-4（斜管沉淀池fr在10-310-4之间，满足要求）6.2.3 沉淀池的总高度超高：h0=0.3m；清水区高度：h1=1.2m；斜管区高度：h2=1000sin60=0.87m；布水区高度：h3=1.5m；泥斗高度：h4=1.35m；因此，沉淀池总高度为：hh0h1h2h3h4= 0.31.20.871.51.35.22m6.2.4 穿孔集水槽计算采用穿孔集水槽集水，清水经进水孔淹没出流进入集水槽中，每个沉淀池沿长边方向设有7条集水槽。集水槽间距：=1.62m每个集水槽流量：q= 集水槽宽度：b0.9（q）0.40.9（1.20.0329）0.40.24m集水槽水深：起点 h1=0.750.24=0.18m; 终点 h2=1.250.24=0.3m为了施工方便，采用平底集水槽，从安全角度考虑，取集水槽水深h20.3m，集水槽进水跌落高度取h30.05m，进水孔淹没深度取h40.07m，集水槽超高取h00.07m。集水槽总高度：hh2+ h3 +h4 +h0 =0.3+0.05+0.07+0.07=0.49m孔眼计算：集水槽孔口淹没出流，出流水头为h40.07m，超载系数=1.2，流量系数=0.62 。每条集水槽所需孔眼面积： m2孔径d取25mm，每孔面积：0.0005 m2每条集水槽孔眼总数 个，取n=108个集水槽两侧开孔，每侧开孔数为54个。集水槽上孔距：6.2.5 集水总渠计算 集水总渠宽度：bn0.9（q）0.40.9（1.20.2309）0.40.54m 集水总渠起端水流断面假定为矩形，渠内水深为0.52m，考虑集水槽水流进入集水总渠时自由跌落，跌落高度取0.1m，同时考虑集水总渠顶与集水槽顶相平，则集水总渠总高度为： h=0.52+0.1+0.49=1.11m6.2.6 进水区 为使沉淀池配水均匀稳定，进水过渡完全区宽度取b1=3m。 6.2.7 泥斗计算采用重力式斗底排泥，设排泥底阀。沿斜管预沉池长边方向布置4个泥斗，沿短边布置4个泥斗，共设泥斗16个。集泥渠平行于沉淀池短边布置。 集泥渠长取11.5m，断面尺寸：bh=0.3m0.3m泥斗斗底宽度取a=0.4m，上口平面尺寸为验算斗底坡度：斗底坡度在50 55之间，排泥顺畅。7、滤池 本工程选用普通快滤池，采用单层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲。普通快滤池具有运转效果好，冲洗效果可得到保证，采用大阻力配水系统，配水均匀性好，适用于各种规模水厂等优点。7.1 设计参数单层石英砂滤料，密度s=2.65t/ m3，滤料膨胀前孔隙率m0=0.41；设计流量：q1630.83m3/h0.453m3/s；设计滤速： v810m/h，取10 m/h；冲洗强度：1215lm2s，取14 lm2s；冲洗时间：t6min；冲洗周期：t=12h；工作时间；t=24h.7.2 滤池面积及尺寸滤池实际工作时间t024（0.1）23.8（h）（注：式中只考虑反冲洗时间，未考虑初滤水的排放时间）；滤池面积：采用滤池格数：n4，单行排列布置；单格滤池面积：采用滤池长宽比：，规范要求： 1.25:11.5:1；每格滤池尺寸：l=7.86m，b5.24m；复核：每格滤池实际过滤面积：bl7.865.2441.18m2；滤池实际的正常滤速： 校核强制滤速： 满足在1014m/h范围内7.2.2 滤池高度承托层高度：h1=0.5m（d10d32的支承层顶面应高于配水系统孔眼100mm）；滤料层高度：h2=0.7m；砂面以上水深：h3= 1.90m；超高：h4=0.3m；滤池总高度：hh1h2h3h4= 3.4m；7.2.3 配水系统（单格滤池） 配水干管计算：干管起端流量：14 lm2s39.015 m2546.21m3/s采用干管管径：dg800mm（干管应埋入池底，顶部开孔接配水支管）干管起端流速：vgm/s 配水支管计算：采用支管中心间距：aj0.25m每格滤池支管数：nj根每根支管入口流量：采用支管管径：dj80mm支管始端流速：vj=1.75m/s（支管始端流速1.5 m/s2.0 m/s）支管长度：m 支管孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比：k=0.25%（0.2%0.25%）孔眼总面积：fkkf=0.25%39.0150.0975m297500mm2孔眼直径：dk10mm（9mm12mm）每个孔眼面积：fk孔眼总数：个，每根支管孔眼数：个支管上孔眼设两排，与中垂线成45夹角，向下交错排列每排孔眼中心距：孔眼平均流速：5.6m/s（在5 m/s6 m/s之间，满足要求） 复核配水系统：支管长度与直径之比60：孔眼总面积与支管总横截面积之比0.5：干管横截面积与支管横截面积之比为1.752.0：孔眼中心距应0.2m：ak0.2m；7.2.4 洗砂排水槽洗砂排水槽中心距：a01.7m（要求1.5m2.1m）排水槽条数：n0=3根排水槽长度：每根排水槽流量：排水槽采用三角形标准断面，槽底厚度采用0.05m，槽中流速采用v0=0.7m/s横断面尺寸模数： 排水槽高度为：h=2.5+0.072.50.230.05+0.070.695 m槽宽：b=2x=20.23=0.46m，取b=0.5m；砂层最大膨胀率e45%，砂层厚度h20.70m排除冲洗水时，槽内水深：h0=m洗砂排水槽顶距砂面厚度： heeh2+2.5+0.070.450.702.50.230.05+0.071.01m洗砂排水槽总平面面积：20.237.65310.557m2；复核：洗砂排水槽总平面面积与滤池面积之比一般25%：集水槽计算：集水槽采用矩形断面，取渠宽b=0.75m排水槽底高出集水槽底的高度：+0.2=0.89 +0.2=1.09m排水槽底距集水槽起端水面的高度不小于0.050.20m，取0.20m。集水槽水深为0.82m.。集水槽顶与排水槽顶相平，故槽高为：h=1.09+0.62=1.71m。7.2.5 滤池各种管渠计算 滤池设进水渠、反冲洗水管、冲洗废水集水渠和清水管。反冲洗水管、冲洗废水集水渠和清水管设在管廊内。1 进水单个滤池进水总流量：q138000/(244) =395.83 (m3/h9)0.110m3/s每个滤池进水管管径采用d2400mm，管中流速v20.84m/s进水渠渠宽b40.75m，渠顶与滤池池顶相平，溢流进水。2 冲洗水冲洗水流量：q21439.015546.21l/s=0.5462m3/s冲洗水管管径采用d2=600mm，管中流速v2=1.93m/s3 清水单个滤池清水总流量：q3=q1=0.110m3/s清水管管径采用d3=400mm，则v3=0.84m/s 排水排水流量：q4=q3=0.54623/s冲洗水管管径采用d4=800mm，管中流速v4=1.09m/s排水渠断面：渠宽b40.8m，水深h=0.7m，渠中流速v5=0.98m/s。7.2.6 反冲洗水泵计算水泵所需的供水量:q1439.015546.2l/s清水池至滤池间冲洗管道中的总水头损失：h11.0m 滤池配水系统的水头损失： h2=2.04m 承托层的水头损失：h30.022hq=0.0220.514=0.15m滤料层水头损失：h4（s/-1）（1-m0）l0=（2.65/1-1）（1-0.41）0.7=0.68m水泵所需扬程h=h0+h1+h2+h3+h4+h5h0排水槽顶与清水池最低水位之差，h0= 5.4m；h1从清水池至滤池间冲洗管道中的总水头损 失；h2滤池配水系统的水头损失；h3承托层的水头损失； h4滤料层水头损失；h5富裕水头损失，取1.5m； 则h=5.4+1.0 +3.2+0.13+0.68+1.5=11.91m；设冲洗水泵两台，一用一备。水泵型号为24sh-28a，其特性为：q=3420m3/h,h=13.0m, 配备y450-4型电动机，功率n=280kw，电压v=10kv。在清水池和滤池附近设反冲洗泵房，水泵竖向并排排列布置，泵房平面尺寸为：lb7.2m5.4m。8、臭氧接触池8.1设计参数选用3段接触池，第一段接触室的接触时间宜为2min，第二段接触时间为4min，第三段接触时间为4min。总接触时间为12min，在 615min 之间。采用2组臭氧接触池，每组接触池流量q=815.42m3/h=0.226）m3/s臭氧投加量a=1mg/l，第一段占50%，第二、三段各占25%臭氧气浓度y=20g/l池内水面与池顶一般在0.50.7m，取0.6m8.2实际所需臭氧量第一段：d1=1.06aq=1.060.00150%815.42=0.4322kgo3/h第二、三段：d2=1.06aq=1.060.00125%815.42=0.216kgo3/h总需臭氧量d=2(d1+2d2)= 1.7284 kgo3/h臭氧发生器的工作压力：h=h1+h2+h3h1是接触池的设计有效水深，h1=6mh2是布水原件的水头损失，查设计手册可取h2=0.02mh3是臭氧化输送管道水头损失，管道采用双管，管径选用dn15，h3=0.5mh=6+0.02+0.5=6.52m8.3接触装置(接触池)第一段接触池体积：v1=qt/60=815.422/60=27.18m3接触池的设计有效水深宜采用 5.56（6.5）m，取h=6.4m第一段接触池面积：a1= v1/h=4.25m2规范要求布气区的深度与长度之比宜大于 4，取长度l=1.2m，h/l= 6.4/1.2=5.34则，接触池宽度b=a1/l=4.25/1.2=3.54m进水区取1m，集水区取1m，池内总高为6.4+0.6=7.0m(0.6m为超高) 则，单组接触池尺寸为hbl= 7.03.541.28.4臭氧化气流量q气1=1000d/y=10001.623/20=81.15m3/h折算成发生器工作状态(t=20，p=0.08mpa)的臭氧化气流量q气2=0.614 q气1=49.826m3/h8.5臭氧发生器选型 由于臭氧发生器的工作压力：h=6.52m总需臭氧量d=2(d1+2d2)= 1.6236 kgo3/h选择卧管式臭氧发生器，型号xy450，选择两台，一用一备臭氧发生间尺寸为9.55.56.0m9、活性碳吸附池9.1设计参数采用重力式固定床，池型采用普通快滤池，碳层厚度h=2.0m，活性炭填充密度=0.5t/m3设计流量：q1630.83m3/h0.453m3/s；设计滤速： v820m/h，取10 m/h；冲洗强度： 1113lm2s，取13 lm2s；冲洗时间： 812min，取t10min；冲洗周期：t=36d，取4d；工作时间；t=24h.9.2滤池面积及尺寸滤池实际工作时间t024（0.1）23.8（h）（注：式中只考虑反冲洗时间，未考虑初滤水的排放时间）；滤池面积： 采用滤池格数：n4，单行排列布置；单格滤池面积：；采用滤池长宽比：，规范要求： 1.25:11.5:1；每格滤池尺寸：l=7.85，b5.23m；复核：每格滤池实际过滤面积：bl7.855.2341.056m2；滤池实际的正常滤速：校核强制滤速：满足在1014m/h范围内9.3滤池高度承托层高度：h1=0.5m（d10d