给水课程设计计算书.doc

工 程 学 （上） 课 程 设 计 计 算 书 班级：给082 姓名：汪永彪 学校：3080671044指导老师：何剑 设计日期：2012.2.7 目录1. 设计简介.42. 设计目的.43. 设计要求.44. 原始资料.5 4.1原水水质情况.5 4.2水文地质及气象资料.5 4.3城市用水资料.54.4设计内容.65.给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择.7 5.1 给水处理流程选择.76.水厂处理水量计算.87.水处理构筑物设计.8 7.1混合设备设计计算.8 7.2混凝设备设计计算.9 7.3沉淀池设计计算.11 7.4过滤设备设计计算.13 7.5消毒设备设计计算.18 7.6投药设备设计计算.18 7.7清水池设计计算.208.水厂高程设计计算.219.参考资料.23 1.设计简介 本设计目的为为某地设计自来水处理厂及水处理工艺的设计，构筑物的计算。水厂原水符合国家地面水水源I级标准，处理后水水质要求符合饮用水标准。以高效、节能、优质的原则设计水处理原则，设计水厂工艺流程采用混凝、沉淀、过滤、消毒。混凝采用往复式隔板絮凝池，沉淀采用斜管沉淀池，过滤采用V型滤池，消毒采用氯气消毒。还设有加药间、加氯间、机修间、宿舍、中控室。M The design for the purpose of tap water and water treatment plant somewhere design process design, the calculation of structures. Water raw water conform to the state of surface water water level I standard, the water quality treatment requirements standards for drinking water. With high efficiency, energy saving, high quality principle of design water treatment principle, design process the waterworks coagulation, precipitation, filtration, disinfection. Coagulation using reciprocating clapboard flocculation pool, the precipitation inclined pipe and sediment basins, filter using V type ponds, disinfection disinfection by chlorine. Also has dosing, between chlorine was added, between shop, dormitory, central control room2设计目的通过净水厂课程设计，巩固学习成果，加深对给水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师指导下，基本能独立完成一个给水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。3. 设计要求学生应在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，主要包括绘制一定数量的技术工程设计图纸、编写出符合要求的设计计算说明书。教师应先介绍设计方法，安排设计进度表，学生以独立完成为主，教师每天定时答疑，共性问题集中讲解。学生在课程设计工作中，应能综合运用净水工程的基本理论、基本知识和基本技能，去分析和解决给水处理工程中的实际问题。学生应学会依据课程设计任务，进行资料调研、收集、加工与整理，能够正确运用工具书；培养学生掌握给水工程设计程序、方法和技术规范，提高给水工程设计计算、图表绘制、设计计算说明书编写的能力。设计说明书可手写，也可打印。设计图纸能清楚表达设计意图，全面体现构筑物的结构及定位，表达规范。通过课程设计，应使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风，能遵守纪律，善于与他人合作和敬业精神，树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点。4原始资料 4.1原水水质情况序号名称最高数平均数备注1色度42122PH值7.67.13浊度8202004DO溶解氧11.56.225BOD2.11.36COD4.42.57其余均符合国家地面水水源I级标准 4.2水文地质及气象资料（1）河流水文特征 最高水位-1m，最低水位-3m，常年水位-2m（2）气象资料 历年平均气温：15，年最高平均气温：30，年最低平均气温：0。年平均降水量：1200mm，年最高降水量：1800mm，年最低降水量：900mm。 常年风向：东南风，频率：12。 历年最大冻土深度：20cm。（3） 地质资料 第一层：回填、松土层，承载力8kg/cm，深11.5m； 第二层：粘土层，承载力10kg/cm，深34m； 第三层：粉土层，承载力8kg/cm，深34m； 地下水位平均在粘土层下0.5m。（4） 平均地面标高：6.0m4.3城市用水资料设计用水量；人口17.2万，工厂A用水量1.4万/d,工厂B用水1.4万/d,工厂C用水2.2万/d。（人均用水量标准（最高日）为220L/cap.d，最大日变化系数为1.8，浇洒道路、消防用水及其余一般工业用水占生活用水200, 第三产业用水占生活用水90, 未预见用水及漏水系数取20%,水厂自用水系数取5%）进行计算。水厂出水水压为4055m。 4.4 设计内容（1）计算设计水量、根据水质、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程。 （2）拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数； （3）选择各构筑物的形式 和数目，初步进行水厂的平面布置和高程布置。在此基础上确定构筑物的形式、有关尺寸安装位置等； （4）进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性，并符合建筑模数的要求； （5）根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物间连接管道、检查井的位置； （6）水厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物的布置，厂区道路、绿化等总体布置； （7）绘制本设计任务书中指定的水厂平面、高程布置图，单体构筑物平剖面图； （8）写出设计计算说明5.给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 5.1 给水处理流程选择 根据水质及其特点以及类似水厂水处理效果比较，技术论证确定本设计的水处理流程为：原水一级泵房水泵静态混合器往复式隔板絮凝池斜管沉淀池V型滤池清水池二级泵房用户设计混凝设备时，根据国内一些水厂的相关类比调查，、本着使混凝剂不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响和净水效果好，适应性强，使用方便，货源可靠和价格较低的原则，选用碱式氯化铝。6.水厂处理水量计算 6.1生活用水量计算 =17.2=3.73 6.2 工厂用水 6.3 浇洒道路，消防用水及其与一般工业用水 6.4设计水量 水厂设计两座水处理构筑物，每座构筑物的处理水量为；7.水处理构筑物设计 厂内主要的水处理构筑物有隔板絮凝池，协管沉淀池，V型滤池、清水池。 7.1 混合设备设计计算 混合设备采用静态管式混合器如图1所示，水厂自用水量取5%则设计流量， 取混合器抗节数n=3,混合时间3s，则水头损失 图1 管式静态混合器7.2絮凝设备的设计算 絮凝池采用往复式隔板絮凝池，如图2所示。根据原水水质和水厂布置取絮凝时间；t=25min，平均水深；2.5m，水厂自用水为设计水量的5%，分设两格。取宽度14m则； 设计水量； 絮凝池容积； 净平面面积； 絮凝池长度； 各挡流廊道宽度；廊道内流速分为5档，。转弯处流速等于廊道流速的1/1.51/1.2，则各档流速，宽为。 取 取 取 取 取 廊道条数；诺取每一档流速廊道条数相同，即每一档流速水流在絮凝池中停留时间逐渐增加，则廊道条数为。 取每一档流速为6条，共30条，水流转弯次数29次，絮凝池隔板间距离和为 廊道长度； 其中廊道宽1.50m流速为0.19的最后廊道通过穿孔墙，则实际廊道宽度为 一般水泥板或水泥抹面渠道水力粗糙系数n=0.013。取20时水的动力粘度系数u=各档流速水头损失及速度梯度见表1 表1各档流速水头损失及速度梯度段数转弯次数直流段长度廊道宽度水力半径流速系数廊道流速转弯处流速水头损失停留时间速度梯度 m L/ma/mR/mC/(m0.5/s)u/(m0.5/s)u/(m0.5/s)h/mT/sG/s-11.00 6.00 84.00 0.60 0.27 61.76 0.49 0.36 0.14 172.84 62.65 2.00 6.00 84.00 0.75 0.33 63.82 0.39 0.29 0.09 215.94 44.13 3.00 6.00 84.00 1.00 0.42 66.48 0.29 0.22 0.05 287.67 28.25 4.00 6.00 84.00 1.20 0.48 68.16 0.24 0.18 0.03 345.68 21.29 5.00 5.00 70.00 1.50 0.58 70.18 0.11 0.08 0.01 636.36 6.44 h=0.31 1658.49 32.55 图2往复式隔板絮凝池7.3 沉淀池设计计算 沉淀池采用斜管沉淀池，根据原水水质和出水要求取表面负荷,清水区上升流速即为，斜管采用厚0.4mm的塑料板热压成正六边形管，内切圆半径40mm,斜管长1000mm，水平倾角。 （1），设计与计算； 清水区面积；，分设四座沉淀池，则每座沉淀池表面积为； 斜管沉淀池平面尺寸，如图3所示，在14m的一边上除去无效长度。并考虑斜管构造系数1.3，则净出口面积为； 斜管出口上升流速； 斜管内周向流速； 去清水区高度1.20m，超高0.30m，斜管区高；，取配水区高度1.50m.下部孔排泥管槽高0.80m。 斜管沉淀池高度； （2）复核 雷诺数。 水力半径； 水温20 时水的运动粘度故 弗劳德数； 斜管中沉淀时间； 图3 斜管沉淀池7.4滤池设计计算 虑池采用V型滤池，根据原水水质和出水要求设计滤池虑速，滤池工作周期24h,后冲洗强度6.表面扫洗强度，当一格检修一格冲洗时，其他n格的强制虑速不大于10m/h。设计流量（1） 尺寸设计 单池格数和平面尺寸假定该滤池分为n格，出水阀门自动调节，保持等水头等速过滤运行，当1格检修1格冲洗时，该两格滤池原来的过滤的水量扣除表面自洗水量后平均分配到其他个格滤池，增加进水量的滤池虑速应小于10m/h，则有。 得设计一组分为8格双单元滤池，对应双排布置，中间为管廊。单池流量；设计流速； 则单池过滤面积取单池平面尺寸为；正常虑速为；当一格检修一格反冲洗时其余各格强制虑速为； （2）滤池反冲洗 反冲洗时8格单池中只有一格处于冲洗状态，所以水冲洗系统和气冲洗系统按照单层粗砂级配滤池表面扫洗时单池冲洗所需的水量，气量计算； 冲洗强度和冲洗时间 a.单独气冲洗时；气冲强度 历时 b.汽水同时反冲洗；气冲强度 水冲强度 历时 c.单独水冲洗；水洗强度 历时 d.表面扫洗；水冲洗强度 历时 冲洗流量a. 空气流量；b. 反冲洗水量；c. 表面扫洗水量从单格滤池两单元的V型扫洗槽内进入，每条V形槽扫洗进水量；冲洗设备；冲洗水泵选用两台250TLW-4OOI，设于管廊之内，从中央出水渠取水，冲洗水泵参数如下，鼓风机选用BE250两台，一用一备，风机出口压力0.039Mpa,流量转速1300r/min轴功率48.6KW。冲洗管道；供气管管径；DN300mm流速；9.67m/s冲洗水管管径；DN400mm流速；2.58m/s清水出水管径；DN400mm强制过滤时流速；1.45m/s.。（3） 进水系统在滤池两端分别各设置一条进水渠道，该进水渠道不设溢流堰，溢流管。进水渠进水流量；进水总渠宽取；1.2m。有效水深；1.30m。起端流速；0.35m/s。从进水渠正常进入单元格滤池进入流量；强制过滤时进入单元格滤池进入流量；进水管流速取1.2m/s，从进水渠道过主要进水孔进入每格滤池的短管，阀门直径，取如采用方形进水闸板，取过孔流速等于10m/s，则闸板面积取闸孔板400400mm方孔一个，表面扫洗流量，进水管流速取1.0m/s。通过次要进水孔进入每格滤池的短管，阀门直径为； 选用600mm短管手动阀门一台。（4） V形槽设计 取V形槽滤池中排水渠渠顶标高2.00m,取扫洗孔平均断面的过孔流速u=2.0m/s，冲洗时V型槽内水深为； v是孔口流量系数，取v=0.97则； 槽高。槽宽取x=0.40m,取扫洗宽孔径d=30mm.单孔流量设扫洗扫洗孔间距为a，沿长度L方向共开L/a个扫洗空根据扫洗水强度1.5，计算 去扫洗孔 d30100mm 在冲洗时滤池内睡眠高于中央排水渠渠顶h1值，按薄壁堰流计算，单宽流量，其中Q为水冲流量与表面扫洗流量之和。 取V形槽扫洗孔低于冲洗时滤池最高水位0.10m，则 V形槽槽内低高=2.00+0.071-0.10-0.15=1.96m(5) .配水配气系统滤头选用带滤帽的长柄滤头，在滤板上按行列形式布置滤头，在范围，每行布置8个，每列布置7个为56。配水配气总渠。在反冲洗时配水配气的干渠的水量。配水渠配水孔出口流速取0.70m/s,配水孔口面积，单个方孔尺寸为，则方孔数为；，取58个，配水干渠每面取29个，中心间距；，按照100mm100mm400mm设置配水孔。配气孔置于配水孔上方，配水配气干渠每侧20个，共40个，中心间距40mm,取配气直径d=600mm,则配气孔空气流速 排水系统；排水渠宽0.80m，同配水干渠，流量Q，起端水深 为使过堰水流自由跌落，堰顶至排水渠内最高水面落差为0.2m，根据排水渠顶端高出莎面0.50m要求，排水渠起端深1.20m,满足过堰水自由跌落。排水采用气动方阀门，闸板尺寸500m500m过孔流速为1.21虑层和承托塔；滤料粒径0.951.35mm，厚1200mm不均匀系数，正常过滤时砂上水深1.60m，承托层粒径24mm,厚50mm.7.5 消毒设备设计计算 消毒采用氯气消毒加氯间的设计计算，计算水量,预氯化最大投加量为1.5mg/L,清水池最大投加量为1mg/L。 加氯间的设计计算 预加氯量为； QL=0.001aQ=0.0011.54583.3=6.875Kg/h清水池加氯量为； QL=0.001aQ=0.00114583.3=4.17Kg/h二泵站加氯量自行调节，在此不做计算。为保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用型加氯机2台，一用一备，尺寸180369mm。 液氯仓库设计计算； 仓库储备量按15d最大用量计算，则储备量为 M=24（65.10+10.10）15=9072Kg选用1t的氯瓶4个。7.6 投药设备设计计算 根据原水水质和水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，最大投加量为25mg/l，碱式氯化铝投加浓度为10%，采用计量泵湿式投加，不需加助凝剂。 溶液池 溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算： 式中 溶液池容积，； Q处理水量，； a混凝剂最大投加量，mg/L； c溶液浓度，取10%； n每日调制次数，取n3。 代入数据得：=2.01 溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H11.0m，总深HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高2m2m1.3m。 溶解池 溶解池容积=0.32.01=0.60 溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，则： 面积FW1/H1=0.60边长a； 溶解池深（式中为保护高，取0.2m；为贮渣深度，取0.1m）1.17+0.2+0.11.47m 和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。 溶解池的放水时间采用t15min，则放水流量 q= W1/60t=0.601000/(6015)=0.67L/s 查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速。溶解 池底部设管径d100mm的排渣管一根。 溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。7.7 清水池设计计算计算 清水池调节容积取设计水量的10%，则调节容积； 消防用水量按同时发生两次火灾，一次灭火用水量取25L/s,连续灭火时间为2h，则消防容积； 根据本水厂选用的构筑物特点，水厂自用水储备容积，清水池总容积为； 清水池设两个，有效水深取H=4.5m,则单池面积为； 取BL=2550=1250m,超高取0.5m,则清水池净高度为5m。 吸水井的设计 吸水井应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为2m，长度12m。 二泵房的设计 二