给水课程设计计算书

水质工程 C 课程设计计算书 一 混凝剂配制和投加 1 设计参数 根据原水水质及水温 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 30mg l 其投加浓度为 10 采用计量泵湿式投加 不需加助凝剂 2 设计计算 1 溶液池容积 W1 设计流量 最大投加量 a 30mg l 溶 3 Q 800001 5 243500m h 液浓度 b 10 1 天调制次数 n 2 溶液池调节容积为 3 1 30 3500 12 6 417417 10 2 aQ Wm bn 溶液池分 2 格 每个的有效容积为 6 3m3 有效高度 1 5m 超高 0 5m 每格实际尺寸 为 2m2m2m 置于室内地面上 2 溶解池容积 W2 W2 0 3W1 0 312 6 4m3 溶解池分 2 格 每格容积为 2 m3 有效高度 1 2m 超高 0 3m 设计尺寸为 1 5m1 5m 1 5m 溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机 桨直径为 150mm 桨板深度 1400mm 质量 200kg 溶解池置于地下 池顶高出室内地面 0 5m 溶液池和溶解池都采用钢筋混凝土 3 药库 药剂按最大投加量的 30d 用量储存 PAC 所占体积 30 30 3080000 1 5 3075 6 100100 a TQt PAC 密度 1 3 则 PAC 的体积为 75 6 1 3 58 2m3 药品堆放高度 2m 所需面积为 58 2 2 30m2 考虑药剂的运输搬运所占面积 按药品所占面积的 30 计 则药库所需面积 301 3 39m2 设计中取 40m2药品平面尺寸为 5m8m 二 混合 1 混合设备 采用热浸镀锌管式静态混合器 2 个 2 计算 每组混合器处理水量为 水流速度取 1 08m s 设 3 节混 3 35001 0 486 23600 ms 合元件 n 3 混合器距澄清池 10m 混合时间为 13s 静态混合器直径 取 DN800 0 5 4 0 757757DQmmm 水流过静态混合器的水头损失 4 44 4 0 1184 0 1184 3 0 486 0 7570 587 hn Q Dm s 三 机械搅拌澄清池 拟设计 2 座机械搅拌澄清池 设计流量 Q 3500 2 1750m3 h 1 第二絮凝室 第二絮凝室流量为 3 55 1750 36002 43 QQms 设第二絮凝室内导流板截面积 A1 0 035m2 u1 0 06m s 则第二絮凝室截面积为 2 11 2 43 0 0640 5WQum 第二絮凝池内径为 D1 7 2m 114 W A 4 40 5 0 035 3 14 絮凝室壁厚 1 0 25m 第二絮凝室外径为 111 27 22 0 257 7DDm t 取 60s 第二絮凝室高度为 1 1 1 Q t2 43 60 3 58 W40 5 Hm 2 导流室 导流室中导流板截面积为 A2 A1 0 035m2 导流室面积为 W2 W1 40 5m2 导流室内径为 10 53m 取 10 5m 2 1 222 4 4 D DWA 壁厚 2 0 1m 导流室外径 222 210 52 0 110 7DDm 第二絮凝室出水窗高度为 21 2 D D 10 5 7 7 2 8 22 Hm 导流室出口流速 u6 0 04m s 出口面积为 2 3 6 Q 2 43 60 75 u0 04 Am 出口截面宽 3 3 2A2 60 75 2 13 3 14 10 57 7 Hm 21 D D 出口垂直高度 33 222 133 0HHm 3 分离室 取 u2 0 0011m s 则分离室面积为 2 3 2 0 486 441 92 0 0011 Q Wm u 池子总面积 22 22 3 10 7 233531 79 44 D WWm 池子的直径 取 26m 半径 R 13m26 02Dm 4W4 531 79 3 14 4 池深 见图 取水停留时间为 1 5h 池子有效容积为 V QT 17501 5 2625m3 参考 4 的结构容积 则池子的计算总容积 V V 1 4 2625 1 4 2730m3 池子超高取 H0 0 3m 池子直壁高度设为 H4 2 4m 池子直壁部分容积为 22 3 1 26 W H4 2 4 1273 58m 44 D 3 231 2730 1273 581456 4WWVWm 取池圆台高度 H5 5 4m 池子圆台斜边倾角为 45 则底部直径为 75 2262 5 415 2DDHm 本池池底采用球壳式结构 取球冠高 H6 0 5m 圆台容积 2222 2577 2 262615 215 2 W5 41840 322 2232222 HDDDD m 球冠半径 22 22 76 6 15 240 54 58 01 88 0 5 DH Rm H 球冠体积 222 366 3 3 14 0 558 01 0 5 345 40WHRHm 池子的实际有效容积 3 123 1273 58 184045403158 99VWWWm 实际总停留时间 3 1 043158 99 1 043037 49VVm T 3037 491 5 2625 1 73h 池子高度 0456 0 32 45 40 58 6HHHHHm 5 配水三角槽 进水流量增加 10 的排泥水量 槽内流速 u3取 1 0m s 三角槽直角边长为 1 3 1 1Q1 1 0 486 0 73 u1 0 Bm 三角槽采用孔口出流 孔口流速同 u3 出水孔口总面积为 1 10Q u3 1 100 486 1 0 0 5346m2 孔径为 0 1m 每孔面积为 0 007854m2 出水孔数为 68 05 个 为施工方便采取沿三角槽 每 5 设置一根 共 72 孔 孔口实际流速为 u3 1 10 4864 0 12723 14 0 95m s 6 第一絮凝室 第二絮凝室底板厚度 3 0 15m 第一絮凝室上端直径为 3113 227 72 0 732 0 159 46DDBm 第一絮凝室高度 74513 2 45 43 580 154 17HHHHm 伞形板延长线交点处直径为 73 47 D D15 29 46 4 1716 5 22 DHm 泥渣回流量为 Q 4Q 取 回流缝宽度为 4 0 15 m s 设裙板厚 伞形板下端圆柱直 2 4 40 486 4 0 25 3 14 16 5 0 15 Q Bm vD 4 0 06m 为 5424 2 2 16 52 20 250 06 15 7DDBm 按照等腰三角形计算伞形板下端圆柱体高度为 845 16 5 15 70 8HDDm 伞形板离池底高度 105 2 15 7 15 2 20 25 T HDDm 伞形板锥部高度为 97810 4 170 80 253 12HHHHm 7 容积计算 第一絮凝室容积为 2222 9510 133558553 4412 TT HDH VDDDDHDDDDW 代入以上计算数据得 3 1 641 79Vm 第二絮凝室加导流室容积 222 2112111 44 VD HDDHB 代数得 3 2 277 77Vm 分离室容积 3 312 3037 49 641 79277 77 2117 93VVVVm 实际各室容积比为 第二絮凝室 第一絮凝室 分离室 1 2 3 7 6 8 进水系统 进水管管径 设计中取 22 44 0 486 0 787 3 14 1 0 Q dm v 1 0 vm s 进水管管径为 DN800 则管内实际流速为 出水管取管径 DN8000 967 vm s 9 集水系统 1 集水槽设计 孔口布置 采用 8 条辐射槽 每条集水槽与澄清池周壁上环形集水槽相连接 每条辐射槽和环形槽 内侧均匀开孔 设孔口中心线上的水头 h 0 05m 所需孔口总面积为 2 1 2 0 486 0 95 20 62 2 9 8 0 05 Q fm gh 设计中取 1 2 本设计为薄壁孔口 流量系数 0 62 选用孔口直径为 25mm 单孔面积 f 3 140 025 4 0 000491m 孔口总数 个 0 95 1935 0 000491 f n f 8 条辐射集水槽的开孔部分总长度 L 为 2 1 26 10 5 2 8 0 5 2 8 0 5 116 22 DD Lm 上式中假定环形集水槽宽度为 0 5m 靠池壁的环形槽开孔部分长度 L 3 14 26 20 5 80 5 74 5m 穿孔集水槽 包括辐射槽和环形槽 的开孔部分总长度 L 为 L 116 74 5 190 5m 孔口间距 X L n 190 5 1935 0 098 个 集水槽断面尺寸 集水槽沿程流量逐渐增大 应按槽的下游出口处最大流量计算集水槽的断面尺寸 每条 辐射集水槽的开孔数为 116 80 098 148 个 孔口流速 1 2 0 486 0 614 0 95 Q vm s f 每槽的计算流量 q 0 6140 000491148 0 045m s 辐射式集水槽的宽度 0 40 4 3 0 90 9 0 045 0 26Bqm 集水槽终点水深 取 0 5m s 73 0 045 0 35 0 5 0 26 q hm v B 7 v 槽外保护高 0 1m 孔上水头 0 05m 槽内跌落水头 0 10m 则集水槽的总高度为 0 6m 环形集水槽内水流从两个方向流至出口 槽内流量按 Q 2 0 486 2 0 243m s 计 得环形集水槽宽度 0 4 4 0 9 0 243 0 51Bm 环形槽起端水深 考虑到辐射水流入环形槽时应自由跌落 跌落高度 4 0 51HBm 取 0 08m 同时考虑环形槽顶与辐射槽顶相平 则环形槽总高度 H 0 51 0 08 0 6 1 19m 1 2m 2 搅拌设备选用 选用 JBJ 型折桨式搅拌机 3 排泥系统设计 采用重力排泥 泥渣先在泥渣浓缩室内进行浓缩 之后经排泥管排除 同时在池底部设 放空排泥管 管径为 600mm 四 V 型滤池 1 平面尺寸计算 过滤面积 设计中取 v 10m h n 2 F 175 Q F n v 3500 2 10 2 m 单格滤池面积 f F N 设计中取 N 4 f 175 4 43 75 2 m 宽取 3 5m 长度取 12 5m 一格冲洗时其他滤格的滤速 1 3500 2 13 33 1 4 1 43 75 n Q vm h Nf 2 滤头个数 单池滤头个数 个 1 43 75 2 1750 0 0005 f n f 每平方米滤头个数 个 1 1750 40 43 75 n n f 2 m 3 进水系统 1 进水总渠 设计中取 1 0m 0 8m s 1111 HBQv 1 H 1 v 1 1 11 0 486 0 61 0 8 1 0 Q Bm vH 2 气动隔膜阀的阀口面积 2 21 22 0 486 4 0 15 0 8 QQN Am vv 气动隔膜阀阀口处水头损失 22 2 1 0 8 1 00 033 22 v hm gg 3 进水堰堰上水头 2 32 3 2 0 486 0 07 20 5 3 2 9 8 hm mbg 4 V 型进水槽内水深 设计中取 3 3 3 2Q h vtg 2 3 2 Q Q 50 2 3 0 36 0 850 Q hm tg 5 V 型进水槽扫洗小孔 3 2 4 2 0 43 75 0 0875 10001000 qf Qms 取小孔内经为 30mm 2 4 1 3 0 0875 0 053 20 62 2 9 8 0 36 Q Am gh 222 0 030 00071 44 ADm 扫洗小孔数目 个 1 2 0 053 74 676 0 00071 A n A 则实际孔径为 1 2 44 0 053 29 830 3 14 76 A dmm n 验算小孔流速 4 4 1 0 0875 1 65 1 0 0 053 Q vm sm s A 4 反冲洗系统 1 气 水分配渠 设计中取 3 1 5 43 75 5 0 22 10001000 f q Qms 5 22 5 Q HB v 5 1 2 vm s 2 0 3Bm 5 2 52 0 22 0 6 1 2 0 3 Q Hm vB 2 配水方孔面积和间距 设计中取 6 0 5 vm s 2 1 0 10 0 10fm 个 2 5 1 6 0 22 0 44 0 5 Q Fm v 1 3 1 0 44 44 0 1 0 1 F n f 在气水分配渠两侧分别布置 22 个配水方孔 孔口间距 12 5 22 0 55m 3 布气圆孔的间距和面积 布气圆孔的数目及间距和配水方孔相同 采用直径为 60mm 的圆孔 单孔面积为 所有圆孔的面积之和为 22 3 14 4 0 060 0028m 2 44 0 00280 123m 4 空气反冲洗时所需空气流量 3 43 75 15 0 656 10001000 qf Qms 气 气 空气通过圆孔的流速为 0 656 0 123 5 33m s 5 底部配水系统 底部配水系统采用 QS 型长柄滤头 材质为 ABS 工程塑料 数量为 40 只 m 安装 在混凝土滤板上 滤板置在梁上 滤炳长度为滤板厚度 气垫层厚度 淹没水深 0 1 0 2 0 05 0 35m 滤帽上的缝隙 36 条 滤炳上部有 2mm 气孔 下部有长 65mm 宽 1mm 条缝 滤板滤渠均为钢筋混凝土预制件 滤板制成正方形或长方形 边长不超过 1 2m 宽 度为 10cm 为确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等 并使滤板下压入的空气可以尽快形 成一个气垫层 滤板与滤池之间应有一个高度适当的空间 该高度足以使空气通过滤头 的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上 从而保证了滤池的正常过滤 和反冲洗效果 设计中取滤板下清水区的高度 H5为 0 85m 5 过滤系统 滤料选用石英砂 粒径 0 9 1 2mm 不均匀系数 K80 1 2 1 4 滤层厚度用 1 1 1 2m 设计中滤层厚度取 H6 1 2m 滤层上水深一般为 1 2 1 5m 设计中滤层上水深 H7为 1 2m 6 排水系统 1 排水渠终点水深 45 3 27 0 08750 22 0 68 0 3 1 5 QQ Hm Bv 排水渠起点水深 3 42 3 22 33 k hi li l HH H 22 45 3 3 22 2 0 08750 22 0 475 9 8 0 3 k QQ hm g B 3 4 2 0 4755 12 52 5 12 5 0 60 44 0 6833 Hm 按要求 排水槽堰顶应高出石英砂 0 5m 则中间渠总高为滤板下清水区高度 滤板厚 滤 料层厚 0 5 即 0 85 0 1 1 2 0 5 2 65m 7 滤池总高度 设计中承托层厚度取 进水系统跌差取 10 0 05Hm 11 0 3Hm 567891011 0 85 1 2 1 20 1 0 30 050 34HHHHHHHHm 8 冲洗水泵扬程 1 水泵流量 43 75 5218 75 Qf qL S 2 水泵扬程 012345 720 11 0 02 1 47 1 512 1 P HHHHHHHm 其中滤头损失 2 211 9810 0 01 0 010 12 hnvv 2 9810 3 1 0 01 0 01 0 50 12 0 5 1 10 11kPam 根据水泵流量和扬程进行选泵 最终确定水泵型号为 12sh 28 泵的扬程为 10 14 5m 流 量为 170 250L s 配套电机选用 Y225M 4 共选两台水泵 一备一用 五 消毒 1 加氯量计算 q Qb 840001 0 84000 84kg d 2 加氯设备选择 1 自动加氯机 选用 ZJ 型转子真空加氯机 2 台 一用一备 每台加氯机加氯量为 0 5 9kg h 加氯机 的外形尺寸为 宽高 330mm370mm 加氯机安装在墙上 安装高度在地面以上 1 5m 两台加氯机之间的净距为 0 8m 2 氯瓶 采用容量为 500kg 的氯瓶 外形尺寸为 外径 600mm 瓶高 1800mm 氯瓶自重 146kg 公称压力 2MPa 氯瓶采用 2 组 每组 8 个 1 组使用 一组备用 每组使用周 期为 30 天 3 加氯控制 根据余氯值 采用计算机自动控制投氯量 3 加氯间和氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间 氯库是贮备氯瓶的仓库 采用加氯间与氯库合建的方 式 中间用墙分隔开 但应留有供人通行的小门 加氯间平面尺寸为 长 3 0m 宽 9 0m 氯库平面尺寸为 长 9 5m 宽 9 0m 六 清水池布置 1 平面尺寸计算 1 清水池有效容积 V kQ 0 180000 8000m 清水池共设两组 则每座清水池有效容积为 1 V 3 1 8000 4000 22 V Vm 2 清水池的平面尺寸 建两座圆形清水池 则每座清水池的面积 设计中取 h 4 0m 3 1 4000 1000 4 V Am h 则清水池直径为 设计中取有效直径为 36m 44 1000 35 69 3 14 A Dm 清水池超高取 0 5m 清水池总高 H H 0 5 4 0 4 5m 1 h 1 hh 2 管道系统 1 清水池进水管 设计中取 v 0 7m s 1 0 972 0 66 4 0 7854 0 785 0 7 Q Dm v 设计中取进水管管径为 DN700mm 进水管内实际流速为 0 63m s 2 清水池的出水管 由于用户的用水量时时变化 清水池的出水管应按出水最大流量计 设计中取 k 1 5 33 1 1 5 84000 5250 1 458 2424 kQ Qmhms 出水管管径 设计中取 1 0 7 vm s 2 1 1 458 0 814 4 0 7854 0 785 0 7 Q Dm v 设计中取出水管管径为 DN800mm 则流量最大时出水管内流速为 0 73m s 3 清水池溢流管 溢流管的直径与进水管管径相同 取为 DN700mm 在溢流管管端设喇叭口 管上不设 阀门 出口设置网罩 防止虫类进入池内 4 清水池的排水管 清水池内的水在检修是需要放空 因此应设排水管 排水管的管径按 2h 内将池水放空计 算 排水管内流速按 1 2m s 估计 则排水管的管径为 3 D mm 设计取 3 2 4000 0 701 3600 0 7852 3600 0 785 1 2 V D tv DN700mm 清水池的放空也常采用潜水泵排水 在清水池低水位时进行 3 清水池布置 1 检修孔 在清水池顶部设圆形检修孔 3 个 直径为 1000mm 2 通气管 为了使清水池内空气流通 保证水质新鲜 在清水池顶部设通气管 通气管共 设 9 个 通气管的管径为 200mm 通气管伸出地面的高度高低错落 便于空气流通 3 清水池顶部应有 0 5 1 0m 的覆土厚度 并加以绿化 美化环境 此处取覆土厚度为 0 7m 七 吸水井 根据规范及喇叭直径计算得吸水井各部分尺寸 长 12000mm 宽 3500mm 高 6100mm 八 二泵房设计 1 设计流量 hdK Q1 5 80000 1388 89 86 486 4 h QL s 2 选泵 根据设计流量选水泵型号为 20sh 9A 3 个使用 1 个备用 电机型号为 JRQ 47 6 每台 泵设计工作流量为 1670m3 h 水泵扬程为 53m 水泵主要参数 流量 L s 扬程 m 电压 v Hs m 转速 n min 吸入口径 mm 吐出口径 mm 390 630 42 58 3000 4 970500350 3 水泵吸水管水头损失 吸水管长 8m 吸水管管径 DN 700 V1 1 21m s 1000i 2 48m 压水管管径 DN 600 V2 1 64m s 1000i 5 57m 吸水管局部水头损失计算资料见下表 吸水管局部水头损失计算表 名称喇叭口90 弯头闸阀 2945F 10 渐缩管水泵进口 DN mm1000700700 700 500 500 数量 11111 局部阻力系 数 0 30 680 060 21 0 流速 1 211 211 212 362 36 水泵吸水管水头损失 22 1 0 30 680 061 21 19 60 2 2 36 19 62 48 8 10000 16hm 水泵的安装高度为 22 11 24 1 21 19 60 163 77 SS ZHVghm 考虑到安全取 3 7m 水泵轴心标高为 Z Z1 Zs 17 8 3 7 21 5m 其中 Z1为吸水井最低水位标高 二泵房室内地坪标高为 Z 21 5 0 1 0 9 20 5m 其中 0 1 为水泵基础高出室内地坪高度 0 9 为水泵底座至轴心的高度 泵房所在的室内地坪标高为 22 2m 二泵房内低于室外 1 7m 泵房为半地下式泵房 4 泵房高度 选用 LH5t 电动葫芦双梁桥式起重机 泵房地面上高度为 122 1400 1120 1 2 1270 10020043144 134Hacdehnmmm 式中 a2为行车梁高度 mm c2为行车梁底至起重钩中心的距离 a2 c2 1400mm d 为 起重钩的垂直长度 电机宽 1120mm e 为最大一台机组的高度 1270mm h 为吊起物底 部与泵房进出口平台的距离 200mm n 为 100mm 泵房地面下高度 H2 1 7m 则泵房