给排水专业计算公式汇编

1 给排水专业各章节计算公式汇编给排水专业各章节计算公式汇编 2 给排水专业各章节计算公式汇编给排水专业各章节计算公式汇编 第一篇 给水工程第一篇 给水工程 第 1 章 给水总论 一 用水量计算 序号计算公司说明 1城镇或居住区最高日生 活用水 Q1 qiNi m3 d qi 不同卫生设备住居区最高日生活用水定额 m3 d 人 Ni 设计年限计划用水人数 2工业企业生产用水和工 作人员生活用水量 Q2 Qi Qi Qi m3 d Qi 各工业企业生产用水量 m3 d 由工艺确 定 Qi 各工业企业职工生活用水量 m3 d 一般 采用 25 35l 人 班 是变化系数为 2 5 3 0 Qi 各工业企业职工淋浴用水量 m3 d 一般 采用 40 60l 人 班 淋浴延续时间为 1h 3公共建筑用水量 Q3 qjNj m3 d Qj 公共建筑最高日用水定额 Ni 各公共建筑的用水单位数 人 床 4浇洒道路绿化用水量 Q4 qlNl m3 d Ql 用水定额 浇洒道路和场地为 2 0 3 0l m2 d 每日浇洒 2 次 绿化用水量 1 0 3 0l m2 d 每日浇洒 2 次 Ni 每日浇洒道路和绿化的面积与次数 5未预见水量和管网漏水 量 Q5 0 15 0 25 X Q1 Q3 Q4 Q2 m3 d 未预见水量和管网漏水量可按最高日用水量 的 15 25 计算 工业企业未预见水量系数 根据工业发展情况定 远距离输水渗漏量 较大 应通过调查研究计算确定 6消防用水量 Q5 qsNs l s qi 一次灭火用水量 l s Ni 同一时间内的火灾次数 7最高日设计流量 Qd 1 15 1 25 X Q1 Q3 Q4 1 Q2 m3 d 8最高日最高时设计流量Kh 时变化系数 Qd 最高日设计流量 m3 d 3 Qh Kh Qd 86 4 l s 9最高日平均时设计流量 Q h Kh Qd 86 4 l s 最高日最高时和平均时流量按一天运行 24 小时 算出 否则按实际运行时间换算 注 工业企业生产用水量在不能由工艺要求确定时 也可以按下式估算 Qi Qb 1 n Qi 工业企业生产用水量 m3 d q 城市工业万元产值用水量 m3 万元 B 城市工业总产值 n 工业用水重复利用率 二 流量关系及调节构筑物容积二 流量关系及调节构筑物容积 重点掌握重点掌握 1 给水系统的设计流量给水系统的设计流量 图图 1 水处理构筑物及以前的设施 水处理构筑物及以前的设施 高日平均时用水量高日平均时用水量 地表水源地表水源 地下水源地下水源 T 一泵站每天工作时间 不一定为一泵站每天工作时间 不一定为 24h 管网设计流量 管网设计流量 满足高日高时用水量满足高日高时用水量 二泵站 二泵站 满足管网高日高时用水量满足管网高日高时用水量 不分级供水不分级供水 高日高时流量高日高时流量 分级供水分级供水 最高一级供水量最高一级供水量 清水输水管 清水输水管 满足管网高日高时用水量满足管网高日高时用水量 无水塔时与管网设计流量同无水塔时与管网设计流量同 有水塔时按二泵站最高一级供水量设计有水塔时按二泵站最高一级供水量设计 2 调节构筑物容积计算调节构筑物容积计算 清水池有效容积清水池有效容积 W W1 W2 W3 W4 m3 W1 清水池调节容积清水池调节容积 W2 消防贮水量 消防贮水量 2h 灭火用水量灭火用水量 W3 水厂用水量 水厂自用水量水厂用水量 水厂自用水量 W4 安全贮水量 一般为安全贮水量 一般为 0 5m 深深 清水池的作用之一是 调节一 二泵站供水的流量差 清水池的作用之一是 调节一 二泵站供水的流量差 清水清水 池的调节作用池的调节作用 水厂水厂 Qd Qh 管网管网 最高日平均时流量最高日平均时流量 高日高时流量高日高时流量 调节容积调节容积 W1 阴影面积阴影面积 A 或者或者 B m3 10 1 05 1 3 hm T Q Q d h 1 3 即上式中的hm T Q Q d h 3 hm T Q KQ d hh 清水池清水池 4 A B B 一泵站供水线一泵站供水线 二泵站供水线二泵站供水线 0 t1 t2 24 时间时间 h 供供 水水 量量 m3 h 无供水曲线时估取无供水曲线时估取 W1 10 20 Qd 水塔的有效容积水塔的有效容积 W W1 W2 W1 水塔调节容积水塔调节容积 水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额 依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算 或按或按 Qd 的百分数估取的百分数估取 教材教材 P13 W2 消防贮水量 消防贮水量 10min 室内消防水量室内消防水量 3 水泵扬程的确定 水泵扬程的确定 A 一级水泵扬程的确定 一级水泵扬程的确定 Hp H0 h 扬程计算通式扬程计算通式 H0 从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差 取水构筑物吸水井最低水位 取水构筑物吸水井最低水位 混合池最高水位 混合池最高水位 h 从吸水管起点到出水管终点的总水头损失从吸水管起点到出水管终点的总水头损失 Hp H0 h H0 hs hd B 二级泵站扬程计算二级泵站扬程计算 无水塔管网的二泵站扬程无水塔管网的二泵站扬程 起点 清水池或吸水井最低水位起点 清水池或吸水井最低水位 终点 管网控制点最小服务水头液面终点 管网控制点最小服务水头液面 设网前水塔管网的二泵站扬程设网前水塔管网的二泵站扬程 起点 清水池或吸水井最低水位起点 清水池或吸水井最低水位 终点 水塔最高水位终点 水塔最高水位 设对置水塔管网的二泵站扬程设对置水塔管网的二泵站扬程 设计时 同无水塔管网设计时 同无水塔管网 最大转输校核时 终点 水塔最高水位最大转输校核时 终点 水塔最高水位 掌握扬程计算基本公式 掌握扬程计算基本公式 Hp H0 h 4 水塔高度的计算水塔高度的计算 依据能量方程 根据管网控制点最小服务水头依据能量方程 根据管网控制点最小服务水头 5 Ht Hc hn Zt Zc Ht 水塔高度 水柜底高于地面的高度 水塔高度 水柜底高于地面的高度 m Hc 控制点控制点 C 要求的最小服务水头要求的最小服务水头 m hn 按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失 按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失 m Zt 设置水塔处的地面标高 设置水塔处的地面标高 m Zc 控制点控制点 C 处的地面标高 处的地面标高 m 与水塔在管网中的位置无关与水塔在管网中的位置无关 Zt越高 越高 Ht越小 建在高处 水塔造价低越小 建在高处 水塔造价低 第第 2 章章 输水和配水工程输水和配水工程 用户的用水量包括集中用水量和分散用水量用户的用水量包括集中用水量和分散用水量 1 对分散用水量对分散用水量 比流量比流量 qs 假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管 长度上 此时 单位管长向外配出的流量称比流量长度上 此时 单位管长向外配出的流量称比流量 Q 设计流量 设计流量 Qh q 集中流量总和集中流量总和 l 管网总计算长度管网总计算长度 l 管段计算长度管段计算长度 管段配水情况管段配水情况管段计算长度管段计算长度 l 双侧配水双侧配水为管段实际长度为管段实际长度 单侧配水单侧配水为管段实际长度的一半为管段实际长度的一半 不配水不配水为为 0 2 沿线流量沿线流量 ql 在假设全部干管均匀配水前提 在假设全部干管均匀配水前提 下 沿管线向外配出的流量 下 沿管线向外配出的流量 ql qsl 与计算长度有关 与水流方向无关 与计算长度有关 与水流方向无关 3 节点流量 节点流量 集中用水量一般直接作为节点流量集中用水量一般直接作为节点流量 分散用水量经过比流量 沿线流量计算后折算为节点流量 即节点流量等分散用水量经过比流量 沿线流量计算后折算为节点流量 即节点流量等 于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半 于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半 qi 0 5 ql 0 5 沿线流量折算成节点流量的折算系数沿线流量折算成节点流量的折算系数 4 管段计算流量管段计算流量qij 确定管径的基础确定管径的基础 5 管段流量管段流量 qij 与沿线流量与沿线流量 ql 的区别 的区别 计算目的不同 算法不同 计算目的不同 算法不同 ql 在假定前提下 管段向外沿线配出 其值的大小沿线减小 在假定前提下 管段向外沿线配出 其值的大小沿线减小 无水流方向问题 只有数值大小 用以定节点流量及管段流量 无水流方向问题 只有数值大小 用以定节点流量及管段流量 msL l qQ qs 6 qij 是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量 是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量 含义上含义上 qij 本段沿线流量的折算流量本段沿线流量的折算流量 q 本段向下游转输的本段向下游转输的 qt 依据水流连续性计算 依据水流连续性计算 有方向性 有方向性 用来确定管径 计算水头损失用来确定管径 计算水头损失 前提条件 必须满足节点流量平衡条件 即满足节点连续性方程前提条件 必须满足节点流量平衡条件 即满足节点连续性方程 i 点的连续性方程点的连续性方程 qi qij 0 流入 流入 i 点和流出点和流出 i 点的流量代数和为点的流量代数和为 0 qi i 点的节点流量点的节点流量 qij 从节点从节点 i 到节点到节点 j 的管段流量 的管段流量 流入为负 流出为正流入为负 流出为正 6 管径计算 管径计算 由由 断面积断面积 流速流速 流量流量 得 得 树状管网水力计算步骤树状管网水力计算步骤 Qh qsqlqi qij ve Dij qij hij HP Ht H节 节 点点 起点起点 环状管网水力计算的步骤环状管网水力计算的步骤 结合例题结合例题 4 m q D 树状管网水力计算步树状管网水力计算步 骤骤 7 Qhqsqlqi qijDij hij qi qij 0 qi本 本 qi邻 邻 hi E 平差结平差结束束 Ht HP Hi Y N 管网校核管网校核 消防时消防时 最高时流量最高时流量 消防流量 消防流量 Qh Qx 水压要求 水压要求 10m 事故时事故时 事故供水量 最高时流量事故供水量 最高时流量 70 Qh 70 水压要求同最高用水时水压要求同最高用水时 最大转输时最大转输时 最大转输时流量 最大转输时流量 Qt 水压要求 能够供水至水塔最高水位水压要求 能够供水至水塔最高水位 在各校核流量 水压要求下 较核设计时所选水泵是否能提供相应的流在各校核流量 水压要求下 较核设计时所选水泵是否能提供相应的流 量及扬程量及扬程 三 输水管渠水力计算三 输水管渠水力计算 位置水头位置水头 H Z Z0 是固定的 正常供水时和事故时可利用的水头差相等 是固定的 正常供水时和事故时可利用的水头差相等 平行设置的几根输水管若管径相同 则各条输水管的摩阻相等 平行设置的几根输水管若管径相同 则各条输水管的摩阻相等 输水管分段若是等分的 则各段的摩阻相等 输水管分段若是等分的 则各段的摩阻相等 事故供水量应为设计水量的事故供水量应为设计水量的 70 以上 以上 平行平行 2 根输水管 通过连通管等分成根输水管 通过连通管等分成 3 段可满足事故时供水量段可满足事故时供水量 Qa 70 Q 设计设计 正常供水时 正常供水时 事故时 事故时 又又 H1 H2 则 则 n 3 86 4 段段 2 1 2 Q nSH QQQS Q SnH aa a 75 0 2 1 2 2 2 而 8 第第 3 章章 取水工程取水工程 1 进水孔格栅面积的设计 进水孔格栅面积的设计 P55 F0 Q K1K2v0 F0 进水孔或格栅面积 进水孔或格栅面积 m2 Q 进水孔的设计流量 进水孔的设计流量 m3 s v0 进水孔的设计流速 进水孔的设计流速 m s K1 栅条引起的面积减少系数 栅条引起的面积减少系数 K1 b b s b 为栅条净距 为栅条净距 s 为栅条厚度 或直径 为栅条厚度 或直径 K2 格栅阻塞系数 采用格栅阻塞系数 采用 0 75 水流通过格栅的水头损失 一般采用 水流通过格栅的水头损失 一般采用 0 05 0 1m 2 平板式格网的面积可按下式计算 平板式格网的面积可按下式计算 P56 F1 Q K1K2 v1 F1 平板式格网的面积 平板式格网的面积 m2 Q 通过网格的流量 通过网格的流量 m3 s V1 通过网格的流速 通过网格的流速 m s 一般采用 0 2 0 4 m s K1 栅条引起的面积减少系数 栅条引起的面积减少系数 K1 b b d 2 b 为网眼尺寸 一般为为网眼尺寸 一般为 5 5 10 10mm d 为网眼直为网眼直 径径 一般为一般为 1 2mm K2 格栅阻塞系数 一般采用格栅阻塞系数 一般采用 0 5 水流收缩系数 一般采用水流收缩系数 一般采用 0 64 0 80 水流通过格栅的水头损失 一般采用水流通过格栅的水头损失 一般采用 0 1 0 2m 3 旋转格网的有效过水面积可按下式计算 旋转格网的有效过水面积可按下式计算 P57 F2 Q K1K2 K3 v1 F2 旋转格网的有效过水面积 旋转格网的有效过水面积 m2 Q 通过网格的流量 通过网格的流量 m3 s V2 通过网格的流速 通过网格的流速 m s 一般采用 0 7 1 0 m s K1 栅条引起的面积减少系数 栅条引起的面积减少系数 K1 b b d 2 b 为网眼尺寸 一般为为网眼尺寸 一般为 5 5 10 10mm d 为网眼直为网眼直 径径 一般为一般为 1 2mm K2 格栅阻塞系数 一般采用格栅阻塞系数 一般采用 0 75 K3 由框架引起的面积减少系数 一般采用由框架引起的面积减少系数 一般采用 0 75 水流收缩系数 一般采用水流收缩系数 一般采用 0 64 0 80 旋转格网在水下的深度旋转格网在水下的深度 H F2 2B R H 格网在水下部分的深度 格网在水下部分的深度 mm B 格网宽度 格网宽度 m F2 旋转格网的有效过水面积 旋转格网的有效过水面积 m2 9 R 网格下部弯曲半径 目前使用的标准滤网的网格下部弯曲半径 目前使用的标准滤网的 R 值为值为 0 7m 当为直流进水时 可用当为直流进水时 可用 B 代替式中的 代替式中的 2B 来计算 来计算 H 水流通过旋转格网的水 水流通过旋转格网的水 头损失 一般采用头损失 一般采用 0 15 0 30m 第第 4 章章给水处理给水处理 1 速度梯度 速度梯度 G G P G 速度梯度 速度梯度 s 1 p 对单位水体的搅拌功率 对单位水体的搅拌功率 W m3 水的动力粘度 水的动力粘度 Pa s 2 速度梯度计算 速度梯度计算 机械搅拌 机械搅拌 G 速度梯度 速度梯度 s 1 p 对单位水体的搅拌功率 对单位水体的搅拌功率 W m3 N 电机功率 电机功率 kw 水的动力粘度 水的动力粘度 Pa s 1 搅拌设备机械效率 约为搅拌设备机械效率 约为 0 75 2 传动系统的效率 约为传动系统的效率 约为 0 6 0 9 总 总 总效率 约为 总效率 约为 0 5 0 7 水力搅拌水力搅拌 G 速度梯度 速度梯度 s 1 水的密度 约为水的密度 约为 1000kg m3 详见详见 P98 表表 1 4 5 h 流过水池的水头损失 流过水池的水头损失 m 水的动力粘度 水的动力粘度 Pa s T 水的停留时间 水的停留时间 s g 重力加速度 重力加速度 9 81m s2 3 G GT 值范围值范围 混合池 混合池 G 500 1000s 1 dy du G V N V Pp G 21 1000 T gh G 10 T 10 30s 2min 絮凝反应池 絮凝反应池 G 20 70s 1 GT 10 4 10 5 10 30min 例题 例题 P98 4 混凝剂的投加 混凝剂的投加 1 投加量 投加量 通过实验确定通过实验确定 2 投加系统 投加系统 湿法投加 湿法投加 固体 溶解池 溶液池 计量设备 投加固体 溶解池 溶液池 计量设备 投加 固体储存量固体储存量 7 15 天 规范天 规范 9 3 13 溶解池容积溶解池容积 W1 0 2 0 3 W2 溶液池容积溶液池容积 W2 aQ 417cn W1 W2 m3 a 混凝剂最大投加量 混凝剂最大投加量 mg L Q 处理水量 处理水量 m3 h c 配制的溶液浓度 一般取配制的溶液浓度 一般取 5 20 按固体重量计按固体重量计 带入公式时为 带入公式时为 5 20 n 每日调制次数 一般不超过每日调制次数 一般不超过 3 次 次 规范 规范 9 3 4 9 3 5 五 混合设备五 混合设备 混合要求 混合要求 G T 值范围值范围 混合方式混合方式 机械混合 水泵叶轮混合 取水泵距反应池机械混合 水泵叶轮混合 取水泵距反应池 100m 以内 以内 机械混合池 机械混合池 水力混合 管式静态混合器 压力水管混合 投药点及流速要求水力混合 管式静态混合器 压力水管混合 投药点及流速要求 P102 等 等 絮凝要求 絮凝要求 G GT 值范围 反应池出口做法值范围 反应池出口做法 絮凝池分类 机械搅拌 水力搅拌絮凝池分类 机械搅拌 水力搅拌 1 机械搅拌絮凝池 水平轴式 垂直轴式 机械搅拌絮凝池 水平轴式 垂直轴式 分分 3 4 档 串连流过档 串连流过 各自的适用范围及设计参数及例题各自的适用范围及设计参数及例题 P103 例题例题 P103 六 影响混凝效果的因素六 影响混凝效果的因素 1 水温 水温 原因原因 水温影响混凝剂的水解 水温影响混凝剂的水解 提高低温水混凝效果的方法提高低温水混凝效果的方法 P107 2 浊度与悬浮物 浊度与悬浮物 原因原因 浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心 浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心 高浊水 低浊水所需混凝剂量都较大高浊水 低浊水所需混凝剂量都较大 提高高浊水 低浊水混凝效果的方法提高高浊水 低浊水混凝效果的方法 P107 108 3 水的 水的 PH 值值 原因原因 每种混凝剂都有其最佳的 每种混凝剂都有其最佳的 PH 值范围值范围 铝盐 铁盐水解时产生铝盐 铁盐水解时产生 H 离子 消耗水的碱 离子 消耗水的碱 度 碱度不足时投加石灰 石灰投量公式 度 碱度不足时投加石灰 石灰投量公式 AL2 SO4 3 11 CaO 3 a x FeCL 3 CaO 1 5 a x 式中式中 CaO 纯石灰 纯石灰 CaO 投量投量 mmol L a 混凝剂投量 混凝剂投量 mmol L x 原水碱度 原水碱度 mmol L 按 按 CaO 计计 剩余碱度 一般取 剩余碱度 一般取 0 25 0 5mmol L 按按 CaO 计 计 例题 例题 原水总碱度为原水总碱度为 0 1mmol L 以 以 CaO 计 计 投加精制硫酸铝 含 投加精制硫酸铝 含 Al2O3 约约 16 26 mg L 若剩余碱度取 若剩余碱度取 0 2mmol L 试计算水厂石灰 市售品纯度为 试计算水厂石灰 市售品纯度为 50 投量需多少 投量需多少 mg L 已知原子量 已知原子量 Al 27 O 16 Ca 40 解 投药量折合解 投药量折合 Al2O3 为为 26 16 4 16 mg L Al2O3 分子量为分子量为 102 故投药量相当于 故投药量相当于 4 16 102 0 041mmol L 则则 CaO 3 a x 3 0 041 0 1 0 2 0 223 mmol L 0 223 56 mg L 12 49 mg L 水厂需投加市售石灰水厂需投加市售石灰 12 49 0 5 24 98 mg L 4 3 沉淀沉淀 1 离散颗粒的沉淀速度 自由沉淀 离散颗粒的沉淀速度 自由沉淀 三个区的沉淀速度公式三个区的沉淀速度公式 P109 例题例题 P110 2 理想沉淀池中 理想沉淀池中 u0与表面负荷与表面负荷 q0的关系的关系 L vt0 H u0t0 u0 Q A q0 理想沉淀池的基本特性理想沉淀池的基本特性 特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负 特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负 荷 但两者在物理意义上完全不同 荷 但两者在物理意义上完全不同 u u0的颗粒被全部去除 其去除率为的颗粒被全部去除 其去除率为 1 x0 u u0的颗粒能够部分去除的颗粒能够部分去除 三 沉淀池的基本结构与基本设计参数三 沉淀池的基本结构与基本设计参数 1 基本结构 进水区 沉淀区 出水区 污泥区 基本结构 进水区 沉淀区 出水区 污泥区 2 沉淀池基本设计参数 沉淀池基本设计参数 1 基本设计参数 基本设计参数 u0 q0 H T v q0 是最基本参数是最基本参数 2 参数取值 参数取值 若若 u0 由试验得到 则由试验得到 则 u0 设设 u0 试试 0 6 0 8 12 查设计手册得到的查设计手册得到的 u0 值可直接应用 已考虑安全系数值可直接应用 已考虑安全系数 P117 3 平流式沉淀池 平流式沉淀池 结构 优缺点结构 优缺点 室外给水设计规范室外给水设计规范 规定的参数及要求规定的参数及要求 P47 衡量沉淀池水流状态的参数 衡量沉淀池水流状态的参数 Fr 弗劳德数 和 弗劳德数 和 Re 雷诺数 雷诺数 希望 希望 Fr 大 大 Re 小 方法 设隔墙 减小水力半径 小 方法 设隔墙 减小水力半径 Fr 一般在 一般在 1 10 4 1 10 5 Re 一般在 一般在 4000 15000 Fr v2 RGg v 水流速度水流速度 R 水力半径水力半径 g 重力加速度重力加速度 设计方法设计方法 选选 u0 q0 再从 再从 H T v 中选中选 2 个 按规范要求 个 按规范要求 例题 例题 V 18mm s B 3H Fr 0 6 10 5 在池的 在池的 1 3 2 3 处各加一道隔处各加一道隔 墙 忽略隔墙厚度 求新的墙 忽略隔墙厚度 求新的 Fr 解 解 1 Fr v2 Rg 2 3 Fr2 Fr1 3H 5 H 3 9 5 1 6 Fr2 0 6 10 5 1 6 1 08 10 5 3 斜板 管 沉淀池 斜板 管 沉淀池 1 斜板 管 沉淀池的原理与特点斜板 管 沉淀池的原理与特点 原理原理 根据根据 Ei ui u0 ui Q A uiA Q A 越大 越大 Ei 越大 若越大 若 Ei 不变 不变 A 也不变 池中加隔板 原池也不变 池中加隔板 原池 A BL 新池新池 A BXn 则则 X L n n 为层数 为层数 在去除率不变的情况下 池深越浅 池长就越短 池在去除率不变的情况下 池深越浅 池长就越短 池 容越小容越小 浅池理论浅池理论 2 斜板沉淀池产水量计算斜板沉淀池产水量计算 异向流斜板沉淀池异向流斜板沉淀池 式式 1 4 23 式中式中 斜 斜 0 6 0 8 同向流斜板沉淀池同向流斜板沉淀池 式式 1 4 24 侧向流斜板沉淀池侧向流斜板沉淀池 式式 1 4 22 从公式看出 斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池从公式看出 斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池 斜板沉淀池的液面负荷斜板沉淀池的液面负荷 q 斜 斜 Q A A 为斜板区池面面积 与平流式沉为斜板区池面面积 与平流式沉 淀池中的表面负荷概念基本一致 表面负荷淀池中的表面负荷概念基本一致 表面负荷 U0 q0 Q A 斜 斜 异向流斜板沉淀池的异向流斜板沉淀池的 q斜 斜 9 0 11 0m3 m2 h 斜管沉淀池利用斜管沉淀池利用 q斜 斜计算 见 计算 见 给水工程给水工程 P306 5 3 32 3 32 1 2 H HH HH R H HH HH R 13 斜管中水流速度 斜管中水流速度 v Q A sin 3 异向流斜板 管 沉淀池异向流斜板 管 沉淀池 适用范围 浊度小于适用范围 浊度小于 1000NTU 设计参数 设计参数 P124 或设计规范或设计规范 例题 例题 异向流斜管沉淀池 设计能力异向流斜管沉淀池 设计能力 20000m3 d 平面净尺寸平面净尺寸 10 10m 结构系 结构系 数数 1 03 斜管长斜管长 1m 安装角 安装角 60 度 求斜管内轴向流速 度 求斜管内轴向流速 斜管中的停留时间 斜管中的停留时间 解 解 给水工程给水工程 教材教材 P306 1 v Q A sin 式中式中 Q 沉淀池流量 沉淀池流量 A 斜管净出口面积 斜管净出口面积 斜管轴向与水平面夹角 斜管轴向与水平面夹角 2 A 10 0 5 10 1 03 92 23m2 3 smmhmv 89 2 43 10 60sin23 92 24 20000 0 4 4 过滤过滤 沉淀 澄清 池出水浊度沉淀 澄清 池出水浊度 10NTU 以下 滤以下 滤 后可达后可达 1NTU 以下 可去除以下 可去除 2 5 m 以上的颗粒 以上的颗粒 一 过滤原理一 过滤原理 1 过滤技术分类 过滤技术分类 1 表层过滤 机械筛滤 表层过滤 机械筛滤 2 深层过滤 机理为接触絮凝 深层过滤 机理为接触絮凝 滤池工作机理 滤池工作机理 接触絮凝和机械筛滤 前者为主接触絮凝和机械筛滤 前者为主 2 强制滤速 用于校核滤池设计是否合理 强制滤速 用于校核滤池设计是否合理 全部滤池中的全部滤池中的1个或个或2个停产检修或反个停产检修或反 冲洗时 其他滤池的滤速 不要太大 冲洗时 其他滤池的滤速 不要太大 平均强制滤速 平均强制滤速 三 滤料三 滤料 1 滤料材质与规格 滤料材质与规格 2 滤料规格 滤料规格 表示滤料规格的参数表示滤料规格的参数 dmax 和和 dmin 有效粒径有效粒径 d10 反映细滤料尺寸反映细滤料尺寸 不均匀系数不均匀系数 K80 越大 对过滤和反冲越不利越大 对过滤和反冲越不利 K80 d80 d10 1 我国采用我国采用 dmax dmin 和和 K80 新规范采用 新规范采用 d10 和和 K80 四 滤池的基本构造四 滤池的基本构造 1 滤料层 滤料层 正强 v n n v 1 14 2 配水系统和承托层 配水系统和承托层 1 大阻力配水系统 大阻力配水系统 构成 构成 丰丰 字型穿孔管 卵石垫层 冲洗水泵或高位水箱字型穿孔管 卵石垫层 冲洗水泵或高位水箱 参数 开孔比为参数 开孔比为 0 2 0 28 v 孔 孔 h 孔 孔 d 孔 孔 h 总 总 6 8m 等 等 P140 优缺点 配水均匀 所需反冲洗水头大优缺点 配水均匀 所需反冲洗水头大 2 小阻力配水系统 小阻力配水系统 构成 底部进水空间 穿孔板 滤头或滤砖 构成 底部进水空间 穿孔板 滤头或滤砖 参数 开孔比为参数 开孔比为 1 0 1 5 h 总 总 1m 左右左右 优缺点 不需设反冲洗设备 配水均匀性比大阻力系统差优缺点 不需设反冲洗设备 配水均匀性比大阻力系统差 3 中阻力配水系统 中阻力配水系统 开孔比为开孔比为 0 6 0 8 4 5 消毒消毒 一 消毒概论一 消毒概论 1 消毒目的 消毒目的 消毒标准 细菌学指标消毒标准 细菌学指标 2 消毒方法 消毒方法 氯 二氧化氯 臭氧 紫外线氯 二氧化氯 臭氧 紫外线 优点及问题优点及问题 3 消毒剂的投加点 消毒剂的投加点 滤后加氯 清水池前投加 滤后加氯 清水池前投加 出厂补充加氯 二泵站处 出厂补充加氯 二泵站处 预加氯 取水口或水厂入口 防止藻类繁殖 预加氯 取水口或水厂入口 防止藻类繁殖 目前不提倡 改用 目前不提倡 改用 KMnO4 O3 H2O2 等 等 中途补氯 用于大型管网 中途补氯 用于大型管网 二 氯消毒二 氯消毒 1 氯消毒原理 氯消毒原理 液氯转化为气态投加液氯转化为气态投加 若水中无氨 则生成若水中无氨 则生成 HOCL 和和 OCL 1 价的价的 CL 具有氧化 杀菌作用 具有氧化 杀菌作用 氯消毒原理氯消毒原理 P157 HOCL 起主要作用起主要作用 HOCL 和和 OCL 的比例与水的 的比例与水的 PH 值及水温有关 值及水温有关 低温 低低温 低 PH 值消毒效果好值消毒效果好 若水中有氨氮 则生成氯胺 消毒原理仍为若水中有氨氮 则生成氯胺 消毒原理仍为 HOCL 杀菌 各种氯胺的比例与杀菌 各种氯胺的比例与 PH 值及氯 氨比有关值及氯 氨比有关 有效氯包含 有效氯包含 自由性 游离性 氯 自由性 游离性 氯 HOCL 和和 OCL 化合性氯 各种氯胺 化合性氯 各种氯胺 余氯 剩余的有效氯余氯 剩余的有效氯 2 加氯量 加氯量 加氯量 需氯量 余氯量加氯量 需氯量 余氯量 规范规定规范规定 P158 15 3 氯消毒工艺 氯消毒工艺 1 折点氯化法 折点氯化法 水中氨氮含量少时采用 水中氨氮含量少时采用 经验 原水氨氮含量小于经验 原水氨氮含量小于 0 3mg L 时折点加氯 时折点加氯 2 氯胺消毒法 氯胺消毒法 持续杀菌能力强 减少消毒副产物持续杀菌能力强 减少消毒副产物 先氯后氨 有大型管网时先氯后氨 有大型管网时 清水池前折点加氯 出厂时加氨 清水池前折点加氯 出厂时加氨 CL2 NH3 3 6 1 重量比重量比 化合性的氯胺消毒法 原水氨氮含量高时化合性的氯胺消毒法 原水氨氮含量高时 清水池前投加氯 利用清水池接触 大于清水池前投加氯 利用清水池接触 大于 2h 含氨量不高时 可氯 氨同时投加含氨量不高时 可氯 氨同时投加 4 加氯设备 加氯设备 加氯要求加氯要求 规范规范 7 7 1 7 7 16 新规范强制条款很多 新规范强制条款很多 储氯量储氯量 15 30 天天 4 6 地下水除铁除锰地下水除铁除锰 一 含铁含锰地下水一 含铁含锰地下水 存在形态 存在形态 Fe 2 Mn 2 常共存 常共存 一般浓度一般浓度 Fe 2 Mn 2 二 地下水除铁除锰原理二 地下水除铁除锰原理 1 除铁原理 除铁原理 1 原理 原理 Fe 2 O Fe 3 Fe OH 3 过滤过滤 2 方法 方法 空气氧化空气氧化 P165 式式 1 4 42 要求 要求 PH 6 最好 最好 7 含硅水 含硅水 PH 7 特点 属自催化氧化特点 属自催化氧化 药剂氧化药剂氧化 CL2 需 需 CL2 计算计算 P166 2Fe2 Cl2 2 55 8 2 35 5 1 x 2 除锰原理 除锰原理 1 原理 原理 Mn 2 O Mn 4 MnO2 过滤过滤 2 方法 方法 空气氧化空气氧化 P166 式式 1 4 47 需需 O2 计算计算 药剂氧化药剂氧化 CL2 P166 式式 1 4 48 需需 CL2 计算计算 3 特点 特点 反应慢 需自催化 滤料为锰砂反应慢 需自催化 滤料为锰砂 要求要求 PH 7 5 铁锰共存时 先除铁后除锰 铁锰共存时 先除铁后除锰 Fe 2 Mn 2 浓度低时 采用一个滤池 上层除浓度低时 采用一个滤池 上层除 铁下层除锰 浓度高时 采用铁下层除锰 浓度高时 采用 2 个滤池个滤池 二 地下水除铁除锰工艺与设备二 地下水除铁除锰工艺与设备 16 1 处理方法 处理方法 1 原水曝气 原水曝气 接触氧化过滤接触氧化过滤 2 原水曝气 原水曝气 氧化氧化 过滤过滤 3 药剂氧化 药剂氧化 过滤过滤 2 处理工艺流程 处理工艺流程 各种工艺流程的适用条件各种工艺流程的适用条件 3 曝气设备 曝气设备 4 过滤设备 过滤设备 滤料与过滤工艺参数滤料与过滤工艺参数 P170 1 离子交换树脂对水中离子的选择性 离子交换树脂对水中离子的选择性 强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序 低浓度 强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序 低浓度 Fe3 Al3 Ca2 Mg2 K NH 4 Na H 强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序 低浓度 强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序 低浓度 SO42 NO3 Cl HCO3 OH HSiO3 2 离子交换平衡与可逆性 离子交换平衡与可逆性 RH Na RNa H 软化时 软化时 RH RNa 再生时 由于再生时 由于 H 浓度很大 浓度很大 RNa RH RH RNa 通过的流量通过的流量 RH 以以 Na 泄漏为运行终点 任何时候都不会出现酸水 泄漏为运行终点 任何时候都不会出现酸水 计算 计算 Q 1 H A 原原 QH S QA 残残 注 式中浓度均为当量粒子摩尔浓度注 式中浓度均为当量粒子摩尔浓度 适用范围 适用范围 P181 3 除盐工艺流程 除盐工艺流程 基本工艺流程基本工艺流程 P182 183 RH 放在放在 ROH 前面的原因前面的原因 3 离子交换软化除盐设备 离子交换软化除盐设备 1 固定床 固定床 顺流式 逆流式顺流式 逆流式 计算 计算 Fhq QTHt 式中式中 F 离子交换器截面积 离子交换器截面积 m2 h 树脂层高度 树脂层高度 m q 树脂工作交换容量 树脂工作交换容量 mmol L Q 软化水量 软化水量 m3 h T 软化工作时间 软化工作时间 软化开始至硬度泄漏 软化开始至硬度泄漏 h Ht 原水硬度 当量粒子 原水硬度 当量粒子 mmol L 2 连续床 连续床 3 混合床 混合床 Na H K NaRH HRNa SA AA H 原 残原 17 二 冷却塔热力计算的设计任务与基本方法二 冷却塔热力计算的设计任务与基本方法 1 基础资料 基础资料 1 冷却水量 冷却水量 Q m3 h 2 冷却水进水温度 冷却水进水温度 t1 3 冷却出进水温度 冷却出进水温度 t2 4 气象参数 气象参数 干球温度干球温度 1 当地空气温度 当地空气温度 湿球温度湿球温度 1 或相对湿度 或相对湿度 代表了在当地的气温条件下 水通过湿式冷却 代表了在当地的气温条件下 水通过湿式冷却 所能冷却到的最低极限温度 也即冷却塔出水的理论极限温度 所能冷却到的最低极限温度 也即冷却塔出水的理论极限温度 大气压力大气压力 P Pa 风向 风速风向 风速 冬季最低气温 冬季最低气温 5 淋水填料试验和运行资料 包括淋水填料热力特性和空气阻力特性 淋水填料试验和运行资料 包括淋水填料热力特性和空气阻力特性 三 循环冷却水系统三 循环冷却水系统 1 循环冷却水的水质污染 循环冷却水的水质污染 沉积物 结垢 无机盐沉淀 沉积物 结垢 无机盐沉淀 粘垢 微生物 粘垢 微生物 污垢 悬浮物 腐蚀剥落物等 污垢 悬浮物 腐蚀剥落物等 2 要求水质稳定 控制指标 腐蚀率 污垢热阻 要求水质稳定 控制指标 腐蚀率 污垢热阻 1 腐蚀率计算 腐蚀率计算 CL 8 76 P0 P FF 式中 式中 CL 腐蚀率 腐蚀率 mm amm a P0 腐蚀前金属重 腐蚀前金属重 g P 腐蚀后金属重 腐蚀后金属重 g 金属密度 金属密度 g cm3 F 金属与水接触面积 金属与水接触面积 t 腐蚀作用时间 腐蚀作用时间 h 2 经水质处理后腐蚀率降低的效果称 经水质处理后腐蚀率降低的效果称 缓蚀率缓蚀率 C0 CL 100 C0 式中 式中 C0 循环冷却水未处理时腐蚀率循环冷却水未处理时腐蚀率 CL 循环冷却水经处理后腐蚀率循环冷却水经处理后腐蚀率 3 污垢热阻 污垢热阻 Rt 1 Kt 1 K0 1 tK0 1 K0 式中 式中 Rt 即时污垢热阻 即时污垢热阻 h kJ K0 开始时 传热表面清洁所测得的总传热系数 开始时 传热表面清洁所测得的总传热系数 kJ h Kt 循环水在传热面经循环水在传热面经 t 时间后所测得的总传热系数 时间后所测得的总传热系数 kJ h t 积垢后传热效率降低的百分数 积垢后传热效率降低的百分数 3 循环水水质稳定判断 循环水水质稳定判断 18 1 饱和指数法 饱和指数法 I L PH0 PHS 式中 式中 I L 饱和指数饱和指数 朗格里尔指数朗格里尔指数 PH0 水的实际水的实际 PH 值值 PHS 水的碳酸钙饱和平衡时的水的碳酸钙饱和平衡时的 PH 值值 根据饱和指数根据饱和指数 I L 可对水质进行判断 可对水质进行判断 当当 I L PH0 PHS 0 时 水中时 水中 CaCO3处于饱和状态 有结垢倾向 处于饱和状态 有结垢倾向 当当 I L PH0 PHS 0 时 水中时 水中 CaCO3刚好处于平衡状态 不腐蚀 不结垢 刚好处于平衡状态 不腐蚀 不结垢 当当 I L PH0 PHS 0 时 水中时 水中 CO2处于过饱和 有腐蚀倾向 处于过饱和 有腐蚀倾向 2 稳定指数法 稳定指数法 P223 PH 在在 6 0 7 0 时 基本稳定 低于就结垢 高于就腐蚀时 基本稳定 低于就结垢 高于就腐蚀 3 临界临界 PH 值法值法 PH PHc时 水结垢 时 水结垢 PH PHc时 水腐蚀 时 水腐蚀 PHc为实测值为实测值 1 水量损失 水量损失 水量损失 蒸发 风吹 渗漏 排污水量损失 蒸发 风吹 渗漏 排污 补充水量补充水量 Qm Qe Qw Qf Qb Qm 补充水量补充水量 Qe 蒸发损失水量蒸发损失水量 Qw 风吹损失水量风吹损失水量 Qf 渗漏损失水量渗漏损失水量 Qb 排污水量排污水量 补充水率补充水率 P 水量损失率水量损失率 Qm QR 各种损失率计算各种损失率计算 按损失率计算 按损失率计算 Pm Pe Pw Pf Pb 1 蒸发损失水量 蒸发损失水量 Pe KZF t 100 Pe 蒸发损失率蒸发损失率 t 进水与出水水温差 进水与出水水温差 KZF 与环境温度有关的系数 与环境温度有关的系数 1 其余损失见书本其余损失见书本 P230 2 浓缩倍数 浓缩倍数 N CR CM 补充水含盐量 损失水量带出系统的含盐量补充水含盐量 损失水量带出系统的含盐量 CMP QR CR P Pe QR 得 N CR CM P P Pe Qm Qm Qe 规范中水量损失不考虑规范中水量损失不考虑 Qf 5 0 3 1 条 条 N 一般控制在一般控制在 2 3 规范要求不宜小于 规范要求不宜小于 3 3 1 9 条 条 排污量计算 排污量计算 选定选定 N 并计算 并计算 Pe P 并根据 PW Pf Pb 19 第二篇 排水工程第二篇 排水工程 第第 1 章章 排水系统概论排水系统概论 1 排水系统的体制及其选择 排水系统的体制及其选择 排水系统的体制 排水系统的体制 雨水 污水 生活 生产 雨水 污水 生活 生产 分流制排水系统 新建城区 工业企业 分流制排水系统 新建城区 工业企业 完全分流制排水系统完全分流制排水系统 不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统 合流制排水系统 截流式合流制排水系统 合流制排水系统 截流式合流制排水系统 排水体制的选择 排水体制的选择 规范规范 1 0 4 环境保护要求环境保护要求 技术安全可靠技术安全可靠 经济造价分析经济造价分析 维护管理费用维护管理费用 2 城市排水系统的组成 城市排水系统的组成 城市污水排水系统城市污水排水系统 室内污水管道系统及设备室内污水管道系统及设备 室外排水管道系统室外排水管道系统 污水泵站及压力管道污水泵站及压力管道 城市污水处理厂城市污水处理厂 出水口及事故排出口出水口及事故排出口 城市雨水排水系统 城市雨水排水系统 建筑物的雨水管道系统和设备建筑物的雨水管道系统和设备 居住小区或工厂雨水管渠系统居住小区或工厂雨水管渠系统 街道雨水管渠系统街道雨水管渠系统 排洪沟排洪沟 出水口出水口 3 城市排水系统的总平面布置 城市排水系统的总平面布置 城市排水系统总平面布置的任务 城市排水系统总平面布置的任务 确定干管 主干管的走向确定干管 主干管的走向 确定污水处理厂和出水口的位置确定污水处理厂和出水口的位置 城市排水系统总平面布置的原则 城市排水系统总平面布置的原则 管网密度合适 管道工程量小 水流畅通管网密度合适 管道工程量小 水流畅通 充分利用地形地势 顺坡排水 避免提升充分利用地形地势 顺坡排水 避免提升 地形起伏较大的地区 采用高 低区系统分离地形起伏较大的地区 采用高 低区系统分离 尽量减少中途加压泵站的个数尽量减少中途加压泵站的个数 截流干管的布置要使全区污水管道能便捷 直接地接入截流干管的布置要使全区污水管道能便捷 直接地接入 4 城市排水系统的总平面布置 城市排水系统的总平面布置 城市排水系统总平面布置的常见形式 教材图 城市排水系统总平面布置的常见形式 教材图 20 直流正交式 适用于雨水 直流正交式 适用于雨水 正交截留式 合流制 正交截留式 合流制 平行式 排水坡度过大 减小流速 避免冲刷 平行式 排水坡度过大 减小流速 避免冲刷 高低分区式 地形起伏过大 减少提升能耗 高低分区式 地形起伏过大 减少提升能耗 辐射分散式 城区大 中心地势高 出路分散 辐射分散式 城区大 中心地势高 出路分散 环绕式 中小城市 排水出路集中 环绕式 中小城市 排水出路集中 第第 2 章章 污水管道系统的设计污水管道系统的设计 1 污水设计流量的计算 污水设计流量的计算 污水设计流量 污水设计流量 生活污水量 工业废水量 地下水渗入量 生活污水量 工业废水量 地下水渗入量 最大日最大时 高日高时 污水流量最大日最大时 高日高时 污水流量 流量单位 流量单位 L S 升 升 秒 秒 污水量变化系数 污水量变化系数 均日均时 高日高时 高日均时 高日高时 均日 高日 时日 KKKZ 污水设计流量的基本计算公式 污水设计流量的基本计算公式 排水个体数排水个体数 排水定额排水定额 变化系数变化系数 设计流量 设计流量 排水时间排水时间 单位换算单位换算 生活污水设计流量的计算公式 生活污水设计流量的计算公式 Q1 居住区生活污水设计流量 居住区生活污水设计流量 L s n 居民生活污水定额 居民生活污水定额 L 人人 d 80 90 用水定额 表 用水定额 表 2 2 1 N 设计人口 人 设计人口 人 设计人口 人口密度 设计人口 人口密度 服务面积服务面积 KZ 生活污水量总变化系数 生活污水量总变化系数 表 表 2 2 2 污水管道水力计算的基本公式污水管道水力计算的基本公式 Q 流量 流量 m3 s A 过水断面面积 过水断面面积 m2 v 流速 流速 m s R 水力半径 过水断面面积与湿周的比值 水力半径 过水断面面积与湿周的比值 m I 水力坡度 水面坡度 管底坡度 水力坡度 水面坡度 管底坡度 C 流速系数 谢才系数 流速系数 谢才系数 n 管壁粗糙系数 表 管壁粗糙系数 表 2 2 7 污水管道水力计算的设计规定 污水管道水力计算的设计规定 新规范有变化新规范有变化 360024 1 sL KNn Q Z 11 0 7 2 Q KZ 2 1 3 2 1 IRA n IRCAvAQ 21 管壁粗糙系数 管壁粗糙系数 n 表 表 2 2 7 设计充满度 设计充满度 h D 0 55 0 75 表表 2 2 8 最小设计流速 最小设计流速 vm 管道 管道 0 6m s 明渠 明渠 0 4m s 最大设计流速 最大设计流速 vx 金属管道 金属管道 10m s 非金属 非金属 5m s 最小设计坡度 最小设计坡度 I 街区内 街区内 0 004 街道下 街道下 0 003 最小管径 街区内