建筑给排水工程给水厂课程设计

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1、(建筑给排水工)程给水厂 课程设计 (建筑给排水工)程给水厂 课程设计 目录目录 第一章总论 1第一章总论 1 1.1 设计任务及要求 1 1.2 原始资料及分析 1 第二章设计原则与净水工艺选择 6第二章设计原则与净水工艺选择 6 2.1 设计原则 6 2.2 厂址选择 6 2.3 工艺流程 7 第三章预处理设施及配水井 10第三章预处理设施及配水井 10 3.1 设计水量 10 3.2 预处理的设施及参数 10 3.3 配水井 10 第四章混凝设施 11第四章混凝设施 11 4.1 混凝剂 11 4.2 混凝剂的配置 13 4.3 混合设施 16 4.4 絮凝设施 22 第五章沉淀池 29

2、第五章沉淀池 29 5.1 沉淀池平面尺寸 29 5.2 进出水系统 29 5.3 排泥设施 29 5.4 水力校核 29 第六章过滤池 33 第六章过滤池 33 6.1 普通快滤池的属性 33 6.2 普通快滤池的设计 34 第七章消毒设施 41第七章消毒设施 41 7.1 加氯量及储氯量 41 7.2 加氯设备 41 7.3 泄氯控制 41 7.4 加氯间布置 43 第八章清水池 45第八章清水池 45 8.1 清水池平面尺寸计算 45 8.2 管道系统 45 8.3 清水池布置 46 第九章给水厂布置 48第九章给水厂布置 48 9.1 水厂的平面布置 48 9.2 水厂的高程布置 50

3、 总结与感想 52总结与感想 52 参考文献 54参考文献 54 1 第一章总论第一章总论 1.1 设计任务及要求1.1 设计任务及要求 1.1.1 设计题目1.1.1 设计题目 城市给水处理厂方案设计 1.1.2 设计背景1.1.2 设计背景 某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生 活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门 批准，决定新建一座给水处理厂。 1.1.3 设计任务1.1.3 设计任务 设计规模：该净水厂总设计规模为 1210m3/d。即设计流量为 5000m3/h,征 地面积约 40000m2。 设计要求：完成水源水质评价

4、，设计包括工艺确定、主体处理构筑物初步设 计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。 设计成果：设计说明及计算书 1 份（总篇幅 1 万字以上） ，包括：目录、原 始资料、系统选择、处理工艺设计计算、平面及高程等内容。完成给水处理厂平 面图（1：500）和处理系统高程图（1：100）1 张。 1.2 原始资料及分析1.2 原始资料及分析 1.2.1 设计规模1.2.1 设计规模 该净水厂总设计规模为 12104m3/d。征地面积约 40000m2。 1.2.2 原水水质及分析1.2.2 原水水质及分析 1.原水水质资料 2 序号项目单位数值序号项目单位数值 1浑浊度度54.213锰mg/L0

5、.07 2细菌总数个/mL28014铜mg/L0.01 3总大肠菌群个/L920015锌mg/Ll 当 H/D04 时，e=l 当 H/D04 时，el 层间距S0m(1.01.5)D0(1.01.5)D0 安装位置要求 相邻两层桨交叉 90安装 本设计采用圆形桨板式机械混合池对药剂和水进行混合本设计采用圆形桨板式机械混合池对药剂和水进行混合。 1.已知条件 设计水量 Q=120000=5000，池数 n=2 个 21 2设计计算 池体尺寸的计算 有效容积 取混合时间 T=40s，则 混合池高度 机械混合池尺寸及有关参数选定： 直径:D=3.5m 水深: 取超高为 0.45，则： 池体总高:H

6、=H1+0.45(超高)=3.35m 搅拌设施的计算 桨板尺寸 搅拌器外缘速度:v=3.0m/s(一般采用 1.03.0m/s,这里取 3.0m/s) 搅拌器直径：d=(2/3)D=2.33m，设计中取 2.0m 搅拌器宽度：B=0.1D=0.35m，设计中取 0.3m 搅拌器层数：因 H:D1.21.3，设计中取 1 层 搅拌器叶数:Z=4 搅拌器距池底高度：0.5d=1.0m 搅拌转速 搅拌器角速度 轴功率 22 取阻力系数，搅拌器层数层，搅拌器半径，则 所需轴功率 取水的动力黏度，速度梯度，则 ，满足要求。 电动机功率 取传动机械效率，则 桨板式机械混合池布置如下图所示 4.4 絮凝设施

7、4.4 絮凝设施 4.4.1 一般要求4.4.1 一般要求 1.絮凝过程中速度梯度 G 或絮凝流速应逐渐由大到小； 2.絮凝池要有足够的絮凝时间，一般宜在 1030min，低浊、低温水宜采用较 大者； 3.絮凝池的平均速度梯度 G 一般在 3060s-1 之间，GT 值达 104105，以保 证絮凝过程的充分与完善； 4.絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接。如需用管渠连接时， 管渠中的流速应小于 0.15m/s，并避免流速突然升高或水头跌落； 5.为避免已形成絮体的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于 0.10m/s ； 6.应避免絮体在絮凝池中沉淀。如难以避免时，应采取相应排泥措

8、施。 4.4.2 絮凝设施的设计4.4.2 絮凝设施的设计 1已知条件 采用四组絮凝池 絮凝时间T=20min 23 有效水深H=4.5m 2设计计算 （1）单组絮凝池流量 Q=0= （2）单池有效容积 V=QT= （3）每组池子面积A A=92.6 （4）每组池子的净宽 为了与沉淀池配合，每组絮凝池的净长=10.3m，则池子的净宽=9m （5）絮凝池的布置 絮凝池的絮凝过程为三段：第一段； 第二段； 第三段； 将絮凝池垂直水流方向分为 9 格，每格净宽为 1.14m，每三格为一絮凝段，第一 二、三格采用单通道异波折板；第四、五、六格采用单通道同波折板；第七、 八、九格采用直板。 （6）折板尺

9、寸及布置（如图 3.6 所示） 折板采用钢丝水泥板，折板宽度 0.5m，厚度 0.06m，折角 90,折板净长度 0.8m。 图 3.6 折板尺寸示意图 90 500 700 60 350 24 （7）絮凝池长度 L 和宽度 B 考虑折板所占宽度为 0.07,池壁厚 200mm，池底厚 300mm,絮凝池的实际宽度 B=9.12m；考虑隔板所占长度为 0.2m,絮凝池的实际长度 L=11.9m,超高 0.3m 因此，由以上计算尺寸对絮凝池进行平面布置，絮凝池平面图如图 3.7 所示。 图 3.7 折板絮凝池平面布置图 （8）各折板的间距及实际流速 第一、二、三格： ,取 b=1.02m 第四、

10、五、六格： ,取 b=1.5m 第七、八、九格： ，取 b=3.1m 图 3.8 折板絮凝池计算简图 （9）水头损失 h 计算参照图 3.8。 第一、二、三格为单通道异波折板 式中总水头损失，m； 一个缩放组合的水头损失,m； 转弯或孔洞的水头损失，m； n缩放组合的个数； 渐放段水头损失，m； 25 渐放段段阻力系数； 渐缩段阻力系数； 转弯或孔洞处阻力系数； 相对峰的断面积， ； 相对谷的断面积， ； 峰速，m/s； 谷速，m/s； 转弯或孔洞处流速， 。 第一格通道数为 4，单通道的缩放组合个数为 4 个，n=4。 ； ； ； 上转、下转弯各为两次，取转弯髙为 1.5m， ； 渐放段水头

11、损失： 渐缩段水头损失： 转弯或孔洞的水头损失： 则： = =0.077m 26 第二、三格的计算同第一格。 第四格为单通道折板 式中每一转弯的阻力系数； n转弯的个数； v板间流速,m/s； 同上。 计算数据如下： 第四格通道数为 4，单通道转弯数为 6， 。 折角为 90， 则 240.0196=0.0926 第五、六格的计算同第四格。 第七格为单通道直板： 式中转弯处阻力系数； n转弯次数； v平均流速，m/s。 其计算数据如下： 第七格通道数为 3，两块直板 180，转弯次数，进口、出口孔洞 2 个； 180转弯，进口孔； v=0.10m/s （10）絮凝池各段的停留时间 第一、二、三

12、格水流停留时间为： 27 第四、五、六格均为 第七、八、九格水流停留时间为： （11）絮凝池各段的 G 值 式中 G速度梯度（） ； 水的容重（） ； 水的动力粘度（） ； T反应时间（） 水温为 20， 第一段（异波折板）： 第二段（同波折板）： 第三段（直板）： 絮凝段絮凝时间（s）水头损失（m）G() 第一絮凝段394.020.07794.63 第二絮凝段394.020.092654.63 第三絮凝段397.50.00421.07 合计1185.540.174170.33 则可求得 GT 值： 第五章沉淀池第五章沉淀池 本次设计采用平流沉淀池本次设计采用平流沉淀池 5.1 沉淀池平面尺寸

13、5.1 沉淀池平面尺寸 1.已知条件 水厂设计流量 Q=120000=5000，沉淀池个数采用 4 个，沉淀时间，沉淀池内平均 28 水平流速。 2.设计计算 （1）单池容积 W （2）单池池长 L 采用 76m （3）单池宽度 B 取沉淀池有效水深 h=3m,则 采用 9m(为配合絮凝池的宽度) 每池中间设一个导流墙，则每格宽度为： （4）校核 沉淀池长宽比：，满足要求； 沉淀池长深比：，满足要求。 5.2 进出水系统5.2 进出水系统 5.2.1 进水系统5.2.1 进水系统 （1）进水穿孔墙 沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式。墙长 9m，墙高 3.3m（有效水深 3m， 用机械刮泥装置

14、排泥，其积泥厚度 0.1m，超高 0.2m） （2）穿孔墙孔洞总面积 A 孔洞处采用流速，则 （3）孔洞个数 N 每个孔口采用矩形的半砖空洞，其尺寸为 0.12m0.16m，则 个 29 取局部阻力系数 则进口水头损失 可以看出，计算得出的进水部分水头损失非常小，为了安全，此处取为 0.05m。 （4）布水墙 布水墙示意图 5.2.2 出水部分5.2.2 出水部分 （1）沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水，并尽量滗取上层澄清 水，减小下层沉淀水的卷起，采用穿孔集水槽。 沿池长方向布置 6 条穿孔集水槽， 中间为 2 条集水渠， 为施工方便槽底平坡。 指形槽的中心距： 则每条集水槽长为：

15、每槽集水量为： 查给水排水计算手册第 3 册得槽宽为 0.2m,槽高为 0.54m。集水槽双侧 开孔，孔径，孔数为 115 个，孔距 6cm。 每条集水渠的流量为： 假定集水渠起端的水流截面为正方形，则渠宽度为： 为方便施工采用 0.7m，起端水深 0.78m。考虑到集水槽水流进入集水渠时应 自由跌水，跌落高度取 0.08m，即集水槽底应高于集水渠起端水面 0.08m。同 时考虑到集水槽顶与集水渠顶相平，则集水渠总高度为： 出水管流速，则直径为： （2）沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形，堰口应保证水平。 30 取溢流堰的堰上负荷，则 溢流堰的总堰长 出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调

16、节，以适应水位变化。 取渠道宽度， 则出水渠起端水深： 为保证自由溢水，出水渠的超高定为 0.1m，则渠道深度为 0.50m。 出水渠道的总深设为 1.1m，跌水高度 0.24m。 5.3 排泥设施5.3 排泥设施 为取得较好的排泥效果，可采用机械排泥。既在池末端设集水坑，通过排泥管定 时开启阀门，靠重力排泥。 池内存泥区高度为 0.1m，池底有 1.5坡度，坡向末端积泥坑（每池一个） ，坑 的尺寸为 50cm50cm50cm。 排泥管兼沉淀池放空管，其直径应按下式计算 采用 300mm 式中 H池内平均水深，m，此处为 3+0.1=3.1m； t放空时间，s，此处按 3h 计。 5.4 沉淀池水力条件复核5.4 沉淀池水力条件复核 （1）水力半径 R （2）弗劳德数 Fr （在规定范围内 110110） 第六章过滤池第六章过滤池 本次设计采用普通快滤池本次设计采用普通快滤池 31 6.1 普通快滤池的属性6.1 普通快滤池的属性 特点：下向流、砂滤料的四阀式滤池 优点：(1)有成熟的运转经验，运行稳妥可靠 (2)采用砂滤