某市地表水水廠課程設(shè)計_secret

1、給水課程設(shè)計PAGE PAGE 14第一章 概述設(shè)計任務(wù)及依據(jù)1 設(shè)計目的及基本要求通過本次設(shè)計，應(yīng)達到如下教學目的：（1）掌握給水處理廠工藝設(shè)計的基本步驟，復習和消化課程講授的內(nèi)容； （2）掌握給水處理廠各處理構(gòu)筑物形式的選擇方法與工藝設(shè)計計算方法，給水處理廠平面布置與高程設(shè)計的原則和方法，具備初步的獨立設(shè)計能力；（3）掌握設(shè)計與制圖的基本技能； （4）提高綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決問題的能力。（5）設(shè)計中，應(yīng)做到設(shè)計合理、計算準確、圖面清晰、語言通順、說明簡練、字體端正。2 設(shè)計內(nèi)容2.1 設(shè)計題目某市新區(qū)地表水水廠設(shè)計。2.2 設(shè)計原始資料2.2.1 圖紙 凈水廠地形圖見附圖2

2、.2.2 用水資料（1）生活用水該城市新區(qū)位于廣東南部，珠江岸邊。市區(qū)規(guī)劃人口數(shù)30萬人；給水普及率按88%考慮；房屋平均層數(shù)為6-7層。城市用水量較均勻，時變化系數(shù)為1.44。（2）工業(yè)用水該城市有工業(yè)企業(yè)4家，位置如城市總體規(guī)劃布置圖所示。用水量情況如表2所示： *市新區(qū)工業(yè)企業(yè)用水量情況統(tǒng)計表編 號廠 名企業(yè)用水量（m3/d）水 壓(kg/cm2)生產(chǎn)班制（時間）A化工廠60002.58，16B紡織廠40002.58，16C制藥廠100002.57，15，23D食品廠100002.57，15，23注：上述各廠供水水質(zhì)要求同生活用水。（3）其他綠化澆灑道路每日以500m3計。未預見水量及管

3、網(wǎng)漏失水量占最高日用水量的20%。2.2.3 原水水質(zhì)資料編號項目單位分析結(jié)果附注1色度度202渾濁度mg/200-15003嗅和味度合格4PH值7.75總硬度mg/250以CaCO3計6銅mg/0.87鋅mg/0.28錳mg/0.019砷mg/0.00210細菌總數(shù)個/28011大腸菌群個/732.2.4 地形地貌地形較平坦，平均海拔高度在223-233米之間。2.2.5 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)工程地質(zhì)良好，適宜于工程建設(shè)，地質(zhì)構(gòu)造一般皆為四層：（1）表土或耕土厚0.5m左右；（2）粘土及砂質(zhì)粘土，即第四紀土層，厚8m左右，耐壓力2kg/cm2以上；2.3 設(shè)計任務(wù)與步驟根據(jù)所給原始資料，進行城

4、市凈水廠工藝設(shè)計及工程擴大初步設(shè)計。設(shè)計任務(wù)與步驟如下所示：（1）根據(jù)原始資料計算水廠設(shè)計水量；（2）根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和相似條件水廠運轉(zhuǎn)情況選定處理方案和確定處理工藝流程；（3）水廠自用水量按設(shè)計凈產(chǎn)水量的5計；（4）選擇各構(gòu)筑物的形式和數(shù)目，初步進行水廠的平面布置和高程布置，在此基礎(chǔ)上確定構(gòu)筑物的形狀、有關(guān)尺寸和安裝位置等；（5）進行各構(gòu)筑物的設(shè)計和計算，定出各構(gòu)筑物和主要構(gòu)件的尺寸，設(shè)計時要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)件施工上的可能性；（6）根據(jù)各構(gòu)筑物的確切尺寸，確定各種構(gòu)筑物平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。確定各構(gòu)筑物的連接管道的位置、管徑、長度、材料及其附屬設(shè)施，并

5、最后定出水廠的高程布置；（7）繪制廠區(qū)總平面圖、高程圖（比例自定）； （8）就設(shè)計中需要說明的主要問題和計算成果寫出設(shè)計計算說明書。3 設(shè)計成果及要求設(shè)計成果包括設(shè)計說明書一份和圖紙二張；3.1 設(shè)計說明書設(shè)計說明書內(nèi)容包括下列各項：（1）目錄；（2）概述設(shè)計任務(wù)和依據(jù)，簡要分析設(shè)計資料的特點；（3）計算設(shè)計流量；（4）給水處理流程選擇的各種因素分析和依據(jù)說明；（5）各處理構(gòu)筑物及其輔助設(shè)備的工藝計算、工作特點的說明；（6）給水處理構(gòu)筑物之間的水力計算及其高程設(shè)計；（7）處理構(gòu)筑物總體布置的特點及依據(jù)說明。說明書應(yīng)簡明扼要，表格說明、要求文字通順、段落分明、字跡工整。3.2 圖紙繪制下列圖紙：

6、（1）廠區(qū)總平面圖，圖中應(yīng)表示出各工藝構(gòu)筑物的確切位置，外形尺寸，相互距離、各構(gòu)筑物連接溝管的位置、管徑、管材、管長，其他輔助性構(gòu)筑物的位置。廠區(qū)內(nèi)各種管道：上水、下水、雨水、暖氣管、電纜等的總平面布置。廠區(qū)道路、綠化及衛(wèi)生防護區(qū)的布置等。該圖中各種管道以單線條表示，圖中應(yīng)繪出各種線條表示的圖例，注明構(gòu)筑物名稱。繪出地形等高線，填方挖方輪廓線等。（2）工藝流程高程圖，圖中應(yīng)標出各構(gòu)筑物頂、底、水面、主要構(gòu)件及溝管的設(shè)計標高，室內(nèi)外地坪標高。第二章 給水廠的設(shè)計步驟及工藝選擇1. 水廠設(shè)計流量的計算根據(jù)所提供的已知資料：市區(qū)規(guī)劃人口數(shù)N=30萬人；給水普及率f=88%；綜合用水定額：q=240綜

7、合生活用水量：Q1=fqN=88%240300000=63360/d工業(yè)生產(chǎn)用水量：Q2=6000+4000+10000+10000=30000/d澆灑道路和綠地用水：Q3=500/d未預見水量和管網(wǎng)漏失水量：Q4=20%（Q1 +Q2 +Q3）=20%（63360+30000+500）=18772/d消防用水量：Qx= qxNx=552=110L/d最高日用水量：Qd=Q1 +Q2 +Q3+Q4=63360+30000+500+18772=112632/d所以，水廠最高日用水量：Q=Qd=1.05112632=118263.6/d取水廠總設(shè)計供水能力120000/d。2.給水處理工藝流程的選

8、擇2.1 原水水質(zhì)與處理標準對照分析項目單位原水處理標準分析結(jié)果色度度2010需處理渾濁度mg/200-15001度需處理嗅和味度合格合格PH值7.76.5-8.5合格總硬度mg/250450合格銅mg/0.81.0合格鋅mg/0.21.0合格錳mg/0.010.1合格砷mg/0.0020.05合格細菌總數(shù)個/m280100需處理大腸菌群個/733需處理附注：總硬度以CaCO3計根據(jù)原水水質(zhì)資料可知：原水中色度20度，渾濁度2001500mg/L，細菌總數(shù)280個/L，大腸菌數(shù)73個/L，以上四項均超標。而其他項均符合水質(zhì)要求。實際水質(zhì)標準要求如上表所示，所以原水應(yīng)屬于高濁度水，對水的處理工藝

9、選擇應(yīng)著重在與處理水的濁度。2.2 水廠工藝流程選擇給水處理工藝方法和工藝的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計生產(chǎn)生產(chǎn)能力等選擇，由于水源不同，水質(zhì)各異，生活飲用水處理系統(tǒng)的組成和工藝流程也多種多樣。當以地表水作為水源時，處理工藝流程通常包括混合、絮凝、沉淀及消毒。因此，根據(jù)實際情況可初步制定工藝流程。圖示如下：附注：混凝劑選擇聚合氯化鋁（PAC） 折板絮凝池與平流沉淀池合建 濾池選用V型濾池2.3 水廠設(shè)計規(guī)模水廠工藝設(shè)計，水廠自用水量按供水量的%計算，總設(shè)計供水能力120000/d。水廠構(gòu)筑物及設(shè)施含配水井、加藥間、藥庫、加氯間、氯庫、絮凝池、沉淀池、濾池、清水池等。2.4 水處理構(gòu)筑物設(shè)計計算2

10、.4.1 配水井的設(shè)計已知：設(shè)計總進水量：Q =120000/d= 5000/h， 流量充滿配水井的時間為T=6min=0.1h，則： 配水井容量V= QT=50000.1=500設(shè)配水井水深H=8m，寬為B=6m，長為L=10.5m。則：配水井設(shè)計尺寸應(yīng)為V=HBL= 8610.5=5042.4.2 管式靜態(tài)混合器的設(shè)計（1）已知條件：設(shè)計總進水量：Q =120000/d= 5000/h設(shè)計進水管流速應(yīng)在1.01.2m/s，所以進水管采用2條DN900。（2）設(shè)計計算：進水管流速v根據(jù)d=900mm，q=120000/(3600242)=0.69/s=690L/s查水利計算表知v=1.08m

11、/s,符合要求。混合器選擇：選用管式靜態(tài)混合器，規(guī)格DN900，靜態(tài)混合器采用三節(jié)，靜態(tài)混合器總長4600mm，混合器井占地面積采用7.2m5m。2.4.3 折板絮凝池的設(shè)計（1）已知條件：設(shè)計進水量：Q =120000/d= 50000/h（2）設(shè)計計算：絮凝池設(shè)2組，取絮凝時間T=7 min，水深H=3.2m則每組絮凝池的流量：Q =120000/2=60000/d =2500/h =0.69/s每組絮凝池的容積：W=Qt/60=25007/60=291.7每組池面積：f=W/H=291.7/3.2=92 絮凝池長度取 L=16m，則凈寬b=f/L=92/16=5.75 m，取6 m。將其

12、垂直水流方向分8格，每格凈寬2 m，平行水流方向分6格，每小格長1 m，共分48格，單格面積2 m1 m。絮凝過程分三段，第一絮凝段采用多通道同波折板，v=0.3m/s;第二絮凝段采用多通道同波折板，v=0.2 m/s;第三絮凝段采用直板，v=0.1m/s。折板采用鋼絲水泥板，折板寬0.5m，厚0.035m，折角90度，折板凈長1.0m。采用鋼筋混凝土墻，外墻厚采用300mm，內(nèi)墻采用250mm，則絮凝池實長：16+0.32+0.257=18.35m實寬：6+0.3+0.256+1=8.8m2.4.4 平流沉淀池的設(shè)計（1）已知條件：水廠設(shè)計總水量：Q =120000/d= 5000/h ，沉

13、淀池采用 n=2，沉淀時間1.5h，池內(nèi)平均水平流速v=10mm/s。（2）設(shè)計計算：單池的處理水量為：Q= Q/2=120000/2=60000/d =2500m/h=0.69/s。池體尺寸：）單池容積 W=Qt/n=50001.5/2=3750）平流沉淀池與絮凝池配合取池凈寬B=（18.350.32）=17.75m，有效水深H=3.5m，則池長L= W/ BH=3750/(17.753)=70.4m（取71m）每池中間設(shè)一導流槽，導流槽采用磚砌，導流槽寬為240mm，則沉淀池每格寬度b=（17.750.24）/2=8.76m）校核池子尺寸比例長寬比L/b=70.4/8.76=8.04 符合

14、要求；長深比L/H=70.4/3=23.510符合要求；沉淀池水平流速v=L/t=70.41000/1.53600=13.0mm/s符合要求。）進水采用穿孔墻布水（3）排泥設(shè)施：采用虹吸式機械吸泥機排泥。）干泥量Q干=60000（100010）/1000000=59.4/d。設(shè)含水率為98%。）污泥量Qs=Q干/（198%）=59.4/0.02=2970/d=123.75/h。）吸泥機往返一次所需時間t=2l/v=270.4/1=140.8min（柵車行進速度v=1m/min）虹吸管計算 設(shè)吸泥管排列數(shù)為10根，管內(nèi)流速為1.5m/s，單側(cè)排泥管最長虹吸管長l=22.5m。采用連續(xù)式排泥，管徑

15、：選用DN50水煤氣管v=1.46。）吸口的斷面確定 吸口的斷面與管口斷面積相等。已知吸管的斷面積A=設(shè)吸水口長為l=0.2m。則吸口的寬度b=A/l=0.002/0.2=0.01m。）吸泥管路水頭損失計算 則局部水頭損失管道部分水頭損失：含水率98%，一般為紊流狀態(tài)?？偹^損失：考慮管道使用年久等因素，實際H=1.3h=1.31.92=2.5m。排泥槽總長取68m，寬0.8m,深1.0m。引流泵選用YQX-5X型潛水泵。沉淀池放空管直徑：管徑采用300mm。沉淀池水力條件校核：水力半徑：弗勞德數(shù)：該 值在規(guī)定范圍 內(nèi)。（4）集水系統(tǒng) 采用兩側(cè)孔口自由出流式集水槽集水。）集水槽個數(shù)N=8）集水

16、槽的中心距：）槽中流量：考慮到池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量：）槽的尺寸槽寬：槽長：取槽長L=10m，則堰上負荷為60000/（1082）=375/(m*d)500,符合要求。起點槽中水深：H=0.75b=0.750.4=0.3m終點槽中水深：H=1.25b=1.250.4=0.5m為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一取H=0.5m計。）槽的高度H ，集水方法采用孔口自由出流，孔口深取0.07m，跌落高度取0.05m，槽起高取0.15m，則集水槽高度：2.4.5 V型濾池的設(shè)計（1）已知條件：水廠設(shè)計總水量：Q =120000/d= 5000/h， 濾速v=8m/h。（2）設(shè)計計算：）濾池工作時間：

17、）濾池總面積：F=Q/vT=120000/（8 23.9）=627.6m2）濾池的分格：選雙格濾池，池底版用混凝土，單格寬4m，長14m，面積56m2，分為并列的兩組，每組3座，共6座，每座面積112m2，總面積672m2）濾池高度的確定濾池超高：H5=0.3m；濾層上的水深：H4=1.5m；濾料厚度：H3=1.0m；濾板厚度：H2=0.13m；濾板下布水區(qū)高度：H1=0.9m；則濾池總高：H=3.83m。）V型槽設(shè)計槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑：dv孔=0.025m，間隔0.15m。取V型槽底高度低于掃水出水孔0.15m。根據(jù)潛孔出流公式 表面掃洗時V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗液面反沖洗時的排水集

18、水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式：2.4.6 清水池的設(shè)計（1）已知條件：水廠設(shè)計總水量：Q =120000/d（2）設(shè)計計算：清水池的調(diào)節(jié)容積取設(shè)計水量的10%，則調(diào)節(jié)容積：V=12000010%=12000消防用水量按同時發(fā)生兩次火災，一次滅火用水量取55L，連續(xù)滅火時間為2h，則消防容積： V=5523600/1000=396根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點，水廠自用水儲備容積V=0。清水池總?cè)莘e為： V= V+ V+ V=12000+396+0=12396清水池設(shè)兩個，有效水深取H=4.5m，則單池面積為： f=V/2H=12396/(24.5)=1377.3m2取BL=4630=1380m

19、2。超高取0.5m，則清水池凈高度取5.0m。2.4.7 加藥間、藥劑倉庫、二級泵站、配電房及辦公樓的設(shè)計加藥間、藥劑倉庫、二級泵站、配電房及辦公樓不是本設(shè)計的重點，在此說明中不做詳細計算。3. 水廠各處理構(gòu)筑物平面布置的依據(jù)說明及特點3.1 平面布置綜述水廠平面布置是綜合性很強的設(shè)計工作，它不僅需要考慮工藝的要求，還需要結(jié)合土建、電氣、建筑、環(huán)境等因素進行綜合考慮。地形條件、地質(zhì)條件、氣象條件、發(fā)展要求、環(huán)境等的影響都是平面布置的影響因素。設(shè)計規(guī)劃過程中要綜合考慮水廠工藝的水力流程、場地平整、凈水構(gòu)筑物的系列、廠區(qū)管道、附屬建筑、道路綠化等要素。力求達到凈水廠布置的基本原則：流程合理、管理方

20、便、節(jié)約用地、環(huán)境優(yōu)美、并能與今后發(fā)展合理結(jié)合。3.2 本設(shè)計平面布置根據(jù)前面的設(shè)計計算可以確定各處理構(gòu)筑物的幾何尺寸。（1）配水井水深8m，寬為6m，長為10.5m。（2）混合器井占地面積采用7.2m5m。（3）折板絮凝池長為8.8m，寬18.35 m，深3.5 m。（4）平流沉淀池長為71 m ，寬18.35 m，深3.3 m。（5）濾池采用雙格濾池，單格寬4m，長14m；共兩組，每組長為45 m ，寬20 m，深4 m。（6）清水池長46m，寬30m，深5m。附注：其他構(gòu)筑物尺寸查閱給排水設(shè)計手冊。本水廠的平面布置如附圖一所示。根據(jù)草圖附圖一繪制A1號水廠總平面布置圖。該平面布置為折角式，較充分的利用了所給地形。整體上布局合理，工藝流暢，簡潔大方。4. 水廠高程布置4.1 高程布置綜述在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間的水面高差即為流程中的允許流速水頭損失，包括構(gòu)筑物本身、連接管道、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損