1、<p>　　工 程 學 （上） 課 程 設 計 計 算 書</p><p><b>　　班級：給082</b></p><p><b>　　姓名：汪永彪</b></p><p>　　學校：3080671044</p><p><b>　　指導老師：何劍</b><

2、/p><p>　　設計日期：2012.2.7</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設計簡介...................................4</p><p>　　設計目的...................................4</p><p&

3、gt;　　設計要求...................................4</p><p>　　原始資料...................................5</p><p>　　4.1原水水質情況..........................5</p><p>　　4.2水文地質及氣象資料..................

4、..5</p><p>　　4.3城市用水資料..........................5</p><p>　　4.4設計內容..............................6</p><p>　　5.給水處理工藝流程和給水處理構筑物的選擇.....7</p><p>　　5.1 給水處理流程選擇...........

5、.........7</p><p>　　6.水廠處理水量計算...........................8</p><p>　　7.水處理構筑物設計...........................8</p><p>　　7.1混合設備設計計算......................8</p><p>　　7.2混凝設備設

6、計計算......................9 7.3沉淀池設計計算.......................11</p><p>　　7.4過濾設備設計計算.....................13</p><p>　　7.5消毒設備設計計算.....................18</p><p>　　7.6投藥設備設計計算........

7、.............18</p><p>　　7.7清水池設計計算.......................20</p><p>　　8.水廠高程設計計算..........................21</p><p>　　9.參考資料..................................23</p><p>

8、<b>　　1.設計簡介</b></p><p>　　本設計目的為為某地設計自來水處理廠及水處理工藝的設計，構筑物的計算。水廠原水符合國家地面水水源I級標準，處理后水水質要求符合飲用水標準。以高效、節(jié)能、優(yōu)質的原則設計水處理原則，設計水廠工藝流程采用混凝、沉淀、過濾、消毒。混凝采用往復式隔板絮凝池，沉淀采用斜管沉淀池，過濾采用V型濾池，消毒采用氯氣消毒。還設有加藥間、加氯間、機修間、宿舍、中

9、控室。</p><p><b>　　M </b></p><p>　　The design for the purpose of tap water and water treatment plant somewhere design process design, the calculation of structures. Water raw water c

10、onform 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 pr

11、inciple, design process the waterworks coagulation, precipitation, filtration, disinfection. Coagulation using reciprocating clapboar</p><p><b>　　2．設計目的</b></p><p>　　通過凈水廠課程設計，鞏固學習成果

12、，加深對給水處理課程內容的學習與理解，掌握凈水廠設計的方法，培養(yǎng)和提高計算能力、設計和繪圖水平。在教師指導下，基本能獨立完成一個給水處理廠工藝設計，鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。</p><p><b>　　設計要求</b></p><p>　　學生應在教師指導下，獨立完成一項給定的設計任務，主要包括繪制一定數量的技術工程設計圖紙、編寫出符合要求的設計計算說明書

13、。</p><p>　　教師應先介紹設計方法，安排設計進度表，學生以獨立完成為主，教師每天定時答疑，共性問題集中講解。</p><p>　　學生在課程設計工作中，應能綜合運用凈水工程的基本理論、基本知識和基本技能，去分析和解決給水處理工程中的實際問題。</p><p>　　學生應學會依據課程設計任務，進行資料調研、收集、加工與整理，能夠正確運用工具書；培養(yǎng)學生掌握給

14、水工程設計程序、方法和技術規(guī)范，提高給水工程設計計算、圖表繪制、設計計算說明書編寫的能力。</p><p>　　設計說明書可手寫，也可打印。設計圖紙能清楚表達設計意圖，全面體現構筑物的結構及定位，表達規(guī)范。</p><p>　　通過課程設計，應使學生樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的科學作風，能遵守紀律，善于與他人合作和敬業(yè)精神，樹立正確的工程觀點、生產觀點、經濟觀

15、點和全局觀點。</p><p><b>　　4．原始資料</b></p><p><b>　　4.1原水水質情況</b></p><p>　　4.2水文地質及氣象資料</p><p><b>　　（1）河流水文特征</b></p><p>　　最高水位-

16、1m，最低水位-3m，常年水位-2m</p><p><b>　?。?）氣象資料</b></p><p>　　歷年平均氣溫：15℃，年最高平均氣溫：30℃，年最低平均氣溫：0℃。年平均降水量：1200mm，年最高降水量：1800mm，年最低降水量：900mm。</p><p>　　常年風向：東南風，頻率：12％。</p><

17、p>　　歷年最大凍土深度：20cm。</p><p><b>　?。?） 地質資料</b></p><p>　　第一層：回填、松土層，承載力8kg/cm，深1～1.5m；</p><p>　　第二層：粘土層，承載力10kg/cm，深3～4m；</p><p>　　第三層：粉土層，承載力8kg/cm，深3～4m；&l

18、t;/p><p>　　地下水位平均在粘土層下 0.5m。</p><p>　　（4） 平均地面標高：6.0m</p><p><b>　　4.3城市用水資料</b></p><p>　　設計用水量；人口17.2萬，工廠A用水量1.4萬/d,工廠B用水1.4萬/d,工廠C用水2.2萬/d。（人均用水量標準（最高日）為

19、220L/cap.d，最大日變化系數為1.8，澆灑道路、消防用水及其余一般工業(yè)用水占生活用水200％, 第三產業(yè)用水占生活用水90％, 未預見用水及漏水系數取20%,水廠自用水系數取5%）進行計算。水廠出水水壓為40～55m。 </p><p><b>　　4.4 設計內容</b></p><p>　　（1）計算設計水量、根據水質、地區(qū)條件、施工條件和一些水廠運轉情況

20、選定處理方案和確定處理工藝流程。</p><p>　　（2）擬定各種構筑物的設計流量及工藝參數； </p><p>　?。?）選擇各構筑物的形式 和數目，初步進行水廠的平面布置和高程布置。在此基礎上確定構筑物的形式、有關尺寸安裝位置等；</p><p>　?。?）進行各構筑物的設計和計算，定出各構筑物和主要構件的尺寸，設計時要考慮到構筑物及其構造、施工上的可能性，并

21、符合建筑模數的要求；</p><p>　?。?）根據各構筑物的確切尺寸，確定各構筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。確定各構筑物間連接管道、檢查井的位置；</p><p>　　（6）水廠廠區(qū)主體構筑物（生產工藝）和附屬構筑物的布置，廠區(qū)道路、綠化等總體布置；</p><p>　?。?）繪制本設計任務書中指定的水廠平面、高程布置圖，單體構筑物平剖面圖；&l

22、t;/p><p>　?。?）寫出設計計算說明</p><p>　　5.給水處理工藝流程和給水處理構筑物的選擇</p><p>　　5.1 給水處理流程選擇</p><p>　　根據水質及其特點以及類似水廠水處理效果比較，技術論證確定本設計的水處理流程為：</p><p>　　原水→一級泵房→水泵靜態(tài)混合器→往復式隔板絮凝

23、池→斜管沉淀池→V型濾池→清水池→二級泵房→用戶</p><p>　　設計混凝設備時，根據國內一些水廠的相關類比調查，、本著使混凝劑不得使處理后的水質對人體健康產生有害的影響和凈水效果好，適應性強，使用方便，貨源可靠和價格較低的原則，選用堿式氯化鋁。</p><p>　　6.水廠處理水量計算</p><p>　　6.1生活用水量計算</p><p

24、>　　=17.2=3.73</p><p><b>　　6.2 工廠用水</b></p><p>　　6.3 澆灑道路，消防用水及其與一般工業(yè)用水</p><p><b>　　6.4設計水量</b></p><p>　　水廠設計兩座水處理構筑物，每座構筑物的處理水量為；</p>

25、<p>　　7.水處理構筑物設計</p><p><b>　　廠內</b></p><p>　　主要的水處理構筑物有隔板絮凝池，協管沉淀池，V型濾池、清水池。</p><p>　　7.1 混合設備設計計算</p><p>　　①混合設備采用靜態(tài)管式混合器如圖1所示，水廠自用水量取5%則設計流量，</p&

26、gt;<p>　　取混合器抗節(jié)數n=3,混合時間3s，則水頭損失</p><p>　　圖1 管式靜態(tài)混合器</p><p>　　7.2絮凝設備的設計算</p><p>　　絮凝池采用往復式隔板絮凝池，如圖2所示。根據原水水質和水廠布置取絮凝時間；t=25min，平均水深；2.5m，水廠自用水為設計水量的5%，分設兩格。取寬度14m則；</p&g

27、t;<p><b>　?、僭O計水量；</b></p><p><b>　?、?絮凝池容積；</b></p><p><b>　　凈平面面積；</b></p><p><b>　　④絮凝池長度；</b></p><p>　?、莞鲹趿骼鹊缹挾龋焕?/p>

28、道內流速分為5檔，，，，，。轉彎處流速等于廊道流速的1/1.5～1/1.2，則各檔流速，寬為。</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　取 <

29、;/b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　⑥ 廊道條數；諾取每一檔流速廊道條數相同，即每一檔流速水流在絮凝池中停留時間逐漸增加，則廊道條數為。</p><p>　　取每一檔流速為6條，共30條，水流轉彎次數29次，絮凝池隔板間距離和為</p><p>　　廊道長度； 其中廊道寬1.

30、50m流速為0.19的最后廊道通過穿孔墻，則實際廊道寬度為</p><p>　?、?一般水泥板或水泥抹面渠道水力粗糙系數n=0.013。取20時水的動力粘度系數u=各檔流速水頭損失及速度梯度見表1</p><p>　　表1各檔流速水頭損失及速度梯度</p><p>　　圖2往復式隔板絮凝池</p><p>　　7.3 沉淀池設計計算</

31、p><p>　　沉淀池采用斜管沉淀池，根據原水水質和出水要求取表面負荷,清水區(qū)上升流速即為，斜管采用厚0.4mm的塑料板熱壓成正六邊形管，內切圓半徑40mm,斜管長1000mm，水平傾角。</p><p>　?。?），設計與計算；</p><p>　?、?清水區(qū)面積；，分設四座沉淀池，則每座沉淀池表面積為；</p><p>　　斜管沉淀池平面尺寸

32、，如圖3所示，在14m的一邊上除去無效長度。并考慮斜管構造系數1.3，則凈出口面積為；</p><p>　?、谛惫艹隹谏仙魉?；</p><p><b>　　斜管內周向流速；</b></p><p>　?、苋デ逅畢^(qū)高度1.20m，超高0.30m，斜管區(qū)高；，取配水區(qū)高度1.50m.下部孔排泥管槽高0.80m。</p><p&

33、gt;<b>　　斜管沉淀池高度；</b></p><p><b>　?。?）復核</b></p><p><b>　?、倮字Z數。</b></p><p><b>　　水力半徑；</b></p><p>　　水溫20 時水的運動粘度故</p>

34、<p><b>　?、诟诘聰?；</b></p><p><b>　　斜管中沉淀時間；</b></p><p><b>　　圖3 斜管沉淀池</b></p><p><b>　　7.4濾池設計計算</b></p><p>　　慮池采用V型濾池，

35、根據原水水質和出水要求設計濾池慮速，濾池工作周期24h,后沖洗強度6.表面掃洗強度，當一格檢修一格沖洗時，其他n格的強制慮速不大于10m/h。設計流量</p><p><b>　?。?） 尺寸設計</b></p><p>　　①單池格數和平面尺寸</p><p>　　假定該濾池分為n格，出水閥門自動調節(jié)，保持等水頭等速過濾運行，當1格檢修1格沖

36、洗時，該兩格濾池原來的過濾的水量扣除表面自洗水量后平均分配到其他個格濾池，增加進水量的濾池慮速應小于10m/h，則有。</p><p><b>　　得</b></p><p>　　設計一組分為8格雙單元濾池，對應雙排布置，中間為管廊。</p><p><b>　　單池流量；</b></p><p>

37、　　設計流速； 則單池過濾面積</p><p><b>　　取單池平面尺寸為；</b></p><p><b>　　正常慮速為；</b></p><p>　　當一格檢修一格反沖洗時其余各格強制慮速為；</p><p><b>　?。?）濾池反沖洗</b></p>

38、<p>　　反沖洗時8格單池中只有一格處于沖洗狀態(tài)，所以水沖洗系統和氣沖洗系統按照單層粗砂級配濾池表面掃洗時單池沖洗所需的水量，氣量計算；</p><p>　?、贈_洗強度和沖洗時間</p><p>　　a.單獨氣沖洗時；氣沖強度 歷時 </p><p>　　b.汽水同時反沖洗；氣沖強度 水沖強度 歷時 </p><p>

39、;　　c.單獨水沖洗；水洗強度 歷時 </p><p>　　d.表面掃洗；水沖洗強度 歷時 </p><p><b>　?、跊_洗流量</b></p><p><b>　　空氣流量；</b></p><p><b>　　反沖洗水量；</b></p><p

40、>　　表面掃洗水量從單格濾池兩單元的V型掃洗槽內進入，每條V形槽掃洗進水量；</p><p>　　沖洗設備；沖洗水泵選用兩臺250TLW-4OOI，設于管廊之內，從中央出水渠取水，沖洗水泵參數如下，</p><p>　　鼓風機選用BE250兩臺，一用一備，風機出口壓力0.039Mpa,流量轉速1300r/min軸功率48.6KW。</p><p>　?、軟_洗管

41、道；供氣管管徑；DN300mm流速；9.67m/s沖洗水管管徑；DN400mm流速；2.58m/s清水出水管徑；DN400mm強制過濾時流速；1.45m/s.。</p><p><b>　　進水系統</b></p><p>　　在濾池兩端分別各設置一條進水渠道，該進水渠道不設溢流堰，溢流管。</p><p><b>　　進水渠進水流量

42、；</b></p><p>　　進水總渠寬??；1.2m。有效水深；1.30m。起端流速；0.35m/s。</p><p>　　從進水渠正常進入單元格濾池進入流量；</p><p>　　強制過濾時進入單元格濾池進入流量；</p><p>　　進水管流速取1.2m/s，從進水渠道過主要進水孔進入每格濾池的短管，閥門直徑，取</p

43、><p>　　如采用方形進水閘板，取過孔流速等于10m/s，則閘板面積</p><p>　　取閘孔板400400mm方孔一個，表面掃洗流量，進水管流速取1.0m/s。通過次要進水孔進入每格濾池的短管，閥門直徑為；</p><p>　　選用600mm短管手動閥門一臺。</p><p><b>　　V形槽設計</b></p

44、><p>　　取V形槽濾池中排水渠渠頂標高2.00m,取掃洗孔平均斷面的過孔流速u=2.0m/s，沖洗時V型槽內水深為； v是孔口流量系數，取v=0.97則；</p><p><b>　　槽高。槽寬</b></p><p>　　取x=0.40m,取掃洗寬孔徑d=30mm.單孔流量設掃洗掃洗孔間距為a，沿長度L方向共開L/a個掃洗空根據掃洗水強度1.

45、5，計算 去掃洗孔 d30@100mm</p><p>　　在沖洗時濾池內睡眠高于中央排水渠渠頂h1值，按薄壁堰流計算，單寬流量，，其中Q為水沖流量與表面掃洗流量之和。</p><p>　　取V形槽掃洗孔低于沖洗時濾池最高水位0.10m，則</p><p>　　V形槽槽內低高=2.00+0.071-0.10-0.15=1.96m</p>&l

46、t;p><b>　　.配水配氣系統</b></p><p>　?、贋V頭選用帶濾帽的長柄濾頭，在濾板上按行列形式布置濾頭，在范圍，每行布置8個，每列布置7個為56。</p><p>　?、谂渌錃饪偳?。在反沖洗時配水配氣的干渠的水量。</p><p>　　③配水渠配水孔出口流速取0.70m/s,配水孔口面積，單個方孔尺寸為，則方孔數為；，

47、取58個，配水干渠每面取29個，中心間距；，按照100mm100mm@400mm設置配水孔。</p><p>　?、芘錃饪字糜谂渌咨戏?，配水配氣干渠每側20個，共40個，中心間距40mm,取配氣直徑d=600mm,則配氣孔空氣流速</p><p>　　⑤排水系統；排水渠寬0.80m，同配水干渠，流量Q，起端水深</p><p>　　為使過堰水流自由跌落，堰頂至排水

48、渠內最高水面落差為0.2m，根據排水渠頂端高出莎面0.50m要求，排水渠起端深1.20m,滿足過堰水自由跌落。</p><p>　　排水采用氣動方閥門，閘板尺寸500m500m過孔流速為1.21</p><p>　　⑥慮層和承托塔；濾料粒徑0.95～1.35mm，厚1200mm不均勻系數，正常過濾時砂上水深1.60m，承托層粒徑2～4mm,厚50mm.</p><p&g

49、t;　　7.5 消毒設備設計計算</p><p>　　消毒采用氯氣消毒加氯間的設計計算，計算水量,預氯化最大投加量為1.5mg/L,清水池最大投加量為1mg/L。</p><p><b>　?、偌勇乳g的設計計算</b></p><p><b>　　預加氯量為；</b></p><p>　　QL=0

50、.001aQ=0.001×1.5×4583.3=6.875Kg/h</p><p><b>　　清水池加氯量為；</b></p><p>　　QL=0.001aQ=0.001×1×4583.3=4.17Kg/h</p><p>　　二泵站加氯量自行調節(jié)，在此不做計算。</p><p&g

51、t;　　為保證氯消毒時的安全和計量正確，采用加氯機投氯，并設校核氯量的計量設備。選用型加氯機2臺，一用一備，尺寸180369mm。</p><p>　?、谝郝葌}庫設計計算；</p><p>　　倉庫儲備量按15d最大用量計算，則儲備量為</p><p>　　M=24×（65.10+10.10）×15=9072Kg</p><p

52、>　　選用1t的氯瓶4個。</p><p>　　7.6 投藥設備設計計算</p><p>　　根據原水水質和水溫，參考有關凈水廠的運行經驗，選堿式氯化鋁為混凝劑，最大投加量為25mg/l，堿式氯化鋁投加濃度為10%，采用計量泵濕式投加，不需加助凝劑。</p><p><b>　?、?溶液池</b></p><p>

53、;　　溶液池一般以高架式設置，以便能依靠重力投加藥劑。池周圍應有工作臺，底部應設置放空管。必要時設溢流裝置。 </p><p>　　溶液池容積按下式計算：</p><p>　　式中 －溶液池容積，；</p><p><b>　　Q－處理水量，；</b></p><p>　　a－混凝劑最大投加量，mg/L；</p&

54、gt;<p>　　c－溶液濃度，取10%；</p><p>　　n－每日調制次數，取n＝3。</p><p>　　代入數據得：=2.01</p><p>　　溶液池設置兩個，每個容積為，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。</p><p>　　取有效水深H1＝1.0m，總深H＝H1+H2+H3（式中H2為保護高，取0.2m；H3為貯渣深

55、度，取0.1m）＝1.0+0.2+0.1＝1.3m。</p><p>　　溶液池形狀采用矩形，尺寸為長×寬×高＝2m×2m×1.3m。</p><p><b>　?、?溶解池</b></p><p>　　溶解池容積=0.3×2.01=0.60</p><p>　　溶解池一

56、般取正方形，有效水深H1＝1.0m，則：</p><p>　　面積F＝W1/H1=0.60邊長a＝；</p><p>　　溶解池深＝（式中為保護高，取0.2m；為貯渣深度，取0.1m）＝1.17+0.2+0.1＝1.47m</p><p>　　和溶液池一樣，溶解池設置2個，一用一備。</p><p>　　溶解池的放水時間采用t＝15min，則

57、放水流量</p><p>　　q= W1/60t=0.60×1000/(60×15)=0.67L/s</p><p>　　查水力計算表得放水管管徑＝100mm，相應流速。溶解 池底部設管徑d＝100mm的排渣管一根。</p><p>　　溶解池攪拌裝置采用機械攪拌：以電動機驅動漿板或渦輪攪動溶液。</p><p>

58、;　　7.7 清水池設計計算計算</p><p>　　①清水池調節(jié)容積取設計水量的10%，則調節(jié)容積；</p><p>　　消防用水量按同時發(fā)生兩次火災，一次滅火用水量取25L/s,連續(xù)滅火時間為2h，則消防容積；</p><p>　　根據本水廠選用的構筑物特點，水廠自用水儲備容積，清水池總容積為；</p><p>　　清水池設兩個，有效水深

59、取H=4.5m,則單池面積為；</p><p>　　取B×L=25×50=1250m²,超高取0.5m,則清水池凈高度為5m。</p><p><b>　　②吸水井的設計</b></p><p>　　吸水井應高出地面20cm，吸水井深為3.6m，寬為2m，長度12m。</p><p><

60、;b>　?、鄱梅康脑O計</b></p><p>　　二泵房中泵型號的選擇：4用一備，流量，揚程查給《排水設計手冊11冊－常用設備》選泵。</p><p>　　泵房的尺寸：40m×10m，長度為控制間4m，泵軸之間的間距為4.0m，靠近控制間的泵與靠近吊裝間的泵距離墻的距離也為4.0m，另外設4.0m做為吊裝機械電葫蘆用，共計40m。寬度為吸水管4.5m，泵基礎

61、的長度為2.5m，壓水管3m，共計10m。</p><p><b>　　8.水廠高程設計</b></p><p>　　根據水廠地形，地質條件，各構筑物的進出水高程來確定水廠高程設計，各構筑物間以重力流為主，對已有處理系統改造或增加新的處理工藝時，可采用水泵提升。除清水池外其他混凝、沉淀、過濾構筑物不埋入地下。構筑物連接管設計流速及水頭損失估算如表2，處理構筑物中的水頭

62、損失估算如表3.水廠高程布置如圖3.</p><p>　　表2 構筑物連接管設計流速及水頭損失估算</p><p>　　表3 處理構筑物中的水頭損失估算</p><p>　　圖3 水廠高程布置如圖3</p><p><b>　　9.參考文獻</b></p><p>　　1.  

63、;中華人民共和國國家標準：室外給水設計規(guī)范（GB50013-2006）</p><p>　　2.  中華人民共和國國家標準：城市給水工程規(guī)劃規(guī)范 （GB 50282—98）</p><p>　　3.  中華人民共和國國家標準：地面水環(huán)境質量標準GB3838-2002.國家環(huán)境保護總局，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布，2002.04.28</p&g

64、t;<p>　　4.  生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范   GB5749-2006</p><p>　　5.  上海市政工程設計院主編. 給水排水設計手冊（第3冊）-城市給水.中國建筑工業(yè)出版社,2004年4月第二版</p><p>　　6.  嚴煦世主編. 給水工程. 中國建筑工業(yè)出版社,1999年12