给水课程设计

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1、 目录第 1 章 设计任务书 1第2章 总论 3 2.1 开发区概况 3 2.2 自然条件 3 2.3 水源概况 32. 4 水处理剂资料 4第3章 水处理工艺流程的选择 5第4章 设计说明书 7 4.1 混凝剂及消毒剂选择 7 4.2 混合设备 9 4.3 絮凝池 9 4.4 沉淀池 10 4.5 滤池 11第5章 设计计算书 12 5.1 设计流量计算 12 5.2 混凝剂投量 14 5.3 溶解池、溶液池 14 5.4 静态混合器 16 5.5 机械搅拌絮凝池 17 5.6 斜管沉淀池 19 5.7 重力式无阀滤池 22 5.8 加氯间及氯库 27 5.9 清水池 28 5.10 一级泵

2、站 30第6章 水厂自动化控制要求 33第7章 水厂平面布置 34第8章 水厂高程布置 36第9章 水厂工程概预算 38章10章 参考资料 39第11章 个人设计总结 40 第 1 章 设计任务书一、课程设计题目 某经济开发区给水厂初步设计二、课程设计内容 1给水厂设计的用水量与总用水量计算，或由教师给定的水量作设计水量。 2根据取水河床断面水位，设计吸水井和一级泵房。 3根据所给水质情况，进行工艺比选，确定处理工艺流程。4根据混凝实验结果选用混凝剂并决定其投量（也可参考设计手册比照相似情况选用），设计计算溶药池、溶液池的溶积、设计投药系统及药库并进行相应的平面布置。 5设计计算混合池（混合器

3、）、絮凝池、沉淀池（或澄清池），并在设计说明书中绘出它们的工艺流程图（单线图）。并绘出其中一个单体构筑物工艺图（3号工程图，根据设计时间需要，如果设计时间不够，可以不画）。 6设计计算滤池（包括根据筛分资料，将滤料改组成所需d10=0.50mm, K80=1.8或室外给水设计规范的要求），并绘出工艺图（3号工程图）。 7设计计算加氯间、氯库。清水池的容积按最高日用水量15%计算。 8水厂平面图的布置，设计计算各构筑物之间的联接管道（包括水头损失 值）及高程图的设计。 9绘出水厂平面布置和高程布置图（3号工程图）。 10水厂的工程概预算及经营成本分析。 11设计说明书与计算书的编制。三、用水资料

4、 ： 居民生活用水变化曲线时段1223344556677889用水百分数%221.53.54665时段9101011111212131314141515161617用水百分数%44554445时段1718181919202021212222232324241用水百分数%66554333 注：居民生活最高日用水定额为250L/cap.d。 公共建筑、生产企业等集中用水量该乡镇经济发展属典型农作物耕种为主，粮棉兼作，水产养殖，农副加工，今年又新建了工业园区以纺织业为主。畜牧用水按生活用水10%计算，工业园区各工企业及公共建筑按生活用水量30%计算。（另单独增加工业企业用水量1万m3/d）。 配水管

5、网漏损及未预见水量按15%计； 给水普及率按100%计算； 注：水厂设计水量应按城市最高日用水量加上水厂的自用水量计算,自用水量按最高日用水 量的5%算。 四、河床断面图（见下图) 9.450m6.950m-7.950m -15.550m 五、进度安排1污水厂的设计步骤，设计要求，设计原则。 0.5天2污水厂的工艺流程和处理构筑物选择及计算。 7天3污水厂污水厂平面布置以及高程计算。 2.5天4绘图。 4天六、基本要求1设计深度为初步设计。2图中文字一律用仿宋体书写；图例的表示方法应符合一般规定和制图标 准；图纸应注明图标栏及图名；图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别；图幅宜采用3号图，必要

6、时可选用2号图。3说明书、计算书内容简要，论证充分、文字通顺、字迹端正。七、设计步骤1明确设计任务及基础资料，复习有关知识及设计计算方法。2在平面图上布置构筑物及管道，进行工艺计算。3设计图纸绘制。4设计计算说明书校核整理。 第2章 总论2.1 开发区概况 该开发区位于我国长江中下游地区，地势平坦，紧邻长江最大支流-汉江，两条 省级公路干线贯穿境内，自然资源丰富，交通便利，是我省乡镇发展较快的乡镇之一，自新农村建设以来，全镇工农业生产、乡镇建设得到了迅猛的发展。根据上级市总体规划，近期规划该镇人口3万人，远期人口6万人，规划建筑为3层混合式，室内均有给排水卫生设备和淋浴设备。由于该地区紧邻汉江

7、且地下水丰富，规划水源为汉江。2.2 自然条件(1）地理位置：东径11357 北纬3052(2）地形地貌：开发区地形较平坦，设计地面标高为9.45m。(3）气象资料： 气温： 历年最高气温 历年最低气温-7 常年平均气温16 气候： 属亚热带季风气候，雨量充沛，气侯温和，四季分明。 降雨量： 多年平均1200毫米，最高1600毫米，最低100毫米，集中6-8月。 冬季冰冻期：最冷月平均气温3.1-3.6，冰冻期短，土壤冰冻深度：0.1米。(4）土壤地质资料： 土壤承载力2.4 kg/cm2 浅层地下水离地面 1-4 米。2.3 水源概况 (1）河流概述：汉江流经庙头全镇，流长17.8千米，河槽

8、平均宽度400m，水深最深18m，水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道航运繁忙，取水构筑物不得影响航运。 (2）河流特征： 水位水面标高m流量m3/s流速m/s设计频率%保证率%最高水位6.95085002.632常水位-7.95030001.8最低水位-15.5501980.0895 (3）水质资料：编号项目单位分 析 结 果备注最高最低月平均最高月平均最低1水 温25142352臭和味少 许3色 度54浑浊度毫克/升80030400805PH7.27.56.86总硬度毫克当量/升280202201507细菌总数个/毫升888大肠菌群个/升29CODmg/L1.4其他指标

9、合 格2.4 水处理剂资料 ( 1 ） 混凝剂 ： 硫酸铝、三氯化铁(45%)、碱式氯化铝(10%) ( 2 ) 混凝剂投加量参考值（也可参考设计手册比照相似情况选用） ( 3 ) 当地所产滤料：石英砂、无烟煤、铁矿石等均有供应。 ( 4 ） 滤料(石英砂)筛分试验筛孔直径留在筛上的砂重(g)通过该号筛的砂重(%)2.3620.399.71.65212.487.30.99131.755.60.58938.217.40.24616.31.1 0.2080.70.4筛底盘0.4/合计100.01( 5 ）用于消毒的药剂： 液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。第3 章

10、水处理工艺流程的选择 若水源受到较严重的污染，按目前行之有效的方法，可在砂滤池后再 投加臭氧或活性炭处理，如下图所示根据水质情况分析，由于水厂浊度为400，较高，且水厂以汉江为水源，即地表 水作为水源，经过比较分析，在符合生活饮用水卫生标准（GB57459-20060）的条件下，本设计中水处理选择工艺流程图203，如下所示： 第4章 设计说明书4.1 混凝剂及消毒剂选择 1. 混凝剂的选择： 混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质，是水处理工艺的一 个重要环节其完善程度对后续工艺如沉淀、过滤影响很大。其选择应符合以下基本要求：混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足、价格低廉。水处

11、理工程常用混凝剂比较名称硫酸铝三氯化铁聚合氧化铝（PAC）（又名碱式氧化铝）对水温和PH的适性适用于 2040；PH=6.47.8时，处理浊度高、色度低的水；不大受温度影响，适用于PH=6.08.4温度适应性强，适用于PH=5.09.0使用条件一般都可适用，原水须有一定碱度；处理低温低浊水时絮凝效果差，投加量大适用于高浊度原水，刚配制的水溶液温度高适用于低浊、高浊、和污染的原水特点腐蚀性较小絮凝体比重大，易下沉，易溶解，杂质少；对金属和混凝土腐蚀极大；操作方便；腐蚀性较小；应用较普遍； 据设计资料中提供的混凝剂：硫酸铝、三氯化铁（45%）、碱式氯化铝（10%），以及下表常用混凝剂性质比较，选择

12、碱式氯化铝作为水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。且碱式氯化铝具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。2. 消毒剂的选择： 各消毒剂性能名性 称能液氯、漂白粉二氧化氯臭氧消毒杀菌优良（HOCl）优良优良灭病毒优良（HOCl）优良优良PH值影响消毒效果随PH值增大而减小，PH=7时，消毒效果最好PH影响较小，PH7时较有效Ph值影响小，PH值小时，剩余臭氧残留较久国内应用情况广泛在城市水厂中极少应用较少接触时间3

13、0min1 min数秒至10min适用条件极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂原水中有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用制水成本高，适用于有机污染严重的情况。因无持续消毒作用，在进入管网的水中需加少量氯消毒 本设计将选用液氯消毒，它有以下优点： 消毒效果好，且具有余氯的持续消毒效果； 操作简便，投量准确； 不需要庞大的设备； 价值成本较低。 加氯装置加氯机 加氯机用以保证消毒安全和计量准确。加氯机台数按最大加氯量选用，至少安装2台，备用台数不少于一台。在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，万一加氯机发生事故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。4.2 混合设备： 常用混

14、合方式的主要特点及使用比较方 式特 点 及 使 用 条 件管式混合管道混合直接混合，无需另建混合设施，混合效果不稳定，流速低时，混合不充分静态混合器构造简单，无运动设备，安装方便，混合快速均匀，混凝效果好，总体经济效益好；缺点是当流量降低时，混合效果下降水泵混合混合效果好，不需增加混合设施，节省动力，缺点是使用腐蚀性药剂时，对水泵有腐蚀作用，取水泵房与水厂较远时不宜采用机械混合混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂，缺点是需增加混合设备和维修工作 混合设备的基本要求是，药剂与水的混合必须快速均匀。 本设计的混合设施采用“管式静态混合器”，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消

15、毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合，构造简单、安装方便、节约用药、设备小等特点、占地小、维修方便、效果好、不增加动能消耗。4.3 絮凝池 基本要求：原水经过与药剂充分混合后，通过絮凝设备形成肉眼可见的大小 的密实絮凝体，进入反应池进行反应，按照混凝理论，反应中主要起絮凝作用。 1. 设计要点： 为了确保沉淀池的沉淀效果，要有足够的沉淀时间，一般在1030 min，并 控制反应速度，使其平均速度梯度为1075s-1，使GT值达104105，以确保反应过程的充分与完整。低浊、低碱水宜采用较大的T值，粗分杂散杂质含量高的水，宜采用较大的G值。反应池一般与沉淀池合建，避免已形成的絮粒在水流经过连

16、接管时被打碎，如 需分建，则连接管中的流速应小于0.15 m/s，并避免流速突然升高或水头跌落。低浊水缺乏絮聚核心，可以将沉淀下来的一部分泥渣连续地流回到混合池入 口，以促进反应过程。为使絮粒不至于被破坏或沉淀，反应池入口的速度必须加以控制。2.反应池型及选择： 反应池型可分为隔板絮凝池，折板絮凝池，机械絮凝池等等。类 型特点适用条件隔板式絮凝池隔板絮凝池（往复式)优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便缺点：容积较大，水头损失较大， 转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者机械搅拌絮凝池优点：适应水量变化，反应效果较好， 节省药剂，絮凝效果好。缺点：运行需要经常养护维修一般

17、适用中小型水厂旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难， 絮凝效果较差一般用于中型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂 本设计中采用机械搅拌絮凝池（垂直式），垂直轴式一般适用中小型水厂。与以上几种比较，机械絮凝池能进行调节，絮凝效果好，适应水量变化，反应效果较好，节省药剂，水头损失小，但需要经常养护维修。4.4 沉淀池设计 给水处理中的沉淀工艺是指水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程。原水经投药、混合、反应等过程，水中悬浮物变成较大的絮凝体，由于该絮凝体颗粒比重大于水，所以

18、沉淀从水中分离出来。斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀。其布置可采用穿孔管或穿孔集水槽集水。 设计要点： 斜管断面一般采用蜂窝六边形，其内径或边距d一般取2535 mm 斜管长度一般为8001000mm目前多采用1000mm 斜管的水平倾角常采用60 斜管上的清水区高度不宜小于1米，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类的繁殖。 斜管下部的布水区高度不宜小于1米，为使布水均匀，在沉淀池进口除设置穿孔墙或格栅灯整流措施。 集泥区高度应根据沉泥量，沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排泥方式可采用穿孔管或机械排泥。 斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反方向进水为宜,采用沉淀池时应注意反应的

19、充分和排泥布置的合理。本设计采用斜管沉淀池。斜管沉淀池是把与水平面成角度（一般为60左右）的许多管状组件（断面矩形或六角形等）置于沉淀池中构成。水流可从下往上或从上往下流动，颗粒则沉于众多斜管底端，而后自动滑落。该沉淀池的沉淀效率高，池子的容积小，占地面积少，斜管的水力半径大大减小，水力条件得以改善，从而使雷诺数降低弗劳德数提高，满足水流稳定和层流要求。采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径d=25mm，长l=1000mm，斜管与水平面成角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流

20、自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。4.5 滤池 各种滤池的比较：滤池类型 优点缺点多层滤料滤池是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好滤料较贵且管理麻烦，滤料冲洗困难，易积泥球，需采用助冲设备。虹吸滤池适用于中型水厂，无大型阀门及开闭控制设备，无冲洗水塔，过滤时不会有负水头现象。池身比较大，一般5m，受过滤水质影响大，冲洗也不稳定。移动罩滤池结构简单，无大型阀门，管件少，无需冲洗水箱，且池较浅。增加了机电及控制设备，自动控制及维护较复杂。普通快滤池运行可靠，砂滤料材料易得便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，

21、水质较好；管配件及阀门较多，操作较其他滤池复杂。V型滤池滤料不易产生流失，滤层微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。 采用气水反冲洗，操作较复杂，用水量较大，适用于大中型水厂。无阀滤池适用于中小型水厂，单池面积不大，节约用水，节省大型阀门，造价较低，冲洗自动，操作管理方便。池体结构较其他滤池复杂，滤料处于封闭结构，装卸困难。 由于水厂处理流量较小，通过各方面比较，本设计中选择重力式无阀滤池， 效果较好。 第5章 设计计算书 5.1 设计流量计算 城市用水量包括综合生活用水，工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量、管网漏失水量。 根据设计地点所处的分区、住房条件、

22、室内给排水设备的完善程度、水资 源和气候条件、居民生活习惯等，并且适当考虑远期发展 。 已知数据资料； 1居民生活最高日用水定额为250L/cap.d。 2公共建筑、生产企业等集中用水量3该乡镇经济发展属典型农作物耕种为主，粮棉兼作，水产养殖，农副加工并举，工业园区以纺织业为主。畜牧用水按生活用水10%计算，工业园区各工企业及公共建筑按生活用水量30%计算。（另单独增加工业企业用水量1万m3/d）。 配水管网漏损及未预见水量按15%计； 4给水普及率按100%计算；注：水厂设计水量应按城市最高日用水量加上水厂的自用水量计算,自用 水量按最高日用水量的5%算。 则可知： 设计中居民生活用水定额为

23、q=250L/（capd）自来水普及率为f100%， 近期设计人口数3万人，远期设计人口数6万人。1、居民生活用水量 Q1=qNf (m3/d) 式中：q最高日生活用水定额，为250L/capd； N设计年限内计划人口数, 近期3万人 f自来水普及率（100%）。 则Q1=25030000100%=7500 (m3/d) 2、生产企业（工业）用水Q2 Q2=10000 (m3/d)3、工业区各共企业及公共建筑用水量Q3 Q3=7500302250m3/d)4、畜牧业用水量Q4 Q4=750010%=750 (m3/d) 所以 最高日用水量为： Qd= Q1+Q2+Q3+Q415 7500+10

24、000+750225015 =23575m3/d) 其中15为水厂不可预见用水量系数 则近期该给水厂设计流量: Q15Qd 1.0523575 24753.75 (m3/d) 适当加大流量，取为Q26400m3/d，即Q1100m3/h 考虑远期人口数6万人时， 居民生活用水量Q1=25060000100%=15000(m3/d) 生产企业（工业）用水量Q2=10000 (m3/d) 工业区各共企业及公共建筑用水量Q3=15000304500m3/d) 畜牧业用水量Q4=1500010%=1500 (m3/d) 则远期该给水厂设计流量: Q15Q1+Q2+Q3+Q415 1.053565037

25、432.5(m3/d) 取为Q38400m3/d1600m3/h 则近期最高时用水量：Qh= Qd6%=264006%=1584 (m3/d) 最高日平均时用水量QT= =1100 (m3/h) 时变化系数 ： = =15841100=1.44 其中 最高日最高时用水量； QT最高日平均时用水量；5.2 混凝剂投量适当加大混凝剂投加量和助凝剂，可以增强混凝效果，所以取混凝剂最大投加量为30mg/L，另加2 mg/L活化硅酸。混凝剂总的投加量为：一日三次，每次投加1.1Kg/h。 水厂投加药剂数值取水水源原水浊度混凝剂种类混凝剂投加量(mg/L)助凝剂投加(mg/L)最高最低活化硅酸河水月平均最

26、高400碱式氯化铝30212 药剂按最大量的30天用量储存，碱式氯化铝的相对密度为1.20，用量T=Kg=23.76t则所占体积V=23.761.2019.8m3 活化硅酸所占体积取为1.5m3，两者总体积为19.81.5=21.3m3药剂堆放高度按2.0m计采用吊装设备，面积为21.32.0=10.65m2考虑到药剂的运输，搬运等所占面积，按20计算，则药库所需面积为 F=10.6512012.78m2 设计中取为13.5m2设计药库平面尺寸为：BL3m4.5m查设计手册第一册，药库内设电动单梁悬挂机一台，型号为LD-A型电动单 ， 梁悬挂机适用起重量1-5t,适用跨度7.5-22.5m）

27、5.3 溶解池、溶液池1. 溶液池溶液池一般以高架式设置，池顶一般高出地面0.2m。以便能依靠重力投加 药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算： 式中 溶液池容积，； Q处理水量，1100；a混凝剂最大投加量，30mg/L；c溶液浓度，取5%；n每日调制次数，取n3。代入数据得：W2 溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H11.0m， 总深HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.2m） 则H1.0+0.2+0.21.4m。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高3.6m1.5m1.4m。 采用钢筋

28、混凝土结构，池周围应有工作台，宽10.01.5m,池底坡度为0.02， 池内壁用环氧树脂进行防腐处理，且两池均设放水阀门，放水时间1h考虑. 2 溶解池 溶解池容积W10.3W20.35.28m3 , 溶解池一般取正方形， 有效水深H11.0m，则：面积FW1/H1, 边长a1.265m,取边长为1.3m。 溶解池深度HH1+H2+H3 1.0+0.2+0.21.4m 式中，H2保护高，取0.2m； H3贮渣深度，取0.2m。和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t10min，池底坡度0.002， 溶解池搅拌装置采用机械搅拌： 以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。采用钢筋混凝

29、土结构，池周围应有工作台，宽10.01.5m,池底坡度为0.02，池内壁用环氧树脂进行防腐处理，且两池均设放水阀门，放水时间1h考虑.投药管：投药管流量q 查给排水手册第一册，投药管管径20mm，v21.25m/s,1与液面垂直投加。 排渣管：DN100mm(硬聚氯乙酸管)。 放空管: 放水流量q0 查给排水手册第一册，D=50mm, v=1.27m/s, 1000i=80.8 设计两根放空管，一根备用。5.4 静态混合器管式静态混合器图如下：1.设计流量： Q=26400m3/d=1100m3/h=0.306m3/s2.设计流速： 静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管

30、径为：D ，设计中取D700mm , 实际流速v=0.8m/s1.0m/s,符合要求。3混合单元数N： 按下式计算;N2.36V0.5D0.3 =N0, 则：N0=,取N=3混合器的混合长度L取为8.0m,4混合时间： T=L/v=8.0/0.8=10S一般1060s5水头损失 m(0.5m ) 混合池内水头损失估计值为0.20.3m,但一般小于0.5m. 水力条件符合要6校核GT值： G=(7001000) 2000 ,满足条件。5.5 机械搅拌絮凝池1、 设计计算：已知设计流量为26400 m3/d，采用2座反应池，每座设计流量为：26400（242）=550 m3/h=0.306m/s单

31、个絮凝池有效容积： W=QT/60=55020/60=183.3m3 ,设计中取为185 m3 （其中反应时间T为20 min）根据水厂高程布置水深H取4.5m，絮凝池分为两格，采用三排搅拌器，则水池长度：LaZH L=0.933.6=9.72m，设计中取为10m池子宽度：B=W/LH=185/(103.6)=5.14m ，设计中取为5.4 m 反应池内配水采用穿孔花墙，池子保护高0.3m,有效水深取为4.5m,则：池子高度h=4.50.3=4.8m。分格过孔滤速为0.4m/s, 0.3m/s, 则孔洞面积分别为0.80.5m2，1.01.5 m2， 则实际流速为0.38 m/s,0.304

32、m/s，毎格设一搅拌设备。2.搅拌设备：每排上采用两个搅拌器，每个搅拌器长：=(1040.2)/2=4.6 m （其中：0.2为搅拌器的净距和其离壁的距离）搅拌器外缘直径：D=(4.520.15)/2=2.1m （其中：0.15为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离）每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用0.2m，长度1.2m,每根轴上桨板数为四块，内外侧各两块，则 每根轴上桨板总面积为 ：= 4.50.222=3.6m2，水流截面积=5.44.5=24.3m2 ，桨板总面积占水流截面积的百分比为：3.624.310014.8（满足1020条件）。3. 每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：每

33、排叶轮桨板中心点线速度采用：v1=0.5m/s ，v2=0.35m/s ，v3=0.2m/s叶轮桨板中心旋转直径D0=2.80.2=2.6m 叶轮转数: ，叶轮转数及角速度分别为：第一排：n1=60 v1/(3.14D0)=3.67转/分，w1=0.367弧度/s第二排：n2=60 v2/(3.14D0)=2.57转/分，w2=0.257弧度/s第三排：n3=60 v3/(3.14D0)=1.47转/分，w3=0.147弧度/s桨板长宽比b/l=0.20/2.6=0.08(1/101/15)1，查设计手册得：y（阻力系数）=1.10 ，则：K=y/(2g)=1.101000/(29.8)=56

34、W第一排每个叶轮消耗功率： N1=yklw3(r42r41)/408=4562.60.3673(1.6541.454)/408=0.282 kw同理得 N2=4562.60.0.2573(1.6541.454)/408=0.127 kw: N3=4562.60.1473(1.6541.454)/408=0.097 kw 则每组絮凝池所需搅拌功率为：N=N1N2N3=0.506 kw 每台电动机功率Nd=N/(12）=0.506/（7075）=0.964kw4. 机械搅拌絮凝池（垂直式）示意图如下： 5. 核算平均速度梯度G值及GT值：（设计要求絮凝时间1530分钟，G=20-70S1，GT=1

35、04105）（按水温20计，查表m=102106 kgs/m2） s1 其中: 第一格絮凝池的容积W1=1764222m3 第二格絮凝池的容积W2 =14.5 m3 , 第三格絮凝池的容积W3 =14.5 m3 则：反应池平均速度梯度：G=(10.2N/mW)1/2=10.20.506106/(1022241/2 =67.2 s1GT=(10.2N/mW)1/2 T67.22060=8.1104 经核算，G值和GT值均较合里。5.6 斜管沉淀池如下图5所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。 1. 设计水量：斜管沉淀池设置两组设计流量 Q=1100m/h=0.306m3/s每组设计流量Q

36、=0.30620.153m3/s表面负荷取q10.86m3 m2/h3.0mm/s一般在911 m3 m2/h) 2 沉淀池面积： 清水区面积A: A=Q/q0.153/0.003=51m2 沉淀池面积F： 斜管结构占用面积按5计，则F=1.05A=1.0551=53.55m2 为了配水均匀，采用清水区平面尺寸为5.510.0m2 , 使进水区沿10.0m 长一边布置。 沉淀池建筑面积F建 在5.5m的长度中扣除无效长度0.5m, 因此净出口面积A（5.5 0.5 101.0548.5m2 考虑到安装间隙，长加0.1m，宽加0.1m。 L=L1 +0.1=14+0.1=10.1m取10m。 B

37、=B1+0.1=5.6m ，取B=5.6m F建=LB= 105.6=56m2 53.55m2 ,符合要求。 池子高度Hh1h2h3h4h5 式中，采用保护高h10.5m 清水区高度h21.2m 配水区高度h3 1.5m 穿孔排泥槽高h40.8m 斜管高度h5=Lsin=Lsin60=0.87m 则，池子总高度H=0.5+1.2+1.5+0.8+0.87=4.87m 每组沉淀池有效容积：V=105.64.87=268m3. 沉淀池进水系统设计： 沉淀池进水采用穿孔墙的形式，反应池和沉淀池之间，采用配水渠连接 即可， 配水渠底部呈45倾角倾向沉淀池，以免絮凝颗粒在配水渠中沉淀，配水渠底部与沉淀池

38、积泥区顶面平齐。 配水渠宽度B1m，长度与沉淀池长边一致；水流过穿孔墙的流速应控制在不致造成絮凝体被破坏的流速下取，孔口面积不宜过大。穿孔墙的孔口面积：A2=Q/v1=0.153/0.1=1.53 m2 其中取孔口流速v10.1m/s ，一般不大于0.150.20m/s ) 每个孔眼尺寸采用150mm80mm，单孔面积：0.150.08=0.012 m2 孔口数目：n=1.53/0.012=127.5，取128个，孔口位置在斜管以下，竖向32 排，横向每排4个，均匀布置，交错呈梅花状，横向中心间距为0.25m，始末 两个孔中心距墙边距离为0.25m，纵向孔中心距为0.25m，始末两个孔中心距墙

39、边距离为0.25m。 4. 集水系统： 本设计采用穿孔管集水槽，水经穿孔集水槽进入出水槽，经出水管进入池集水半径2m一般12m。 共设八条集水槽，每条集水槽的集水量：q1=0.1538=0.019 m3/s 集水槽宽度：B=0.9 q10.4 ， B=0.90.0190.4=0.184 m（不包括槽壁0.1米厚钢结构）。集水槽高度：槽内起点水深：0.750.2=0.95m 槽内终点水深：1.950.2=2.15m（其中0.2m为超高， 平均水深1.55m ，跌落取0.1m，孔口淹没水头取0.05m，则槽内水深 比池内深低0.2m即超高，槽底采用平坡，淹没式自由跌落， 则槽高为：H=1.550.

40、2=1.75m 孔眼计算： 设计空口流速为V2=0.6m/s,孔口总面积为，设 每个孔口直径为32mm，则孔口面积为,孔口个数N=，取为320个。集水槽两边开孔，每边开孔数为n=320/2=160，共设8条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为20个，设每条集水槽宽为0.4m，孔间距为m集水总渠长度：与集水支渠垂直，L=5.6m 集水支管长度及中心间距计算： 集水槽沿沉淀池长边方向布置，由于池中央设置了一条集水总渠， 其渠宽为 0.425m，所以每条集水支渠设成两段， 则每段长为（100.4250.922）2=4.7m， 出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失 孔口损失: （其中进口阻力系数2.0)

41、 集水槽内水深0.53m ，槽内水流流速: 槽内水头损失为 则出水总水头损失为 设计中取为0.1m。 沉淀池斜管选择： 斜管长为1.0m(一般0.81.0m), 管径为30mm(一般2535mm), 斜管为聚丙烯材料，厚度为0.40.5mm。5. 核算： 管内流速v=Q/(Asinq) =0.153/(48.5sinq)=0.0036m/s=0.36 cm/s0.205cm/s之间 雷诺数Re： 水力半径R=d/4=25/4=6.25mm0.625cm其中内径d25mm 当水温t=20时，水的运动粘度n=0.01cm2/s , Re=Rv/n=0.6250.36/0.01=22.7710020

42、0) 劳德数Fr： Fr=v2/（Rg）=0.362/(0.625981)=2.1110-4 （一般1.0104） 斜管中的沉淀时间： T=Lv=1000/3.6=280s=4.6min （一般在25min之间）6. 排泥部分计算： 采用穿孔管进行重力排泥，每天一次。穿孔管管径D200mm, 管上开孔 5mm，孔间距15mm。沉淀池底部为排泥槽，共12条。排泥槽顶宽1.6m,底宽0.4m, 斜面与水平面约成45度角，排泥槽斗高0.83m。 排泥历时设计为3分钟，即180s.7. 放空管设计：设计流量为Q=0.153 m3/s，查给排水手册第一册，选用DN400mm的铸铁 管，v=1.20m/s

43、 ，1000i=5.02。放空管设在池底中心，放空时间为2h.。 5.7 重力式无阀滤池 由滤料筛分实验:1, 沙粒不均匀系数较大，需作调整。根据设计要求：d10=0.5mm,K80=1.8，则d80=1.80.50.9mm。 筛分实验结果知：d10=0.5mm，d800.9mm，即有效粒径范围是0.5mm0.9mm。1.滤池面积和尺寸： F=Q/V, f1=F/n. 设计中Q=1100/h, 设计流速V=10m/h(一般815m/h)滤池分格数n=10格，滤池所需面积F=110，单格滤池面积=11，单格滤池面积中的连通渠采用边长0.4m的等腰直角三角形，其中单个连通渠面积: 0.50.40.

44、4=0.08.考虑连通渠斜边部分混凝土厚度为0.10m，则实际直角边长为0.4+0.1=0.54m。每个滤池的池内，4个角处设置4个连通渠，则连通渠总面积=40.50.540.54=0.588， 故要求每格滤池的面积，设计该无阀滤池为正方形，则每边的长为L=m，设计中取边长为3.4m,每格滤池实际面积。 每格滤池实际过滤面积 1980 m 清水池超高取为0.5m,则清水池总高H=h+0.5=4.5m 2. 清水池平面尺寸图如下：3. 管道系统设计： 进水管：D，其中进水管流速（m/s），一般0.71.0m/s设计取0.7m/设计流量Q=0.306 则：D=0.37m设计中取D=400mm, 则：进水管实际流量=0.67m/s 出水管：最大流量Q= 其中，K时变化系数，由居民生活用水量变化曲线， K， 取k=1.5 。Q=1