课程设计计算书1---副本

】

（二）计算书

1. 加药间

溶液池

溶液池的容积W 2

417bn

Q

=

2αW

W 2：溶液池容积（m 3）；

Q ：处理水量（m 3

/h ）；

α：混凝剂最大投加量（mg/L ），设计中取30mg/L .

b ：混合浓度（%），混凝剂溶液一般采用5-20，设计中采用12； n ：每日调制次数，设计中取n=2；

329.27m =2

x 12 x 4173092

x 30=W

溶液池设置两个，以便交替使用，保证连续投药。总深H ＝H 1+H 2+H 3＝1++＝。形状采用矩形，H 1为有效高度，取1m ；H 2为安全高度，取；H 3为贮渣深度，取。

溶液池取正方形，边长为F 1/2=2=，取。所以溶液池尺寸为长×宽×高＝××＝，则溶液池实际容积为

池旁设工作台，宽~，池底坡度为。底部设置DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm 一条，于两池分设放水阀门，按1h 放满考虑。

溶解池

;

溶解池的容积W 1

321m 78.2=x9.273.0=0.3W =W 溶解池取正方形，有效水深H 1＝，则 面积F ＝ W 1/H 1，即边长a ＝ F 1/2＝，取

溶解池深度H ＝H 1+H 2+H 3＝1++＝，其中H 2为超高，设为；H 3为贮渣深度，取。 溶解池形状为矩形，则其尺寸为：长×宽×高＝××＝。溶解池设为两个。

溶解池放水时间为10分钟，则放水量为：s L t W q /6.4=10

×601000

×78.2=60=1

查水力计算表得放水管管径d 0=50mm ，采用塑料给水管；溶解池底部设管径d=100mm 的排渣管一根。 《

投药管

投药管流量： q ＝

S L W /21.0=60

×60×241000

×2×27.960

×60×241000

×2×2＝

查水力计算表得投药管管径d ＝30mm ，实际流速为s 溶解池搅拌设备

溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。 计量投加设备

混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。

计量泵每小时投加药量:

&

h /m 39.0=24

27.9=24w =

q 31

式中：1W ——溶液池容积（m3）

耐腐蚀液下立式泵型号25FYS-16选用2台，一备一用. 药剂仓库的设计计算

混合剂为聚合氯化铝，每袋质量为25kg ，每袋规格为××最大投加量为30mg/L ，水厂设计水量为：67670m 3/d ＝2820m 3/h ，药剂堆放高度，药剂储存期为30d ，则

聚合氯化铝的袋数为：袋2.2671=10x 10x 2510x 30x 20047x 30=

3

33

N ；取2672袋 药剂可以堆七层高，则堆放面积为：A ＝

)

-1(e H NV ＝

2m 7.55=2.0-1×5.12

.0×25.0×5.0×2672）（，取为56m 。房内留有宽的过道，考虑到远期

发展，同时考虑到卸货，所以库房设计尺寸为：×6m

药库层高设，顶部设置电动单梁悬挂起重机。药库与加药间之间采用单轨吊

车运输药剂。 ·

加药间

加药间包括两个溶液池、两个溶解池、两个药剂投加设备和一个药剂仓库。则其面积为： ×+×+×6＝

考虑过道和预留面积满足要求的长宽选择为：长15m ，宽12m 。

2混合设备设计

在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。

管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，构造如图2所示：

【

图2 管式静态混合器 设计流量 Q=3092m3/h=s 设计流速

静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=s ，则管径为：

mm m v πQ

D 1047=047.1=0

.1×14.386

.0×4=4=

采用D=1000mm ，则实际流速v=s 。 混合单元数

原水

管道

药剂

混合单元体

静态混合器

@

25.2=1×1.136.2=36.23

.05.03

.0-5

.0-D

v N ≥

取N=3，则混合器的长度为：

m 3.3=1×3×1.1=1.1=ND L

混合时间

s 0.3=1.13.3==v L T

水头损失

m 26.0=3×9.8×21.1×1

43.1=×g 2×43.1=2=h 2

4.024.02N v D N g v ξ

校核GT 值

#

1-3

2.863=0

.3×10×14.126

.0×9800=

=

s T

μh

G γ

在700～1000s-1 之间，符合设计要求。 GT=×=﹥2000

水力条件符合设计要求。

3.反应设备的设计

根据常用絮凝池的特点、本设计相关资料和类似水厂的工艺特点，经综合比较选用折板絮凝池较合适。

设计流量

、

折板絮凝池设两个系列

s m h m Q /429.0=/1546=2

3092

=331 设计计算

折板絮凝池每个系列设计成4组。

（1）单组絮凝池有效容积 T Q V 1=

式中，V--单组絮凝池有效面积 Q 1--单组设计处理水量 "

T--絮凝时间，一般采用6～15min

设计中取T=12min ， 33.77=12×60

×41546

=

m V （2）絮凝池长度 B

H V

L '

'=

式中，L ′--絮凝池长度 H ′--有效水深 B--单组池宽 ~

设计中取H ′=，B=6m ，则

m L 03.4=6

×2.33

.77=

'

，取。 絮凝池长度方向用隔墙分成三段，首段和中段、末段的各格格宽均为，末段格宽为，隔墙厚为，则絮凝池总长度为： m L 85.4=15.0×5+1.4= （3）各段分格数

与斜管沉淀池组合的絮凝池池宽为，用三道隔墙分成四组，每组池宽：

m B 89.5=4

)

15.0×3-24(=

'

首段分成10格，则每格长度: 【

m

l 06.1=10

)

15.0×4-89.5(2=

1

首段每格面积：

21636.0=6.1×6.0=m f 通过首段单格的平均流速： s m f Q f q v /169.0=636

.0x 4429.0=4==

111 中段分成8格，末段分成7格，则中段、末段的各格格长、面积、平均流速分别为：

m 36.1=8/)15.0×3-89.5(2=2l

2

282.0=36.1×6.0=m f ，s m v /131.0=82

.0x 4429

.0=

2 ·

m 71.0=7/)15.0×6-89.5=

2（l

2

3852.0=71.0×2.1=m f ，s m v /126.0=852

.0x 4429

.0=

3 （4）停留时间计算 首段停留时间计算： T 1=10×÷=≈ 中段停留时间计算： T 2=8×÷=≈ 末段停留时间计算：

】

T 3=7×÷=≈

实际总停留时间 T=T 1+T 2+T 3=++= （5）隔墙孔洞面积和布置

水流通过折板上下转弯和隔墙上过水孔洞流速，首、中、末可分别为： 第一段：～米/秒 第二段：～米/秒 第三段：～米/秒 >

本次设计首、中、末三段分别取s 、s 和s ，则水流通过各段每格隔墙上孔洞面积为：

2'1

k m 36.0=3

.0x 4429.0=f ，取 ，孔宽为，则孔高为，实际通过首段每格

隔墙上孔洞流速为：

s m k /298.0=36.0x 4429.0=v 1

2'2k m 54.0=2

.0x 4429

.0=

f ，取 ，孔宽为，则孔高为，实际通过中段每格隔墙上孔洞流速为：

s m k /214.0=5

.0107.0=v 2

2'3k m 07.1=1

.0107

.0=

f ，取 ，孔宽为，则孔高为，实际通过末段每格隔墙上孔洞流速为：

s m k /107.0=1

107

.0=

v 2 孔洞在隔墙上上、下交错布置。 （6），

（7）

折板布置

折板布置首段采用峰对峰，中段采用两峰对齐，末段采用平行直板。折板间距采用。 （8）水头损失计算 ①相对折板

g

v v 2-5

.0=h 2

2

211 式中，h 1--折板渐放段水头损失 v 1--峰处流速，一般取～s v 2--谷处流速，一般取～s ~

设计中取v 1=s ，v 2=s

m 00193.0=8

.9×212.0-3.05

.0=h 2

21 []

g

2)

/(-1.0+1=h 2

12

212V F F

式中，h 2--折板渐缩段水头损失 F 1--相对峰的断面积 F 2--相对谷的断面积 设计中取F 1=,F 2=

3-2

2210x 77.3=8

.9x 23.006.156.0-1.0+1=h ））（（

/

g

v ζi 2=h 2

3

式中，h i --转弯或孔洞的水头损失 ζ3--阻力系数 v 0--转弯或孔洞流速 设计中取v 0=s

上转弯时：m i 00378.0=8.9×2203.0×

8.1=h 2

下转弯或孔洞时：m i 0063.0=8

.9×2203.0×

0.3=h 2

i h h h n h ∑∑

+)+(=21 ·

式中，Σh--首段相对折板总水头损失

n--折板水流收缩和放大次数，共40次

m h 329.0=0063.0+00378.010+)00377.0+00193.0(×40=）（∑

②平行折板

g

v h 26.0=2

式中，h--折板水头损失

v--板间流速，一般采用～s 设计中取v=s |

m 00122.0=8

.9×22.06

.0=2

h

g

v ξi 2=h 2

3i

式中，h i --上、下转弯或孔洞时的水头损失 v i --转弯或穿过孔洞时的流速 设计中取v i =s

上转弯时：m i 00378.0=8.9×2203.0×

8.1=h 2

下转弯或孔洞时：m i 0063.0=8

.9×2203.0×

0.3=h 2

i h nh ∑∑+=h

~

式中，Σh--平行折板总水头损失

n--90°转弯次数，共24次 n i --上、下转弯处的水头损失

m h 110.0=)0063.0+00378.0(8+00122.0×24=∑ ③平行折板

g

ξ2v =h 2

3

式中，h--转弯水头损失

v--平均流速，一般采用～s ；

设计中v=s

m 00153.0=8

.9×21.0×

3=h 2

m h n 011.0=00153.0×7=×=h ∑(n 为180°转弯个数） ④折板絮凝池总水头损失

h =相对折板+平行折板+平行直板 =++= (8)G 值和GT 值 ①首段G 值和GT 值 —

T

μh ρG 60=

11

式中，G 1--首段速度梯度 ρ--水的密度 h 1--首段水头损失 μ--水的动力黏度 T--反应时间

设计中取h 1=，s P a/10×1.0084=μ-3（水温t=20s ℃时），T 1= 1-3

-1113.40=35

.3×10×0084.1×60329

.0×1000=60=

s T μh ρG }

s T G 3.8100=60×35.3×3.40=11

中段和末端G 值和GT 值分别为： 13

-2229.22=47

.3×10×0084.1×6011

.0×1000=60=

s T μh ρG s 8.4767=60×47.3×9.22=22T G 1

3

-33361.7=14

.3×10×0084.1×60011.0×1000=60=

s T μh ρG s 7.1433=60×14.3×61.7=33T G ②折板絮凝池总G 值和GT 值

13

-s 33.27=96

.9×10×0084.1×6045

.0×1000=

G 《

s T G 4.16332=60×96.9×33.27=

折板絮凝池布置

在絮凝池各段每格隔底部设200mm ×200mm 排泥孔，池底％坡度坡向沉淀池，管径DN200。折板絮凝池布置图3所示：

图3 折板絮凝池

4 斜管沉淀池设计计算 已知参数

设计产水量为: 33148600/2025/Q Q m d m h n

=

==

)

采用两个平流沉淀池，每个沉淀池设计流量为3

31248600/1013/2

Q Q m d m h n === 设计数据的选用： 沉淀池停留时间T=； 沉淀池水平流速v=10mm/s 。

平面计算

沉淀池长：

13.657.6L VT m ==，取58m 。

沉淀池容积：31211013w Q T m =?=

絮凝池容积：3222338w Q T m =?=

…

沉淀池宽：111013

5.857.6

W b m H L =

==3?，取6m 。

其中，1

H 为沉淀池有效水深，采用3m ，超高采用，则池深为。采用轨距为6的HJX2

型机械吸泥机，每池设置两部，考虑到走道宽度和隔墙尺寸，每格净宽为，其具体的平面及断面布置见图

絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔墙上的孔口流速采用s ，则孔口总面积为2

0.281/0.30.94m =。每个孔口尺寸定为10cm ×8cm ，则孔口数为=个，取118个。

沉定池放空时间按计，则放空管直径按公式计算：

T

BLH D 5

.07.0=

D ——排泥管直径，m ； B 、L ——长宽的尺寸，m ；

、

H ——池深，m ；

T ——停留时间，h 。

0.180m D =

=

=

采用DN=200mm 。

出水渠断面宽度采用，出水渠起端按公式计算：

2

3

g 73

.1B Q

H =

Q ——沉淀池流量，s /m 3

； g ——重力加速度2

s /m ；

…

B ——渠道宽度，m 。

1.73

1.730.20m H ===

为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用，则出水渠深度为

条件校核

水流截面积ω=×2= 水流湿度χ=2+2×= 水力半径R 8.7

0.98m 8.9

=

= 弗劳德数Fr 22

-5v 1 1.0410g 98981

R ===??

&

雷诺数Re vR 198

98000.01

?=

==ν（按水温20C °计算）

长宽比58:6>4:1,故符合要求。 长深比58:3>10:1,故符合要求。

5 V 型滤池

平面尺寸计算

(1) 设置一个V 型滤池， v

Q F =

式中，F--每组滤池所需面积 ）

Q--滤池设计流量

v--设计滤速，一般采用8～15m/h 设计中取v=10m/h 27.291=10

2917

=

m F (2) 单格滤池面积： N

F =

f 式中，f--单格滤池面积 N--每组滤池分格数 *

设计中取N=4，则

293.72=4

7

.291=

f m 一般规定V 型滤池的长宽比为2:1～4:1，滤池的长度一般不宜小于11m ；滤池中央气、水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m 。

单格滤池的实际面积： L B ×=f '

式中，f ′--单格滤池的实际面积 B--单格池宽

L--单格池长，一般大于11m 。 )

设计中取长宽比为:1，即取L=12m ，B=5m 。

2'm 60=12×5=f （4）正常过滤时的实际流速

m/h 2.12=60×42917=f

=

v '

N Q

一格冲洗时其他滤格的滤速 h m f

N Q

n /2.16=60

×)1-4(2917

=

)1-(=

v ’

一般采用10～14m/h ，不符合设计要求。需另选一个长宽比。

所以设计取长宽比为:1，即取L=12m ，B= /

2'm 6.69=12×8.5=f

正常过滤时的实际流速

m/h 5.10=6.69×42917=f

=

v '

N Q 一格冲洗时其他滤格的滤速

h m f N Q

n /0.14=6.69×)1-4(2917

=)1-(=

v ’

符合要求 进水系统 进水总渠

>

1

11=

v Q

B H 式中 Ｈ1—进水总渠内水深 B 1—进水总渠净宽

V 1—进水总渠内流速,一般采用～s 。 设计中取H 1=,v 1=s

n

v

m B 81.0=0

.1×0.181

.0=

1

气动隔膜阀口的阀口面积

2

2

V Q =

A :

式中 Ａ—气动隔膜阀口面积

Q 2—每格滤池的进水量(m3/s)，Q 2=

N

Q 1

; v 2—通过阀门的流速(m/s)，一般采用～s 。 设计中取v 2=s s m Q /20.0=4

0.81

=

32 220.0=1.0

0.20

=

m A 气动隔膜阀阀口处的水头损失

2g

v ξ=h 22

1

|

式中 ξ--气动隔膜阀阀口处的局部阻力系数。

设计中取ξ＝

m 051.0=8

.9x 20.1x

0.1=h 2

1

进水堰堰上水头 h 2=（

g

mb Q 22

）2/3

式中 h ２—堰上水头(m);

m —薄壁堰流量系数，一般采用～; b —堰宽(m)。 】

设计中取m=,b=3m

h ２=（

8

.9×2×

3×5.020.0）2/3=

V 型进水槽

tga

v Q x 2=h 33

3

式中 h 3—V 型进水槽内水深(m); Q 3—进入V 型进水槽的流量(m3/s);

v 3—V 型进水槽内的流速(m/s); 一般采用～s 。 a —V 型槽夹角，a ＝50°～55°。 ）

设计中每格滤池设两个V 型进水槽，则s m Q Q /10.0=2

20

.0=

2

=32

3，

取v3＝s, a=50°

h ３=

°

50×8.010

.0×2tg =

V 型槽扫洗小孔

1000

x =24f

q Q

3

4

12=

gh μQ A

1000×4=

2

1

n A d π 式中 Q 4—表面扫洗流量(m 3/s);

q —表面扫洗水强度【L/(s ﹒m 2)】,一般采用～ L/(s ﹒m2); ^

A １—小孔总面积(m2);

—孔口流量系数； d —小孔直径(mm); n 2—小孔数目(个)。

设计中取q 2= L/(s ﹒m2)，μ=,取每个V 型槽上扫洗小孔数目28个，则n 2＝56个

s m Q /125.0=10006

.69×8.1=

34 21067.0=46

.0×8.9×2×

62.0125

.0=

m A

mm d 0.39=1000×56

×14.3067

.0×4=

~

验算小孔流速v 4

s m s A v /0.1/m 87.1=067

.0125

.0=

Q =

1

4

4＞

反冲洗系统

气水分配渠(按反冲洗水流量计算) 1000

xq f'=

1

5Q 5

5

22Q =

×v B H

式中 Q 5—反冲洗水流量(m3/s);

q 1—反冲洗强度【L/(s ﹒m2)】,一般采用4～6L/(s ﹒m 2); （

v 5—气水分配渠中水的流速(m/s), 一般采用～s;

H 2—气水分配渠内水深(m); B 2—气水分配渠宽度(m)。 设计中取q 1=5 L/(s ﹒m2),v 5=s,B 2=

s m Q /348.0=10005

×6.69=

35 m H 87.0=4

.0×0.1348

.0=2

配水方孔面积和间距

6

5

1=v Q F

%

1

13=

f F n

式中 F 1—配水方孔总面积(m2);

v 6—配水方孔流速(m/s),一般采用v 6=s; f 1—单个方孔的面积(m2);