課程設計
計算說明書
一、設計目的及任務
1.目的
城市給水處理設計室給水工程課程教學環節之一，其目的在於加深理解所學的知識，培養學生運用所學的理論和技術知識分析和解決實際工程設計問題的初步能力，使學生在設計、運算、繪圖、查閱資料設計手冊及使用設計規範等基本技能上得到初步訓練和提高，初步樹立技術經濟意識。
2.任務
根據所給的資料和設計要求進行系統設計，並對主要構築物或裝置的工藝尺寸進行計算，確定平面布置和高程布置，最後繪製出系統圖、平面布置圖和高程圖，並簡要寫出乙份設計說明書和工藝計算書，給出裝置清單和材料清單。
二、水廠總體設計
水廠廠址的選擇，應符合城鎮總體規劃和相關專項規劃，並根據下列要求綜合確定：
1.給水系統布局合理；
2.不受洪水威脅；
3.有較好的廢水排除條件；
4.有良好的工程地質條件；
5.有便於遠期發展控制用地的條件；
6.有良好的衛生環境，並便於設立防護地帶；
7.少拆遷，不佔或少佔良田；
8.施工、執行和維護方便。
水廠總體布置應結合工程目標和建設條件，在確定的工藝組成和處理構築物形式的基礎上進行。平面布置和豎向設計應滿足各構築物的功能和流程要求；水廠附屬建築和附屬設施應根據水廠規模、生產和管理體制，結合當地實際情況確定。
三、給水處理廠的設計規模及流程選擇
1.根據《室外給水設計規範》（gb50013-2006）可知：
水處理構築物的設計水量，應按最高日供水量加水廠自用水量確定。
水廠自用水率應根據原水水質、所採用的處理工藝和構築物型別等因素通過計算確定，一般可採用設計水量的5%-10%。當濾池反沖洗水採取回用時，自用水率可適當減小。
本設計水廠最高日供水量為q1=20×104 m3/d，濾池反沖洗水採取回用，水廠自用水係數取5%。
水廠自用水量q2=20×104×5%=1.0×104 m3/d
則給水處理廠處理規模為q=q1+q2=21.0×104 m3/d
2.給水處理廠的主要構築物擬分為2組，2組平行設定，同時執行，每組處理規模為10.5×104 m3/d。處理後的水符合國家的《生活飲用水衛生標準》（gb5749-2006）。
3.根據《室外給水設計規範》（gb50013-2006）規定：
水處理工藝流程的選用及主要構築物的組成，應根據原水水質、設計生產能力、處理後水質要求，經過調查研究以及不同工藝組合的實驗或參照相似條件下已有水廠的執行經驗，結合當地操作管理條件，通過技術經濟比較綜合研究確定。
由上可得，給水處理工藝流程的選取取決於原水水質和使用者對水質的要求（即處理後水質的要求），在水質分析資料中，最大渾濁度不大於3000ntu，其分析水質專案除細菌數和大腸菌群（可在工藝後期消毒去除）均符合飲用水標準，根據《給水排水設計手冊》第3冊—城鎮給水（第二版）的表6-5，本設計採用混凝、沉澱、過濾後消毒的地面水常規處理工藝。
成都市岷江水系地處南方，年均氣溫較高，故在具體的水處理構築物選型設計時，不考慮低溫低濁時處理效果。
給水處理廠採用常規的水處理工藝，原水由一級幫浦站加壓後經壓力輸水管道，進入廠區進行水質淨化處理。結合我國城市供水2023年規劃對供水水質的要求有所提高的情況，經過技術、經濟綜合比較，參考吉林市第三供水廠，採用的工藝流程如下圖所示：
圖1四、取水頭的設計
1.取水構築物選擇
根據《室外給水設計規範》（gb50013-2006）規定：
取水構築物的型式，應根據取水量和水質要求，結合河床地形及地質、河床衝淤、水深及水位變幅、泥沙及漂浮物、冰情和航運等因素以及施工條件，在保證安全可靠的前提下，通過技術經濟比較確定。
取水構築物在河床上的布置及其形狀的選擇，應考慮取水工程建成後，不致因水流情況的改變而影響河床的穩定性。
根據規範規定並結合本設計資料，採用河床式固定取水構築物，集水井與幫浦房合建。
2.取水頭的計算
a.採用固定式取水頭。
取水頭部設計要點：
1）應選擇合理的外形和較小的體積；
2）進水口流速應根據水中漂浮物、水生物、冰凌、河水流速、取水量、清理格柵條件等因素決定；
3）應結合當地施工條件，施工力量和施工方法，考慮便於施工的形式。
由於箱式取水頭採用混凝土結構，能防止冰凌、泥沙的衝擊，且進水面積大，因此本設計採用稜形箱式取水頭。取水頭在側面開設進水孔，每側開設2個進水孔，共4個進水孔。取水頭分成兩格。
取水頭側面進水孔下緣距河床的高度不得小於0.5m；側面進水孔上緣在設計最低水位下的深度不得小於0.3m。
取水頭示意圖如下圖所示：
圖2b.格柵設在取水頭進水孔上，用來攔截水中粗大的漂浮物及魚類。
格柵面積按下式計算：
式中 f0—進水孔或格柵的面積，m2；
q—進水孔的設計流量，m3/s；
v0—進水孔設計流速，當江水有冰絮時，採用0.1-0.3m/s；無冰絮時採用0.2-0.6m/s；
k1—柵條引起的面積減少係數， ，b為柵條淨距，一般採用30-120mm；s為柵條厚度（或直徑），一般採用10mm；
k2—格柵阻塞係數，採用0.75。
水流通過格柵的水頭損失一般採用0.05-0.1m。
進水孔的設計流量q=21.0×104m3/d=2.43m3/s。本設計取v0=0.4m/s，柵條淨b=50mm，則：
進水孔總面積為：，每個進水孔面積為：。進水孔尺寸採用：b1×h1=1.6m×1.5m；格柵尺寸選用：b×h=1760mm×1660mm（標準尺寸）。
c.自流管設計
進水自流管不宜少於兩條，當一條管道停止工作時，其餘管道的通過流量應滿足事故用水要求。設計流速不宜小於0.6m/s，以免泥沙沉積，發生淤積現象；設計流速也不宜過大，以免水頭損失過大，增加集水間和幫浦房的深度。
當一條管線沖洗或檢修時，管中流速允許達到1.5-2.0m/s。
本設計設定2條平行自流管，採用鋼管。每條自流管設計流量為q=q/2=2.43/2=1.215m3/s。管中流速取v=0.9m/s，則自流管管徑為：
本設計採用2條dn1300mm的鋼管作為自流管，管內實際流速為0.92m/s，滿足正常供水要求。事故用水量q＇=70%q=70%×2.
43=1.701m3/s，此時只用一根自流管，管內流速為1.28m/s，滿足要求。
五、一幫浦站的設計
1.集水井
集水井與取水幫浦房合建。集水井水下部分分為進水室、格網和吸水室，集水井頂面設操作平台。操作平台上安裝用以起吊閘門、格網等裝置的裝置。
根據安全執行、檢修和清洗、排泥等要求，進水室用隔牆分為可獨立工作的兩格。在進水室與吸水室之間的隔牆前後設定平板格網，用以攔截水中細小的漂浮物。
平板格網的面積可按下式計算：
式中 f1—平板格網的面積，m2；
q—通過格網的流量，m3/s；
v1—通過格網的流速，一般採用0.2-0.4m/s；
k1—網絲引起的面積減少係數，，b為網眼尺寸，mm；d為金屬絲直徑，mm；
k2—格網阻塞後面積減少係數，一般採用0.5；
ε—水流收縮係數，一般採用0.64-0.80。
通過平板格網的水頭損失，一般採用0.1-0.2m。
本設計取v1=0.3m/s，b=5mm，d=2mm，設計流量q=2.43m3/s，取水流收縮係數ε=0.80，則：
平板格網總面積為：
共設定8個格網，每個格網所需要的面積為4.96m2。進水部分尺寸為b1×h1=2.
0m×2.5m，面積為5m2。平板格網尺寸選用b×h=2130mm×2630mm（標準尺寸）。
2.取水幫浦房
取水幫浦房內設定4台取水幫浦，3用1備。取水幫浦流量按最高日平均時流量進行設計，則單台幫浦流量為。
水幫浦揚程採取估算。在本設計水處理工藝流程中，各構築物之間水流均為重力流。整個水廠只有一幫浦站提供能量，一幫浦站所提供的壓力損失在所有水處理構築物的區域性水頭損失以及各構築物之間連線管的沿程水頭損失上。
a.各個處理構築物區域性水頭損失的估算
處理構築物中的水頭損失與構築物型式和構造有關，估算時結合《給水工程》（第四版）和《城市與村鎮給水工程》進行估算。估算結果如下：
各個處理構築物的區域性水頭損失之和為h1=0.15+0.4+0.4+0.3+2.5=3.75m。
b.連線管沿程水頭損失的估算
各構築物之間的連線管斷面尺寸由流量和流速決定。連線管水頭損失根據《給水工程》（第四版）和《城市與村鎮給水工程》進行估算。估算結果如下：
則各個連線管的沿程水頭損失之和為h2=0.2+0.1+0.1+0.4+0.4=1.2m
則從配水井至清水池的總水頭損失估算為：
h=h1+h2=3.75+1.2=4.95m
則一幫浦站水幫浦揚程應滿足將水提公升到配水井液面高度的要求。假設一幫浦站水幫浦的淨揚程為12m，水幫浦吸、壓水管水頭損失估算為2m，安全水頭取2m，則一幫浦站水幫浦揚程粗估為h=12+2+2=16m。
根據已知幫浦的流量和揚程，查《給水排水設計手冊》第11冊—常用裝置（第二版），選用型號為24sa-28單級雙吸離心清水幫浦4臺，3用1備。幫浦的引數如下表：
六、配水井的設計
淨水廠內共設2套系統，每套系統內設2組處理構築物。整個水廠設定一座配水井。
淨水廠設計計算說明書
一 工程概述 1.1設計任務及要求 給水廠課程設計的目的在於加深理解所學專業理論，培養運用所學知識綜合分析和解決實際工程設計問題的初步能力，在設計 運算 繪圖 查閱資料和設計手冊以及使用設計規範等基本技能上得到初步訓練和提高。課程設計的內容是根據所給資料，設計華東地區某給水廠設計，要求對初步方案進行...
淨水廠設計說明書
班級 給水排水級1班 姓名 學號 大學 市政與環境工程系 20 年1月 目錄第一章總論 第二章工藝流程的確定及論證 評價 第三章混凝劑投配裝置的設計 第四章 水廠管線設計 第五章絮凝池設計 第六章沉澱池設計 第七章過濾工藝設計 第八章清水池設計 第九章吸水井設計 第十章二幫浦站設計 第十一章淨水廠總...
某市淨水廠設計說明書 畢業設計 secret
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