给排水设计3

课程设计说明书题目： 给排水课程设计 院 系： 地球与环境学院 专业班级： 环境工程10-1 学 号： 2010300873 学生姓名： 高小孟 指导教师： 刘老师

年 6 月 15 日

2013

安徽理工大学课程设计（论文）任务书

地球与环境学院 院系 环境工程 教研室

4.8水厂总体布置 ------------------------------------------16

第一章 设计基本资料和设计任务

1.1 设计基本资料 1.生活用水量

该地区现有人口2万,人均用水量标准为250L/capd 2.城市大用户集中用水量

工厂A：40L/s 工厂B：40L/s 3.最大日时变化系数为1.40. 4.设三个消防栓，15L/s,连续2h 1.2设计任务

1.水源地的选取，确定水厂建设规模、位置； 2.水厂工艺方案确定；

3.水厂构筑物设计计算,完成水厂平面布置图、高程图； 4.设计计算说明书1份.

第二章 水源地的选择

2.1 水源地的选择

本组设计供水小区为2号区，根据水源地选择的选择原则，我们选择瓦埠湖作为水源地。 2.2 地表水取水位置的选择

地表水取水构筑物位置的选择，应根据下列基本要求，通过技术经济比较确定：

（1）取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地段 （2）取水点应尽量设在水质较好的地段

（3）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件 （4）取水点应尽量靠近主要用水区

（5）取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响

（6）取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响

（7）取水点的位置应与河流的综合利用相适应，不妨碍航运和排洪，并符合河 道、湖泊、水库整治规划的要求；

（8）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。 枯水期取水标高为20m。

第三章 水厂供水量设计

3.1设计用水量计算 3.1.1最高日设计用水量 1）居民生活用水

Q1=250L/(cap.d)*20000cap=5000m3/d 2)工业用水量

Q2=40*2*24*3600*10-3=6912m3/d

3)浇洒道路和绿化用水量

Q3=3*(8.5*30000)*(6.0*30000)*10-4*10-3=4131m3/d 4)未预见水量和管网漏失量 Q4=0.2×(Q1+Q2+Q3) 5)消防用水量

Q5=15×2×3600×3×10-3=324m3 6)最高日设计用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=19575.6≈20000m3/d 1.2水厂设计供水量 Q=1.05Qd=21000m3/d 3.2取水方案

取水→一级泵站→水利循环澄清池→普通快滤池→加氯间→清水池→二级泵房→用户

第四章 水厂各个构筑物的设计计算

4.1 一级泵站 4.1.1一泵房吸水井

吸水井的应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为2m，长度12m。 4.1.2一泵房

水厂地面标高32m，湖面标高20m

v2

=（32-20）+13×300×1.47×10-3+1.63=19.4m HHiL2g

一泵房中泵型号的选择：2用一备

流量Q=875m3/h,扬程H=19.4m，查给《排水设计手册11册－常用设备》选泵。

水泵的参数如下：

泵房的尺寸：28m×10m，长度为控制间4m，泵轴之间的间距为4.0m，靠近控制间的泵与靠近吊装间的泵距离墙的距离也为4.0m，另外设4.0m做为吊装机械电葫芦用，共计28m。宽度为吸水管4.5m，泵基础的长度为2.5m，压水管3m，共计10m。 4.2 水利循环澄清池 4.2.1 设计参数

（1）设计回流水量一般采用进水流量的2-4倍 （2）喷嘴直经与喉管直径之比满足1:3-1:4 （3）喷嘴流速采用6-9m/s

（4）喉管流速2.0-3.0m/s ,喉管瞬间混合时间0.5-0.7s

（5）第一反应室出口流速50-80mm/s,第二反应室出口流速40-50mm/s

（6）清水区上升流速0.7-1.0mm/s，清水区高2-3m （7）总停留时间为1-1.5h 设计采用三座澄清池 采用数据：

总进水量：q=0.243/3=0.081m3/s 回流比 4

设计循环总流量q1=4q=0.324m3/s 喷嘴流速：V0=7.5m/s 喉管流速：V1=2.5m/s

第一反应穿出口流速：V2=60mm/s 第二反应穿出口流速：V3=45mm/s 湍流区上升流速：V4=0.9mm/s 喉管混合时间：t1=0.6s 第一反应室反应时间：t2=25s 第二反应室反应时间：t3=95s 计算：

（1）水力提升器计算： 1

）喷嘴：d0

117120mm

进水管流速：V=1.2m/s

则进水管直径：d

293mm 取300mm 设喷嘴收缩角为16.5°，则斜壁高为

300-120

2

cot16.5304mm300mm 喷嘴直段长度取100mm，则h0=50+300+100=450mm 要求净水作用水头：hp=0.06V02=0.06×7.52=3.4m 2

）喉管：d1

0.406m410mm 则实际喉管流速：v0.324

1

0.7850.41

2

2.46m/s 令t1=0.6s , 则h1v1t12.460.61.476m1.5m 3） 喉管喇叭口：

取d52d1 ，则d52410820mm0.82m d5d1

045 ，则h52

tan450.205m

采用喇叭口大端圆筒部分高：h5d1410mm 4）喷嘴与喉管间距：s=2d0=2×120=240mm （2）第一反应室计算：

d2

2.6m w

24

d226m2 则实际流出口流速为：0.324

0.7852.62

54mm/s

hd1

2

d22

cot154.1m

（3）第二反应室计算： wq1v0.3243

7.2m2 30.045

d

34.1m

实际断面积：w30.7854.12-67.2m2 实际进口流速 vq13w0.324

45mm/s 37.2

h4q1t340.3246

d2295

22

2.5m 3d23.144.12.6h4取0.25m，则h3h4h60.252.52.75m w

2

2

2

1

d24

3

d2=

2

4

4.1-1.26=12m

xh3h4（2.750.25）tan150.67m d2=d2-2x=2.6-20.67=1.26m

出口流速：v5

q1w0.324

12

0.027m/s 1（4）澄清池各部尺寸计算：

wqv0.081

90m2

411.5m40.0009 实际上升流速：v0.081

4

0.78511.5267.2

0.89mm/s

澄清池高度H

1）澄清池内第二反应室要求水深：

H3hh0sh1h2h40.150.450.241.54.10.256.69m

h为喷嘴底流至池底距离，取0.15m 2）澄清池总高

HH3h4

6.690.156.84m h4为反应室保护高度 取0.15m 3）锥体部分高度HD01(

D2)tan11.51.5

2

tan404.2m 设底部直径D0=1.5m，β=40° 4）H2HH16.844.22.64m

（5）各部容积及停留时间计算： 1）喉管混合时间：th11v1.50.61s 1

2.46 2

）

第

一

反应

室容积W1

h2d22d2d1d213.144.12.622.60.410.412

3



4





3



4



8.58m2

tW18.582

q26.5s 10.324

3）第二反应室停留时间t3 第

二

反应

室容积W

2

h262

3

d2d2d2d223

4

d3h3



4



29m t3

W2q29

89s 10.324

4）分离室停留时间t4：th350275050

4

0.890.89

3033.7s ：

：

5）净水历时

Tt1t2t3t40.626.5893033.73149.8s=0.87h

（6)澄清池总容积W及停留时间T：

W



4

D2HH1H0

H1

12

D

2

DD0D02420m3

H0取0.2m

T

W4201.44h q291.7

4.3过滤系统——普通快滤池 滤料选用双层滤料：石英砂和无烟煤 1）滤池面积及尺寸

滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h， 滤池实际工作时间为T=24-0.124

-0.62=23.8-1.2=22.6h 12

设滤池的正常滤速v1=10m/h。滤池面积F

Q21000==93m2 v1T1022.6

每组滤池单格数为N=3，布置成单行排列。每个滤池面积

f

F9331m2 N3

采用滤池长宽比为10:3，滤池设计尺寸为103

Q21000

10.3m/h FT103322.6

Nv310.3

15.45m/h （符合14-18m/h） 校核强制流速v

N12

实际滤速v

2）滤池高度

承托层高度：H1450mm

滤料层高度：H2750mm（其中无烟煤350mm，石英砂400mm） 滤层最大水深：H31800mm

保护高度（超高）：H4300mm 故滤池总高度H：

HH1H2H3H445075018003003300mm3.3m

3）配水系统 ①. 干管

取冲洗强度q14L/(sm2) 干管流量qgfq3014420L/s

查阅资料，采用管径dg700mm，（干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置）

干管始端流速vg1.09m/s ②. 支管

支管中心距离，采用0.29m 每池支管数：nj

2L210

69(根) a0.29

每根支管入口流量：qj=

qgnj

=

420

=6.08L/s 69

采用管径dj65mm，支管始端流速vj2.0m/s ③. 孔眼布置

支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.22% 孔眼总面积FkKf0.22%300.066m266000mm2 采用孔眼直径：dk10mm 每个孔眼面积fk孔眼总数：Nk



4

dk20.78510278.5mm2

Fk66000

841(个) fk78.5

每个支管孔眼数nkk=

Nn84112(个) j69

每根支管孔眼布置成两排，与垂线呈45夹角向下交错排列 每根支管长度：lj12Bd1

g2

30.71.15m 每排孔眼中心距aljk

11.150.19m 2n1k2

12④. 孔眼水头损失 支管壁厚采用5mm 流量系数0.65

2

2

水头损失h1q1k2g10K

29.814

100.650.22

4.89m ⑤. 配水系统校核

支管长度与直径之比应不大于60，

lj1.15

d

j

0.065

17.760 孔眼总面积与支管总横截面积之比应小于0.5

Fkn0.066

0.0652

0.290.5 jfj690.785干管横截面积与支管总横截面积之比一般为1.75~2.0

fg

n0.7850.72

690.7850.0652

1.68，在范围之内。 jfj孔眼中心距应小于0.2,

ak=0.19

4）洗砂排水槽

洗砂排水槽中心距，采用a0=1.6， nc取排水槽长度：l06m

3

2(根) 1.6

每槽排水量：q0ql0a01461.6134.4L/s 采用三角形标准断面，槽中流速采用v0=0.6m/s

排水槽断面尺寸为：

0.24m，采用0.24m

排水槽底厚度采用0.05m，砂层最大膨胀率：e45% 砂层厚度：H20.75m 洗砂排水槽顶距离砂面高度：

HeeH22.50.07545%0.752.50.240.050.0751.06m

洗砂排水槽总平面面积：F02l0n020.24625.76m2 复算：洗砂排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%

F05.7619.2% f30

5）滤池各种管渠计算

进水管总流量：Q121000m3/d0.243m3/s ①. 进水支管：

采用进水渠宽：B10.6m，水深为0.5m 渠中流速：v10.82m/s 各个滤池进水管流量Q2

0.243

0.081m3/d 3

采用进水管直径d2350mm，管中流速v20.84m/s ②. 冲洗水

冲洗水总流量Q3qf1430420L/s0.42m3/s

采用管径d3500mm，管中流速v32.14m/s ③. 清水

清水总流量：Q4Q10.243m3/s 清水渠断面同进水渠断面

每个滤池清水管流量：Q5Q20.081m3/s81L/s 采用管径：d5350mm 管中流速：v50.84m/s ④. 排水

排水流量Q6Q30.42m3/s

排水渠断面：宽度B60.7m，水深0.6m

渠中流速：v61.0m/s（为了方便布置，可同进水断面） 5）冲洗水箱 冲洗时间t=6min 冲洗容水箱积：W1.5qft

1.51430660

226.8m3

1000

水深2米，直径12米，超高0.3米

水箱底至滤池配水管间的沿途损失及局部损失之和：h11.0m 配水系统水头损失：h2hk4.89m

承托层水头损失：h30.022H1q0.0220.45140.14m 滤料层水头损失：h4

1

2.6511m0H2-110.410.750.73m

1

安全富余水头：h51.1m

冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面：

H0h1h2h3h4h51.04.890.140.731.17.86m

4.4消毒设备

加氯量取3.0mg/L，总加氯量为：

Q10.001aQd0.0013.08752.625kg/h

液氯的存储量G按照最大用量30天计，则

G3024Q130242.6251890(kg/月)

存于容量为500的焊接液氯钢瓶4个，氯瓶长1800mm，直径D=600mm。选用两台ZJ-2型转子真空加氯机，交替使用。 4.5清水池容积： 设计水量Q =21000m3/d

①. 清水池总容积为（按最高日用水量的12%）: W2100012%2520m3

②. 水厂内建2座矩形清水池,容量为：

W

1260m3 2

清水池有效水深取5m,超高0.3m，则清水池的平面尺寸为

2112252m2

③. 清水池进水管按最高日平均时流量计算

Qh

KhQd1.420000

1167m3/h 2424

直径取800mm.，v=0.645m/s

清水池出水管按最高日最高时流量计算，直径为800mm.

溢流管与进水管直径相同为800mm，管端为喇叭口，管上不得安装阀门.排水管直径600mm。

④. 清水池设2个检修孔，孔顶设有防雨盖板.检修孔直径为600mm.

池顶设3个通气管，并设有网罩。通气管直径为150mm. ⑤. 考虑清水池容积较大，为满足抗浮要求，清水池池顶覆土0.5m. ⑥. 清水池设有水位连续测量装置，供水位自动控制和水位报警之用。 4.6二级泵站设计 4.6.1二泵房

吸水井尺寸应满足安装水泵进口喇叭管口要求 扬程HHiLh1(3632)222854m 4.6.2选泵型号 三用一备

泵房的尺寸：32m×10m 4.7 水厂附属构筑物 （1）办公楼 （2）化验室 （3）车库 （4）仓库

（5）值班室 （6）加药间 （7）加氯间 （8）食堂 （9）洗澡间 4.8水厂总体布置 4.8.1水厂的平面布置

水厂的平面布置应考虑以下几点要求：

（1）布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位；

（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；

（3）各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施； （4）建筑物布置应注意朝向和风向；

（5）有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全；

（6）对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。 4.8.2水厂的高程布置

在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有空地。

设计心得

经过两周的给排水课程设计，我学到了很多东西。我做的是给水厂设计，由于上课所学的是给排水管网设计，没有水厂设计部分，所以刚开始的时候很难，不知如何下手。我和几个同学去图书馆借了相关书籍，又查看了给排水设计手册，看了很多，慢慢的懂了如何做。我们几个商量着选方案，然后才开始设计计算。配合组员，商量流量计算，分配，主干管的选择问题。自己的交流表达能力也有所提高，而且对于所学的知识有更深刻的理解和掌握。

通过这次课程设计，我对我们给水排水工程专业的任务及目前的形势有了更深刻的了解。我还掌握了很多关于给水处理方面的知识，巩固了所学的理论知识，把书本上的理论知识和通过实践接触到的实际结合起来，培养了解决实际工程问题的能力。

同时，我也发现了我的不足之处，那就是我的专业理论基础还不够扎实，观察不仔细，考虑问题不全面，还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。

总之，给排水设计收获很大。