水质工程1课程设计说明书

水质工程1课程设计说明书内容摘要：

取 ，池宽取 B=。 絮凝池有效长度 520 15VLmHB   ,取 18m 式中： H—— 平均水深 (m)。 本设计取超高 ， H=； 隔板间距 絮凝池起端流速取 /v m s ，末端流速取 /v m s。 首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。 武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 16 起端廊道宽度： 1 2QamvH   ,取 末端廊道宽度： 1 0 .4 3 1 .0 82 0 .2QamHv   ，取 廊道宽度分成 4段。 各段廊道宽度和流速见表 21。 应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道真实流速的近似值，因为，廊道水深是递减的。 表 41 廊道宽 度和流速计算表 廊道分段号 1 2 3 4 各段廊道宽度（ m） 各段廊道流速（ m/s） 各段廊道数 6 6 6 5 各段廊道总净宽（ m） 3 四段廊道宽度之和 3 4 .2 5 .4 5 .5 1 8 .1bm     取隔板厚度  =，共 23块隔板，则絮凝池总长度 L 为： 2 3 0 . 2 1 8 . 1 2 3 0 . 2 2 2 . 7L L m       ，取 23m 水头损失计算 2222 it ii i iiivvh m lg C R 式中： vi—— 第 i段廊道内水流速度（ m/s）； itv —— 第 i段廊道内转弯处水流速度（ m/s）； mi—— 第 i段廊道内水流转弯次数；  —— 隔板转弯处局部阻力系数。 往复式隔板（ 180 度转弯）  =3； il —— 第 i 段廊道总长度 (m)； iR 第 i段廊道过水断面水力半径（ m）；iii 2aHR   iC —— 流速系数，随水力半径 Ri 和池底及池壁粗糙系数 n而定，通武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 17 常按曼宁公式 161iiCRn 计算。 絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数为 n=。 廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的 倍，本设计取 倍，则第一段转弯处流速： iQv aH 式中： itv —— 第 i 段转弯处的流速（ m/s）； 1Q —— 单池处理水量（ m3/s）； ia —— 第 i 段转弯处断面间距，一般采用廊道的 倍； H —— 池内水深（ m）。 各廊道转弯处宽度 a ia 各廊道长度为： ()i itl m B a   表 42 各段水头损失 计算表 段数 mi ai vi ait vit Ri Ci li hi 1 6 2 6 3 6 4 5 合计 h=∑ hi= 核算 GT 值计算 (t=200C 时 ) 141 0 0 0 0 . 1 2 3 1 . 1 76 0 6 0 1 . 0 2 9 1 0 2 0hGsT      (在 2070 1s 范围内 ),符合设计要求； 3 1 .1 7 2 0 6 0 3 7 4 0 4GT    （在 104105范围之内） 絮凝池与沉淀池合建，中间过渡段宽度为。 武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 18 第四章 斜管 沉淀池的设计计算 斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。 斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。 本设计沉淀池采用异向斜管沉淀池，设计 2组 设计参数 设计流量为 Q=1532m3/h，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为 15m，表面负荷q=10 m3/ m2 h 斜管材料采用厚 ，塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径 d=25mm，长 1000mm，水平 倾角 θ =60176。 ，斜管沉淀池计算草图见图 42. 穿孔排泥管配水区斜管区清水区积泥区排泥集水管 设计计算 平面尺寸计算 21532 1 5 3 .210QAmq   式中 q—— 表面负荷 32/( )m m h，一般采用 32/( )m m h ，本设计取10 32/( )m m h 2. 沉淀池的长度及宽度 1 5 3 .2 1 0 .215ALmB   ,取 11m 则沉淀尺寸为 LB11 15=165 m2 ，为配水均匀，进水区布置在 15m 长的武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 19 一侧。 在 14m 的长度中扣除无效长度 ，因此进出口面积 (考虑斜管结构系数) 211( 0 . 5 ) (1 1 0 . 5 ) 1 5 1531 . 0 3LBAmk      式中： k1—— 斜管结构系数，取 3 沉淀池总高度 1 2 3 4 5 0 .3 1 .2 0 .8 7 1 .5 0 .8 0 4 .6 7H h h h h h m           式中 h1—— 保护高度（ m），一般采用 ，本设计取 ； h2—— 清水区高度（ m），一般采用 ，本设计取 ； h3—— 斜管区高度（ m），斜管长度为 ，安装倾角 600，则03 sin 60 ； h4—— 配水区高度（ m），一般不小于 ，本设计取 ； h5—— 排泥槽高度（ m），本设计取。 进出水系统 1. 沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： 22 0 .4 3 2 .20 .2 0QAmv   式中 v—— 孔口速度（ m/s），一般取值不大于。 本设计取每个孔口的尺寸定为 15cm 8cm，则孔口数 2 22020 = 1 8 3 .3 31 5 8 1 5 8AN 个 ,取 184个。 进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速 v1=，则穿孔总面积： 23 1 0 .4 3 0 .7 20 .6QAmv   设每个孔口的直径为 4cm，则孔口的个数 3 0 .7 2 5 7 3 .30 .0 0 1 2 5 6AN F   武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 20 式中 F—— 每个孔口的面积 (m2), 220 .0 4 0 .0 0 1 2 5 64Fm   . 设沿池长方向布置 8条穿孔集水槽，中间为 1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为： L39。 =11/8=。 ，每条集水槽长 L=(15 1)/2 7m， 每条集水量为： 27 /28q m s ， 考虑池子的超载系数为 20%，故槽中流量为： 31 .2 1 .2 0 .0 2 7 0 .0 3 2 /q q m s     槽宽： b =  = =。 起 点 槽 中 水 深 H1== 3= ， 终 点 槽 中 水 深H2== 3= 为了便于施工，槽中水深统一按 H2= 计。 集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取 ，跌落高度取 ，槽的超高取。 则集水槽总高度 : 2 0 .0 5 0 .0 7 0 .1 5 0 .2 9 0 .0 5 0 .0 7 0 .1 5 0 .5 6H H m         集水 槽双侧开孔，孔径为 DN=25mm，每侧孔数为 50 个，孔间距为 15cm 8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按 ， 假定集水渠起端的水流截面为正方形，则 出水渠宽度 为 b = = m， 起端水深，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取 ，即集水槽应高于集水渠起端水面 ，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为： H =++= 出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。 孔口损失： 2 211 0 .62 0 .0 3 72 2 9 .8vhmg     式中：  —— 进口阻力系数，本设计取  =2. 集水槽内水深为 ，槽内水力坡度按 i= 计，槽内水头损失为： 2 0 .0 1 7 .5 0 .0 7 5h iL m    武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 21 出水总水头损失 12 0 .0 3 7 0 .0 7 5 0 .1 1 2h h h m       沉淀池排泥系统设计 采用穿孔管 进行重力 排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向 共设 8 根，双侧排泥至集泥渠。 集泥渠长 11m， B H= ，孔眼采用等距布置，穿孔管长 ，首末端集泥比为 ， 查得 k =。 取孔径 d =25mm，孔口面积f =178。 ，取孔距 s =， 孔眼总 数 为： 1 s     孔眼总面积为： 孔眼总面积为： 0 1 8 0 .0 0 0 4 9 0 .0 0 8 8 2w    m2 穿孔管断面积为： w =0wwk= = m2 穿孔管直径为： D = 4  = 取直径为 150mm，孔眼向下，与中垂线成 45 角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。 核算 （ 1） 雷诺数 Re 水力半径 R = 25  mm= 当水温 t =20℃ 时，水的运动粘度  =斜 管内 水 流 速 速 为 2v = 01sin60QA=  =式中  —— 斜管安装倾角，一般采用 600750，本设计取 600 ， 武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 22 （ 2） 弗劳德系数 rF rF =22vRg = 981 =10 4 rF 介于 之间，满足设计要求。 （ 3） 斜管中的沉淀时间 T T = 12lv = == ，满足设计要求 （一般在 2～ 5min 之间） 式中 1l —— 斜管长度（ m），本设计取 第五章 V 型 滤池的设 计计算 设计参数 设计滤速 ν =10m/h，过滤周期 48h 冲洗前的滤层水头损失采用 第一步 气冲冲洗强度 1气q =15L/(s. m178。 )，气冲时间 气t =2min 第二步 气、水同时反冲 2气q =15L/(s. m178。 )， 1水q =4L/(s. m178。 )， 水气 ,t =4min 第三步 水冲强度 2水q =5L/(s. m178。 )， 水t =4min 冲洗时间 t=10min； 冲洗周期 T=48h 反冲横扫强度 (s. m178。 )。 滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径 ，不均匀系数。 武汉理工大学《水质工程学 Ⅰ 》课程设计说明书 23 图 43 V 型滤池剖面示意图 设计计算 平面尺寸计算 滤池工作时间 /T =24— tT24 =24— 4824 = 滤池 总 面积 F= QvT = 7350010  =178。 滤池的分格 为了节省占地， 选双格 V 型滤池，池底板用混凝土，单格宽 B =,单格长L =12m,（一般规定 V。