给水课程设计

课程设计说明书供14万人生活用水无阀滤池设计学生姓名：学号：学院：化工与环境专业：环境工程指导教师：中北大学课程设计任务书2012～2013学年第二学期学院：化工与环境学院专业：环境工程学生姓名：学号:课程设计题目：供14万人生活用水无阀滤池设计起迄日期：5月21日～6月17日课程设计地点：环境工程系指导教师：系主任：下达任务书日期:2013年5月28日课程设计任务书1．设计目的：通过课程设计，进一步强化专业课程相关知识的学习，初步掌握水处理中常见构筑物的设计方法、设计步骤。熟练应用CAD软件绘图。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计内容：给水处理厂移动无阀滤池详图设计原始数据与基本参数：本给水处理厂供给14万城市市民生活用水。城市为一类地区，大城市。.其它设计参数查阅相关资料自定。设计内容和要求：①计算移动无阀滤池各部分尺寸；②画图：滤池平、剖面图。（设计深度为施工图深度）3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）课程设计说明书一份；（2）说明书内容包括：①无阀滤池在水处理中的作用及其特点；②根据给出参数对滤池各部分尺寸的详细计算过程；③设计图纸（CAD绘图）规范，图纸包括整体图和局部图的设计，计算尺寸要在图中相应的位置标明；④单位要正确，参考文献必须在说明书中相应的位置标注，语言流畅、规范。（3）工作量：二周课程设计任务书4．主要参考文献：[1]《给水排水设计手册》（第3册）[2]《室外给水设计手册》（最新版）[3]《给水工程》严煦世等主编，中国建筑工业出版社[4]《净水厂设计》钟淳昌等主编，中国建筑工业出版社[5]《净水厂设计知识》崔玉川编，中国建筑工业出版社5．设计成果形式及要求：设计说明书一份（含构筑物设计详图），设计说明书格式按中北大学课程设计的相关要求。6．工作计划及进度：2013年5月20日：领取课程设计任务书，明确课程设计的内容，查阅相关资料。5月20日~6月17日：设计计算、绘制相关图纸。6月17号：打印装订设计说明书，答辩。系主任审查意见：签字：年月日供14万人生活用水移动无阀滤池设计摘要：重力式滤池以其低能耗在给水过滤处理中有着广泛的应用。主要针对重力式滤池的结构、运行方式以及滤料等方面来论述重力式滤池在水处理技术中的发展应用，并且在应用过程中要有自己的创新，对水污染有更好的净化效果，并且满足冲洗水头大于系统的水头损失。关键字：重力无阀滤池；创新；冲洗水头1前言...................................................1.....................................................12无阀滤池的作用及其特点..................................12.1无阀滤池的作用....................................12.2无阀滤池的特点.....................................23.1基本参数确定......................................23.2分格数和平面尺寸...................................23.3滤池高度..........................................33.4进水分配箱和进水管................................33.5出水管和进水堰上水头.............................43.6控制标高..........................................43.7虹吸管管径........................................43.8池角连通管........................................53.9反冲洗的各部分水头损失（由水箱至排水井）..........53.10校核虹吸管管径...................................63.11排水管管径.......................................63.12其他数据.........................................65致谢...................................................7参考文献：...............................................811前言1804年英国首次记载了慢滤池，慢滤池(slowfilter)也称表层过滤，主要利用顶部的滤膜截留悬浮固体，同时发挥微生物对水质的净化作用。这种滤池生产水量少、滤速慢(10m/d)、占地大，目前慢滤池方式在水处理，特别是污水处理中应用较少；1870年在美国现出了第一座普通快滤池，.快速过滤采用过滤和反冲洗两个步骤，实现截留悬浮固体和清洗滤层，将滤速提高到几十倍到几百倍，从而提高产水量来满足人民生活和工业发展要求。无阀滤池是最早在商业上取得成功的自动运行滤池，经过不断的应用与技术改造，其技术已经成熟，有着广泛的应用。国内外尤其是国内绝大部分水厂应用的还是重力式滤池，国内现在多用双层滤池及均质滤料滤池，它们在经济、技术上更适合当前我国国情。我认为不仅我们要使用先前的无阀滤池的技术，而且要在不断地进步中发现和改进其中的问题。例如国营云马机械厂为克服过去的重力式无阀滤池挟气运行的问题，研制成功WFL系列钢结构重力式无阀滤池。与过去的重力式无阀滤池相比，增加了气水分离器，配水箱虽然小，但完全解决了挟气问题。抽气三通工作后，便可在8～5分钟内自动冲洗。又设计了浮球，虹吸式自动停水装置，使滤池在整个运行过程中完全实现水力自动化。所以我们要在实践中不断发展，争取在国内发展自己的技术。2无阀滤池的作用及其特点2.1无阀滤池的作用无阀滤池的过滤状态，来水有分配槽进入进水槽，有进水管送入滤池；经布水挡板落入滤料层自上而下的进行过滤。滤后水经垫料层、格栅、集水区和连通管进入冲洗水箱中储存。滤池运行中，滤层不断被截留悬浮物质，阻力不断增大，促进虹吸上升管中水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管管口时，水从该管中落下，并通过抽气管不断将虹吸下降管中的空气带走，是虹吸管中形成真空，产生虹吸作用，同时，水箱中的水自下而上的通过滤层对滤料反冲洗，反冲洗开始后，进水和冲洗排水挺尸经过虹吸上升管、下降管排至排水井、给水封堰排出。当冲洗水箱水面下降到虹吸破坏管管口时，空气进入虹吸管，虹吸作用被破坏，滤池反冲洗结束，然后滤池恢复入水。22.2无阀滤池的特点无阀滤池和普通快滤池的主要区别在于控制方法上的不同，快滤池是由4个闸门控制的，冲洗水由专设的水塔(水箱)或水泵供给；而无阀滤池不用闸门，它靠本身特有的构造，利用虹吸作用进行自动过滤和冲洗。无阀滤池具有以下几个特点：(1)滤池运行全部自动化，管理操作简单；(2)阀件少、材料省、造价低、建设快；(3)滤池的出水口高于滤层，始终保持正水头过滤，故不会像普通快滤池那样因管理不善而存滤油内浩成仍压现象。3无阀滤池的设计计算3.1基本参数确定单池面积一般不大于252m，选用单层细砂滤料，滤层厚度700mm，正常滤速7-9/mh，强制滤速9-12/mh，期终允许水头损失1.50-2.00m，因此期终允许水头损失选择为1.70m。根据《给水工程》附表1，选择综合生活用水定额为250(/)Lcapd无阀滤池设计处理量：Q=140000×250=350003/md=1458.333/mh=0.4053/ms;平均冲洗强度是在平均冲洗水头Ha下计算所得的值，一般为14-162/(/)Lms,反冲洗强度取q=152/(/)Lms,冲洗时间在4-6min，所以选择冲洗时间为5min。3.2分格数和平面尺寸拟分为4组，每组2格，总共8格，则单格进水量Q1=Q/8=1458.33/8=182.293/mh滤速取9/mh，滤池总有效面积F=Q1/v=20.252m池脚连通渠拟采用直角边0.45m×0.45m，3则s=8×0.5×0.45×0.45=0.812m考虑连通渠的隔墙厚度，所需滤池面积F´=F+s=20.25+0.81=21.062m实际尺寸取5.00m×5.00m,则实际过滤面积F´´=5×5-0.81=24.192m实际过滤速度1''QvF=182.2924.19=7.53/mh3.3滤池高度H=H0+H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7其中，底部集水区高度H0取0.5m；滤板厚度H1取0.10m；承托层分上下层，总厚度H2取0.3m；滤料层厚度H3=0.70m；直壁高度H4=30.15eH=0.45×0.70+0.15=0.465m，取整0.47m；顶盖高度（包括顶盖盖板厚度）H5=0.50m；冲洗水箱高度H6=0.06qt/n=0.06×15×5/2=2.25m；超高取H7=0.03m所以，滤池总高度为H=0.5+0.10+0.3+0.6+0.47+0.5+2.25+0.3=5.12m3.4进水分配箱和进水管单格进水流量Q1=182.293/mh=0.0513/ms；两格共用一个进水分配箱，进水堰宽1.70m；进水堰堰上水头213()1.86Qhb=0.064m;进水分配箱进水流速取0.05/ms；分配箱面积0.0510.05A=1.022m;取单格分配箱1.70×0.7=1.192m，实际进水流速为0.043/ms.一组双格滤池总近视流速取1.0/ms，124()QDv=0.255m，取管径DN为300mm。单格滤池进水管流速取0.70/ms，124()QDv=0.305m，取管径DN为350mm实际流速为24QvD=0.53m/s单格进水U形管长约15米，虹吸上升管初定管径600mm，进水三通DN600×350mm，进水局部水头损失系数10.5，DN350mm进水管90度弯管3个，局部水4头损失系数20.9，出口局部水头损失系数31.5。则进水管水头损失值为：22vHilg0.530.901.504.7022vHilg20.631.68154.700.092100029.81m取0.1m3.5出水管和进水堰上水头单格滤池出水管管径同近视管径取DN350mm，若相邻两个合用出水管则124()QDv1240.0512()0.4650.6mm取DN500mm出水渠宽取0.5m，长2.0m，堰上水头221330.051()()0.0571.861.862Qhmb3.6控制标高（1）滤池出水口标高（即冲洗水箱水位）=总高度-入土高度-超高=5.12-0.50-0.30=4.32m（2）虹吸管辅助管管口标高=滤池出水口（即冲洗水箱水位）+期终水头损失=4.32+1.70=6.02m(3)进水分配箱箱底标高=出水堰顶-0.50=4.32-0.057-0.50=3.763m，取3.5m(4)进水分配箱内堰顶标高=虹吸辅助管管口+进水管水头损失+0.12=6.02+0.1+0.12=6.24m(5)进水堰高=6.24-3.50=2.74m3.7虹吸管管径冲洗时，虹吸上升管流量按照不设自动停水装置考虑110.01520.240.051scQQQqFQ=0.35m³/h5假设上升管径DN600m,则20.35(/4)0.6v=1.24m/h假设下降管径DN600m,则20.35(/4)0.5v=1.78m/h上升管管长约6m，下降管管长约6m3.8池角连通管冲洗时0.01520.240.375/0.81cQvmss由谢才公式vCRi20.50.450.06620.4520.45Rm1166110.06642.380