水廠工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章 緒論1.1 目的和要求 1） 通過(guò)設(shè)計(jì)加深生活給水處理所學(xué)基本知識(shí)的理解，并起到鞏固和提高的作用。 2） 掌握水廠工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容、步驟與方法，處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 3) 提高制圖能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)資料。 4) 提高獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力。 5) 認(rèn)真復(fù)習(xí)教材，閱讀有關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)及資料，認(rèn)真、獨(dú)立完成1.2 原始依據(jù)和任務(wù)1.2.1 原始依據(jù)根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料，確定合理的工藝方案，使給水廠出水水質(zhì)達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006），并安全輸配到用戶(hù)，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。（1）設(shè)計(jì)水量：滿(mǎn)足最高日供水量 11 104m3/d；水廠自用水量取5（2）原水水質(zhì)：各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002)中的類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；表1-1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002)中的類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目標(biāo)注值水溫 ()周上升水溫： 2周下降水溫： 1硒 0.01pH值(無(wú)量綱)69砷 0.05溶解氧 6汞 0.00005高錳酸鹽指數(shù) 4鎘 0.005化學(xué)需氧量（COD） 15鉻（六價(jià)） 0.05五日生化需氧量（BOD5） 3鉛 0.01氨氮(NH3-N) 0.5氰化物 0.05總磷（以 P 計(jì)） 0.1 (湖、庫(kù)O.025)揮發(fā)酚 0.002總氮(湖、庫(kù).以N計(jì)) 0.5石油類(lèi) 0.05銅 1.0陰離子表面活性劑 0.2鋅 1.0硫化物 0.1氟化物（以 F- 計(jì)） 1.0糞大腸菌群（個(gè)L） 2000（3）氣象水文資料：參考給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1冊(cè)）常用資料氣溫：年平均 4.9 ，極端最高38, 極端最低-36.5,降水量：平均年總量 593.8 mm，最大日130.4mm，最大時(shí)69.7 mm。相對(duì)濕度：最熱月平均 78 。主導(dǎo)風(fēng)向：年最多風(fēng)向 SW ；風(fēng)速:冬季平均： 4.2 m/s、夏季平均 3.5 m/s；平均氣壓： 997.9 mbar；最大凍土深度： 169 cm；最大積雪深度： 22 cm；（4）工程地質(zhì)資料：土壤承載力滿(mǎn)足基建設(shè)計(jì)要求，地下水水位相對(duì)標(biāo)高 -5.0 m；（5）二泵站輸水管起端節(jié)點(diǎn)自由水壓 58 m。（6）設(shè)計(jì)地點(diǎn)為吉林省長(zhǎng)春市新城區(qū)給水廠凈水工藝設(shè)計(jì)（7）主要設(shè)計(jì)依據(jù)：室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范，給排水工程手冊(cè)1、3等1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）選擇、確定處理工藝流程；（2）工藝設(shè)計(jì) （含工藝及單體構(gòu)筑物圖的設(shè)計(jì)計(jì)算）。2設(shè)計(jì)成果要求（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（1.2萬(wàn)字）；參考文獻(xiàn)10篇；相關(guān)外文文獻(xiàn)資料翻譯 1 份（5000漢字）。（2）繪制的圖紙折合零號(hào)圖紙3張，其中至少包括手繪圖2張，其內(nèi)容應(yīng)滿(mǎn)足表1要求。表1-2 畢業(yè)設(shè)計(jì)繪制圖紙要求圖紙內(nèi)容數(shù)量及尺寸要求1水廠總平面和高程布置圖1張，1號(hào)2絮凝和沉淀池平剖面圖2張，1號(hào)3濾池平剖面圖1張，1號(hào)4清水池平剖面圖1張，1號(hào)5送水泵站平剖面圖1張，1號(hào)第二章 工藝確定2.1 凈水工藝的要求城鎮(zhèn)水廠凈水處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒以及其他有害萬(wàn)分，使凈化后水質(zhì)滿(mǎn)足生活飲用水的要求。生活飲用水水質(zhì)應(yīng)符合下列基本要求：（1）水中不得含有病原微生物。（2）水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康。（3）水的感官性狀良好。2.2 一般水源凈水工藝流程選擇 水源取自長(zhǎng)春市石頭門(mén)水庫(kù)，該水庫(kù)位于長(zhǎng)春市郊區(qū)，足有6500萬(wàn)畝，平均水深3.3-11米，河床主要為泥沙，浮游生物較多。濁度稍高。給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)有關(guān)。結(jié)合給水水質(zhì)的特點(diǎn)（取水水源為水量充沛，水質(zhì)良好的石頭門(mén)水庫(kù)水，其凈水工藝流程為：圖2-1 工藝流程圖2.3 水處理工藝比較選擇2.3.1 混合設(shè)備在給排水處理過(guò)程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件?；旌鲜侨〉昧己眯跄Ч闹匾疤?，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等。混凝藥劑投入原水后，應(yīng)快速、均勻的分散于水中?；旌戏绞接兴没旌稀⒐艿阑旌?、靜態(tài)混合器、機(jī)械攪拌混合、擴(kuò)散混合器、跌水混合器等。表2-2 各混合方式的特點(diǎn)方式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件水泵混合優(yōu)點(diǎn)： 1、設(shè)備簡(jiǎn)單 2、混合充分，效果較好 3、不另消耗動(dòng)能缺點(diǎn)： 1、吸水管較多時(shí)，投藥設(shè)備要增加，安裝、管理較麻煩 2、配合加藥自動(dòng)控制較困難 3、G值相對(duì)較低適用于一級(jí)泵房離處理構(gòu)筑物120m以?xún)?nèi)的水廠靜態(tài)混合器優(yōu)點(diǎn)：1、設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便 2、不需土建構(gòu)筑物 3、在設(shè)計(jì)流量范圍，混合效果較好缺點(diǎn)：1、運(yùn)行水量變化影響效果 2、水頭損失較大 3、混合器構(gòu)造太復(fù)雜適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠擴(kuò)散混合器優(yōu)點(diǎn)：1、不需外加動(dòng)力設(shè)備 2、不需土建構(gòu)筑物 3、不占地缺點(diǎn)：混合效果受水量變化有一定的影響適用于中等規(guī)模的水廠跌水混合優(yōu)點(diǎn)：1、利用水頭的跌落擴(kuò)散藥劑 2、受水量變化影響較小 3、不需外加動(dòng)力設(shè)備缺點(diǎn)：1、藥劑的擴(kuò)散不易完全均勻 2、需建混合池 3、容易夾帶氣泡適用于各種規(guī)模的水廠，特別當(dāng)重力流進(jìn)水水頭有富余時(shí)機(jī)械混合優(yōu)點(diǎn)：1、混合效果較好2、水頭損失較小 3、合效果基本上不受水量的變化影響缺點(diǎn)：1、需耗動(dòng)能 2、管理維護(hù)較復(fù)雜 3、需建混合池適用于各種規(guī)模的水廠結(jié)合水質(zhì)條件和水廠自身?xiàng)l件以及后期發(fā)展看，混合方式選擇機(jī)械混合?；炷齽┻x擇硫酸鋁。最大投加量為70mg/L。助凝劑選用活化硅。2.3.2 絮凝池的選擇絮凝過(guò)程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國(guó)內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-3 各絮凝池的性能特點(diǎn)類(lèi) 型特點(diǎn)適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動(dòng)小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便；缺點(diǎn)：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠；水量變動(dòng)小者；改建和擴(kuò)建舊池時(shí)更適用機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化，適合于水量變化不大的水廠。缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修適用于各種規(guī)模的水廠折板式絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較??；缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短；缺點(diǎn)：末端池底易積泥水量變化不變的水廠根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)以及實(shí)際情況并進(jìn)行比較，本設(shè)計(jì)選用折板絮凝池。2.3.3 沉淀池的選擇原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來(lái)以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn)，但是，平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好。各種形式沉淀池性能特點(diǎn)如表2-4所示。表2-4 各種形式沉淀池性能特點(diǎn)型式性能特點(diǎn)適用條件平流式優(yōu)點(diǎn)： 1、可就地取材，造價(jià)低；2、操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單；3、適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4、帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)： 1、不采用機(jī)械排泥裝置，排泥較困難2、機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)復(fù)雜；3、占地面積較大；1、 一般用于大中型凈水廠2、原水含砂量大時(shí)作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點(diǎn)： 1、排泥較方便2、一般與絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面積較小缺點(diǎn)： 1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差；2、施工較平流式困難1、一般用于小型凈水廠；2、常用于地下水位較低時(shí)輻流式優(yōu)點(diǎn)： 1、沉淀效果好；2、有機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥效果好；缺點(diǎn)： 1、基建投資及費(fèi)用大；2、刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難1、 一般用于大中型凈水廠2、在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池斜管（板）式優(yōu)點(diǎn)：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點(diǎn)：1、斜管（板）耗用材料多，且價(jià)格較高；2、排泥較困難1、 宜用于大中型廠 2、宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖槽2.3.4 濾池的選擇（1）多層濾料濾池：優(yōu)點(diǎn)是含污能力大，可采用較大的流速，能節(jié)約反沖洗用水，降速過(guò)濾水質(zhì)較好，但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠；缺點(diǎn)是濾料不易獲得且昂貴管理麻煩，濾料易流逝且沖洗困難易積泥球，需采用助沖設(shè)備；（2）虹吸濾池：適用于中型水廠（水量210萬(wàn)噸/日），土建結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，池深大，反洗時(shí)要浪費(fèi)一部分水量，變水頭等速過(guò)濾水質(zhì)也不如降速過(guò)濾：（3）無(wú)閥濾池、壓力濾罐、微濾機(jī)等日處理小，適用于小型水廠；（4）移動(dòng)罩濾池：需設(shè)移動(dòng)洗砂設(shè)備機(jī)械加工量較大，起始濾速較高，因而濾池平均設(shè)計(jì)濾速不宜過(guò)高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過(guò)大（小于10m2 ）；（5）普通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于100m2 。優(yōu)點(diǎn)有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行可靠，采用的砂濾料，材料易得價(jià)格便宜，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過(guò)濾，水質(zhì)較好；（6）雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優(yōu)缺點(diǎn)與普通快濾池基本相同且減少了2只閥門(mén)，相應(yīng)得降低了造價(jià)和檢修工作量，但必須增加形成虹吸得抽氣設(shè)備。（7）V型濾池：從實(shí)際運(yùn)行狀況，V型濾池來(lái)看采用氣水反沖洗技術(shù)與單純水反沖洗方式相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強(qiáng)，濾池過(guò)濾周期長(zhǎng)，反沖洗水量小特點(diǎn)?？晒?jié)省反沖洗水量4060%，降低水廠自用水量，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。 不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了 濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。 采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量， 使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，考慮水廠自身資金問(wèn)題和設(shè)備投入等條件，綜合比較選用雙閥濾池。2.3.5 消毒劑選用液氯消毒2.3.6 確定工藝從水源出來(lái)的水，經(jīng)泵站輸送到凈水廠，進(jìn)行水處理，根據(jù)供水規(guī)模和水源特點(diǎn)，最后經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合比較后，確定采用方案為：圖2-2 確定采用方案工藝流程圖第三章 處理構(gòu)筑物和工藝計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)流量的確定。設(shè)計(jì)城市日用水量為Q供=11104 m3/d。水廠自用水量取5，則設(shè)計(jì)水量Q設(shè)=1.05Q供=11.55104 m3/d=4812.5 m3/h=1337 L/S3.2 加藥設(shè)備的計(jì)算3.2.1 加藥方式 機(jī)械混合加藥3.2.2 藥劑品種硫酸鋁 原因：（1）凈化效率高，耗藥量少，出水濁度低，色度小，過(guò)濾性能好 （2）溫度適應(yīng)性高，pH=59（適用范圍寬） （3）操作方便，腐蝕性小，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較FeCl3低 （4）是無(wú)機(jī)高分子化合物3.2.3 加藥量參考給水排水工程常用數(shù)據(jù)速查手冊(cè)中國(guó)各地投加混凝劑資料確定最大投加量為70 mg/L3.2.4 溶液池體積=704812.5417103=26.93 m3式中：混凝劑（PAC）的最大投加量70（mg/L） 溶液濃度，一般取5%-20%，本設(shè)計(jì)取10%； 處理水量，本設(shè)計(jì)為4812.5 n每日調(diào)制次數(shù)本設(shè)計(jì)取 3次溶液池尺寸：LBH = 5m5m1.4m（超高取0.3m），溶液池設(shè)兩個(gè)，一用一備，置于室內(nèi)地面上，以便交替使用，保證連續(xù)投藥3.2.5 溶解池容積 W2=(0.20.3)W1=0.326.93=8.08 m3 式中： 溶解池容積（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本設(shè)計(jì)取0.3 溶解池尺寸：LBH = 3m3m1.4m（包括超高取0.3）溶解池設(shè)兩個(gè)，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池實(shí)際有效容積：= LBH=330.9=8.1 m 溶解池的放水時(shí)間采用t10min，則放水流量：q=8.110006010=13.47 L/S 查水力計(jì)算表得放水管管徑125mm，相應(yīng)流速v=1.02m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d125mm的排渣管一根，坡降16.1，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3.2.6 藥庫(kù)尺寸設(shè)計(jì)藥劑按最大投藥量的715d用量?jī)?chǔ)存。本設(shè)計(jì)均取十五天。硫酸鋁所占體積：T15= Qa151000p=115500157010001.62 = 74.86 m3式中：T15天硫酸鋁的用量（t）； a硫酸鋁投加量70（mg/l）; Q處理水量（m/d）。 P硫酸鋁密度1.62（Kg/L）石灰所占體積計(jì)算：T=aQ151000p= 46.71155001510003.4 = 23.4 m3式中：T15天石灰的用量（t）； a石灰投加量46.7（mg/l）; Q處理水量（m/d）。 P石灰密度3.4（Kg/L）兩種藥劑合計(jì)算占體積 V總 =74.86+23.4 = 98.2699藥品放置高度按2.5m計(jì)，則所需面積為39.6m取40 m?？紤]到藥品的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30計(jì)，則藥庫(kù)所需面積 401.3=52 m 藥庫(kù)平面尺寸?。?8.76m 。庫(kù)內(nèi)設(shè)電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)一臺(tái)。3.3 機(jī)械混合器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 混合池容積尺寸計(jì)算采用混合時(shí)間1min ，混合池個(gè)數(shù)取4個(gè) 則混合池容積W=Qt60n=48131604=20 m3混合池采用方形BB=2.82.8則有效水深H=202.82.8=2.6 超高取0.3m，則池子總高為2.9 m3.3.2攪拌設(shè)備計(jì)算槳板外援直徑2 m，槳板寬度0.5 m，槳板長(zhǎng)度0.7 m垂直軸上裝兩組葉輪，每組一對(duì)槳板，兩組葉輪成900角安裝。槳板外沿尺寸采用線速度v=2 m/s則n0=60vD=6023.142=19.219 r/min槳板旋轉(zhuǎn)角速度0.1n0=1.9 r/min槳板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的功率N0=C3Zb（R2-r2）408g=0.310001.9340.5（12-0.32）4089.81=0.492 KW式子中：C阻力系數(shù)采用0.3 水的密度，1000Kg/m3 Z槳板數(shù)，本設(shè)計(jì)為4個(gè) R中心軸到槳板外沿距離，mr中心軸到槳板內(nèi)沿距離，mg重力加速度，9.81m/s2b槳板寬0.5 m槳板所需電動(dòng)機(jī)功率N槳板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械總功率：1=0.75傳動(dòng)功率、2去0.7則N=n012=0.4920.750.7=0.937 KW選用功率0.95KW的電機(jī)3.4 折板絮凝池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1 絮凝池基本參數(shù)絮凝池和沉淀池合建，沉淀池寬15.6米；總絮凝時(shí)間18min，分三段絮凝，第一、二段選用相對(duì)折板，第三段采用平行直板，折板布置采用單通道。絮凝池總GT值大于2104.絮凝池有效水深H0，采用5米絮凝池并聯(lián)分為三組，每組設(shè)計(jì)流量為0.447m3/s折板采用600mm寬，板厚60mm，夾角900.圖3-1 絮凝池折板簡(jiǎn)圖3.4.2 第一絮凝區(qū)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)通道寬采用2m寬，設(shè)計(jì)鋒速V1采用0.34m/s，則峰距：b1=0.44720.34=0.657m 谷距：b2= b1+2c=0.657+0.4242=1.505m邊峰距：b3=B-2b1-3（t+c）2=5-20.657-3（0.424+0.04）2=1.008邊谷距：b4= b3+c=1.008+0.424=1.432m中間谷速：V2=0.44721.505=0.149 m/s側(cè)邊谷速：V2/=0.44721.432=0.156 m/s側(cè)邊峰速：V1/=0.44721.008=0.222 m/s（2）中間部分水頭損失:漸寬段：h1=1v12-v222g=0.50.342-0.149229.8=0.0024m漸縮段：h2=2+1-F1F22V22g=1+0.1-0.6571.50520.34229.8=0.0054m每格設(shè)八個(gè)漸縮段，則h=8（0.0024+0.0054）=0.0624m（3）側(cè)邊部分水頭損失：漸寬段：h1/=1v12-v122g=0.50.2222-0.156229.8=0.0006m漸縮段：h2/=2+1-F1F22V122g=1+0.1-1.0081.43220.222229.8=0.0015mh=8（0.0015+0.0006）=0.0168m進(jìn)出口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)上轉(zhuǎn)彎和兩個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上彎處水深H4為0.70m，下轉(zhuǎn)彎處水深H3為0.90m。進(jìn)口流速：V3取0.3m/s上轉(zhuǎn)彎流速：V4=0.4470.72=0.319m/s 下彎V5=0.04470.92=0.248m/s上轉(zhuǎn)彎取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口取3.0h=30.322g+230.24822g+1.80.31922g=0.0138+0.0188+0.00935=0.0419m則，總h=h+ h+ h =0.0624+0.0168+0.0419=0.121m(4)第一區(qū)段總水頭損失H1=3h=30.121=0.363m 停留時(shí)間T1=32550.44760=5.59min 平均G1=H160T=10000.363601.0291045.59=102.6S-13.4.3 第二絮凝區(qū)段(1)第二絮凝區(qū)段和第一絮凝區(qū)基本相同，主要數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果如下：通道寬度：采用2.2m中間部分峰速采用0.25m/s則峰距：b1=0.4472.20.25=0.813m 谷距：b2= b1+2c=0.813+0.4242=1.661m邊峰距：b3=B-2b1-3（t+c）2=5-20.657-3（0.424+0.04）2=1.045m邊谷距：b4= b3+c=1.469m中間谷速：V2=0.4472.21.661=0.122 m/s側(cè)邊谷速：V2/=0.4472.21.469=0.138 m/s側(cè)邊峰速：V1/=0.4472.21.045=0.194 m/s(2)中間部分水頭損失:漸寬段：h1=1v12-v222g=0.012m漸縮段：h2=2+1-F1F22V22g=0.064m每格設(shè)八個(gè)漸縮段，則h=8（0.012+0.004）=0.042m(3)側(cè)邊部分水頭損失：漸寬段：h1/=1v12-v122g=0.0005m漸縮段：h2/=2+1-F1F22V122g=0.0011mh=8（0.0005+0.0011）=0.013m進(jìn)出口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)上轉(zhuǎn)彎和兩個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上彎處水深H4為0.70m，下轉(zhuǎn)彎處水深H3為0.90m。進(jìn)口流速：V3取0.3m/s上轉(zhuǎn)彎流速：V4=0.4470.72.2=0.29m/s 下彎V5=0.04470.92.2=0.226m/s上轉(zhuǎn)彎取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口取3.0h=30.2522g+230.22622g+1.80.2922g=0.0096+0.0156+0.0077=0.0329m則，總h=h+ h+ h =0.042+0.013+0.0329=0.088m(4)第二區(qū)段總水頭損失H1=3h=30.088=0.264m 停留時(shí)間T1=32.2550.44760=6.15min 平均G1=H160T=10000.264601.0291046.15=69.5S-13.4.4 第三絮凝區(qū)段(1)第三區(qū)段采用直板平行布置，平均流速取0.15m/s ,通道寬為0.04470.151.20=2.48m/s水頭損失：共計(jì)一個(gè)進(jìn)口以及三個(gè)轉(zhuǎn)彎，流速采用0.15m/s，阻力系數(shù)取3.0則單格水頭損失h=43.00.1522g=0.0138m(2)總水頭損失H3=30.0138=0.041m(3)停留時(shí)間T3=2.385350.044760=6.66min速度梯度G3=H360T=9.9S-1(4)總停留時(shí)間T=6.66+6.15+5.59=18.4min(5)總水頭損失H=0.041+0.264+0.363=0.668m3.5 斜管沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖3-2斜管沉淀池簡(jiǎn)圖3.5.1 設(shè)計(jì)采用數(shù)據(jù)顆粒沉降速度取0.35mm/s，清水區(qū)上升速度取2.5mm/s，采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管，管厚0.4mm，邊距30mm，水平傾角取600。3.5.2 清水區(qū)面積沉淀池分兩組每組的面積A=Q2V=1.3420.0025=268 m2，其中斜管占用面積按3，則實(shí)際清水區(qū)所需面積：A=2681.03=276 m2進(jìn)水從15.6m長(zhǎng)一邊布置。中間隔斷取600mm則兩座沉淀池并排放置，則尺寸為7.536.8。沉淀池總尺寸為7.5236.8=552m23.5.3 斜管長(zhǎng)度管內(nèi)流速：V0=Vsin60=2.50.866=2.89mm/s斜管長(zhǎng)度：L=1.33V0-sin60cos60d=1.332.89-0.350.8660.350.530 = 3.540.17530=607mm考慮管端紊流、淤泥堆積等因素，過(guò)渡區(qū)采用300mm斜管總長(zhǎng)L=300+607=907mm。按1000mm記取。3.5.4 池子高度保護(hù)高度采用0.3m清水區(qū)1.5m布水區(qū)1.2m，穿孔排泥斗槽高0.8m斜管高度h=Lsin60=0.87m池子總高H=0.3+1.5+1.2+0.8+0.87=4.67m管內(nèi)雷諾數(shù)沉淀時(shí)間水利半徑R=d/4=30/4=0.75cm，管內(nèi)流速V0=0.289cm/s，運(yùn)動(dòng)粘度=0.01cm2/s則雷諾系數(shù)：Re=RV0v=0.750.2890.01=21.68沉淀時(shí)間：T=LV=346 s=5.77min （符合T一般在48min之間）3.6 雙閥濾池設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)水量：進(jìn)水采用兩組過(guò)濾，每組水量Q57750 m3/d=0.6685 m3/s正常濾速v10 反沖洗強(qiáng)度q12過(guò)濾水頭h1.8m 過(guò)濾周期12h沖洗時(shí)間10 進(jìn)水渠流速 0.81.2m/s進(jìn)水虹吸管流速0.61.0m/s 排水虹吸管流速1.41.6m/s沖洗水管流速2.02.5m/s 清水管流速1.01.5m/s排水管流速1.01.5m/s3.6.2 相關(guān)計(jì)算(1)濾池面積及尺寸濾池工作時(shí)間為24小時(shí)，濾池實(shí)際工作時(shí)間： （不考慮排放初濾水）每組濾池面積：F=577501023.8=243 m2每組采用濾池?cái)?shù)N4，兩組并排布置成對(duì)稱(chēng)雙行排列。每個(gè)濾池面積：F=2434=60.75 m2采用濾池長(zhǎng)寬比：L/B1.5左右，濾池尺寸L6.4m，B9.5m單個(gè)濾池實(shí)際面積f6.49.560.8實(shí)際濾池總面積F4f60.84243.2校核強(qiáng)制濾速：vvN/(N-1)410/(4-1)13.33m/h(2)濾池高度：承托層高度：0.5m；濾料層高度：0.7m砂面以上水深：2.0m；超高：0.3m則濾池總高：H0.5+0.7+2+0.33.5m(3)配水系統(tǒng)（對(duì)單個(gè)濾池而言）配水干管 Qfq60.812729.6L/s；查水力計(jì)算表：采用管徑DN900mm，支管始端流速v1.15m/s，1000i=1.63m。配水支管支管中心間距a0.4m每池支管數(shù)n2（6.4/a）2（6.4/0.4）32根每根支管入口流量q729.6/3222.8 L/s每根支管長(zhǎng)度L(9.50.9)/24.3m，采用管徑DN150mm，支管始端流速v1.36m/s。(4)孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比K取0.25孔眼總面積：FKf0.2560.80.152采用孔眼直徑D10mm；每個(gè)孔眼面積：f=D24 =3.141010-424=7.8510-5 m2孔眼總數(shù)：N=Ff =0.1527.8510-5=1936每根支管孔眼數(shù)n=1936/3261個(gè)。支管孔眼布置成兩排，與垂線成45度夾角向下交錯(cuò)排列。每排孔眼中心距a4.26120.138m(5)洗砂排水槽洗砂排水槽中心距采用a2.4m，排水槽根數(shù)n9.5/2.44根，排水槽長(zhǎng)度L6.4m，每槽排水量為Q=126.42.4184.3L/s采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，槽中流速采用v0.8m/s根據(jù)水量及流速可算得槽斷面尺寸x12184.310-30.8=0.24m2排水槽壁厚取0.06m，槽底厚度為0.06sin450.085m砂層最大膨脹率e45，排水槽超高采用0.07m洗砂排水槽頂距砂面高度：H0.450.72.50.240.0850.071.06m洗砂排水槽總平面面積：F20.246.4412.29(6)核算：洗砂排水槽總平面面積與濾池面積之比：12.29/60.820.2，符合要求（25）洗砂排水槽斷面積：4=40.240.23，符合要求（0.25）。濾池各種管渠計(jì)算進(jìn)水渠每條渠道供4個(gè)池子用。進(jìn)水總渠流量 Q1Q4=0.167。采用進(jìn)水渠斷面渠寬B10.5m,水深為0.4m，水流斷面為0.6m0.4m=0.20。渠中流速v10.167/0.200.84m/s。用虹吸管向?yàn)V池供水。 (7)進(jìn)水虹吸管設(shè)計(jì)進(jìn)水支渠與濾池水面基本相平，虹吸水位差為0.15m。虹吸管沿程水頭損失不計(jì)。各局部阻尼系數(shù)為：進(jìn)口 、出口 2 1.0 90彎頭（2個(gè)） 3 20.961.92虹吸水流時(shí)局部水頭損失為：v0.87 m/s進(jìn)水虹吸管管徑按1個(gè)濾池停止運(yùn)行，2個(gè)濾池強(qiáng)制過(guò)濾計(jì)算，則管中流量為：Q1/20.167/20.0885 查水力計(jì)算表：進(jìn)水虹吸管采用DN300鋼管，流速為 1.22 m/s 。(8)沖洗總管沖洗水總流量：Q2Q3729.6L/s，查水力計(jì)算表：采用管徑DN900mm，管中流速v31.15m/s，1000i1.63m。(9)清水管清水支管：管中流量按1個(gè)濾池停止運(yùn)行，7個(gè)濾池強(qiáng)制過(guò)濾計(jì)算為Q41.34/70.1914查水力計(jì)算表：采用管徑DN450mm，管中流速v51.16m/s， 1000i4.04m。清水總管：流量Q511.551.337查水力計(jì)算表：采用管徑DN1000mm，管中流速v51.71m/s， 1000i3.12m。排水渠設(shè)有兩條，每條收集單側(cè)四個(gè)池子的反沖洗廢水。排水流量Q64Q34 729.6L/s2918L/s =2.92排水渠寬B61500m查水利計(jì)算表得暗渠滿(mǎn)流流速流速取1.5m/s時(shí)，水深取1200mm用虹吸管進(jìn)行排水。(10)排水虹吸管排水虹吸管的流速一般在1.41.6 m/s的范圍內(nèi)，沖洗時(shí)，廢水渠中的水應(yīng)自由跌落進(jìn)入虹吸管進(jìn)口水封井，跌落高度按0.2m計(jì)。這里設(shè)計(jì)虹吸水位差為0.3m。虹吸管采用DN900，管長(zhǎng)約10m。按流量Q3729.6 L/s。查管道水力計(jì)算表得：管中流速v=1.15m/s，1000i1.63m（11）沖洗水泵水泵流量Q4729.6=2918L/s，水泵揚(yáng)程計(jì)算如下：設(shè)排水槽頂與清水池最低容許水位差為H08.0m；清水池至濾池配水系統(tǒng)之間管渠中的沿程和局部水頭損失之和，應(yīng)根據(jù)水廠工藝布置計(jì)算，設(shè)這部分水頭損失為h11.0m，配水系統(tǒng)水頭損失按孔口平均水頭損失計(jì)h2=4m，承托層水頭損失：取h30.2m，濾料層水頭損失：取h40.7m，安全水頭取h52.0m水泵揚(yáng)程：HH0+ h1+ h2+ h3+ h4+ h58.0+1.0+4+ 0.2+0.7+ 2.015.9m，取為16m。根據(jù)流量和揚(yáng)程選擇水泵，并考慮備用泵。為便于安裝布置與維護(hù)管理，反沖洗泵安裝在送水泵房中。本設(shè)計(jì)選用 20Sh-13型離心泵兩用一備 ， 其布置形式見(jiàn)送水泵房工藝圖。3.7 消毒設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算采用液氯消毒（具有余氯的持續(xù)消毒作用；價(jià)格成本低；操作簡(jiǎn)單,投量準(zhǔn)確；不需要龐大的設(shè)備）濾前加氯為1.5mg/L；濾后加氯為1.0mg/L。水和氯的接觸時(shí)間不小于30min。液氯消毒原理：Cl2+H2O =H -+ Cl -+HOCl HOCl=H -+OCl -(1)預(yù)加氯量Q1為Q1=0.001Q=0.00124813=9.65kg/h(2)清水池加氯量為Q2 =0.001Q=0.0011.54813=7.22kg/h式中：a最大投氯量（mg/L） Q需消毒的水量（m3/h）(3)二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計(jì)算，則總加氯量為Q=Q1+Q2=9.65+7.22=16.87kg/h為了保證氯消毒時(shí)的安全和計(jì)量正確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)校核氯量的計(jì)量設(shè)備。選用2臺(tái)ZJ I型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，濾前一臺(tái)，濾后一臺(tái)，備用一臺(tái)，共三臺(tái)。(4)儲(chǔ)氯量（按15天考慮）為：G=1524Q=152416.87=6073kg液氯儲(chǔ)備于8個(gè)1噸氯瓶（HD=2020mm800mm）表3-1 氯瓶參數(shù)閥門(mén)型號(hào)QF-102G，七只儲(chǔ)氯瓶一只中間瓶，防止倒吸。加氯機(jī)采用10Kg-15Kg型加氯機(jī)，兩用一備，共三臺(tái)。3.8 清水池設(shè)計(jì)計(jì)算3.8.1 清水池的容積清水池容積按最高日用水量的10%-20%計(jì)算，本設(shè)計(jì)取10，則清水池貯存水量：W=10%11104= 11000m3 采用四座清水池，每座清水池容積為：110004=2750 取清水池超高0.5m，有效水深為4m。則請(qǐng)水池平面面積A=27504=687.5688m2 取清水池寬度為1米，則長(zhǎng)為：L=68816=43m則每池尺寸為：43m16m4.5m=3096m。3.8.2 管道系統(tǒng)(1)清水池進(jìn)水管Q設(shè)=110000m/d=4583.3 m/h=1.273 m/s取進(jìn)水管v1=1.0 m/s，則進(jìn)水管管徑： D1=4Qnv=41.2733.1421.0=0.900m取進(jìn)水管管徑為DN800，則進(jìn)水管中實(shí)際流速為1.27m/s。(2)清水池出水管由于用戶(hù)的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池出水管應(yīng)按高日高時(shí)流量計(jì)：時(shí)變化系數(shù)取1.5，則Qh=1.5110000/24= 6875m/h =1.91 m/s取出水管v2=1.2 m/s，則出水管管徑 ： D1=4Qnv=41.913.1421.2=1.014m取出水管管徑為DN1000，則流量最大時(shí)出水管內(nèi)的流速為1.22m/s。(3)清水池的溢流管：溢流管的直徑與進(jìn)水管管徑相同，取DN800。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上安裝閥門(mén)。出口設(shè)置網(wǎng)罩，以防止爬蟲(chóng)等沿溢水管進(jìn)入池內(nèi)。(4) 通氣孔及檢修孔： 通氣孔設(shè)置在清水池頂部并設(shè)有網(wǎng)罩，通氣孔共設(shè)12個(gè)，每格設(shè)4個(gè)，通氣管的管徑為200mm，通氣孔池外高度布置有參差，以利用空氣自然對(duì)流。在清水池頂部設(shè)圓形檢修孔設(shè)3個(gè)，池的進(jìn)水管、出水管、溢流管附近各設(shè)置一個(gè)?？椎闹睆綖?000毫米，孔頂設(shè)防雨蓋板。(5) 池頂覆土：清水池頂部應(yīng)有0.51.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環(huán)境。此處取覆土厚度為1m。3.9 吸水井吸水井是連通一、二級(jí)泵房與清水池之間的構(gòu)筑物。吸水井設(shè)置成獨(dú)立的兩格，中間隔墻上安裝閥門(mén)以保證足以通過(guò)鄰格最大吸水流量。一泵站吸水井的長(zhǎng)度為 ,寬度為4m，深度為8.5m，二泵站吸水井深度為6.5m。第四章 二泵站及其他設(shè)施4.1 二泵站的計(jì)算4.1.1 設(shè)計(jì)流量 = =1100001.324=5958.3m3/h=1655（l/s）式中 最高日供水量，11104m3/d；K 時(shí)用水變化系數(shù)，1.3，（室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500132006）規(guī)定K在1.2-1.6之間）。4.1.2 設(shè)計(jì)揚(yáng)程 Hp= Zc+ h有效+ hv+ hs+ hc式中 Zc二泵站輸水管起端節(jié)點(diǎn)水壓，58m；h有效清水池有效水深，4m；hv清水池至吸水井輸水管損失，0.1m；hs泵房?jī)?nèi)損失，2m；hc安全水頭，2m；Hp =58+4+0.1+2+2=66.1（米） 4.2.3 選泵 （1）選泵要求： 在滿(mǎn)足最大工況要求條件下，應(yīng)盡量減少能量浪費(fèi)； 應(yīng)使選的泵工作在高效區(qū)并應(yīng)合理利用各水泵效率段； 盡可能選同型號(hào)泵，使型號(hào)整齊，互為備用； 盡量選大泵（大泵效率高），但也應(yīng)按實(shí)際情況考慮大小兼?zhèn)?，靈活調(diào)配； 保證吸水條件，照顧基礎(chǔ)平正，減小泵站埋深；考慮必要備用機(jī)組；需進(jìn)行消防，事故用水時(shí)校核；考慮泵站發(fā)展，實(shí)行近遠(yuǎn)期相結(jié)合；盡量選當(dāng)?shù)湍苌a(chǎn)的水泵型號(hào)。（2）泵的選型根據(jù)二泵站工作制度及選泵要求,統(tǒng)一供水二泵站型號(hào)為：4臺(tái)500S98A 型單級(jí)離心清水泵，其中一臺(tái)備用；水泵性能如下表：表4-1 30090B型離心清水泵性能水泵型號(hào)Q(m3/h)H(m)n(r/min)N(kw)()Hs(m)500S98A型離心清水泵1500-217067-96970609-54274-78.56配套電機(jī)性能：電機(jī)型號(hào)，Y500-50-6；功率220 kw。（4）二泵站形式的確定機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定： 表4-3 機(jī)組基礎(chǔ)尺寸500S98A 型清水泵外型尺寸及安裝高度LL1L2L3BB1B21639.591276058015507501020B3HH1H2H34-d800138180042554542Y500-50-6型電機(jī)(無(wú)座安裝)L1HLBA4-d22205001900125090042300S90B型；離心去清水泵基礎(chǔ)（不帶底座）L=1639.5+912+760+580=3.894（m）B=1550+420=2000mm=2（m）H=1.0（m）500S98A型離心泵基礎(chǔ)頂高 ：H=510電動(dòng)機(jī)軸高：H=500mm；則高差： H1-H=800-500=300mm電機(jī)基礎(chǔ)高：=1.0+0.3=1.3m。（5）吸水管: 吸水管不允許漏水，否則會(huì)使水泵的工作發(fā)生嚴(yán)重事故，吸水管一般采用鋼管或鑄鐵管，本設(shè)計(jì)采用鋼管.其強(qiáng)度高。接口用焊接，不易漏水，漏氣時(shí)也易修理(埋在地下的鋼管應(yīng)涂瀝青防腐層)。一般情況下：D250mm,V=1.01.2m/sD250mm,V=1.21.6m/s500S98A型離心泵吸水管：DN800，v=1.48m/s,i=2.78（6）壓水管: 泵站內(nèi)壓水管路經(jīng)常受高壓，所以要求堅(jiān)固不漏水，本設(shè)計(jì)采用鋼管，并采用焊接接口。一般情況下 D250mm,V=1.52.0m/sD250mm,V=2.02.5m/s500S98A型清水泵壓水管：DN800，v=1.48m/s,i=2.78（7）機(jī)組與管道布置: 該地區(qū)冰凍線1.69m,壓水管直穿出泵房位于冰凍線以下，為連絡(luò)管設(shè)管溝。吸水井置于二泵房前 3 米。將吸水井分成兩格，中間隔墻上設(shè)連通管及閘閥。（8）吸水井尺寸: B=2.5m；L=21m；H=6.5m（其中超高取0.3m）部件尺寸：水泵吸水管進(jìn)口喇叭口大頭直徑DD1.25d=1.258001000mm水泵吸水管進(jìn)口喇叭口長(zhǎng)度LL3.07.0D-d=41000-800=800mm喇叭口距吸水井井壁距離0.81.0D=11000=1000mm喇叭口之間的距離1.52.0D=2.01000=2000mm喇叭口距吸水井井底距離0.60.8D=800mm喇叭口淹沒(méi)水深h1.01.25D=1.201000=1200mm泵房?jī)?nèi)部水頭損失=吸水管路水頭損失+壓水管路水頭損失H=（0.06+0.20+0.68）1.5822g+（0.06+0.06+0.05+1.70+0.20+0.10+0.20+0.36）2.1422g=0.762m滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求（10）起重設(shè)備最大起重量為3600公斤，故選DL 型單梁橋式電動(dòng)吊車(chē)，起重量為4噸，起吊高度為12米，跨度為11米。（11）真空泵的選擇設(shè)置兩臺(tái)真空泵，一用一備。真空泵抽氣量：式中:泵站中最大一臺(tái)水泵泵殼內(nèi)空氣容積 吸水管中空氣容積； 大氣壓水柱高，取10.33m； 離心水泵的安裝高度，3.54m； T水泵引水時(shí)間，取3min； k漏氣系數(shù)，取1.1；則：最大真空：；選用SZ-2型水環(huán)式真空泵，Q=0.95-1.65，Hv=152-304毫米汞柱。選擇2臺(tái)，一用一備。配用電機(jī)JO2-54-4型。排水設(shè)備由于泵房較深，故采用電動(dòng)水泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)置排水設(shè)備即排水溝將水匯集到集水坑中。集水坑為500500500，取水泵站