.設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及工作要求1.1.1設(shè)計(jì)題目榆林市橫山區(qū)城區(qū)給水工程設(shè)計(jì)1.1.2地形資料橫山區(qū)城區(qū)規(guī)劃圖紙（含地形標(biāo)高）一張，圖中附比例。1.1.3設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)水源水質(zhì)資料：水源來自地下石灰石通道，水質(zhì)相對穩(wěn)定，處理起來較為簡單，濁度一般為不超過10NTU，并且經(jīng)過檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其他的各項(xiàng)指標(biāo)全都滿足國家給飲用水水源所制定的標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)選用的出水水質(zhì)必須要滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所需。1.1.4城區(qū)人口及用水情況橫山區(qū)的人口數(shù)現(xiàn)在有12萬，居民所居住的樓房平均有6層；大部分家庭室內(nèi)都裝有衛(wèi)生設(shè)備和沐浴所需的設(shè)備，因此在本設(shè)計(jì)中給水的普及率按照90℅考慮。1.1.5氣候條件地處陜北黃土梁峁丘陵區(qū)北端，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。1.1.6水文和水文地質(zhì)橫山區(qū)境的內(nèi)河道全都屬于黃河流域，里面的主要河流為黃河一級支流無定河，始發(fā)于靖邊縣的大理河四級河道大理河，和發(fā)于白于山的蘆河組成。在橫山區(qū)的境內(nèi)最大的河流是無定河。1.1.7主要企業(yè)食品加工廠2000m3/d；針織印染廠1500m3/d；制藥廠1000m3/d；氮肥廠1200m3/d；火車站50m3/d。1.2設(shè)計(jì)工作內(nèi)容1.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)原水水質(zhì)來確定所需要的處理工藝流程；對橫山區(qū)管網(wǎng)水量計(jì)算并先確定設(shè)計(jì)規(guī)模；對整個(gè)橫山區(qū)給水管網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算包括所需要的校核；給水廠水量的計(jì)算及設(shè)計(jì)規(guī)模的確定；選擇構(gòu)筑物的類型和數(shù)量并對構(gòu)筑物進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)計(jì)算；通過研究其他水廠，來進(jìn)行橫山區(qū)給水廠的平面布置規(guī)劃和高程布置；普通快濾池設(shè)計(jì)并能繪出相應(yīng)的平面布置圖；斜管沉淀池的計(jì)算與繪制相應(yīng)平面圖及剖面圖；二級泵站的計(jì)算；清水池的計(jì)算和布置。1.2.2設(shè)計(jì)成果要求完成：整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的設(shè)計(jì)書和設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，書寫整齊格式明確并裝訂好。按照標(biāo)準(zhǔn)要求繪制圖紙。其中包括：總平面圖（1張）；高程圖(1張)；主要的構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)圖(若干張)；水廠主要管線布置圖（1張）。

2.總體設(shè)計(jì)布置2.1城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)為使得設(shè)計(jì)選用水源水質(zhì)良好，我們必須要考慮到以下的原則：（1）水廠所取的水源要求質(zhì)量良好，那么就要使得原水的水質(zhì)能做到符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002)所示。水量要能確定夠用，除了要滿足日常生活需要，也要在保證水量充足的同時(shí)地下水源的用水量不能大于允許開采量，而地表水的用水量同時(shí)也不能大于它在枯水期的可用水量。并且水源要選擇在離城市較近，符合城市近遠(yuǎn)期規(guī)劃，水源的能取用水不僅要保證夠近期的用水量，也要能滿足到遠(yuǎn)期用水量。[1]（2）生活飲用水應(yīng)該選取優(yōu)先選擇符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于水源水質(zhì)要求的地下水。（3）被選擇的水源要全面考慮，盡量可以做到一水多用，并且經(jīng)濟(jì)預(yù)算合理維護(hù)管理便捷。（4）所選擇的取水點(diǎn)符合當(dāng)前規(guī)劃，滿足城區(qū)的發(fā)展需求，最好是在靠近用戶處建水源，也因此可以降低造價(jià)。（5）被選取的水源要可以符合當(dāng)前施工所需條件。橫山區(qū)所在的南面有一個(gè)水量充足夠用，并且水質(zhì)水源優(yōu)異的百脈泉系，經(jīng)過一系列的測量和檢查，要想作為飲用水的水源，必須要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在初步調(diào)查中發(fā)現(xiàn)考慮到本次設(shè)計(jì)選址橫山區(qū)地勢相對平坦，起伏不大；且城市布局簡單明了。橫山區(qū)中的各個(gè)工業(yè)、企業(yè)和公共建筑等用戶對水質(zhì)水壓沒有特殊要求。最后經(jīng)過綜合的比較，決定取用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)，而橫山區(qū)的給水管網(wǎng)布置則決定于橫山區(qū)水源選取地區(qū)、構(gòu)筑物所在的地方、大用戶所處位置并結(jié)合平面布置圖參考布置。2.2城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)處理工藝流程的確定2.2.1水廠凈水工藝的要求目前，城市水廠水處理的目的是去除原水中的懸浮物、膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒等有害成分，使純凈水達(dá)到飲用水的要求。[2]飲用水的質(zhì)量應(yīng)符合以下基本要求：（1）在選取生活飲用水前應(yīng)仔細(xì)對水質(zhì)成分進(jìn)行分析，不能有病原微生物；（2）生活飲用水的選擇要選擇無含有對人體有害成分的水源；（3）生活飲用水感官性狀需良好；（4）生活飲用水必須經(jīng)過消毒的處理。2.2.2水源凈水的工藝流程水處理工藝的選擇關(guān)系到原水的水質(zhì)和水的處理。結(jié)合水源水質(zhì)的特點(diǎn)，各凈水工藝流程的特點(diǎn)如表1所示。表1各個(gè)凈水工藝流程的特點(diǎn)及適用條件

取水水源應(yīng)該為水量充足，并且水質(zhì)良好的百脈泉系，它的凈水工藝流程如下：圖1凈水工藝流程2.2.3水處理的工藝選擇㈠設(shè)備的混合目前，在給水和排水運(yùn)行過程中，原水均勻混合混凝劑和助凝劑，使反應(yīng)更加完美，從而能做到讓后續(xù)的處理流程中有良好成果的首要條件?；旌系哪康氖菫榱俗罱K能獲得良好的絮凝效果，同時(shí)影響到混合成效的因素有很多種，比如：藥劑的品種、藥劑的濃度、原水的溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等一系列。[3]而當(dāng)混凝的藥劑投入原水后，使得水中的膠體粒子和細(xì)小的懸浮物聚集在一起，為了達(dá)到這一效果要十分快速和均勻的把藥劑混合于水中?；旌系姆绞街饕幸韵聨追N：水泵混合：混合的成效比較好，不用再建立其他混合的設(shè)施，大中小型水廠均能用。缺點(diǎn)是當(dāng)取用氯化鐵做混凝劑時(shí)，如果投藥量較大，藥劑會對水泵的葉輪有腐蝕效果，且當(dāng)配合加藥時(shí)自動控制比較困難一點(diǎn)。管道混合：操作簡單方便，便于管理，且同樣不需要另外再建混合設(shè)備。缺點(diǎn)是混合的效果不太穩(wěn)定，且管中流速較低，混合的時(shí)候不夠充分。靜態(tài)混合器：設(shè)備簡單是一個(gè)大的好處，可以省去土建結(jié)構(gòu)，且后期維修和管理比較方便，混合效果較好。然而缺點(diǎn)是水頭消耗相對較大，操作起來不方便。適合水量浮動較小的水廠。機(jī)械攪拌混合：優(yōu)點(diǎn)是混合效果較好且水頭損耗情況不大，在進(jìn)行混合的時(shí)候很少有水量浮動的打擾。不好則是是比較消耗動能，且要另外建設(shè)混合的地方，在處置和維修的時(shí)候比較復(fù)雜，適用于大多數(shù)范圍的水廠。擴(kuò)散混合器：不需要額外的電力設(shè)備和土建結(jié)構(gòu)，并且所需面積較小，缺點(diǎn)是當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，攪拌的效果會受到或多或少的影響。更適合中型水廠。跌水混合器：這個(gè)做的好處是，當(dāng)水量被改變時(shí)，混合造成的效果很小，并且不需要額外的動力設(shè)備，不好的地方是要額外建立一個(gè)混合池，不容易讓藥劑廣泛散布。㈡絮凝池的選擇正所謂絮凝，就要憑借著外力的作用能使得水或液體中有絮凝效果的微粒子們相互直接碰到，從而加快粒子聚沉而產(chǎn)生有良好沉淀性能的較大絮凝體。而絮凝池是完成可以創(chuàng)造出合適的水力條件并發(fā)生絮凝過程的凈水池。而為了達(dá)到較好的絮凝效果，絮凝的過程中必須滿足下列條件：（1）顆粒的絮凝性能要良好；（2）要保證有足夠的絮凝反應(yīng)時(shí)間；（3）要確保顆粒們都可獲得相應(yīng)的碰撞接觸條件同時(shí)不造成破碎；（4）當(dāng)顆粒濃度增大時(shí)，接觸效果隨即增大也就是說產(chǎn)生的碰撞機(jī)會也會增多。目前，我國使用的絮凝設(shè)備主要分為液壓攪拌型和機(jī)械攪拌型。液壓混合型是通過水流動過程中電阻的影響將能量輸入到水中，機(jī)械攪拌型則是利用電機(jī)或者是其他的一些動力設(shè)施通過帶動葉片產(chǎn)生動能僅能攪動，從而使得水流內(nèi)產(chǎn)生速度梯度。下列是一些經(jīng)常用到的絮凝池：（1）隔板絮凝池：即水以一定的流速流過隔膜，完成所有的絮凝過程。若池內(nèi)的水流在橫向流動，則為水平隔板絮凝池，若水流呈豎向流動即為垂直隔板絮凝池。絮凝的成效好，結(jié)構(gòu)簡單，施工便捷，體積重，水頭耗損比較大，適用于水流量浮動范圍小的廠。（2）機(jī)械絮凝池：指的是由若干組水室串聯(lián)而成進(jìn)行反應(yīng)過程的絮凝池，各水室之間具有穿孔隔墻，主要是為了減少短流。[4]這類的長處是絮凝成效比較優(yōu)秀，水頭耗損不大，當(dāng)給水出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)也能做到及時(shí)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是需要機(jī)械設(shè)備并且經(jīng)常性需要進(jìn)行維修。適用于各個(gè)規(guī)模的水廠。（3）折板絮凝池：它是由交替的反折板組成的絮凝器，形成一定寬度的通道，形成壓縮流，具有絮凝時(shí)間短、體積小的優(yōu)點(diǎn)，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)，適用于水流變化小的中小水廠。（4）網(wǎng)格絮凝池：在水流過程中，格柵沿距離斷面一定距離設(shè)置，整個(gè)絮凝過程通過格柵產(chǎn)生的能耗來完成，格柵的優(yōu)點(diǎn)是絮凝效果好，時(shí)間短，水頭損失小，格柵的缺點(diǎn)是末端罐底容易產(chǎn)生污泥，適用于水量變化不大的水廠。對于上述所列的絮凝池優(yōu)缺點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際在本次設(shè)計(jì)中選取機(jī)械絮凝池來進(jìn)行絮凝過程。㈢沉淀池的選擇原水經(jīng)過加入藥劑、混合藥劑、絮凝后，水中懸浮的雜質(zhì)已形成粗絮體。因此，有必要將其與沉淀池分離，以完成澄清。而從沉淀池顧名思義就是通過沉淀去除水中懸浮物而運(yùn)行的。為了達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，沉淀池的沉淀效果決定了池內(nèi)水流的流速和長度，為了達(dá)到沉淀效果，有以下幾種沉淀池可以參考。（1）平流式沉淀池：主要由進(jìn)水口，水出口，水流和污泥斗組成。整體形狀是矩形的。它具有可以就地取材的優(yōu)點(diǎn)，材料方便，成本低，操作簡單，施工方便，操作效果相對平穩(wěn)。當(dāng)配備機(jī)械污泥排出裝置時(shí)，污泥排放效果特別好，但缺點(diǎn)是，當(dāng)沒有機(jī)械污泥放電裝置時(shí)，排放過程比較復(fù)雜，不利于后期維修，耗時(shí)耗錢和費(fèi)力。它涵蓋了一個(gè)大面積，適用于大中水處理廠。（2）豎流式沉淀池：也叫立式沉淀池，水流垂直流入池內(nèi)，整體呈圓形或者是矩形。優(yōu)點(diǎn)是排泥方便，占地面積較小，一般這類沉淀池會與絮凝池一起建立，不需要另外再建設(shè)絮凝池，節(jié)省資金預(yù)算。不足之處是上升速度受到顆粒下沉速度的影響，沉降效果差。與平流沉淀池相比，施工難度較大，適用于小型水處理廠。（3）輻流式沉淀池：整體較多呈現(xiàn)圓形，池底坡度平緩。沉淀效果好，機(jī)械排泥效果好，但基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資大，刮泥機(jī)后期維修復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，與平流式沉淀池相比，施工難度大。一般適用于大中型水處理廠。（4）斜管沉淀池：主要是在沉淀池中加入斜管，以此來提高沉淀的效率，減小所需要的體積，大大加快了沉淀的時(shí)間。[5]具有沉降效果好和建筑使用面積小的優(yōu)點(diǎn)。不足之處則是斜管所需要的材料多，預(yù)算支出大。適用于大中型水廠。經(jīng)過對上述沉淀池種類的了解，本次設(shè)計(jì)中采用斜管沉淀池。雖然平流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)多，但是占地面積過大，不適用于本設(shè)計(jì)。相反斜管沉淀池雖有缺點(diǎn)，但因?yàn)榧尤胄惫?，大大加快了沉淀的效率，所以綜合考慮選取斜管沉淀池。㈣濾池的選擇（1）普通快濾池：這是一類用慣例的快濾池排列方式。是在過濾時(shí)，每當(dāng)濾池中有水進(jìn)入，并且當(dāng)清水支管大的閥門開啟時(shí)，原水采用自上向下流、砂濾料的回閥式濾池，優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)行時(shí)方便管理并且池深較淺。適用于大中型水廠。（2）多層濾料濾池：指具有兩層或更多的過濾材料的過濾器?，F(xiàn)今三層已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)的頂尖。其優(yōu)點(diǎn)是水產(chǎn)量高，耗水量小且工作周期較長、能夠攔截污泥的能力較強(qiáng)，并且可以通過采取較大的流速，以此來節(jié)約反沖洗的用水。另一方面該濾池所需的濾料在獲取的方式比較困難并且價(jià)格昂貴管理起來比較麻煩，缺點(diǎn)是過濾材料不易獲得，價(jià)格昂貴，管理不便。（3）無閥濾池：是指用于控制的閥件少，可以實(shí)行自控，不需要另外搭建水塔，在基礎(chǔ)建設(shè)的時(shí)候投入金額小的一種設(shè)備。運(yùn)行方式由進(jìn)出水壓差、虹吸的產(chǎn)生和破壞自動控制。分為壓力式和重力式。（4）雙閥濾池：即是一種雙閥門的快濾池，在運(yùn)行的過程中，全程出水的水位保持穩(wěn)定。這種濾池有普通快濾池所具有的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在閥門數(shù)量上減少了兩只，這樣就能降低所需的造價(jià)和工程量，缺點(diǎn)是必須得有全套的沖洗設(shè)備。（5）虹吸濾池：屬于快濾池的一種，虹吸管用于更換入口和出口閥門。優(yōu)點(diǎn)是不需要另外設(shè)置沖洗水箱或者水泵，它可以用自身的出水量和水頭進(jìn)行沖洗，缺點(diǎn)是池深較深（5-6米）并且土建的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在進(jìn)行反沖洗的時(shí)候浪費(fèi)的水量較多。虹吸濾池適用于中小型水廠（一般水量在3—5萬噸/日）。（6）移動罩濾池：是一種由許多格為一組而相互組成的濾池，該濾池采用的是小阻力的配水系統(tǒng)，操作方式是利用一個(gè)便于移動的沖洗罩子來對各個(gè)過濾格進(jìn)行沖洗。一般適用于大中型水廠，池深較淺，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，同時(shí)在造價(jià)方面便宜。缺點(diǎn)是該罩所需的維護(hù)工作量較大，蓋與隔板之間的密封要求較高。（7）V型濾池：是指一種水位恒定的快速過濾器，它采用單層砂濾料，利用其內(nèi)部均勻的顆粒濾料，所以可以達(dá)到溶解污染的能力強(qiáng)，另外它還采用空氣反沖洗和表面沖洗，達(dá)到更好的反沖洗作用，其單池所占地大，可以應(yīng)用于各類水廠，尤其是大、中型水處理廠，缺點(diǎn)是罐體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，濾料成本太高，同時(shí)由于V型過濾器增加了供氣設(shè)備，投資成本和維護(hù)工作。根據(jù)以上的各項(xiàng)分析，比較下來本設(shè)計(jì)選用目前較廣泛流行使用的普通快濾池。輸送流程為從水源頭流出來的水，經(jīng)過泵站的輸送第一步進(jìn)到凈水廠，然后進(jìn)行水處理，接下來根據(jù)供水的規(guī)模和所取水源的特點(diǎn)，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合的比對后，最終選用：3.城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)水量的計(jì)算3.1.1城市最高日綜合生活用水量Q1 式（3-1）=47250m3/d式中：q-最高日所需的生活用水額定流量N-人口數(shù)F-自來水的普及率，90%3.1.2工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量Q2 式（3-2）表2大用戶數(shù)據(jù)表序號用戶名稱(人數(shù)）生產(chǎn)用水量（班次）（m3/班）時(shí)變化系數(shù)（Kh)要求水壓(MPa)1食品加工廠（300）2000（1）1.10.282針織印染廠（1500）1200（3）1.10.283制藥廠（1000)400（2）1.20.284氮肥廠（1200）300（3）1.20.285火車站（50）2003.40.28=7500m3/d3.1.3工業(yè)企業(yè)的職工生活用水和淋浴用水Q3 式（3-3）=564.25m3/d表3工業(yè)企業(yè)生活及淋浴用水表企業(yè)名稱生產(chǎn)班次（次）每班職工人數(shù)（人）每班沐浴人數(shù)（人）職工生活用水量（m3/d)職工沐浴用水量（m3/d)小計(jì)食品加工廠130007.507.5針織印染廠31500750112.5135247.5制藥廠210005005060110氮肥廠3120060090108198火車站15001.2501.25合計(jì)1040501850261.25303564.25注：（1）職工生活用水量定額為：25L（每人每班）；（2）職工淋浴用水定額：60L（每人每班），針織印染廠、制藥廠和氮肥廠每班都有1/2員工需沐浴。3.1.4澆灑道路和綠化用水量Q4其中綠化面積取20萬m2，用水量的額定流量采用2.1L/(m^2·次)，用于澆灑道路面為10萬m2，用水量定額采用1.5L/（m^2·次）,每天澆灑一次。 式（3-4）=610m3/d3.1.5公共事業(yè)用水Q5經(jīng)查資料可得：取居民生活用水的30%。 Q5=0.3×47250=14175m3/d 式（3-5）QUOTEQ5=0.3×6840=2052m33.1.6管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量Q6按照設(shè)計(jì)規(guī)范城市管網(wǎng)漏失量和未預(yù)見水量應(yīng)該按最高日用水量的15～20％取算，本次設(shè)計(jì)取20％。 式（3-6）由上式有：Q6=0.2(47250+7500+564.25+610+14175)=14019.85m3/d3.1.7消防用水量Q7 式（3-7）通過查詢現(xiàn)行規(guī)范得出同樣時(shí)候發(fā)生的火災(zāi)有2次，每次滅火需要用到的水量為25（L/S）,則Q7=50L/s=0.05m3/d3.1.8最高日的設(shè)計(jì)用水量 式（3-8）根據(jù)上式Qd=47250+7500+564.25+610+14175+14019.85+0.05=84119.15m3/d取Qd=84120m3/d3.1.9最高時(shí)用水量的計(jì)算在本設(shè)計(jì)中由于沒有實(shí)際用水情況的資料，因此根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范，再按照橫山區(qū)的規(guī)模大小和經(jīng)濟(jì)發(fā)展選用變化系數(shù)為1.5。 Qh= 式（3-9）==5257.5m/h=1460.4l/s3.2給水管網(wǎng)的平差計(jì)算3.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量和分配計(jì)算為了使計(jì)算的準(zhǔn)確性和客觀性提高，當(dāng)流量沿管段長度分布時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確確定管段長度，而送水長度和管段的實(shí)際長度不一定相等。如果出現(xiàn)管段兩邊兩側(cè)無水時(shí)，此刻管段送水長度按零。一邊水管的長度是另一邊實(shí)際長度的一半。配水部分管道長度按實(shí)際比例確定。實(shí)際長度基于圖紙中給出的數(shù)據(jù)，各管段實(shí)際長度及配水長度見下表。3.2.2比流量計(jì)算 qs=其中：qQ—管網(wǎng)總流量，l/s,5257.5mΣl—干管的總長度，m，26249mqs＝（1460.4-116.9）／26249＝0.0512l/s·m表4各管段實(shí)際長度與配水長度表3.2.3分配流量（1）首先，臨時(shí)確定管網(wǎng)的主要供水方向，設(shè)置整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)是保證管網(wǎng)正常運(yùn)行或事故時(shí)的水壓。一般情況下都會選擇在供水所在區(qū)內(nèi)的地形比較高遠(yuǎn)的地方；[6]（2）二級泵站與控制點(diǎn)之間沿干管向供水方向有多條平行干管。這些干管中的流量分布應(yīng)盡可能一致，以此來防止其中一條出現(xiàn)故障時(shí)其他的可以不用負(fù)擔(dān)過度；（3）垂直連接管負(fù)責(zé)連接主管和主管。它的功能是在平行的主管道之間進(jìn)行通信。有時(shí)供水效果好，有時(shí)附近用戶供水流量小。只有在發(fā)生事故時(shí),才需要輸送大量的水流。所以可以在分配的時(shí)候少分配點(diǎn)流量；（4）管段管徑可以由分配到各個(gè)管段上的流量來確定。2.需要注意的事項(xiàng)：（1）為了保證流量的連續(xù)性，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量都必須與該節(jié)點(diǎn)的流量相等。（2）橫山區(qū)的用水大戶主要分布在西南方。因此，在配水中，應(yīng)將具有大量用水量的用戶直接連接到更大的流量，每個(gè)管道部分應(yīng)盡可能采用類似的管道直徑，以免其中的一個(gè)干管發(fā)生事故損壞后，可以保證管段之間的流量負(fù)荷不至于太大。（3）在管道鋪設(shè)之前，必須確定每個(gè)管道部分的流動方向。無論是否發(fā)生事故，所選的控制點(diǎn)都應(yīng)該能夠提供所需的自由水壓?？刂泣c(diǎn)的選擇應(yīng)該不接近送水泵站或盡可能高的地形的地方。（4）在每個(gè)與干管相連接的管段上，進(jìn)行流量分配時(shí)不應(yīng)該過大，未免導(dǎo)致管徑增大，使得投資成本變大，由于連接管的流量通常很小，所以只有當(dāng)主管損壞時(shí)才運(yùn)輸大流量。

表5管道沿程流量分配及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量在最高時(shí)計(jì)算管段或節(jié)點(diǎn)號管段配水長度（m）管段沿線流量（l／s）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量計(jì)算（l／s）集中流量沿線流量供水流量節(jié)點(diǎn)流量10001460.4-1460.42118060.573.1173.11335017.9239.1539.15433116.9544.3544.35544922.9547.747.76105253.8617.3438.5255.887108455.4811.5590.37101.948105654.076.9486.7693.71987744.8668.6468.641071536.766.1366.131190446.2894.4194.411280040.9679.2879.281388745.323.1446.5869.731468735.1741411572236.969.2335.6244.881688245.1547.6547.651790246.1823.1491.77114.921855328.2880.1580.151934517.6578.1878.182053527.3362.3462.342190246.1829.429.422101852.0736.8336.832395648.9211.5536.3147.882492247.1613.8829.2543.142585743.842696049.182791846.952855428.372987544.753069035.333170436.053270436.073370436.043445923.463527614.123643922.48合計(jì)262491343.52116.771343.51460.40

3.2.4管網(wǎng)平差供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)在日供水流量最高時(shí)，管徑、水泵調(diào)水的時(shí)候，雖然他們平時(shí)都能滿足供水要求，但有一些特殊情況，他們不能保證供水，所以有火災(zāi)和事故發(fā)生時(shí)，要進(jìn)行消防和事故校核。（一）管網(wǎng)平差（1）節(jié)點(diǎn)在流量最高日最高時(shí)的平差結(jié)果如表6所示。表6橫山區(qū)管網(wǎng)在最高時(shí)的節(jié)點(diǎn)平差結(jié)果

（2）最高日最高時(shí)管道平差結(jié)果表如表7所示。表7橫山區(qū)給水管網(wǎng)最高時(shí)管段平差結(jié)果（二）消防工況校核根據(jù)給水廠規(guī)模，消防流量不算入在管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量內(nèi)。最高日發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于火災(zāi)需要供水流量較大，普通供水流量不能滿足要求。但一旦發(fā)生火災(zāi)，管網(wǎng)應(yīng)優(yōu)先滅火，其他用戶可推遲滅火。[7]尤其時(shí)其他用戶的用水量也會影響消防供水需求。為安全起見，根據(jù)最不利的情況（即最高日最高時(shí)刻和消防工況共同）校核。然而，有必要定義節(jié)點(diǎn)的服務(wù)水頭，這是在火災(zāi)的情況下滿足節(jié)點(diǎn)的消防水頭所需的服務(wù)頭，并且不需要滿足普通用戶的水頭。如果單單考慮一處火災(zāi)的時(shí)候，那么消防流量就要加在控制點(diǎn)上，當(dāng)考慮兩次或更多的火災(zāi)時(shí)，應(yīng)安排其他地點(diǎn)在密集的地區(qū)或遠(yuǎn)離供水泵站的重要工業(yè)企業(yè)附近的節(jié)點(diǎn)上，靠近水位使用者和居民。非火災(zāi)位置中的節(jié)點(diǎn)流與最高點(diǎn)相同，應(yīng)根據(jù)最小防火標(biāo)準(zhǔn)，即10米自由水壓，滅火場地節(jié)點(diǎn)的服務(wù)頭。（1）消防校核時(shí)節(jié)點(diǎn)平差如表8所示。表8橫山區(qū)給水管網(wǎng)消防平差節(jié)點(diǎn)結(jié)果

（2）消防校核時(shí)管段平差結(jié)果如表9所示。 表9橫山區(qū)給水管網(wǎng)消防平差管段結(jié)果（三）事故工況的校核當(dāng)管網(wǎng)中的主管道損壞時(shí)，必須及時(shí)修復(fù)，在檢修期前必須暫停管道供水，完全恢復(fù)正常供水，因此整個(gè)管網(wǎng)的水力特性會發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致供水能力下降。根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，一旦發(fā)生事故，市政供水網(wǎng)絡(luò)必須確保供水量超過70％。工業(yè)企業(yè)還應(yīng)在有關(guān)規(guī)定中確定事故供水比例，一般按最不利事故條件進(jìn)行標(biāo)定。也就是說，考慮到供水泵站附近的主管損壞最嚴(yán)重，也應(yīng)以節(jié)點(diǎn)壓力作為設(shè)計(jì)水頭。如果事故時(shí)間較短，損失較小，通常，水頭頭檢查方法用于檢查事故情況。首先，從管道網(wǎng)絡(luò)中移除事故管道以減少節(jié)點(diǎn)流量。經(jīng)由水力分析，獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的水頭并與節(jié)點(diǎn)的服務(wù)水頭進(jìn)行比較。如果高于，則每個(gè)節(jié)點(diǎn)的水頭可以在滿足條件的情況下計(jì)算，經(jīng)過一系列的驗(yàn)算，如果仍不滿足要求，可以通過增加平行主管或兩根管來達(dá)到條件。（1）事故校核節(jié)點(diǎn)表10橫山區(qū)給水管網(wǎng)事故平差結(jié)果表

(2)事故校核時(shí)各管段的參數(shù)如表11所示。表11橫山區(qū)給水管網(wǎng)事故平差管段結(jié)果編號管徑長度(m)系數(shù)起始節(jié)點(diǎn)終止節(jié)點(diǎn)流量(L/s)流速(m/s)水力坡度(1000i)水頭損失(m)1400118013012106.3770.861.782.0823007001302378.951.124.162.932506621303432.990.6821.3242508981304515.980.350.530.465250105213063-14.94-0.3-0.45-0.49625010841307416.320.330.570.57730010561308523.150.320.450.45890087713016006.265.48970071513067192.320.50.340.26104509041307885.970.540.680.631190080013019864.851.361.651.3512600887130610-248.9-0.88-1.18-1.051345068713071124.670.180.060.071425072213081314.880.30.450.321570088213091067.261.753.543.1166009021301011281.7811.51.33176005531301112188.430.680.720.3818350345130121367.150.71.460.519350535130131458.30.570.960.5220450902130915147.950.921.851.67214501018130101673.420.470.50.5122400956130111762.50.50.670.6323400922130121872.530.570.880.824250857130141921.910.440.950.8254009601301516114.490.922.041.9726350918130161770.860.751.61.4427350554130171855.470.551.020.5628300875130181939.480.581.171.0129300875130162036.660.5310.6830250704130172121.850.450.940.6431300704130182233.790.470.860.6832250704130192317.80.370.660.4533200918130202116.070.521.571.4734200552130212212.150.380.980.8535200878130222312.380.380.990.86

3.3二級泵站設(shè)計(jì)參數(shù)的確定二級泵站也就是常說的送水泵房，由吸水井和泵房閥門等組件構(gòu)成。它主要是負(fù)責(zé)向需水的地方直接提供水給用戶，也正是因?yàn)檫@樣送水泵房需要符合配水管網(wǎng)的水量還有水壓，它可以直接向供水區(qū)供水，需要滿足水分配管網(wǎng)的水量和壓力要求。[8]二級泵站的給水能力需要滿足最高時(shí)的用水需求。一般二級泵站選擇葉片式水泵，根據(jù)葉輪出水的水流方向不同可分為三種類型：徑向流、軸向流和斜向流三種。徑向流即為離心泵，在葉輪內(nèi)液體的流動主要依靠離心力的作用。軸向流也就是軸向泵，在葉輪內(nèi)液體流動主要憑借的是軸向升力作用。最后斜向流稱為混流泵，它是一種介于以上兩種泵中間的。比轉(zhuǎn)速大于離心泵小于軸流泵。3.3.1設(shè)計(jì)水量送水泵房的設(shè)計(jì)水量按照最高日最高時(shí)的水量計(jì)算。遠(yuǎn)期Q?=1.46近期QK=0.963.3.2設(shè)計(jì)水位水廠出廠水壓為0.68mpa： H=(H2-H1)+h1+()L+h1 式（3-11）=（58.10-57.40）+58.34+1.14+2+4.0 =66.18m3.3.3水泵近期采用6臺泵（臥式離心泵）型號為16SA-9A。Q=1620m3/h,H=78m,n=1450r/min,N=410kw,W=440kw,η=0.84,Hs=7.9m葉輪直徑D=510mm3.3.4二級泵房的布置因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中我們選用的是SH型雙吸臥式離心泵，該泵的結(jié)構(gòu)為吸入口和吐出口都在水泵中心軸線的下端，并且在水平方向上的時(shí)候和軸線是垂直的關(guān)系，且葉輪結(jié)構(gòu)呈對稱式，則選用橫向排列法。各個(gè)泵房之間的距離小，雖然管件拆除安裝不太方便但是由于進(jìn)出入水管平直，水力條件優(yōu)秀，可以減小水力損失，較適用于側(cè)向進(jìn)、出水的水泵。為了讓泵站工作時(shí)安全可靠，應(yīng)按以下要求：（1）機(jī)組與機(jī)組之間要設(shè)立過道，保證運(yùn)行人員行動方便。（2）泵房布置要按照相應(yīng)要求符合相關(guān)規(guī)定，滿足檢查要求。（3）在主泵房旁邊安裝其余輔助設(shè)備時(shí)要注意避免發(fā)生干擾。尺寸計(jì)算：（1）泵的長度和寬度A1=3.518m，B1=1.13m。（2）水泵基礎(chǔ)長度和墻的距離A2=1.1m，B2=1m。（3）水泵之間的凈距A3A3=1綜上水泵房的尺寸為:泵房的長L=4×A1+2×A2+3×A3+4.8=4×3.518+2×1.1+3×1+4.8=24.072m設(shè)計(jì)中取25米。泵房的寬B=1.13+1+0.89+1.2+0.6+0.475+1+0.805=7.1m設(shè)計(jì)中取8米。3.3.5設(shè)計(jì)抽吸井抽吸井是連接二次泵房和清潔水箱的結(jié)構(gòu)。吸入孔設(shè)置在兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)格中。閥門安裝在中間分區(qū)上，以確保最大抽吸通過相鄰的烤架。儲水頻繁變化。井口水位隨著清水池的水位而變化，并與清水池保持一定的水位差異。最低水位是清潔水池的底部高度減去管道頭部損失。抽吸井的長度為16m,寬度為3m，深度為5.4m。3.3.6起重設(shè)備選擇起重設(shè)備顧名思義就是在取得材料后開始進(jìn)行垂直上下行動過程并運(yùn)送到所需地這一行為的設(shè)備。由于泵房布置選用橫向排列法布置，泵房水平布置為兩排，宜選用橋式起重機(jī),它是目前國內(nèi)使用范圍最廣且應(yīng)用數(shù)量最多的起重設(shè)備。由于泵房內(nèi)設(shè)備總重量超過1噸，所以選用LD型電動單梁起重機(jī),它是一種輕小型起重機(jī)，具有體積小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。3.3.7泵房基礎(chǔ)高度 式（3-12）設(shè)計(jì)中取6.5m。3.3.8管道計(jì)算表12管徑大小與流速之間的關(guān)系16SA-9A型水泵（1）吸水管：當(dāng)流速v=1.4m/s時(shí)，采用DN600鋼管（2）出水管當(dāng)流速v=2.2m/s時(shí)，采用DN500鋼管10SA-6B型水泵（1）吸水管：當(dāng)流速v=1.3m/s時(shí)，采用DN400鋼管（2）出水管：當(dāng)流速v=2.1m/s時(shí)，采用DN3503.3.9通風(fēng)與抽水設(shè)備計(jì)算1.通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算（1）電動機(jī)的散熱量 式（3-13）=33941kcal/h（2）消除室內(nèi)余熱所需空氣量L和需風(fēng)機(jī)風(fēng)量L 式（3-14）設(shè)4臺T30?6直徑為600mm的軸流風(fēng)機(jī)。流量為10000m3/h,電動機(jī)為JQ22.排水設(shè)備

4.城區(qū)給水處理廠設(shè)計(jì)4.1投配藥劑設(shè)備設(shè)計(jì)4.1.1選用混凝劑藥劑混凝劑選擇:堿式氯化鋁（PAC）。堿式氯化鋁是上世紀(jì)70年代初在我國開發(fā)應(yīng)用的一種混凝劑。其優(yōu)異的性能和快速的發(fā)展已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它引起電吸收，中和膠體，使膠體吸收電橋。本設(shè)計(jì)中最大投藥量為61.2mg/l。其特點(diǎn)為：（1）高純度，高效率，特別是在渾水中凈化效率高且所耗藥量少。（2）實(shí)用新型操作方便，腐蝕性低，工作條件較低。（3）PH值可選擇范圍廣，適用于各種溫度條件。（4）與三氯化鐵相比，具有操作簡單、設(shè)備簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。（5）混凝劑要選擇無機(jī)高分子化合物。4.1.2混凝劑投加混凝劑的投加方法包括干投法和濕投法，干投法就是把磨成粉狀的混凝劑加入池中；濕投法是把溶解于水中的混凝劑放于池中。一般情況下取用濕投法。對于濕投法的濕投方式又細(xì)分為壓力投加方式和重力投加兩種類型。[9]為完成混凝劑投加要一系列設(shè)備，如溶解混凝劑、配置混凝劑、加入混凝劑等。而壓力投加方式又有水射器投藥和計(jì)量泵投加兩種，有兩種重力投加藥劑的方式，分別是泵前投加和高位溶液池重力投。此次采用耐酸泵（型號25FYS-20）和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合使用。4.1.3加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算（1）溶液池的容積W1 ==18.03m 式（4-1）采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配備兩個(gè)溶液池，一個(gè)用于待機(jī)，一種用于使用的液體，這對于再循環(huán)和連續(xù)給藥方便。每個(gè)池子的體積是W1，單個(gè)池子的尺寸為5.0m×2.8溶液池的有效容積為： 式（4-2）可滿足需求。工作臺位于池旁邊，寬度為1.1m-1.6m，底部斜率為0.02。直徑為100mm的通氣管設(shè)置在池的底部。池的內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂處理。根據(jù)一小時(shí)的時(shí)間，沿著泳池表面添加化學(xué)品以進(jìn)行稀釋處理。在該步驟中，使用60mm直徑的供水管。（2）溶解池容積W2 式（4-3）溶解池內(nèi)部分為兩個(gè)池子，單池尺寸：，溶解池底部的斜率為0.02，池的高度為0.3米，池子底部污泥堆放高度為0.2m。溶解池實(shí)際有效容積： W2=L×B×H=2.0m×1.7m×1.5m=5.1m令時(shí)間t為10min時(shí)，此時(shí)取得的溶解池內(nèi)水流量最大為： Q0= 式（4-5）==8.3由書中相關(guān)數(shù)據(jù)可得當(dāng)管徑為DN100mm時(shí)，此時(shí)的管內(nèi)流速取用v=1.07m/s。（3）投藥管的流量 q= 式（4-6）==0.41l/s由與之相符的數(shù)據(jù)表查得負(fù)責(zé)投加藥物的管道其管口徑大小為20mm時(shí)，此時(shí)該管道流速為1.8m/s。（4）溶解池的攪拌設(shè)備選擇溶解池的攪拌設(shè)備是為了改善工作環(huán)境，減少工程產(chǎn)生噪音影響，一般情況下布置在水質(zhì)處理設(shè)施中。由于沒有風(fēng)機(jī)室和較為復(fù)雜的空氣管道系統(tǒng)，于是一般情況下該設(shè)備操作起來，便于施工過程使用。在本次設(shè)計(jì)中我們采用的是平槳式，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為會在設(shè)備的軸上布置平板。雖然有著運(yùn)行時(shí)間漫長的缺點(diǎn)，但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單仍被目前市面使用。（5）計(jì)量泵的加入藥劑用量 q= 式（4-7）==1.50m/h式中：W1——溶液池的容積m3耐酸泵（型號25FYS-20）選取2臺，一臺備著一臺使用.工藝流程圖如下：圖2濕投法混凝處理工藝流程圖（6）藥庫的設(shè)計(jì)參數(shù)藥庫的儲藏量是按最大加入藥劑量的7至15天內(nèi)的用量儲存。本設(shè)計(jì)選用硫酸鋁作為混凝劑，則所占體積為 T15=×Q×15 式（4-8）代入已知Al2(SO4)3的相對密度為1.62于式內(nèi)，可得Al2(SO4)3所需體積81.2÷1.62=50.13CaCO3占地T： T=×Q×15 式（4-9）設(shè)計(jì)中a=39.2mg/lT=×Q×15=×88326×15=51935.7㎏=51.9t代入密度，得所求體積時(shí)51.9÷3.4=15.28m當(dāng)硫酸鋁和石灰兩種藥品同時(shí)使用的時(shí)候占體積：50.13+15.28=65.42m藥品放置高度按2.0m計(jì)，可得占地面積為32.71m。因?yàn)樗幤返妮斔托枰欢ǖ捏w積，并且為了防止化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生不同的藥物之間應(yīng)該有一定的空間，占用面積按藥品面積的30℅計(jì)，則所需面積為32.71×1.3=42.52m，設(shè)計(jì)中取45m。藥庫平面尺寸?。核帋靸?nèi)應(yīng)該設(shè)置LX型的電動單梁懸掛起重機(jī)。4.1.4計(jì)算靜態(tài)混合器混凝是為了讓施工過程中絮凝效果良好的重要前提條件，必須先有混凝才能使得絮凝更加完善。影響混凝均勻的因素有很多，比如絮凝劑的種類選擇、濃度、投加量、pH值、溫度等。攪拌方式主要有管道攪拌、水力攪拌、泵送攪拌和機(jī)械攪拌。管式靜態(tài)混合器具有螺旋攪拌速度快、效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)散效果可達(dá)到90％以上，試劑消耗可節(jié)省約20-30％，結(jié)構(gòu)簡單，所需面積小，混合設(shè)備的基本要求是試劑和水應(yīng)快速且均勻地混合。因此，采用管式靜態(tài)混合器將水和試劑混合在一起，將水和化學(xué)品與藥物混合在一起，可以降低處理過程中的成本，取得良好的效果。設(shè)計(jì)總進(jìn)水量q=88325m3/d，水廠進(jìn)水管加藥口臨近下游第一攪拌裝置，加藥管插入管徑的1/3。為了使溶液均勻分布在加藥管上開了幾個(gè)孔。水頭損失的計(jì)算公式： ?=0.1184Q2代入管段直徑0.7m，處理水量0.51m3若水頭損失取0.4m，那么由計(jì)算公式可得：n=2.7個(gè)若水頭損失取0.5m，那么可得：n=3.4個(gè)綜上選擇管徑為0.7m的鋼管用來建造3個(gè)混合單元的混合器。圖3管式靜態(tài)混合器4.2絮凝的設(shè)計(jì)由于絮凝池在整個(gè)給水過程中十分的重要，于是絮凝池的選擇備受關(guān)注。絮凝池通常是指采用水平軸漿板或豎直的絮凝攪拌機(jī)。在我國目前市面上使用較多的是水力式和機(jī)械式，相比水力攪拌式絮凝池，機(jī)械式具有性能好、操作便捷，應(yīng)用在工程中效率高。而機(jī)械絮凝池指的是通過機(jī)器造成葉片旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的動能，以此使得液體高速轉(zhuǎn)動而發(fā)生絮凝這一過程的設(shè)備。分為水平轉(zhuǎn)動軸方向和水流方向平行的和垂直轉(zhuǎn)動軸方向與水流垂直的兩種，視水量情況采取不同形式的絮凝池。如果水量充沛時(shí)，宜采用水平軸式；水量不足時(shí)采用立軸式機(jī)械絮凝池。由于本設(shè)計(jì)的水量偏小，故采用垂直軸式機(jī)械絮凝池。由于機(jī)械維護(hù)量大，它對機(jī)械絮凝池的應(yīng)用具有一定作用效果。4.2.1設(shè)計(jì)水量 Q= 式（4-11）=1840.14.2.2絮凝池計(jì)算絮凝池大小選擇： W= 式（4-12）橫山區(qū)給水管網(wǎng)中絮凝池的設(shè)計(jì)中取絮凝時(shí)間20分鐘W===613.4m根據(jù)高程水力布置，取有效水深為3.8m，將絮凝池分為三格，每格尺寸為長乘寬乘高=3.8m×3.8m×3.8m，共計(jì)取四組絮凝池，計(jì)算四組容積：W=3.8×3.8×3.8×3×4=658.5m四組絮凝池工作時(shí)要用的時(shí)間為：T=658.5×60÷1840.1=21min絮凝池高為3.8米再加上另有超高0.3米，則共計(jì)總高度為4.1米絮凝單元的單獨(dú)壁上的孔徑通道交織布置。過孔流速取v1=0.4m/s,v2=0.3m/s,v3=0.2m/s已知流速可得孔面積s1=0.38m，s2=0.5m,s3=0.76m?？锥吹某叽绶謩e為L×B=0.8m×0.5m，L×B=1.0m×0.5m,L×B=1.5m×0.5m，實(shí)際上v1=0.37m/s，v2=0.31m/s,v3=0.21m/s。4.3沉淀設(shè)施的設(shè)計(jì)目前國內(nèi)給水沉淀部分處理一般采用平流式沉淀池、斜管沉淀池和機(jī)械攪拌澄清池。平流沉淀池結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，沖擊負(fù)荷強(qiáng)。，缺點(diǎn)是停留時(shí)間過長、占地面積過大。相比而言斜管沉淀池沉淀效率更高、占地面積小、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果更好一點(diǎn)。[10]本設(shè)計(jì)推薦沉淀池采用斜管沉淀池，采用2組。4.3.1沉淀池設(shè)計(jì)流量采用2組，每組沉淀池的設(shè)計(jì)水量為4.3.2平面尺寸設(shè)計(jì)（1）清水區(qū)的面積： A=Q/q 式（4-19）（2）沉淀池長度及寬度設(shè)計(jì)中選用沉淀池長度為L=20m，那么寬度為B=204.5/20=10.2m。則只算出口面積為184.5m2。⑶池子大小高度： H=h1+h2+h3+h4+h5 式（4-20）設(shè)計(jì)中取4.3.3沉淀池的進(jìn)出水系統(tǒng)（1）沉淀池進(jìn)水設(shè)計(jì)進(jìn)水部分選用打孔穿過墻壁的布置，盡量做到水流的均勻分布，以此避免已經(jīng)形成的絮體破碎?？卓诳偯娣e為： 式（4-21）每個(gè)孔口的尺寸定為15cm×8cm，共有214個(gè)。（2）集水系統(tǒng)沉淀池的出口布置要求向上水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，那么穿孔總面積為： A3=A3===0.85m2取每個(gè)孔的直徑＝4cm，那么孔口的個(gè)數(shù)為N===676個(gè)本設(shè)計(jì)沿池長布置N=10條的集水槽，每條集水槽的寬度為0.4m，間距1.5m，每側(cè)布置40個(gè)集水孔，集水孔中心間距為200mm。出水總渠的寬度為0.8m，深度為1.0m。出水的水頭損失包括集水槽內(nèi)損失和孔口水頭損失?？卓谒^損失為： ∑h1= 式（4-23）∑h1==2×=0.038m在集水槽內(nèi)產(chǎn)生的水頭損失計(jì)算為： ∑h2=iL 式（4-24）∑h2=iL=0.01×10=0.1m集水槽產(chǎn)生的損失和孔口水頭的損失共計(jì):∑h=∑h1+∑h2=0.038+0.1=0.138m，設(shè)計(jì)中取為0.15m（3）沉淀池斜管的選擇斜管總長通常取得范圍在0.8米至1米中間，本設(shè)計(jì)按1.0m計(jì)；斜管管徑的取值范圍通常選定于25毫米管徑至35毫米內(nèi)，在橫山區(qū)設(shè)計(jì)中我們選用為30毫米管徑；管材選用聚丙烯材料，堅(jiān)實(shí)耐用，不易損壞，經(jīng)濟(jì)方面考慮合適，斜管厚度為0.5毫米。（4）污泥排放污泥排放的關(guān)鍵是污泥池的凈水效果，如果污泥排放不暢，會影響出水水質(zhì)，排泥方式有機(jī)械排泥、多管重力排泥和多孔管排泥，多孔管用于重力污泥，每天一次。穿孔管的直徑為DN200mm，管道的直徑為5mm，孔之間的距離為15mm。有12個(gè)頂部寬為200mm，底部寬為50mm，高為830mm的排泥槽布置于沉淀池的底端，便于排泥。傾斜平面和水平面之間的角度約為45o。（5）斜管沉淀池草圖繪制 圖6斜管沉淀池草圖（6）復(fù)算雷諾數(shù)以及沉淀時(shí)間水流速度： v2=在橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中取=60°v2===0.0031m/s=0.31cm/s雷諾數(shù)的計(jì)算： Re=Rv如在本設(shè)計(jì)中水溫t為20攝氏度時(shí)，可得運(yùn)動黏度v=0.01cm/sRe===26＜500②弗洛得數(shù)F F===1.58×10-4F介于0.001-0.0001之間，滿足本設(shè)計(jì)的需求。③斜管中的沉淀時(shí)間 T= 式（4-27）T===294s=4.9min沉淀時(shí)間一般在3-7min范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中經(jīng)計(jì)算為4.9min滿足，4.4普通快濾池的設(shè)計(jì)4.4.1尺寸計(jì)算濾池總面積F 式（4-28） 式（4-29）橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中濾池選用石英砂，取v=10m/h分格單格面積 式（4-30）分兩列布置八個(gè)格在橫山區(qū)給水設(shè)計(jì)中，濾池所占用面積，實(shí)際濾速4.4.2濾池的高度確定 式（4-31）設(shè)計(jì)中取4.4.3配水系統(tǒng)（1）最小流速 式（4-32）設(shè)計(jì)中取水的溫度為時(shí)，（2）反沖洗配水系統(tǒng) 式（4-33）設(shè)計(jì)中取（3）反沖洗所用水量 式（4-34）（4）干管口處流量速度 式（4-35）設(shè)計(jì)中取干管直徑（5）配水支管流速 式（4-36）（6）單個(gè)管道流量（7）支管入口流速 式（4-37）取用；單位為；在橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中選用（8）單個(gè)管長 式（4-38）設(shè)計(jì)中?。?）總面積F 式（4-39）—通常為，在本設(shè)計(jì)中設(shè)為（10）管道孔口處的流量速度 式（4-40）流速通常為(11)孔口處面積 式（4-41）在橫山區(qū)給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中設(shè)孔口直徑是（12）孔口數(shù)量個(gè)（13）孔口數(shù)量（支管）個(gè)支管上的孔排成兩排，跟垂直線以45度角交錯(cuò)布置。（14）孔口中心距（15）孔口的平均水頭損失 式（4-42）設(shè)計(jì)中取δ=5mm,K=0.25%；，圖7支管上配水孔口的位置（16）配水系統(tǒng)校核阻力較大的配水系統(tǒng)，分支管長lj與管道直徑dj的比例不應(yīng)大于60。 式（4-43）式中：—配水支管的橫截面積滿足設(shè)計(jì)要求。4.4.4洗砂排水槽（1）洗砂排水槽的中心距 式（4-44）（2）每條洗砂排水槽長度 L= 式（4-45）設(shè)計(jì)中取b=0.8mL===2.6m（3）每條洗砂排水槽所產(chǎn)生的排水量 式（4-46）（4）洗砂排水槽斷面洗砂排水槽斷面模數(shù) 式（4-47）（5）砂排水槽頂?shù)缴懊娴母叨? 式（4-48）設(shè)計(jì)中（6）水槽的總面積繪制洗沙池的排水槽如圖8。圖8排水槽斷面圖（7）中間排水渠在設(shè)計(jì)中我們選用矩形斷面的形狀設(shè)計(jì)為排水渠。 Hc=1.73 式（4-49）Hc=1.73=1.73=0.72m單格濾池的反沖洗排水系統(tǒng)布置如圖9所示。圖9濾池的反沖洗圖4.4.5濾池反沖洗濾池的反沖洗也被叫做濾池沖洗，為了去除留在濾料層中的雜質(zhì)，確保濾池可以在短時(shí)間內(nèi)再擁有過濾的能力。（1）單個(gè)濾池的反沖洗用水總量為： W= 式（4-50）在橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中選用時(shí)間為6分鐘，此時(shí)流量為q=14l/(s.m)W==242m（2）高位水箱容積： 式（4-51）W=1.5=363m（3）水頭損失： 式（4-52）（4）沖洗過程中濾層的水頭損失： 式（4-53）設(shè)計(jì)中取沖洗水箱高度 式（4-54）設(shè)計(jì)中取4.5消毒設(shè)計(jì)氯是目前最廣泛使用的消毒劑，市面上常有的有84消毒液、漂白粉等，在溶于水后可以有能殺微生物活性的次氯酸，讓細(xì)菌死亡，不止消毒一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在給水廠設(shè)計(jì)中還擁有能起到氧化作用的特點(diǎn)，對管網(wǎng)消毒處理起到了很大的作用，同時(shí)由于性能簡單、沒有較大的結(jié)構(gòu)處理因此操作方便。濾后水加氯量一般為為0.5～1.0mg/L。4.5.1加氯量計(jì)算 q=Qb 式（4-55）由合計(jì)水量知Q=88326m/d,b=1.0g/m代入有q=1.0×88326=88326g/d=88.34kg/d4.5.2加氯間布置加氯池和加氯室的集中供暖應(yīng)通過散熱器進(jìn)行，不得發(fā)生火災(zāi)，換氣次數(shù)應(yīng)為每小時(shí)7至13次。具體布置應(yīng)該注意事項(xiàng)：（1）為經(jīng)濟(jì)考慮，水射器最好放置于加氯點(diǎn)旁；（2）氯間必須單獨(dú)設(shè)立，并要布置在水廠的下風(fēng)向，由于安全考慮，降低因氯氣泄漏可能會產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)；（3）倉庫和氯化室應(yīng)配備滲漏檢測器和報(bào)警設(shè)備，滲漏探測器應(yīng)配備高低的監(jiān)控限制；（4）氯滲漏處理設(shè)施應(yīng)在倉庫之間設(shè)定。當(dāng)氯儲存容量超過1噸時(shí)，應(yīng)設(shè)定氯泄漏吸收裝置。并且漏氯吸收裝置的吸收點(diǎn)最好應(yīng)該均勻分布在室內(nèi)，否則會影響吸收的效果，并且這個(gè)裝置應(yīng)該設(shè)置在靠近氯庫的單獨(dú)房間內(nèi)，如果距離遠(yuǎn)的話就會有較大的風(fēng)的阻力，當(dāng)吸抽的負(fù)壓過大時(shí)，速度就會慢下來；（5）氯室和氯儲層應(yīng)位于水處理廠的上風(fēng)方向，頻率很小。最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離建筑物的通風(fēng)口，遠(yuǎn)離住宅區(qū)等人多的地帶。圖10計(jì)算機(jī)控制的原理圖4.6清水池設(shè)計(jì)4.6.1清水池的容積以下兩種方法是計(jì)算中較頻繁使用的，一種是根據(jù)工作一天內(nèi)給水量和用水量變化曲線參考計(jì)算，另一種是采用以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)。[11]由于本次設(shè)計(jì)中沒有相關(guān)資料可以參考，于是采取第二種方法，按經(jīng)驗(yàn)估算，在本設(shè)計(jì)中取10%。清水池貯存水量：過濾后得水再經(jīng)過加氯間的消毒處理后流入清水池，四個(gè)濾池的水分別對應(yīng)的流入四個(gè)清水池，每個(gè)清水池的容積為：則清水池平面面積取清水池B為15米，則長為本著取大不取小原則，結(jié)合上式計(jì)算結(jié)果得清水池長為36米。清水池尺寸為長×寬×高=36m×15m×4.5m=2430m3。圖11消毒間平面示意圖4.6.2管道系統(tǒng)（1）進(jìn)水管 式（4-56）其中v取1.0m/s。則由上式計(jì)算結(jié)果D=0.57m,結(jié)合資料查詢，在橫山區(qū)給水設(shè)計(jì)中采用進(jìn)水管管徑為DN500mm，查表可得該管徑對應(yīng)的流速，于是可知進(jìn)水管實(shí)際流速為1.3m/s。（2）出水管出水管的管徑必須按照最高日最高時(shí)用水量來進(jìn)行計(jì)算： 式（4-57）在本次橫山區(qū)給水設(shè)計(jì)中，結(jié)合相應(yīng)數(shù)據(jù)查詢，可知若管道為直徑長約700毫米時(shí)，同等條件下達(dá)到管段出水的最大流量，此時(shí)在管段出水口流速達(dá)0.995m/s。（3）溢流管溢流管的設(shè)計(jì)是為使得水位始終保持一定，如發(fā)生特殊情況導(dǎo)致水位溢流時(shí)及時(shí)疏通排解。為確保溢流管工作時(shí)效率高，尤其注意橫截面大的選擇，當(dāng)管口過小時(shí)會影響水流排出。于是它在管道直徑的選取上同樣采用DN500mm的管道。管口設(shè)計(jì)為為喇叭形狀，在管道上并未設(shè)有閥門。并設(shè)計(jì)網(wǎng)罩在溢水管出水口處，此舉是防止蟲進(jìn)入池內(nèi)，造成水質(zhì)變化影響用水安全。（4）排水管排水管主要負(fù)責(zé)處理當(dāng)天氣情況惡劣，造成暴雨等情況，及時(shí)負(fù)責(zé)雨水的排出?；蚴窃诟珊禃r(shí)，農(nóng)民勞作產(chǎn)生困難時(shí)，可以利用排水管進(jìn)行將雨水倒流灌溉農(nóng)田這一措施。在本次設(shè)計(jì)中，實(shí)際使用范圍是當(dāng)需要排出水箱內(nèi)水時(shí)，采用排水管迅速排出，同時(shí)不影響別的工作。管徑按照在兩小時(shí)內(nèi)以排空水計(jì)算，為了便于放空，池子底部存在一定的坡度，管內(nèi)流速估計(jì)為1.2m/s，然后確定排水管的直徑。 則取DN700㎜。4.6.3布置清水池（1）導(dǎo)流墻導(dǎo)流墻的作用是避免水池中的死角，設(shè)置兩道導(dǎo)流墻，間距5米，透明水箱分為三節(jié)，在清水池的底部設(shè)置1m×0.1m的過水孔，讓清水池排水更加方便。（2）通氣孔與檢修孔為保證清水池內(nèi)的空氣循環(huán)和空氣循環(huán)和水的清澈，可設(shè)置通氣孔，每個(gè)網(wǎng)格有4個(gè)通氣口，共12個(gè)，通氣口所在管的管子直徑為200mm，通氣孔池外的高度布置必須得有參差，以此來利于空氣流通。頂部設(shè)有兩個(gè)圓形檢查孔，孔的直徑均為1200mm。清水池的平面圖如圖12所示圖12清水池的平面圖4.7設(shè)計(jì)排泥本設(shè)計(jì)采用的以下工藝流程圖13排泥系統(tǒng)所用工藝流程處理圖4.7.1污泥量的計(jì)算⑴原水濁度和SS的聯(lián)系 SS=b×T 式（4-58）SS=2×11=22mg/L⑵用鋁鹽作混凝劑時(shí)的干污泥量TDS=Q(0.44Al+SS+B)×10水量計(jì)算有Q=清洗污泥池所用藥劑量DS=1935.36×0.04﹪=0.77t=774kg由此可得當(dāng)進(jìn)行污泥池清洗時(shí)，結(jié)合污泥池容積大小，可得清洗需要耗費(fèi)得藥劑量為774千克。4.7.2排水池的設(shè)計(jì)當(dāng)濾池格數(shù)比較多的時(shí)候，要考慮到當(dāng)兩格一起沖洗的時(shí)候，排水池的容量要相應(yīng)的放大，并且在有濃縮池上清液排進(jìn)的時(shí)候也要對應(yīng)擴(kuò)大同等倍數(shù)。單個(gè)濾池的反沖洗用水量為:Q=240.93m排水池的有效水選用2米，代入式中計(jì)算得面積S為141m2，由于排水池選用最好為正方形式，則在橫山區(qū)給水廠設(shè)計(jì)中取得長L=12m，寬B=12m。由此得實(shí)際面積為144平方米，符合設(shè)計(jì)要求規(guī)模。4.7.3排泥池污泥排出池通常是指主要接收和調(diào)節(jié)沉淀池污泥水的調(diào)節(jié)池。污泥水中含有污泥1%，由此得污泥占有體積為：V==468m經(jīng)過查詢相關(guān)資料可得，排泥池的有效水深一般為2-4m，在此設(shè)計(jì)中我們采用h=3m，L=13m，B=13m，由于設(shè)計(jì)所需設(shè)備多，為提高所選用設(shè)備的效率，且為讓污泥池的管理方便和施工后清洗便捷，通常會將污泥池用隔板隔開，本次設(shè)計(jì)中我們選擇把污泥池隔成兩個(gè)。4.7.4輻流式污泥濃縮池當(dāng)設(shè)計(jì)中污泥量較大，可選用污泥濃縮池。通常有以下兩種：垂直流動的豎流式和水平流動的輻流式。本次設(shè)計(jì)我們選用輻流式，進(jìn)行連續(xù)進(jìn)泥與排泥，這樣可以保證污泥層相對穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)進(jìn)行中，同時(shí)考慮每天設(shè)備的排泥量，盡可能均勻分配當(dāng)日工作量。一旦過量就會導(dǎo)致污泥排出的速度超越了濃縮的速度，污泥層打破穩(wěn)定被破壞。進(jìn)入濃縮池的剩下的污泥量為468/24=19.5m/h,采用2個(gè)濃縮池，則每個(gè)池子流量為19.5/2=9.75m/h。（1）池子的有效面積 F= 式（4-59）F==97.5m（2）直徑DD===11.14m，設(shè)計(jì)中取12（3）濃縮池 V=Q×T 式（4-60）在橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中取時(shí)間T為16個(gè)小時(shí)V=9.75×16=156m（4）有效池深h===1.6m（5）池底高度h=i==56mm，設(shè)計(jì)中取得為60mm。即為0.06米高（6）污泥斗容積 h=tg（a-b） 式（4-61）在橫山區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中令長為1.37米，寬為0.47米h=tg55°（1.37-0.47）=1.215m，因此取1.22米（7）濃縮池的總高 h=h+h+h+h+h 式（4-62）h=0.3+1.6+0.3+0.06+1.22=3.48m如圖14所示。圖14輻流濃縮池4.7.5污泥貯泥池當(dāng)污泥經(jīng)過濃縮池的濃縮后，含水率由原來的99﹪變?yōu)?7﹪，每日產(chǎn)生的污泥量為：V==156m貯泥池的容積： V= 式（4-63）設(shè)計(jì)中取貯泥時(shí)間為t=12h，n=1V==78m設(shè)計(jì)中污泥貯池邊長為a=5.0m,貯泥池的有效池深h=3.0m，污泥斗底為正方形，高度即為b=1.0m。取貯泥池超高h(yuǎn)=0.3m，污泥斗的高度取h=3.46m。在管道部分設(shè)計(jì)中選擇貯泥池池中設(shè)置一根管徑為DN150mm的吸泥管，兩根濃縮池中的進(jìn)泥管直徑為DN150mm貯泥池示意圖如圖15所示。圖15貯泥池示意圖4.7.6離心式脫水機(jī)讓渾水靜置一段時(shí)間，渾水中的固液在重力作用下被分離自然沉降，離心脫水機(jī)是現(xiàn)在常用的一種洗滌設(shè)備，通過內(nèi)筒高速轉(zhuǎn)動的離心方式，產(chǎn)生離心力，將泥水甩出去或者壓縮。每天產(chǎn)生的污泥量為：156÷24=6.5m/h則采用臥式螺旋離心式污泥脫水組（型號為LW350×1470）,優(yōu)點(diǎn)是體積小方便管理、能力強(qiáng)約為7～11m/h，使用壽命長。轉(zhuǎn)速為4000r/mm,電動機(jī)功率為18KW,機(jī)器自身的重量為1800kg,排渣能力0.8m/h。離心機(jī)的外部形狀尺寸為L×B×H=2600mm×1860mm×950mm。4.8水廠的布置水廠布置主要目的是把水廠內(nèi)的各個(gè)建筑物合理化的分布，便于管理和操作。布置要合理有依據(jù)，盡量減少資金預(yù)算，讓水廠呈現(xiàn)出一種綠化和諧、分工明確的樣子。各建筑物的尺寸按照當(dāng)?shù)貙?shí)際情況并結(jié)合相應(yīng)規(guī)范確定。4.8.1平面布置水廠平面應(yīng)該將各個(gè)構(gòu)筑物、閥門、各類管道、道路綠化等進(jìn)行組合布置，使得管理方便。由于水廠的布置要管理方便。水廠布置有主要有以下三張類型。（1）直線型，整個(gè)過程呈現(xiàn)直線形狀。優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)線路短，管理起來方便，并且可以更好的擴(kuò)建。（2）折角型，適用于地形條件較復(fù)雜的情況，需要改變水管的走向時(shí)。一般折點(diǎn)選在清水池或者澄清池附近。（3）回轉(zhuǎn)型，當(dāng)進(jìn)水管和出水管都在同一個(gè)方向時(shí)適合此種。缺點(diǎn)是不利于近遠(yuǎn)期相結(jié)合。綜上條件分析本設(shè)計(jì)采用直線型，要求給水廠內(nèi)有一定綠化。4.8.2工藝流程布置為使得布置更加完美按照以下要求設(shè)計(jì)：（1）符合總體的設(shè)計(jì)規(guī)劃要求，管理設(shè)計(jì)流程輕便，盡可能減小水頭損失。（2）管網(wǎng)應(yīng)該布置在整個(gè)給水區(qū)內(nèi)，并且要確保水量充足，保證用戶的用水額度。（3）確保管網(wǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，供水方便。（4）在當(dāng)前地形條件的基礎(chǔ)上，參考設(shè)計(jì)規(guī)范考慮設(shè)計(jì)流程，設(shè)備擺向也要注意，有些設(shè)備需避光保存，有些需要置于通風(fēng)好的朝向。4.8.3附屬構(gòu)筑物水廠的附屬構(gòu)筑物主要分成生