净水厂设计计算书

毕业设计（论文）计算说明书 题 目 A市净水厂工艺设计 专 业 环境工程 班 级 环境121 学 生 王鸣 指导教师 万甜 2016 年2012届环境工程专业毕业设计摘 要本设计为A市净水厂工艺设计，随着城市的发展，为了解决供水问题决定在该市东南方向设计一个水厂，设计规模为110000。厂址地势平坦，服务人口46万人。随着净水厂的建设完成，会极大地缓和城市供水紧缺问题，为后面的发展奠定好的条件。通过工艺的设计来完成所需目标。净水处理工程包含配水厂初步设计以及净水厂的完整设计。城市给水的设计内容包括供水方式的确立及供水二级泵房的设计。净水厂的工艺设计包括净水厂的位置选择、水处理工艺流程的比选及确定、各处理构筑物的设计计算以及水厂的平面布置和根据地形进行高程布置等。根据对所设计方案进行技术经济对照，我们确定了最后的处理工艺方案：原水管式静态混合器隔板往复式絮凝池平流沉淀池普通快速过滤池消毒清水池二级泵站城市配水网。通过此工艺方案达到了国家对于生活饮用水的出水规范。关键词：净水处理厂设计、隔板往复式絮凝池、普通快速过滤池、二级泵站I2012届环境工程专业毕业设计ABSTRACTThe design for a city water purification process design, with the development of the city, in order to solve the problem of water supply decided to design a water plant in the city, a South easterly direction, scale of the design for the 110000. plant is located in flat, serving a population of 46 million people. With the completion of the construction of the water purification plant, greatly ease citys water shortage problem, lay a good condition for behind the development. Through the design process to accomplish the desired target. Net water treatment engineering includes the preliminary design of the plant and the water purification plant design. The design contents of the urban water supply including water supply establishment and water secondary pumping station design. The process design of water purification plant including water purification plant location Choice, water treatment process selection and determination, the building design calculation and layout of the plant and according to the terrain of elevation layout etc. According to the design scheme for the technical and economic comparison, we determined the final process scheme:raw waterstatic mixer Flocculation reaction tankAdvection sedimentation tankrapid filter DisinfectionClear water tankTwo stage pump stationUrban pipe network.IIIThrough this process has reached the national standard for drinking water.KEYWORDS:Water purfication plant engineering design,flocculation tank, common fast filter, two stage pump station.V2012届环境工程专业毕业设计目录第1章 设计资料11.1设计任务11.2设计原始资料11.2.1水质资料11.3设计内容1第2章 总体设计32.1设计水量计算32.2净水工艺的确定32.3处理构筑物及设备型式选择42.3.1取水泵站的设计42.3.2药剂的选择52.3.3混合设备5 2.3.4絮凝处理构筑物的选择6 2.3.5沉淀池82.3.6滤池92.3.7消毒方法9第3章 净水构筑物的设计113.1混凝剂投配设备的设计113.1.1溶液池的设计113.1.2溶解池的设计113.1.3投药管123.1.4投加泵的选择123.1.5加药间及药库的设计133.2混合设备的设计133.2.1设计管径143.2.2 水头损失143.3絮凝反应设备的设计143.3.1隔板絮凝池尺寸153.3.2廊道宽度设计153.4沉淀设备的设计173.4.1平流式沉淀池尺寸173.4.2沉淀池的进水设计183.4.3沉淀池的集水系统设计183.4.4沉淀池排泥193.5过滤设备的设计20V3.5.1滤池尺寸203.5.2滤池高度213.5.3配水系统223.5.4孔眼布置223.5.5洗砂排水槽223.5.6滤池各种管渠计算233.6消毒反应设备的设计243.6.1加氯量计算243.6.2加氯间和氯库253.7清水池的设计与计算253.7.1清水池容积计算253.7.2清水池的平面尺寸253.7.3管道系统263.8二级泵站设计273.8.1设计计算273.8.2水泵吸水管路283.8.3水泵压水管路293.8.4泵房高度293.8.5附属设备293.9配水井、吸水井的设计303.9.1 配水井尺寸303.9.2 吸水井尺寸30第4章 水厂总体布置314.1厂址的选择314.2水厂平面布置314.2.1生产区的布置324.2.2生活区的布置324.2.3道路和绿化334.2.4水厂管线布置334.3高程布置344.3.1处理构筑物水头损失344.3.2构筑物之间的水头损失344.3.3高程计算36第5章 总概算385.1 工程总概算385.1.1 净水厂部分385.1.2 输配水部分385.1.3 附属构筑物部分395.2 制水成本计算405.2.1水资源费用405.2.2 动力费用405.2.3 药剂费用415.2.4 工资福利费用415.2.5 折旧提成费用415.2.6 大修和检修维护费415.2.7 其它费用415.2.8 制水成本41第6章 环境影响分析及节能 39 6.1 水源保护41 6.2 给水厂对周围环境的影响40 6.3 周围环境对给水厂的影响40结 论41致谢42参考文献46IX第1章 设计资料1.1设计任务 A市净水处理厂的初步设计，设计要求为11万m3/d。以及对工艺设备、自动控制、机械设备初步选型；对净水厂进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计，完成总平面及高程设计图等。1.2设计原始资料 A市所处于中、北亚热带季风气候，常年主导风向为西北风。该市局地性小气候资源丰富，极端的天气常有出现。A市一般平均温度16.5，极端时最高温度44.1，极端时最低温度-10.1。服务人口46万，该城市居民最高时的用水量172L/(人.d)。水厂位于A市东南方向2.4km，地下水位高为15.5m(水厂地面标高为24.5m)，地势平坦。水源取水口位于水厂西北方向10km，水源所在河流的最高时的水位19.9m，最低时的水位为18.6m。水源至水厂水头损失为16m,出厂水压要求30m。1.2.1水质资料SS为200400mg/L，pH为7.4，温度20，色度为8度，浑浊度为150550mg/L，细菌总数：15000个/ml，大肠杆菌：320个/ml，无味，耗氧量：8ml/L，总硬度：42度，碱度：5度，碳酸盐硬度：5度，氯根：20mg/L，硝酸根：0.08mg/l，硫酸根：36mg/L，铁离子：0.8mg/L， 亚硝酸根：0.045mg/L。该水质浊度稍高,原水温度较低以及细菌数量含量稍高，水体中有悬浮物，其它水质含量均符合国家地面水水源一级标准。1.3设计内容 净水处理厂的设计流程和说明内容如下: 1方案设计； 2净水厂工艺流程设计说明； 3净水构筑物型式选型说明； 4净水构筑物或设施的设计计算； 5主要辅助构筑物设计计算； 6主要设备设计计算选择； 7净水处理厂整体布置(平面或竖向)及厂区内的路线、绿化和管道线路的合理布置； 8净水各构筑物、重要辅助构筑物图纸的完成； 9编制主要设备材料表。第2章 总体设计2.1设计水量计算 本设计的水量主要包含3部分即市民的生活用水、工业用水和公共用水（道路、公共建筑、绿化用水），工业用水为市民用水的18%，公共用水是市民用水的13%，该市最高时的需水量为172L/(人.d)，该水厂的总服务人口为46万。 居民生活用水 工业生产用水 公共用水水厂的自给需水量取5，总设计的水量为: (2-1) 设计水量取11万。2.2净水工艺的确定 工艺一:原水管式混合絮凝反应沉淀或者澄清进行过滤消毒用户工艺二：原水混合过滤消毒用户工艺三：原水生物氧化混合絮凝反应沉淀或者澄清进行过滤消毒用户该水质浊度稍高,工艺二适应于浊度较低一般50以下。工艺三适用于微污染水源。原水温度较低以及细菌数量含量稍高，对该地区气候分析可知，低温和洪水常出现，会使浊度增加，其它水质含量均符合国家地面水水源一级标准。因此本设计主要采用工艺一方案进行处理。2.3处理构筑物及设备型式选择2.3.1取水泵站的设计设计参数 设计流量Q=110000m/d=1.27m/s,设计扬程为： （2-2） 式子中为静扬程距离，主要取吸水井的最枯水位（或最低的水位）与净水厂处理构筑物水面的高差距离，m;为水源至水厂的管头损失16m；取1m。 。设计杨程为26.84m,根据流量和杨程，查给水排水设计手册（第4册），选用型号为20SA-4单级双吸离心泵4台，三用一备，电机型号为Y355-4。水泵性能参数如下。 表1 水泵性能参数型号流量(m/h)杨程（m)转数（r/min）功率（KW)电功机功率（KW)效率20SA-421603296021428088 水泵流量为425L/S,吸水管直径D=600,1000i=4.7。压水管直径D=500，1000i=12.3。一级泵站的尺寸设计为10m25m。 考虑用LH6t电动式双梁起重机，泵站距离地面的距离是： 其中行车梁的高度是a，重钩中心到行车梁底的距离为c，起重钩对应的垂直距离为d，电机的宽度为1130mm,为1260mm,所需要吊的距离泵站平台的距离h为200mm,n取100mm。泵站在地上的设计高度为4.32m，泵房距离地面下4m,泵站总高度为4+4.32=8.32m。2.3.2药剂的选择 精制硫酸铝特点：制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040。当pH=4-7时，主要去除有机物；pH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；pH处于6.4-7.8区间，主要处理浊度较高，色度小于30度的原水。 三氯化铁特点：它受水温影响较小，絮凝体有点大，但是沉淀速度很快，处理效果不错。易溶解，易混合，残渣少，腐蚀性较大。原水的pH处于6.0到8.4之间最好，也可以加些石灰在碱度不足的条件下；处理低浊水时效果不显著。 聚合氯化铝特点：它所需药剂少，不仅出水浊度好，而且色度很小，净化处理效率很高。对于水温适应性很强，调节pH较灵活，范围大，考虑成本较低，易操作等，对于实际使用性价比较高。由于原水的浊度高，当地温度偏低，有极端天气。考虑使用聚合氯化铝，该混凝剂腐蚀性较小，原料易得，价格便宜，能适应温度的变化，出水水质理想。2.3.3混合设备混合的目的是让药剂快速均匀地扩散于水体，通过一系列的反应达到目的，以便更好的处理。混合所需时间为10到30s，混合方式基本分为两大类：水力混合以及机械混合，根据实际条件选出最佳的方式。表2 混合方式的选择方式优缺点适用条件管道混合优点：混合简单，无需建混合设施。适用于中等规模的水厂。缺点：当流速较低，导致混合不均匀，效果不稳定。静态混合器优点：实际中方便安装，便捷，混合速度快。适用于水量起伏不大的水厂。缺点：当流量降低时，混合效果下降。水泵混合优点：操作简单，混合效果不错。一般适用于一级泵站距离构筑物120米之内的水厂。缺点：如果药剂有腐蚀性，对水泵构成腐蚀。机械混合优点：适应性较强，应用范围较广，处理效果不错。适用于各种规模的水厂。缺点：需增加混合设备和维修工作。通过上述对比，本设计水厂水量基本稳定，结合当地的经济因素以及施工的难易，决定采用管式静态混合器。2.3.4絮凝处理构筑物的选择 不同形式的絮凝池的一般介绍如下所示： 表3絮凝池的比选形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便。水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小。缺点：占用面积较大，弯头较多，水头阻力损失大。回转式优点：效果明显，结构简单，便于维护管理。水量大于30000m3/d的水厂，更利于水量变动小的厂子。缺点：水量不均匀，会使出口积泥。旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小。一般用于中小型水厂。缺点：处理效果不好，施工难度较大。涡流式絮凝池优点：成本较低，体积小。水量小于30000m3/d的水厂。缺点：施工困难，池子较深。格板、栅条絮凝池优点：水头损失小些，处理效果不错。适应于水量变化不大的厂，单池处理能力在1.0-2.5万m3/d。缺点：末端池底易积泥。机械絮凝池优点：能适应水质水量变化，处理效果不错。小水量均适用，并能适应水量变动较大者。缺点：需机械设备和经常维修。 根据原水水量每天11万的处理量，以及经济施工程度难易，对比分析采用采用隔板絮凝池。2.3.5沉淀池对于沉淀池的选择主要考虑水质，生产能力并结合当地的自然因素等按照规范进行设计。表4沉淀池的选择方式优缺点适用条件平流式沉淀池优点：工程造价成本较低，对于施工也相对容易，后期便于管理等。能够对各种水质进行处理，效果较好。一般条件下适用于大中型水厂。缺点：如果采取机械排泥，相对复杂麻烦。斜管（板）沉淀池优点：对水处理效果理想，节约用地。对于沉淀池改造扩建和挖潜比较合适。缺点：管材所需较多，施工复杂。辐流式沉淀池优点：沉淀效果好。适用于大型水厂缺点：投资成本过高，施工不易。近年来，平流式沉淀池被越来越多地水厂所采用，它的沉淀效果较好，维护简单，采用机械除泥，除泥效果理想，管理方便等，所以本设计采用平流式沉淀池。2.3.6滤池表5滤池的选择比较形式优缺点适用条件普通快滤池单层砂滤料优点：处理水质较好，运行成本低，原料易得。一般情况用于大中水厂，单池面积不宜大于100m2。缺点：所需零部件较多。无烟煤石英砂双层滤料优点：对水质较差的有更好的处理效果。单池面积最好不大于100m2，还需要采用助冲设备。缺点：原料成本高，冲洗不方便。虹吸滤池优点：可以自动化管理，较方便。适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2。缺点：施工较复杂，冲洗所需水量交大V型滤池优点：冲洗效果不错，节水适用于大中型水厂。缺点：过滤使用时间较长。普通快滤池在我国运行实际经验丰富，又冲洗效果不错，节水且出水水质较好，滤料使用成本低，考虑当地经济发展程度，设计采用普通快滤池。2.3.7消毒方法 表6常见消毒方法的选择消毒方法分子式优缺点适用条件液氯Cl2优点：成本低，还具备持续余氯消毒作用方便供应的地方缺点：会与水中的有机物反应有害健康二氧化氯ClO2优点：所需投加量少些，杀菌效果不错适用于有机污染严重时缺点：制取复杂，管理不方便紫外线消毒优点：不会改变水的本身性质，杀菌也高。用户聚集区域缺点：没有持续的杀菌能力结合实际情况，考虑设计水量较大，选择液氯消毒的方法在实际工程中可行，但是得注意安全，防止氯气泄漏。第3章 净水构筑物的设计3.1混凝剂投配设备的设计3.1.1溶液池的设计本设计采取聚合氯化铝混凝剂，考虑使用重力流，决定设计高架式。配备工作台等。必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算： ； （3-1）式中溶液池容积，；Q处理水量，；u混凝剂最大投加量，mg/L,取u=50；b溶液浓度，取10%；n每日调制次数，取n3。 代入数据得： 溶液池设计2个，一个运行，另一个备用，保证连续投药，构成为矩形钢筋混凝土，单个容积为W2 。 取有效水深H12.5m,溶液池深度：HH1H2H3=2.5+0.4+0.10=3.0m。式中H2为保护高，取0.4m；H3为贮渣深度，取0.1m。 单池尺寸为LBH=2.5m2.5m3.0m，溶液池实际有效容积：W2=2.52.53.0=18.8m3满足要求。3.1.2溶解池的设计溶解池容积： W1=0.3W2=0.318.8=5.64m3； （3-2）溶解池采用钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用）。取有效水深2m,溶解池深度： HH1H2H3=2+0.4+0.10=2.5m，式中H2为保护高，取0.4m；H3为贮渣深度，取0.1m。 (3-3)单池尺寸为：LBH=1.8m1.8m2.5m，溶液池实际有效容积：W=1.81.82.5=8.1m3满足要求。溶解池的放水时间设计为10分钟,放水的流量： (3-4)经过查找水力计算表放水管对应管径:d0150mm，相应的流速V=0.59m/s, 所使用管材是硬聚氯乙烯塑料管。池底坡度采用0.03（不小于0.02）。排渣管设在溶解池底部d100mm,中心固定式平桨板式搅拌机。3.1.3投药管投药管流量 Q= (3-5)经过查找水力计算表投药管对应管径d30mm，相应的流速为0.49m/s3.1.4投加泵的选择本设计采用4台活塞式隔膜计量泵，三台使用一个留作备用。计量泵每小时投加药量: ； （3-6）式中：W2溶液池容积（m3）。3.1.5加药间及药库的设计 药剂储存量按最大投药期间1至2个月用量来设计。使用的混凝剂采用聚合氯化铝，每袋的质量40kg,体积0.50.40.2m3,药剂的储存期为30d，使用药剂的堆放高度设计为1.5m。聚合氯化铝的袋数： ； （3-7)式中:水厂设计水量，； 混凝剂最大投加量，； 药剂的最大储存期，； 每袋药剂的质量，； 将相关数据代入上式得，N=0.024=4125袋。 有效堆放面积A： ； （3-8） 式中:药剂得堆放高度，取2m； 每袋药剂得体积，； 堆放孔隙率，袋堆时。代入数据得: A=103.1m2；考虑目前使用，取A=103m2。平面尺寸取1010。3.2混合设备的设计3.2.1设计管径管式静态混合器设计在絮凝池的进水管中，设计的流量则静态混合器管径为： ， （3-9）设计中采用D=900mm,此时流速为v=0.99m/s。混合单元数设计采取N3，长度为 ： 。 (3-10)3.2.2 水头损失 (3-11) 校核 (3-12) 水力条件符合。 图3-1管式静态混合器3.3絮凝反应设备的设计3.3.1隔板絮凝池尺寸设计2座隔板往复式絮凝池，每座絮凝池的流量为： ； (3-13) 絮凝时间T=20min;设计水深H=2.5m；超高0.3m；设计取宽度B=15m；絮凝池净长度： L=20.3m. (3-14)3.3.2廊道宽度设计 絮凝池起始端的流速为v=0.50m/s，末端的流速为v=0.20m/s。根据设计流速将絮凝池廊道分为5挡，速度依次为0.5m/s,0.45m/s,0.4m/s,0.3m/s,0.2m/s. 廊道宽度计算公式为 ； (3-15) 取，则实际流速， 取，则实际流速，按上法计算得： 我们设计一种间隔采取用5条，共5个。则廊道一共为为25条，水流转弯所需次数24次。则池子长度为： 取隔板厚度0.2m,则池总长，水头损失分5段根据不同的流速进行计算，各段的水头损失公式 (3-16) 式中：-第i段廊道内水流速度（m/s）； -第i段廊道内转弯处水流速度(m/s); -第i段廊道内水流的转弯所需次数； -往复式，转弯处局部阻力系数； -第i段廊道总长度(m); -第i段廊道过水断面的水力半径(m); -流速系数，随水力半径和池底及池壁粗糙系数n而定； 第一段水力半径： (3-17) 絮凝池设计结构为钢筋混凝土及砖组合，外表用水泥砂浆进行处理，粗糙系数设计取n=0.013, 流速系数： (3-18) 设计中转弯处的过水断面面积为廊道断面的1.5倍，则第一段转弯处流速： (3-19) 第一段廊道长度：515=75m;第一段廊道水流转弯次数：=5;则絮凝池第一段水头损失: 以此计算结果如下:GT值在-范围内，说明设计合理。 3.4沉淀设备的设计3.4.1平流式沉淀池尺寸平流式沉淀池准备设计2座，其中每组的流量： Q=0.635m3 /s；沉淀时间T=1.5h，池内平均水流流速v=12mm/s;沉淀池容积：W=QT=2291.51.5=3437.3m3；沉淀池长：L=3.6vt=3.6121.5=64.8m,取L=65m； 沉淀池的有效水深：H取3.5m，超高距离0.3m，积泥区厚度0.1m，则池子的总高度是3.9m；沉淀池宽： B=15.1m,取15m. (3-20)沉淀池中间设置一个导流墙，宽度为： b=7.5m (3-21)沉淀池长宽比：L/B=65/15=4.34，长深比：L/H=65/3.5=18.510满足设计要求。3.4.2沉淀池的进水设计孔口流速设计不大于0.1-0.2m/s，单座池墙的长度15m，高度3.9m，有效水深设计为3.5m；根据设计手册：进水端使用穿孔配水墙，在池底积泥面以上0.30.5m处至池底部分是不设孔眼，目的是避免冲动沉泥。本设计采用0.5m；孔眼采用尺寸：15cm8cm；单个孔眼的面积:；孔眼进水流速采用：；A=3.175 N=265个孔共分5层，每层53个。在水平方向上间距150mm,则水平长度为：m在竖直方向上的间距取200mm,最上面的孔眼深度取0.5m,最下一排的孔眼距离池底0.3m,则竖向的总高度为：。3.4.3沉淀池的集水系统设计 (1)取指形槽长度为方便施工L=8m，指形槽的个数N=6； (2)指形槽的中心距;=15/6=2.5m; (3)指形槽中的流量：q0=Q/N=0.635/6=0.11m3/s，池子的超载系数取20，所以槽中的流量为：q=1.2q0=0.111.2=0.132m3/s； (4)指形槽的尺寸 指形槽的槽宽：b=0.9q00.4=0.90.1320.4=0.4m，为便于施工，取； 起点槽中水深：H1=0.75b=0.750.4=0.3m； 终点槽中水深：H2=1.25b=1.250.4=0.5m； 为便于施工，槽中水深统一取H2=0.5m；双侧进水。 (5)槽的高度集水方法采取淹没孔口自由出流方式，水流跌落高度为0.07m，指形槽的超高取0.15m。则指形槽的总高度H=0.5+0.15+0.07=0.72m。槽的下面用3个尺寸为15cm的方形混凝土柱子支撑。 (6)出水渠 沉淀池的出水设计为薄壁溢流堰，矩形渠道断面，保证堰口水平。 出水宽度采用1.0m，则出水渠的起端水深： H=1.73 (3-22)确保自由落水，出水渠的超高采取0.2m，出水渠总深度为： H=0.590.20.79m； (7）水力条件校核 水流截面积 水流湿周 水力半径 弗劳德数,符合要求。(3-23）3.4.4沉淀池排泥（1）排泥管计算放空时间为3小时，则排泥管直径为： （3-24）采用钢制DN400mm。（2）污泥斗计算（沉淀池进水浊度550mg/L，出水浊度5mg/L）原水的SS为平流沉淀出水的 每日干污泥量 （3-25） 每日泥浆体积V0（干污泥密度=1.8t/m3，泥浆含水率P2=95%） 。 (3-26)因为设置了导流墙，所以在沉淀池进水端设两个污泥斗并行布置，污泥斗体积为 (3-27) 为污泥斗上底部表面面积，此处取7.57.5=56.3m2； 为污泥斗下底部表面面积，此处取1m1m=1m2； h为污泥斗高度，此处取2m，排泥管管径：DN400mm，每日进行1次排泥。采用型号HJG-7。3.5过滤设备的设计3.5.1滤池尺寸设计 滤速，冲洗时间为6min。 滤池总面积 (3-28) F滤池总面积（）; Q设计水量（）； v设计滤速（m/h）； 滤池每日的实际工作时间（h）； 滤池每日的工作时间（h）; 滤池每日冲洗后停用和排放初滤水的时间（h），一般不用考虑； 滤池每日冲洗时间； n每日冲洗次数； 设计中取次，不计算排放初滤水时间，； 单层石英砂滤料，取10m/h, (3-29) 每组滤池采取布置为对称双行排列，其中单格数设计为6个，则每个滤池的面积为： (3-30) 采用滤池长宽比为2，滤池的设计尺寸为9m4.5m,实际滤速 校核强制滤速 3.5.2滤池高度 (3-31) 承托层高度（m）； 滤料层厚度（m）； 滤层上水深（m），一般采用1.5-2.0m； 超高（m） ，一般采用0.3m; 配水区（m） ，采用0.8m。 设计中取3.5.3配水系统 干管流量: (3-32) 采用管径：，干管始端流速 支管中心距采用 每池支管数 根 (3-33) 每根支管入口流量 设计用管径，支管的始端流速3.5.4孔眼布置 孔眼总面积38.5=0.096=96000 ，k采用0.25%。 采用孔眼直径 每个孔眼面积 : (3-34) 孔眼总数: 个 (3-35)3.5.5洗砂排水槽 洗砂排水槽的中心距采用设5根，其总长4.5m。 每个排水量为： (3-36) 冲洗排水槽的设计断面采用三角形断面，槽中水流速度采用0.6m/s 排水槽断面的尺寸： (3-37) 砂面距离洗砂排水槽顶高度为； 保护高为0.075m，排水槽底的厚度，=0.05m，砂层的最大膨胀率e=40% ，砂层的厚度 。 洗砂排水槽总面积为： （3-38） 冲洗排水槽的面积与滤池面积比为： 符合要求。3.5.6滤池各种管渠计算（1） 总进水管设一条 进水管总流量 管中流速为1.2m/s,则进水管直径为： （3-39） 每条进水渠宽取800mm;每个滤池的进水管流量为 0.106m/s,管中水流速度为0.92m/s,则各个进水支管的管径为： （3-40）集水渠低于排水槽深度为：（2）反冲洗水总流量为： （3-41） 采用的管径为450mm,管中水流速度2.0m/s,反冲洗渠的宽度900mm。（3）清水管： 清水管的总流量0.635m/s,设计流速为1.2m/s,渠宽度600mm,每个滤池清水管的流量为0.106m/s,管中水流速度采用1.2m/s,则清水管的支管直径为： （4）反冲洗水排水 采用管径为400mm,流速1.2m/s.（5）冲洗水的供给（采用水泵机组) 冲洗泵到滤池配水系统的管路损失为0.16m配水系统水头损失3.8m ,滤料层水头损失:1.36m,安全富余水头，采用=1.5m洗水泵的最小扬程为6.8m,选择300S12A型水泵4台，三用一备。3.6消毒反应设备的设计3.6.1加氯量计算滤前的加氯量设计为1.02.0g/m3，滤后的加氯量为0.51.0g/m3。Q=4583m/h.本次设计加氯的方式采用滤前滤后，取：b滤前=1.5g/m3，b滤后=1.0g/m3 则滤前加氯量：q滤前=0.001b滤前Q=0.0011.545836.87kg/h；滤后加氯量：q滤后=0.001b滤后Q=0.001145834.58kg/h；总加氯量：q总=q滤前+q滤后=6.87+4.58=11.45kg/h。3.6.2加氯间和氯库加氯间平面尺寸为：长3.5m，宽3.0m；氯库平面尺寸为：长12.5m，宽15.4m，墙厚0.3m。加氯间设计库存20天，则库存的总量为： M=q总T=11.452420=5496kg； (3-42）选择氯瓶容量为500kg，则氯瓶的总个数： n=M500=549650011个； （3-43）3.7清水池的设计与计算3.7.1清水池容积计算清水池有效容积为： （3-44）清水池调节容积，m;消防贮备水量，按2小时室外消防用水量计算;给水处理系统生产自用水量,一般取最高日用水量的5%-10%; 安全贮备水量，为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保留一定水深的容量作为安全储量. 调节容积:110000m/d=11000m 消防容积：消防用水量按同时发生三次火灾，一次火灾用水量取80/s，连续灭火时间为2小时，. 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水： 安全贮量取； 故清水池的总容积为：3.7.2清水池的平面尺寸 清水池设计水深采用5m，超高设计为0.3m，2座清水池。 单池面积计算后得清水池的尺寸为5151m.实际有效容积13005m。3.7.3管道系统 (1)清水池的进水管径： （3-45） 滤池到清水池之间的连接管设计水流速度为0.8-1.2m/s,本设计采用1.0m/s.进水管的实际水流速度为0.99m/s。 (2)清水池的出水管考虑用户用水量的变动，清水池的出水管按最大出水流量计： 出水管管径： (3)清水池的溢流管 溢流管的直径为DN900，并在管端设置喇叭口，管上没有阀门。出口设置了网罩，目的防止虫类进入池内。 (4)清水池的排水管 管径按2小时，设计流速按1.2m/s，则排水管的管径: （3-46） 设计中取1400mm。 (5)清水池的附属设施 检修孔: 分别设置在进水管，溢流管，出水管，和集水坑附近，与此同时最好布置成对角线，不低于两个，设计孔的尺寸必须满足池内各种管配件进出要求，以及孔顶设置有防雨盖板。本次设计中清水池有两个检修孔，每个孔的直径为1000mm。检修孔上缘最好要高出水池覆土面一定距离（取300mm），目的可以防止脏水进入，检修孔还安装锁栓的盖板。把扶梯和检修孔进行配套设置，采用铁踏步，并直立靠壁进行安装，选择用较好的防腐蚀涂料。通气孔 :在清水池的顶部，有网罩，可以结合导流墙进行一定的布置，池子外面的高度有些区别，设置了14个通气孔，每个孔径160mm。在通气孔中的通气管，管道口高于池顶覆土面800mm，防止水流和一些小动物的进入。导流墙:导流的目的是水量能够有效对接，并强化了水的混合效果，对于提高消毒效率及水质有重要意义。通过在柱间的导流墙得以实习目的。导流墙顶可以砌筑到清水池的最高水位，有利于空气的流通，并可以是顶部的空气保持顺畅。在导流墙的底部，隔一定的距离设置流水孔，流水孔的底部应和池底相平,以便于排泄洗池废水,为了防止氯的腐蚀导流墙特别采用防腐材料。 覆土厚度：在上面的覆土厚度设计为0.6m,做好绿化工作，保证整体美观。3.8二级泵站设计 二级泵站的设计流量按最高日最高时的水量 时变化系数取1.5,出厂水压为30m,设计扬程按30m。3.8.1设计计算 选泵：根据流量和杨程，查给水排水设计手册（第4册），选用型号为24SA-18B单级双吸离心泵4台，三用一备，电机型号为Y500-10。水泵性能如下。 型号流量(m/h)杨程（m)转数（r/min）功率（KW)电机功率（KW)效率（m)24SA-18B324032960317.5380894.5表7水泵性能参数 二级泵站的设计尺寸30m10m，控制间长度为4m,泵轴之间的距离为4m.3.8.2水泵吸水管路 吸水管长8m,泵流量6875/3=2292m/h,管径DN=800mm,1000i=2.32.表8吸水管局部水头损失计算名称喇叭口转弯闸阀渐缩管水泵进口DN/mm1000800800600-800600数量11111局部阻力系数0.30.680.060.21.0流速m/s1.271.271.272.592.59 水泵吸水管的水头损失为： （3-47) 水泵的安装高度为： (3-48) 考虑到安全取3.9m。 水泵轴心标高为： 室外地面标高为24.5m,二级泵站室内地面低于室外2.5m,二泵房设计为半地下室。3.8.3水泵压水管路压水管管径DN=600,，1000i=10.7。表9压水管局部水头损失计算名称渐扩管闸阀闸阀止回阀DN350-6001200600600数量1111局部阻力系数0.30.050.061.7流速5.31.52.262.26 经计算水泵的压水管水头损失为：3.6m。3.8.4泵房高度 选用LH6t电动式双梁桥式起重机，泵站距离地面上的高度为： 其中行车梁的高度是a，重钩中心到行车梁底的距离为c，起重钩对应的垂直距离为d，电机的宽度为1130mm,为1260mm,所需要吊的距离泵站平台的距离h为200mm,n取100mm。泵房的地面下高度为则泵房高度为2.5+4.314=6.814m。3.8.5附属设备 真空泵：抽气流量经计算为: ， (3-49) 选SZ-2型真空泵。排水泵选1台2BA-6A型泵。3.9配水井、吸水井的设计3.9.1 配水井尺寸配水井水力停留时间 t=2.5min配水井容积 V=Qt=1100002.5/24/60=191m3A=LB=6m6m=36m2 有效水深 H=6m。3.9.2 吸水井尺寸吸水喇叭口的直径为1000mm,喇叭口的淹没水深0.6D=600mm；吸水喇叭口距离井底为0.8D=800mm,喇叭口与井壁之间