絮凝加斜管沉淀池及V型滤池和活性炭滤池城市给水厂毕业设计计算书

1、X X 工 业 大 学毕业设计说明书 作 者： XXX 学 号： XXXXXX 学 院： XX工业大学 系(专业)： 给水排水工程专业 题 目： 北方某城市给水厂工程设计 指导者： XX 讲师 评阅者： 2016 年 12 月 18 日毕业设计（论文）中文摘要北方某城市给水厂工程设计摘要：本设计为北方某给水厂工程设计，地点在包头市。包头本身有一个给水厂，但是不能满足现在的居民生活和生产要求，所以亟需新建水厂。净水厂原水来自黄河水，黄河沿包头市区南部流过，水量丰富，是包头市工农业生产的主要水源。有部分指标超标分别为化学需氧量、总铁、氨氮、贡、大肠菌群和总磷。选择合适的处理工艺对给水处理非常重要，

2、传统的给水处理一般流程为混凝、絮凝、沉淀、过滤和消毒。根据水质特点本设计采用预沉淀清除浊度，然后再采用混凝、絮凝沉淀和过滤。为了去除一些有机物和汞在过滤后又加了一个活性炭过滤，然后再消毒，最后要满足服务水头供到供水管网。关键词：混凝、絮凝、沉淀、过滤毕业设计（论文）外文摘要Title North of a city water plant project design AbstractThe design was the northern water treatment plant engineering design, in Baotou City, Baotou has a water t

3、reatment plant, but it can not meet the living and production requirements, so the new water treatment plant need to builded urgent. Water treatment plant raw water is from the Yellow River, the south of the city of Baotou along the Yellow River,and the Yellow River water volume was in rich,was the

4、main source of water for industrial and agricultural production in Baotou City. There are some indicators exceeded chemical oxygen demand, total iron, ammonia, and Kung, coliform bacteria and total phosphorus.Select the appropriate treatment process to water treatment is very important, traditional

5、water treatment processes was coagulation, flocculation, sedimentation, filtration and disinfection. According to the water quality characteristics of this design pre-sedimentation clear turbidity, then by coagulation, flocculation and sedimentation, and filtration.To remove organic matter and mercu

6、ry add an activated carbon filter after the filterand then disinfected, and finally to meet the service head for to the water supply pipe network.Keywords：Coagulation, flocculation, sedimentation, filtration目 次1. 绪论11.1 前言11.2 工程概况12. 方案比较22.1 原水资料22.2 构筑物比较22.2.1 混凝和沉淀22.2.2 澄清池42.2.3 过滤池52.2.4 消毒5

7、3. 给水工艺的选择64. 工艺设计的相关计算84.1 一级泵站84.1.1 扬程计算84.1.2 选泵94.1.3 机组基础尺寸的确定94.1.4 压水管的设计94.1.5 泵机组及管路布置104.1.6 吸水管路和压水管路的水头损失计算104.1.7 泵房筒体高度的确定114.1.8 附属设备的选择124.1.9 泵房建筑高度的确定124.1.10 泵房平面尺寸的确定134.2 平流式沉砂池134.3 混凝剂投配设备的设计144.3.1 溶液池144.3.2 溶解池154.3.3 投药管154.3.4 混合设备的设计15（1）设计流量16（2）设计流速16（3）混合单元数16（4）混合时间

8、16（5）水头损失16（6）校核GT值164.4 机械絮凝池164.5 斜管沉淀池194.5.1 设计水量194.5.2 沉淀池面积194.5.3 池体高度204.5.4 复核管内雷诺数及沉淀时间204.5.5 配水槽214.5.6 集水系统214.5.7 排泥224.6 V型滤池224.6.1 设计参数224.6.2 池体尺寸234.6.3 反冲洗管渠系统244.6.4 滤池管渠的布置264.6.5 冲洗水的供给（反冲洗水选用水泵供水）294.7 普通滤池型活性炭滤池334.7.1 设计参数334.7.2 滤池面积及尺寸334.7.3 滤池高度344.7.4 大阻力配水系统344.7.5 冲

9、洗排水槽354.7.6 管渠计算35冲洗水箱374.8 加氯间374.9 清水池384.10 送水泵站394.10.1 选泵394.10.2 水泵吸水管水头损失404.10.3 水泵压水管水头损失414.10.4 泵房高度414.10.5 水泵房内设备424.10.6 选择真空泵424.10.7 排水泵424.10.8 吸水井424.11 污泥处理424.11.1 回流调节池及回流泵房434.11.2 污泥调节池444.11.3 污泥浓缩445 给水处理的总体布置465.1 水厂平面布置465.1.1 水厂的基本组成包括两部分：465.1.2 水厂平面布置的要求：465.1.3 水厂绿化布置：

10、475.1.4 水厂平面布置：475.2 水厂高程布置485.2.1 各构筑物之间损失的计算48结 论50参 考 文 献51致 谢521. 绪论1.1 前言水是人类赖以生存和发展的物质基础，饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。很多饮用水都遭到不同程度的污染，尤其是工业发达的城市，所以越来越重的任务就交给给水厂，要保证饮用水达到安全饮用标准就越来越需要给水厂努力。保障饮水安全、维护人的健康生命是当前经济社会发展对水利工作的第一需要，而随着科技和工业发展水平的提高水污染问题也越来越严重。饮用水水质标准是评价饮用水质量优劣程度和供水企业供水水质好坏程度的尺度，也是评价人类生活水平的标准。总

11、而言之给水厂的设计和任务都是及其重要和艰巨的，要学习好设计的内容对我们和人民都是至关重要的。1.2 工程概况包头市位于内蒙古自治区西部，北依大青山，南临黄河，依山面水，历史悠久，地势优越，交通方便，矿产资源丰富，是闻名中外的草原钢城。包头市由五个市区（昆都仑区、青山区、东河区、九原区、万水泉区）、两个矿区（白云区、石拐区）、三个农牧业旗县（固阳县、土默特石旗、达茂旗）组成。2006年市区用地27768平方公里，全市人口245.76万人。2010年全市人口将达到270万。包头市是我国钢铁、稀土、机械工业基地之一，城市性质为：“是以冶金、稀土、机械为主的综合性工业城市，是内蒙古中西部的经济中心。”

12、目前市内已有的水厂，总供水能力为50万m3/d。城市化的进程，包头市内已有的水厂将不能满足居民的生活和生产要求，亟需新建水厂：新建水厂规模为17万m3/d。本次设计是根据新建水厂的水质特点做基本工艺流程设计和参数计算。本次设计原水取自黄河水，属高浊度水，这是这次设计的主要问题，另外还有一些水中微量物超标和不满足饮用水标准的物质。水厂流程为主要处理超标物质2. 方案比较2.1 原水资料净水厂原水来自黄河水，黄河沿包头市区南部流过，水量丰富，是包头市工农业生产的主要水源。包头城区沿黄河的三个集中取水口上游100米处及废污水产入黄口下游1000米黄河干流，21个监测项目有6项超过地表水环境质量III

13、类标准，分别为化学需氧量、总铁、氨氮、贡、大肠菌群和总磷。项目单 位数 据标准值项 目单位数 据标准值色度度20015锰mg/L0.1800.1嗅味无无铜mg/L0.261.0浑浊度度3405硫酸盐mg/L10.9250pH/6-9镉mg/L0.00010.005总硬度mg/L179（以CaCO3计）450（以CaCO3计）细菌总数个/mL3789100铁mg/L0.250.3大肠杆菌个/L26573氯化物mg/L6.7250粪大肠菌群个/L2610000CODMn mg/L5.06.0氨氮mg/L1.251.0由上表及以上综述可知原水水中色度、浊度、化学需氧量、锰、汞、细菌总数、大肠杆菌、氨

14、氮和磷均超标。2.2 构筑物比较2.2.1 混凝和沉淀天然水中含有各种悬浮物、胶体、和溶解物等杂志，使水呈现浊度、色度、臭和味等。杂质按其尺寸大小可分悬浮物、胶体颗粒及溶解物。天然水中的胶体微粒大多数属粘土类带负电荷的胶体。水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶体脱稳而相互聚结，或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶体被吸附粘结。混凝处理过程包含了凝聚和絮凝二阶段，凝聚阶段形成较小的微粒，再通过絮凝以形成较大的絮粒。在絮粒形成过程中，不但能吸附悬浮颗粒，还能吸附一部分细菌和溶解物质。絮粒可在一定的沉淀条件下从

15、水中分离，沉降出来。水泵混合是将混凝药剂投加到原水泵之前吸水管或吸水喇叭口出，利用水泵叶轮高速旋转产生的涡流而达到混合的目的的一种混合方式。优点是：设备简单；混合充分，效果较好；不另消耗动能。缺点：吸水管较多时，投药设备要增加，安装、管理较麻烦；配合加药自动控制较空难；G值相对较低。机械混合是水体通过机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的的过程。优点：混合效果好；水头损失较小；混合效果基本不受水量变化影响。缺点：需耗动能；管理维护较复杂；需建混合池。隔板絮凝池指的是水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程的构筑物。隔板絮凝池通常用于大中型水厂，因为水量过小时，隔板间距过狭不便施工和维修。

16、隔板絮凝池优点是构造简单，管理方便。缺点是流量变化大者，絮凝效果不稳定，与折板及网格式絮凝池相比，因水利条件不甚理想，能量消耗（即水头损失）中的无效部分比例较大故需较长絮凝时间，池子容积较大。机械絮凝池指的是通过机械带动叶片而使液体搅动以完成絮凝过程的构筑物。该池是通过叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动，也可以作上、下往复运动，目前我国多采用旋转方式。机械搅拌絮凝式分为水平轴式及立轴式两种。叶片多采用条形浆板，也有网浆形式。一般可采用多级串联方式，大型水厂则采用分级搅拌方式。絮凝时间一般采用1520min，内设34挡搅拌机。机械搅拌絮凝池的优点是，絮凝效果良好，不受水量变化的影响以及水头

17、损失小，可适用于各种型式的沉淀池。如配上无级变速转动装置，则更易使絮凝达到最佳状态，国外应用较为普遍。沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一 端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。 平流沉淀池利用悬浮颗粒的重力作用来分离颗粒的设备成为沉淀池。平流沉淀池是使用最早的一种沉淀设备，由于它结构简单

18、、运行可靠，对水质适应性强，故目前仍在采用。优点：处理水量大小不限，沉淀效果好；对水量和温度变化的适应能力强；平面布置紧凑，施工方便，造价低。缺点：进、出水配水不易均匀；多斗排泥时，每个均需要设置排泥管（阀），手动操作，工作复杂，采用机械刮泥时容易锈蚀。斜板沉淀池，主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。2.2.2 澄清池澄清池是一种将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。在澄清池中，沉泥被提升起

19、来并使之处于均匀分布的悬浮状态，在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层，该层悬浮物浓度约在310g/L。原水在澄清池中由下向上流动，泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。当原水通过活性污泥层时，利用接触絮凝原理，原水中的悬浮物便被活性污泥渣层阻留下来，使水获得澄清。清水在澄清池上部被收集。机械搅拌澄清池利用机械使水提升和搅拌，促使泥渣循环，并使水中固体杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀的水池。优点：处理效率高，单位面积产水量较大；适应性较强，处理效果较稳定；采用机械刮泥设备后，对高浊度水处理也有一定的适应性。缺点：需要有一套机械搅拌设备内；投资成高；维护较麻烦。水力循环澄清池，利用原水

20、的动能，在水射器的作用下，将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合，从而加强了水中固体颗粒间的接触和吸附作用，形成良好的絮凝，加速了沉降速度使水得到澄清。优点：无机械搅拌设备，无转动部件；构造较简单。缺点：混凝剂用量较大，水头损失较大；对水质、水温变化的适应性较差；由于靠水流动的动力循环，出力受到限制。2.2.3 过滤池过滤的目的，有的用来去除水中的悬浮物，以获得浊度更低的水；有的是用来去掉污泥中的水，以获得含水量较低的污泥。V型滤池过滤，优点：采用的是均粒滤料，含污能力很高；气水反洗、表面冲洗结合，反冲洗的效果比其它滤池的好； 反冲洗布气布水均匀； 单个池子的面积很大； 可适用于各种水厂，特别是大

21、型中型的水厂。缺点：池体的结构复杂，滤料较贵；增加了反冲洗的供气系统；产水量大时，比同规模的普通快滤池基建投资造价要高。普通快滤池，单层滤料优点：(1)运行管理可靠，有成熟的运行经验；(2)池深较浅。缺点；(1)阀门比较多；(2)一般大阻力冲洗，需要设有冲洗设备。双层滤料优点：(1)滤速比单层的高；(2)含污能力较大(约为单层滤料的1.52.0倍)，工作周期较长；(3)无烟煤做滤料易取得，成本低。缺点：(1)滤料径粒选择较严格；(2)冲洗时要求高，常因煤粒不符合规格发生跑煤现象；(3)煤砂之间易积泥。2.2.4 消毒室外给水设计规范规定，生活饮用水必须消毒。消毒工艺可根据原水水质和处理要求，采

22、用滤前及滤后消毒，也可仅采用滤前（包括沉淀前）或滤后消毒。采用氯前消毒可延长氯的接触时间，有利于杀死水中微生物，防止藻类生长，清洁滤砂和降低水的色度等。通过消毒后，生活饮用水的细菌含量和余氯量应符合国家生活饮用水卫生规范的规定。液氯消毒，采用氯消毒经济有效，且余氯具有持续消毒作用。但当水源受污染，有机物含量较多时，采用液氯消毒将导致许多有机氯物的产生。优点：具有持续消毒作用；价值成本较低；操作简单，投量准确；不需要庞大的设备。缺点：原水有机物高时会产生有机氯物；原水含酚时产生氯酚味；氯气有毒，使用时需注意安全，防止泄露。折点加氯法，当水中有机物主要为氨和氮化物，其实际需氯量满足后，加氯量增加，

23、余氯量增加，但是后者增长缓慢，一段时间后，加氯量增加，余氯量反而下降，此后加氯量增加，余氯量又上升，此折点后自由性余氯出现，继续加氯消毒效果最好，即折点加氯。原因：当余氯为化合性氯时，发生反应，使氯胺被氧化为不起消毒作用的化合物，余氯会逐渐减小，但一段时间后，消耗氯的杂质消失，出现自由性余氯时，随加氯量增加，余氯又会上升。优点：当原水受严重污染，它能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物含量，提高混凝效果。缺点：水中有机污染物与氯生成三卤甲烷，必须预处理或深度处理。对饮用水的消毒二氧化氯是净化饮用水的一种十分有效的净水剂，其中包括良好的除臭与脱色能力、低浓度下高效杀菌和杀病毒能力。二氧化氯用于

24、水消毒，在其浓度为0.5-1mg/L时，1分钟内能将水中99%的细菌杀灭，灭菌效果为氯气的10倍，次氯酸钠的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯还有杀菌快速，PH范围广（6-10），不受水硬度和盐份多少的影响，能维持长时间的杀菌作用，能高效率地消灭原生动物、孢子、霉菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三卤甲烷，能将许多有机化合物氧化，从而降低水的毒性和诱变性质等多种特点。3. 给水工艺的选择方案一：原水预沉淀机械搅絮凝池斜管沉淀池V型滤池活性炭滤池消毒清水池方案二：原水预沉淀机械搅拌澄清池普通快滤池活性炭滤池消毒清水池机械絮凝池是通过叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动

25、，也可以作上、下往复运动，目前我国多采用旋转方式。一般可采用多级串联方式，大型水厂则采用分级搅拌方式。絮凝时间一般采用1520min，内设34挡搅拌机。机械搅拌絮凝池的优点是，絮凝效果良好，不受水量变化的影响以及水头损失小，可适用于各种型式的沉淀池。如配上无级变速转动装置，则更易使絮凝达到最佳状态，国外应用较为普遍。斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。机械搅拌澄清池优点：处理效率高，单位面积产水量较大；适应性较强，处理效果较稳定；采用机械刮泥设备后，对高浊度

26、水处理也有一定的适应性。缺点：需要有一套机械搅拌设备内；投资成高；维护较麻烦。由于本设计属于大型给水厂，所以选用絮凝池和沉淀池。普通快滤池管配件及阀门较多，操作较V型滤池复杂。V型滤池增加了供气设备，提高了基建投资，增加了维修工作量。V型滤池池型结构相对复杂得多，尤其是配水配气系统精度要求高，新建时增加施工难度;单池面积平均比普通滤池单池面积大，但因中间的排水槽占了很大一部分面积而并未充分利用，导致实际过滤面积比单池面积小。V型滤池运行自动化程度较高,管理方便。运行自动化程度较高，管理方便。待滤水浊度和水温是影响滤池过滤效果的最重要因素，V型滤池对浊度的去除效果优于普通快滤池。气水反冲洗可节约

27、大量的自用水及电耗。将快滤池的水反冲洗改为气水反冲洗是节能降耗的重要措施，也是提高水厂自动化水平的重要途径。快滤池在超表面负荷的情况下运行仍比较稳定，且出水浊度满足标准要求，为水厂的挖潜增效，提供了参考，但必须对其处理极限进行研究。对于黄河水V型滤池更适合。包头市的某水厂是取自黄河水，黄河水属于高浊度水，所以需要预沉，去除浊度和色度。混凝沉淀是加入混凝剂去除水中一些杂质颗粒以及锰，本设计采用活性炭滤池，可以吸附汞、磷和有机物，最后采用折点加氯去除水中的氨氮、大肠杆菌和细菌总数。选择方案一。工艺说明：预沉淀作用是因为本水源为黄河水属于高浊度需要水除浊度和沉淀一些杂质颗粒，絮凝是加入混凝剂与水中胶

28、质颗粒结合成大的絮状物便于沉淀，之后进行沉淀，然后在过滤水中没有沉淀完的杂质，活性炭滤池是为了吸附汞、磷和有机物，最后采用折点加氯去除水中的氨氮、大肠杆菌和细菌总数。4. 工艺设计的相关计算4.1 一级泵站 扬程计算水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%10%，本设计取8%，则设计供水量：Q=(1+a)Qd=171.08=183600m3/d=2.125m3/s (其中a为自用水系数)一级泵站输水管到清水池管道水损估计（都取最大损失）：各个构筑物（平流沉砂池

29、到清水池）水损估计（都取最大损失）：清水池（水厂调节性构筑物）水面标高：=1014.97m泵后调节性构筑物水面高度：1014.97+2.7+5=1022.67m从水源到吸水井输水管路水头损失：1.15003.9110-3=2.15m吸水井最低水面到净水厂处理构筑物的高度：一级泵站泵的扬程式中-富余水头损失吸水管水头损失（按最大值估算）输水管水头损失（按最大值估算） 选泵根据扬程和设计水量确定水泵，选用查表选用24SA-18型水泵4台（三用一备）。水泵详细见表1和表2表1 水泵性能型号流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)轴功率(kW)电动机功率(kW)效率(%)汽蚀余量(m)叶轮直

30、径D2（mm）24SA-18324032960317.5380897.4550根据24SA-18型水泵的要求选用JRQ1410-4电动机（380kw，效率89%，叶轮名义直径550mm，电动机的重量3500kg，泵重3300kg）。4.1.3 机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，可知道此种机组属于小中型不带底阀的泵机组，则有基础长度：L4484mm基础宽度：B1760mm计算出24SA-18型水泵机组基础平面尺寸为4484970，机组总重量WWpWm(3500+3300)9.8N66640N基础深度H可按下式计算： 式中 L基础长度，L4.484m； B基础宽度，B=1.76m； 基础所用材料

31、的容重，对于混凝土基础来说，23520N/m3基础实际深度连同泵房地板在内取为1.55m4.1.4 压水管的设计 每台水泵有单独的吸水管与压水管 1）吸水管 已知水泵设计流量Q1Q/3=2550m3/h0.708 m3/s查手册，采用DN800钢管，则V=1.41m/s，1000i2.862）压水管 查手册采用DN600钢管，则V2.43m/s，1000i12.0 泵机组及管路布置由于所选泵为侧向进水，竖向出水，因此水泵应纵向布置，电机的功率大于55kw，相邻泵组直接的间距只少为1m，电机距离侧墙只是为3m。为了便于水泵吸水管吸水，吸水管上安装有偏心大小头。管材通通用钢管，耐压，可以焊接，密封

32、性好。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置成两排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时应予以说明。每台水泵有单独得吸水管，吸水管与压水管采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来。水泵压水管上设有（Dx7k41X-10）型蓄能器式液控缓闭蝶阀和（D371X（H、F）型涡轮式传动对夹式蝶阀，吸水管上设（Z941T-10）型明杆楔式手动闸阀。泵房面积由于考虑了吸水井喇叭口与吸水井各个方向上的最小的距离，泵机室有足够的长度布置吸压水管上的管道附件。两条DN1000输水管用2个DN1000电动对夹式蝶阀（D971X(H、F)。4.1.6 吸水管路和压水管路的水头损失计算（

33、1）吸水管路中水头损失hshshfs+hls 式中 1吸水管进口喇叭口局部阻力系数，10.1；2DN800闸阀局部阻力系数，按开启度=考虑，20.15；故 hshfs+hls=0.0034+0.0253=0.029m（2）压水管路的水头损失hdhd=hfd+hld 式中 3DN600钢制45弯头，30.51；4DN600液控蝶阀，40.15；5 DN 600伸缩接头，5= 0.21 6DN600手动蝶阀，60.15；7DN600钢制90弯头，70.67；8DN6001000渐放管，80.45；9DN1000钢制斜三通，9=0.5；10DN1000钢制正三通，101.5；11DN1000蝶阀，1

34、10.15。故 hd=0.321.501.82m从水泵吸水口到输水干管上切换闸阀间的全部水头损失为：hhs+hd0.0291.821.85m所以泵的实际扬程为：由此可见初选的泵机组符合要求。4.1.7 泵房筒体高度的确定为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。吸水间最低动水位标高为1012.48-2.15=1010.33m（2.15m为输水管水头损失），为保证吸水管吸水，还根据取吸水管的中心标高为1008.50m（吸水喇叭口上缘的淹没深度为1010.331008.50（D/2）1.53m）。取吸水

35、管中心距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为1008.50-(0.60/2+0.7）1007.50m。洪水位标高为1017.55m，考虑2.0m的浪高，则操作平台标高为1017.55+201019.55m。泵房筒体高度为：H1019.551007.5012.05 m4.1.8 附属设备的选择（1）起重设备最大起重量为用JRQ1410-6电动机重量Wm3500kg，最大起吊高度见平台上建筑高度的确定为12.05+2=14.05米。故选用LDH型电动单梁环形轨道起重机（起重量为5t，跨度为22.5m，起重高度为24m）由于重量大于2吨，选用型号为CD2-24D的电动葫芦。（2）引水设备水泵是自灌

36、式工作，不需要引水设备。（3）排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后抽回到吸水间去。取水泵房的排水量一般按2040m3/h考虑，排水泵的净扬程18m考虑，水头损失大约5m，故总扬程在23m左右，可选用IS65-50-160A型离心泵（Q1528m3/h，H2722m，N3KW,n=2890 r/min）两台，一台工作，一台备用，配电机Y100L-2。 （4）通风设备由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T3511型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，风量10

37、127m3/h，叶片角15，配套电机YSF-8026，N0.37kw）。（5）计量设备在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。4.1.9 泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为12.05m，操作平台以上的建筑高度，根据平台上汽车高度2m，设备中最高的为水泵1.48m，电动葫芦的高度0.93m，起重机梁高0.82m，起重绳垂直长度2m。所以，平台到吊车梁底板距离为7.23m。吊车梁到到天花板距离大于0.1m，平台天花板距离取8米。所以泵房总高度为19米 泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手

38、册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房尺寸为29960mm20940mm。4.2 平流式沉砂池（1）长度：设v=0.020m/s，t=30min L=vt=0.0203060=36m（2）水流断面面积： （设置2个池子）（3）池总宽度：设有效水深h2=1.5m，池总宽度：设n=8格，每格宽 （4）沉砂斗所需容积：设T=2d （5）每个沉砂斗容积：设每一分格有两个沉砂斗，每个沉砂斗容积 （6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55，斗高。沉砂斗上口宽： 沉砂斗容积：（7）沉砂池高度：采用重力排沙，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，（8）池总高度：设池

39、超高h1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+1.5+0.512=2.312m4.3 混凝剂投配设备的设计图4-1 药剂混合过程 溶液池溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算：式中 溶液池容积，； Q处理水量，；a混凝剂最大投加量，mg/L；c溶液浓度，取10%；n每日调制次数，取n3。代入数据得：溶液池设置两个，每个容积为，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H11.0m，总深HH1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m。溶液池形状采用矩

40、形，尺寸为长宽高4.1m2m1.3m。 溶解池溶解池容积：溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，则：面积FW1/H1边长aF1/21.91m；取边长为2m。溶解池深度HH1+H2+H3 （式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）1.0+0.2+0.11.3m和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。4.3.3 投药管投药管流量查水力计算表得投药管管径d20mm，相应流速为0.78m/s。4.3.4 混合设备的设计在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反

41、应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，构造如图2所示。本设计选用聚合硫酸铁作为絮凝剂。图4-2 管式静态混合器（1）设计流量Q=18.37万m3/d=7650m3/h=2.125m3/s（2）设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.08m/s，则管径

42、为：采用D=1500mm，则实际流速v=1.084m/s（3）混合单元数按下式计算取N=2，则混合器的混合长度为：L=1.1ND=1.121.5=3.30m（4）混合时间（5）水头损失（6）校核GT值（属于7001000s-1，符合要求），水力条件符合要求4.4 机械絮凝池设计流量为183600m3/d，设计4个池子，每个池子的设计流量为45900m3/d=1913m3/h，每个絮凝池分为3格。（1）絮凝池尺寸：絮凝时间为20min，容积为： 根据水厂高程系统布置，水深H取3.8m，采用三排搅拌器，则水池长度：LaZHL=1.333.8=15m池子宽度： 图4-3 机械絮凝池剖面图（2）搅拌器

43、尺寸：每池采用3排搅拌器，每排上采用3个搅拌器，每个搅拌器上有4块叶片。搅拌器之间的净距和与距离池底为0.15m。每个每个搅拌器长：搅拌器外缘直径为：D=3.8-20.15=3.5m桨板叶片宽度采用0.2m，每根轴上桨板总面积为：3.50.243=8.4m水流截面积为：11.23.8=42.56m2桨板总面积占水流截面积的20%。（3）每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率：各排叶轮桨板中心点线速采用v1=0.5m/s，v2=0.35m/s，v3=0.2m/s叶轮桨板中心点旋转直径为： D0=3.5-0.2=3.3m。叶轮转数及角速度分别为：第一排： 第二排： 第三排： 桨板宽长比，查表的第一

44、排每个叶轮所消耗的功率：用同样的方法，可求得第二、三排每个叶轮所耗功率分别为0.058、0.011kW（4）电动机功率：第一排所需功率为第二排所需功率为第三排所需功率为设三排搅拌器合用一台电动机，则絮凝池所耗总功率N0为电动机功率（取）：（5）核算平均梯度值G值及GT值（按水温20计，=10210-6kgs/m2）：第一排：第二排：第三排：反应池的平均梯度：GT=332060=3.96104经核算，G值和GT值均较合适。4.5 斜管沉淀池采用上向流斜管沉淀池，水从斜管底部流入，沿管壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。斜管材料采用厚0.4mm蜂窝六边形塑料板，管的内切圆直径d=30mm，长l=

45、1000mm，斜管倾角=60，沉淀池和絮凝池合建，池宽B取11.2m。如下图3所示，斜管区由六角形截面的蜂窝状斜管组件组成。斜管与水平面成60角，放置于沉淀池中。原水经过絮凝池转入斜管沉淀池下部。水流自下向上流动，清水在池顶用穿孔集水管收集；污泥则在池底也用穿孔排泥管收集，排入下水道。图4-4 斜管沉淀池剖面图 设计水量斜管沉淀池也设置4组，每组设计流量Q=0.531m3/s，表面负荷取q=9m3/(m2h)=2.5mm/s 沉淀池面积1） 清水区有效面积2)沉淀池初拟面积F斜管结构占用面积按5计，则F=1.05F=1.05212.4=223.02m2初拟平面尺寸为LB=19.91m11.2m

46、3)沉淀池建筑面积F建斜管安装长度考虑到安装间隙，长加0.07m，宽加0.1m L=L1 +L2 +0.07=19.91+0.5+0.07=20.48m取21mB=B1+0.1=11.3m，取B=11.3mF建=LB=2111.3=237.3m2 223.02m2，符合要求。4.5.3 池体高度保护高 h1=0.5m；斜管高度 ；配水区高度 h3=1.5m；清水区高度 h4=1.2m；池底穿孔排泥槽高 h5=0.8m则池体总高为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+0.87+1.5+1.2+0.8=4.87m 复核管内雷诺数及沉淀时间1)管内流速v0：2)斜管水力半径R：R=d/4=0.7

47、5cm3)雷诺数Re：4)管内沉淀时间t：4.5.5 配水槽配水槽宽b=1m4.5.6 集水系统（1) 集水槽个数n=5（2) 集水槽中心距a=L/n=21/5=2.24m（3) 槽中流量q0 = Q/n=0.531/5=0.1062m3/s（4) 槽中水深H2槽宽b=0.9q0 0.4=0.90.10620.4=0.37m起点槽中水深0.75b=0.28m，终点槽中水深1.25b=0.46m为方便施工，槽中水深统一按H2=0.46m计。（5) 槽的高度H3集水方法采用淹没式自由跌落。淹没深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，则集水槽总高度为H3= H2+0.05+0.05+0

48、.15=0.71m（6) 孔口计算a.所需孔口总面积由 得 式中 q0集水槽流量，m3/s；流量系数，取0.62；孔口淹没水深，取0.05m；所以，b.单孔面积孔口直径采用d=30mm，则单孔面积c.孔口个数n=/0=0.173/0.0007=248(个)d.集水槽每边孔口个数nn=n/2=124(个)e.孔口中心距离S0S0=B/50=21/124=0.169m 排泥采用穿孔排泥管，沿池长（B=21m）横向铺设7条V形槽，槽宽1.0m，槽壁倾角450，槽壁斜高1.5m，排泥管上装快开闸门。4.6 V型滤池 设计参数设计流量Q=183600m3/d=2.125m3/s。设计两组滤池，每组设计流

49、量Q1=Q/2=183600/2m3/d=91800m3/d=1.63m3/s；滤速v=12m/h，强制滤速17m/h；采用先用空气反冲，然后用气水同时反冲，最后再用水反冲的操作方式。第一步气冲冲洗强度；第二步气水同时反冲洗强度，；第三步单独水冲洗强度；表面扫洗用原水，冲洗强度去；冲洗时间共计t=12min=0.2h，第一步冲洗时间；第二步气水同时反冲洗时间；第三步单独水冲洗时间；冲洗周期T=48h。图4-5 V型滤池剖面示意图4.6.2 池体尺寸（1）滤池工作时间（未考虑排放初滤水）（2）滤池面积，取F=640m2为了节省占地，选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽=4m，单格长=10m，面

50、积40m2，8座，每座面积80m2，总面积392m2。（3）校核强制滤速满足要求。（4）滤池高度的确定。根据设计规范及实际情况，取滤池滤板下布水区高度H1=0.8m；滤板厚H2=0.13m；滤料层厚H3=1.2m；滤层上的水深H4=1.4m；滤池超高H5=0.5m。则：（5）水封井的设计。滤池采用单层加厚均质滤料，粒径0.961.35mm，不均匀系数为1.21.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算式中： 水流通过滤料层的水头损失，；水的运动黏度，2/s，20时为0.01012/s；g重力加速度，9812/s；滤料孔隙率，取0.5；与滤料体积相同的球体直径，根据厂家提供数据，取为0.1滤层

51、厚度，100v滤速，v=12m/h=0.33m/s滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.750.80，取0.8根据经验，滤速为812m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为3050，计算值比经验值低，取经验值的底限30位清洁滤料层的过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失0.22m，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时的水头损失为。为了保证正常过滤时池内液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2m2m。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：因为每座滤池过滤水量：=vf=1280=960m3/h=0.27 m3/s所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式Q=计

52、算得：冲洗完毕清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.52+0.175=0.695m4.6.3 反冲洗管渠系统采用气水反冲洗的长柄滤头配水配气系统（适用于各种冲洗方式，水冲洗时滤料不膨胀）。（1）反冲洗用水流量的计算。反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为5L/(m2s)=f=580=400L/s=0.40m3/s=1440m3/hV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：=f=0.001980=0.15m/s（2）反冲洗配水系统的断面计算。配水干管进口流速应为1.5m/s左右。配水干管的截面积：=/=0.40/1.5=0.27m2反冲洗配水干管采用钢管，DN800，流

53、速1.37m/s，反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管流速为1.01.5m/s，取=1.0m/s。则配水支管的截面积：此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共计40个，孔中心间距0.6m，每个孔口面积：=0.40/40=0.01m2每个孔口尺寸取0.090.09m2。反冲洗水过孔流速：满足要求。（3）反冲洗用气量Q反气计算。反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气流量计算，这时气冲强度为15L/(s.m2)=f=1580=1200L/s=1.20m3/s（4）配气系统的断面计算。配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积反冲洗配气干管采用钢管，DN600，流速4.48m/s，反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同共计40个，反冲洗用空气通过布气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速为10m/s左右，配气支管的截面积=/=1.20/10=0.12m2每个布气小孔面积：孔口直径：每孔配气量：（5）气水分配渠的断面设计。对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时，亦即要求气水同时反冲洗时的气水分配渠断面