（学士）某建筑工程学院杨村供水厂工艺设计

1、杨村供水厂工艺设计（10万m3/d）- PAGE 65 -第一部分 总论第一章 设计要求、目的及任务1-1设计要求及目的（1）通过本给水厂的设计，熟悉并掌握给水工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行工艺设计；（2）对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计；（3）掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。1-2设计任务（1）取水工程水源选择、取水方案及位置的确定、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。（

2、2）输水工程输水管道工程的设计计算并绘图。（3）给水处理工程净水厂厂址选择、水处理方案的比较与选择、建构筑物型式、尺寸及设备选择计算并绘图。第二章 原始资料2-1水厂规模10万t/d2-2原水水质资料水源拟采用海河水，经专家论证，海河水目前尚未被污染，且水量也有进一步开采的余地，故而采用海河水为水源。具体，各项指标见下表表1表2-1水质分析结果 表2-1指标maxmin平均指标maxmin平均温度/05氰0.002/色度1805砷0.001/浊度/450汞/PH/6.9Cr6+0.030.0010.007硬度1106680铅0.080.0020.008Fe2+0.200.010.08NH-N0

3、.030.020.07Mn2+0.050.0020.009BOD/铜/COD1/锌/大肠杆菌28930氟0.080.030.06细菌总数48202-3厂区地形新建水厂位于杨村西南的海河东岸边，距河岸100米，地势平坦，厂区平均海拔高度3.4米。2-4工程地质及地震资料地质结构主要为亚粘土层、粘土层、软塑亚粘土层。亚粘土层埋藏于地下0.5米以下，厚度0.511.5米，粘土层埋藏于地下0.50.8米，厚度0.50.8米，软塑亚粘土埋藏于地下2.58.0米，厚度1.45.0米。地震裂度按8度考虑。2-5水文资料（1）水位 历年平均 3.0m; 历年最高（）： 4.8m; 历年最低（）：2.2m（取水

4、点河床标高 0.5m）。（2）流量历年平均：1.6万m3 /s 历年最高：2.5万m3/s 历年最低：0.8万m3/s（3）流速取水点最大端面平均流速：.6m/s取水点最小端面平均流速： 2.5m/s（4）含砂量平均含砂量：0.45kg/m3最大含砂量：1.04kg/m3最小含砂量：0.26kg/m32-6气象资料（1）气温 年平均： 12.6历年最高：39.5 历年最低：11.9（2）降雨量 年平均： 570mm 历年最大： 1002mm 历年最小： 300mm 日最大： 160.4mm（3）相对湿度 年平均： 57% 历年最高： 79% 历年最低： 35%（4）最大积雪深度 220mm（5

5、）最大冻土深度 700mm（6）年平均蒸发量 102 mm（7）主导风向 冬季 西北 夏季 南（8）风速历年平均： 2.8m/s最 大： 8.0m/s（9）设计地下水位地下水位在地下0.5左右（10）设计水量出水水质及水压的要求。设计水量 一期工程设计供水量：12万m3/d；二期工程设计供水量：12万m3/d。出水水质 出水水质达到生活饮用水卫生标准。水压管网最大水头损失按0.294 MPa考虑。水厂出厂水压应0.58MPa，以满足最不利点处服务水头0.28MPa的要求。城市用水逐日时变化如表2-2。表2-2 城市用水变化情况表2-2时间时变化系数时间时变化系数时间时变化系数0-11.048-

6、96.2116-174.521-20.959-105.6217-184.942-30.9510-115.2818-195.153-41.2011-125.2819-205.674-51.6512-134.9120-216.815-63.4113-144.8121-224.926-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.662-7工艺流程的确定由于出水水质要求达到饮用水水质标准 ，即符合生活饮用水卫生标准（GB574985）的规定。水厂采用地表水作为水源，拟采用工艺如下： 清水池二级泵房用户消毒剂混合机械搅拌澄清池原水混凝剂虹吸滤池图1 工艺流

7、程图2-8各构筑物形式确定及设备型号选择2-8-1取水构筑物由于该水源地处北方，冬天必然会有冰凌出现，又由于含沙量为0.45kg/m3，故而选用斗槽式取水构筑物，形式为顺流式。取水头部选用垂直向下式喇叭口取水头部。泵房内水泵选用卧式离心泵。2-8-2药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土

8、池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。2-8-3混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，采用管式静态混合器混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。2-8-4澄清池由于进水含沙量为0.45kg/m3,符合机械搅拌澄清池的适用条件。并且，机械搅拌澄清池又有处理效率高，单位面

9、积产水量大、适应性较强、处理效果稳定等优点，故而选用机械搅拌澄清池。2-8-5滤池此水厂水量为10m3d,又虹吸滤池不需大型阀门、冲洗水箱或冲洗水泵，且易于自动化管理，故而选用虹吸滤池。2-8-6消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。第二部分 各处理构筑物的设计

10、计算第一章 取水构筑物1-1斗槽计算工作室计算深度h：一般最低水位以下不小于34m，按下式计算式中 Z斗槽入口处的水位差：河水平均流速（m/s），取为0.05m/s；斗槽中水流方向与河中水流方向的分叉角（）,因为取的是顺流式，故=0；河流中冰盖最大厚度（m），取为0.05m；h1进水孔口顶至冰盖下的距离，此处为2.0m；D进水孔口直径，DN=1.5（m）；h2进水孔口底栏高度，一般采用0.51.0m，此处采用0.5m取h=4.1m宽度B式中 Q斗槽中的流量（）； 斗槽中的设计流速（）取B=2.90m长度L按潜冰上浮的要求计算：式中 k考虑涡流及紊流影响的安全系数，可采用3.0； 冰凌期最低河水

11、位时，斗槽中的水深,取为1.7（m）； 冰凌期最低河水位时，斗槽中的水流平均流速,取为0.016（m/s）； u潜冰的上浮速度，与斗槽所在的河流情况有关。宜采用0.0020.005m/s，这里采用0.003m/s按沉淀泥沙的要求计算：式中 斗槽内流速分布的不均匀系数，一般顺流式采用2.0，逆流式采用1.5； 洪水期槽中的平均流速（m/s）； 斗槽内泥沙的沉降速度（m/s）1-2取水头部:采用垂直向下式的管式取水头部第二章 药剂选择及投加方式2-1 混凝剂的选择应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。水处理工程常用混凝剂如表5-3：水处理工程

12、常用混凝剂 表21名称硫酸铝硫酸亚铁（绿矾）三氯化铁聚合氧化铝（PAC）（又名 碱式氧化铝）化学式对水温和PH的适性适用于 2040；PH=5.77.8时，主要去除水中悬浮物；PH=6.47.8时，处理浊度高、色度低的水；适用于碱度和浊度高、PH=8.511.0的水；受温度影响小 不大受温度影响，适用于PH=6.08.4温度适应性强，适用于PH=5.09.0使用条件一般都可适用，原水须有一定碱度；处理低温低浊水时，絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大时，有剩余和，影响水质处理低浊度水时，效果好于铝盐；不适于色度高和含铁量高的水；使用时，一般要把转化成适用于高浊度原水，刚配制的水溶液温度高 适用于低

13、浊、高浊、和污染的原水特点腐蚀性较小价格低，絮凝体易沉淀，易腐蚀溶液池，因此需有溶液池防锈涂料；絮凝体比重大，易下沉，易溶解，杂质少；对金属和混凝土腐蚀极大；操作方便；腐蚀性较小；应用较普遍； 据表2-3常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（）作为水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。2-2 混凝剂投量的计算 由于原水的浑浊度及当地的气温条件的不同，其适用的混凝剂药剂和最佳用量也不同。设计中采用聚合氯化铝，根据原水水质，最大投药量取=51.4mg/L。最低为6.7mg/l，不

14、需投加助凝剂。 混凝剂投量计算：2-3 混凝剂的投加方式 混凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等，投药设备由投加方式确定。（1）计量设备：主要有转子流量泵、电磁流量泵、苗嘴、计量泵等，其中苗嘴适用于人工控制，其他既可人工，也可自控。采用转子流量计。（2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、计量泵投加等方式。 本设计选用计量泵投加：计量准确，可以实现自控。 图2-1 计量泵投加 图2-2 药剂注入管道方式2-4 混凝剂的调制方法 混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般是适用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型

15、水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。2-5 溶液池容积最大投药量a=51.4mg/L，投加浓度15%，一天调制n=2次，(设计中取18.4)溶液池设置2个，每个格的有效容积取9.2,有效高度为2.0m, 超高和沉渣高为0.5m,形状采用矩形，尺寸为 溶液池实际有效容积池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。采用钢筋混凝土结构，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。置于地下，池顶高出室内地面0.5 m。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。 2-6 溶解池容积设计中取 溶解池池体尺寸为：高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.1m

16、。溶解池实际有效容积溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池旁设工作台，宽1.01.5m，底设0.02坡度，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm，按10min放满溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。则放水流量为：查水力计算表得放空管管径为DN125mm，相应流速为0.65m/s，本设计的溶解池的放空管和排渣管共用一根管，在底部设DN125mm一根即可。2-7 投药管 投药管流量查表得：投药馆管径d=25mm,相应流速为0.75m/s,溶解池底部设管径d=125mm的排渣管一根。2-8 设备投药计量设备：采用柱塞计量加药泵，泵型号，单台投加量为500L/h，选用四台，三用一备。

17、搅拌设备：溶解池搅拌设备采用ZJ型折桨式搅拌机，规格为，功率为3kw，转速为85r/min。2-9 加药间及药库1.加药间 各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。2.药库药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg，每袋规格为，投药量为51.4mg/L,水厂设计水量为，药剂堆放高度为 1.5m。聚合氯化铝的袋数 有效堆放面积考虑药库的运输，搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为。药库平面尺寸取：第三章

18、混合设施3-1 混合方式混凝剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器等。混合设施应根据混凝剂的品种进行设计，使药剂与水进行恰当、急剧充分的混合。一般混合时间1030s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合。水力混合简单，但不能适应流量的变化；机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化。具体采用何种混合方式，应根据水厂工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及维修条件等因素确定。本设计的混合设施采用“管式静态混合器”，管式静态混合器有其独特的优点，构造简单、安装方便、维修费用低。又由于水厂运行稳定，并不存在“流量降低，混合效果下降”

19、的情况，所以选用管式静态混合器3-2静态混合器混合的计算3-2-1已知条件：设计水量，自用水量取总用水量的5%，则：总进水量为：。4座澄清池进水管采用4条DN700。3-2-2设计计算：进水管流速v，据，得：查水力计算表知v=0.79m/s.(2)混合管段的水头损失h说明仅靠进水管的内流不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器。如装设孔板混合器。（3）孔板的孔径因为 所以（4）孔板处流速孔板的水头损失式中 -孔板局部阻力系数，选用规格为DN700管式静态混合器。第四章 机械搅拌澄清池4-1设计参数：设计规模为10万（1.157）制水能力（其中5%为水厂自用水）考虑施工条件、运行管理

20、，采用4座机械搅拌澄清池本池计算按不加斜板进行，但保留以后加设斜板（管）的条件，在计算过程中对进出水、集水等流路系统按2Q进行校核，其他有关工艺数据采用低限。4-2设计计算4-2-1二反应室设第二反应室内导流板截面积为0.04，为40mm/s取二反应室直径=7.0m，反应室壁厚=0.25m考虑构造布置，选用=2.56m4-2-2导流室倒流室中导流板截面积：导流室面积：取导流室直径为10.3m，导流室壁厚=0.1m 设计中取用=1.5m导流室出口流速：=0.04m/s出口面积：则出口截面宽 取=1.3m出口垂直高度,取为2.0m4-2-3分离室取为0.001m/s分离室面积：池总面积：池直径：取

21、池直径为22.3m，半径R=11.15m4-2-4池深计算池深见下图，取池中停留时间T为1.5h有效容积：考虑增加4%的结构容积，则池计算总容积：取池超高，设池直壁高则池直壁部分容积 取池圆台高度：，池圆台斜边倾角为45，则底部直径：本池池底采用球壳式结构，取球冠高圆台容积 球冠半径球冠体积: 池实际有效容积：实际总停留时间：池总高度：4-2-5配水三角槽进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速，取=0.80m三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同出水孔总面积采用孔口d=0.15m，每孔面积为出水孔数个为施工方便采取沿三角槽每9设置一孔共40孔。孔口实际流速 4-2-6第一反应室：二反应室底板厚：

22、 取，泥渣回流量：回流缝宽度：，设裙板厚：按等腰三角形计算： 4-2-7容积计算： 则实际各室容积之比为：二反应室：一反应室：分离室=164.28:438.63:1145.424=1:2.67:6.97池各室停留时间：第二反应室第一反应室=11.72.67=31.24min分离室=11.76.97=81.55min其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为42.94min4-2-8进水系统进水管选用d=700mm，出水管选用d=700mm4-2-9集水系统因池径较大采用辐射式集水槽和环形集水槽集水。设计时辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑见上图。另外考虑加装斜板管的可能，故而对集水系统除

23、按设计水量计算外，还以2Q进行校核，决定槽断面尺寸。辐射集水槽共设14根设辐射槽宽: ,槽内水流流速为，槽底坡降槽内终点水深：槽内起点水深：式中 按2校核，取槽内水流流速设计取水槽内起点水深为0.20m，槽内终点水深为0.30m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口跌落0.07m，槽超高0.2m见上图槽起点断面高为：槽终点断面高为：环形集水槽：, 取槽宽，考虑施工方便槽底取平面则il=0槽内终点水深：槽内起点水深：流量增加一倍时吗，设槽内流速为设计取用环槽内水深为0.7m,槽断面高为0.7+0.07+0.05+0.30=1.12m（槽超高定为0.3m）。总出水槽：设计流量为，槽宽，总出水槽按矩形

24、渠道计算，槽内水流流速，槽底坡降，槽长为5.3m槽内终点水深：，取为0.54m, 槽内起点水深： ，取为0.44m流量增加一倍时总出水槽内流量，槽宽取槽内流速槽内终点水深： , 槽内起点水深：设计取用槽内起点水深为0.8m设计取用槽内终点水深为1.0m槽超高定为0.3m按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为 设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为 辐射集水槽有下列两种集水方式，采用孔口或三角堰口：辐射集水槽孔口出流：孔口出流，取孔口前水位高0.05m，流量系数取为0.62孔口面积在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋DN25塑料管作为集水孔，如安装斜板（管）时，

25、可将塑料管剔除，则集水孔径改为DN32.每侧孔口数目：个安装斜板（管）后流量为2，则孔口面积增加一倍为0.0706每侧孔口数目：个设计采用每侧孔口数为40（包括环形集水槽1/2长度单侧开孔数目）。2)辐射集水槽三角堰（90）集水，见图采用钢板焊制三角堰集水槽，取堰高C=0.10m，堰宽b=0.20m，即90三角堰，堰上水头h=0.05m。单堰流量：辐射集水槽每侧三角堰数目：加设斜板（管）流量增加一倍则n增加为27.728个，参照辐射集水槽长度及上述计算，取集水槽每侧三角堰的个数为28个。4-2-10排泥及排水计算污泥浓缩室：总容积根据经验，按池总容积的1%考虑分设三斗，每斗容积设污泥斗上底面积

26、：式中 下底面积： 污泥斗容积: 排泥斗见图三斗容积：排泥周期：本池在重力排泥时进水悬浮物含量一般1000mg/l,出水悬浮物含量一般5mg/l，污泥含水率P=98%，浓缩污泥密度=98%，浓缩污泥密度。与关系值见下表与关系值排泥历时：设污泥斗排泥管为DN100,其断面电磁排泥阀适用水压h0.04MPa取=0.03，管长l=5m局部阻力系数：进口=10.5=0.5，丁字管=10.1=0.1出口=11=1，45弯头=10.4=0.4闸阀=0.15+4.3=4.45（闸阀、截止阀各一个）=6.45流量系数：排泥流量：排泥历时：放空时间计算：设池底中心排空管直径DN250本池开始放空时水头为池运行水

27、位至池底管中心高差,见图曲=0.03，管长l=15m局部阻力系数：进口，出口闸阀，丁字管，=2.0流量系数：瞬时排水量:放空时间: 式中 4-2-11机械设备计算：搅拌机是机械澄清池的主要设备，由于进水悬浮物含量最高位800mg/L，一般不超过1000mg/L，所以无需设置刮泥机设备，搅拌机可使池内液体形成两种循环流动，以达到使水澄清的目的，其作用有二：一是机械反应，由提升叶轮的桨叶在第一反应室内完成机械反应，使经过加药混合产生的絮凝颗粒与回流中的原有矾花碰撞接触而形成较大的颗粒。；二是澄清分离，提升叶轮将第一反应室内形成絮凝颗粒的水体提升到第二反应室，再经折流到澄清区进行分离，清水上升，泥渣

28、从澄清区下部再回流到第一反应室。 （1）已知条件：原水容重=1050kg/ 净产水能力 Q=25000/d=0.304/s 叶轮提升水量=5Q=1.52/s 叶轮提升水头H=0.05m 叶轮外缘线速度=1.2m/s 叶轮转度要求无级调速 调动装置采用手动升降叶轮方式，其开度h取叶轮出水口宽 度B （2） 计算： = 1 * GB3 叶轮的外径：d=0.155D=0.15522.3=3.46m = 2 * GB3 叶轮转速：n= = 3 * GB3 叶轮的出水口宽度： B= 设计中取为0.30m 其中C为出水口宽度计算系数，一般取为3 = 4 * GB3 叶轮提升消耗功率： = = 5 * GB

29、3 桨叶消耗功率：=（kW）式中： 叶轮旋转角速度，=2/d=0.69rad/s h桨叶高度，h=3.1/3=1.03m （3.1为第一反应室高度）桨叶外缘半径，=0.9d/2=0.93.4565/2=1.56m桨叶内缘半径，=b=1.560.34=1.21m b桨叶宽度，b=h/3=1.03/3=0.34m Z桨叶数，Z=8 C阻力系数，C=0.3则 = 6 * GB3 搅拌功率：N=+=1.304+0.82=2.124Kw = 7 * GB3 电动机（采用自锁蜗杆）功率：电磁调速电动机效率：=0.80.83三角皮带传动功率一般取0.96蜗轮减速器效率，按单头蜗杆考虑，去0.7轴承效率取0.

30、9 则=0.80.960.700.9=0.48所以电动机功率=N/=4.425kW = 8 * GB3 搅拌机轴扭矩： =9550 = = 9 * GB3 驱动：采用电磁调速电机，减速方式采用三角带和蜗轮减速器两级减速。因叶轮需调整出水口宽度，故需设计专用立式蜗杆减速器。选用电动机：JZS2G512 功率0.55kW 转速262600转/min虹吸滤池的设计计算设计4个池子，则总设计进水量为100000=4166.67，考虑5%的水厂自用水量 ,每个池子的流量为滤池过滤周期冲洗时间2.5.2 滤池面积计算（1）设计滤池每日工作23.5h，则滤池面积为：正常滤速选用，则（2）滤池分格数冲洗强度采

31、用，相当于上升流速为：当某格冲洗时，设其冲洗水量由其他几格的的过滤出水量供给。所以，过滤面积（供冲洗的池子）/停产面积（被冲洗的池子）=54/105采用8格，每格的面积为：式中 n滤池格数，一般为68个，这里取8个取单格宽 B=3m，长L=5m。实际单格面积 8格滤池，每4格为一组，两组并列联通。检修时，可停一组池子，使运行的每个池子增加50%的出水量，则4格池子可供41.5/8=75%原设计水量。滤池布置见图冲洗排水槽冲洗水量为每格池宽4.0m，每格布置一个排水槽。采用槽底为三角形的标准排水槽，则排水槽的断面模数为：采用0.26m，槽宽为2x=0.52m水面上用5cm的保护高度，槽厚采用0.

32、05m，则槽子总高度为：槽子占滤池面积百分数为进水虹吸管按一格冲洗时每格池子的进水量：流速取0.7m/s,虹吸管断面积为: 断面尺寸采用20cm30cm，则实际流速为：虹吸水流时局部水头损失为： 沿程损失可按折合成圆行管的阻力计算，先计算出矩形管的水力半径。矩形管的阻力可按直径为 ，即约为DN250的圆管计算。在流速为0.738m/s时，DN250圆管的每米阻力只有3.71mmH2O.进水虹吸管长约1.5m，沿程损失，此值与局部损失相比，可以忽略。最后虹吸管的水头损失为,（约为局部水头损失0.085的2倍），相当于水量增加50%的水头损失。这样在一组池子检修时，可供给41.5/8=75%的设计

33、水量。进水虹吸系统布置见图（5）进水总槽单格滤池的进水由矩形堰控制，堰宽0.6m，堰顶水头按池子增加50%的出水流量估计，则流量为：由矩形堰的流量公式得：，h=0.154m，取用0.17m进水槽深度计算如下：虹吸管底距槽底 0.15m虹吸管出口淹没深度 0.25m虹吸管出口后堰顶水头 0.15m虹吸管水头损失 0.15m超高 0.10m共计 0.80m进水总槽的宽度用1.5m，水流断面为：每条渠道供4个格子用。按事故时增加50%的流量计，则流量为：流速为：（6）单池进水槽据上面计算数据，单个池子进水槽深度可为0.6m，平面尺寸为。出水竖管断面尺寸为0.250.25，用4mm的厚钢板焊制后，固定

34、在钢筋混凝土墙壁上。（7）滤池高度滤池各组成部分高度采用滤板小阻力配水系统。底部配水空间高度 0.30m滤板厚 0.12m石英砂滤层厚 0.70m滤料膨胀50%的高度 0.35m冲洗排水槽高度0.75m共计 2.22m反冲洗水头滤料层水头损失滤料层厚 0.70m滤板水头损失 0.40m排水槽上水头 0.05m共计 1.15m最大过滤水头选用2m，池子超高0.3m，则滤池总高度为：H=2.22+1.15+2+0.3=5.67(m),取为5.6m（8）反冲洗虹吸管，如图流速采用1.5m/s，则断面面积为：采用矩形断面31cm45cm，面积为，用4mm厚钢板焊制，管外壁尺寸为32cm46cm。虹吸管

35、尺寸见图。进口端距池子进水渠底0.2m，和出口水封堰顶平。出口伸进排水渠0.1m。虹吸管顶的下部和滤池水面相平，管子出口端最小淹没深度为0.6-0.2=0.4m。进口端的最小淹没深度，可由虹吸管工作时所需的水头算得。局部水头损失的计算和进水虹吸管一样，即 虹吸管的长度为：沿程损失可按DN350钢管的水头损失估算，每米为13.8mm，故共计：虹吸管的总水头损失为：所以，流速为1.84m/s时，虹吸管进水端的水面应比出口水封堰至少高0.45m。并且，最小淹没深度也是0.45m。（9）底部冲洗排水渠其高度为0.3m，宽度为0.65m(即池子进水槽宽0.7m，减去顶板支撑宽0.05m)，则渠断面面积为

36、：流速为：断面的水力半径为：该水力半径相当于直径为即DN400的管子。按DN400铸铁管在流速0.87m/s时的水头损失2.8mm水柱，渠道总长为8格池子的宽度，渠道长按30m估算，水头损失只有2.830=84mm。这一数值很小，只要虹吸管出水略有压力，就足够保证渠道满流。（10）排水管采用直径为500mm的排水管。为了在反冲洗虹吸管的出水端形成水封，在底部排水渠和直径500mm的排水管间设一道堰，堰高可以调节，最低时可以和反冲洗虹吸管进口端、排水管顶相平，为0.6m。（11）真空设备反冲洗虹吸管的真空度为：反冲洗虹吸管进口端淹没0.45m，出口处按堰顶高度0.6m计算，淹没0.4m。故其空气

37、容积为：全真空度按10.3m水柱计算，则冲洗虹吸管的真空度为：进水虹吸管的真空值为0.45,不到100mm。空气容积约选用型真空泵两台，一台备用。真空泵在时，抽气量为，则抽空时间为进水虹吸与冲洗虹吸合用一个真空罐，它高，容积为2.5.7 水力自动控制装置的计算已知条件：每个滤池面积，冲洗强度为，冲洗虹吸辅助管的部分管径：抽气管直径20mm，抽气三通4025mm，虹吸辅助管直径d1=40mm、d2=40mm，虹吸破坏管直径20mm。冲洗虹吸辅助管的有关参数，见图212冲洗虹吸辅助管计算简图 图21进水虹吸辅助管计算草图 图2132) 设计计算 = 1 * GB3 冲洗虹吸辅助管抽气能力计算（见图

38、212）在给定的管径与管长情况下，求冲洗虹吸辅助管抽气点（抽气三通c处）的真空管。虹吸辅助管中流速与的关系由 得 已知 代入值 和的值以图1中22为基准面，沿冲洗虹吸辅助管，列11和22断面的能量方程：已知得 又 所以，已知 代入，化简得 已知 。代入，化简得 所以，则可得 所以 C点的压强以22为基准面，沿冲洗虹吸辅助管列22和33断面得能量方程已知经计算代入上式，化简得：当C点的压强为6.66时，该点（抽气点）的真空值为10-6.66=3.34，说明抽气能力是很大的。 = 2 * GB3 定量筒容积W得计算（见图213）定量筒即确定滤池冲洗时间长短得水量筒。当破坏管直径给定时，W的大小与冲

39、洗历时和布置高度有关，建议=2.53.0m，此处采用=2.5m。求冲洗虹吸管b点的压强以22为基准面，沿冲洗虹吸管，列22与66断面的能量方程已知=4.4m，冲洗虹吸管得流速为：又=10m，经计算代入上式得=5.08（）冲洗破坏管中的流速以55为基准面，沿破坏管，列断面44与55的能量方程 已知 =5.38（） =10（），=2.5m 破坏管管径 ，管长经计算=0.82代入上式，化简得 ，即计算定量筒容积冲洗时间 定量筒的尺寸（）采用 = 3 * GB3 进水虹吸辅助管抽气能力的计算 在给定管径与管长情况下，求进水虹吸辅助管抽气点（断面11）的真空值。进水虹吸辅助管中的流速和以进水堰水位00为

40、基准面，沿进水虹吸辅助管，列00与22断面的能量方程 又 经计算 由上式可得 11断面（即抽气点）的压强/*以00为基准面，沿进水虹吸辅助管，列00与11断面的能量方程经计算，又知代入上式，化简得 即抽气点的真空值为10-9.52=0.48（）。此真空值，足可使进水虹吸管形成虹吸。为了使真空值得到有效的利用，建议进水虹吸管做成矩形。同时在安装时，进水虹吸管的顶点（图213中的a点）距进水槽最高水水位不应太大，建议采用510cm。2.6 清水池的计算经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变化并储存消防用水，此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。根据24h供水量和用水

41、量变化曲线推算，其城市用水逐日变化如下表时变化系数表 表25时间时变化系数时间时变化系数时间时变化系数0-11.048-96.2116-174.521-20.959-105.6217-184.942-30.9510-115.2818-195.153-41.2011-125.2819-205.674-51.6512-134.9120-216.815-63.4113-144.8121-224.926-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.66占最高日用水量百分数 图214二泵站供水线按用水量变化情况，采用2.64%（22时至5时）清水池调节容积

42、变化表 表 26时间用水量二泵站供水量一泵站供水量清水池调节容积（1）（2）（3）（4）（5）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-241.040.950.951.201.653.416.846.846.215.625.285.284.914.814.114.184.524.945.155.676.814.923.051.662.642.642.642.642.642.644.934.934.934.934.934.934.934.93

43、4.934.934.934.934.934.934.934.932.642.644.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.16-3.13-3.22-3.21-2.97-2.52-0.752.672.672.051.451.111.120.740.64-0.050.010.350.780.981.52.650.75-1.12-2.5累积10010010019.42清水池调节容积消防用水量按同时发生两次火灾，一次灭火用水量取45l/s，连续灭火时间为2h

44、，则消防贮水量：水厂自用水量：清水池有效容积：W4为安全蓄水量，安全水深取水0.2m，清水池的水深取5.0m，超高0.3m清水池设四个，则单池面积：取池2550m。则清水池净高取5.5m。所以安全储量为：1.清水池的进水管式中： 清水池进水管管径，mm v 进水管管内流速 （m/s） 一般取0.71.0m/s 0.785 设计中取 V=0.85m/s,则：设计中取进水管管径为DN350,进水管内流速为0.72m/s.2.清水池出水管由于用户的用水量时时变化，清水池出水管应接出水最大流量，计： 式中：最大流量， k时变化系数设计中，出水管管径 ： 式中：出水管管径 出水管管内流速（m/s）,一般

45、采用0.7m/s1.0m/s。设计中取=0.85m/s,则：设计中取出水管管径为DN300mm,则流速最大时，出水管内流速为0.82m/s。3.清水池的溢流管溢流管的直径与进水管一样为DN1400,在溢流管端设喇叭口，管上不设闸门，出口设网罩，防止虫类进入池内。4.清水池的排水管清水池的水在检修时需要放空，应设排水管，排水管的直径应按2h内将池内水放空计算，排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径：设计中取排水管管径为DN900mm5.清水池的布置 = 1 * GB3 、导流墙：（1） 在清水池中设导流墙，以防止池内出现死角，每池导流墙设2条，两边间距为8.3m，中间为8.4m将清水池分

46、成3格，在导流墙内每隔1.0m，设0.10.1m过水放孔，使清水池清洗时，排水方便。（2）在清水池顶设圆形检查孔2个，直径为1200mm.（3）为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶设通气孔，共6个，每条廊道2个通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。（4）、覆土厚度：在清水池顶部覆盖1.0m厚的覆土，并加以绿化，美化环境。清水池的计算下面简图。清水池简图 图2-152.7 二泵房的计算设计二级泵站又称送水泵房，直接向供水区供水，因而需满足配水管网的水量和水压的要求。2.7.1 已知条件：二泵从吸水井吸水，然后输送至城市配水管网。 1、二级泵站设计地点的

47、地面海拔高程为3.4m，冰冻深度为0.7m；2、本设计泵站最大设计流量为式中 ，为时变化系数3、吸水井的最高水位比地面低0.5m，即最高水位绝对标高为2.9m，井底为0m，最低水位为0.3m。4、根据设计要求，管网最大水头损失按0.294 MPa考虑。水厂出厂水压应0.58MPa，以满足最不利点处服务水头0.28MPa的要求。所以取自由水头为58.0m，管网总水头损失最大为3.0m，消防时为5.0m。2.7.2 二级泵站工艺设计要点泵房主体由机器间、高低压配电室、控制室和值班室等组成。(1) 机器间采用矩形地面形式、以便于吸、压水管路与室外管网平接，减少弯头水力损失，并紧靠吸水井布置，直接从吸

48、水井取水输送至城市管网。(2) 泵采用柱墩式基础(3) 墙壁用砖砌筑（4）为了防潮，墙身用防水砂浆预计出隔开。（5）水泵隔振，采用橡胶振垫。（6）站内设水流指示器，当清水池或水塔中水位最高或最低时，便可自动发出灯光或音响信号。（7）站内设置灭火设施或消火栓，以扑灭可能的火灾。（8）站内应设置电话机，供调度联络用。（9）水泵用真空泵引水启动。（10）机械间地板向吸水侧有0.05的坡度。沿墙内侧设排水沟，集水坑设于泵房一角，用手摇泵排水。（11）值班室隔墙上设双层玻璃，既可隔音，又可观察整个机器。控制室、值班室及高低压配电室在机器间左侧，与泵房合并布置，与机器间用玻璃隔断分割。最左侧端设有外附户内

49、式6/0.4kV高压变压器室，与6kV双回路电源用电缆接入。图2 16 二泵平面布置示意图2.7.3 设计计算 1、设计流量：最高时为Q=1993.05L/s 2、设计扬程： 式中 管网控制点处地面标高与清水池最低水位间高差 清水池最低水位标高与地面的高差为：5m，按地形平坦计， 控制点水压，输水管水头损失，取0.1m。 管网水头损失，取3m。泵站内管路水头损失，粗估为1m；安全水头，取安全水头为2.0m；因而，5+58+0.1+3+1.0+2.0=69.1m。3、 选水泵和电机 根据最大供水时， 7174.98立方米每小时为了在城市用水量减少时进行灵活调配，并且节能，选择几台水泵并联工作来满

50、足最高时用水量和扬程需要；而在用水量减少时，减少并联水泵台数或单泵供水，并保持工作水泵 在其高效段工作。可以采用两台24SA-10和一台16SA-9A型泵并联。 对所选水泵的校核在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的需要。式中 取324 。 取6943 。 4375 。 5% 补充消防用水的时间，从2448h，由用户的性质和消防用水量的大小决定，见建筑设计防火规范；取1h。则 可以看出所选水泵能满足消防要求。3、水泵机组布置 1）、布置形式：直线单行布置，2）、水泵基础设计查给水排水设计手册11SA型泵安装尺寸计算，所选水泵不带底座，查表得：

51、16SA9B单级双吸离心泵和JRQ1484电机的安装尺寸为：水泵的安装尺寸 表210水泵电机W/kgL/mB/mH/m型号/kg型号/kg16SA-9A1910JSQ148-4320051103.5180.870.5624SA-105800Y1600-8/14309600154004.691.70.93基础深度的确定： ，式中 基础长度，基础宽度，基础所用材料容重，选用钢筋混凝土， 水泵和电机重量，符合要求。5、吸、压水管路计算每台水泵有单独的吸、压水管，吸、压水管路中水流经济流速基本要求： 吸水管路流速：DN250时 1.01.2m/s DN250时 1.21.6m/s 压水管路流速：DN7

52、时较有效Ph值影响小，PH值小时，剩余臭氧残留较久在管网中的剩余消毒作用有比液氯有更长的剩余消毒时间无，需补加氯国内应用情况广泛在城市水厂中极少应用较少接触时间30min数秒至10min适用条件极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂原水中有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用制水成本高，适用于有机污染严重的情况。因无持续消毒作用，在进入管网的水中还需加少量氯消毒综合各方面因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂：其在国内外应用最广，除消毒外，还起氧化作用；加氯操作简单，价格低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。向滤后水加液氯消毒。根据相似水厂运行经验，并按最大容量确定，余氯量应该符合生活饮用水卫

53、生标准，出厂水游离余氯不低于0.3，管网末稍不低于0.05，水和氯的接触时间大于30 min 。清水池加氯选择最大投加量1mg/L（滤后水加氯0.51.0mg/l）。2.9.2 水厂设计水量 （包括水厂自用水量）2.9.3 设计计算预加氯量 清水池加氯量 式中 最大需氯量，取1.0（3） 储氯量 储氯量按一个月考虑，2.9.4 加氯设备和附属设备1、加氯设备的选择：加氯设备应包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。自动加氯机选择：为保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机加氯，并设校核氯量的计量设备。采用LS80-4型转子真空加氯机6台，4用2备，每台加氯机的加氯量为：0.3-3kg/h,

54、加氯机的外型尺寸为：宽高=350mm620mm150mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.2m，两台加氯机之间的净距为0.45m。氯瓶：氯瓶选用YL-50型焊接钢瓶，外径600mm ，高度1800mm，共四只，每只重0.5t。要设置中间氯瓶，沉淀氯气中的杂质，还可以防止水流进氯瓶。加氯控制：根据余氯值，采用计算机进行自动投氯量。2、附属设备：加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的 方式，中间用墙隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为10.86.0m,氯库平面尺寸为10.86.3m。根据氯瓶的重量，设置磅秤型号TXS500B放在磅称坑内，磅称面

55、和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。加氯间低处要设置排风扇及时排除室内积聚的氯气，氯库和加氯间应该设测定空气中氯气浓度的仪表和漏气报警仪。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。由于杨村地区夏季最多风向为东南风，冬季最多风向为西北风，故将加氯间设在水厂的东北方，靠近滤池和清水池。氯水管线敷设在地沟内直到加氯点，地沟内有排水设施防止积水，氯水管管材用橡胶管，氯气管用无缝钢管，给水管用镀锌钢管。在氯库引入DN100给水管主干管，通向氯瓶上空的支管为DN30，供喷淋用，以便加速液氯气化，水压大于20m。在从氯库进入加氯间，每个加氯机进一个给水管，管径为DN30,供加氯机投药用

56、。而且在氯库和加氯间分别设置排水地漏，引出管管径为DN75。为搬运氯瓶方便，在氯库内设单轨电葫芦一个，轨道在氯瓶上方，轨道通向氯库大门以外。 图2 18 加氯流程图2.10 泥处理系统2.10.1 设计条件 水厂设计能力10万m3/d，厂用水按5%计。设计原水浊度450NTU，出水浊度5NTU。硫酸铝加注率30mg/L。澄清池设4池，每池1.0小时排泥一次。每日沉淀泥渣之干泥量:每日沉淀泥渣之泥浆体积：(4) 滤池一组共32格，冲洗周期24h，冲洗强度为，滤池单格面积F=15,每次清洗水量为，水停留水间，冲洗废水含水率99.97%（含固率0.03%），冲洗废水排入排水池。(5) 浓缩池连续运行

57、，上清液回流。（6） 脱水机按每日16小时工作，脱水机进泥含固率为3%，脱水后泥饼含固率27%。2.10.2 设计计算(1) 污泥处理系统设计规模（每日需处理的干固体总量）根据上述设计水质指标每日干固体量： 其中：Q设计水量 T设计采用的原水浊度（NTU） E1 浊度与ss的换算系数 ，取1.0 A铝盐混凝剂加注率（以硫酸铝计单位mg/L） E2碱式氯化铝与氢氧化铝的换算系数，为1.53(2) 澄清池排泥水量(3) 滤池冲洗废水量(4) 滤池冲洗废水干固体量(5)澄清池排泥干固体量排泥浓度ss2=46.652 /4675.2=1.0%(6)浓缩池进水量Q4等于沉淀池排泥水量和脱水机分离液水量之

58、和，为：4675.2+1395.1=6070.3，设计小时流量252.93（24小时运行）(7)浓缩池进水干固体量为澄清池排泥干固体量和脱水机分离液干固体量之和，为46.985t。(8)浓缩池浓缩污泥量按浓缩污泥浓度为3%计算，上清夜流量为4836.51566=4655.5（上清夜悬浮固体量较小，忽略不计）(9)脱水机进泥流量按16h工作计为1566/16=97.88 ，浓度为3%。(10)假设脱水机的分离效率为98.2%，则泥饼中的干固体总量为：，分离液中干固量0.51t。(11)泥饼含固率27%，故泥饼体积为46.14/0.27=170.9，每小时泥饼体积170.9/16=10.68 (1

59、2)分离液水量为1566-170.9=1395.12.10.3 排水池设计排水池出水流量：，排水池进水流量为：。调节容积：，设计时取62为便于排水池的清扫和维修，排水池设两个，则每个排水池的调节溶积为：排水池采用矩形， ，其中有效水深1.7m,超高0.3m。排水池容积为：式中 0.2 为安全储量排水池墙厚240mm，外墙厚300mm，查水力计算表，进水管的管径DN450,流速为1.18 m/s。出水管的管径为DN200，流速为0.6 m/s， i=3.5。 污泥提升泵: 有高程图可知扬程需6.02m,流量为，所以选用80ZZB10型无堵塞自吸污水泵两台，两用一备。产自温州。2.10.4 排泥池

60、设计 = 1 * GB3 调节容积的计算：污泥浓缩池每小时排泥量为: ，排泥池有效容积取为： 为安全蓄水量，安全水深取水0.5m，排泥池的水深取2m，超高0.1m 排泥池设两个，则单池面积：取池子D=13m。则池净高取2.6m。所以安全储量为： = 2 * GB3 排泥池底设搅拌机，防止污泥沉积。排泥池进水管管径250mm 管内流速1.46m/s排泥池出水管管径300mm 管内流速1.0m/s污泥提升泵: 选用XWLM50-12型污水泵三台，两用一备。2.10.5 浓缩池设计设计要点：泥浓缩宜采用重力浓缩，当采用气浮浓缩和离心浓缩时，应通过技术经济比较确定。 浓缩后污泥的含固率应满足选用脱水机