广东省某市水厂扩建毕业设计p

1、王文明：广东省某市给水工程扩大初步设计（） 筑龙给排水所有资料免费下载了！PAGE 134PAGE 133第一篇 毕 业 设 计 说 明 书第1章 概述1.1 设计任务根据所给资料进行广东省某市给水工程扩大初步设计1.2 城市概述1.1.1 概述广东省某市由于经济发展的需要，经市委、规划局等有关部门的批准，计划在该市某区新建一自来水厂，该区近期规划城市人口8万人，远期人口11万人，规划建筑为6层混合式，室内均有给排水卫生设备和淋浴设备。珠江横贯该市市区，其水质符合生活饮用水水源水质标准（CJ302093）中的二级标准，经有关部门批准及与水利、环保等部门协商后决定从珠江中取水。1.1.2 自然条

2、件（1）地理位置 东经113 北纬23（2）地形地貌 城区地形较平坦，其吴淞标高为22.0米。（3）气象资料该市地处亚热带，横跨北回归线。气温： 历年最高气温 39 风向： 历年最低气温 0降雨量： 常年平均气温 20-22属亚热带季风气候，具有温暖多雨，光热充足，夏季长，霜期短等特征。全年水热同期，雨量充沛，年均降雨量为1982.7毫米，平均相对湿度为77%，常年主导风向为东南风，冬季冬期：5天，土壤冰冻深度：0.1米（4）土壤地质资料 土壤承载力 2.4/浅层地下水离地面1.6米1.1.3 水源状况（1）河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道航运繁忙，取水构筑物

3、不得影响航运。（2）河流特征水位水面标准m流量流速m/s设计频率%保证率%最高水位21.026003.01常水位19.020002.2最低水位15.012001.598（3）河床断面图（见下图） = 4 * GB3 水质资料编号项目单位分析结果备 注最高最低月平均最高月平均最低1水温3032252臭和味少 许3色度少 许4浑浊度mg/L80030400805PH6.37.56.86总硬度L280202201507细菌总数个/mL400008大肠菌群个/升1209藻类个/升280010其他指标合格1.3 水处理用材料与药剂资料1.3.1 混凝剂硫酸铝、三氯化铁(45%)、碱式氯化铝(10%)1.

4、3.2 混凝剂投加量参考值原水浊度=1002003004006008001000混凝剂投加量(MG/L)硫酸铝13.518.230.739.654.570.386.6三氯化铁12.014.621.528.437.736.842.8碱式氯化铝10.012.817.423.026.829.532.11.3.3 当地所产滤料石英砂、无烟煤、铁矿石等均有供应。1.3.4 滤料(石英砂)筛分试验筛孔直径MM留在筛上的砂重(G)通过该号筛的砂重(%)2.3620.399.71.65212.487.30.99131.755.60.58938.217.40.24616.31.10.2080.70.1筛底盘0.

5、4/合计100.011.3.5 用于消毒的药剂液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。1.4 用水资料1.居民生活用水变化曲线时段1223344556677889用水百分数%22235666时段9101011111212131314141515161617用水百分数%44554435时段1718181919202021212222232324241用水百分数%666542.52.522.公共建筑、生产企业等集中用水量表用户近期用水量m3/d远期用水量m3/d用户近期用水量 m3/d远期用水量m3/d市委200300工厂18001000市政府200250工厂270010

6、00市人大100180工厂3700900政协00180工厂48001000建设局150300工厂58001200工业局150250工厂68001200农贸市场1100200工厂76001000农贸市场2100200工厂88001000农工商贸中心150180工厂9500800北海大酒店300500工厂10400600珠江宾馆2504 00工厂11500800滨江饭店200260工厂12400600百货大楼80120人民医院180220新华商厦100150中山医院150180一中100120京海剧场4060二中100120大众超市80100一小6080二小5080三小6080四小4060注： (

7、1）生产企业按24小时均匀用水考虑；学校、机关、商店等按8小时均匀用水考虑；医院按居民用水考虑；酒店按从上午10：00起12小时均匀用水考虑；第2章 设计用水量2.1 供水系统的选择该城市用水主要以生活用水为主，工业及其它用水量少，且对水质无特殊要求，拟定采用统一供水系统。2.2 设计用水量2.2.1 居住区居民生活用水量近期=16000 /d 远期= 22000 /d2.2.2 公共建筑，生产企业等集中用水量近期 =10840/d 远期 =15400/d2.2.3 市政用水量 (包括浇洒道路和绿化用水量) 近期=952/d 远期=1332 /d2.2.4 消防用水量 =70 L/S2.2.5

8、 未预见水量及管网漏水量 近期：5368 /d 远期：7480 /d2.2.6 最高日用水量 近期：=33160 /d 远期：=46212 /d2.2.7 日处理用水量近期35149.6/d，取35200/d远期48984.7/d，取50000/d2.3 取水构筑物、一级泵站、原水输水管、水处理构筑物设计流量 第3章 管网设计定线3.1 管网设计3.1.1 输水和配水系统输水和配水系统是保证输水到给水区内并且配水到所有用户的全部设施。它包括输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。对输水和配水系统的总要求是：供给用户所需的水量、保证配水管网足够的水压、保证不间断给水。输水管渠指从水源到城市水厂或者

9、从城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。3.1.2 给水管网的布置给水管网的布置应满足以下要求: 按照城市规划平面布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地。 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。 力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。一般小城市和小型工矿企业中供水要求不太严格时，可以采用树状网。一般在较大或供水要求较高不能断水的地区，均应采用环状管网。给水管网必须有充足的输配水能力，工作安全可靠，经济实用。在实际工程中，采用树状网和环状网混合布置。根据具体情况，在

10、主要供水区或城市中心地区布置成环状网，而在次要城市或郊区则以树状网形式向四周延伸。3.1.3 管网定线管网定线时，干管的间距可根据街区情况采用500800m。干管和干管之间连接管使管网形成了环状网，连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000m左右。3.1.4 输水管渠定线输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿

11、越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。3.2方案比较 3.2.1可行性方案拟定方案一：图3-1 方案一管网布置方案二：图3-2 方案二管网布置3.2.2 可行性方案比较表10-1可行性方案比较方案供水安全、可靠性工程投资和运行费用方案一能较好的满足用户、生产企业、机关等对水量、水压的要求，安全可靠性较高管材消耗高，工程投资稍高，维修费用较低方案二可满足用户、生产企业、机关等对水量、水压的要求，安全可靠性较低管材消耗工程投资较低，但维修费用较高经过比较，考虑到中山市为沿海开放城市，发展迅速，用水量安全、可靠性要求很高。采用方案一，虽然管网工程投资稍微高一些，但

12、是可以大大提高用水安全、可靠性，所以综合各方面因素，设计采用方案一为设计方案。给水管网的计算就是决定管径和供水时的水头损失。3.3管网水力计算3.3.1 节点流量计算管线总长度l27464.5m大用户集中用水量总和=180.3 L/S管网总用水量596.9 L/S比流量=0.0152 L/(sm)3.3.2 初分配流量1. 分配流量时流向任意节点的流量必须等于流出节点的流量，以保持水流的连续。流出节点的流量为负，流入节点的流量为正。2. 直接到大用户的管段应该分配较大的流量，主要干管中分配较大的流量，并尽可能采用相近的管径，使其中的一干管损坏时，不至于引起个别管段的流量负荷过大。3. 分配时先

13、拟定每一管段水流方向，并选定在正常时和事故时都应该满足所需自由水压的控制点，控制点的位置在远离二泵站和地势较高的位置。4. 与干管相连的管段，平时流量不大，只在干管损坏时才转输较大的流量。因此流量分配不应该过大，以免增大管径，增大投资成本。3.4 管网的核算条件管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求决定。但是用水量是发展的也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况下的要求，就需进行其他水量条件下的计算，以确保经济合理地供水。通过核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能需另选合适的水泵。管网的核算条件如下：3.4.1消防时的流量和水压要求消

14、防时的管网核算，是以最高确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的管段流量和水头损失，计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量。如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全方面的考虑，将消防流量一处放在控制点，另一处放在离二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽然消防时比最高个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用。3.4.2最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。一般按最不利管段损失而断水检修的条件，核算事故时的流量和水压是否满足要求，至于事故时应有的流量，在城市为设计用水

15、量的70，工业企业的事故流量按有关规定。 下图3-3水力计算图第4章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择给水处理厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。4.1 设计原则 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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要

16、时可通过计算确定。 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。 设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行

17、规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。4.2 设计规模给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即： （）式中，为水厂最高日供水量，（），为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物类型、原水水质及水厂是否设有回收水设施等因素，一般在1.05-1.10之间，T为一级泵站每天工作小时数。水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行校核。4.3 厂址选择厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确

18、定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题： 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，

19、节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。4.4 水厂工艺流程选择给水处

20、理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多样。方案1 以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清）方案2 当原水浊度较低（一般在50度以下），不受工业废水污染且水质变化不大者，可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合直接过滤消

21、毒清水池二泵站用户高分子助凝剂方案3 当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图：源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清）本设计以地表水珠江水为水源，水源水质较好，少许异臭味，所以采用工艺流程如下所示：源水混凝剂投入混合澄清过滤消毒清水池二泵站用户4.5 处理构筑物的选择4.5.1 混凝剂的选择与投加 精制硫酸铝 .18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=6.4-7.8时

22、，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。 粗制硫酸铝 .18制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20%30%不溶物，其他同精制硫酸铝 硫酸亚铁 .7絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高 三氯化铁 .6不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著 聚合氯化铝 ，简称PA

23、C净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5-9），因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低 聚丙烯酰胺 又名三号絮凝剂，简写PAM处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量4.5.2混凝剂投加量的确定据原水浑浊度最高值800 mg/L以及混凝剂投加量参考值（表4-1）确定设计投加量为30.0 mg/L表4-1混凝剂投加量参考值原水浊度7时较

24、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上所述，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。（二）加氯装置加氯机加氯机用以保证消毒安全和计量准确。加氯机台数按最大加氯量选用，至少安装2台，备用

25、台数不少于一台。在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，万一加氯机发生事故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。第5章 取水工程5.1 取水构造物本设计中以三河作为取水源，其相应的取水构造物为地表水取水构造物。5.1.1 地表水取水构造物设计时应满足如下原则 取水构造物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。枯水流量的保证率，对于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不低于 9097。对于允许减少生产用水水量的工业企业，其设计枯水流量保证率应按各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模河大工业用户的重要性选定。一般可采用9097。村、镇供

26、水的设计枯水流量保证率，可根据具体情况适当降低。 对于河道条件复杂，或取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构造物，应进行水工模型试验。 取水构造物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、为生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。5.1.2 取水头部采用水平式管式取水头部，一般用于纵坡较小的河段；构造简单，造价较低，施工方便，喇叭口上应设置格栅或其他拦截粗大漂浮物的措施，格栅的进水流速一般不宜故大，必要时还应考虑有反冲洗或清洗措施。5.2 取水泵房5.2.1 取水泵房的平面形式及设计要求取水泵房平面布置形式有矩形、圆形、椭圆形、半圆形、棱形及其他组合形式。矩形泵

27、房常用于深度小于10m的泵房，水泵和管道易于布置。水泵台数多（4台以上）时更为合适。圆形泵房适用于深度大于10m的泵房，其水力条件和结构受力条件较好，在水位变化幅度大和泵房较深时比矩形泵房更为经济，但水泵台数不宜多，最好小于4台（立式泵出外）。椭圆形（适用于流速较大的河心泵房）和棱形平面的泵房可根据实际情况通过技术经济比较确定。取水泵房平面布置要求如下： 取水泵房除安装水泵机组的主要建筑物外，还应考虑到附属建筑物的布置，如值班室、高低压配电室、控制室、维修间、生活间等。平面布置应从方便操作及维护管理方面统一考虑。远离城市且检修又比较复杂的大型取水泵房，除水泵机组旁边应有修理场地外还需设专门的检

28、修场地。 取水泵房与集水井可以合建也可以分建。目前合建式常采用的两种形式为：合建式中圆形泵房取水小半圆作为集水井。集水井附于泵房外壁采用矩形。合建式泵房布置紧凑，节省面积，水泵吸水管短，但是结构处理困难。在泥砂含量较高的河流中取水时，为防止吸水管路堵塞，尽量缩短吸水管的长度，常将集水井深入中间，取得较好的效果。湿井泵房或小型泵房中可以采用集水井置于泵房的底部。 为了减少泵房的平面尺寸，可以将阀门，逆止阀，水锤消除器，流量计等放置在室外的阀门井内。泵房内可以设置不同高度的平台，放置真空泵，配电盘等辅助设备，宜充分利用空间。 水泵台数在满足需要的前提下，不宜过多，水泵台数越多，占地面积越大。一般包

29、括备用泵在内36台为宜。圆形泵房最好不大于4台。（立式水泵除外） 取水泵房的布置以近期为主，考虑远期发展并留有一定的余地，可以适当增大泵的机组合墙壁的净距，留出小泵换大泵或另行增加水泵所需的位置。5.2.2 水泵吸水管和出水管布置一般每台水泵设置单独的吸水管，当合用吸水管时，应尽量做到自灌进水，同时吸水管的根数不少于两条，当一条吸水管发生事故时，其余吸水管按设计水量的75考虑。为了避免吸水管中积气形成空气囊，应采用正确的安装方法。吸水管应有向水泵上升的坡度（i0.01）。水泵吸水管在吸水间中的布置原则为水头损失小，不产生漩涡，防止井内泥砂沉积。5.3 取水构筑物主要设计参数及设备5.3.1 取

30、水口（1）自流管：DN600（2）格栅尺寸：BH=1200mm1000mm（3）设计尺寸：LBH=8.4m2.6m5.1m5.3.2 一级泵房（1）设计规模：近期设计流量为35200/d，远期设计流量为50000/d。（2）泵房尺寸：筒体高12.9m，内径14.0m，平台至房顶高9.5m，泵房采用半地下式。（3）水泵选型：选用12sh-19型水泵三台，枯水位运行，两用一备。远期增设一台，三用一备。（4）附属设备 起重设备DL型电动单梁桥式起重机一台，起重量为5t，电机型号为-18D型，电动葫芦 型，起升高度18m。 引水设备水泵为自灌式引水，不需要引水设备。 排水设备两台IS65-50-160

31、型离心泵，一用一备。流量为25/h，扬程为32m。配套电机型号为Y100L-2。机组平面尺寸LB=945mm390mm。 通风设备选用两根ab=800mm600m风管，配套两台T30-5型轴流风机，两用一备。性能参数如下：叶轮直径D=500mm，叶轮周速u=60.7m/s，主轴转速n=960r/min，叶片角度=25，风量L=4350/h，配用电机型号-21，功率N=0.8Kw。图51 管道布置图图52泵房高程布置图第6章 净水构筑物的计算6.1 加药间和加氯间工艺设计与计算6.1.1 加药间已知条件设计水量Q=35200 /d=1466.7 /h；1、溶液池容积= 10.6溶液池设置两座，每

32、座容积均为。形状采用矩形，尺寸为BLH=2.02.0(2.7+0.3) 其中0.3m为超高。2、原液池设计储存量按15天考虑，则原液池容积为：=131原液池设置两座，每座容积65.5形状为矩形：BLH=4.04.0(4.0+0.3)=68.8其中0.3m为超高。3、投药管投药管流量q= 282L/h查得投药管管径Dg20，相应流速为0.8m/s溶液池底部设管径Dg=100mm的排渣管一根4、投药计量设备采用计量泵投加：计量泵型号JZ-320/25，选用三台，两用一备。加药间平面尺寸 BL =11.9m14.34m6.1.2 加氯间1、 已知条件设计水量Q=35200 /d=1466.67 /h

33、；预氯化最大投加量=1.5mg/L清水池最大投加量=1.0mg/L2、设计计算预加氯量：=2.2kg/h清水池加氯量：=1.47kg/h加氯机型号LS80-3转子真空加氯机，总共三台，两用一备。3、液氯仓库仓库储备量按30d最大用量计算，则储备量：M=2642.4kg选用0.5t的氯瓶6个。4、加氯间平面尺寸 BL =7.6m14.34m5、加药加氯间平面布置如图：图6-1图6-1加药加氯间平面布置图6.2 混合设备(管式静态混合器)6.2.1 混合设备：采用热浸镀锌管式静态混合器，近期采用2个6.2.2 设计计算：水流速度由于絮凝池进水管的流速要求v1.0m/s,故取v=1.2m/s每组混合

34、器处理水量为:0.407/2=0.204静态混合器直径D: D=500mm3. 水流过静态混合器的水头损失:静态混合器设3节混合元件,即n=3h=0.1184n图6-2 静态混合器示意图6.3 机械搅拌澄清池设计计算本设计按照不加斜板进行，考虑以后加斜板，计算过程中对进水、出水。集水等案2Q进行校核。机器设置两座，则Q=750/h其中水厂自用水量为6%.6.3.1 第二絮凝室第二絮凝室流量为：=1.017/s第二絮凝室截面积：=/=1.017/0.045=22.6第二絮凝室内径： =5.37m絮凝室壁厚：= 6.0m.停留时间取60s，则第二絮凝室高度为：= 2.50m.6.3.2 导流室导流

35、室内导流板截面积取为：=0.040导流室面积：=22.6则导流室内径为： =7.6m导流室壁厚=0.1m，则导流室外径为：=7.8m第二絮凝室出水窗高度为： = 1.1m.导流室出口流速=0.05m/s则导流室出口面积为：=20.34出口断面宽为=0.95m出口垂直高度=1.4140.95=1.35m6.3.3 分离室取分离室流速=0.001m/s，则分离室面积为：= 203澄清池总面积为：=251澄清池直径为：D=17.88m6.3.4 池深取水停留时间取为T=1.5h，则池子有效容积为 ：=1098考虑增加4%的结构容积，则池子计算总容积： V=1142取池子超高=0.30m池子直壁部分高

36、度=1.8m池子直壁部分容积为 =451.73+= 690.27取圆台高度为：=3.0m；池子圆台斜边倾角为45；则底部直径为：= 11.88m澄清池底部采用球壳式结构，取球冠高度=1.0m圆台容积：=528.46球冠半径：R=18.1m球冠容积：=57.62池子实际有效容积：V=1035.99实际总停留时间：= 996.14 T=1.36h池子总高度 H= 6.1m6.3.5 配水三角堰进水流量增加10%的排泥量，槽内流速取=0.4m/s，则三角堰直角边长为=0.75m三角堰采用孔口出流，孔口流速同，则出水孔总面积为：1.10Q/=10.5592取空口直径为0.10m，每孔面积为0.0078

37、5，出水孔总数为71.2个；为施工方便，采取沿三角堰，每5设置一孔，共72个。孔口实际流速为：=0.4m/s6.3.6 第一絮凝室取第二絮凝室底板厚度=0.15m，则第一絮凝室上端直径为：=7.7m第一絮凝室高度为：=2.5m伞形板延长线交点处直径为：=12.3m取泥渣回流量为=4Q，回流速度=0.2m/s，回流缝宽度=0.1m设裙板厚度为=0.06m，则伞形板下端圆柱直径为：=11.94m按照等腰三角形计算，伞形板下端圆柱体高度为：=0.36m伞形板离池体高度为：=0.03m伞形板锥部高度为：=2.11m6.3.7 容积计算第一絮凝室：=215.88第二絮凝室：=82.72分离室： EMBE

38、D Equation.3 = 705.5实际各室容积之比：第二絮凝室：第一絮凝室：分离室=：=1：2.49：8.55澄清池内各室停留时间：第二絮凝室：82.7260/732=6.78min第一絮凝室：6.782.49=16.9min分离室： 6.788.55=57.97min6.3.8 进水系统进水管管径：DN5006.3.9 集水系统集水槽采用辐流式集水槽和环形集水槽，设计时，辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑。1 辐流式集水槽：全池共设8根辐流式集水槽，每根集水槽流量为 =0.0254/s设辐射槽宽=0.25m，槽内水流速度=0.4m/s，槽内坡降iL=0.1m，则槽内终点水深为=

39、0.254m槽临界水深： =0.102m槽起点水深为：=0.172m按2校核，取水槽内流速=0.6m/s，则=0.339m =161m =0.290m设计槽内起点水深0.29m，终点水深0.39m，出水孔前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m，槽超高0.2m，则槽起点断面高： 0.61m槽终点断面高：0.71m图63 槽高计算示意图每槽孔口总面积为=0.3973孔眼直径设计为25mm，则弹孔面积=4.91，则每槽孔眼总数为：N=809个，每侧50个。2 环形集水槽：=0.1017/s槽内终点水深为：=0.34m槽内临界水深为： =0.16m槽内起点水深为：= 0.37m按2校核，设槽内流速

40、=0.8m/s，则 =0.51m=0.26m =0.57m设计环形槽内水深为0.60m，环形槽超高0.30m，则环形槽断面高为：1.02m.总出水槽设计流量Q=732/3600=0.2033/s取槽宽b3=0.7m，出水槽按矩形渠道计算，槽内水流速度=0.8m/s槽内坡降为0.20m，槽长5.4m槽内重点水深为h6= 0.424mA= 0.254 R= 0.1754m i=0.00104槽内起点水深：=0.227m4 流量增加1倍时校核总出水槽内流量为732/(36002)=0.407/s槽宽b3=0.6m，槽内流速取为=0.9m/s，则槽内终点水深为：=0.75m A=0.452 R= 0.

41、2152m i=0.00101槽内起点水深：=0.556m设计取用槽内起点水深为0.6m，槽内终点水深为0.8m，超高0.3m按照设计流量计算得：从辐射槽起点到终点的水面坡降为：h=0.051m流量增加1倍时的坡降为：h=0.117m6.3.10 排泥及排水的计算1 污泥浓缩室：污泥浓缩室的总容积根据经验按池总容积的1%考虑V4=9.96分设4斗，则每斗容积 = 2.49 图6-4 排泥斗计算示意图= 0.1m污泥斗上底面积：=4.29污泥斗下底面积：=0.16污泥斗容积：=2.82四斗总容积：V4=2.824=11.28则污泥斗总容积为池容积的100%=1.13%2 排泥周期本池在重力排泥时

42、，进水悬浮物含量S1=一般1000mg/L，出水悬浮物含量S4一般10mg/L，污泥含水率P=98%，又浓缩污泥容重=1.02，所以排泥周期：=min(S1S4)mg90190290390490590690790890990min209.699.365.148.444.132.027.423.921.219.13排泥历时设污泥管直径dg100，其断面面积=0.00785电磁排泥阀适用水压h4.0m取=0.03，管长L=5m流量系数:=0.33 排泥流量: =0.229/s 排泥历时：=123.14s4 放空时间设池底中心排空管直径dg250，其断面面积=0.07069本池开始放空时，水头为池运

43、行水位，至池底中心高H2，取=0.03，管长L=15m流量系数:= 0.476瞬时排水量: q= 0.247/s图6-5 放空管计算示意图放空时间t=t=9282.9s=2.58h6.3.11 机械设备（搅拌机）计算：(1）已知条件：原水容重=1050kg/净产水能力 Q=17600/d=0.204/s叶轮提升水量=5Q=1.017/s叶轮提升水头H=0.05m叶轮外缘线速度=1.3m/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=2.8m = 2 * GB3 叶轮转速：n=8.872转/分 =

44、3 * GB3 叶轮的出水口宽度：B= 0.30m = 4 * GB3 叶轮提升消耗功率：=0.87kW = 5 * GB3 桨叶消耗功率： =0.391KW = 6 * GB3 搅拌功率：N=+=0.87+0.391=1.261KW = 7 * GB3 电动机（采用自锁蜗杆）功率：= 2.63KW = 8 * GB3 搅拌机轴扭矩：=1358.1Nm = 9 * GB3 驱动：选用电动机：JZT424 功率4.0kW转速1201200转/min减速比：i=1200/8.872=135.266.4 V型滤池工艺设计与计算6.4.1 设计数据设计水量 =33160 计算水量 Q = 35200

45、（水厂自用水量占6%）滤速V=8m/h ，总冲洗时间15min冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/(s)【一般为 1.42.0 L/(s)】表6-1滤池冲洗时间冲洗强度（L/s）冲洗时间（min）第一步（气冲）154第一步（气水同时冲洗）空气155水4第一步（水冲）466.4.2 设计计算1、池体设计(1)滤池工作时间TT= 23.875 h (式中未考虑排放滤水)(2)滤池面积F滤池总面积F= 184.29(3)滤池的分格单格宽=3.0m,长 =7.83m,单格面积23.5,共分4座,左右对称布置,每座面积f=47,总面积188(4)校核强制滤速VV= 10.67m/h 满足7m/hV2

46、0 m/h的要求.(5)滤池高度的确定滤池超高 =0.3m滤池口水深 =1.4m滤层厚度 =1.3m(0.951.5m)滤板厚 =0.1m滤板下布水区高度 =0.8m(0.70.9m)其中冲洗时形成的气势层厚度为(0.10.15m)滤池总高度H = 3.9m(6) 水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料,粒径0.951.35,不均匀系数1.21.6均粒滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算=16.57根据经验,滤速为812m/h时,清洁滤料层的水头损失一般为3040,计算 值比经验值低,取经验值的低限30为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h0.22m,忽略其他水头损失,则每

47、次反冲洗后刚开始过滤时,水头损失为H=0.3+0.22=0.52m水封井出水堰总高: = 2.5m因为每座滤料过滤水量: = 0.104 m /s所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式 :Q=1.84bh 计算得: =0.12m2、反冲洗管渠系统(1)长柄滤头配水配气系统滤头平面布置图如下图所示 ：图6-6 滤头平面布置示意图（2）反冲洗用水量的计算:反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算.单独水洗时反冲洗强度最大,为 5L/(s)Q = 0.24 m/sV型滤池反冲洗时,表面扫洗同时进行,其流量: =0.0846 m/s（3）反冲洗配水系统的断面计算.配水干管进口流速为1.5 m/s 左右,配

48、水干管的截面积= 0.17反冲洗配水干管用钢管DN450，流速v=1.57m/s. 反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠,由气水分配渠底侧的布水方孔配水至滤池底部布水区,反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值, 配水支管流速或孔口流速为11.5m/s左右, 本设计中取=1 m/s则配水支管(渠)的截面积: = 0.24此即配水方孔总面积.沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水方孔.共30个,孔中心 间距0.5m,每个孔口面积: = 0.008 每个孔口尺寸取0.09m0.09m3、反冲洗用气量的计算:反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算.这时气冲的强度为 15 L/(s)

49、 =0.705 / s（1）配气系统的断面计算.配水干管(渠)进口流速应为5m/s左右,则配水干管的截面积 = 0.141反冲洗配气支管流速或孔口流速为10m/s左右,则配气支管的截面积: = 0.0705每个布气小孔面积: = 0.00235孔口直径: = 0.055m每孔配气量: =84.6 / h(2）气水分配渠的断面设计:图67 池内排水槽、气水分配渠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,亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此,气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计,气水同时反冲洗时反冲洗水的流量:=0.188 / s气水同时反冲洗时反冲洗用

50、空气的流量: = 0.705 / s气水分配区的气水流速均按相应的配气、配水干管流速取值.则气水分配干管的断面积. = 0.274、滤池管渠的布置（1）反冲洗管渠. = 1 * GB3 气水分配渠.气水分配渠起端宽0.25m,高取1.3m,末端宽取0.25m,高取1.0m,则起端截面积0.325,末端截面积0.25,两侧沿程各布置15个配水小孔和15个布水方孔,孔间距0.6m,共30个配气小孔和30个配水方孔,气水分配渠末端所需最小截面积0.27/30=0.009末端截面积0.25,满足要求. = 2 * GB3 排水集水槽:排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽高: = 1.4m

51、排水集水槽末端高: =1.7m底坡I=(1.71.4)/L=0.3/7.83=0.038 = 3 * GB3 排水集水槽排水能力校核.由矩形断面暗沟(非满流n=0.013).计算公式校核集水槽排水能力.设集水槽超高0.3m.则槽内水位高=1.1米,槽宽, =0.25m.湿周X=b+2h=0.25+21.1=2.45水流断面: = bh=0.251.1=0.275水力半径:R=/X=0.275/2.45=0.1122m水流速度:v=3.49m/s过流能力 =1.122 / s实际过水量:= 过流能力=1.122 / s(2)进水管渠. = 1 * GB3 进水总渠.滤池分为独立的两组,每组进水总

52、渠过水流量按强制过滤流量设计,流速 取1.0m/s（一般0.81.2m/s）,则强制过滤流量：=0.272/ s进水总渠水流端面积=0.272取进水总渠宽0.53m,水面高0.53m = 2 * GB3 每座滤池的进水孔:孔口总面积 : = 0.35=0.08 孔口宽=0.4m.高=0.2m两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面孔;=0.45 孔口宽0.68m,高=0.2m = 3 * GB3 每座滤池内设的宽顶堰. 0.11m = 4 * GB3 每座滤池的配水渠；进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V形槽。滤池配水渠宽0.3m。渠高0.7m。渠总

53、长等于滤池总宽。则渠长6m。当渠内水深=0.45m时，流速（进来的浑水由分配渠中段向渠两侧进水孔流出，每侧流量为/ 2） = 5 * GB3 配水渠的水力半径：0.1125 =0.003渠内水面降落量 : 0.009m因为配水渠最高水位: =0.459m渠高0.7m(3)V形槽的设计:V形槽槽底设表扫水出水孔直径取=0.02m,间隔0.15m.每槽共计图68 V型槽计算示意54个,则单侧V形槽表扫水出水孔出水总面积=0.02表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶 0.15m,即 V 形槽槽底的高度低于集水槽堰顶 0.15m；据潜孔出流公式Q=0.8A,其中Q为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时V形槽内水

54、位高出滤池反冲洗时滤面=0.39m= 0.05mV形槽倾角45度,垂直高度1m,壁厚0.05m.反冲洗时V形槽顶高出V形槽内液面的高度为: 0.44m5、冲洗水的供给本设计选用泵冲洗供水A,冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失反冲洗配水干管用钢管DN450,管内流速1.57m/s,i=4.51取布置管长总计100m= 0.451m主要配件及局部阻力系数,见下表:62表62主要配件及局部阻力系数配件名称数量规格局部阻力系数钢制焊接钢管90弯头1DN45010.9=0.9等径三通2DN45020.1=0.2闸阀2DN40020.07=0.14十字管1DN45010.2=0.21.44h= 0.17

55、m则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失: =0.62m清水区最低水位与排水槽堰顶的高度差=6.0m（2）滤池配水系统的水头损失 = 1 * GB3 气水分配干渠的水头损失气水分配干渠的水头损失按最不利条件,即气水同时反冲洗时计算。此时渠上部是空气,渠下部是反冲洗水.按矩形管(非满流,n=0.013)近似计算:前述计算可知:=0.188/s,则气水分配渠内水面高为: =/()=0.188/1.50.25=0.5m水力半径: =0.1m水力坡度: 0.0036渠内水头损失: =0.03m = 2 * GB3 气水分配干渠底部配水方孔水头损失:0.05m = 3 * GB3 查手册，反冲洗经过滤头

56、的水头损失0.22m = 4 * GB3 气水同时通过滤头时增加的水头损失, h增0.22 m气水同时反冲洗时,气水流量比为 15/4=3.75.长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤面之比约为1.25.则长柄滤头中的水流速度:=/(1.25f）=0.188/(0.012547)=0.32m/s通过滤头时增加的水头损失: h增=702Pa=0.0702m则滤池配水系统的水头损失 : 0.37m（3）砂滤层水头损失：=1.36m（4）富余水头取1.5m.则反冲洗水水泵的最小扬程为: 9.76m=0.24/ s=864/ h选三台S 25014A型单级双吸离心泵,两用一备,扬程17.511m时

57、,水泵流量360-576/ h6、反洗空气的供给：(1)长柄滤头的气压损失P滤头：每座滤池共计安装长柄滤头：n55472585个每个滤头的通气量0.7051000/25850.27L/s根据实验数据，在该气体流量下的压力损失量最大为：3000Pa=3kPa(2)气水分配渠配气小孔的气压损失反冲洗时空气通过配气小孔的流速：10 m/s则气水分配渠配气小孔的压力损失 = =14.2mm =139Pa(3)配气管道的总压力损失: = 1 * GB3 配气管道的沿程压力损失反冲洗空气流量0.735/s,配气干管用DN450钢管,流速4.62m/s,满足配气干管流速为5m/s左右的条件;取反冲洗空气管总

58、长80m,气水分配区内的压力损失忽略不计.=(1.5+)9.8=(1.5+1.8)9.8=32.37KPa空气温度按30考虑,查表空气管道的摩阻为9.8KPa/1000m则配气管道沿程压力损失:=9.880/1000=0.78KPa = 2 * GB3 配气管道的局部压力损失主要配件及长度换算系数见下表: 63表63主要配件及长度换算系数配件名称数量/个长度换算系数90弯头50.75=3.5闸阀30.253=0.75等径三通21.332=2.66K6.91当量长度的换算公式:=147.1m则局部压力损失: =1.44KPa配气管道的总压损失:=2.22KPa(4)气水冲洗室中的冲洗水压:= 8

59、8.88 KPa本系统采用气水同时反冲洗,对气压要求最不利情况发生在气水同时反冲洗时，此时要求鼓风机或贮气罐调节阀出口的静压为: =99.14 KPa(5)设备造型:根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力风量要求,造三台SD3646-60/11000型风机，两用一备,风量6080/min，风压11m =108 KPa,电机功率140KW,型号JS116-4,正常工作风量:50/min=47/min.滤池出口设置浊度、余氯控制点，由在线浊度仪、余氯仪进行连续检测 。6.5 反冲洗泵房工艺设计与计算6.5.1 已知条件：1、为减少管道长度，反冲洗水直接取自清水池。2、反冲洗泵房设计地点的地面海

60、拔高程为22.00m，冰冻深度为0.1m；3、清水池的最高水位绝对标高22.00m，池底为18.00m，最低水位为19.00m。6.5.2 反冲洗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。机器间采用矩形半地下形式、以便于吸、压水管路与室外反冲洗管路平接，减少弯头水力损失。平面布置如图69所示：半地下机器间吸水井值班室配电间图6 9 反冲洗泵房平面布置示意图6.5.3 设计计算1、水泵和风机选择：前述“V型滤池”一节中，已选泵和风机:两台单级双吸离心泵14sh-28A型，一用一备；两台罗茨鼓风机SD3646-60/1100型，一用一备。个主要性能参数如下：表64水泵水泵型