给水厂毕业设计正文(全)

河海大学毕业设计③泵站内管路中的水头损失粗估为2m则泵设计扬程为： 枯水位时，洪水位时，4.3.3初选水泵和电动机近期三台32SA-19J型泵,其性能参数:Q=960L/s，H=21.6m，η=87.8%，汽蚀余量3.5m，轴功率231.5KW，重量6000kg，两台工作，一台备用；远期增加一台同型号泵，三台工作，一台备用。根据32SA-19J型泵的要求选用JSQ148—10型电动机，功率230KW，重量3000kg。水泵进口法兰直径为800mm，出口法兰直径600mm。4.3.4机组基础尺寸的确定查《给水排水设计手册第11册常用设备》，32SA-19J型水泵机组平面尺寸为：L×B＝4026mm×1240mm，泵重6000Kg，电机重3000Kg则机组总重量为：（6000+3000）×9.81＝88290N基础深度H可以按下式计算（4—8）式中：L─基础长度，L=4.026mB─基础宽度，B=1.24mr─基础所用材料的容重，对于混泥土基础，r=23520N/m3则=2.26m4.3.5吸水管路与压水管路计算每台水泵有单独的吸水管和压水管。⑴吸水管 吸水管内流量为Q1=1.238/2=0.619采用DN800的钢管，查水力计算表得，流速V＝1.23m/s,1000i=2.18⑵压水管设计流量为0.619，采用DN600钢管，V＝2.12m/s，1000i=机组和管道布置为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组双行交错排列，两台为正常转向，两台为反常转向。吸水管与压水管路采用直进直出方式布置，压水管引出泵房后两两连接起来，压水管和反冲洗管均铺设在管沟内，并为风沟预留出适当位置。水泵出水管上设有电动蝶阀，吸水管上设有电动（手动）闸阀。排污泵为潜水泵设置于泵房排水坑内。4.3.7吸水管路和压水管路水头损失1、吸水管路水头损失（4—9）吸水管的沿程水头损失：=il1=2.18×10-3×5=0.011m吸水管的局部水头损失：（4—10）式中—吸水管进口局部阻力系数，取0.75；—DN800闸阀局部阻力系数，按开启度a/d=1/8考虑，=0.15；—偏心渐缩管DN800×500，=0.2；则：吸水管路水头损失＝0.011+0.13＝0.14m 2、压水管路水头损失（4—11）（4—12）——DN500×600渐放管，=0.33；——DN600钢制45°弯头，取0.54； ——600液控蝶阀，=0.15；——DN600伸缩接头，=0.21；——DN600手动蝶阀，=0.15；——DN600钢制90°弯头，=1.08；——DN600×1000渐放管，=0.47；——DN1000钢制斜三通，=0.5；——DN1000钢制正三通，=1.5；——DN1000蝶阀，=0.15；=0.47+0.97+0.23=1.67m压水管路总水头损失＝0.37+1.67=2.04m3、吸压水管路总水头损失∑h=0.14+2.04=2.18m4.3.8复核水泵 水泵的实际扬程为：设计枯水位时，设计洪水位时，初选的水泵符合要求。4.3.9水泵安装高度32SA-19J型泵汽蚀余量为3.5m，即泵允许吸液体的真空度，亦即允许的安装高度。这里水泵安装高度取3m。则泵轴标高=吸水间最低水面标高+水泵高度=32.7+3=35.7m，泵房地面标高=35.7-0.95-0.15-0.2=34.4m。式中：0.95为泵轴到底座高度；0.15为底座厚度；0.2为基础高出地面厚度；4.3.10附属设备的选择（1）起重设备因最大设备的重量为6000kg，最大起吊高度为13.0+2.0=15.0m（其中2.0是考虑操作平台上汽车的高度）。所以选用LDT8-S电动单梁起重机，起重量8000kg，跨度16.5m。单轨吊车梁配置AS520-244/1电动葫芦。（2）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，然后用泵抽回吸水间去。取水泵房排水量一般按20～40m3/h考虑，排水泵的静扬程按10m计，水头损失约3m，故总扬程为13m左右，可以选用32WQ12－15－1.1型潜水排污泵两台，一用一备，流量32m3/h，扬程15m，电机功率1.1kw，气蚀余量4.0m，其平面尺寸为：L×B=480mm×258mm。（3）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T35－11型轴流风机，在泵房对称布置。叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度15度，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF-8026，N＝0.37kw。（4）计量设备在每条压水管上都设一个电磁流量计，选用HQLDE型一体智能电磁流量计，工作压力≤0.6MPa，流速范围0.1－15m/s，测量误差±0.1％。4.3.11泵房建筑高度的确定 泵房高度除了要满足采光和通风条件外，主要取决与起重设备的要求。由于取水泵房采用地下式泵房，故泵房高度为其中：—为地上部分高度；—泵房在地面以下高度。 1)（4—13）式中：a—行车轨道高度，取0.6m；b—吊车梁高，取0.3m。 c—行车轨道中心至起吊钩中心垂直距离，取1.3m。d—起重绳的垂直距离，对于水泵为0.85X，对于电动机为1.2X，X为起重部件宽度。0.85X=0.85×2.1=1.8m，1.2X=1.2×0.82=1.0m，取1.8m。e—起吊物高度，本设计取最高者—水泵1.5m；h—起吊物底部与泵房平台距离，取1.0m。则H1=0.6+0.3+1.3+1.8+1.5+1.0=6.5m。2)H2计算则泵轴标高=35.7m，泵房地面标高=34.4m。取水泵站地面标高43m。则H2=取水泵站的地面标高-泵房地面标高=43-34.4=8.6m；则泵房高度4.4溶解池和溶液池计算根据原水水质，采用碱式氯化铝混凝剂，根据设计资料由原水最高浊度830度确定混凝剂最大投加量为29mg/L，药容积的浓度b=10%，混凝剂每日配制次数n=2次，采用计量泵投加。4.4.1溶液池（4—14）式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取10mg/L;Q—设计处理的水量，4458.333m3/h;C—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取10%；n—每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为高度中包括超高0.3m，置于室内地面上。溶液池实际有效容积：满足要求。4.4.2溶解池 溶解池容积：=0.3=0.315.5=4.65m3式中：——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3。溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积：溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量： L/s 查水力计算表得放水管管径＝80mm，相应流，,，管材采用硬聚氯乙烯管。4.4.3投药管投药管流量：查水力计算表得投药管管径=20mm，相应流速=0.79m/s4.5计量投加设备计算混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量: 式中：——溶液池容积（m3）耐酸泵型号25FYS-16选用2台，一备一用。25FYS-16耐酸泵流量1.8m3/h，扬程18m，电动机功率0.55kW，上海耐腐蚀泵制造公司。1—溶解池2—输药管3—溶液池4—计量泵5—扩散管式混合器 图4-1计量泵压力投加 4.6药剂仓库设计计算聚合氯化铝最大日用量：107000×29×=3103kg/d聚合氯化铝存量按45天计，3103×45=93090kg=139.6t聚合氯化铝相对密度1.15，则聚合氯化铝所占体积为：139.6÷1.15≈121.4药剂堆积高度为2m，采用吊装设备，所占仓库面积为：121.4÷2=60.7，取为61。考虑到药剂的运输、搬运和磅秤所占面积及远期发展，面积为100。药剂仓库设计尺寸为：10.0m×10.0m×3.5m。仓库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为DX0.5——1020。4.7混合器设计计算设计总进水量为Q=107000m3/d，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为30m，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，直径=900mm。（1）进水管流速v静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量查水力计算表知v=0.97m/s（2）混合管段的水头损失h 说明仅靠进水管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。如装设孔板管式混合器。（3）孔板的孔径 由于则（4）孔板处流速m/s（5）孔板的水头损失（4—15）式中——孔板局部阻力系数，据查表4—1得=2.66表4—1孔板局部阻力系数值0.600.650.700.750.811.307.354.372.661.55进水直径为900mm，锥帽直径200mm，孔板孔径700mm。4.8絮凝池设计计算4.8.1设计要点(1)絮凝池一般不少于2个或分成2格。(2)絮凝池廊道中的流速，起端为0.5～0.6m／s，末端为0.2～0.3m／s，一般分为4～6段确定各段的流速v流速逐渐由大到小变化。转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.2～1.5倍。(3)为方便施工与维护，隔板间净距一般应大干0.5m。当采用活动隔板时适当减小。(4)絮凝池保护高0.5m，池底排泥口的坡度一般为2％～3％，排泥管直径大于150mm。(5)絮凝时间一般为15～30min。(6)速度梯度取决于原水水质条件，一般为20～70s-1。GT值需要达到104～105。(7)一般往复式隔板絮凝池的总水头损失为0.3～0.5m。4.8.2絮凝池计算1、采用参数设计进水流量为：=4458.33m3/h絮凝池的宽度B=15.3m；絮凝池个数n=2个；池内平均水深，超高取0.5m；絮凝时间T＝20min；廊道内流速采用6档：，，，隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.2—1.5倍。2、计算总容积：=1486.11（4—16）单池平面面积f：（4—17）池长（隔板间净距之和）L 3、廊道宽度和流速廊道宽度，按廊道内流速不同分为6段将得计算值、采用值以及由此所得廊道内实际流速的计算结果，列入表4—2中。表4—2廊道宽度与流速廊道分段号各段廊道数设计流速廊道宽度/m实际流速计算值采用值1424344454644、水流转弯次数池内每4条廊道宽度相同的隔板为一段，共分6段。则廊道总数为（条）隔板数为，水流转弯为23次。5、池长复核（未计入隔板厚度）=取隔板厚度=0.10m，共23块隔板，则絮凝池总长度为：6、池底坡度根据池内平均水深2.5m，最浅端水深取2.2m，最深端水深取2.8m。则池底坡度7、水头损失h按廊道内的不同流速分为6段进行计算。各段水头损失按下式计算（4—18）——各段水头损失，m；——该段廊道内水流转弯次数；——隔板转弯处局部阻力系数，往复式隔板为3.0;——该段隔板转弯处的平均流速，m／s；——流速系数，根据、池底和池壁的粗糙系数n等因素确定，通常按满宁公式；——廊道断面的水力半径,m；——该段的廊道总长度，m。（4—19）絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，则粗糙系数。絮凝池前5段内水流转弯次数均为，则第6段内水流转弯次数为。前5段中每段的廊道总长度为： 隔板转弯处的平均流速：式中——隔板转弯处面积，宽度取。各段水头损失计算结果列入表4—3中 表4—3各段水头损失计算廊道段1445.90.2270.4120.49660.080.11772445.90.2680.3430.41361.770.07973445.90.3070.2940.35463.180.05764445.90.3450.2580.31064.420.04395445.90.4170.2060.24866.490.02756345.90.5000.1650.19868.530.0175总水头损失：GT值计算（t=20oC）：（4—20）G——平均速度梯度，；T——水流在混凝设备中的停留时间，s；v——水的动力粘度，；h——混凝设备中的水头损失，m。 （4—21），说明设计合理。4.9沉淀池设计计算4.9.1设计要点⑴混凝沉淀时，出水浊度一般低于20度。⑵池数或分格数一般不少于2个。⑶池内平均水平流速，混凝沉淀一般为10—25mm/s。⑷沉淀时间应根据原水水质和沉淀后的水质要求，一般采用1.0—3.0h。当处理低温、低浊度水时或高浊度水时，沉淀时间应适当增长。⑸有效水深一般为3.0—3.5m，超高一般为0.3—0.5m。⑹池的长宽比应不少于4：1，每格宽度或导流墙间距一般采用3—8m，最大为15m。⑺池的长深比应不小于10：1，采用吸泥机排泥时，池底为平坡，采用人工停池排泥时，纵坡一般为0.02，横坡一般为0.05。⑻池子进水端用穿孔花墙配水时，在沉泥面以上0.3—0.5m处至池底部分的花墙不设孔眼。⑼泄空时间一般不超过6h。⑽沉淀池的水力条件用弗劳德数Fr复核控制，一般Fr控制在之间。4.9.2设计计算设计参数：沉淀池个数采用n=2，沉淀时间T=1.5h，池内平均水平流速V=13mm/s1.设计用水量Q2.池体尺寸⑴单池容积W单池用水量⑵池宽B=15.3m（为配合絮凝池宽度），每池中间设一导流墙，则每格宽度为：m⑶池长LL=3.6VT=3.6×13×1.5=70.2m采用70m池的有效水深，池高采用3.72m（其中，积泥厚度0.1m，保护高0.5m）沉淀池尺寸为：长×宽×高=70m×15.3m×3.72mL/B=58/13=4.46＞4符合要求L/H=58/3=19.3＞10符合要求3、水力条件校核水流截面积水流湿周x=7.65+2×3.12=13.89m水力半径R=w/x=23.87/13.89=1.72m弗劳德数：，。4、进水穿孔墙沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长15.3m，墙高3.5m。穿孔墙孔洞总面积S孔洞处流速采用，则 孔洞形状采用矩形，尺寸为15cm×18cm，则4、出水渠沉淀池出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。溢流堰总堰长L=（4—22）式中L——溢流堰的总堰长（m）；q——溢流堰的堰上负荷[/（m.d）]，一般不大于500/（m.d）。设计中取溢流堰的堰上负荷250/（m.d）L==214m出水堰采用指形堰，共10条，双侧集水，汇入出水总渠。出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化。出水渠起端水深（4—23）式中——出水渠起端水深（m）；b——渠道宽度（m），设计中取b=1m=0.59m为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用0.11m，则出水渠深度为0.7m。渠内水流速：（4—24）式中——渠道内的水流速度（m/s）。==1.05m/s出水管径初步选择DN900，此时管道内流速为：=（4—25）式中——管道内的水流速度（m/s）；D——出水管的管径（m）。==0.97m/s沉淀池放空管d=（4—26）式中d——放空管管径（m）t——防空时间（s）设计中取t=2.5hD==0.38m设计中取放空管管径DN400mm。5、排泥设施在沉淀池两边设置运行轨道，吸泥后随即进入排泥管，排入指定位置。采用机械吸泥，可不设存泥区，池底为平坡，充分利用沉淀池容积。一般不需要定期放空清洗，减少劳动强度。选用HJX2—16型桁架式虹吸吸泥机，跨度16m，行走速度1m/min，行走功率20.55kW。4.10滤池设计计算4.10.1设计要点①滤池冲洗前的水头损失可采用2.0m；②滤层表面以上的水深不应小于1.2m；③型滤池宜采用长柄滤头配气、配水系统；④型滤池冲洗水的供应，宜用水泵。水泵的能力应按单格滤池冲洗水量设计，并设置备用机组；⑤型滤池冲洗气源的供应，宜用鼓风机，并设置备用机组；⑥型滤池两侧进水槽的槽底配水孔口至中央排水槽边缘的水平距离宜在3.5m以内，最大不得超过5m。表面扫洗配水孔的预埋管纵向轴线应保持水平；⑦型进水槽断面应按非均匀流满足配水均匀性要求计算确定，其斜面与池壁的倾斜度宜采用45°～50°；⑧型滤池的进水系统应设置进水总渠，每格滤池进水应设可调整高度的堰板；⑨冲洗空气总管的管底应高于滤池的最高水位；⑩型滤池长柄滤头配气配水系统的设计，应采取有效措施，控制同格滤池所有滤头滤帽或滤柄顶表面在同一水平高程，其误差不得大于±5mm；4.10.2滤池设计参数滤池计算水量Q=107000m³/d,设计滤速V=12m/h，过滤周期48h滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m第一步：冲冲洗强度，气冲时间；第二步：水同时反冲，，；第三步：冲强度，冲洗时间t=12min=0.2h；冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/(s.m²)，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.7-1.2mm，不均匀系数=1.6。4.10.3平面尺寸计算（1）滤池工作时间：（2）滤池总面积：

（3）滤池的分格为了节省占地，选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽=3.5m，单格长=14m，单格面积49m²，双格面积98m²，共4座，总面积392m²。（《给水厂处理设施计算》双格V型滤池的组合尺寸）（4）校核强制滤速，满足v≤17m/h的要求。（5）滤池高度的确定（4—27）式中：——滤板下布水区高度，取0.9m；——滤板厚度m，取0.13m；——滤料厚度，取1.0m；——滤层上的水，取1.5m；——滤池超高，取0.3m。4.10.4水封井设计滤层采用单层均质滤料，粒径0.96～1.35mm，不均匀系数为1.2～1.6，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算 （4—28）式中——水流通过清洁滤料层的水头损失,㎝；v——水的运动黏度,㎝²/s,20℃时为0.0101㎝²/s；g——重力加速度，981㎝²/s；——滤料孔隙率，取0.5；——与滤料体积相同的球体直径，㎝，取为0.1㎝；——滤层厚度，取100㎝；V——滤速，v=12m/h=0.33cm/s；——滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.8。根据经验，滤速为8～12m/s时，清洁滤料层的水头损失一般为30～50㎝，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：=0.3+0.22=0.52m为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2m×2m。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：Q单=vf=12×98=1176m³/h=0.327m³/s所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式计算得：则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.20+0.52=0.72m。4.10.5反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤头配水配气系统,冲洗水采用冲洗水泵供应,为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求,冲洗水泵采用两用一备的组合,水泵宜于滤池合建,且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。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/(m².s)Q反水=q水f=5×98=490L/s=0.49m3/s=1764m3/hV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量： Q表水=q表水f=0.0018×98=0.18m³/s2、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A水干=Q反水/V水干=0.49/1.5=0.327m²反冲洗配水干管采用钢管，DN600，流速1.68m/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1.0～1.5m/s,取=1.0m/s，则配水支管的截面积：A方孔=Q反水/V水支=0.49/1.0=0.49m²，此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置25个配水方孔，共计50个，孔中心间距0.6m，每个孔口面积：A小=0.49/50=0.0098m²每个孔口尺寸取0.1×0.1m²。3、反冲洗用气量计算采用鼓风机直接充气，采用两组,一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算，这是气冲强度为15L/(m².s)Q反气=q气f=15×98=1470L/s=1.47m3/s4、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4.8m/s，反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，尤其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50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：A气支=Q反气/V气支=1.47/10=0.147m²每个布气小孔面积：A气孔=A气支/44=0.147/50=0.00294m²，孔口直径，取70mm。每孔配气量：Q气孔=Q反气/44=1.47/50=0.0294m³/s=105.8m³/h5、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：气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量：气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值，则气水分配干渠的断面积：4.10.6滤池管渠的布置1、反冲洗管渠①气水分配渠气水分配渠起端宽取0.4m,高取1.5m，末端宽取0.4m，高取1.0m，则起端截面积为0.6m²，末端截面积0.4m²，两侧沿程各布置25个配水小孔和25个配气小孔，孔间距0.6m，共50个配水小孔和50个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.55/50=0.011﹤末端截面积0.4m²，满足要求。②排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起端槽高：（4—29）式中，H1，H2，H3同前，1.5为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：式中，H1，H2，H3同前，其中1.0为气水分配渠末端高度﹥0.02,符合设计要求。③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，槽内水位高，槽宽湿周X=b+2h=0.4+2×0.73=1.86m2、排水渠和进水管渠①进水总渠 4座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速要求0.8～1.2m/s,则强制过滤流量过水断面：，进水总渠宽1.0m，水面高0.9m。②单池进水孔：每座滤池在进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池，两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节闸板的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表面扫洗用水量，孔口面积按孔口淹没出流公式计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，孔口两侧水位差取0.1m，则孔口总面积：中间孔面积按表面扫洗水量设计：孔口宽，孔口高两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积：孔口宽，孔口高③每座滤池内设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的待滤水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，在经配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽取，宽顶堰与进水总渠平行布置，与进水总渠侧壁相距0.5m。堰上水头由矩形堰的流量公式，计算得：④滤池配水渠：进入每座滤池的待滤水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V型槽，滤池配水渠宽取，渠高为1.0m，渠总长等于滤池总宽，则渠长，当渠内水深时，末端流速（进来的待滤水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量），满足滤池进水管渠流速在0.8～1.2m/s的范围内的要求。⑤配水渠过水能力校核：配水渠水力半径配水渠水力坡降渠内水面降落量因为配水渠最高水位所以配水渠的过水能力满足要求。4.10.7V型槽的设计V型槽槽底射表扫水出水孔，直径取0.025m，间隔0.15m，每槽共计70个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为：表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式，其中Q应为单个滤池的表扫水流量，则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面：反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式求得，其中b为集水槽长14m，Q为单格反冲洗流量：所以V型槽倾角45°，垂直高度1.0m，壁厚0.05m。反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面高度为：反冲洗时V型槽顶高出槽内液面高度为：4.10.8冲洗水的供给1、选用冲洗水泵供水的计算①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。DN600，管内流速1.68m/s，1000i=5.72，布置管长总计60m。则反冲洗总管的沿程水头损失

反冲洗配水干管主要配件及局部阻力系数见表4—4表4—4冲洗管配件及阻力系数配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头6DN600闸阀3等径三通26.78则冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失：b、清水池最低水位与排水槽堰顶的高差。2、滤池配水系统的水头损失①气水分配干渠内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。此时渠上都是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）近似计算。气水同时反冲洗时，则气水分配渠内水面高为：水力半径：水力坡降：渠内水头损失：②气水分配干渠底部配水方孔水头损失气水分配干渠底部配水方孔水头损失按孔口淹没出流公式计算。其中Q为，A为配水方孔总面积。由反冲洗配水系统的断面计算部分内容可知，配水方孔德实际总面积为则③查手册。反冲洗水经过虑头的水头损失④气水同时通过滤头时增加的水头损失气水同时反冲时气水比n=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总面积之比约为1.25%，则长柄滤头中的水流速度

通过滤头时增加的水头损失则滤池配水系统的水头损失⑤砂滤层水头损失滤料为石英砂。容重，水的容重，石英砂滤料膨胀前的孔隙率，滤料层膨胀前的厚度则滤料层水头损失：（4—30）富余水头取1.5m则反冲洗水泵的最小扬程为：=5.9+1.39+0.41+0.7+1.5=10.17m选三台32SA-19B型单级双吸离心泵，两用一备，扬程20m，水泵流量4700m³/h。4.10.9反洗空气的供给1、长柄滤头的气压损失气水同时反冲洗时反冲洗用空气流量，长柄滤头采取网状布置，约，则每座滤池共计安装长柄滤头每个滤头的通气量根据厂家提供数据，在该气体流量下的压力损失最大为：2、气水分配渠配气小孔德气压损失反冲洗时气体通过配气小孔的流速压力损失按孔口出流公式：（4—31）式中：——孔口流量系数，A——孔口面积，；——压力损失，mm水柱；g——重力加速度，Q——气体流量，m3/h；——水的相对密度，则气水分配渠配气小孔的气压损失3、配气管道的总压力损失①配气管道的沿程压力损失反冲洗空气流量1.47m3/s，配气干管采用DN600钢管,流速4.8m/s，满足配气干管流速为5m/s左右的条件。反冲洗空气管总长60m，气水分配渠道内的压力损失忽略不计。反冲洗管道内的空气气压计算公式（4—32）式中——空气压力，kPa；——长柄滤头距反冲洗水面的高度，m，。则反冲洗时空气管内的气体压力空气温度按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②配气管道的局部压力损失主要配件及长度换算系数见表4—5表4—5配件及长度换算系数配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头5DN600闸阀3等径三通26.91当量长度的换算公式（4—33）式中——管道当量长度，m；D——管径，m；K——长度换算系数空气管配件换算长度则局部压力损失配气管道的总压力损失4、气水冲洗室中的冲洗水水压

本设备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压阀出口的静压为：（4—34）式中——输气管道的压力总损失，kPa;——配气系统的压力损失，kPa，；——富余压力，4.9kPa。所以，鼓风机或储气罐调压阀出口的静压为：4.10.10设备选型根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力，风量要求选3台LG50风机。风量50m3/min，风压49kpa，电机功率60kw，两用一备，正常工作鼓风量共计100m3/min>1.1=73m3/min。4.11消毒设计计算4.11.1加氯量设计加氯量应根据试验或相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯符合卫法监发「2001」161文《生活饮用水卫生规范》的要求。投加氯量取决于氯化的目的，并随水中的氯氨比、PH值、水温和接触时间等变化。已知设计水量Q=107000m3/d=4458.33m3/h，本设计消毒采用滤后加氯消毒，最大投氯量采用a=3mg/L。1、加氯量=0.001aQ=0.001×3×4458.33=13.37kg/h2、储氯量（按15考虑）G=15×24Q=15×24×13.37=4813.2kg3、氯瓶数量液氯储备于5个1000kg液氯钢瓶，尺寸为：外径×瓶高=800mm×2020m，瓶自重800kg，氯瓶总重1800kg，用时多只氯瓶并联直接供氯。4、加氯机选用ZJ-11型转子真空加氯机，用以保证消毒安全计量准确，安装3台，2用1备。每台加氯量为0.5-9kg/h，外型尺寸为：宽×高=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机间的净距在0.8m。5、加氯自动化采用计算机控制自动加氯方式如图4—2图4—2计算机控制自动加氯方式4.11.2加氯间、氯库加氯间面积据水厂规模确定，设计面积为200。平面尺寸为：L×BH=20m×10m×3.5m在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时8—12次，并安装漏气检测器，其位置在室内地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2—3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇工作。称量氯瓶质量的液压磅秤放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。磅秤输出20mADC信号到值班室，指示余氯量。并设置报警器，达余氯下限时报警。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，在室外设置开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20m，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用，水压大于5m。4.12清水池设计计算4.12.1清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：=kQ=0.13×107000=13910m³式中：k——经验系数一般采用10%-15%；本设计k=13%；Q——设计供水量Q=107000m³/d；清水池共设2座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：取=40×45=1800m2，符合要求。超高取0.5m，则清水池总高度取4.5m。、4.12.2管道系统1）清水池的进水管：（设计进水管流速取v=1.2m/s）进水管管径采用DN800mm，进水管内实际流速为：2）清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取时变化系数=1.5，所以：m³/s出水管管径： （设计中取出水管流速为=1.0m/s）设计中取出水管管径为DN1100mm，则流量最大时出水管内流速为：0.995m/s3）清水池的溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。4）清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.1m/s估计，则排水管的管径为：设计中取排水管径为DN1000mm。4.12.3清水池的布置 1、导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间30min。每座清水池内导流墙设置4条，间距为9m，将清水池分成5格。导流墙底部每隔1m设0.1m×0.1m的过水方孔。2、检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔3个，直径为1400mm。孔顶设置防雨盖板。3、通气孔为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设15个，直径为200mm其伸出地面高度高低错落，通气管伸出地面的高度高低错落，分别高出地面900mm及1400mm，以便于空气流通。4、覆土厚度清水池顶部覆土厚度为0.5m，并加油绿化，美化环境。5．集水坑集水坑尺寸为长×宽×高＝10m×4.2m×2m。4.13辅助建筑物根据城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准，得附属构筑物建筑面积及附属设备如下：4.13.1附属建筑物表4—6附属建筑物建筑物名称定员（人）建筑面积（m）办公楼1000=100×10化验室120=10×15机修间8220=20×11仓库220=20×11食堂15300=15×20浴室50=10×5管配件堆场250=25×10传达室24=6×4宿舍60=12×5车库100=10×10锅炉房50=10×54.13.2附属设备表4—7附属设备设备名称数量设备名称数量高温电炉2溶解氧测定仪1电热恒温干燥箱1自动加码1/10000精密天平12电热恒温培养箱1托盘天平21电热蒸馏水器1电冰箱1电热恒温水洽锅1高倍显微镜1分光光度计1生物显微镜1光电比色计1高压蒸汽消毒器1浊度计3WTQ压力式温度计1余氯比色器2Y型弹簧管压力表1电导仪1uQz-51型浮球液位计1酸度计1Rc-1型余氯仪2离子仪1Dx型指示报警仪1第5章水厂平面和高程布置 5.1平面布置水厂的基本组成分位两部分：⑴生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、药剂间等。⑵辅助建筑物，其中又分为生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库及宿舍等；后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。水厂平面主要内容有：各种构造物和建筑物的平面定位；各种管道，阀门及管道配件的布置；排水管（渠）及窨井布置；道路，围墙及供电线路的布置等。水厂平面布置时，应考虑下述几点要求：⑴布置紧凑，减少水厂占地面积和连接管的长度，并便于操作管理,如沉淀池或澄清池应紧靠滤池。构造物之间应留出必要的施工和检修间距和管道地位。⑵充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用。⑶各构造物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工，检修方便。此外，有时也需设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时。为保证必须供应的水量采取应急措施。⑷建筑物布置应注意朝向和风向。如加氯间和氯库应尽量设置在水厂主导风向的下风向；泵房及其他建筑物尽量布置成南北向。⑸有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全。⑹对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性，还应考虑分期施工方便。水处理构筑物按工艺流程呈直线布置，整齐，紧凑。5.2高程布置5.2.1处理构筑物中的水头损失在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流，两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。处理构筑物中的水头损失与构筑物类型和构造相关，该水头损失包括构筑物内集水槽等水头跌落损失在内。 表5—1构筑物水头损失构筑物名称水头损失（m）絮凝池0.40平流沉淀池0.20V型滤池2.30各构筑物之间的连接管断面尺寸由流速决定，其值按下表采用，当地形有适当坡度可以利用时，可选用较大流速以减少管道直径及相应配件和阀门尺寸；当地形平坦时，为避免增加填、挖土方量和构筑物造价，宜采用较小流速。在选定管道流速时，应适当留有水量发展的余地。连接管的水头损失估算时通过表5—2确定。表5—2连接管水头损失连接管段允许流速（m/s）水头损失（m）附注一级泵站至絮凝池1.0-1.2视管道长度而定絮凝池至沉淀池0.15-0.20.1应防止絮凝体破碎沉淀池至滤池0.8-1.20.30～0.50滤池至清水池1.0-1.50.30～0.50流速宜取下限留有余地当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程布置与厂区地形，地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝池在地面上抬高而增加造价，尤其当地质条件差，地下水位高时。5.2.2管渠的水力计算（1）清水池清水池最高水位标高为43.00m，池面超高为0.5m，则池顶标高为43.5m，有效水深4.0m,则池底标高为39.0m。（2）滤池到清水池清水池到滤池之间的管长为50m，设2根管，每根管流量为0.619m3/s，管径为DN800，查水力计算表：流速v=1.23m/s，坡度i=2.18‰，沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：（3）沉淀池到滤池沉淀池到滤池管长为L=50m,设2根管，每根管流量为0.619m3/s，管径为DN900，查水力计算表：流速v=0.97m/s,坡度i=1.20‰,沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：（4）絮凝池到沉淀池絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔布水墙上的孔口流速采用0.2m/s。沿线水头损失为0.1m。（5）一级泵站至絮凝池一级泵站至絮凝池管长为L=48m,设2根管，每根管流量为0.619m3/s，管径为DN900，查水力计算表：流速v=0.97m/s,坡度i=1.20‰,沿线设有两个闸阀，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06，1.0，1.0，则管中水头损失为：5.2.3给水处理构筑物高程计算 表5—3高程计算表 名称设计流量m3/s管段设计参数水头损失构筑物水面标高m管径mm管长mI‰Vm/s构筑物水头损失m管道水头损失m合计m清水池0.61943.00滤池至清水池0.6198005050.35V型滤池0.6192.32.345.65沉淀池至滤池0.619900501.200.970.210.21沉淀池0.66絮凝到沉淀池0.6190.10.1絮凝池0.6190.400.446.56泵站至絮凝池0.619900481.200.970.200.2046.76第6章自动检测控制系统6.1控制系统及要求全厂计算机自控系统采用工业界目前流行的控制模式——PLC(可编程逻辑控制器)+PC(高性能微机)集散控制系统。该系统为计算机控制系统，控制算式先进、精度高、响应速度快，具有仪表控制系统安全可靠、维护方便的优点。系统配置和功能设计按各工艺处理阶段少人值守的原则进行并遵循如下要求：1．高可靠性：选用稳定可靠的工业控制系统产品，硬件上采用备用冗余技术，简化系统结构，减少出错环节；2．先进性：控制系统应适应未来现场总线技术的发展，性价比高；3．灵活性：网络通讯方式和系统组态灵活，扩展方便，可用性、可维护性好，并具有开放的软件通讯协议；4．实时性：控制系统对工况变化适应能力强，控制之后时间短。6.2控制方式本工程控制方式设置如下：手动方式：通过就地控制箱或低压柜上的按钮实现对设备的启停操作。遥控方式：即远程手动控制方式。操作人员通过操作面板或中控系统操作站的监控画面用鼠标或键盘来控制现场设备。自动方式：设备的运行完全由各PLC根据水厂的工况及工艺参数来完成对设备的启/停控制，而不需要人工干预。通过强电设计中的“就地/遥控”切换开关可实现就地现场手动控制和PLC监控，其中就地现场手动控制优先权高于PLC监控，以保证现场操作维修安全。6.3控制内容水厂生产过程检测与控制的设置应根据工艺要求、工艺规模、自动化水平、维修能力等情况设置。水厂检测是通过配置于水厂工艺流程不同部位的计测仪表进行的，一般在线检测仪表包括水质参数检测仪表和工作参数检测仪表。本设计将水厂的自控按工艺流程分为以下五个部分。6.3.1取水泵房检测数据见表6—1表6—1泵房检测数据需检测数据所用仪器目的吸水室水位显示和记录液位检测仪考虑是否要清洗格网水泵出水压力显示和记录压力检测仪监控水泵是否正常工作原水PH值、浊度、温度PH检测仪、浊度、温度检测仪观察原水情况取水泵站送水流量显示和记录流量检测仪监控水厂每时每刻的生产水量水泵和电动机轴承温度、电机定子温度温度检测仪考虑通风机是否要开，开多大和几台取水泵站送水压力显示和记录压力检测仪监控原水的输送情况6.3.2加药间1．检测数据加药间检测数据见表6—2表6—2加药间检测数据需检测数据所用仪器目的溶液池液位指示和记录液位检测仪监控池里是否还有药液SCM测流动电流SC3000流动电流仪监控加药后原水絮凝情况2．控制方式《城市供水水质标准》中要求浑浊度控制在1NTU以下，因此对以地面水为水源的水处理中，投加絮凝剂是极其重要的一个环节。絮凝剂的投加如果过多则浪费，而且会造成混合水浊度升高，不利于沉淀；如果过少，则影响絮凝效果，也不利于沉淀。如何实现投药这一环节的合理和节约，节省人工，本设计的正常投药使用自动投药系统（流动电流检测仪反馈控制）。原水通过取水泵站输送到水厂，在出取水泵站后电磁流量计测量出当前流量，然后把数据传送到计算机监控系统，再由计算机把数据信号转换成执行控制命令反馈到加药间的变频调速器，后者控制计量泵投加药液量；控制计量泵还有另一个因数，是在沉淀池的取样点，通过SC3000型流量电流仪的检测，把数据反馈到计算机控制系统，再由系统把数据信号转换成执行控制命令反馈到伺服电机，调整计量泵投加药液量；生产水从沉淀池到滤池间有浊度检测仪，其监测的数据也先传递到计算机监控系统，再由计算机监控系统判断处理效果的好坏，是否使用手动调节计量泵投加药量。监控器有手动和自动两种运行状态。当滤前水浊度在线检测仪检测结果反馈到计算机，如果浊度过高，进行数学模型计算，如果结果不在要求范围内，则报警提示，然后工作人员调到手动状态下，调节计量泵的冲程以改变投药量，以达到最佳投药效果。在自动状态下，将实际流动电流值、当前流量值与标准设定两值曲线作比较，得到偏差，监控器对偏差作运算，自动调节输出值的大小，改变投药量。当偏差值为零时，其输出保持稳定，投药量也保持不变。流量值主要用来调节变频调速器，流动电流值则主要控制伺服电机控制器。6.3.3加氯间1．检测数据加氯间检测数据见表6—3表6—3加氯间检测数据需检测数据所用仪器目的氯瓶重量指示、氯瓶压力指示重量检测仪、压力检测仪监控池里是否还有药液2．控制方式《生活饮用水卫生标准》规定出厂水中余氯含量不得小于0.3mg/L，精确度要求高，故对加氯量采用复合环路控制。通过中心控制系统传来的水量数据，变频调速器控制加氯机的加氯量，此为前馈控制；控制加氯量的还有一个因数，设置在水厂出水管处的余氯检测仪会将所得数据及时反馈给控制中心，再由系统把数据信号转换成执行控制命令反馈到伺服电机，调整加氯机加氯量，此为反馈控制。6.3.4净水构筑物净水构筑物检测数据见表6—4表6—4净水构筑物检测数据需检测数据所用仪器目的沉淀水浊度浊度检测仪监控絮凝沉淀效果每格滤池的液位、水损的指示和报警液位检测仪、压差检测仪保持恒水位滤后水余氯的指示和记录余氯检测仪监控后加氯的效果滤后水PH、浊度PH检测仪、浊度检测仪观察滤后水水质情况清水池水位指示记录和上、下限的报警液位检测仪控制取水泵站取水量6.4数据记录和处理净水厂设置中心控制室，配置计算机、打印机、显示器等。其他构筑物，如一级泵站，加药间，加氯间，滤池分别设PLC控制分站，配置计算机、显示器、打印机等。需记录和处理的数据有：1．原水流量瞬时和累计值，泵机运行台时累计，水泵进口真空度和出口压力，水泵开停时间记录，水泵故障显示和故障日报记录；2．原水浊度、PH、氨氮（人工检测）、温度等水质记录；3．出厂水浊度、余氯、PH、流量、压力的时变化曲线；4．水源和吸水井水位，清水池水位曲线；5．混凝剂单位耗量、设备运行时间、故障日报记录，絮凝池出水流动电流；6．沉淀池出水浊度、余氯、PH，沉淀池吸泥机运行状况记录；7．滤后水连续检测浊度、余氯、PH和打印记录，每日反冲洗次数累计，反冲洗时间累计，反冲洗时间显示，反冲洗水量；8．原水预加氯量，滤后水加氯量，出厂水余氯值，设备运行机时，故障日报。 第7章工程概预算7.1建筑工程造价管道造价见表7—1表7—1管道造价管径mm管长m管道指标元/100m造价元1100110303545333899.5100080284543227634.4900194256745569973.9800120213842256