毕业设计（论文）18万立方米每天给水厂设计说明书

第一章绪论毕业设计是大学生迈入社会前最为重要的一个环节，是检验大学四年的专业学习的最好的方式，是将理论知识运用于实际的重要的锻炼机会。说明书中，本人对苏州市工业园区B区给水工程规划设计和水厂工艺设计进行阐述。第一部分为给水管网的设计，其中包括给水管网定线布置和水厂选址，给水管网设计计算。第二部分为水厂的设计，其中包括水厂设计处理量，水厂工艺方案确定，水处理构筑物的设计计算和水平布置与高程布置。第三部分为工程概预算，包括管道造价，取水工程造价，建筑直接费用，建筑间接费用，建筑工程总造价，制水成本计算。第四部分为水厂自动化设计，电子计算机应用于净水控制与厂内配水控制，净水厂各构筑物的自动化控制和检测仪表。四个部分紧密衔接，力求做到详尽，完善。第二章设计说明2.1设计资料项目近期远期设计人口100000130000人均用水量标准（最高日）220240最大日时变化系数工厂A（m3/d）64008000工厂B（万m3/d）工厂C（万m3/d）工厂D（万m3/d）一般工业用水占生活用水%190180第三产业用水占生活用水%90952.2、原水水质及水文地质资料2原水水质情况序号名称最高数平均数备注1色度1362pH值3SS（mg/l）8203504DO溶解氧5BOD56COD其余均符合国家地面水水源Ⅰ级标准2.2.2水文地质及气象资料1、水文资料据水文站资料，二十年一遇洪水位48m；常年平均水位7m。河流最低水位7m。河流最高水温32℃，最低水温℃，夏季平均水温26℃左右，冬季10℃左右。2、气象资料该地著名江南水乡，年平均降雨量11，年最大降雨量达17，暴雨强度公式为：最高气温℃，最低气温℃，年平均气温16℃~17℃，无霜期190天左右。城市主导风向为东北风及西南风，平均风速，最大风速20m/s，频率—12%。该市年平均相对湿度68.8%。地质资料第一层：回填、松土层，承载力8kg/cm2，深；第二层：粘土层，承载力10kg/cm2，深3~4m；第三层：粉土层，承载力8kg/cm2，深3~4m；地下水位平均在粘土层下。地震烈度属6度区，建筑设计可按6度考虑防震措施。2.3设计任务根据所给资料进行江苏省苏州市园区B区给水工程初步设计，包括城市管网系统的初步设计，净水工程的初步设计，送水泵房的初步设计，制水成本的初步预算。城市管网系统的设计包括用水量的计算，管网的布置，水力计算等；净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置；送水工程设计包括选泵和泵房的计算。2.4水处理用材料和药剂材料1、混凝剂根据所给原水的原始资料和该城所处地理位置，本设计选择Al2(SO4)3·18H2O作为絮凝剂，活化硅酸作为助凝剂。Al2(SO4)3·18H2O所含杂质少，容易溶解，速度快，形成的矾花紧密易沉淀，同时配合使用助凝剂能够大大改善Al2(SO4)3·18H2O在水温低，浊度低情况下形成的矾花细小不宜沉淀的状况，使得矾花易沉淀，效果好，同时节省可为了絮凝效果而投加过多的助凝剂。2、滤料石英砂、无烟煤、砾石等均有供应。3、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。第三章给水管网设计及水厂选址该城市西侧有一湖泊，经勘测和检验，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业、企业等用户对水质和水压无特殊要求。应而采用统一给水系统。城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点如下。1.干管延伸方向应和二级泵站到大用户、水塔、水池的方向一致，干管间距采用500～800m2.干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为800～1000m3.干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过；尽量少穿越铁路。4.干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。5.力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。输水管线走向符合城市和工业企业的规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管网采用铸铁管。配水管网共设33个环。根据有关资料，采用岸边合建式取水工程。在河流的上游建自来水厂，水厂处不受洪水威胁，不占用耕地，考虑到远期发展，水厂的面积留有余地。由于该厂为新建水厂，且地形平坦，为使流程简短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小，水厂流程采用直线型，即从进水到出水整个流程呈直线。平面布置按功能分为生产区，办公区，生活区，贮泥塘等几个小区，避免非生产人员在生产区和逗留，以确保生产安全。为使布置紧凑，减少水厂占地面积，将各处理构筑物紧靠在一起。二期工程预留地与一期工程平行。为美化厂区，保证厂内的绿化面积占30%，在主要道口及综合办公楼前设花坛，二期预留地上植草，厂区内主要道路采用混凝土路面，绿地中步引道采用片石勾缝。水厂的竖向规划上，以滤池在河流常水位能顺利排放为原则。3.1用水量规划《城市给水工程规划规范》规定：城市给水工程规划的主要内容应包括：预测城市用水量，并进行水资源与城市用水量之间的供需平衡分析；选择城市给予水水源并提出相应的给水系统布局框架；确定给水枢纽工程的位置和用地；提出水资源保护以及开源节流的要求和措施。城市给水工程规划期限应与城市总体规划期限一致。城市给水工程规划应重视近期建设规划，且应适应城市远景发展的需要。城市给水系统的设计年限，应符合城市总体规划，近远期结合，以近期为主。一般近期宜采用5～10年，远期规划年限宜采用10～20年。设计用水量由下列各项组成：1.综合生活用水量，包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。前者指城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲侧、洗澡等日常生活用水；公共建筑及设施用水包括娱乐场所、宾馆浴室、商业、学校和机关办公楼等用水，但不包括城市浇洒道路、绿化和市政等用水；2.工业企业生产用水量和工作人员生活用水量，3.公共建筑用水，4.消防用水量，5.浇洒道路和绿地用水量，6.未预计水量及管网漏失量，城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水；居住区综合生活用水，工业企业生产用水和职工生活用水。消防用水，浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和管网漏失量，但不包括工业自备水源所需的水量。3.2设计用水量3.2.1供水系统的选择该城市用水主要以工业用水为主，生活及其它用水量少，且对水质无特殊要求，拟定采用统一供水系统。3.2.1近期规模a居民综合生活用水量Q1近期设计人口数为10万，采用用水标准：220升/人·日，用水普及率f=100%，则Q1×100%×100000=22000m3/d。b生产企业等集中用水量Q2根据设计资料公共建筑、生产企业等集中用水包括了公共建筑用水、工业企业用水和工作人员生活用水，且各工厂的近期集中用水量已知。Q2=(0.64+0.8++1.2)×10000=36400m3/dc第三产业水量Q3第三产业用水量占生活用水量的90%Q3=0.9×Q1=19800m3/dd一般工业用水量Q4一般工业用水量占生活用水量的190%Q4×Q1=41800m3/de最高日用水量Qd除了上述各种用水量外，再增加相当于最高日用水量的15%-25%的未预见水量和管网漏水量。取15%。Qd=1.15(Q1+Q2+Q3+Q4)=1.15*(22000+41800+19800+36400)=138000m3/df日处理用水量Q设水厂自用水量系数为10%，则×Qd×138000=151800m3/d；取150000m3/d。3.2.2远期规模a居民综合生活用水量Q1近期设计人口数为13万，采用用水标准：240升/人·日，用水普及率f=100%，则Q1×100%×130000=31200m3/d。b生产企业等集中用水量Q2根据设计资料公共建筑、生产企业等集中用水包括了公共建筑用水、工业企业用水和工作人员生活用水，且各工厂的近期集中用水量已知。Q2=(0.8+0.8+1.3+1.2)×10000=41000m3/dc第三产业水量Q3第三产业用水量占生活用水量的95%Q35×Q1=29640m3/dd一般工业用水量Q4一般工业用水量占生活用水量的180%Q4=1.8×Q1=56160m3/de最高日用水量Qd除了上述各种用水量外，再增加相当于最高日用水量的15%-25%的未预见水量和管网漏水量。取15%。Qd=1.15(Q1+Q2+Q3+Q4)=1.15*158000=181700m3/df最高日最大时用水量QhQh=Kh(Qd/86.4)=/s3.3管网定线3.3.1水源及水厂位置的选择a.水源应选在河流的上游以保证水质。b.河流应水量充沛，水位波动不应过大，且不影响通航。c.水厂位置应尽量靠近水源处，以减短输水管线，降低造价。管网定线的一般原则a.管尽可能布置在两侧有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量。b.管定线可参照二泵房到调节构筑物或大用户的供水方向，以最近的距离，将一条或几条干管平行地布置在用水量较大的街区。c.平行的干管间距一般在500-800米左右。为保证供水安全，干管和干管间应设置连接管，其管径应比上游干管小1-2号，以便于在干管事故时转输流量不致因管径过小而导致水头损失过大。连接管间距为800-1000米左右，形成环状管网。d.应按现有或规划道路定线，避免干管穿越高级路面或重要街道。e.从供水可靠性考虑，城市管网应尽量布置成环。f.对于较偏远的地区,先布置成树状网以上原则，待这些地区经济发展后再连接成环状网。定线时，尽力避免单侧配水和管先曲折，充分利用地形以降低工程难度。输配水管渠布置原则a.输配水管渠应选择经济合理的线路，应尽量做到线路短，起伏小，土石方工程量少，减少跨穿越障碍次数、避免沿途重大拆迁、少占农田和不占农田。b.输配水管渠走向和位置应符合城市忽然工业企业的规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护。城市配水干管宜尽量避开城市交通干道。c.输配水管渠应尽量避免穿越河谷，山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并注意避开地震裂带、沉陷、滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土囊地区。d.生活饮用水输配水管道应尽量避免穿过毒物污染及腐蚀性等地区，必须穿过时应采取防护措施。e.输水管线应充分利用水位高差，结合沿线条件优先考虑重力输水。如因地形或管线系统布置所限必须加压输水时，应根据设备和管材选用情况，结合运行费用分析，通过技术经济比较，确定增压级数、方式和增压地点。f.输配水管路线的选择应考虑近远期结合个分期实施的可能。g.城市供水应采用管道或暗渠输送原水。当采用明渠时，应采取保护水质和防止水量流失的措施。h.输配水管渠的走向与布置应考虑与城市现状及规划的地下铁道、地下通道、人防工程等地下隐蔽性工程的协调与配合。i.当地形起伏较大时，采用压力输水的输水管线的竖向高程布置，一般要求在不同工况输水条件下，位于输水水力坡降以下。j.在输配水管渠线路选择时，应尽量利用现有管道，减少工程投资，充分发挥现有设施作用。a.重力输水管渠应根据具体情况设置检查井和排气设施。检查井间距：当直径为DN700以下时，不宜大于200m；当管径为DN700至DN1400时，不宜大于400m。当输送含沙量较多的原水时，可参照排水管道的要求设置检查井。b.对于重力输水的管渠，当地面坡度较陡或非满管流重力输水时，应根据具体情况在适当位置设置跌水井、减压井会或其他控制水位的措施。c.对于压力水管，应分析出现水琢的可能，必要时需设置消除水涿的措施。d.在输水管道和配水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进）气阀，以便及时排除管内空气，不使发生气阻，以及在当空管或发生水琢时引入空气，防止管道产生负压。e.在输配水管道中，于倒虹管和桥段处均设置排（进）气阀。排气阀一般设置于倒虹管上游和平管桥下降段上游的相近直管段上。f.在输配水管渠的低凹处应设置泄水管和泄水阀。泄水阀应直接接至河沟和低洼处。当不能自流时，可设置集水井，用提水机具将水排出。泄水管直径一般为输水管直径的1/3。对于大型管渠，泄水口径应根据管渠具体布置以及提水机具设备，结合排水要求计算确定。g.管道上的法兰接口不宜直接埋在土中，应设置在检查井或地沟内。在特殊的情况下必须埋入土中时，应采取保护措施，以免螺栓锈蚀，影响维修及缩短使用寿命。h.在输配水管道布置中，应尽量采用小角度转折，并适当加大制作弯头的曲率半径，改善管道内水流状态，减少水头损失。i.输配水管道布置，应减少管道与其他管道交叉。当竖向位置发生矛盾时，宜按下列规定处理：①压力管道让重力管线②可弯曲管线让不宜弯曲管线③分支管线让干管线④小管径管线让大管径管线⑤一般给水管在上、废、污水管在其下部通过。j.当输送水管道与铁路交叉时，应按照《铁路工程技术规范》规定执行，并取得铁路管理部门同意。消火栓，阀门布置原则阀门a.配水管网中的阀门布置，应能满足事故管段的切断需要。其位置可结合连接管以及重要供水支管的节点设置，干管上的阀门间距一般为500~1000m。b.一般情况下干管上的阀门可设在连接管的下游，已使阀门关闭时，尽可能少影响支管的供水。如设置对置水塔时，则应视具体情况考虑。c.支管与干管相接处，一般在支管上设置阀门，以使支管的检修不影响干管供水。干管上的阀门应根据配水管网分段、分区检修的需要设置。d.在城市管网支、干管上的消火栓及工业企业重要水管上的消火栓，均应在消火拴前装设阀门。支、干管上阀门布置不应使相邻两阀门隔断5个以上的消火栓.消火栓a.消火栓的间距不应大于120m。b.消火栓的接管直径不小于DN100。c.消火栓尽可能设在交叉口和醒目处。消火栓按规定应据建筑物不小于5m，距车行道边不大于2m，以便消防车上水，并不应妨碍交通，一般常设在人行道边。考虑以上要求，对该市进行管网定线，为供水安全，采用环状网。3.4管网水力计算3.4.1比流量计算本设计共用30个环，44个节点，允许误差为0.01。其中∑L为该区管线配水总长度，单侧配水长度按一半计,不供水不计算长度。管段沿线、节点流量计算a.管网中任一管段的流量有两部分组成：一部分是沿该管段长度配水的沿线流量，另一部分是通过该管段输水到以后管段的转输流量。转输流量沿整个管段不变，而沿线流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐渐减小只剩下转输流量。按照用水量在全部干管上均匀分配的假定求出沿线流量，只是一种近似方法。管网任一节点的节点流量公式为即任一节点的节点流量等于与该节点相连各管段的沿线流量总和的一半。管段沿线流量分配与节点设计流量计算表节点流量计算表节点节点流量节点节点流量节点节点流量142.171643.513154.14238.901744.543256.18336.901864.053336.10455.101937.973444.07545.172049.803549.42627.242149.083626.69743.262245.373749.40856.122320.563849.06964.832463.783951.641067.732529.954055.071139.692634.514128.181258.722755.624235.131364.702860.324322.401461.052957.734424.941559.663048.64ABCD合计3.3.4管网平差a.流量分配流量分配的目的，是初步确定各管段中的流量，据以选定管径，在管网计算中它是一个重要环节。在环状管网流量分配时，流向任一节点的流量，必须等于流出该节点的流量，以保证水流的连续性。假如离开节点的流量为政，流向节点的流量为负，有下列关系式：Qi+∑qij=0式中：Qi——i节点的节点流量(L/s)∑qij——节点i到节点j的管段流量流量分配时，不仅要考虑经济问题，而且要保证安全供水，即考虑可靠性问题。分配流量时，应事先按照管网的主要流向，拟定每一管段的水流方向，并选定保证整个管网自由水压的控制点，一般可选离二级泵站最远，地形又较高的地方作为控制点。为了安全供水，从泵站到控制点的几条主要干管中，应大体均匀地分配流量，并尽可能采用相近的管径。这样，当其中一条干管损坏时，不会引起其它干管负荷过大，管网流量也不致减少过多。至于与干管垂直的连接管，主要用于沟通平行干管之间的水流，平时流量一般不大，仅供水到管线两侧的用户，只有在干线损坏时才转输较大的流量，因此，这些连接管不应分配过大流量。b.管径初定根据初定流量查表确定管径。c.管网平差初分配流量以及管段所在高低环数，如下表显示：KSLDQIJ1202303704805906907-9108-989-81110-8711-71212-61313-7314-7615-3216-6517-51418-5419-2120-415211022-1023-3624-2525-1426-4027-15028-151629-141530-141631-142132-131433-132334-121335-122836-111237-10113810039-102940-112941-161942-161743-17044-18045-18046-191847-192048-20049-211950-212051-222052-212253-232454-232155-282356-283757-292858-2930592906030061-30062-302763-26064-2606526-2566-272467-242268-242569-25070-25071-22072-2726730.150-1718正常用水时，最不利点考虑6层楼高的用水量，即服务水头为28。根据节点流量进行管段流量初次分配，查《给排水设计手册第一册》初步确定管径，进行管网平差，确定实际管径。管网平差结果见下表：KDSLQHV12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273TDHSQDQ123456789101112131415161718192021222324252627282930II=91SH=经过校正后，各环闭合差均小于0.5m，大环小于允许值，可满足要求，管网平差完成。节点36为控制点，自有水压取28米。节点水压表节点自由水压标高位置水头节点自由水压标高位置水头149.9615.054.9612348.4495.053.449249.0845.054.0842444.1615.049.161347.7015.052.7012541.0925.046.092445.9845.050.9842639.9035.044.903543.7945.048.7942738.7365.043.736642.1375.047.1372840.7685.045.768737.6935.042.6932938.6505.043.650839.9905.044.9903035.6125.040.612941.2355.046.2353135.6135.040.6131041.5855.046.5853238.8015.043.8011145.2205.050.2203336.8035.041.8031246.2565.051.2563433.5755.038.5751343.2485.048.2483529.6655.034.6651446.4765.051.4763628.0005.033.0001544.3975.049.3973731.4175.036.4171647.7185.052.7183833.2855.038.2851746.8995.051.8993938.5035.043.5031846.4185.051.4184039.2035.044.2031943.6445.048.6444136.5595.041.5592042.1565.047.1564234.8595.039.8592144.9865.049.9864334.2105.039.2102251.6975.056.6974450.7045.055.7043.4.4消防校核给水管网的设计流量未计入消防流量，但火灾发生在最高日最高时（当然这种几率很小），但由于消防流量比较大（特别是对于小型管网系统），一般用户的用水量肯定不能满足。所以为了安全起见，要按最不利情况——即最高日用水流量加上消防流量的工况进行消防校核。但节点服务水头只要满足火灾处节点的灭火服务水头，而不必满足正常用水的服务水头，即服务水头为28。由最大时平差结果可见，最不利点为节点36，次不利点为节点43，在节点36和43分别加上消防流量20L/s，重新平差，其管网平差结果见下表。管段消防校核平差计算结果KDSLQHV12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273TDHSQDQ1234567891011121314151617181920212200012324252627282930II=90SH=节点水压表节点自由水压标高位置水头节点自由水压标高位置水头152.6975.057.6972351.2205.056.220251.7965.056.7962446.9945.051.994350.3695.055.3692543.8465.048.846448.5995.053.5992642.6005.047.600546.3355.051.3352740.5485.045.548644.6355.049.6352842.7005.047.700739.9435.044.9432940.4325.045.432842.3905.047.3903037.1855.042.185943.5815.048.5813137.1875.042.1871043.5475.048.5473240.9315.045.9311147.3325.052.3323338.9255.043.9251248.4145.053.4143435.4455.040.4451345.3005.050.3003530.7655.035.7651449.3975.054.3973628.0005.033.0001547.2525.052.2523732.1255.037.1251650.7135.055.7133834.3145.039.3141749.8655.054.8653940.0795.045.0791849.3655.054.3654041.7085.046.7081946.4725.051.4724137.8525.042.8522044.9555.049.9554234.9135.039.9132147.8665.052.8664333.4345.038.4342254.4995.059.4994453.4605.058.460节点36的消防服务水头为33.000米，节点43的消防服务水头为38.434，均大于低压消防灭火处节点服务水头，即10m的自由水头。消防校核完毕。3.4.5事故校核管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修期和恢复供水前，该管段停止输水，整个管网的水力特性必然改变，供水能力降低。国家有关规定，城市给水管网在事故工况下，必须保证70%以上的用是水量，工业企业给水管网也应该按有关规定确定事故时的供水比例。一般最不利事故工况进行校核，即考虑靠近供水泵站的主干管在最高时损坏的情况。节点压力仍按设计时的服务水头要求。删除管网中的14-1管段，流量取正常工况下的70%进行水力分析。管网事故时的平差计算结果KDSLQHV123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172TDHSQDQ1234567891011121314151617181920212223002242526272829II=53SH=节点水压表节点自由水压标高位置水头节点自由水压标高位置水头139.4445.044.4442338.9795.043.979238.9845.043.9842436.7275.041.727338.2705.043.2702535.1125.040.112437.3825.042.3822634.5055.039.505536.2525.041.2522733.5105.038.510635.3965.040.3962834.5355.039.535733.0935.038.0932933.4465.038.446834.2765.039.2763031.9205.036.920934.3525.039.3523131.9215.036.9211034.9535.039.9533233.6105.038.6101136.8415.041.8413332.6215.037.6211237.3325.042.3323430.9565.035.9561335.7875.040.7873528.8635.033.8631437.6315.042.6313628.0005.033.0001536.7265.041.7263729.7615.034.7611639.7655.044.7653830.7275.035.7271739.3355.044.3353933.4435.038.4431839.0845.044.0844034.2075.039.2071936.3605.041.3604132.4375.037.4372035.6235.040.6234231.5535.036.5532138.3525.043.3524331.2145.036.2142240.6695.045.6694439.8545.044.854通过水力分析，得到的各节点水头与服务水头比较后，全部高于服务水头满足要求，事故校核结束。第四章给水工程设计原则及方案比较给水工程设计，要充分利用所在地区的有利的自然条件，避开不利的自然条件。在现有的环境下，运用合理的技术，使工程投资和运行费用较低，使工程具有一定的可靠性，满足用户对水质、水量和水压的近远期要求。4.1水源的选择设计中选择给水水源，一般应该考虑以下原则：a.所选水源应当水质良好，水量充沛，便于卫生防护。水质良好，要求原水水质符合GB38—2002标准要求；水量充沛要求地下水取水量小于等于允许开采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取用水量。水源可取用水量既要保证近期用水量，也要满足远期用水量；便于卫生防护，要求所选水源卫生防护地带设置符合GB3838—2002中的有关规定。b.符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水源。c.所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便。d.所选水源有条件时应集中与分散取水，地下水与地表水相结合。e.所选水源具有施工条件。苏州毗邻太湖，从太湖取水。4.2水厂设计要求a.确定水厂的设计规模，进行厂址确定及方案论证。b.确定水厂的设计工艺方案二到三个，进行方案技术经济比较，并进行初步可行性研究，根据原水水质和处理达到的饮用水水质标准，选择最佳设计方案。c.根据确定的工艺，进行单体构筑物的设计计算及附草图。d.进行水厂平面布置和高程布置，水厂平面布置包括处理构筑物及附属构筑物的位置大小，主要生产管线及控制阀门，其他管线布置，厂区道路，构筑物之间道路，绿化等也要相应确定。高程图要根据地形特点，确定水厂地面标高，并进行土方平衡，一般清水池的水面标高在地面上0～，依此确定水厂高程。而合建式清水池则不按此方式确定。高程图要标明构筑物名称，管径，池顶标高，各水面标高。水厂平面图要列表表明各工艺名称，数量，尺寸，构筑物位置一般采用坐标标明其位置。e.进行个单体构筑物的平面图、剖面图及大样图的给制。4.3水厂设计步骤水厂设计和其他工程设计一样，一般分两阶段进行：扩大初步设计（简称扩初设计）和施工图设计。对于大型的或复杂的工程，再扩初设计之前，往往还需要进行工程可行性研究或所需特定的实验研究。可行性研究经有关专家评估并得到主管部门批准后，方可进行下一步工作——初步设计。以上提到的可行性研究内容仅就一般情况而言，不同工程项目，研究内容和要求也往往不同。大型工程或复杂工程所涉及到的问题很多，每一个问题（当然不是细节问题）均需在可行性研究中得到解答。简单的小工程，可行性研究比较简单，甚至可直接进行扩初设计。扩初设计是在可行性研究基础上进行的，内容和要求比可行性研究更具体一些。在扩初设计阶段，首先要进一步分析研究调查和核实已有资料。所需主要资料包括：地形、地质、水文、水质、地震、气象、编制工程概算所需资料、设备、管配件的价格和施工定额，材料、设备供应状况，供电情况，交通运输状况，水厂排污问题等。需要时，还应参观了解类似水厂的设计、施工和运行经验。在此基础上，可提出几种设计方案进行技术经济比较。这里所提的方案比较是在可行性研究所提大方案下的具体方案比较。最后确定水厂位置、工艺流程、处理构筑物型式和初步尺寸及其他生产和辅助设施等，并初步确定水厂总平面图布置和高程布置。在水厂设计中，通常还包括取水工程设计。因此，水源选择、取水构筑物位置和型式的选择以及输水管新等，都需经过设计方案比较予以确定。初步设计的最后成果一般包括设计说明书一份和若干附图等。设计说明书的主要内容一般包括：工程项目和设计要求概述，方案比较情况，各构筑物及建筑物的形式、尺寸和结构形式、工程概算，主要材料（钢筋、水泥、木材等）、管道及设备(水泵、电动机、真空泵、大型阀门、起重设备、运输车辆、电气设备等)等规格、尺寸和数量，工程进度要求，人员编制，以及设计中尚存在的问题等。有关设计资料也应附在说明书内。附图数量应按工程具体情况决定，但至少应包括：取水工程布置图、流程图、水厂总平面布置图，电气设计系统图及主要处理构筑物简图等。扩初设计经审批后，方可进行施工图的设计，设计全部完成后，影响施工单位作施工交底，介绍设计意图和提出施工要求。在施工过程中如需作某些修改，应由设计者负责修改。施工完毕并通过验收后，设计者可配合建设单位有关人员进行水厂调试。以上介绍的仅属于一般设计步骤和要求。说明书的内容和要求应根据实际工程情况有所增减。4.4水厂设计原则有关水厂设计原则，在设计规范中已作了全面规定。重点提出以下几点：a.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，并以原水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及沉淀池或澄清池排泥等方面。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%，必要时应通过计算确定。b.水厂应按照近期设计，考虑远期发展。根据使用要求和技术经济合理等因素，对近期工程既可做分期建造的安排。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，兵营考虑与原有构筑物的合理配合。c.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。例如，主要设备（如水泵机组）应有备用量。城镇水厂内处理构筑物一般虽不设备用量，但通过适当的技术措施，可在涉及允许范围内提高运行负荷。d.水厂自动化程度，应本着提高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。e.设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚为列入的新技术、新工艺、新设备，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对于确行之有效、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，不必受先行设计规范的约束。4.5水厂选址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定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：a.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。b.水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。c.水厂应尽可能设置在交通方便、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。d.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，厂址选择有两个方案，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，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的熟睡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，再由配水厂送至管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点于前者正好相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水购筑物建在一起，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它具体情况，通过技术经济比较确定。4.6水厂工艺选择4.6.1水厂设计规模水厂的处理水量以最高日平均时流量计,近期处理规模为150000m3/d(包括水厂自用水10%)，远期180000m3/d。水处理构筑物按照近期处理规模设计。4.6.2两套工艺方案比较主要工艺比较见下表：工艺方案一方案二混合管式混合机械混合优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀优势：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂缺点：当流量降低时，混合效果下降缺点：需增加混合设备和维修工作絮凝隔板絮凝池机械絮凝池优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎缺点：需机械设备和经常维修沉淀池平流沉淀池斜管沉淀池优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点:采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难缺点:斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦过滤普通快滤池V型滤池优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好缺点:采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长缺点:阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备消毒液氯消毒臭氧消毒优点:经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用优点:杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便缺点:氯和有机物反映可生成对健康有害的物质缺点:不能解决管网再污染的问题，成本高4.6.3主要方案工艺计算比较a.方案一隔板絮凝池1.水厂规模150000m/d，絮凝池个数n=2个2.设计参数：池内平均水深H1=3.0m，絮凝时间T=20min。3.设计计算：计算总容积：W=QT/60=6250×20/60=2084m3分为两池，每池净平面面积f=W/(nH)=2084/(2×3.0)=348m2取池宽同平流沉定池B=15m，则池长L’平流沉淀池1.已知设计水量（包括自耗水量）：Q=6250m3/h，沉淀池个数：n=2沉淀池沉淀时间：T=1.5h，池内平均水平流速：v=20mm/s有效水深：H=，超高：池体尺寸：单池容积W=vt=3.6×20×1.5=108m池宽B=，取15m普通快滤池设计2组滤池，每组滤池设计水量为：Q=75000m3/d冲洗强度q=14L/(s·m2)，滤速：v1=10m/h滤池面积及尺寸：滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：T=24-0.1×24/12=23.8h滤池面积为：F=Q/(v1T)=75000/（10×23.8）=315m2每组滤池单格数为N=8，布置成对称双行排列。每个滤池面积为：f=F/N=315/8=m2采用滤池长宽比为2左右，滤池设计尺寸为9.0m×m。校核强制滤速v2为：v2=Nv1/(N-1)=8×10/(8-1)=m/h滤池高度：承托层厚度滤料层厚度，采用0.7m砂面上水深，采用1.7m汽水室高度5m保护高度滤池高度H为：H=0.45+0.7+1.75+0.30=4.00m后臭氧接触池臭氧接触池设计规模1万m3/d，共设1座，臭氧最大投量为，分别导入接触池3个室内，每个室的接触时间为3min,总接触时间为12min。采用微孔扩散器投加臭氧，接触池与活性炭滤池合建。整体池长约,宽约49.8m,深约,池顶部设正负压释放阀，不锈钢人孔顶板，尾气收集装置等，池内设不锈钢检修门。活性炭滤池1.设计水量Q=150000m3/d=6250m3/h，滤速v=10m/h活性炭滤池总面积活性炭滤池个数N=6采用双排布置，每排3个，每个滤池面积为m采用滤池长宽比：采用滤池尺寸：L=mB=滤床厚2m,空床停留时间为12min,活性炭滤池设计冲洗周期为5~7天采用单气结合单水冲，气冲强度为55,水冲强度为25(2)活性炭滤池高度活性炭层高，颗粒活性炭的粒径为0.8~承托层厚度活性炭层以上水深活性炭滤池的超高活性炭滤池的总高=2+0.55+1.7+0.3=液氯消毒1.已知条件水厂设计水量：Q=6250m3/h，采用滤后水加液氯消毒，仓库储量按30d计算，加氯点在清水池前2.设计计算加氯量Q=0.001×1.0×6250kg/h储氯量G=30×24×=4500kg/月采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，共9瓶。采用加氯机2台，交替使用。b.方案二机械絮凝池设计进水量为Q计=6250(m3/h)，设两个反应池,反应时间取20min2.反应池尺寸：反应有效容积：ω＝QT/60=6250×20/60/2＝m3根据水厂高程系统布置，水深H取3.5m，五排搅拌器，每排分四格，单格尺寸为：2×4×4=32m3总体积为：32×5×4=640m3实际絮凝时间为：T’=640×60×2/6250=1min斜管沉淀池1.设计水量和絮凝池一样，斜管沉淀池也设置两组，每组设计流量Q=75000m3/d表面负荷取,采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚=，边距d=25mm，水平倾角60°，l按1000mm算2.沉淀池面积清水区有效面积沉淀池初拟面积，斜管结构占用面积按5％计，则初拟平面尺寸为斜管安装长度考虑到安装间隙，长加，宽加沉淀池建筑面积3.池体高度保护高=0.5m；斜管高度==0.87m；配水区高度；清水区高度；池底穿孔排泥槽高。池体总高为V型滤池设计参数计算水量Q=168000m3/d，滤速V=12m第一步气冲冲洗强度q气1=15L/(s·m2)第二步气-水同时反冲,空气强度q气2=15L/(s·m2),水强度q水1=4L/(s·m2)第三步水冲洗强度q水2=5L/(s·m2)第一步气冲洗时间t气=3min第二步气-水同时反冲时间t气水=4min,单独水冲时间t水=5min,冲洗时间t=12min=0.2h冲洗周期48h,反冲横扫强度1.8L/(s·m2)滤池工作时间t’=24-t××24/48=24-0.1=23.9(h)滤池面积F=Q/VT’=150000/(12×)=523.01(m2) 为节省占地,选双格V型滤池,池底板用混凝土,单格宽B单=4.5m,长L单=15m,面积m2.共4座,每座135m2,总面积540m2校核强度滤速V’V’=NV/(N-1)=4×12/(4-1)=16(m/h)滤池高度的确定滤池超高H5=m滤池上的水深H4=m.滤料层厚H3=m滤板厚H2=m滤板下部水区高度取H1=m则滤池总高H=H1+H2+H3+H4+H5=++1.3+1.4+=(m)4.5.5方案经济比较a.方案一管道造价管道造价见下表：管道造价（承插球墨管）管径（mm)管长（m)预算价格（元/m)造价（元001470560.0012008822194.001935108.0011005161877.00968532.00100015731560.002453880.009008641360.008009171190.001091230.007002608890.002321120.00650635799.00507365.006001147708.00812076.005503518643.002262074.0050014152578.008179856.004501338501.00670338.004008033423.003397959.0035017605352.006196960.0030016964282.004783848.002506109221.001350089.002004753160.00760480.00100147880.00118240.00合计40454755.00净水工程造价预臭氧接触池建筑工程费44.27万元，管件材料及设备费31.27万元，总造价为75.54万元。b.隔板絮凝平流沉淀池（万m3/d,2座）建筑工程费825万元，管件材料及设备费万元，设备购置万元，总造价为1万元。c.普通快滤池（万m3/d,2座）建筑工程费万元，管件材料及设备费250万元，设备购置万元，总造价为万元。d.臭氧接触池-活性炭滤池建筑工程费631.23万元，管件材料及设备费662.28万元，设备购置186.14万元，总造价为1479.65万元。方案二初步计算总造价为1万元。方案二管道造价管道造价见下表：管道造价（承插球墨管）管径（mm)管长（m)预算价格（元/m)造价（元001470560.0012008822194.001935108.0011005161877.00968532.00100015731560.002453880.009008641360.001175040.008009171190.001091230.007002608890.002321120.00650635799.00507365.006001147708.00812076.005503518643.002262074.0050014152578.008179856.004501338501.00670338.004008033423.003397959.0035017605352.006196960.0030016964282.004783848.002506109221.001350089.002004753160.00760480.00100147880.00118240.00合计40454755.00净水工程造价a折半絮凝，斜管沉淀池建筑工程费万元，管件材料及设备费万元，总造价为万元。bV型滤池建筑工程费万元，管件材料及设备费45.74万元，总造价为万元。方案一初步计算总造价为万元。经比较,方案二的建筑工程造价低于方案一4.5.6结论此工程水源地为太湖，根据太湖水源资料，本工程原水具有浊度低，碱度不高，色度有时偏高和存在一定有机污染物（主要表现在较高），此外原水总磷和总氮有超标现象，说明原水存在富营养化。限于现有净水工艺能力的局限性，对照本工程所确定的水质目标，现状出水，浊度与目标尚有一定的差距，感官指标和有机污染指标上存在更大差距（主要表现为色度，和氨氮等）。此外，由于原水的碱度不高，导致了其调节PH植的缓冲能力不高，虽然原水PH值较高，但通过净水过程的加药后，其出水的PH值下降得较大。通过对原水水质特点分析，以及对现状工艺条件下出水水质与本工程确定的水质目标的对比分析，本工程净水工艺流程的选择将以提高出厂水的卫生安全、感官指标（尤其是色、嗅、味）、化学和生物稳定性及饮用的长期健康为目标，并结合后述对各净水工艺手段形式比较和考虑后，确定的净水工艺流程见下图。即方案一。净水工艺中设置的工艺考虑如下：投加高锰酸钾主要是为了原水出现藻类时能有效杀藻，以避免藻类对后续砂滤正常工作的影响，同时还可以去除部分藻毒。投加点设在取水点，主要是为了保证有效的杀藻时间。预加臭氧主要是为了替代预加氯的助凝作用，以及保证后续生物活性碳滤池的生物作用不受影响，同时还能去除部分色度物质。另外还可以提高水的溶解氧，为砂滤去除部分氨氮创造条件。预加氯仅在原水水质很好或预处理和深度处理停役检修超跃预处理和深度处理时使用，以保证必要的助凝作用。必要时加助凝剂主要是为了改善混凝条件、减少混凝剂用量和提高沉淀效率。混凝（包括混合絮凝）沉淀和砂滤主要是为了，满足对浊度的有效去除和改善消毒条件。设初滤水排放设施是为了防止刹滤冲洗结束重新启动后，初期出水浊度穿透，保证其出水浊度的稳定性。后臭氧氧化及活性碳主要是为了进一步去除引起水中口感的微量有机物、色度、以及对人体长期健康安全带来影响的有害物质，如农药、藻毒素和环境激素等；进一步去除氨氮，提高氯消毒效率；同时还可以降低水中的可同化有机碳含量，提高出厂水的生物稳定性，减少消毒的氯投加量和提高口感，降低管网中的细菌复生后出现二次污染风险。后加氯主要是为了对出厂水作最终的消毒，保证出厂水的卫生安全。补加氯主要是考虑初期运行阶段滤后水在清水池中停留时间较长，而余氯浓度降低，在吸水井投加补充水中余氯的含量。排泥水处理工艺流程设计水厂砂滤池以及活性碳滤池的反冲洗水以及初滤水由于水质较好，适宜回，为节约厂用水量，该部分水不考虑处理，分别集于回用池中，经提升至配水池中回用。沉淀池排水考虑通过对排泥水进行截留调节，浓缩和浓缩污泥脱水及脱水干泥最后的外运处置的方式予以处理，以达到对排泥水进行达标排放的处理目的。工艺流程图排泥流程图排泥水处理系统考虑将间歇性排放的沉淀池排泥水汇集于调节池中，将水量和水质作适当调整均化后，进入浓缩池进行浓缩，排泥水在浓缩池中经过一定时间的沉降，上清液回用或排放，提高含固率后的浓缩污泥再经系统设置的调质平衡池均和水量及泥质，在投加一定量的化学药剂的基础上，进一步降低浓缩污泥的比阻，改善其脱水性能后，进行排泥水的机械脱水处理，最后对脱水污泥进行外运处置。排泥水处理系统机械脱水设备的比选污水脱水的效率与脱水机械的选择等直接有关，具体选择何种类型的脱水机械，应根据污泥的性质和现场条件综合考虑技术、经济、环境、和管理等因素，全面分析判断后作出合理的选择。目前国内外水厂排泥水处理及污水处理行业中，用于污泥脱水的机械脱水设备采用较多的有带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机。卧式螺旋离心机通过强大的离心力作用达到固液分离的目的。主要特点是自动化程度高、运行控制灵活，可根据污泥性质、进泥流量与含水率的变化，以及调制药剂投加情况，调节离心机机械参数，以满足不同条件下对出泥含固率与污泥回收率（出水澄清度），出泥含固率可达20%~40%，离心机占地面积小，系统组成相对简单，可连续运行，现场工作环境好等。缺点是噪音大，电耗大，运行费用高。离心机对维修技术水平有较高的要求。目前国内离心机生产厂家较少，离心机振动噪声大，单台设备处理能力小。板框压滤机主要是膜式压滤机，通过向封闭滤板间压入污泥达到固液分离。进泥含固率可在0.1%~20%之间，卸料干净，冲洗彻底，污泥回收率高，滤液清澈，其出泥含固率可达30%~50%。板框压滤脱水能力强，使用于污泥比阻大或对脱水泥饼含固率要求高的场所。板框压滤机对进泥加药要求较低，加药量少，电耗低，运行费用省。但板框压滤机一次工程投资较高，同时机体大，占地面积大。目前国内外均有各种机型提供，但国产体积更为庞大。带式压滤机是通过两层滤布间的挤压达到固液分离。可连续自动运行，无级调速，机体简单，管理方便。但其出泥含固率低，为20%~25%。污泥回收率低，滤液较浑，不宜直接排放，冲洗时需耗用相同泥量的请水，同时每台需配一套加药系统，加药要求较高，运行费用大。目前国内外均有生产，在城市污水处理厂运用较多。机械种类离心机板框压滤机带式压滤机评价指标工作原理离心沉淀压力过滤压力过滤运行方式连续式批式连续式脱水泥饼含固率中（20%~40%）高（30%~50%）低（20%~25%）固体截留率>99.5%析出液性质较混，不能直排清澈（可<70mg/L)浑浊调质药剂量可较低较低高运行电耗高中低设备投资低高低受污泥负荷波动影响大小小操作环境好较好差设备运行管理较难较易一般清洗水量较多较少较多需调换磨损件费用高低较高抗污泥砂砾磨损较差好一般附属设施简单系统复杂较复杂占地面积很小较大一般根据对以上三种机械脱水设备的调研分析，从脱水设备部分配置、进泥含固率要求、脱水污泥含固浓度、运行方式、操作环境、脱水设备占地、冲洗水量、设备运行管理、需调换磨损件等方面，进行初步分析结果显示：带式压滤机由于出泥含固率低且车间卫生环境差，不宜采用。离心脱水机和板框压滤机在国内外市场上占有率相当，国内水厂排泥水采用的也都是这两种机型。离心脱水机适宜连续工作，进泥含固率要求3%左右，出泥含固率可达30%左右，离心脱水且系统配置简单，除主机外只需配置加药和进出料输送机械，脱水系统为全封闭式操作，车间环境清洁卫生，但离心机噪声较大，运行成本较高。板框压滤机对进泥浓度要求较低，泥饼含固率较高，且板框压滤机噪声较低，运行成本较低，操作管理较方便，但其生产环境为半封闭式状态，占地较大，工程投资较高。板框压滤机目前最新型式为行走滤布式机型（日本制造），此类压滤机可以在不加药剂的情况下，获得含固率很高的泥饼，由于没有加药，泥饼和滤出液不含PAM单体，其综合利用的价值相对较高。脱水设备滤出液的SS含量很低，可满足回用要求，不加药的泥饼还可改良成园艺用土。行车式板框压滤机工程费用高。由于太湖原水为低浊度水，排泥水中污泥的沉降，浓缩率（浓度污泥是否加药脱水需经过实验确定）等可能都较低，而板框压滤机对进泥浓度的要求较低，且运行方式为批式，因此排泥水处理选用板框压滤机较为合适。第五章净水厂设计计算5.1设计规模近期管网水量需求为1万m3/d，水厂自用水按10%考虑，所以近期水厂总水量为15万m3/d。远期水厂规模为18万m3/d。水厂构筑物按近期设计考虑，但水厂平面规划为远期预留空地。5.2配水井及预臭氧接触池配水井及预臭氧接触池设计规模为15万m3/d，池长35m,宽4.6m，池深约7m,分为独立的两格运行，采用堰板配水，除了接收DN1400原水外，还接收来自两座回用水池的DN450、DN250回用水。预臭氧投加点2处，臭氧最大投量为1mg/L，臭氧接触时间3min。采用射流扩散器方式投加臭氧。就近设增压水泵2台，直接取配水井内原水。预臭氧接触池设DN200压力释放阀2只，DN50尾气收集管。DN600检修人孔2处，DN200放空阀门2配水井设溢流堰，溢流出水直接排入就近河道水体。当臭氧设备停用或者检修时，关闭臭氧接触池手动阀门，原水经过配水井超越后进入沉淀池。臭氧接触池与配水井合建。池体采用两格,单元格池体的流量为池体尺寸计算:V—池体体积t—水力停留时间--水流量,取--池面积--扩散器以上水深L—池长度B—池宽度2.臭氧气化布气系统计算:C—每小时投配的总臭氧量--水中所需臭氧投加量--水中所需投加的臭氧化气流量--水中所需投加的发生器工作状态下的臭氧化气流量5.3混凝剂的投加1.设计参数Q=15.0万吨，根据原水水质及水温，选精制硫酸铝为混凝剂。最大投药量为30mg/L，投加浓度为10%。采用计量泵投加，不需要加助凝剂,每天投加三次。2.设计计算（1).溶液池容积W1=aQ/(417cn)=30×6458/(417×10×3溶液池采用矩形，有效高度为1.5m，超高为0.3m,长×宽×高=3×3×1.8，置于室内地面上。池底坡度采用2.5%，溶液池旁有宽度为1.5m的工作台，底部设有放空管。（2).溶解池容积W21×3其有效高度为1.5m，超高为0.3m，××1.8m,坡底坡度为2.0%溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板搅拌机，桨直径为800mm，桨板深度为L=750mm,重量为100kg。溶解池为地下式，池顶高出地面0.3m。药剂仓库与加药间连在一起，储存量按最大投药量的1个月用量计算。××0.2，投药量为30g/m3,水厂设计水量为6250m3/h，药剂堆放高度为1.5m，药剂贮存期为30天。硫酸铝袋数N=30g/m3×6250m3/h×30×24/(1000×50kg)=2700袋（3）有效堆放面积A=NV/1.5(1－e)=2700×××0×0.8)=108m2取110m2考虑长远发展，面积取140m2，平面尺寸为20m×7m（4）计量设备：设三台活塞式隔膜计量泵（两用一备）5.4混合设备3/d,水厂进水管投药口至絮凝池的距离为15m，进水管采用两条DN1000。进水管流速V,据d=1000mm,q=6250/(3600×2)=0.87m3/s选用管式静态混合器，规格DN1000。静态混合器采用三节，静态混合器总长为4000mm。混合器如图5.5往复式隔板絮凝池在絮凝池内水平放置隔板形成隔板絮凝池，隔板絮凝池絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面。为减小水流转弯处水头损失，转弯处过水断面积应为廊道过水断面积的1.2～1.5倍，取1.2，同时水流转弯处应做成圆弧形。1.设计参数设两组隔板絮凝池，每组设计流量为：Q=m3/s廊道内流速六档，分别为：v1=/s,v2=/s,v3=/s,v4=/s,v5=/s,v6=/s（1）池体平面尺寸计算絮凝时间取T=20min。为了与平流沉淀池高度相适应，取池内平均水深为H=总容积：W=QT/60=6250×20/60=2084m3总面积：F=W/H1=2084/2/3.0=348m2池子宽度与平流沉淀池宽度相同，为15m池子净长度（隔板间净距之和）为L’=348/15=2m隔板间距按廊道内流速不同分成6档，分别为：a1=Q/(3600n×v1×H1)=6250/(3600×2××3.0)=0.58m取a1=,则实际流速v1=0.482m/s同理：取a2m。则v2=0.413m/s取a3m。则v362m/s取a4=。则v4=0.290m/s取a5=1.15m,则v550m/s取a6=1.45m,则v6=0.200m/s每一组间隔采取4条，则廊道总数为24条，水流转弯次数为23次，则池子长度（隔板间净距之和）为L′=4×（a1+a2+a3+a4+a5+a6）=4×（+1.0+1.15+1.45）=2m取L′=m隔板厚度按0.2m计，则池子总长为L=L′×（24-1）=2m（2）水头损失计算：按廊道内的不同流速分成6段进行计算。6种廊道的水力半径分别为：第一段：水力半径：R1=a1×H1/(a1+2H1×3/(0.6+2×7m故第一廊道长度：L1=3×B=3×15=m第一段水流转弯次数：s1=4则絮凝池第一段的水头损失为H1=3×3×2/2×9.81+0.4822/(62×7)×45=0.109m各段水头损失计算结果见表段数S1LnRnv0vnCnh3443445024445420.2954450863300.167总水头损失HG和GT校核G=(1000×0.326/60×××20)1/2=G×T=×20×60=×104在～范围内。池底坡度:i=h/l=0.326/=1.19%5.6平流沉淀池1.设计参数：已知水厂的设计量为15万m3/d，沉淀池采用两个，沉淀时间1.5h,池内平均水平流速15mm/s2.设计计算：(1)设计水量Q=15.0万m3/d,单池处理水量q=0.87m3/s(2)池体尺寸单池容积w=qt=3125×1.5=m3池×20×1.5=108m,有效水深采用H=3m,则池宽B=W/LH=m，取15m校核池子的尺寸比例长宽比L/B=108/15=>4符合要求长深比L/H=108/3.0=36>10符合要求（3)进水穿孔墙长15米，墙高（有效水深3m,用机械排泥装置排泥，其积泥厚，超高）穿孔墙孔洞面积：设空口流速Vo=0.15m/s，则孔口总面积为0.87/0.15=m2孔洞形状采用矩形，尺寸为16cm×16cm。（4）穿孔集水槽采用两侧圆形穿孔集水槽集水。集水槽个数为，集水槽的中心距为，槽中流量为，考虑到池子的超载系数为20%，故槽中流量为。槽宽。集水槽长度按堰口溢流率计算，堰口溢流率取，则集水槽总长度为：，8个集水槽，双侧进水，每个集水槽长度取10m，则集水槽实际总长度为：，符合要求。起点槽中水深为，终点槽中水深为，为便于施工，槽中水深统一取。集水方法采用圆形穿孔，跌落高度取0.05m，槽起高取0.15m，则集水槽总高度为。堰上水头采取，每个堰的流量为，每条集水槽的设计流量为，每条集水槽的三角堰个数为，取64个，堰口下缘与出水槽水面之距为0.05m。（5）集水渠计算集水渠宽，为了便于施工取0.8m。起点渠中水深，终点渠中水深，为了便于施工，渠中水深统一取1.0m，自由跌水高度取0.07m，集水渠总高度为：在每条集水渠的末端设一个出水管，根据平均经济流速要求，管径为DN700。(6)排泥设施采用SHX型虹吸式吸泥机机械排泥，即在沉淀池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。池内存泥区高度，池底有1.5%的坡度，池向末端积水坑（每池一个）坑的尺寸50cm×50cm×50cm排泥管兼放空管，其直径为/(3×3600)]×15×108×3/(3×3600)]=0.43m管径采用500mm，放空时间为3h（7）水力复核水力半径R=BH/（2H+B）=15×3/（2×3+15）=2.14m弗劳德数Fr=v22/（2.14×9.81）=×10-5雷诺数Re=vR/ν=214×2/0.01=42800(按20℃符合要求集水系统采用两侧孔口自由出流式给水系统集水渠长度为15m溢流率为6250/15=4m3/(m·d)<500m3/(m·满足要求5.7普通快滤池1.设计参数近期设计两组滤池，每组滤池的设计水量为Q=75000m3冲洗漱间为6分钟，设计滤速v1=10m/h,冲洗强度为14L/（s*m2）。2.设计计算(1)池面积尺寸，滤池工作时间为24。滤池周期为12。滤池工作时间t’（2）滤池面积F滤池总面积采用8个滤池，成双排布置，单个滤池面积（3）单池平面滤池长宽比采用L/B=2:1，则（4）校核强制滤速υ’υ’===11.4（m/h）（5）滤池高度H承托层厚度：铺设粒径1-2mm，厚450mm的粗砂滤料层厚度：采用双滤料层，厚700mm，其中无烟煤厚400mm，石英砂厚350mm砂面上水深：滤池上最大水深1700mm，滤板厚300mm滤头固定板下气水室高度为850mm保护高度：300mm故滤池总高度为H=450+700+1700+300+850+300=4000mm（6）配水系统（每只滤池）①干管：干管流量：采用管径干管始端流速：②支管：支管中心间距：采用a=0.25m每池支管数：（根）每根支管入口流量：采用管径：d=75mm支管始端流速：v=1.78m/s③孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比k采用0.25%孔眼总面积：F%采用孔眼直径：每个孔眼面积：孔眼总数：个每根支管孔眼数：个支管孔眼布置设二排，与垂线成45o夹角向下交错排列每根支管长度：每排孔眼中心距：a④孔眼水头损失：支管壁厚采用：流量系数：水头损失：h⑤复算配水系统：支管长度与直径之比不大于60，则孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则干管横截面积与支管总横截面积之比：一般为1.75~2.0，则孔眼中心距应小于0.2，则（7）洗砂排水槽洗砂排水槽中心距，采用a=2.0m排水槽根数：u0=4/2=2（根）排水槽长度：每槽排水量采用三角形标准断面槽中流速，采用槽断面尺寸：2m，24m排水槽底厚度，采用砂层最大膨胀率：%砂层厚度：H=0.7m洗砂排水槽顶距砂面高度：H洗砂排水槽总平面面积：复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则%符合要求（8）滤池各种管渠计算：①进水：进水总流量：Q=0.87m3/s，管中流速1.0m/s，则进水管D1=1000mm采用进水渠断面：渠宽B=m，水深为1.0m各个滤池进水管流量：，D2=400mm，v2干管管径为800mm，支管管径400mm②冲洗水：冲洗水总流量：采用管径：D3=600mm管中流速：v3③清水：清水总流量：清水渠断面：同进水渠断面每个滤池清水管流量：采用管径：D干管管径取1000mm管中流速：v5④