毕业设计（论文）-某8m3d给水处理厂工艺设计

题目：某8万m3/d给水处理厂工艺设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411目录PAGEIV目录1概述 11.1设计依据 11.1.1设计任务书 11.1.2主要规范 11.1.3主要参考资料 11.2城市概况 21.2.1区域现状 21.2.2总体规划 21.2.3自然条件 21.3现有供水设施概况 41.4城市供水规划 42总体设计 62.1工程规模 62.2水质及水压要求 62.3水源选择 62.3.1水源分类及特点 62.3.2水源选择原则 72.3.3水源选择分析 72.3.4水源水的防护 83取水工程设计 93.1取水构筑物设计 93.1.2取水构筑物设计原则 93.1.2取水构筑物的形式 93.2取水头部设计 93.2.1取水头部选择 93.2.2进水间设计 103.3取水泵房设计 123.3.1泵设计扬程的确定 123.3.2选择水泵和机组 123.3.3机组尺寸的确定 123.3.4水泵的有关设计计算和校核 133.3.5泵房设计及附属设备的选择 153.3.6泵房高度计算 164输水工程设计 174.1输水管线选择原则 174.2.输水管线布置 174.2.1输水管线布置要求 174.2.2输水管线布置 174.3输水管材确定 184.4输水管径确定 185净水工程设计 195.1原水水质分析 195.2工艺流程比较 195.3配水井设计 215.3.1配水井容积 215.3.2配水井尺寸 215.3.3配水井出水管 225.4加药间设计 225.4.1设计参数 225.4.2溶液池设计 225.4.3溶解池设计 235.4.4投药管设计 235.4.5溶解池搅拌设备 235.4.6计量投加设备 235.4.7药剂仓库 245.5混合设备设计 245.5.1混合设备的选择 245.5.2设计参数 245.5.3设计计算 255.6絮凝池设计 255.6.1絮凝池选择 255.6.2设计参数 265.6.3设计计算 265.7沉淀池设计 305.7.1沉淀池的选择 305.7.2设计计算 315.8滤池设计 335.8.1滤池的选择 335.8.2设计参数 345.8.3平面尺寸计算 345.8.4反冲洗管渠系统 365.8.5滤池管渠的布置 375.8.6V型槽的设计 405.8.7反冲洗泵房设计 415.9活性炭滤池 465.9.1设计参数 465.9.2滤池面积及尺寸的确定 465.9.3滤池高度 475.9.4配水系统 475.9.5反冲洗排水槽 495.9.6滤池各种管渠计算 495.10消毒和清水池设计 515.10.1消毒方式选择 515.10.2设计参数 515.10.3加氯量计算 515.10.4加氯间与氯库布置 525.10.5清水池平面尺寸 535.11吸水井设计 545.11.1吸水井有效水深 545.11.2吸水井容积 555.12二级泵站设计 555.12.1基础资料 555.12.2二泵站供水量和扬程的计算 565.12.3选择水泵和机组 565.12.4机组基础尺寸的确定 565.12.5水泵的有关设计计算和校核 575.12.6泵房设计及附属设备的选择 585.12.7泵房高度计算 595.13排泥设计 605.13.1污泥量的计算 605.13.2排水池的设计 615.13.3排泥池的设计 615.13.4辐流浓缩池的设计 615.13.5污泥平衡池设计 635.13.6离心式脱水机的设计 635.14水厂平面和高程布置 645.14.1平面布置 645.14.2高程布置 645.14.3水厂管线布置 665.14.4道路及其它 675.14.5辅助建筑物面积及人员设计 676供电设计 696.1水厂供电的意义和要求 696.2工厂供电设计的一般原则 696.3设计内容及步骤 707自动检测控制系统 727.1控制系统及要求 727.2控制方式 727.3控制内容 727.3.1一泵房 737.3.2加药间 737.3.3加氯间 747.3.4净水构筑物 747.3.5二泵房 757.4数据记录和处理 758环境保护 768.1水源保护 768.2净水厂环境保护 768.3施工时环境保护 769劳保及安全措施 7710消防 7811水厂节能 7911.1水泵节能 7911.2改进加药系统 8011.3厂区节能 8112工程概预算 8212.1基建总投资 8212.2常年运转费 8212.3年制水量 8412.4单位制水成本 84-PAGE66-1概述1.1设计依据1.1.1设计任务书《某8万m3/d给水处理厂工艺设计》设计任务书1.1.2主要规范《室外给水设计规范》（GB50013-2006）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）《城市给水工程规划规范》GB50282—98《城市供水水质标准》CJ/T206-2005《全国通用给水排水标准图集》1.1.3主要参考资料1.严煦世，范瑾初主编.给水工程(第四版).北京：北京建筑工业出版社，1999.2.中国市政工程西南设计研究院.《给水排水设计手册第1册》常用资料.中国建筑工业出版社.3.上海市政工程设计研究院.《给水排水设计手册第3册》城镇给水.中国建筑工业出版社.4.上海市政工程设计研究院.《给水排水设计手册第5册》城镇排水.中国建筑工业出版社.5.上海市政工程设计院.《给水排水设计手册第12册》常用设备.中国建筑工业出版社.6.严煦世主编.《给水排水快速设计手册1给水工程》.北京：中国建筑工业出版社，1999.7.上海建筑设计研究院.《给水排水设计手册材料设备》续册1：中国建筑工业出版社，1997.8.上海建筑设计研究院.《给水排水设计手册材料设备》续册2：中国建筑工业出版社，1997.9.严煦世，刘遂庆主编.给水排水管网系统.北京：中国建筑工业出版史，2002.10.姜乃昌主编，泵与泵站.（第五版）.北京：中国建筑工业出版社，2007.1.2城市概况1.2.1区域现状某区是唐山市五区之一，位于市中心区东部，总面积253.4km2，人口40万。它是历史悠久的重工业区，矿产资源丰实，工业基础坚实，煤炭、耐火粘土、石英砂岩、水泥灰岩、煤矸石等矿藏储量大，开采价值高。某区农业前景也很广阔，开发潜力较大。1998年，某区被国家列为沿海经济开发区，外向型经济发展迅速。随着社会经济的快速发展，需水量也迅速增长。为满足工业生产和人民生活用水增长的需要，需建立新的供水工程。目前，某区地下水资源已遭严重破坏，形成地下水位下降漏斗，且仍在继续下降。目前滦河水已进入陡河水库，陡河水库距某区约13km，该水库是一集发电、调节供城市用水及养殖等多种功能为一体的水库，库容较大，水质很好，是一个较为理想的城市供水水源。1.2.2总体规划某区中心城区为唐山市规划区内中部发展核心的重要组成部分，是唐山市城市新型工业化基地，资源型城市转型的典范城区，其城镇体系概括为“一城、两轴、五片区”，一城即本项目评价对象－中心城区，两轴为以东西向205国道和南北向迁唐省道为区域协调发展轴，五片区为五个发展片区：卑家店、赵各庄、王辇庄、范各庄、吕家坨发展片区。某区中心城区作为某区内核心城市是落实城市总体规划功能要求的重要空间载体，规划范围北至北环路、南至南环路、东至卑家店省级产业集聚区，西至石榴河，总面积约20.5km2。距唐山市区20km，西距北京120km，西南距天津130km，东距秦皇岛120km，东南距京唐港130km。某中心城区发展目标为：由单一的工矿城市向综合型、多功能方向转化，发挥独特优势，把某城区建设成为公共设施齐全、文化底蕴深厚、生态环境优美、综合实力强劲的社会文明、经济繁荣的现代化城市。2020年预计城区人口规模为20万人，结合某中心城唐家庄、林西地区发展规划，规划将中心城区在空间上划分为“两城”的空间结构。即唐家庄和林西新城：依托唐家庄及林西地区现状发展基础，通过交通改造、用地的深化、环境的整治，将上述两个地区改造发展成为某区面貌一新的新城区，为区域提供高尚的居住环境及完善的公共服务设施。1.2.3自然条件(1）地理位置及地形某区地理位置优越，交通通讯便利，距天津新港、秦皇岛港、京唐港均不足百公里，距津唐高速公路开平入口仅3km，205国道贯穿全境，新建水厂距陡河水库约13km。某区地势北高南低，由东向西倾斜，北部以低山为主，海拔高度在200m米左右；中部是几条东西走向的山丘，海拔约70m；南部以冲积平原为主，海拔约40m。全区共分北部丘陵区、中部洪沟冲积扇山前平原，南部冲积平原和塌陷低洼地四种地貌类型。该区主要河流有石榴河、沙河。石榴河河水主要为附近煤矿的矿井水和城市污水，主要功能为农业灌溉。沙河属季节性河流，河水主要靠降水补给，冬春两季河水很少，主要功能为农业灌溉。由于从地下采掘了大量的煤炭和矸石，使得局部地层变空，受上部岩层重力的影响，地表相应部分自然沉降，形成该地区特有的人工地貌──塌陷低洼地。地下水一部分是第四纪深层、浅层水，一部分是奥陶系石灰岩溶岩裂隙水。第四纪覆盖物厚度为30～200m，连通性好，储水量很大，-800m以上地下水非常丰富。奥陶系溶岩、裂隙水物理性质好，属低矿化、微硬度水。(2）气象资料1）气温年平均：11℃最热月平均：25℃最冷月平均：-5.5℃2）降雨量年平均：623mm历年最大：1050mm历年最小：260mm日最大：164mm3）相对湿度年平均：52%历年最高：82%历年最低：33%4）最大积雪深度：130mm5）最大冻土深度：730mm6）年平均蒸发量：110mm7）主导风向冬季：北夏季：南8）风速历年平均：2.6m/s最大：8.2m/s(3）工程地质及地震资料地址结构为亚黏土及淤泥质黏土，地基承载力为：亚粘土：1.2～1.5kg/cm２淤泥质亚粘土：0.7～0.9kg/cm２地震烈度为8度地区。(4）水文资料1）水位历年平均：32.7m历年最高（１％）：38.5m历年最低（９７％）：28.7m2）含砂量平均含砂量：0.18kg/m3最大含砂量：0.80kg/m3最小含砂量：0.05kg/m3(5）设计地下水位地下水位在地下1.0米左右。1.3现有供水设施概况共有水厂四座，分别是林西水厂、卑家店水厂、白马山水厂、林东新水厂。生产能力为日供水14.5万m3，现实际日供水7万m3。水厂的供水能力分别是：林西水厂：日供水能力为3.5万m3，目前供水量为平均每天2.5万m3，有林西南沙河水源井14眼。卑家店水厂：日供水能力为4.5万m3，目前供水量为平均每天4万m3，有巍峰山水源地深井14眼。白马山水厂：日供水能力为1.5万m3和林西水厂共用14眼深井，属于调峰调压水厂。新建林东水厂：日产水5万m3，有水源井11眼，在卑家店海子沿村南。按照日前的供水量，水源井有16眼在运行中，供电电源采用双电源。输水管网全长24393m，DN75以上配水管线250000m。1.4城市供水规划设计用水量定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响给水系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状和规划资料并参照类似地区或企业的用水情况，确定用水定额。城市生活用水和工业用水的增长速度，在一定程度上是有规律的，但如果对生活用水采取节约用水措施，对工业用水采取计划用水、提高工业用水重复利用率等措施，可以影响用水量的增长速度，在确定设计用水量定额时应考虑这种变化。居民生活用水定额和综合用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。最高日设计用水量内容包括：城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）、工业企业生产用水量、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量、浇洒道路和大面积绿化用水量、未预见水量和管网漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核用。但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时，应将消防用水量计入最高日用水量。1998年，某区被国家列为沿海经济开发区，外向型经济发展迅速。随着社会经济的快速发展，某区需水量也迅速增长。原有的给水处理厂已经不能满足工业生产和人民生活用水增长的需要，这时需建立新水厂以满足需求。设计任务书已给出最高日用水量为：，水厂自用水系数按8％计，则设计水量为：式中—设计水量（）；—最高日用水量（）；—水厂自用水系数，一般5%～10%，取8%。经计算水厂设计水量为：2总体设计2.1工程规模最高日供水量为，设计水量为。2.2水质及水压要求（1）水质要求出水水质达到生活饮用水卫生标准。（2）水压要求管网最大水头损失按0.294MPa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。2.3水源选择2.3.1水源分类及特点（1）地下水优点：水在地层渗透过程中，悬浮物和胶质已基本或大部分取出，水质清澈，且水源不易受外界污染和气温影响，因而水质、水温比较稳定，一般宜作为饮用水和工业冷却用水的水源。缺点：含盐量和硬度较高；在渗滤过程中受地层地质化学成分影响，地下水一般含有某些矿物性成分，硬度较地面水大，有时也会含有某些矿物性毒物。在选用地下水时，应注意这些问题。（2）江河水优点：含盐量和硬度较低。缺点：易受工业废水、生活污水及其他各种人为污染，因而水的色、臭、味变化较大，有毒或有害物质易进入水体。水温不稳定，夏季常不能满足工业冷却用水要求。（3）湖泊及水库水优点：主要由河水补给，水质与河水类似；由于湖或水库水流动性小，贮存时间长，经过长期自然沉淀，浑浊度较低。缺点：水流动性小和透明度高给水中浮游生物尤其是藻类的繁殖创造了良好的条件。藻类死亡后，水质发臭恶化，湖水易受废水污染；蒸发使得含盐量比河水高。（4）海水含盐量高，其中氯化物含量高，海水需淡化处理才能作为居民生活用水。2.3.2水源选择原则选择水源时，必须综合考虑以下原则：（1）水量充足选择水源时，水源的水量，应能满足城镇或居民点的总用水量，并考虑到近期和远期的发展。天然水源的水量，可通过水文学和水文地质学的调查勘察来了解；选用地表水时，一般要求95%保证率的枯水流量大于总用水量。（2）水质良好水源水质应符合下列要求：1)只经过加氯消毒即供作生活饮用的水源水，每100ml水样中总大肠菌群MPN值不应超过200；经过净化处理及加氯消毒后供生活饮用的水源水，每100ml水样中总大肠菌群MPN值不应超过2000；2)水源水的感官性状和一般化学指标经处理后，应符合生活饮用水卫生标准的要求；3)水源水的毒理学指标和放射性指标，必须符合生活饮用水水质标准的要求；4)当水源水中含有害化学物质时，其浓度不应超过所规定的最高容许浓度；5)水源水中耗氧量不应超过4mg/L；五日生化需氧量不应超过3mg/L；6)饮水型氟中毒流行区应选用含氟化物量适宜的水源。当无合适的水源而不得不采用高氟化物的水源时，应采取除氟措施，降低饮用水中氟化物的含量；7)当水源水碘化物含量低于10μg/L时，应根据具体情况，采取补碘措施。（3）便于防护目的在于保证水源水质不致因污染而恶化。为此，有条件时宜优先选用地下水。采用地表水作水源时，应结合城市发展规划，将取水点设在城镇和工矿企业的上游。（4）技术经济合理选择水源时，在分析比较各个水源的水量、水质后，可进一步结合水源水质和取水、净化、输水等具体条件，考虑基本建设投资费用最小的方案。2.3.3水源选择分析目前某区内可考虑作为水源的有地下水、河流水（石榴河、沙河）和陡河水库水。下面从水量、水质、取用的难易程度、工程投资等方面进行比较，最后选择一个较优的水源。（1）水量方面地下水：目前，某区地下水资源已遭严重破坏，形成地下水位下降漏斗，且仍在继续下降。若再继续过量开采，则会使地面沉降凹陷，损坏建筑物，造成不可估量的严重后果。河流水：河流均属季节性河流，河水主要靠降水补给，冬春两季河水很少，因此冬春两季水量不能保证。水库水：目前滦河水已进入陡河水库，库容较大，总库容5.1亿m3，因此水量可以保证。（2）水质方面地下水：水质低矿化、微硬度，不易受地表污染物的污染，从水质方面来说可以作为水源水。河流水：主要为附近煤矿的矿井水和城市污水，主要功能为农业灌溉,不适合作供水水源。水库水：该水库是一集发电、调节供城市用水及养殖等多种功能为一体的水库，库容较大，水质很好，水质可达水源水Ⅲ类标准，可作为水源水；但是水库在夏季时可能藻类生长旺盛，影响水质。（3）取用的难易程度地下水：可用管井、大口井等垂直取水构筑物，也可用渗渠、集水廊道等水平取水构筑物或坎儿井等混合取水构筑物。因地下水降落漏斗严重，地下水位可能很低，取水会有困难。河流水：可用固定式取水构筑物和移动式取水构筑物（缆车式取水、浮船取水）。水库水：可采取隧洞式取水、引水明渠取水等取水方式。（4）工程投资地下水：地下水水质好，需要的净化处理构筑物少，占地面积小，基建投资省，日常维护费用低；但是抽取地下水时耗费能量高，不经济。河流水：河流水受污染较严重，属于微污染水源，需进行预处理，所需的净化处理构筑物多，占地面积大；输水距离长，因此基建投资大，日常维护费用高。水库水：新建水厂距陡河水库13km，比较近，输水距离短；水质好，需要的净化处理构筑物少，占地面积小，基建投资省，日常维护费用低。综合以上四点，选择陡河水库水作为供水水源，水量有保证，水质符合国家水源Ⅲ类水要求，取用不困难，工程投资比河流水和地下水少。2.3.4水源水的防护在选好水源取用点，建好取水构筑物后，加强水环境和水源的保护是重要的一环。（1）加强水源水质的监测由于环境污染及诸多原因，水源水质日益恶化，一些重要水质指标一年中常发生较大变化。设立水源水质监测站，对铁、锰、藻类、PH值、总氮(湖、库以N计)、氯化物(以Clˉ计)等重要指标进行监测，定期发布水源取用点水质通报，供用水单位参考。（2）建立水源监管制度目前在我国取用江、河、湖泊、水库原水，都要上缴水资源费(资源水价)，收取水资源费的管理部门应有责任，尽能力协助环境保护部门加强水环境保护，水源取用点的保护，对水源取用点建立巡查、监管制度，设自动摄像、监控设备，防止人为破坏、投毒。（3）藻类的预防水库水夏季易爆发藻类，影响水质，因此可以在藻类多发期向水库中投加除藻剂，以保证供水水质。3取水工程设计3.1取水构筑物设计3.1.2取水构筑物设计原则（1）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90％～97％。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，应根据城市规模和大工业用户的重要性选定。一般可采用90％～97％。村、镇供水的设计枯水流量保证率，可根据具体情况适当降低。在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没。（2）在取水构筑物进口处，一般要求不小于2.5～3.0m的水深；对小型取水口，水深可降低至1.5～2.0m。（3）作为生活饮用水水源的水质，应满足处理后达到生活饮用水水质标准。（4）水源、取水地点和取水量等的确定，应取得有关部门同意。水源应按《生活饮用水卫生标准》采取相应的卫生防护措施。3.1.2取水构筑物的形式水库取水常用取水形式有：（1）隧洞式取水构筑物：适用于水深大于10m以上的大型水库。（2）引水明渠取水：根据库岸的地形与地质条件，选择合建式或分建式的岸边取水构筑物形式。（3）水深很大的水库取水：分层取水构筑物。在本设计中，设置取水构筑物的库岸地形、地貌情况较好，冰冻期长，便于机械施工，因此采用了泵房地板呈现阶梯形式的合建式岸边取水构筑物。此形式可以减少泵房深度，减少投资。占地面积少，结构紧凑，水泵洗水管短，避免因冰冻造成的麻烦，但是水泵启动需采用抽真空方式，启动时间较长。水库水经过进水孔进入进水室，为保证以后水净化的方便，本设计采用格栅和网格先后拦截的方式。3.2取水头部设计3.2.1取水头部选择水库水经过进水孔进入进水室，为保证以后水净化的方便，本设计采用格栅和网格先后拦截的方式。3.2.2进水间设计（1）一泵站设计水量一泵站按最高日平均时的流量计算，水厂自用水取8%，即=1.08，则。（2）格栅的设计1）格栅面积的计算流过格栅得流速采用0.4m/s,格栅栅条净距采用b=30mm，直径s=10mm，格栅堵塞系数k1=0.75，则格栅引起的面积减少系数为：式中—栅条净距，30；—栅条厚度，10；格栅面积为：式中—设计流量（）；—格栅阻塞系数，一般取0.75；—栅条引起的面积减小系数；—过栅流速，一般取0.4～1.0m/s。设进水口有十二个，分上下两层，每个进水口尺寸为B1×H1=800×600。总面积为12×0.48=5.76m2。格栅采用B×H=900×700，有效面积为0.47m2。栅条间孔数为11，栅条根数为12根。2）通过格栅得水头损失估计为0.08m。3）设置回转耙式除污机，该机优点是能清理较多的水草，树枝，树叶，果皮等残留物。外形尺寸较小，在水下无转动机构，维护检修方便。4）格栅布置成与水面90°的倾角。（3）格网的设计过网流速采用0.4m/s，网眼尺寸采用b×b=10×10mm，网丝直径采用d=2mm，格网堵塞系数k2=0.5，收缩系数ε=0.7，则格网引起的面积减小系数为：故平板格网面积为：式中—设计流量，；—格网阻塞系数，一般取0.5；—网眼引起的面积减小系数。设置6个网格，每个网格面积。选取给水排水工程标准S321-3，选C9型号，进口尺寸。网格尺寸：B×H=1880×1630,有效面积F=1.81m2。取通过格网水头损失为0.15m。3.2.3取水头部尺寸计算（1）取水头部及高程计算进水间顶部标高=水库最高设计水位+0.5=38.5+0.5=39m。进水间最低动水位标高=水库最低水位-冰冻厚度-格栅水头损失=28.7-0.73-0.08=27.89m。吸水间最低动水位标高=进水间最低动水位标高-格网水头损失=27.89-0.15=27.74m。吸水间底部标高=进水间最低动水位-格网高度-0.2=27.74-1.63-0.2-0.1=25.81m。式中平面网格尺寸净高2.0，其上缘应淹没在进水间最低动水位以下0.1m，其下缘高出吸水间底部0.2m。上层进水口顶部标高=最高水位-0.5=38.5-0.5=38m。下层进水口底部标高=最低水位-0.5=28.7-0.5=28.3m。吸水间深度=进水间顶部标高-吸水间底部标高=39-25.81=13.19m。（2）进水间平面尺寸及吸水间平面尺寸的计算1）吸水喇叭口的最小悬空高低h1，h1过小将使用进水口处水的流线过于弯曲，水头损失增加，水泵效率降低，严重时冲刷池底。h1过大使吸水井地板落深，增加工程造价。H1=0.7D=0.7×1300=910mm，取h1=1.0m。2）喇叭口间净距a，和喇叭口与井壁间的间距b。a=1.5D=1.5×1000=1500mm=1.5m，b=1.0D=1.0×1000=1000mm=1.0m。3）吸水喇叭口的最小淹没深度h2，与吸水井进水流速、吸水管流速，悬空高度、吸水井壁形状、喇叭口至后壁距离有关，h2取1.0m。4）吸水间水位高h=h1+h2=1.0+1.0=2.0m。5）吸水间进水长度L=3D=3×1000=3000mm，取3m。6吸水间长度按泵房尺寸确定（除掉配电闸），L′=13.5m,吸水间宽度B=b+L+D=1.0+3+1.0=5m。则进水间尺寸和吸水间相同，即采用13.5m×5m。3.2.4格栅格网的起吊设备式中G—格栅和钢绳总重量，约为150kg；P—格栅前后水位所产生的压力，取0.1；F—每个格栅面积，F=0.63m2；f—格栅与导轨间的摩擦系数，取0.44；k—安全系数，取1.5。P=(0.15+0.1×0.63×0.44)×1.5×103=62.37kg。采用MD0.5-12D型电动葫芦，起重量500kg，起吊高度12m。3.3取水泵房设计3.3.1泵设计扬程的确定通过取水头部计算，已知在最不利情况下所需静扬程，冰冻线深度为0.73m，水库最高水位为38.5m，常水位32.7m，最低水位28.7m。在最高水位水面标高：38.5-0.73-0.08-0.15=37.54m。在常水位水面标高：32.7-0.73-0.08-0.15=31.74m。在最低水位标高：28.7-0.73-0.08-0.15=27.74m。输水干管水头损失：从一泵站出来采用两条直径为900mm的铸铁管输水到净水厂的配水井，当一一条管路检修时，另一条管路应通过75%的设计水量。，查表v=1.18m/s,1000i=1.7,则∑hi=2.9。泵站内的水头损失估计为2m,安全工作水头hs=1.2m，则水泵的设计扬程为：。3.3.2选择水泵和机组根据设计流量Q=1000L/s和常水位设计扬程H=10.1m，选用三台泵，两用一备，则每台工作泵的流量为Q′=。选用三台20SA-22型卧式离心泵，主要参数：Q=550L/s,扬程H=21m,N=960r/min，NPSH=5，泵重1610kg，同时选用电动机型号JR127-6,参数:功率为165kw；电机重1600kg。水泵进口法兰直径为500mm，出口法兰直径400mm。3.3.3机组尺寸的确定布置要求：机组间距一不妨碍操作和检修的需要为原则，机组布置为保证运行安全，装卸，维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并考虑泵站有扩建的余地。机组排列形式为单行横向排列。水泵和电机安装在共同的基础上，基础的作用是支撑固定机组，使它运行平稳不致发生剧烈振动，更不允许基础沉陷。基础要坚实牢固，应该浇注在较坚实的地基上，不宜浇制在松软的地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。查SA型泵外型及安装尺寸（不带基础），L=3405mm，B=1400mm。则基础长为3405mm，取3.5m，基础宽为1400+300=1700mm，取1.7m。基础平面尺寸为3.5×1.7m2。基础总重量W=1600+1610=3210kg。基础深度为：H=。式中W—基础总重量；L—基础长度；B—基础宽度；r—基础所用浇注材料混凝土的容重2400kg/m3。实际深度连泵房底板在内为0.7+0.3=1.0m，取1.2m。3.3.4水泵的有关设计计算和校核（1）吸水管路和压水管路的计算每台水泵有独立的吸水管和压水管。规范规定吸水管直径在250～100mm之间时，流速为1.2～1.6m/s；压水管直径在250～1000mm之间时流速为2.0～2.5m/s。1）吸水管已知Q1=,设采用铸铁管，取直径D=700mm，则v=1.3m/s,1000i=2.87。2）压水管在泵房内部采用铸铁管材，取直径600mm，则v=2.55m/s，1000i=17.1。（2）吸水管在吸水间布置吸水喇叭口一般采用D=(1.3～1.5)d=（1.3～1.5）×700=910～1050，取1000mm。吸水喇叭口最小悬空高度h1=（0.6～0.8）D=（0.6-0.8）×1000=600～800，取700mm。吸水喇叭口最小淹没深度h2：为了避免吸水池水面产生漩涡，使泵吸入空气，取h2=1.1m。喇叭口净距a和喇叭口与井壁间距b：a=（1.5～2.0）D=（1.5～2.0）×1000=1500～2000，取a=1800mm。b=（0.75～1.0）D=（0.75～1.0）×1000=750～1000，取b=900mm。（3）水泵安装高度的确定水温在11℃时，饱和蒸汽压为0.13mH2O,海拔28.7m时大气压ha=10.3mH2O。水泵进口法兰直径为500mm，则进口流速。令∑hs=2m，则水泵最大允许安装高度Hss=取Hss=3m，则泵轴允许标高=吸水室水面标高+水泵高度=27.74+3=30.74m，泵房地面允许标高=30.74-0.76-0.15-0.2=29.63m。其中，0.76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）吸水管中的水头损失∑hs=∑hls+∑hfs∑hfs=∑hls===0.244m式中—吸水管进口局部阻力系数，取0.75；—DN700钢制90°弯头，取1.02；—DN700手控闸阀，按开启度a/d=1/8，取0.15；—DN700电动闸阀，按开启度a/d=1/8考虑，取0.15；—偏心渐缩管DN700×500，取0.2。∑hs=∑hls+∑hfs=0.023+0.244=0.267m。（5）压水管路水头损失∑hd∑hd=∑hfd+∑hld式中—DN400×600渐缩管，取0.32；—DN600止回阀，取1.7；—DN600闸阀，取0.15；—DN600钢制90°弯头，取1.02；∑hld=0.6m。则∑hd=∑hfd+∑hld=0.256+0.6=0.856m。从泵吸水口到输水干管上切换闸阀的全部水头损失为：∑h=∑hs+∑hd=0.267+0.856=1.123m。（6）水泵实际扬程∑h∑h=∑hs+∑hd=1.123m则水泵实际扬程为H=10.1+1.123=11.223m所选水泵机组符合要求。3.3.5泵房设计及附属设备的选择（1）附属设备的选择计算1）起重设备最大重量为3210kg的电动机和水泵，故选择LDT4-S型电动单梁起重机，起重量为4000kg，箱型主梁，跨度13.5m，起重高度3.5～12m，配用AS310-164/1型电动葫芦。2）通风设备考虑到泵房整体较深，电动机功率较大，决定采用自然通风和机械通风的形式。风管的进口与电动机的排风口相接，用风机抽风。风机设置在上层楼板上，置于出风口圈筒内，通风管沿壁安设。风管外壁与墙相距300mm。计算从略。采用T30型号的轴流抽风机4台，配用电动机JO2-51型，N=5.5KW.3）排水设施由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设置排水设备即排水沟将水汇集到集水坑中。集水坑为1000×600×500，取水泵站的排水量一般按20-40立方米考虑，排水扬程在30m以内。故采用Is50-32-16A型水泵：Q=10～30m3/h,H=28.5～20m，N=2.2kW，n=2900r/min。配用电动机Y90L-2型2台，一台工作，一台备用。4）真空泵选择当水泵在吸入式工作时，在启动前必须引水，故设置真空泵引水。真空泵抽气量的计算公式：式中W1—吸水管路中空气容积；W2—泵壳内空气容积大致等于水泵吸入口面积乘以吸入口到出水阀门的距离；T—水泵引水时间，一般小于5min，取3min；k—漏气系数，一般为1.05～1.00，取1.05；Zs—水泵轴心到吸水井最低水位高差；最大真空值计算：Hsmax=选用SZ-1J型水环式真空泵，Q=1.48m3/min,选择2台，一台工作，一台备用。配用电机型号Y112M-4型。3.3.6泵房高度计算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：H=H1+H2式中H1—为地上部分高度；H2—泵房在地面以下高度。（1)H1计算式中a1—行车轨道高度，取0.4m；b—吊车梁高，取0.22m；c1--行车轨道中心至起吊钩中心垂直距离，取0.54m；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=0.85×1.545=1.31m，1.2X=1.2×(3.405-1.545)=2.232m，取3.55m；e—起吊物高度，本设计取最高者—水泵1.26m；h—起吊物底部与泵房平台或者进口处至室内地坪距离，取0.5m。则H1=0.4+0.22+0.54+3.55+1.26+0.5=6.47m。（2）H2计算水泵轴线标高=吸水井最低水位标高+水泵最大安装高度=30.74m。泵房地面标高=水泵基础标高-基础到地坪的距离-底座厚度=30.74-0.63-0.2-0.15=29.76m。水泵基础高出地坪0.2m，底座厚度0.15m。一泵站地面标高29.76m。则H2=地坪标高-一泵站地面标高=32.7-29.76=2.94m。则H=H1+H2=6.47+2.94=9.41m。4输水工程设计4.1输水管线选择原则（1）应选择经济合理线路。尽量做到线路短、起伏小、土石方工程量少、减少跨越障碍次数、避免沿途重大拆迁、少占农田或不占。（2）输水管走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护。（3）输水管应避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区。（4）生活饮用水输水管应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。（5）输水管线应充分利用水位高差，优先考虑重力输水。（6）输水管线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。4.2.输水管线布置4.2.1输水管线布置要求（1）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：当管径为DN700以下时，不宜大于200m；当管径为DN700至DN1400时，不宜大于400m。（2）对于重力输水的管道，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、减压井或其他控制水位的措施。（3）对于压力水管，应分析出现水锤的可能，必要时需设置消除水锤的措施。（4）在输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，以及在放空管道或发生水锤时引入空气，防止管道发生负压。（5）在输水管道中，于倒虹管和管桥处均需设置排(进)气阀。（6）在输水管道的低凹处应设置泄水管和泄水阀。（7）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。（8）在输水管道布置中，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。（9）输水管道布置，应减少管道与其他管道的交叉。（10）当输送水管道与铁路交叉时，应按《铁路工程技术规范》规定执行，并取得铁路管理部门同意。4.2.2输水管线布置为保证输水安全，输水管设两条，两条输水管之间设连通管。输水管线沿现有道路敷设，长13km，输水管上要每隔一定距离设检修阀门，间距取3km。4.3输水管材确定由原始资料可知，水库历年最低水位为28.7m，而水厂地面标高也为28.7m，因此需建取水泵站才能满足进入水厂所需的水压。这时输水管道中的水流为有压流，输水管道要具有一定的承压能力。球墨铸铁管具有灰铸铁管的许多优点，而且机械性能有很大提高，其强度是灰铸铁管的多倍，抗腐蚀性能远高于钢管。据统计，球墨铸铁管的爆管事故发生率为普通灰铸铁管的1/16，使用寿命是灰铸铁管的的1.5～2.0倍，是钢管的3～4倍。给水管网管材用球墨铸铁管，重量轻，很少发生爆管、渗水和漏水现象，可以减少管网漏损率和管网维修费用。采用推入式楔形胶圈柔性接口，也可用法兰接口，施工安全方便，接口的水密性好，有适应地基变形的能力，抗震效果好。球墨铸铁管具有灰铸铁管的许多优点，而且机械性能有很大提高，其强度时灰铸铁管的多倍，抗腐蚀性能远高于钢管。据统计，球墨铸铁管的爆管事故发生率为普通灰铸铁管的1/16，使用寿命是灰铸铁管的的1.5～2.0倍，是钢管的3.0～4.0倍。因此选用球墨铸铁管为给水管材。4.4输水管径确定输水管设计流量为：式中a—水厂自用水系数，取8%；Q—水厂最高日供水量（）。输水管径计算公式为：式中—输水管设计流量()；—管道经济流速，取1.2。经计算输水管管径，取900mm，连通管管径与输水管相同，也取900mm。5净水工程设计5.1原水水质分析（1）水质分析结果见表1所示:表1水质分析结果指标maxmin平均指标maxmin平均温度/416氰0.003/0.001色度//16砷0.001//浊度80050180汞///PHCr6+0.020.0010.005硬度21030100铅///Fe2+0.100.0010.03NH4+-N4Mn2+///BOD///铜///COD2.001.000.05锌///大肠杆菌112380氟0.750.200.06细菌总数5400（2）根据地表水水源，应根据《地面水环境质量标准（GB－3838－2002）》，判别水源是否符合供水工程时地表水源水质的要求。依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。实现水域功能与达功能类别标准为同一含义。根据《地面水环境质量标准（GB－3838－2002）》，原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准，除浊度，色度,大肠杆菌和菌落总数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的规定。5.2工艺流程比较根据资料，水源最大含砂量为0.80kg/m3，且水库水浊度一般不是很高，因此不用设预沉池。水源水中氨氮含量和COD均不超标，因此不必进行预处理。利用常规给水处理工艺处理之后，可达《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）要求；然后再加深度处理工艺，以期达到更高水质要求。（1）常规处理工艺确定方案一：原水→混凝→沉淀→过滤→消毒适用条件：一般地表水广泛采用的常规流程，一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度小于2NTU。原水中的悬浮物与投入水中的混凝剂接触脱稳后，在絮凝池中生成足够大的絮凝体，进而在沉淀池中被沉淀除去，剩余的微小絮凝体在滤池中被过滤除去，从而得到浊度符合要求的处理水。混凝、沉淀和过滤在去除浊度的同时,对色度、细菌和病毒等也有一定去除作用。再通过向水中投加氯气、漂白粉,或二氧化氯等消毒剂,杀灭滤后水中致病微生物,达到饮用水水质要求。方案二：原水→接触絮凝→过滤→消毒适用条件：1）一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理；2）进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。方案比较：1）处理效果由原水水质资料，进水浊度最高为800mg/L，且水库水夏季易发藻类。方案一适用于进水悬浮物浓度小于2000-3000mg/L的情况，而方案二适用于进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖的情况。因此方案二的处理效果及稳定性不如方案一。2）经济性因方案二不需设沉淀池，因此基建投资费用和运行费用比方案一少，但滤池的运行负荷会比较大，运行周期短，反冲洗周期短，因此滤池的运行费用比方案一多。经技术经济综合比较，常规处理工艺选择方案一。（2）深度处理工艺选择目前，在给水深度处理领域，主要存在生物活性炭吸附，臭氧—活性炭技术和膜技术。活性炭吸附是利用活性炭巨大的比表面积吸附水中的有机污染物。粒状活性炭的使用通过活性炭滤床实现，将其置于砂滤后或者取代现有砂滤床。受污染的水经过活性炭滤床后，有机污染物被截留在活性炭滤床中。活性炭的吸附性能可以通过再生得到恢复，活性炭在应用中基建与设备投资较低，使用灵活方便。活性炭在运行过程中可逐渐地形成生物活性炭，微生物不断对吸附在活性炭表面的有机污染物进行生物降解，从而可以有效地延长活性炭的使用周期。投加臭氧的目的，一是尽可能去除一些有机物，同时也可将难生物降解有机物分解为可生物降解有机物，为生物活性炭降解创造条件；同时也增加了水中溶解氧浓度，为好氧菌生长繁殖创造条件。但由于制备臭氧造价很高，受经济条件限制。膜技术是近些年来发展起来的给水处理工艺。膜在除污染中的作用是通过其很小的孔径将水中有机物分子截留到膜的一侧，从水相中去除。具有除污染作用的膜主要有纳滤膜和反渗透膜。目前膜处理技术设备投资大，膜更换费用较高，一般只用于小规模的净水设施，难以应用于大规模水厂。此外，膜过滤在去除水中有害成分（微污染物）的同时，还将水中无机离子去除（如反渗透），长期饮用高纯水并不利于身体健康。经上述经济技术条件比较，深度处理工艺选择活性炭吸附技术。工艺流程图如图1所示：混凝剂混凝剂砂滤池沉淀池絮凝池混合原水砂滤池沉淀池絮凝池混合原水 二级泵站清水池活性炭滤池二级泵站清水池活性炭滤池液氯液氯图1净水工艺流程图5.3配水井设计5.3.1配水井容积根据同类水厂的运行经验，本设计中配水井的停留混合时间取1.5分钟，则配水井的容积为：5.3.2配水井尺寸取配水井有效水深4m，超高0.3m，井体采用圆形，则配水井表面积为：配水井半径为：，取2.6m。配水井直径D=2R=5.2m。实际容积为：，可以采用。为了防止一侧进水直接冲击出水管，应在进水侧设置一座挡水墙，墙高采用2.0m。5.3.3配水井出水管出水管采用Dg=800mm的铸铁管，其流量按照水量的75%进行计算。，1000i=3.25.4加药间设计5.4.1设计参数已知计算水量Q=86400m3/d=3600m3/h。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCL3n-m]简写PAC.碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/L。其特点为：（1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。（2）温度适应性高,PH值适用范围宽（可在PH=5～9的范围内，而不投加碱剂）。（3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。（4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。(5）无机高分子化合物。5.4.2溶液池设计溶液池容积为：，取9m3式中a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L；Q—设计处理的水量，3600m3/h；B—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%～20%，本设计取15%；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。池旁设工作台，宽1.0～1.5m，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。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm，按1h放满考虑。5.4.3溶解池设计溶解池容积为：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为：溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：，查水力计算表得放水管管径＝75mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。5.4.4投药管设计投药管流量为：查水力计算表得投药管管径d＝20mm，相应流速为0.94m/s。5.4.5溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5.4.6计量投加设备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-20选用2台，一用一备。5.4.7药剂仓库考虑到远期发展，面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为15.0m×10.0m。5.5混合设备设计5.5.1混合设备的选择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应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。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。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，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,管式混合具有占地极小、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。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%。因此，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。5.5.2设计参数设计总进水量为Q=86400m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，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，流速v=1.0m/s。计算草图见图2所示。图2管式静态混合器计算草图5.5.3设计计算（1）设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量为：；则静态混合器管径为：，本设计采用D=800mm；（2）混合单元数按下式计算，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：（3）混合时间T=（4）水头损失<0.5m,符合设计要求。（5）校核GT值，在700-1000之间，符合设计要求，水力条件符合设计要求。5.6絮凝池设计5.6.1絮凝池选择絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。各种絮凝池的类型及特点见表2所示：表2絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎。水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者。回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥。水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用。旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差。一般用于中小型水厂。折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高。流量变化较小的中小型水厂。网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥。根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。5.6.2设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，每池设计流量为：，絮凝时间T=20min。5.6.3设计计算（1）有效容积考虑与沉淀池合建，絮凝池平均水深取2.0m，池宽取B=15.0m。（2）有效长度式中H—平均水深(m)；本设计取超高0.3m，H=2.0m；（3）各档流速廊道宽度廊道内流速分为5档：v1=0.5,v2=0.4,v3=0.3，v4=0.25,v5=0.2。各档流速廊道宽度为：，取，则；，取，则；，取，则；，取，则；，取，则。计算结果见表3所示：表3廊道宽度和流速计算表廊道分段号12345各段廊道宽度（m）0.500.600.851.001.25各段廊道流速（m/s）0.50.420.290.250.20各段廊道数55555各段廊道总净宽（m）2.503.004.255.006.25（4）廊道条数每档流速的廊道条数不一定相同，为简化计算，取每一档流速的廊道条数相同，则廊道条数：取每一档流速廊道5条，共25条，转弯24次。絮凝池隔板间距之和为：絮凝池实际长度（5）廊道长度各档流速廊道总长度为最后一档廊道总长度为。计算草图如图3所示：图3往复式隔板絮凝池计算草图（6）水头损失计算式中vi—第i段廊道内水流速度（m/s）；—第i段廊道内转弯处水流速度（m/s）；mi—第i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（1800转弯）=3；—第i段廊道总长度(m)；—第i段廊道过水断面水力半径（m）；—流速系数，随水力半径Ri和池底及池壁粗糙系数n而定，通常按曼宁公式计算。==0.22m，絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数为n=0.013。其他段计算结果得：廊道转弯处的过水断面面积为廊道断面积的1.2～1.5倍，本设计取1.4倍，则第一段转弯处流速：m/s式中—第i段转弯处的流速（m/s）；—单池处理水量（m3/h）；—第i段转弯处断面间距，一般采用廊道的1.2～1.5倍；—池内水深（m）。其他3段转弯处的流速为：各段转弯处的宽度分别为0.7m；0.875m；1.17m；1.4m；1.75m各廊道长度为：第1段水头损失为：m各段水头损失计算见4所示：表4各段水头损失表段数miliRivitviCiCi2hi15570.5059.773572.450.1202570.630.270.2860.4061.843824.190.0743569.150.350.2140.3064.584170.580.03945680.40.1790.2566.034359.800.0275566.250.480.1430.2068.074633.520.017合计h=∑hi=0.277m（7）GT值计算,符合设计要求；（在104-105范围之内），符合要求。（8）进水每座絮凝池设计流量为0.5m3/s,设计管径取DN800，则流速为1.00m/s。5.7沉淀池设计5.7.1沉淀池的选择常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见表5所示：表5各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件平流式优点：1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应性强，潜力大，处理效果稳定；4、带有机械排泥设备时，排泥效果好。缺点：1、不采用机械排泥装置，排泥较困难；2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大。1、一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池。竖流式优点：1、排泥较方便；2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小。缺点：1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难。1、一般用于小型净水厂；2、常用于地下水位较低时。辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难。1、一般用于大中型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池。斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少；缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难。1、宜用于大中型厂；2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽。原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。相比之下，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点。因此，本设计采用平流式沉淀池。5.7.2设计计算（1）流量计算分两座,。（2）设计数据截留速度，沉淀时间，水平流速。（3）沉淀池尺寸沉淀面积为：池长：,取池宽：,取实际沉淀面积：实际截流速度：有效水深：，超高长宽比,符合要求长深比，符合要求实际停留时间为：实际水平流速为：（4）穿孔墙设计絮凝池与沉淀池之间采用穿孔墙布水，过孔流速取，则孔口总面积为孔口尺寸为孔口个数为沿水深方向开孔8排，每排开27孔，共216孔。沉淀池放空时间按计，则埋设一根放空管直径为：，取。（5）集水槽设计指形集水槽长等于池长的，间距，共8条，每条流量。取槽内起端水深等于槽宽，则。两侧开圆孔，孔口淹没深度为0.07m,则每孔流量为：。集水槽每边开孔个数为：孔口间距为150mm，每边开孔46个。集水槽集水流入出水渠后，从出水渠中间设置出水管流入滤池。渠宽按1.0m计，则出水渠起端水深：为保证出水均匀，集水槽出水应自由跌落，则出水渠渠底应低于沉淀池水面的高度等于出水渠水深+集水槽水深+集水槽孔口跌落高度+集水槽孔口淹没高度，即为：0.373+0.3+0.05+0.07=0.793m,取出水渠宽1m，深1m。（6）排泥设计为取得较好的排泥效果，排泥方式采用机械吸泥。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HJXH2—12.3型桁车式虹吸吸泥机，跨度13m，行走速度1m/min，行走功率20.55kW。（7）水力条件校核沉淀池宽15m，可考虑沿纵向设置隔墙一道，沿底部开，间距5000mm的导流孔，则沉淀池过水断面积。湿周水力半径弗劳德数雷诺数5.8滤池设计5.8.1滤池的选择（1）多层滤料滤池优点是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好，但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备。（2）虹吸滤池适用于中型水厂（水量2～10万t/d），土建结构较复杂，池深大，反洗时要浪费一部分水量，变水头等速过滤水质也不如降速过滤。（3）无阀滤池、压力滤罐、微滤机日处理小，适用于小型水厂。（4）移动罩滤池需设移动洗砂设备机械加工量较大，起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不宜过高，罩体合隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于10m2）。（5）普通快滤池是向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100m2。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好。（6）双阀滤池是下向流、砂滤料得双阀式滤池，优缺点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门，相应得降低了造价和检修工作量，但必须增加形成虹吸得抽气设备。（7）V型滤池从实际运行状况，V型滤池采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：1）较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。2）不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。3）采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。5.8.2设计参数设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=1800m³/h，设计滤速ν=10m/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。第一步气冲冲洗强度=15L/(s.m²)，气冲时间=2min；第二步气、水同时反冲=15L/(s.m²)，=4L/(s.m²)，=4min；第三步水冲强度=5L/(s.m²)，=4min；冲洗时间t=10min；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0.96～1.35mm，不均匀系数1.2～1.6。5.8.3平面尺寸计算（1）滤池工作时间=24—t=24—0.167×=23.9h（2）滤池总面积F===361.51m²（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。一般规定V型滤池的长宽比为2：1～4：1，滤池长度一般不宜小于11m；滤池中央气，水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m。面积49m²，共4座，每座面积98m²，总面积392m²。（4）校核强制滤速==,满足v≤17m/h的要求。（5）滤池高度的确定＋＋＋＋=0.9＋0.2＋1.4＋1.2＋0.7=4.4m式中—气水室高度，0.7～0.9m，取0.9m；—滤板承托层厚度m，取0.2m；—滤料层厚度m，取1.2m；—滤层上水深m，取1.4m；—进水系统跌差m，取0.7m。滤池计算草图见下图4：图4V型滤池剖面图（6）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=180式中—水流通过滤料层的水头损失,；—水的运动黏度,,20℃时为0.0101；g—重力加速度，981；—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；—滤层厚度，120；v—滤速，v=10=0.28；—滤料颗粒球度系数，天然沙粒0.75～0.80，取0.75。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30cm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2×2m²。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：=0.3++++=0.3+0.7+0.1+1.2+0.1=2.4m因为每座滤池过滤水量：=vf=10×98=980m³/h=0.27m³/s所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式Q=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0.176+0.52=0.696m。5.8.4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)=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：（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：=/=0.49/1.5=0.33m²反冲洗配水干管采用钢管，DN700，流速1.27m/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=1.20m/s,则配水支管的截面积=/=0.49/1.2=0.41m²，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：=0.41/40=0.01025m²每个孔口尺寸取0.1×0.1m²。反冲洗水过孔流速：，满足要求。（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=f=15×98=1470L/s=1.47m3/s在实际的长柄滤头配水配气系统的滤池中，鼓风机出口处的静压力大概为39240pa，相当于4m水柱。因此，选用两台D36×46-60/5000型罗茨鼓风机，静压为5000mmH2O，配套电机型号为JO292-4，功率为75KW，L×B-1890mm×820mm,一用一备。（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：===0.294m²反冲洗配气干管采用钢管，DN250，流速9.87m/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：=/=1.47/10=0.147m²0.15m2每个布气小孔面积:=/40=0.15/40=0.00375m²孔口直径：=0.07m，取70mm。每孔配气量:=/40=1.47/40=0.0368m³/s=132.48m³/h。（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：=f=4×98=392L/s0.39m³/s气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量：=f=15×98=1470L/s=1.47m³/s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：=/+/=0.39/1.5+1.47/5=0.26+0.2940.554m25.8.5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1.0m，