城市管网供水工程净水厂工艺设计计算

城市管网供水工程净水厂工艺设计计算 1.1.1给水处理厂的设计规模 4 4 6 71.2.4反应(絮凝)工艺设计计算 1.2.1.2栅条絮凝池设计计算 1.2.5沉淀工艺设计计算 1.2.6过滤工艺设计计算 1.2.6.1V型滤池的设计计算 1.2.6.2虹吸滤池设计 1.2.7臭氧化处理设计 1.2.8生物活性炭滤池设计 1.2.9方案技术经济计算 1.2.10清水池设计 1.2.11加氯工艺及加氯间设计计算 92 1.3.3排泥水处理构筑物设计计算 1.4净水厂辅助设计 1.1.1净水厂辅助建筑物 1.1.2净水厂绿化与道路设计 1.1.2.1绿化设计 1.1.2.2道路设计 1.5净水厂总体布置设计计算 1.5.1工艺流程布置设计 1.5.2平面布置设计 1.5.4高程布置设计计算 1.1给水厂处理规模及工艺流程方案1.1.1给水处理厂的设计规模新水厂近期工程规模为Q=5.0×10⁴m²/a,远期规模为：Q'=10×10'm²/d。根据设计要求，初步设计按近期规模设计，水厂自用水量按8%考虑，并考虑远期发展的需要，预留远期1.1.2工艺流程的选择序号检测项目单位枯水期含量洪水期含量1无儿2无无3浑浊度645总硬度60.17毫克/升7亚硝酸盐氮8硝酸盐氮9高锰酸盐指数溶解氧有机磷氰化物酚00砷汞00镉我国大多数水厂按GB5749-2006生活饮用水标准控制水质，但随着我国经济的进一步增强，人民生活水平的不断提高，相应的水质标准将不断提高，同时随着环境污染的不断加剧，传统的处理工艺(混凝+沉淀+过滤+消毒)已不能满足处理水要求。本着提高出水水质的原则，本设计决定在生活用水处理系统增加臭氧一生物活性炭处理工艺。新水厂采用如下图所示的工艺流程。为了确定新水厂具体的处理工艺流程，需进行不同方案技术经济比较。流程的比较主要是构筑物的技术经济比较，所以只需考虑两个方案中不同部分的比较即可。本设计从以下两个方面进行比较：(1)折板絮凝池与栅条絮凝池的比较；(2)虹吸滤池与V型滤池比较。毒剂↑投加混凝剂过滤-深度处理泵站清水池级1.2水处理构筑物计算1.2.1配水井设计计算1.设计参数配水井按近期规模建造，设计规模为2250m³/h;二期工程增设一组，总设计规模为4500m³/h。2.设计计算(1)配水井尺寸本设计采用矩形配水井，配水井内设有格栅，可拦截原水中的杂质，选用2台XWB系列背靶式格栅除污机，型号XWB-I-2-2,近期一用一备，并排布置，远期2台同时使用。外形尺寸A=2m,格栅间隙选用10mm,栅条宽度10mm,栅前水深H=0.99m,格栅宽度为C=1.8m:过栅水头损失h:h=Ckv²=1.118×0.6×0.54k—过栅水流系数，据栅条间隙取0.6;池长L:设计停留时间取1min,则有(2)进水管管径D力计算表知，当进水管管径D=800mm时(在1.0~(3)配水管管径D,由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为(4)配水井设计1.2.2混合工艺设计计算考虑设絮凝池2座，混合采用管式混合器。设水厂配水井至絮凝池的距离为10米。一泵房至水厂的进厂管按远期设计水量考虑，进厂管拟采用两条钢管并行，但近期水只由其中一根管输送。远期设计水量为考虑一条管检修时，另一根管能通过75%的流量流速为1.86m/s,1000i=5.00,远期正常流速为1.24m/s,1000i=2.22,满足不淤流速要求。本设计推荐采用管式静态混合器，管式静态混合器示图1.2.1管式静态混合器与进厂管匹配，采用2个公称直径DN600的玻璃钢JT型管式静态混合器(如图3.2.1),每根进厂管上装一个。管外径为618mm,三节式，单节长770mm,管长为2310mm,水头损失约为,采用法兰1.2.3投药工艺及投药间的设计计算1.设计参数加药间及药库按照净水厂远期规模设计。远期设计流量为关于混凝剂种类的选择以及最佳投药量的确定应通过实验确定，本设计参照株洲市的情况(其原水水质为：浊度30—900度；水温3-30℃)。选用液态聚合氯化铝为混凝剂，原液浓度为12%,药液投加浓度也取12%,最大投加量为30mg/L,平均投加量为25mg/L。(1)原液池：考虑4天储量，按远期设计一次性建成，则其容积为：式中u—混凝剂最大投加量，30mg/Lg一远期设计流量，为4500m²/hb—原液浓度，取12%。n—每日调制次数，本设计取1/4次。原液池分两格，有效水深取2.2m,考虑超高为0.3m。则原液池单格尺寸为L×B×H=5m×5m×2.5m,池子建为半地下式，池顶离地面高1.0m,近期根据实际情况使用。原液池采用钢筋混凝土池体，池底坡度为2.5%,并设DN200的排渣管一根，内壁涂衬环氧玻璃钢(防腐)。(2)溶液池：溶液池的容积：式中u一混凝剂最大投加量，30mg/LQ一近期设计流量，为2250m²/hb—混凝剂的投加浓度，取12%。n一每日的投加次数，一般不超过三次，本设计取2次。溶液池有效水深取1.4m,考虑超高为0.4m。则溶液池单池尺寸为L×B×H=2.2m×2.2m×1.8m,池子建为半地下式，溶液池设三个，远期二用一备，近期一次使用一个池子，三个池子交替使用。溶液池采用钢筋混凝土池体，内壁涂衬环氧玻璃钢(防腐),池底坡度为2.5%,并设DN200的排渣管一根。(3)溶液池的搅拌装置：溶液池为保证药液浓度均匀，采用机械搅拌，每池设ZJ-700型折桨式搅拌机一台，功率为3KW,转速为85r/min。投药管采用硬聚氯乙烯管。(4)计量泵加药采用计量泵湿式投加，总流量为：近期拟选用2台，1用1备，预留远期泵安装位置。选用J-ZM630/0.6型隔膜计量泵，单台的设计流量为630L/s,排出压力0.4-0.6,泵速126次/min,电机功率0.75KW。远期增设一台，两用一备。(5)其他设备若有条件的话，设置药剂自动投加系统，从而实现从药剂配制、中间提升到计量投加整个过程的自动控制。(6)加药间布置为便于管理，加药间与加氯间合建，具体布置图见图号碎1.2.2加药间平面布置(单位：mm)1.2.4反应(絮凝)工艺设计计算离操端盒摇1.2.1.1折板絮凝池的设计计算1.设计参数絮凝池近期考虑两组，每组设2池，每组设计水量为0.3125m³/s,单池处理水量为0.15625m³/s。,采用三段式，第三段为平行直板。考虑与沉淀池合建，每组池宽取16m,两池之间的隔墙厚取200mm,则单池宽度7.9m,絮凝池布絮凝池有效水深H0采用3.2m,折板宽采用500mm,夹角90°,板厚60mm。折板示意图如下：图1.2.4折板大样图(1)第一絮凝区：设通道宽为0.8m,设计峰速采用0.32m/s,则峰距b:谷距b₂:b₂=h+2c=0.61+2×0.3第一絮凝区折板布置如图1.2.5:h=18×(0.0021+0.0046)=0h'=6×(0.00098+0.0023)=0.(2)第二絮凝区：第二絮凝区采用平行折板，折板间距等于第一絮凝区的中间部分峰距，即0.61m,通道宽取1.2米。布置形式如下图图1.2.6第二絮凝区折板布置图h⁷=6×(0.00043+0.00103)=0.上转弯s取1.8,进口及下转弯g取3.0,则每格进口及转弯(3)第三絮凝区：图1.2.7第三絮凝区隔板布置图平均流速取0.10m/s则通道宽度为：共1个进口5个转弯，流速采用0.1m/s,ς=3.0,则单格损失(4)各絮凝段主要指标絮凝段絮凝时间水头损失GT值第一絮凝段第二絮凝段第三絮凝段合计(5)各絮凝区进水孔①第一絮凝区进口流速v,取0.3m/s,则第一絮凝区进水孔所需面积为：进水孔宽取0.65m,高取0.8m。②第二絮凝区进口流速v,取0.2m/s,则第二絮凝区进水进水孔宽取0.625m,高取1.2m。③第三絮凝区进口流速v,取0.13m/s,则第三絮凝区进水孔所需面积为：三区进水孔宽取0.7m,高取1.86m。④第三絮凝区出口流速v取0.10m/s,则第三絮凝区出水孔所需面积为：出水孔设2个，每个宽取0.78m,高取1.0m。(6)排泥设施：采用多斗重力两边排泥方式，管材采用钢管，排泥周期根据运行情况确定，始端泥少，周期可取较长，小于7d即可。每根排泥管管端设一个手动杠杆式快开阀门。1.2.1.2栅条絮凝池设计计算絮凝池分两组，每组设两池，每组的处理水量为1125m²/h=0.3125m²/s,絮凝时间取15min,絮凝池分三段：竖Vim=0.27m/s,;中段放疏栅条，过栅流速为v=0.22m/s;末段不放栅条。前段竖井的过孔流速0.30-0.20m/s,中段0.2-0.15m/s,(1)池体尺寸：度为50mm。①前段放置密栅条后(栅条缝隙为50mm):11根栅条沿竖井宽度方向放置需单栅过水断面面积：②中段设置疏栅条后(栅条缝隙为80mm):栅条沿竖井宽度方向放置需单栅过水面积栅条2根，中间排列放置7根，过水缝隙为8个。数为2根，中间排列放置8根，过水缝隙为9个。(3)絮凝池的总高：絮凝池的布置见下图1.2.8所示：注：图中各格的数字作为水流依次通过竖井的编号，顺序(如箭头所示),开孔按水流流向上下交替。上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与排泥槽齐平，单个竖井的池壁壁厚考虑200mm。(4)竖井隔墙的孔洞尺寸：,如1#竖井的孔井1-10为前段，竖井11-20为中段，竖井21-28为末段，根据每段的过孔流速要求确定其余各孔的尺寸见表1.2.9:竖井编号孔的尺寸H×B/m过孔流速/m/s(5)水头损失计算：0.28m/s,0.27m/s,0.26m/s,0.24m/s,0.23m/s,竖井个数为10个，分别布置2,2,2,2,2,2,11,1,1,1层栅条.共计15层.5=0.90.18m/s,0.17m/s,0.17m/水流通过孔数为10个，过孔流速分别为0.14m/s,H=h+h+h=0.209+0.081+0.(6)各段停留时间：GT=57.69×921.6=5.3×10⁴,在10⁴~10之间，满足要求。1.2.5沉淀工艺设计计算本设计推荐采用斜管沉淀池，布置图见絮凝沉淀池设计1.设计参数近期采用2组。每组沉淀池的设计水量(包括8%自用水单池净宽采用16m,表面负荷取9m²/(m²h)=2.5mm/s,颗粒沉降斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压六边形蜂窝管，内切圆直径d=30mm,水平倾角θ=60。(1)清水区面积：其中斜管结构占用面积按3%均匀，同时考虑到配套吸泥机的型号，采用斜管区平面尺寸为11.4m×94m,使进水区沿11.4m长一边布置.(2)斜管长度!斜管总长：I=250+607=857mm,按1000mm计.(3)池子高度：保护高度取0.3m清水区取1.2m布水区取1.9m(包含0.1m梁高度)积泥区与吸泥机运行区共取0.5m总高度H=0.3+1.2+1.9+0.87+0.5=1.77m(4)沉淀池的进水设计进水采用穿孔墙布置，尽量做到在进水断面上水流的均匀分布，避免已形成的絮体破碎。单座池墙长11.4m,布水花墙区高1.8m,布水墙如图1.2.9。图1.2.9穿孔布水墙根据设计手册：当进水端用穿孔配水墙时，穿孔墙在池底积泥面以上0.3～0.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。本设计采用0.6m。①单个孔眼的面积w:②孔眼总面积g:孔眼布置成5排，每排孔眼数为260/5≈52个。水平方向孔眼的间距取185mm,竖直方向最低孔距泥面为0.6m,则孔眼布置在布水区靠上的1.2m范围内，竖向间距为90mm。(5)沉淀池的集水系统：沉淀池的出口布置要求在池宽方向上均匀集水，并尽量茫取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，目前采用的办法多为采用指形槽出水。①指形槽的个数：本设计沿池长11.4m的边布置N=6条长9.4m的集水槽，指形槽的中心距：②指形槽中的流量：③指形槽的尺寸：考虑到池子的超载系数为为便于施工，槽中水深统一取H₂=0.38m。④槽的高度：集水方法采用锯齿形三角堰自由出流方式，槽的超高取(说明：该高度为三角堰底到槽底的距离)。⑤三角堰的计算：采用钢板焊制的三角堰集水槽，取堰高为0.1225m,堰宽为0.245m。a.每个三角堰的流量g:堰上水头取0.05m,则b.三角堰的个数：⑥集水总槽的设计：为便于施工，槽中水深统一取0.88m。自由跌水高度取于与后续构筑物的连接，采用出水斗出水。出水斗底板取低于排水槽底0.5m.,出水斗的平面尺寸取为1.5m×1.5m。对应流速为v=0.623m/s,符合要求。排泥是否顺畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅、泥渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法有多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥。机械排泥具有排泥效果好、可连续排泥、池底结构简单、劳动强度小、操作方便可以配合自动化等优点。故本设计采用虹吸式机械排泥。采用HIX-16型斜管沉淀池虹吸式吸泥机，配套斜管区(包括墙厚)实际宽度为16m。沉淀池放空时间取3h,则放空管管径取DN300。3.复算雷诺数以及沉淀时间：(沉淀时间T一般在4~8min之间)1.2.6过滤工艺设计计算过滤工艺拟采用V型滤池或普快滤池，具体采用哪种方案需通过设计计算后方可确定。1.2.6.1V型滤池的设计计算滤池采用单层石英砂均粒滤料，冲洗方式采用：先气冲洗，再气-水同时冲洗，最后再用水单独冲洗。根据设计手册第三册P612表9-8确定各步气水冲洗强度和冲洗时间，具体(1)冲洗强度(2)冲洗时间间t=4min,单独水冲时间t=6min;冲洗时间共计为：(1)池体设计：②滤池总面积F:查表，采用法国德力曼公司标准池型，为便于节省用地，际总面积F=B×L2*3.5×8.xx4m²。实际滤速④校核强制滤速v:滤池超高H₀=0.3m,滤层上水深H₅=1.5m,滤层厚度H=H₁+H₂+H₃+H₄+H₅+H₆+H₇=0.8+0.1+0.1+1.2径21mm,缝隙面积3cm²1个。每平米安装40个滤头，则总缝设计中，滤板采用预制混凝土板。滤板与滤板之间和滤板与滤壁之间有20mm的安装缝隙，滤板尺寸采用1140mm×1000mm,每块滤板按8×6布置滤头数，滤板厚100mm,单格滤池共布置3×8=24块滤板。滤池采用均粒滤料，均粒滤料清洁滤料层的水头损失按时为0.0101cm²/s;为30-40cm,计算值比经验值低，取经验值的底限30cm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△h≤0.22m,忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤考虑过滤过程中的水头损失，水封井水面标高应与滤料层底面标高基本持平，本设计取水封井水面标高高于滤料层底面0.1m。溢流堰堰上水深取0.2m,则按薄壁无侧收缩非淹没出流由于为薄壁堰，堰厚B/h<0.67,取为0.06m。滤后水出水管为淹没出流，槽内水深在出水管径2～2.5倍之间，考虑过滤水头1.8-2.1m左右，故水深取为1.9m,所以溢流堰高为1.7m,考虑0.3m的超高，水封井高取为所以水封井尺寸定为L×B×H=1.8m×1.0m×2.2m(2)进水系统设计：①进水渠道设计：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计，流速V取0.35m/s,过滤流量：进水总渠过水断面积：取1.050m²进水总渠宽1m,水面高1.050mb.每座滤池的进水孔：每座滤池由进水侧壁开3个进水孔，进水总渠的浑水通过三个进水孔进入滤池。两侧进水孔口在反冲洗时不关闭.使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口面积按孔差取0.1m,则孔口总面积：2个侧孔面积及表面扫洗水量的计算：孔口宽B=0.5m,高Hn=0.22mc.每座滤池内设的薄壁堰：为保证进水的稳定性，进水总渠引来的浑水经过矩形薄壁堰进入每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。矩形薄壁堰堰宽取b=5m,厚取70mm,与进水总渠平行设置，相距0.58m,堰上水头根据矩形薄壁堰的流量公式Q=mb√2gH¹⁵(m=0.42)进行计算，d.每座滤池的配水渠：进入每座滤池的浑水经过薄壁堰溢流至配水渠，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Lm果=2B+b=2×+3×=5m.当渠内水深h=0.3m配水渠过水能力校核：配水渠的水力半径：配水渠的水力坡降：高),所以配水渠的过水能力满足要求。a.扫洗水布水孔V型槽槽底设表面扫洗水出水孔，布水孔沿槽长方向均匀布置，内径一般为20～30mm,过孔流速为2.0m/s左右，本设计采用d=0.025m。过孔流速取2.0m/s,每座滤池V型槽的水平布水孔总截每座滤池V型槽的水平布水孔总数为：取88个，每座滤池单侧V型槽水平布水孔数为44布水孔间距为L/N=8.2/44=0.186m。b.V型槽垂直高度的确定滤池冲洗时槽内水面低于斜壁顶约50～100mm,本设计水位高出滤池反冲洗时液面的高度h,为：扫洗水布水孔中心一般低于用水单独冲洗时池内水面50～150mm,本设计采用h₂=0.15m。反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q=1.86bh²求得，其中b为集水槽长，b=L=82m;Q为单格滤池反冲洗水量，,则反冲洗时排水集水槽的堰V型槽的垂直高度为：h₁+h₂+h₃+h₄=0.1+0.53+0.15+0.V型槽斜壁顶与排水集水槽顶的垂直距离为：V型槽的倾角采用45°V型槽顶到池顶1.03m,V型槽壁厚c.校核过滤时V型槽流速V型槽在滤池过滤时处于淹没状态，槽内设计始端流速V型槽过滤时始端的截面积为：则滤池过滤时V型槽始端流速为：,满足要求。d.校核反冲洗时V型槽流速一V型槽内设计始端流速不大于0.6m/s。V型槽反冲洗时始端的截面积为：单格滤池反冲洗时V型槽的流量为：滤池反冲洗时V型槽始端流速为：V=Q₀/A=0.043/0.231=0.186m/s<0.6m/s,满足要求(3)反冲洗配水配气系统：①反冲洗配水系统a反冲洗水量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反洗b.反冲洗配水系统的断面计算：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此即配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各布置20个配水方孔，共40个，每孔尺寸为0.08m×0.08m,孔中心间距反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算，这配气干管(渠)进口冲洗空气流速一般为10~15m/s,则配洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取孔口直径n取50mm。对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水气水分配渠的气水流速均应按相应的配气配水干管流(4)反冲洗管渠：气水分配渠宽取0.8m,起端高取1.5m,末端高取1.2m,则个配气小孔和20个布水方孔，孔间距0.41m,气水分配渠末端图1.2.11均粒滤料滤池剖面示意排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m,则排水集水槽起H=H+H₂+H₃+H+0.5-1.51.2m为气水分配渠末端高度。设集水槽超高为0.5m(其中0.2m排水槽厚度),则槽内水位高③排水槽出口设置排水槽出口流速可按2.0m/s左右进行设计。取出口流排水槽出口设置电动阀门，选用QFZh94W-0.5轻型电动方闸门。图1.2.12排水系统布置示意(5)滤池总渠的设置：①反冲洗排水总渠设计中将4座滤池分成独立的两组，即设置两组排水渠。当水单独反冲洗时，产生的反冲洗水量最大。因此，排水总渠的断面设计按水单独反冲洗时的情况进行设计。排水总渠的设计水量为：取排水渠坡度为i=0.001,渠宽同进水槽宽，取1.0m,按明渠均匀流公式进行算，得水h=0.43m,v=1.0m/s,在排水总渠的设计流速为1.0～1.5m/s之间。为了便于放空管排水并防止壅水现象发生，设计排水渠底面比滤池气水室底面低1.0m。②滤后水总渠(清水渠)4座滤池滤后水均流入清水总渠，则设计水量为：为了配合管廊的布置，渠宽与管廊同宽，取为6.6m,清水渠容积应满足一次反冲洗水量，为了配合反冲洗水泵吸水，在清水渠总渠前设置一道溢流堰，则可供吸水区长考虑吸水喇叭口的布置要求，清水渠有效水深取1.6m,则可供吸水高度为1.6m-0.4m=1.2m,溢流堰高1.6m,超高设为0.3m,则清水渠总高1.9m。(6)冲洗水的供应：可选用冲洗水泵或冲洗水箱供水，本设计采用冲洗水泵。(直接从清水总渠抽水)反洗配水干管用DN450钢管，按最不利情况气水同时冲洗时计算，管内流速为1.4m/s,1000i=5.76m,布置管长总计为35m。则反冲洗总管的沿程水头损失主要配件及局部阻力系数g见下表：配件名称数量/个局部阻力系数g90°弯头2DN450闸阀1等径三通4等径四通1则冲洗水泵到滤池配水系统的管路损失一水泵吸压水管水头损失预估2m,粗估△h=2.8m(a)气水分配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，下部是反冲洗水，按矩形暗管(非满流，n=0.013)近似计算。d.砂滤层的水头损失Ah₂(包括承托层)滤料为石英砂，容重y=2.65t/m²,水所谓容重为y=lt/m²,石英砂滤料膨胀前的孔隙率m,=0.41,滤料层膨胀前的厚度H₄=1.2m。则滤料层的水头损失Nz=(x/y-1)(1-m)(H₃+H₄)=(2.65-1)(1-0.41)×(.2+0.1)≈1.27me.富裕水头A₂取1.5m,洗砂排水槽顶距池底超高H=H₁+H₂+H₃+H₄+0.5=0.8+0.1+0.静扬程为H₀=H+0.06(堰上水头)+0.4+H=2.7+0.06+0.4+0.74=3.9m式中H为清水渠最低水位距滤池底的距离，由吸水喇叭口的淹没深度决定。则反冲洗水泵的最小扬程为：H=H₀+△r+Nz+△x+Ah=3.9+2.8+0.437+拟选用3台水泵，2用1备。单泵的流量按最大水冲强度气水同时冲洗时流量为查手册，选择3台300S12A型水泵，其中一台为变频泵，以适应小流量时的扬程需求。①长柄滤头的气压损失Ap柄滤头采用网状布置，开孔比1.2%～1.5%,取1.2%。每个滤头缝隙面积f为0.00025m²~0.00065m²,取0.00030m²,则每m²滤头个数为：1.20%/0.00030=40个。根据厂家提供的数据，在该气体流量下的压力损失最大△头=3000Pa=3kPa②气水分配渠配气小孔的气压损失Ap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计算式中y一水的相对密度，1。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A。a.配气管道的沿程压力损失A反冲洗空气流量0.861m³/s,配气干管用DN300钢管，流速12.2m/s,满足配气干管(渠)流速10~15m/s的要求。反冲洗空气管总长为30m,气水分配渠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H=H₃+H₄+0.5+0.06=0.1+1.2+0.则反冲洗时空气管内的气体压力一空气温度按30℃考虑，查表，空气管道的摩阻为b.配气管道的局部压力损失Ap₂主要配件及长度换算系数k见下表配件名称数量/个长度换算系数KDN30090°弯头4DN300蝶阀3等径三通3Ap=An+Ap₂=0.08+0.225=0p₄一配气系统的压力损失，kPa,本设计px一气水冲洗室中的冲洗水水压，kPap*一富余压力，1.9kPa。所以，鼓风机或储气罐调压阀出口的静压为：PH□=P+P+P水+P⑤设备选型风量0.861m³/s=51.66m³/minQ=58.7m³/min>1.1Q反=56.83m³/min出口压力78.4kPa,所需1.2.6.2虹吸滤池设计1.设计参数吸滤池，单座设计水量为1125m³/h=0.3125m²/s正常滤速取10m/h,冲洗周期为24h。反冲洗强度q=15L/(m²s),滤料膨胀率为45%。2.设计计算(1)滤池面积及尺寸的确定滤池共分为6格，单格面积为：(2)进水虹吸管：进水虹吸管进水流速v采用0.7m/s进水虹吸管的沿程水头损失为：进水虹吸管的长度L=2m。沿程水头损失为：总水头损失为：(3)、进水槽及配水槽：采用进水虹吸管高出槽底n=0.2m,淹没深度h=0.2m,配水槽出水堰宽度设为1.2m。堰上水头为：进水堰超高C取0.15m,h,=0.15m,则进水槽的深度H为H=h+h₂+h₂+h,+C=0.2+0.2+0.10取0.9m(一般取0.8～1.0m)。进水槽布置简图如图1.2.13所示图1.2.13虹吸滤池进水槽(4、)清水渠及清水出水堰a.清水出水堰及堰上水头：选堰宽为5m。b.出水孔直径设每格两孔，取过滤流速为0.4m/s,则出水孔孔径为c.清水渠取清水渠宽2m,长12m,hxx=0.5m清水渠中的水头损失虹吸滤池采用小阻力配水系统，本设计采用双层孔开孔率：上层为1%,下层为1.4%。下层取0.7;考虑滤板制作及安装使用中的堵塞等因素，取(6)、排水虹吸管：冲洗强度q=15L/(m²s)。反冲洗排水量为：排水虹吸管流速v采用1.5m/s接制成。排水虹吸管的局部水头损失为：排水虹吸管的沿程水头损失为：排水虹吸管的长度L=10m。沿程水头损失为：总水头损失为：I.水力自动控制装置①进水虹吸辅助虹吸管管径为4050mm,垂直安装，出口对准排水槽，顶端安装孔板丁字管，其孔口直径为0.60.7倍抽气管直径一般为1520mm,尽量少转弯。②排水虹吸辅助虹吸管管径为50mm,进口在冲洗水位以下0.25m左右，出口在排水井固定堰顶以下0.10.15m。辅助虹吸管顶端安装孔板丁字管。破坏管管径为2025mm,下端伸入计时水箱内。Ⅱ.强制操作：每组滤池设一套抽气装置，通过抽气管强制形成虹洗砂排水槽采用三角形断面。单格滤池平面尺寸为每个滤池设2条冲洗排水槽，槽长1=5.0m,中心距洗砂排水槽断面模数：高度H:=0.45×0.7+2.5×0.21+0.05+0.洗砂排水槽断面示意图见图1.2.14图1.2.14洗砂排水槽断面形式排水渠宽为清水渠渠宽=2m,其高度为0.3mH,--承托层厚度，取0.20m;H₀-清水堰上水头，为0.10m;H=0.4+0.20+0.20+0.7+0.315+0.645+0.05+1.2+0.10+1.5+0取5.6m1.2.7臭氧化处理设计I.臭氧化的水处理流程选择：根据不同的处理目的，臭氧在处理系统中可以投加在混凝沉淀前、沉淀后、活性炭过滤前以及作为出厂水的最终消毒处理。本设计选择在活性炭过滤前投加。在活性炭过滤前投加臭氧的作用是杀死细菌、去除病毒、氧化水中有机物(如苯酚、洗涤剂、农药)和生物难降解有机物，将COD转化为BOD、氧化分解螯合物等。与活性炭联用，增加活性炭的生物作用，延长活性炭再生周期。臭氧化法工艺的系统组成：臭氧化法工艺的系统组成示气源气源空气净化干燥处理装置0₂尾气回用处理装置臭氧一水接触反应装置供电调压升压控制设备处理后出水冷却装置(1)气源系统冷却器、冷冻、冷凝装置，过滤净化及稳压、减压装置、空(2)臭氧发生系统(3)臭氧一水的接触反应系统用于水的臭氧化处理，包括臭氧扩散装置和接触反应(4)尾气处理系统供臭氧发生器的气源可以是空气，也可以是纯氧。纯氧可以在现场制备，也可以购买液态氧通过蒸发取得。三种气(1)干燥纯净压缩空气(CDA):效率较低，能耗较高，(2)液态纯氧(LOC):效率高，具灵活性，适应小水厂。(3)现场制氧气(V-GOC):效率高，可靠性好，适结合本工程的实际情况，且为大中型水厂。决定选用空根据当地的工作条件和气候条件以及对空气的要求选图1.2.16原料空气处理流程图(2)空气气量的计算a.干空气量的计算：式中c一单位体积空气产出的臭氧量，根据发生器而定a一系数，取0.92。V=(1.2-1.5)V+空公式中的系数1.2-1.5,是考虑增加再生干燥剂的取1.5代入数据得，2.臭氧发生系统的设计与计算臭氧发生装置包括臭氧发生器和其供电设备、电气控制和量测设备及空气净化设备。a.发生器发生量的计算式中，1.06是安全系数。b.发生器的选择查臭氧发生器产品样本，选择XY-450型卧管式臭氧发生器3台，2用一备。远期增设一台，3用1备。其参数如下：臭氧产量为1.8-2.0kg/h,空气流量为120-150m³/h,工作电压6~15KV。3.臭氧接触反应系统设计与计算a.接触反应装置的选择①确定需要去除物质在水中与臭氧接触反应的速度过程，是属于传质速度控制还是化学反应速度控制。②臭氧化法用于受传质速度控制的污染物去除时，应选用传质效率高的接触反应装置，如蜗轮注入器、固定螺旋混选用具有较大的液相容积，可较长时间保持一定溶解臭氧浓考虑到目前臭氧化法在在给水处理中大多采用微气泡臭氧作为深度处理手段，其投加量约为0.5-1.0mg/L,在臭氧一生物活性碳联合处理工艺中，臭氧的投加量约为臭氧量为2.25kg/h,臭氧在水中的半衰期为20min。设计氧化接触时间一般为5-15min,本设计考虑采用10min。接触池分两室，在第一室内投加60%的臭氧量，在第二投加室内投加40%。接触池考虑设两组，每组设计流量为1125m³/h远式中H₀—扩散器以上水深，一般取5-7。H₈=6.0m。单池宽度取2.5m,则单组池子总净度为停留时间：第一接触室为4min,第二接触室为6min。具体布置见图1.2.17图1.2.17臭氧接触池平面布置图y一发生器所产臭氧化气浓度，gO,/m²,一般在0一气体扩散速度，m/h,依微孔材料及其微孔直径和微孔扩散元件选用微孔钛板，材料型号为WTD3型微孔钛板，孔径25-40μm,厚4mm则气体扩散速度按下式计算a—系数，取0.19;R一微孔直径，取30mm;b—系数，取0.066。故微孔扩散元件数e.所需臭氧发生器得工作压力计算H>h+h₂+h₃式中，H一臭氧发生器工作压力，以9.8kPa计；h₁—池内水柱高度，以9.8kPa计；h₂一布气元件水头损失，以9.8kPa计；h₁一臭氧化气输送管道水头损失，以9.8kPa计。h₂=0.46m(查表按最不利情况)4.臭氧尾气的利用与处理当尾气直接排入大气并使大气中臭氧浓度大于0.1mg/L时，即会对人们的眼、鼻、喉以及呼吸器官带来刺激，造成大气的二次污染。因此必须消除这种污染，并提高臭氧的利用率。在设计水与臭氧的接触反应装置时，应同时考虑尾气本设计借鉴生产方面经验，将这种尾气用于被处理原水的预处理，投配到臭氧接触反应装置的进水管中。1.2.8生物活性炭滤池设计1.设计参数8m/h,冲洗周期为6d。2.设计计算式中g—设计水量m²/dv—设计滤速m/hT—滤池每日实际工作时间h滤池共分为6格，单格面积为：单个滤池面积大于30m²,滤池长宽比为2:1～4:1,活性炭滤池按双排布置，单侧为3格，滤格上设屋顶，H=T×v,=13.5×8/60=1.8m,则配，本设计采用六层。其粒径级配排列由下至上为8~16mm,厚为60mm;4～8mm,厚为60mm;2～4mm,厚为60mm;4～8mm,厚为60mm;8～16mm,厚为60mm;共300mm。H—炭滤层厚度故滤池总高为：H=h+h₂+H+h₃+h₄=1.0+0.3+1.反冲洗强度取12L/s·m²,冲洗时间取10分钟，则炭吸附池宜采用小阻力配水系统，在钢筋混凝土板上开圆孔或是条形缝隙，板上铺设一层尼龙网，板面开孔比为11.8%,板底为1.32%。洗砂排水槽中心距采用冲洗排水槽采用课本17-25形状按下面公式求其断面模数冲洗排水槽底厚采用δ=0.05m,保护高0.07m则槽顶距砂面的高度：H=eH,+2.5x+δ+0.07=0.2×1.8+2.5×0.174+0.式中：e:冲洗时滤层膨胀度，取20%;x:冲洗排水槽断面模数，m;δ:冲洗排水槽底厚度，m;校核：冲洗排水槽总面积与滤池面积之比=6×1×2x/f=6×4×2×0.174/46.8=17.8%<25%满足要求。1.2.18洗砂排水槽断面形式流量Q=9=0.313m³/s单边清水管也与进水管径相同，采用DN600;清水总管管径按最高日平均时流量确定，根据流速排水流量Q,=Q=562L/S。查设计手册，选用DN700的排水可选用冲洗水泵或冲洗水箱供水，本设计采用冲洗水泵。(直接从清水总渠抽水)洗时计算，管内流速为1.93m/s,1000i=7.53m,布置管长总计则反冲洗总管的沿程水头损失主要配件及局部阻力系数g见下表：配件名称数量/个局部阻力系数90°弯头2DN600闸阀1等径三通22则冲洗水泵到滤池配水系统的管路损失水泵吸压水管水头损失预估1.5m,粗估h=2.52m冲洗时间t=10minHp=H₀+h+h₂+h+h₄+h₅=5.82+2.5而g=qf=12×46.8=562L/S,故选用三台350S16A水泵，两用一备。1.2.9方案技术经济计算构筑物的经济比较采用生产规模指数估算法进行单项工程的投资估算，即根据已建成的性质与拟建项目类似的项目投资额，估算同类型而不同规模的项目的投资的方法，其估算式为：y——已建同类型项目投资额c,已建同类型项目的生产规模；关于“n”值取定的要求：若已建同类项目的装置规模与拟建项目的装置规模相差不大，生产能力比值在0.5～2.0之间，n=1;若已建同类型项目装置与拟建项目装置的规模相差不大于50倍，且拟建项目的扩大仅靠扩大设备规格来达到时，n=0.6～0.7;若是靠增加相同规格的设备的数量达到1.2.9.1絮凝池供选方案技术经济比较计算本设计拟采用折板絮凝池和栅条絮凝池。为了减小技术经济比较计算中产生的误差，拟将絮凝沉淀池的比较结果作为絮凝池的比较结果。1.折板絮凝池技术经济计算根据设计手册第10册，生产规模为100000m³/a的折板絮凝沉淀池建筑安装工程费用为3228433元，设备购置费用为383508元，费用合计3611941元。取n=0.7,c,=1则本设计采用的折板絮凝沉淀池的投资总计：2.栅条絮凝池技术经济计算根据设计手册第10册，生产规模为150000m/a的网格絮凝沉淀池建筑安装工程费用为5827465元，设备购置费用为1500903元，费用合计7328368元。则本设计采用的栅条絮凝沉淀池的投资总计：通过上述计算，栅条絮凝池的建筑工程总造价比折板絮凝池的略高，并且由于栅条絮凝池的栅条上易滋生藻类，堵塞栅孔，安装维修比较麻烦，导致常年运转费用较高。故从技术经济上综合考虑，本设计絮凝工艺采用折板絮凝池。1.2.9.2滤池供选方案技术经济比较计算本设计推荐采用虹吸滤池和V型滤池。1.虹吸滤池技术经济计算根据设计手册第10册，生产规模为50000m²/a的虹吸滤池建筑安装工程费用为3192173元，设备购置费用为31761元，费用合计3223934元。则本设计采用的虹吸滤池的投资总计：2.V型滤池技术经济计算根据设计手册第10册，生产规模为100000m/a的V型滤池建筑安装工程费用为5424141元，设备购置费用为12972789元，费用合计18396930元。取n=1.0,c,=1则本设计采用的V型滤池的投资总计：通过上述计算，V型滤池的造价比虹吸滤池的造价要高的多，这主要是因为V型滤池的配套设备较多。将V型滤池与虹吸滤池进行比较如下：与V型滤池相比，虹吸滤池的优点在于，不需要大型的闸阀及相应的电动或水力等控制设备，可以利用滤池本身的出水量、水头进行冲洗，不需要设置洗水塔或水泵。缺点在于冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，故冲洗效果不而V型滤池作为一种新型的滤池形式，具有运行稳妥，滤床含污量大，周期长，滤速高，水质好，具有气水反洗和表面扫洗，冲洗效果好等优点。因此本设计推荐采用V型滤技术经济比较后确定的净水厂处理工艺流程图如图一级泵站配水井↓管式静态混合器剂(碱式氯化铝)↓↓斜管沉淀池↓↓配水井一一个1个↓臭氧接触池生物活性炭滤池↓←投加消毒剂(液氯)清水池三级泵站新水厂处理工艺流程框图(推荐)1.2.10清水池设计由于缺乏用水量变化规律资料，故按经验估算，取最高日用水量的10%-20%。本设计取10%。清水池中除贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂W₃一消防贮水量，m³,按2小时火灾延续时间计算；W;一水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，m²,等于最高日用水量的5%-10%;有效水深取H=4.0m,则单池面积为：清水池配管及布置设计：每池配一根进水管，进水管管径按最高日平均时水量计滤池至清水池的连接管设计流速为0.8～1.2m/s(流速取下限出水管管径按最高日最高时用水量计算，即：出水管的设置形式：由于二级泵站前设有吸水井，故采用从池底集水坑敷管出水。④排水管排水管管径按2h内将余水泄空进行计算，根据经验取为便于排空清水池余水，池底坡度采用0.5%,并设置排⑤通气孔及检修孔通气孔共设置6个，分3排布置，每排2个。通气孔池外高度布置有参差，分别采用高出地面1500mm、1000mm,检修孔各设置3个，池的进水管、出水管和溢流管附近各设置一个，孔的直径为1200毫米，孔顶设置防雨盖板。池内设置导流墙的目的是为避免池内水的短流和满足加氯后的接触时间的需要。共设两堵导流墙。为清洗水池时排水方便，在导流墙底部，每隔6m设置流水孔，流水孔的底缘与池底相平，孔高300mm,宽300m。1.2.11加氯工艺及加氯间设计计算一常用的消毒方法有紫外线、臭氧、液氯、二氧化氯等。紫外线消毒和臭氧消毒具有杀菌效率高、管理简便、消毒效果好等优点。但其缺点是运行费用较高，没有持续的消毒作液氯消毒和二氧化氯消毒具有余氯持续的消毒作用，能有效防止二次污染。这两者相比，二氧化氯的杀菌能力是液氯的3～5倍，不会与水体中的有机物反应生成致癌物三卤甲烷，还可避免液氯消毒发生泄氯恶性事故的危险，生产安全性较高，但其成本较高，维护工作量大，运行成本是液氯的2倍以上。通过以上比较，同时考虑到液氯消毒在国内使用的时间比较的长，经验也比较丰富，经济有效，因此本设计采用传统的液氯消毒方法。加氯间及氯库按照净水厂远期规模设计；加氯设备按照采用液氯进行滤后消毒，投加点在通往清水池的管道中，最大投氯量为a=1mg/L,氯与水接触时间不小于30min,仓库储存量按15天计算。3.设计计算(1)加氯量Q:(2)储存量G:近期G=15×24×Q=15×24×2.25=81(3)氯瓶数量：采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸为：(4)加氯机数量：选用JK-4型加氯机，加氯量范围在为4kg/h。近期4.加氯间、氯库布置水厂所在地主导风向为东北风和西南风,加氯间应靠近滤池和清水池。加氯间和氯库合建，与生活区保持一定的距离，具体布置见图。5.漏氯吸收装置按规范规定，氯库应设置漏氯的处理设施，贮氯量大于1t时，应设置漏氯吸收装置。其处理能力按1h处理一个所用氯瓶漏氯量计。故选用Re型双水射器式氯气吸收装置，吸收能力500kg/h。6.其他设备在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每一小时8-12次，并安装漏氯检测器，其位置在室内地面以上20cm,设置漏气报警仪，当检测到漏气量达到2-3mg/kg时即报警。切换有关阀门，并切断氯源，同时排风扇工作。称量氯瓶质量的液压磅秤放在磅秤坑内，磅秤面与地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。磅秤输出20mv的DC信号到值班室，指示余氯量，并设置报警器，达到余氯下限时报警。为搬运方便，氯库内设LD-A型电动单梁起重机，起重量为1t,跨度为6m。加氯间外设置放毒面具、检修工具和抢救材料等，照明和通风设备在室外设有开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH,O,供加氯机投药使用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用，水压大于5mH,O。氯气管采用无缝钢管，进水管用塑料管。1.2.12新水厂送水泵选配及二级泵站工艺布置1.2.12.1送水水泵选配(1)已知条件：根据管网部分的计算，新水厂送水泵站近期配置2台350S44型水泵，2台200S42型水泵，并备用一台350S44型水泵。远期将2台200S42换掉，并增设4台350S44型水泵，即5台350S44型水泵在运行，2台350S44备用。(2)水泵性能参数：查水泵与电机样本《设计手册11—常用设备》,200S42型离心泵与350S44型离水泵的性能参数如下：350S44型离心泵流量Q=9721476m²/n,扬程H=503200S42型离心泵流量Q=216～343m²/h,扬程H=48～35m,1.2.12.2二级泵站工艺布置设计计算泵和电动机最外端螺孔间距加上0.4～0.6m,基础宽度B等于水泵或电动机最外端螺孔间距(取其最宽者)加由于水泵机组基础长度L小于水泵和电机总长②350S44型离心泵机组基础宽度B为：B=610+(400600)取590mm③基础高度H:B=1.1m,则基础高度H为：水泵机组基础施工时，应在厂家确定后，核对基础尺寸无误后，才能进行基础浇筑。①200S42型离心泵机组基础长度L为：而由于水泵机组基础长度L小于水泵和电机总长②200S42型离心泵机组基础宽度B为：③基础高度H:水泵机组基础施工时，应在厂家确定后，核对基础尺寸无误后，才能进行基础浇筑。2.吸水管路和压水管路计算：每台水泵有独立的吸水管与压水管，出水管引出泵房后在切换井内相互连接起来。吸水管与出水管按近期规模进行设计，根据管网平差结①吸水管①吸水管满足流速要求下，尽量采用标准管径，采用DN300钢管，查水力计算表，可知：v=1.02m/s,1000i=5②压水管：当d<250mm时，压水管内流速范围为1.5～2.0m/s。3.水泵机组平面布置的确定：本设计二级泵站内有3台350S44型离心泵(其中1台为备用泵),2台200S42型水泵。考虑到远期发展，预留大泵基础，其尺寸按350S44型离心泵设置。二级泵站的平面一般为矩形。由于考虑了远期的发展，二级泵站水泵台数共有7台，此外，送水泵房内还设有值班室、配电间、真空泵、排水泵、排水沟和集水坑等。名称规格大小型号长度(mm电动闸阀电动闸阀多功能水泵控制阀多功能控制阀伸缩接头伸缩接头电动蝶阀电动蝶阀2).阀门切换井的布置：为了减少泵房的建筑面积，切换井设在泵房外面，按最条同管径的输水干管，每条输水干管上各设切换用的蝶阀由于本设计采用的是2座清水池，所以必须设置吸水井。吸水井与泵房分建，水泵吸水管伸入井内吸水。进入吸水井内的水流要求顺畅、速度小、分布均匀、不产生旋涡。多台水泵吸水管共用一井，所以将吸水井分为二格，中间隔墙上设置DN700连通管和DN700闸阀，以便分隔清洗使用。近期：2根吸水管共用1格(左边),3根吸水管共用另一格(右边);远期：3根吸水管共用1格(左边),2根吸水管共用另一格(右边)。b)吸水井尺寸计算：对于离心泵吸水井的尺寸，通常按吸水喇叭口间距决定。吸水井内有两种型号的水泵吸水管，按照300S44型离心泵吸水喇叭口进行计算方可。各部分尺寸确定如下：①吸水喇叭口直径D吸水喇叭口直径D一般采用D≥(1.2~1.5)d,其中d为吸水管直径。吸水喇叭口直径D按下式计算：②吸水喇叭口的最小悬空高度(喇叭口与井底间距)h悬空高度h,过小，将使进口处水的流线过于弯曲，水头损失增加，水泵效率较低，严重时使池底冲刷；悬空高度过大将形成单面进水并使吸水井底板落深，增加工程造价。本设计喇叭管采用垂直布置，吸水喇叭口的最小悬空高度n,按③喇叭口间距a)喇叭口间净距a喇叭口间净距a=(1.52.0)D,取1.5D:b)喇叭口中心线与后墙距离c叭管安装的要求。c)喇叭口中心线与侧墙距离b喇叭口中心线与侧墙距离b按下式计算：④吸水喇叭口最小淹没水深h,喇叭管口垂直布置时，吸水喇叭口最小淹没水深n,应大⑤吸水井进水长度I多台水泵的吸水井应有一定的进水流程，以调整水流使口中心的流程长度1不小于3D,即：实际布置时，在满足上述要求的前提下，应根据水泵机组的平面布置综合考虑，确定吸水井尺寸。经计算，送水泵房的吸水井长度20.0m,宽度3.6m,有效水深采用1.2m。6.吸水管路和压水管路中水头损失计算：取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换蝶阀止为计算线路图：①吸水管路中水头损失Zh,:从布置图上量得，吸水管的长度为8.0m,则350S44型离心泵吸水管路局部水头损失计算表喇叭口90°弯头电动闸阀偏心渐缩管数量1111局部阻力系流速/(m/s)式中，v₂一水泵吸水口处流速，②压水管路：Q=868.2L/s,v=1.36m/s,1350S44型离心泵压水管路局部水头损失计算表名称渐扩管多功能控制阀伸缩接头电动蝶阀四通拐弯三通直弯四通拐弯电动蝶阀异径异径等径数量11111311局部阻力系数3流速/所以，从吸水口到输水管上闸阀切换井为止的水头损失共经以上计算结果，小于粗估的泵吸压管路水头损失2m,最高时校核结果能满足水压要求。所以初选水泵合适。根据离心泵允许吸上真空高度的特性，采用非自灌式充水，提高水泵的安装高度，节省泵房的土建造价。水泵轴[H.]按实际装置所需的真空吸上高度，m,若其中H,——在标准状况下，水泵样本中给出的最大允许吸代入数据得：350S44型离心泵轴线的最大安装高度为；实际在布置时，取2.79m,350S44型离心泵水泵泵轴高式中z——吸水井最低水位标高，为清水池最低水吸水管路水头损失的计算从布置图上量得，吸水管的长度为8.0m,则200S42型离心泵吸水管路局部水头损失计算表喇叭口90°弯头电动闸阀偏心渐缩管数量1111局部阻力系流速/(m/s)实际在布置时，考虑与350S44切换阀门及管道中心标8.二泵房室内地坪标高计算二泵房泵坑地坪标高为：Z-H₁-0.2=155-0.62-0.38H₁——350S44型离心泵水泵底座至轴心的高度，m;0.38.水泵基础高出泵坑地坪高度。泵房所在的室外地坪标高为156.50m,二泵房泵坑地面低于室外地坪2.5m。二泵房为半地下式泵房。3.附属设备的选择与布置：(1)起重设备；最大起重量为Y450-5-6型电机重量w=3050Kg。选用LX型电动单梁悬挂起重机，起重量为5T,跨度为9m。(2)引水设备：水泵为非自灌式工作，故需设引水设备。本设计采用真空泵引水。真空泵的选用应根据所需要的抽气流量和最大真①真空泵的抽气流量W:W₂—泵壳内空气容积，大约相当于吸入口面积乘以吸入口到出水闸门的距离(m³);H₂一大气压的水柱高度(m),取10.33m;Z,—水泵安装几何高度(自吸水井水位到水泵轴线或基准面的垂直高度)(m);T一水泵充水时间(min),不宜超过5min;K—漏气系数，采用1.051.10,取k=1.10。②最大真空值H,H₁max=Z×9.81=2.5×9.选用sz-1J型真空泵2台，配套电动机型号为γ112M-4,抽气量为1.5m³/min,功率为4kW。采用“L型”布置，尺寸参数：L=2300mm,1=1100mm,B=700mm。真空泵布置示意图如真空泵气水分离罐真空泵(3)排水设备选型和布置：泵房为半地下式泵房，深度为2.5m,为了方便排水，采用电动水泵排水。沿泵房内壁四周设有宽度为200mm的排水沟，将水汇集到集水坑中，然后用泵抽送到下水道送水泵房的排水量一般按20m²/h考虑，排水泵的扬程(4)通风设备：由于与水泵配套的电机为水冷式，同时泵房为半地下式，且泵房深度不大，采用自然通风即可取得良好的换气效果，无须设专用通风设备。(5)计量设备：安装电磁流量计，每根输水干管上各安装一个MT900F型电磁流量计，共设两个。1、根据规范规定，当泵房有吊车起重设备时，泵房建筑高度应通过计算确定。本泵站为半地下式泵站，对于半地下H₂一泵房地下部分高度。式中，n-一般不小于0.1m,取0.15m;c₂一行车梁底到起重钩中心的距离(m),c₂=1.185m;d一起重绳的垂直长度(对于水泵为0.85x,对于电动机为1.2x,x为起重部件的宽度)m,d=1.2×1.2=1.44;h—吊起物底部至泵房进口处室内地坪或平台的距地下部分高度由以上计算得2.5m,故泵房的总高度为H=2.5+6.7=9.2m。2、泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水与出水管道的布置条件、排水泵机组等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房平面尺寸为1.3水厂排泥水处理设计1.3.1处理流程的确定排泥水处理工艺的选择主要取决于水厂净水工艺和运行方式，以及水源水质和泥饼的最终处置。工艺选择最主要的内容是确定浓缩方式和脱水方式。选择时应综合考虑建设费用、日常运行维护费用、管理难易、处理效果及占地大小等多方面的因素。排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水以及泥饼处理等工序。确定排泥水处理流程如图1.3.1所示。肌池能排泥池流入河道流入河道流入河道滋安动浓细地污泥调节地泥饼外运1.3.2排泥水处理构筑物的设计计算一①水厂设计处理能力5.4万m²/a,厂自用水按8%计。②设计原水浊度取100NTU(参考相关资料NTU与SS之比为1:1.2),出水浊度1NTU。碱式氯化铝(按商品重量计)加注率30mg/L。③V型滤池共4座，冲洗周期为24h,单座每次冲洗水量为冲洗废水含水率为99.97%(含固率0.03%),冲洗废水排入排泥池，通过预浓缩排出上清液。普快滤池的反冲洗水④浓缩池24h连续运行，上清液排放。⑤脱水机按每日16h工作，脱水机进泥含固率为3%,脱水后泥饼含固率为30%。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，按日本水道协会《水道设施设计指针》(2000):Q-设计水量(m³/d);T一设计采用的原水浊度(NTU);A—铝盐混凝剂加注率(以Al₂O,计)(mg/L);考虑排泥浓度则沉淀池排泥水量量为;泥饼含固率为30%,泥饼体积为据此根据流量平衡和排泥干固体平衡可得到如下三式5)浓缩池经浓缩后污泥量，按浓缩污泥浓度3%计，为即脱水机的进泥流量为295.7m²/a。泥饼含固率为30%,故泥饼体积为小时泥饼体积浓缩池进水流量,浓缩后污1137.22m/a(上清液悬浮固体量较小，忽略不计)。,进泥浓度为3%。1.3.3排泥水处理构筑物设计计算一排泥池与排水池合建，排泥池间断地接受沉淀池的排泥以及滤池的反冲洗废水，通过预沉，排除一部分上清液，底部泥水进入浓缩池，以便对后续浓缩池进行量和质的调整。排泥池的容量不能小于沉淀池最大一次排泥量加上滤池反冲洗水量，或不小于全天的排泥总量，排泥池还需包括来自脱水工段的分离液。从污泥处理系统泥水平衡计算可知，排泥池流量为Q+Q+Q=2033.4m²/a,考虑排泥池的清扫和维修，排泥池应设成独立的两格，单池水深为4m,则平面面积为：平面尺寸定为16m×16m。排泥池内应设液下搅拌装置，以防止污泥沉积。2.浓缩池设计：采用辐流式浓缩池，固体通量取24kg/(m².d)。1)浓缩池面积：考虑设2个，则浓缩池直径 取16.m。浓缩池面积为：2)浓缩池的总高度：浓缩池的总高度包括上清液高度和污泥区的高度，污泥区包括阻滞区和压缩区。经上述计算得：浓缩池的上清液流量为为①上清液区高度h可按下式进行计算：不得小于3.0m,所以取上清液区高度r=3.0m。②缓冲层(即相当于污泥阻滞区)高度与刮板高度有关，刮板高度为250mm,因此取缓冲④浓缩池总高度H:取超高h₁=0.4m,3)贮泥斗的计算：考虑浓缩池为连续排泥，所以泥斗的容积很小，4)出水槽：中水深为：1.25b=1.25×0.2=0.25m,考虑跌水高度及堰上水头，槽高取0.5m。5)刮泥机根据刮板每刮泥一周所消耗的动力来确定。采用中心传动刮泥机。刮泥机选用悬挂式GNZ160型，对应池径D=16m。污泥平衡池为平衡浓缩池和脱水机之间间断运行而设置，同时可作为高浊度时污泥的贮存。平衡池的设计容积考虑为浓缩池产污泥量与脱水机的间断运行时间(每天2班)之乘积。设有效水深为3m,则池体直径为：取6.6m考虑0.5m的超高，则池体总高度为3.5m。脱水机按16h工作计，则心式污泥脱水机组。LW350W型卧螺离心式污泥脱水机的主要技术参数如下：处理能力：6～12m/n,电机功率22kW,外形尺寸：2800mm×2000mm×900mm。经估算，脱水机房的平1.4净水厂辅助设计1.1.1净水厂辅助建筑物水厂的辅助建筑按功能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、机修间、车库、仓库等；后者包括办公室、食堂、浴室、职工宿舍、传达室等。新水厂辅助建筑的土建按远期规模配置，内部设备和生产人员按近期规模配置。根据《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》,水厂的辅助建筑物使用面积和工作人员分布如表1.1.1所示。二水厂(新水厂)的人员编制定为50人，人员分布情(1)水厂办公室人员共6人，白班；(2)生产技术人员共7人，白班；(3)化验室共5人，白班；(4)一、二级泵房调度人员共9人，三班倒；(5)维修人员共9人，三班倒；(6)其他人员(包括门卫、食堂工作人员)共14人。综合楼拟建2层，每层240m²;职工宿舍拟建2层，每层120m²;其他辅助建筑物均按单层来设计。辅助建筑物名称建筑面积(m²)近期生产人数综合楼生产管理及行政办公用房、化验维修车间9机修间、水表间、泥木工间、电车座篮球场仓座浴室食堂传达室2职工宿舍单身宿舍与值班宿舍合建共两堆场管配件堆场与砂石滤料堆场合建1.1.2净水厂绿化与道路设计1.1.2.1绿化设计绿化是水厂设计中的一个重要组成部分，它是美化水厂环境的重要手段。在建筑物的前坪和道路交叉口处设置绿地；在道路与构筑物(或建筑物)之间的带状空地上进行绿化布置，形成绿地；在主要道路两侧栽植香樟树等；在净水构筑物附近栽植夹竹桃、大叶黄杨等小乔木；在需要围护的地方设置绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。为了使水厂整体效果比较好，建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系。1.1.2.2道路设计水厂道路设计应满足日常交通、物料运输和消防通道等的要求。一般在主要建筑物的附近必须有道路到达。道路的设计如下：(1)主厂道主厂道是水厂中人员和物料运输的主要道路，它与厂外的入厂道路相连接，一直伸向厂内各个适当地方。厂内主厂道宽度按6m设计。(2)道路转弯所有道路的转弯半径均为3m。1.5净水厂总体布置设计计算净水厂总体布置主要是将水厂内各项构筑物进行合理的组合和布置，以满足工艺流程、操作联系、生产管理和物料运输等方面的要求。布置的原则是流程合理、管理方便、节约土地、美化环境，并考虑日后留有发展的可能。本设计水厂总体布置由生产构筑物布置、辅助及附属构筑物布置、各类管道布置和其他设施(厂区道路、绿化布置、围墙及大门等)布置四部分组成。(1)流程力求最短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小。构筑物应尽量靠近，即沉淀池应尽量紧靠滤池，二级泵站尽量靠近清水池，但各构筑物之间应留出必要(2)构筑物布置应注意朝向和风向。净水构筑物一般检修间、办公楼等则有朝向要求，尤其散发大量热量的二级泵房对朝向和通风的要求更应注意，布置时应使符合当地最(3)考虑近远期协调。本设计水厂采用分期建设，在清水池顶部，叠合组建，其优点是构筑物占地面积小，有利有一定的施工难度，增加水头跌落损失；二是将沉淀池与清土建费用小，缺点是占地面积大。经比较两种布置形式，决定选用第二种布置形式，即沉淀池与清水池顺流程分开布置根据以上原则，决定本设计水厂常规处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为配水井、管式静态混合器、折板絮凝斜管沉淀池、V型滤池、提升泵站、臭氧接触池、清水池。由于处理线路较长，水损较大，需设置中间提升泵站，详见净水厂平面布置图所示。从进水到出水整个流程呈直线，这种布置具有生产管线短、管理方便、有利于日当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来首先，将综合楼、食堂、浴室、职工宿舍、传达室等建筑物组合为一区，称为生活区。生活区设置在进门附近，便管配件堆场、车库及仓库等合理地布置，以充分利用空地。最后，将常规处理构筑物与厂排泥水处理构筑物分开。这样便于管理。关于远期预留地，近期设计时，远期预留地厂区管线一般包括：给水管线、排水(泥)管线、加药和厂内自用水管线、动力电缆、控制电缆等。后两者不属于给水管线包括原水管线、沉淀水管线、清水管线和超越2.厂内排水生产废水(沉淀池排泥水及滤池反冲洗水)出路：沉淀池排泥水经排泥槽汇集排入排泥池进行泥处理，具体在排泥清液排入厂区下水道，底部沉泥进入浓缩池处理；活性炭滤3.加药管线加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。加药管采厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水。厂内自用水均单独成为管系，自1.5.1.1水处理构筑物的高程布置设计计算在处理工艺流程中，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。水头损失应通过计算确定，并留有余地，由于增加深度处理，使整个流程很(1)处理构筑物水头损失具体根据设计手册第3册表15-13(P868)进行估算，估算构筑物名称水头损失构筑物名称水头损失配水井V型滤池管式静态混合器臭氧接触池折板絮凝池生物活性炭(2)连接管线水头损失连接管线水头损失(包括沿程和局部)应通过水力计算确定，计算常用的公式为：i——单位管长的水头损失；v——连通管中流速，m/s;①配水井至絮凝池连接管线水头损失a)沿程水头损失配水井至絮凝池连接管采用DN600钢管，管长1=23m。考虑浑水的因素n=0.015,按n=0013查设计手册第1册水力计算表得i=2.37%,换算成相当于n=0.015时的i:浑水管长23m算得沿程损失为：b)局部水头损失管路中，进口1个，局部阻力系数ξ=0.50;90°弯头2个，ξ=1.00,则局部阻力系数总计为：管内流速v=1.07m/s,则管路局部水头损失为：c)总水头损失②絮凝池至沉淀池絮凝池与沉淀池合建，其损失取0.1m。③沉淀池至V型滤池连接管线水头损失a)沿程水头损失沉淀池至V型滤池连接管采用DN800钢管，管长1=24m。考虑浑水的因素n=0.015,按n=0013查设计手册第1册水浑水管长41m算得沿程损失为：b)局部水头损失管路中，进口1个，局部阻力系数ξ=0.50;90°弯头3个，力系数ξ=1.00,则局部阻力系数总计为：管内流速v=0.80m/s,则管路局部水头损失为：c)总水头损失④V型滤池至中间提升泵站连接管线水头损失a)沿程水头损失V型滤池至中间提升泵站连接管采用DN700钢管，管长1=24m,按n=0.013查设计手册第1册水力计算表得1000i=1.19,则V型滤池至中间提升泵站连接管沿程损失为：b)局部水头损失管路中，进口1个，局部阻力系数ξ=0.50;蝶阀1个，ξ=0.24;90°弯头2个，5=1.02×2=2.04,等径丁字管(三通直流)1个，局部阻力系数ξ=0.1出口1个，局部阻力系数ξ