《S市给水工程设计》21000字【论文】

S市给水工程设计摘要城市给水工程是一个城市的命脉，设计好合格优秀的给水工程不仅给市民带来美好的便利的生活，还会对环境起到保护作用，因此给水工程的建设功在当代，利在千秋。本次毕业设计的主要任务是进行S市的给水工程设计，包括城市管网设计、净水厂设计、一泵站和二泵站的设计等。首先通过对比研究确定最经济合理的城市管线布置还要进行事故和消防校核，再对照国家饮用水标准确定原水水质情况，便可得出水厂处理工艺为常规处理工艺，其流程为混凝——沉淀——过滤——消毒，混凝过程采用管式静态混合器和机械絮凝池，沉淀池选用平流沉淀池，滤池为V型滤池，并且采用液氯消毒，同时确定其余的设备和附属构筑物，最后根据前面的计算结果来进行泵的选择以及泵房的设计。关键词：给水工程；给水管网；净水厂；泵站目录TOC\o"1-3"\h\u14123引言 引言人的生存离不开水，水的质量决定着人民的生活质量，因此城市给水工程是一个城市发展的前提，是重中之重的一项工程。给水工程联系着千家万户，通过构建完整优化的系统工程，人民饮用到安全健康的水不仅对人民的健康提供保障，还会让人民的生产生活顺利进行。对环境治理也有很大帮助，如果水质不再良好，那么我们的取水点的选择将变得相当困难，因此我们必须得注意江河湖泊的治理。环境治理和取水工程相互监督，相互制约。水环境中的给水水质净化一直都是我们关注的重点，从古时的保护井水，再到采用化学净水方法在水中加入明矾，古人对水质的关注也可见一斑。随着时代的演变，我们已不再自己净化，而是水厂统一净化水质。净水流程也开始转变，由20世纪初的常规处理工艺，到二十世纪七八十年代产生斜管、斜板沉淀池等快速沉淀工艺，快过滤系统，以及集成处理工艺，再到20世纪末研发的化学氧化法、活性炭吸附法等都彰显了水处理工艺的艰辛发展史。由于近年来环境问题日益严重，水环境更是变得千疮百孔，环境污染是一个很严重的问题，我们需要高度重视。其中水环境的治理需要我们集思广益，同时我们也不要好高骛远，而要脚踏实地。水环境治理也不是一蹴而就，需要我们一起努力，更需要千千万万的后代努力治理，继续维护。第一章用水量测算1.1城市概况该城市人口总数65万人，位于华北地区，为中等二区城市。城市土壤种类为粘土，地下水位深度为-8.0米，冰冻线深度为1.3米，年降水量为450毫米；城市最高温度为35℃，最低温度为-20.4℃。给水水源的情况为：最大流量为240m3/s；97%保证率的枯水期流量为80m3/s；多年平均流量为110m3/s；流速为1.3~2.1m/s；河流的最高水位为-2.0米；常水位为-6.0米，最低水位为-8.0米；最低水位时河宽为80米；冰的最大厚度0.6米。该河流为不通航河流。1.2设计用水量组成包括综合生活用水即居民生活和公共建筑、设施的用水量;企业的用水总量，包括生产用水和员工的生活用水;绿地灌溉和浇洒道踣;消防救援用水;未预见和管网漏损水量。1.2.1城镇最高日生活用水量确定城市居民生活用水由城镇用水普及率、人口数和每人每天的生活用水量平均值等部分确定，这些因素随城市规模大小而变化。该城市对应的最高日综合生活用水定额为130-240L/cap，取140L/cap。Q1=1/1000=65万人×140L/S/1000=91000m3/d（SEQ公式\*ARABIC1-1）q1—不同卫生设备的居民区最高日生活用水定额，L/cap·d;N1—设计年限内计划用水人数。1.2.2工业企业用水量Q2==3000m3/d+2500m3/d=5500m3/d=63.7L/s（1-2）—A厂用水量，m3/d—B厂用水量，m3/d1.2.3浇洒道路和绿地用水量绿地面积151.2万m2，道路广场面积189万m2则绿地面积和浇洒道路广场总面积为Nl=340.2万m2340.2万m2×（2L/m2·d+2L/m2·d）/1000=13608m3/d（1-3）qL—用水量定额，浇洒道路广场为2.0~3.0L/m2·d，取2L/m2·d;绿地取1.0~3.0L/m2·d,取2L/m2·d；NL—绿地和浇洒道路广场面积。1.2.4管网漏损水量Q4=0.10×(Q1+Q2+Q3)=0.10×(91000+5500+13608)=11011m3/d（1-4） 1.2.5未预见用水量未预见用水量按最高日用水量的8%计算Q5=0.08(Q1+Q2+Q3+Q4)=0.08(91000+5500+13608+11011)=9690m3/d（1-5）1.2.6消防用水量QX=qxNX=3×90=270L/s（1-6）qx，NX—分别为一次灭火用水量和同时发生火灾的次数表1-SEQ表1-\*ARABIC1消防用水量参数人口N（万人）同一时间内的火灾次数一次灭火用水量（L/s）60.0<N70.0390消防用水量不计入城市供水中，存放在水池中。1.2.7城市最高日的设计供水流量Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=91000m3/d+5500m3/d+13608m3/d+11011m3/d+9690m3/d=130809m3/d（1-7）最高日的设计流量取13.1万m3/d1.2.8最高日最高时用水量Qh=Qd×Kh=131000×1.2=15.72万m3/d1819L/s（1-8）

第二章配水管网确定2.1配水管线方案确定管线布置要从安全性、经济性、便利性角度考虑。安全性是指要保证管线选择敷设的道路合理，要远离一些重要干道，比如高速道路或者火车铁轨等。本设计在西南角有一处高架桥，因此敷设时要尽量远离。其次就是管径选择要满足在发生消防和事故时仍能满足用户供水要求。经济性是指管线选定要进行经济成本造价的比较，在满足要求符合规范的前提下，减少不必要的经济花费，尽量缩短管线长度。便利性是指管道敷设要考虑用户使用情况，要尽量靠近大用户，比如工厂，还要考虑管网漏损需要检修时，就要求敷设地方便检修动工。管线一般设计为环状或者枝状，相比之下环状管网更加安全，更加有保障。环状管网管道中有干管和连接管，干管是沿线的主要管段，承载的流量一般比较大，连接管是将两根干管连接在一起的管道，干管的方向一般是从取水水源地延伸到大用户，这样流量需求大的用户被满足后，后续管段的管径就可以减小，降低成本。连接管将管线变成闭合回路，保障一个环状管路的管段中有一条发生事故，则其余管段可以照常供水。由城镇路网图，根据输配水管道设计路线要经济合理、配水管道尽可能沿现有或规划道路敷设等要求，确定出两种管网布置线路，分别如图2-3、2-4所示：图2-SEQ图2-\*ARABIC1敷设路线方案一图2-SEQ图2-\*ARABIC2敷设路线方案二由上图可知两个配水管布置情况上部分一样，而方案一与二的不同之处在于下半部分的不同，方案一所有的管道敷设都是采用环状管网，而方案二在下半部分有一段采用了支状管网。环状管网相比支状管网更加安全，危险性更低。其次方案二从水厂进水的主干管位于城市交通干道，方案一主干管敷设避开了交通干道，更加稳妥安全。综上所述，选择方案一更加合理。2.2管网平差2.2.1比流量（2-1）（为干管计算长度29363m；Q为最高日最高时的用水量L/s；工业用水总量，L/s)2.2.2沿线流量根据公式ql=qsl（2-2）(ql为管段的沿线流量，L/s；l为该段计算管长，m）可得各管段的沿线流量，计算结果见表2-1：表2-SEQ表2-\*ARABIC1管段沿线流量管段长度（m）比流量（L/s·m）沿线流量（L/s）管段长度（m）比流量（L/s·m）沿线流量（L/s）1-27700.0646.212-134590.0627.542-36490.0638.9411-126740.0640.443-47900.0645.98-136510.0639.061-57270.0642.6210-145680.0634.082-611830.0670.9814-195160.0630.965-612270.0673.6214-1718160.06108.966-712810.0676.8612-151970.0611.826-1013350.0680.115-1710710.0664.263-711800.0670.815-168540.0651.247-815860.0695.1616-185360.0632.167-1113200.0679.217-1817080.06102.484-85910.0635.4617-2013440.0680.645-94870.0629.2218-214810.0627.269-106400.0638.419-225470.0632.3210-1112880.0677.2822-208160.0647.962.2.3节点流量每一个节点的节点流量等于该点的集中流量以及与该点相连的管段流量一半的加和，由此公式可计算节点流量（2-3）表2-SEQ表2-\*ARABIC2节点流量节点节点连的管段集中流量（L/s）节点总流量（L/s）11-2，1-544.4121-2，2-3，2-678.0632-3，3-4，3-777.8243-4，4-840.6851-5，5-6，5-972.7365-6，2-6，6-7，6-10150.7876-7，3-7，7-11，7-8161.0184-8，7-8，8-1384.8495-9，9-1033.81109-10，6-10，10-11，10-14114.931110-11，7-11，11-1228.94127.41211-12，12-15，12-1339.91312-13，8-1333.31410-14，14-19，14-17871512-15，15-17，15-1663.661615-16，16-1841.71715-17，14-17，17-18，17-20178.171816-18，17-18，18-2180.951914-19，19-2231.642022-20，17-20，20-2134.72160.152120-21，18-2174.762219-22，22-2041.34总和1819.042.2.4平差计算平差的本意是在初步分配流量得到对应的管径后，反复计算，重新分配流量直到满足能量环方程组和连续性能量方程组，最后得到合适的管径的计算方法。本设计采用计算机平差。首先需要对管段进行流量初分配，然后再进行反算水源压力，确定最初的管径、损失，得到节点压力、最不利点等，再进行俩项校核，分别是事故和消防，如果出现压力不满足要求，则需要将对应的损失大的管段的管径放大，一般损失需要降到4m以下，改了管径后就需要重新进行反算水源压力，以此确定最新的节点压力。重复上诉过程，直至使压力满足要求。通过平差计算得到反算水源压力计算结果见表2-3、2-4、2-5：表2-SEQ表2-\*ARABIC3反算水源压力平差计算表平差计算依据和结果平差类型反算水源压力2、计算公式海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13℃ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)JS14-1819.0001369.271最大管径(mm):1400.00最小管径(mm):150.00最大流速(m/s):1.137最小流速(m/s):0.041水压最低点JS18压力(m):1358.08自由水头最低点JS4自由水头(m):28.00表2-SEQ表2-\*ARABIC4反算水源压力节点参数平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)JS144.6371331.2001359.66928.469JS278.2491332.6001362.35529.755JS378.0851333.6001362.11928.519JS441.1241334.2001362.20028.000JS571.3451324.8001362.97638.176JS6150.3921324.5001366.04241.542JS7161.2691324.0001362.99638.996JS884.7051323.7001362.76139.061JS933.4101319.5001365.90346.403JS10114.5411320.6001367.78947.189JS11127.1881317.6001366.03648.436JS1239.2851317.7001366.03248.332JS1333.3051317.6001364.36046.760JS14-1819.0001316.9001369.27152.371JS15101.6891317.1001368.64651.546JS16180.2991308.6001366.52057.920JS1762.7311318.0001366.11148.111JS1841.1131316.0001358.07742.077JS1984.8671312.3001360.39648.096JS2054.5761305.8001364.64358.843JS21160.1291308.1001363.63755.537JS2276.0611303.3001359.59256.292表2-SEQ表2-\*ARABIC5反算水源压力管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)JS1-JS22001568.12614.4610.4261.7132.686JS1-JS52501434.23330.1760.5732.3063.307JS2-JS34001283.57125.9780.1950.1840.236JS2-JS64001205.740118.6880.8903.0583.687JS3-JS44001567.03613.1030.0980.0520.081JS3-JS73501200.79239.0040.3790.7310.878JS4-JS84501199.03354.2270.3410.4680.561JS5-JS62001192.59018.0080.5302.5703.066JS5-JS9350979.37883.5130.8112.9892.927JS6-JS72501308.59930.3250.5762.3273.045JS6-JS107001350.910317.4140.7881.2931.747JS7-JS83001583.08211.0720.1460.1490.235JS7-JS115001331.186181.0200.8722.2843.040JS8-JS135001332.267127.8600.6161.2001.599JS9-JS10400633.938116.9230.8772.9741.885JS10-JS117001298.229324.8630.8071.3501.753JS10-JS151000569.103873.7401.0671.5060.857JS11-JS12700674.77316.6550.0410.0060.004JS12-JS13500907.885161.1650.7771.8421.672JS12-JS17850384.991183.7950.3240.2050.079JS14-JS151400542.1161819.0001.1371.1530.625JS15-JS169001814.246578.9760.8731.1722.126JS15-JS206002073.096264.5950.8911.9314.003JS16-JS178501063.134258.2690.4550.3840.409JS16-JS194001845.311124.0580.9313.3196.124JS16-JS212001340.97216.3500.4812.1502.883JS17-JS181501708.14311.7430.6144.7038.034JS18-JS192501057.18329.3700.5572.1932.319JS19-JS22200960.5169.8210.2890.8370.804JS20-JS21600798.891210.0190.7071.2591.006JS21-JS223502077.76266.2400.6441.9474.045事故校核是针对管段发生意外时，比如管段断裂、渗漏时的情况进行评估，校核时需要选择从水厂的输水管引入管网的管段中的流量最大的管段作为事故管，即不通流，然后进行管段校核，如果在该管段断裂时，管网中仍能满足最高日最大时集中大用户和其他管段的供水的75%时，则其他管段断裂时同样可以满足。其平差计算结果如表2-6、2-7、2-8所示：表2-SEQ表2-\*ARABIC6事故校核平差计算表平差计算依据和结果平差类型事故校核2、计算公式海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13℃ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)JS14-1273.3001376.921最大管径(mm):1400.00最小管径(mm):150.00最大流速(m/s):1.473最小流速(m/s):0.149水压最低点JS1压力(m):1359.20自由水头最低点JS1自由水头(m):28.00表2-SEQ表2-\*ARABIC7事故校核节点参数平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)JS131.2461331.2001359.20028.000JS254.7741332.6001361.50628.906JS354.6591333.6001361.64928.049JS428.7871334.2001362.20928.009JS549.9411324.8001360.46335.663JS6105.2741324.5001362.20337.703JS7112.8881324.0001362.45938.459JS859.2941323.7001363.01539.315JS923.3871319.5001361.79742.297JS1080.1791320.6001362.68842.088JS1189.0321317.6001364.36346.763JS1227.4991317.7001366.74849.048JS1323.3141317.6001364.97847.378JS14-1273.3011316.9001376.92160.021JS1571.1821317.1001376.59859.498JS16126.2091308.6001371.00262.402JS1743.9121318.0001367.78649.786JS1828.7791316.0001366.82650.826JS1959.4071312.3001368.55556.255JS2038.2031305.8001373.62967.829JS21112.0901308.1001372.81864.718JS2253.2431303.3001369.22465.924表2-SEQ表2-\*ARABIC8事故校核管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)JS1-JS22001568.12613.3150.3921.4702.306JS1-JS52501434.23317.9300.3400.8801.263JS2-JS34001283.57119.8510.1490.1120.144JS2-JS64001205.74048.2390.3620.5780.697JS3-JS44001567.03637.1670.2790.3570.559JS3-JS73501200.79237.3430.3630.6740.810JS4-JS84501199.03365.9540.4150.6720.806JS5-JS62001192.59013.2610.3901.4591.740JS5-JS9350979.37854.6110.5311.3621.334JS6-JS72501308.5997.9550.1510.1960.256JS6-JS107001350.910158.8190.3940.3590.485JS7-JS83001583.08217.6210.2320.3510.556JS7-JS115001331.186140.5660.6771.4301.904JS8-JS135001332.267142.8680.6891.4741.964JS9-JS10400633.93877.9980.5851.4060.892JS10-JS117001298.229316.9960.7871.2901.675JS11-JS12700674.773546.5941.3583.5352.385JS12-JS13500907.885166.1820.8011.9491.770JS12-JS17850384.991740.2751.3052.6961.038JS14-JS151400542.1161273.3010.7960.5960.323JS15-JS169001814.246976.9561.4733.0845.596JS15-JS206002073.096225.1620.7581.4322.969JS16-JS178501063.134787.9101.3893.0253.216JS16-JS194001845.31175.5700.5671.3262.448JS16-JS212001340.97212.7330.3751.3541.815JS17-JS181501708.1433.7230.1950.5620.960JS18-JS192501057.18325.0560.4761.6351.728JS19-JS22200960.5168.8930.2620.6970.669JS20-JS21600798.891186.9590.6291.0150.811JS21-JS223502077.76262.1360.6041.7303.594消防校核是针对管网中如果发生火灾时，管网中的管道管径是否满足供水要求的校核，本设计中同时发生火灾的次数为3次，选择最不利点4点为其中一个火灾发生点，两个大用户供水节点11点和21点为其余俩个供水节点。同时要保证最不利点4号点的水压达到10m。消防校核的平差计算如表2-9、2-10、2-11所示：表2-SEQ表2-\*ARABIC9消防校核平差计算表平差计算依据和结果平差类型消防校核2、计算公式海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13℃ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)JS14-2089.0001354.860最大管径(mm):1400.00最小管径(mm):150.00最大流速(m/s):1.306最小流速(m/s):0.069水压最低点JS18压力(m):1342.29自由水头最低点JS4自由水头(m):10.00表2-SEQ表2-\*ARABIC10消防校核节点参数平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)JS144.6371331.2001343.91912.719JS278.2491332.6001345.64213.042JS378.0851333.6001344.71611.116JS4131.1241334.2001344.20010.000JS571.3451324.8001347.87823.078JS6150.3921324.5001350.91526.415JS7161.2691324.0001346.62122.621JS884.7051323.7001345.80022.100JS933.4101319.5001351.01431.514JS10114.5421320.6001352.99532.395JS11217.1881317.6001350.47632.876JS1239.2851317.7001350.48532.785JS1333.3051317.6001348.17830.578JS14-2089.0011316.9001354.86037.960JS15101.6891317.1001354.05236.952JS16180.2991308.6001351.28942.689JS1762.7311318.0001350.63432.634JS1841.1131316.0001342.29426.294JS1984.8671312.3001344.57832.278JS2054.5761305.8001347.64041.840JS21250.1291308.1001345.85037.750JS2276.0611303.3001342.51239.212表2-SEQ表2-\*ARABIC11消防校核管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)JS1-JS22001568.12611.3790.3351.0991.724JS1-JS52501434.23333.2580.6312.7613.959JS2-JS34001283.57154.3810.4080.7220.926JS2-JS64001205.740144.0081.0804.3735.272JS3-JS44001567.03635.5920.2670.3290.516JS3-JS73501200.79259.2960.5761.5861.905JS4-JS84501199.03395.5320.6011.3341.600JS5-JS62001192.59017.9180.5272.5473.037JS5-JS9350979.37886.6860.8423.2023.136JS6-JS72501308.59936.5150.6933.2814.294JS6-JS107001350.910348.8330.8661.5402.080JS7-JS83001583.08221.7650.2870.5190.821JS7-JS115001331.186205.8150.9922.8963.855JS8-JS135001332.267158.4720.7641.7852.379JS9-JS10400633.938120.0960.9013.1251.981JS10-JS117001298.229395.3070.9821.9412.520JS10-JS151000569.103978.7781.1951.8581.057JS11-JS12700674.77327.6960.0690.0140.010JS12-JS13500907.885191.7770.9242.5412.307JS12-JS17850384.991258.7580.4560.3860.148JS14-JS151400542.1162089.0011.3061.4890.807JS15-JS169001814.246667.1681.0061.5232.763JS15-JS206002073.096341.3661.1493.0936.412JS16-JS178501063.134333.4710.5880.6170.655JS16-JS194001845.311130.3540.9783.6376.711JS16-JS212001340.97223.0440.6784.0565.439JS17-JS181501708.14311.9820.6274.8828.340JS18-JS192501057.18329.1310.5532.1602.284JS19-JS22200960.51616.3560.4812.1512.066JS20-JS21600798.891286.7900.9652.2411.790JS21-JS223502077.76259.7050.5801.6063.338

第三章净水厂构筑物计算3.1净水厂工艺流程确定净水厂水源取自位于该市西边的河流，其流向为西北至东南，其水质中硝酸盐、细菌、大肠杆菌较多，但经常规处理工艺便可达到国家饮用水标准。3.1.1混合工艺表3-SEQ表3-\*ARABIC1混合工艺比较名称优点缺点碱式氯化铝除浊除色效果较好，耗药量也少，尤其适用于高浊度水的处理。稳定性高，受温度影响，PH适用的范围较宽。操作方便，腐蚀性小，成本相对较低。1.碱式氯化铝不能与其它化学药品混存。2.碱式氯化铝有存放期限限制且为2年，还要求放在干燥处，需要保持通风。硫酸亚铁絮体形成快，稳定性高，沉淀耗时短。2.适用于浊度、碱度较高的水质，并且其不受季节和温度影响。1.原水色度高时不宜使用，使用受原水中ph的影响、以及后续消毒剂的影响。2.腐蚀性高，对管道有损。三氯化铁易溶解、混合，混凝效果受温度影响校小。形成的絮粒比较密实，沉淀速度快。腐蚀性强，对金属有腐蚀，需要做防腐措施。当原水碱度不足时，需另投加石灰补充补充碱度。由于本水质中PH为7.1，为了减少成本，避免投加多余的其他物质，则三氯化铁混凝剂最先排除，又由于铁盐会对原水的色度产生影响，还需后续处理，因此本设计选用碱式氯化铝混凝剂。由于取水水源地属于郊区，离市区城镇较远，因此混合方式选用管式静态混合器，其相对而言更加经济方便。3.1.2絮凝工艺由于本城镇地势南北较为平坦，高差相差不大，若采取水力絮凝搅拌会使后续构筑物高程下降较大，且土方用量不平衡，因此采用机械絮凝池，由于水平轴式与水流方向平行，能够增大流速，同时还可以减少水流的水头损失。且水平轴式机械絮凝池可以由一套驱动装置串联驱动，而垂直轴式会出现漏气、漏油的情况，无形中增加运营成本，并且驱动装置不能串联起动，必须得给每台桨板单独配置，成本又会增加，所以选用水平轴式机械絮凝池。3.1.3沉淀工艺由于水厂地势由西到东逐渐降低，给平流沉淀池创造了很好的条件，同时平流沉淀池，施工也更加容易，而斜管沉淀池结构复杂，安装麻烦，污泥清理也更加困难，平流式稳定性也较好，造价也较低，两者相比之下选择平流沉淀池。3.1.4过滤工艺表3-SEQ表3-\*ARABIC2滤池比较普通快滤池V型滤池优点属于大阻力配水系统，池深可根据面积大小做的较浅。使用砂滤料，成本较低滤床含污能力强，循环周期长。采用气冲、水冲模式，出水水质干净。缺点阀门多，冲洗设备复杂。结构复杂、施工不便。由上表可知，使用V型出水水质稳定且能满足出水水质要求，可确定采用V型滤池跟好。3.1.5消毒工艺表3-SEQ表3-\*ARABIC3消毒剂比较消毒方式二氧化氯紫外线臭氧次氯酸钠液氯优点消毒效果好，作用速度快，受温度和PH的影响小。杀菌能力强，不会产生对人体不利的副产物。杀菌能力强。强氧化剂使用和储存方便，成本低。对管网有余氯保护。缺点需现场制备，成本高，要求操作人员有熟练的知识储备。对管网没有二次保护，处理水量有限。不易保存，可能与水中物质反应产生有毒副产物，对管网没有二次保护。需要现场制作，不如氯消毒效果好。可能产生消毒副产物，液氯有泄露的危险。考虑水厂的成本问题和消毒效果，决定采用液氯作为消毒剂。3.1.6流程确定由此最终确定水厂工艺流程为：图3-SEQ图3-\*ARABIC1处理工艺流程图3.2.加药间设计计算3.2.1溶液池容积溶液池是将溶解池溶解的浓溶液稀释成需要的浓度。处理水量为Q’=13.1万m3/d×（1+5%）/24h=5731.25m3/h=137550m3/d混凝剂选用碱式氯化铝，最大投药量取u=38.5mg/L，溶液浓度b=7，每日调制次数取n=2。（3-1）设两座溶液池且互为备用，则W1’=38m3/2=19m3,3.2m×3m×2m=19.2m3>19m3,则溶液池长3.2m，宽3m，池深考虑0.3米超高，为2.3m3.2.2溶解池容积溶解池的作用是将固体的药剂溶解成溶液，便于后面配置相应的浓度。（3-2）设两座溶解池且互为备用，则W1’=8m3/2=4m3,2m×2m×1m=4m3则溶解池长2m，宽2m，池深考虑0.3米超高，为1.3m3.2.3管式静态混合器3.2.3.1进水管设计参数水厂投药处到絮凝池的管段长度设为10m，进水管两根，管径为DN1000。管道流速为1.02m/s。3.2.3.2混合器计算混合器单元数取3，混合器长度为1.5m，则混合时间为T=（3-3）水头损失取1m。3.2.3.3混合器确定选用三段混合器，总长度为1.5m，管径为1000mm。图3-SEQ图3-\*ARABIC2管式静态混合器3.3絮凝池计算絮凝池是发生絮凝作用的池体，在加入絮凝剂后，其在水中充分溶解，原水中的大多数胶体失去稳定性，失稳的胶体颗粒与絮凝剂相互碰撞，凝聚在一起，使得很多原水中的杂质在这个过程中被包裹在其中，随着沉淀过程而被去除。选用水平轴式机械絮凝池，布置四座絮凝池，则每座流量为QX=5731.25m3/h/4=1433m3/h3.3.1絮凝池有效容积絮凝时间取20min，（3-4）水深取3.5m，采取三排搅拌器，水平轴式池子长度,池宽（3-5）3.3.2搅拌器尺寸俩个搅拌器的距离和离壁的距离为0.2m。则每排采用三个搅拌器，每个搅拌器长：搅拌器上缘离水面0.1m，搅拌器下缘离水面距离为0.15m，则搅拌器外缘直径：叶轮桨板中心点旋转直径：每个搅拌器设有4块叶片，叶片宽度取0.2m，每根轴上桨板总面积为3×0.2×4×3=7.2m2，水流截面积为9.8×3.5=34.3m2，桨板总面积占水流截面比例为21%。3.3.3搅拌器功率、速度梯度G值第一排叶轮桨中心点线速度，叶轮转速为（3-6）叶轮旋转角速度桨板宽长比为0.2/3=0.07<1,查表得（3-7）每个叶轮所耗功率：（3-8）第一排所需功率为N01=0.144×3=0.432取η1=0.75，η=0.7，则电机功率为（3-9）按水温20摄氏度计，平均速度梯度值为：（3-10）（3-11）表3-SEQ表3-\*ARABIC4各排叶轮指标叶轮叶轮线速度叶轮转数n（r/min）角速度每个叶轮功率（kW）每排叶轮功率（kW）速度梯度G（s-1）第一排0.53.180.3180.1440.43252第二排0.352.230.2230.0500.15031第三排0.21.270.1270.0090.027133.3.4GT值、反应池平均速度梯度、电动机总功率设三排搅拌器由一台电动机带动，则絮凝池所耗总功率为：反应池平均速度梯度：GT=36×20×60=43200=4.32×104G值在30-60s-1范围内，GT值在104-105范围内，符合要求。3.4沉淀池计算沉淀池的作用机理是利用密度差，由于悬浮颗粒的密度大于水的密度，就会使悬浮颗粒发生沉降。本设计采用平流沉淀池,设置两座。3.4.1沉淀池尺寸沉淀时间T=2h，沉淀池平均水平流速，有效水深HC=3m沉淀池容积（3-12）沉淀池长（3-13）沉淀池宽（3-14）沉淀池分为2格，每格净宽9.2m，中间设有隔墙，总宽19.6m沉淀池表面负荷沉淀池实际停留时间t=V/Qc=97.2×19.6×3/（5731.25/2）=2h3.4.2穿孔花墙过孔流速取0.08m/s，孔口总面积：（3-15）孔口尺寸取0.2×0.25=0.05m2，则孔口数为9.95/0.05=199个，取200个。最上排孔处于水面下0.15m，最下排孔处于沉淀池积泥区0.5m，孔口排布按每排20个孔，共十排。3.4.3放空管沉淀池放空时间按3.5h取，放空管直径（3-16）取0.43m，埋设四根放空管，则每根放空管直径取250mm3.4.4集水槽平流沉淀池采用十条集水槽，每条集水槽内流量池子超载系数为20%，槽中流量3.4.4.1槽内水深槽宽

（3-17）终点槽水深h1=0.75b=0.75×0.36=0.27m；起点槽水深h2=1.25b=1.25×0.36=0.45m为了施工槽内水深按H1=h2=0.45m3.4.4.2槽的高度集水池采用淹没式孔口，淹没深度取0.05m，跌落高度0.05m，槽超高取0.15m，集水槽总高度H2=0.45+0.05+0.05+0.15=0.7m3.4.4.3孔眼计算流量系数取为0.62，孔口淹没水深0.05m，采用孔眼d=30mm，则单孔面积（3-18）孔眼个数取184个，则集水槽每边孔眼个数设集水槽单位长度出水为280m3/d·m，每根集水槽长则孔眼中心距3.4.4.4集水渠设集水渠宽B=1.5m，取20%超载系数，则渠深为（3-19）集水渠水位低于集水槽内底0.05m，则集水渠高度为H=0.6+0.05+0.7=1.35m3.4.4.5水力条件复核由于设有导流墙，墙厚0.3m（3-20)(3-21)（3-22）符合10-4-10-5的要求。为紊流，满足条件。溢流率：（3-23）3.4.4.6平流沉淀池排泥采用刮泥机，沉淀池宽19.6m，采用HJG-8型桁架式刮泥机俩台。具体参数如表3-5所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC5HJG-8型桁架式刮泥机性能表型号跨距L（m）轨距Lh（mm）行走功率（kW)推荐池深H（mm）卷扬功率（kW)外形尺寸（mm）配合轻轨（kg/m）BB1L1HJG-8883000.7535000.5521001800850018采用机械排泥，无需设置泥斗，排泥管管径选用300mm。3.5滤池V型滤池是快滤池的一种形式，以恒定水位过滤，因为其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池其主要特点是：可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗水量大大减少。3.5.1滤池参数表3-SEQ表3-\*ARABIC6滤池冲洗强度设计参数气冲强度L/（s·m2）水冲强度L/（s·m2）第一步15第二步154第三步4滤池采用V型滤池，滤速vL=10m/h，表面扫洗一个滤池过滤水量。过滤周期为24h，冲洗时间15min。3.5.2滤池面积采用N=8个池子，（3-24）双排布置，每池面积3.5.3单池尺寸单侧池宽为3.5m，长为11m，则3.5m×11m×2=77m2>73m2，实际滤速：υ=（3-25）池冲洗时强制滤速：υq=9.4×8/7=10.7m/h3.5.4滤池高度气水室高H1=0.8m，滤板厚H2=0.1m，承托层H3=0.1m，滤料层H4=1.2m，滤层上面水深H5=1.5m，进水系统跌差H6=0.4m，进水总渠超高H7=0.4m滤池总高H=0.8+0.1+0.1+1.2+1.5+0.4+0.4=4.5m3.5.5配水配气系统3.5.5.1滤头滤板滤板尺寸采用975×1140mm，单格滤板数为3×19=27块每平方米滤池面积布置50个滤头，每块滤板滤头数：0.975×1.14×50=56个，每只滤头缝隙面积：2.88cm2，开孔比为β=2.88×10-4×50=1.44%,在1.25%-2.0%之间。3.5.5.2气水室配水孔取反冲洗水通过配水方孔的流速υ水反=1m/s,冲洗水量Q水反=4×3.6×77=1108.8m3/h=0.308m3/s，反冲洗供水管管径DN800mm，其流速υ水干=（8Q水反)/(Πd2水干）=1.23m/s<1.5m/s，故符合要求。孔口总面积：F=0.308/1.23=0.25m2，双侧布孔，一侧50个孔，孔口尺寸0.05×0.05m3.5.5.3气水室配气孔孔口流速采用15m/s，气流强度最大时，q气=15L/（s·m2），空气流量Q气反=15×3.6×77=4158m3/h=1.155m3/s。反冲洗供气管管径选择DN500mm，管内空气流速υ气干=（8Q气反)/(Πd2气干）=8×1.155/（Π×0.52）=11.76m/s，在10-15m/s范围内，符合要求。孔口总面积：F=1.155/11.76=0.1m2，双侧布孔，一侧41个孔，孔口尺寸0.035×0.035m。3.5.6滤后水出水井滤料采用单层加厚均质滤料，有效粒径d10=0.85-1.2mm，不均匀系数K80≤1.4。20℃水的运动粘度为ν=0.01cm2/s，滤层厚度L0=150cm，滤料孔隙率m0=0.5，滤速υ=9.9m/s=0.275cm/s，与滤料相同球体直径d0=0.1cm，滤料颗粒球度系数φ=0.75均质滤料清洁滤料层水头损失为：h（3-26）=180×0.01/981×(1-0.5）2/0.53/（0.75×0.1）2×150×0.275=26.9cm计算得到的水头损失为26.9cm，低于7-10m/h滤速时对应的经验值30cm，则取30cm。长柄滤头损失为22cm则开始过滤前水头损失△h始=0.3+0.22=0.52m。设计出水井平面尺寸2m×2m，堰底板比滤池底板低0.3m。每座滤池过滤水量Q单=υ·f=9.9×77=762.3m3/h=0.212m3/s。出水井出水堰堰上水头为h=（3-27）设计过滤水头为V型滤池设计水位与出水井出水堰堰上水头之差，过滤水头按经验值2m计算。3.5.7滤池管渠3.5.7.1反冲洗管渠①气水分配渠气水分配渠起端1m宽，高为1.6m，末端宽为1m，高取1.1m。起端截面积1.5m2，末端截面积1.2m2。两侧各布置50个配水孔、41个配气孔。②排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层0.5m，气水分配渠起端高1.6m，则排水集水槽起端深:H起=H1+H2+H5+0.5-1.5=0.8+0.1+1.5+0.5-1.6=1.3m，气水分配渠末端高为1.1m，排水集水槽末端深：H末=H1+H2+H4+0.5-1.2=0.8+0.1+1.2+0.5-1.1=1.5m，集水槽坡度i=（H末-H起)/L单=（1.5-1.3）/11=0.018③排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，槽宽1m，槽内水深h排=1.1-0.3=0.8m，集水槽水力半径R=A/χ=0.8×1/(0.8×2+1)=0.31m,混凝土管渠粗糙系数n=0.013，渠内水流速v=（3-28）过流能力：Q排=A排·v=1×0.8×11.58=9.26m3/s>0.308m3/s。3.5.7.2进水管渠①进水总渠进水总渠流速取V=0.7m/s，水流段面积A=Q/V=1.59/0.7=2.27m2,进水总渠宽1.5m，水深1.5m，超高0.3m。②进水孔单格滤池强制滤速对应的流量：Q强=v强f=10.7×77=823.9m3/h=0.229m3/s。每座滤池在进水总渠侧壁中间开1个进水孔，进水孔还需设气动调节闸板，通过调节闸门开启度调节表面扫洗用水量。孔口俩侧水位差取0.05m，孔口总面积：A（3-29）为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水需经过溢流堰进入配水渠，溢流堰堰宽b溢取m，堰上水头H（3-30）④配水渠由溢流堰流入的水进入配水渠，水流由中间向俩侧分流，每侧流量为Q强/2，滤池配水渠宽0.5m，渠高1m，渠长为3.5m。当渠内水深0.6m时流速为：v配=Q强/（2b配h⑤配水渠过水能力校核配水渠水力半径：R配=b配h配/（2h配+b配）=0.5×0.6/（2×0.6+0.5）=0.18m配水渠水力坡降：i=（3-31）渠内水面降落量：∆h配=i配l配水渠最高水位：∆h配+3.5.8V型槽V型槽槽底设表面扫洗出水孔，直径取d孔=0.025m，每槽共60个，则单侧V型槽扫洗小孔总面积A表孔=（3.14×0.0252/4）×60=0.029m2表面扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底高度低于集水槽堰顶0.05m，表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗液面ℎ=（3-32）集水槽长为11m，反冲洗时排水集水槽堰上水头ℎ（3-33）V型槽倾角45°，垂直高度1.4m，反冲洗时V型槽顶高出滤池内液面高度：1.4-ℎ排槽=1.4-0.039=1.36m，反冲洗时V型滤池顶高出槽内液面高度：1.4-ℎ排槽-3.5.9冲洗水泵计算①冲洗水泵流量单水冲与气水同时工作：Q水=4×77/1000=0.31m3/s②冲洗水泵扬程设排水槽顶与吸水池水面高差H0=2.5m，水泵吸水口至滤池的输水管水头损失为h1=4m配水系统总水头损失h2=0.4m，承托层水头损失h3忽略不计。滤料层水头损失：h4=（r1/r-1）（1-m0）×H=(2.55/1-1)×(1-0.41)×1.2=1.1m,富余扬程：h5=1m，水泵扬程：Hp=H0+h1+h2+h3+h4+h5=2.5+4+0.4+0+1.1+1=9m设XA150/20单级离心清水泵3台，单台流量0.103m3/s，扬程10.3m。3.5.10鼓风机计算①鼓风机风量：Q=1.05×15×84×10-3=1.32m3/s②鼓风机出口压力输气管的压力损失：P1=3000Pa，配气系统的压力损失：P2=2000Pa，配水系统总水头损失：h2=0.4m，承托层水头损失h3忽略不计，滤料层水头损失：h4=1.1m，气水室中水面至冲洗排水槽溢流水面高差：h0=2m，则气水室中的水压力：P3=9810（h2+h3+h4+h0）=9810×（0.4+0+1.1+2）=34335Pa。富于压力取P4=4800Pa，鼓风机出口压力：P=P1+P2+P3+P4=3000+2000+34335+4800=44135Pa设鼓风机2台，单台风量1.345m3/s，出口压力9.8kPa，一用一备。3.6清水池清水池是城镇给水系统必不可少的一个调节构筑物，其计算方法有俩种，分别是经验估算法和依靠一天的用水量和供水量曲线进行计算。前者是在没有24小时用水量和供水量曲线时采用的方法，后者计算法相比来说更加准确。计算有效容积需要计算调节容积、消防用水量、安全储水量和水厂自用水量。本设计由于缺少城市24小时用水量变化规律，使用经验估算法。3.6.1清水池尺寸确定清水池总容积包括水厂自用水量、调节池容积、消防贮存水量，经验系数k取0.12。清水池总容积为：W=kQd=0.12×131000=15720m3，共设俩座清水池，单池容积为W’=15720/2=7860m3，清水池有效水深取4.5m，则清水池面积为A=W’/h=7860/4.5=1747m2，尺寸设为B×L×h=35m×50m×4.5m。3.6.2清水池配管3.6.2.1进水管设置一根进水管，最高日平均时用水量Q平=131000/24=5459m3/h，每座清水池进水管流量为2729.5m3/h，采用DN1000的钢管，进水管流速为0.97m/s，1000i=1.04。3.6.2.2出水管设置一根出水管，最高日最高时用水量Qh=1819L/s，每座清水池出水管流量为909.5L/s，采用DN1100的钢管，出水管流速为0.958m/s，1000i=0.897。3.6.2.3溢流管设置一根溢流管，管径选择DN1000，管端为DN1350的喇叭口，管段上不装阀门，清水池为地下式，设计溢流井，将溢流管先通过溢流井再通至排水井。3.6.2.4放空管由于清水池埋深较深，因此采用潜水泵直接从清水池中抽水，不另设放空管。3.6.2.5池顶覆土厚度一般池顶覆土厚度在0.5到1.0m之间。本设计平均温度为20摄氏度，池顶覆土厚度取0.6m。3.6.2.6通气管每池设置四根DN200通气管，为便于空气对流，通气管池外要有50cm高度差，为了避免爬虫进入水池需在通气口处设置网罩，通气管布置位置应在清水池进水管、出水管、溢流管和集水坑附近。3.6.2.7检查孔设置俩个检查孔，位于进水管和出水管附近，大小为DN1300的圆孔，便于清水池内管配件进出。孔上缘高出池顶覆土面300mm，孔顶设置防雨盖板。3.6.2.8导流墙设置四道导流墙，导流墙厚300mm，超高150mm，则导流墙尺寸为L×B×H=42500mm×300mm×4650mm，沿导流墙每隔4000mm设置一个300mm×300mm的流水孔。导流墙材料应注意防止氯腐蚀。3.6.3清水池标高地面标高为1314.5m，由于覆土厚度为0.6m，则清水池池顶标高为1314.5-0.6=1313.9m，超高取0.5m则最高水位标高为1313.9-0.5=1313.4m，有效水深为4.5m，则清水池池内底标高为1313.4-4.5=1308.9m，溢流管中心标高1311.4m，进水管中心标高1312.3m，出水管中心标高为1309.4m。3.7液氯消毒系统本消毒系统采用液氯，液氯与水会发生反应生成HCl和HClO,由于HClO具有强氧化性，所以可以起到消毒的作用。3.7.1加氯量滤前加氯为1.5mg/L，滤后水加氯为1mg/L，氯与水的接触时间为45min，出厂水游离氯为0.5mg/L，管网末梢游离余氯为0.06mg/L。Q=0.001aQ1=0.001×1.5×131000/24=8.19kg/h（3-33）3.7.2加氯设备选用ZJL型真空加氯机2台，一用一备。按照最大量的15d计算：Q=15×24×2×8.19=5896.8kg=5.9t3.7.3加氯间尺寸本设计加氯间长26m，宽9m。3.7.4加氯机采用ZJ型转子加氯机，挑选最大加氯量型号俩台，备用一台，加氯机的使用可以提高加氯量的准确性，有效保障工人的安全性。ZJ型加氯机安装便利，可以固定在墙上，也可以安装在钢质板架上。其工作机理是氯瓶中的氯气依次进入旋风分离器、弹簧膜阀和控制阀进入到转子流量管，然后经过中转玻璃罩，被吸入水射器，在水射器中会与压力水混合并溶解于水中，最后输送至加氯点。3.7.5泄氯吸收装置液氯泄漏会对人体和环境造成很大的危险，轻者呼吸系统、循环系统受损，重者会造成神经功能紊乱。氯气对环境有严重危害，氯气可助燃，与空气中的水结合具有极大的腐蚀性。因此漏氯吸收装置的设置非常必要。泄氯吸收装置都是依靠化学反应，有俩种类型。一种是碱中和型，另一种是氧化还原型。碱中和型是利用氢氧化钠会和氯发生反应，生成性质稳定的钠盐，分别是次氯酸钠和氯化钠，这个反应的特点是速度快、花费成本低。其化学反应式如下:Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O氧化还原型是使用强还原的性二氯化铁，它与氯气这种强氧化剂相遇会发生氧化还原反应，将氯气迅速吸收，生成三氯化铁。这个过程完成迅速，成本低，并且操作简单。其反应如下：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-由于成本较低，易于操作，所以本设计采用氧化还原型泄氯吸收装置。同时漏氯吸收装置需要采用自动启动装置，使用需要匹配的安装漏氯监测仪表和自动控制系统，以此来保障人身安全。3.7.6注意事项液氯通常储存在钢瓶中，因此在储存和运输中要有一些注意事项。首先液氯具有助燃性，需要远离明火、高温热源，避免存放在光照处，在加药间要贴有一些警示标志，工作人员也要提高安全意识。其次氯气遇水会产生盐酸和次氯酸，这些物质具有腐蚀性，会对大多数金属造成腐蚀影响，因此得做好措施避免与水接触。钢瓶属于有压装置，如果压力不够会将连接装置中的水吸入钢瓶，因此需要保留0.05～0.1MPa的余压。其次液氯气化特别容易，要将液氯变成氯气时需要缓慢升温，不能用高温热源加热，也不能用蒸汽升温。要使用15～25℃的温水持续喷淋。只要使液氯的热量达到289kJ,即可使其气化。由于氯气的危险性，所以需要经常检漏，防止发生重大事故。泄露检查一般使用氨水，重点检查的位置是加氯机与氯瓶的连接处。如果加氯机发生堵塞，需要专业人员来检修，切记不能用水冲洗。使用液氯瓶时要注意氯瓶放置方式，氯瓶口处时氯气，瓶底是液氯，如果倒置将会使液氯流入连接装置。开启瓶口阀门时，要保持谨慎，注意不能一次性全开，要缓慢地先开一半，然后进行漏氯检测，待正常时再全开。

第四章净水厂高程和平面布置4.1高程计算方法水厂净水利用重力，因此需要将水厂构筑物的高程按净水流程（即絮凝池、沉淀池、滤池、清水池）设置成逐渐降低的情况。水厂高程的计算方法是：首先要确定清水池的液面标高、池底和池顶标高，然后通过计算各个构筑物的沿程损失和局部损失，得到相邻构筑物之间的高程相差值，在确定某个构筑物的液面高程时，需要按着净水流程的逆过程进行计算。如计算V型滤池时，将V型滤池到清水池之间的损失进行加和，确定俩个构筑物之间的高程差，再在清水池液面标高的基础上将损失与其相加，即得到V型滤池的液面标高。4.2构筑物水头损失估算表4-SEQ表4-\*ARABIC1构筑物水头损失构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）进水井格栅0.2平流沉淀池0.2机械絮凝池0.1V型滤池2.0清水池0.34.3连接管线水头损失连接管水头损失包括沿程损失和局部损失，由公式得出：h=（4-1）水厂管段确定如下表所示：表4-SEQ表4-\*ARABIC2水厂构筑物管段参数水厂构筑物管段参数确定连接管管长（m）管径（mm）流速（m/s）1000i（m)一泵房到絮凝池100010001.021.14107001.041.88沉淀池到滤池158000.80.964106000.6841.04滤池到清水池205000.982.561011000.8420.706清水池到吸水井2011000.8420.706需要注意的是絮凝池和沉淀池采用合建模式，因此没有管段的沿程、局部损失。管线沿程水头损失、局部水头损失以及水位标高如下图所示：表4-SEQ表4-\*ARABIC3构筑物标高计算表管线水头损失及流程标高计算名称水头损失（m）水位标高（m）池底标高（m）池顶标高（m）连接管构筑物沿程局部构筑物一泵房到絮凝池1.140.1絮凝池0.11316.881313.381317.38絮凝池到沉淀池0.000440.1平流沉淀池0.21316.581313.581317.9沉淀池到滤池0.02490.4V型滤池21314.161310.461314.96滤池到清水池0.05830.4清水池0.31313.401308.91313.94.4净水构筑物高程厂区地形较平坦，因此净水构筑物高程布置采用高架式，此种方式由于构筑物池底埋深浅，构筑物大都高出地面，造价也低。水厂地面标高取1314.5m，各构筑物高程详见附图。4.5净水厂平面布置净水厂构筑物分为附属构筑物和生产构筑物，附属构筑物规模要按照管理体制和人员编制确定，包括一栋综合办公楼，一个200m2的停车场，俩个门卫室，一个餐厅、一个员工宿舍楼。生产构筑物要根据净水流程，以及规范要求确定占地面积和平面布局。各构筑物按东西走向布置，其中使得构筑物获得良好的通风，构筑物外设排水坡，避免雨水内流，尤其是在加药间和加氯间，要注意避免使药品受潮。加药间和加氯间还需要选择在距投药点近的地方。各构筑物厂房还需要合理分区，要给各个搬运机器和检修器材留有足够的空间。厂内构筑物布置要紧凑，还要考虑远期发展，为以后的扩建留有空间。并且要设置高为2.5米的外墙，要做好厂区安保，避免外人进入。绿化方面要全面，绿化分为生产构筑物绿化和厂区附属构筑物绿化。厂区附属构筑物包括综合楼，车库，道路等，需要结合不同的场所以及场所的使用情况来确定绿化情况，如：车库周围就需要多栽种一些常春藤，吸毒草等，来吸收尾气净化空气。而生产构筑物周围的绿化就需要考虑到工作环境，如：加氯间的绿化就需要种植一些能吸收氯气的植物，这样可以在加氯间周围形成一道隔绝屏障，降低氯气对环境的危险程度，避免对水质造成影响。厂区内特别重要的部分是道路，因此道路要宽敞，便于车辆运行，路宽设置成6.5m。车辆来来往往，管线、电缆的布置都要求道路周围的绿化要做到整齐，方便通行，因此可以在绿化带栽种一些低矮的灌木，在路边栽种一些疏密适当的树木。4.6附属构筑物布置4.6.1综合楼在水厂内建一座综合楼，主要包括管理用房，行政办公用房以及化验室等，占地面积约为350m2。建筑外装修中外墙采用奶黄色涂料，墙线采用蓝色线条。内部采用白色乳胶漆内墙面，内墙踢脚线用材同所在楼地面面层;采用砖混结构。4.6.2机修间建一座机修间，尺寸为10mx6m,主要进行简单机械修理，采用砖混结构。4.6.3停车场停车场总面积为200m2，设置5.3m×3m的停车位12个，整个停车场尺寸为11m×18m。4.6.4门卫室俩个门卫室设置5m×3m的尺寸大小。第五章取水工程设计5.1取水构筑物设计原则取水构筑物的设计需要考虑选址是否妥当、河段流量能否满足取水量、河段水质卫生情况、防洪抗冲能力。首先，取水构筑物位置的确定需要提前多方位地考虑该河段水文地质条件，包括河段的水文、地质、地形、流向、地质状况、卫生防护、未来规划等。如果河段水文条件复杂或者由于取水量太大而导致枯水期的流量中一大部分被取走时，就需要提前进行模拟实验，确保取水地的选择万无一失。在河流流量不能满足取水量时就需要采取额外的措施，以保证能满足城市用水量，如修建拦河大坝等。其次，取水构筑物的设计需要考虑是否能满足城市用水量，在枯水季同样得满足该要求。在不同的城市规模下，需要满足的取水流量也不同，需要结合规范和有关部门的要求进行确定，确保设计枯水量的保证率满足要求。地表水为城市水源时设计枯水保证率一般采用90%-99%。水质情况在设计中至关重要，如果水源地的原水水质在处理后的水质不能达到国家饮用水标准，那么该水源就不能被使用，因此原水卫生情况相当重要。确定水源地必须得到各相关部门的同意，符合相关的法律法规，同时在动工时需要做好卫生防护工作。河流的水位受季节影响，在洪水季时水位猛涨，会冲刷、淹没构筑物，这样会使构筑物使用年限变短，造成成本的增加，因此构筑物建设高度问题需要进行考虑，设计最高水位要按照百年一遇的频率进行确定。防洪标准也要不低于百年一遇的重现期考虑。要具备设计与校核双重标准。5.2取水构筑物类型的确定取水构筑物分为岸边式和河床式，岸边式取水构筑物修建在河岸，本设计中河岸地质情况良好，河岸较陡便于埋管布线，且河岸水较深水位变幅不大，河流的主流靠近河岸，这样便于抽吸取水。因此选择岸边式取水构筑物。岸边式取水构筑物形式一般可分为合建式和分建式两种，具体特点和适用条件如表5-1所示。表5-SEQ表5-\*ARABIC1岸边式分类及特点特点使用条件合建式1.集水井与泵房建在一起，使建设方便，建筑总面积会减少;2.管路长度短，运行危险系数降低、维护检修更加方便。1.水量大且变化幅度大的的地段，建设在地质条件好的岸边；2.要求安全性高和取水量大的取水构筑物。分建式1.泵房选址不受距离限制，可选择地质条件较好的位置；2.维护检修麻烦，管理不便，由于管线长，运行危险性提高。1.河岸地质条件差，且不利于水下施工;2.河岸处于航道边，合建式没有空间施工。本设计选择岸边合建式取水构筑物。5.3一泵站设计流量一泵站的功能是将原水从取水头部输送至净水厂，在这个过程中提供合适的压力，使原水能顺利到达目的地。一泵站的输水量取决于城市的用水量和水厂自用水量。设计流量：Q’=13.1万m3/d×（1+5%）/24h=5731.25m3/h=137550m3/d=1.59m3/s5.4格栅设计计算取30mm的栅条间距记为b，取10mm的栅条厚度记为S，则栅条引起的面积减小系数K（5-1）取0.5m/s的过栅允许流速，取0.75的堵塞系数记为K1，则格栅面积F（5-2）分6个格栅，采用BLQ-1200型格栅清污机B×L=1200mm×2000mm，每个格栅有效面积为2.4m2。取0.1m的经过格栅水头损失。格栅与水面的角度设置成75°。5.5格网设计计算取0.3m/s过网流速，网眼尺寸b取7×7mm，网丝直径d取2mm，取0.5的堵塞格网面积折减系数记为k1，取0.8的收缩系数εK（5-2）则格网面积为F（5-3）设8个网格，F’=22.1/8=2.76m2选用C13型B×L=1880×2630mm，有效面积为3.02m2。通过格网水头损失取0.15m。5.6取水头部设计计算①进水间顶部标高=河水最高设计水位+浪高+0.5=1310.7-2+3+0.5=1312.2m②进水间最低动水位标高=河水最低水位-冰冻厚度-格栅水头损失-0.2=1310.7-8-0.6-0.1-0.2=1301.8m③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=1301.8-0.15=1301.65m④吸水间底部标高=吸水间最低动水位标高-格网高度-0.2=1301.65-2.63-0.2=1298.82m⑤上层进水口顶部标高=最高水位-0.5=1310.7-2-0.5=1308.2m⑥下层进水口底部标高=最低水位-0.5=1310.7-8-0.5=1302.2m⑦吸水间深度=进水间顶部标高-吸水间底部标高=1312.2-1298.82=13.38m5.7进水间和吸水间尺寸①进水间喇叭口悬空高度h1取1m②喇叭口之间净距a取1.5m，喇叭口与井壁距离b取1.1m。③喇叭口的最小淹没深度h2取1m④吸水间水位h=h1+h2=1+1=2m⑤吸水间进水长度L取4m⑥吸水间长度L,=14.85m，吸水间宽度B=b+L+D=1.1+4+1=6.1m，进水间尺寸与吸水间一样，采用14.85m×6.1m

第六章取水泵房设计计算6.1泵设计扬程的确定设置两条DN1200的管径作为原水输水干管，当一条检修，另一条输水管承当0.75的设计流量：Q=0.75×1592L/s=1194L/s,v=1.061m/s，1000i=0.969。H总=1.1×0.000969×200=0.213m泵站内的水头损失估算为2m，安全水头2m。河流最高水位为-2m，常水位为-6m，最低水位为-8m水泵的设计扬程为：最高水位时Hmax=1316.88-（1310.7-2）+2+2+0.22=12.7m常水位时H=1316.88-（1310.7-6）+2+2+0.22=16.7m最低水位时Hmin=1316.88-（1310.7-8）+2+2+0.22=18.7m6.2管道和水泵的特性曲线由Σh=SQ2得Σh=0.213m,Q=1.592m³/s，则S=0.084管道特性曲线方程：H=Hst+Σh=Hst+SQ2=16.5+0.084Q2管道特性曲线和水泵特性曲线如图：图6-SEQ图6-\*ARABIC1管道和水泵特性曲线图中交点H（1.74，16.75）符合选泵要求。6.3选择水泵和机组选用KQSN型中开式单级双吸离心泵KQSN700-M19J，工作运行两台，备用一台，又结合远期考虑，增加一台同型号水泵，流量范围551L/s-1102L/s,扬程13-21m。其他性能：转速740r/min，电动机功率200kW,泵重3518kg,效率79%-82%6.4机组尺寸的确定基础埋深H埋计算：γ混凝土容量取23520N/m3H（5-4）基础顶面高度高出地面20cm,H埋=2.72m。表6-1电动机尺寸电动机尺寸（mm）地脚数量质量（kg）型号电压功率LL1L2L3BHWACK8电机底座Y355M3-638020031161570700265096018459046105602818006006.5吸水管路和压水管路的计算吸水管流量1592L/s÷2=796L/s,吸水管管径采用DN900mm，流速1.24m/s，1000