给排水毕业设计--水厂及管网工程设计 91页

'扬州大学环境科学与工程学院毕业设计题目：淮安市第三水厂及管网工程设计专业给水排水工程班级学生姓名完成日期2011年6月6日指导教师评阅人 摘要本设计题目为：淮安市第三水厂及管网工程设计,设计规模为：近期100000，远期200000，要求根据所给资料进行管网设计、给水工艺设计和单体构筑物设计计算，包括取水输水构筑物设计、输配水管网设计、净水厂设计、工程概算和管网水力计算。净水厂采用工艺流程为：水源→一级泵房→混凝剂消毒剂↓↓配水井→折板絮凝平流池→普通快滤池→清水池→吸水井→二级泵房→配水管网→用户关键词：淮安市；给水工程；取水输水构筑物；净水厂；输配水管网。 AbstractThedesignentitled:WaterSupplyprojectenlargepreliminarydesignofHuaianCity(Ⅲ),thesizeofthedesign:therecent100,000.Long-term200,000,accordingtothegiveninformation,technologydesignandwatermonomerstructuredesignandwaterintakestructuresarerequired.Transmissionanddistributionpipenetworkdesign,waterpurificationplantdesign,engineeringestimatesandwatercostsarealsoincluded.Waterpurificationplants’adoptstechnologicalisasfollows:WaterResiyrce→Primarywaterpumpingstation→CoagulationDisinfection↓↓Assignedwells→Mechanicalagitationclarifiers→Commonfastfilter→Storagepool→Waterwell→Secondarywaterpumpingstation→Urbanpipenetwork→SystemusersKeywords::HuaianCity;Watersupplyengineering;Waterintakestructures;Waterworks;WaterDistributionnet 目录1概况21.1城市概况及自然条件21.2供水现状及规划22供水方案设计52.1水源选择52.2取水点及取水构筑物型式确定82.3厂址选择122.4水厂工艺流程确定122.5水处理构筑物型式选择确定122.6混凝剂种类及制备投加方式152.7消毒剂及投加方式的选择183各构筑物设计流量确定203.1最高日水量203.2供水变化曲线203.3消防水量204取水构筑物及一级泵站设计224.1取水头部及引水管设计计算224.2集水间设计计算224.3一级泵站水泵选型224.4一级泵站平面布置234.5一级泵站高程布置244.6一级泵站附属设施255输配水管网设计275.1输水管布置275.2配水管布置275.4管网水力计算应注意的问题295.5管材、附件及其埋设等305.6水力计算30消防时管网平差校核：346净水构筑物设计356.1进水分配渠356.2混凝剂、助凝剂制备投加及加药间356.2.1混凝剂制备366.2.2混凝剂投加设备376.2.3助凝剂制备376.2.4助凝剂投加设备386.2.5加药间设计386.3混合设施设计396.4反应池设计406.4.1池体设计406.4.2折板尺寸及布置416.4.3搅拌强度校核446.4.5排泥系统476.4.6进出水系统47 6.5沉淀池设计486.5.1池体设计486.5.2配水系统设计496.5.3出水系统设计496.5.4排泥系统526.6过滤池设计546.6.1池体设计546.6.2反冲洗系统设计576.6.3进出水系统586.6.4管廊布置596.7消毒设施及加氯间设计656.7.1消毒投加设备选择656.7.2加氯间设计666.8清水池设计666.8.1容积计算676.8.2池体设计676.8.3附件687二级泵站设计697.1设计参数确定697.2水泵选型697.3进出水管路设计707.4泵房平面布置717.5泵房高程布置727.6吸水井设计747.7泵房附属设施759水厂总体设计769.1水厂附属构筑物设计769.2水厂平面布置779.2.1生产构筑物布置779.2.2附属建筑物布置789.2.3生产管线布置789.2.4厂区道路789.2.5厂区绿化799.3水厂人员编制799.4水厂高程布置80致谢82参考文献83 扬州大学本科生毕业设计85 扬州大学本科生毕业设计1概况1.1城市概况及自然条件1.1.1城市概况该市位于黄淮河冲击平原的中部，地处东经118°55′~119°24′，北纬33°33′~33°38′，市内地形由西北向东南逐渐倾斜，较为平坦，平均标高在9~13m之间。市区面积352,建城区25.78现有人口39.06万人，其中非农业人口19.33万人，规划15年内城市建设用地34.28，人口为54万，其中非农业人口35万。市区五河交汇，水运发达，沿大运河南下可达三角洲各市，为苏北水路交通枢纽。市区主要有化工、机械、纺织、电力、冶金、食品、轻工造纸等行业，城市性质定为该区政治、经济、文化中心，以轻纺、食品工业为主的现代化中型城市，城市建筑以多层建筑（5~6层）为主，局部高层建筑达18层。1.1.2气象条件年平均气温14℃年平均降雨量958.8mm最冷月平均气温3℃历年最大降雨量1360.6mm最热月平均气温26.9℃年平均降雨天数102.5天最低气温-21.5℃最大积雪深度24cm最高气温39.5℃主导风向为东南风最大冰冻深度23cm最大风速16m/s1.1.3工程地质表层为粉砂土，厚度3~6m,允许承载力15t/,第二层为亚粘土，厚度为10~16m,允许承载力为25t/。地下水埋深平均2m。1.2供水现状及规划目前该市正常供水能力10万吨/日，水源为该城西南淮沭新河、经浑水输水管送至城南水厂，经处理后送入城市管网，水厂内原有清水池1万85 扬州大学本科生毕业设计。目前存在的问题是（1）水量不足，今年最高日供水量已达10.26万吨/日，城东不少地区缺水，供需矛盾突出；（2）由于供水量增加，敷设的管道不配套，导致部分地区服务压力过低；（3）部分地区供水管网短缺。经预测，今后一定年份后，最高日用水量将达到如下值：年限（年）1015最大日用水量（万吨/日）20.2230.97新增供水量（万吨/日）1020表1.1最高日用水量值按近期10年，远期15年规划设计该市给水工程用水量日内变化规律如下表：表1.2用水量变化规律时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水份额（﹪）2.12.072.032.032.363.655.245.345.705.645.075.15时间12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水份额（﹪）5.254.755.275.325.355.335.225.004.093.092.482.37大用户用水量见下表：表1.3大用户用水量序号用户名称最高日用水（/d）最高时用水（L/s）近期远期近期远期1肉联厂1000150013.8920.832罐头厂800120011.1116.673食品总厂2000300027.7841.674酱醋厂1200160016.6722.225油脂化工厂3000400041.6755.5685 扬州大学本科生毕业设计6印染厂1000150013.8920.837造纸厂2500400034.7255.568制革厂2200350030.548.619拖拉机厂90001200012517010塑料厂4000600055.5683.3311机械工业区200002500028035012化学工业区4000050000555.56694.44合计867001133001206.351579.7285 扬州大学本科生毕业设计1供水方案设计2.1水源选择2.1.1水源条件可选水源有地下水和地表水两大类：地下水：境内地下水分为浅层水和承压水两大类，承压水又分为浅、中、深层水。浅层水埋深仅2米，经检验已被污染；中层承压水水质稍好，但水中铁含量较高，深层水含量丰富，但近年来较多工厂过量开采，有关部门预测，继续开采下去将会导致地面较大幅度下沉。根据次状况，取用地下水不合适。地面水：经水质分析，可利用的水源有废黄河、淮沭新河。废黄河是历史上黄河缺口改道南下夺淮入海河道，自河南兰考县境内起，流经河南、山东、江苏，由滨海县入海，全长181千米，流域面积295平方千米，在该市上游有工业废水和生活污水汇入，但污染程度较轻，可满足生活用水水源要求。汛期河水含砂量较大，河水在枯水季节流量小，水深浅，稀释自净能力差。淮沭新河是一条人工开挖接通洪泽湖与淮沭河，引淮水北调，并有泄洪、灌溉、城市供水综合利用的河道。河道全长33千米，平均河宽800米。该∑河水主要来自洪泽湖，河口有闸控制，两岸基本无污染，水位变化不大，浊度较小。该市现有水厂即从该河取水，取水口距水厂4.5千米，用两条管径100米的铸铁输水管输水。表2.1河道的水文特征见下表河道水位水面高程流量（m³/s）流速（m/s）频率保证率废黄河最高水位12.293000.71％常水位8.05最低水位6.9095％淮沭新河最高水位13.803001.01％常水位11.58最低水位8.5795％表2.2废黄河水质分析结果序号项目单位分析结果85 扬州大学本科生毕业设计最高最低最高月平均最低月平均1水温℃284.81952嗅度3色度度2051784浑浊度NTU30005715001035pH值7.86.47.56.56总硬度mg/L0.830.60.770.617碳酸盐硬度mg/L0.710.510.660.528非碳酸盐硬度mg/L0.120.090.110.099碱度mg/L0.710.510.660.5210总固体mg/L11钾和钠K+Na+mg/L18.3813.2917.0513.5112钙Ca2+mg/L9.496.868.86.9613镁Mg2+mg/L4.273.093.963.1414氯Cl-mg/L12.47911.559.1515硫酸根SO42-mg/L17.0712.3515.8412.5516重碳酸根HCO3-mg/L43.431.3740.2631.8917总铁mg/L0.120.080.110.0918铅mg/L0.020.010.020.0119砷mg/L0.020.010.020.0120游离二氧化碳mg/L2.81.02.31.1表2.3淮沭新河水质结果分析序号项目单位分析结果最高最低最高月平均最低月平均1水温℃284.81952嗅度3色度度2051564浑浊度NTU6005054010085 扬州大学本科生毕业设计5pH值8.578.37.26总硬度mg/L0.780.610.750.657碳酸盐硬度mg/L0.670.520.640.558非碳酸盐硬度mg/L0.110.090.110.139碱度mg/L0.670.520.640.5510总固体mg/L11钾和钠K+Na+mg/L17.2713.5116.6114.3912钙Ca2+mg/L8.96.978.577.4313镁Mg2+mg/L4.013.143.863.3414氯Cl-mg/L15硫酸根SO42-mg/L16.0512.5515.4313.3716重碳酸根HCO3-mg/L40.7831.8939.2133.9917总铁mg/L0.110.070.100.0818铅mg/L0.010.010.010.0119砷mg/L————20游离二氧化碳mg/L1.30.71.210.772.1.2水源选择（1）从水质上比较：方案一废黄河水：色度（单位：度）最高20，最低5，最高月平均17，最低月平均5；浑浊度（单位NTU）最高3000，最低57，最高月平均1500，最低月平均103，PH值最高7.8，最低6.4，最高月平均7.5，最低月平均6.5。方案二淮沭新河水：色度（单位：度）最高20，最低5，最高月平均15，最低月平均6，浑浊度（单位NTU）最高600，最低50，最高月平均540，最低月平均100；PH值最高8.5，最低7，最高月平均8.3，最低月平均7.2。虽然废黄河水的浊度较高，但两者的水质均较好，都可作为生活用水的水源。（2）从水量上比较：废黄河是天然通道，平时水量丰富，河水在枯水季节流量小。水深浅。淮沭新河是一条人工开挖接通洪泽湖与淮沭河的通道，该河河水主要来自洪泽湖，河口有闸控制，水位变化不大。（385 扬州大学本科生毕业设计）从运行管理，投资费用比较：采用方案一即用了两条河的水源，运行管理麻烦，但供水半径减小，管网压力较均匀，管网漏水等减小，因此费用较少。采用方案二即采用一条河的水源，运行管理方便，但供水半径大，管网压力不够均匀，管网漏水情况较严重，因此费用较多。（4）从供水安全性比较：采用方案一即采用两条河的水源，这样供水安全性较高。采用方案二即采用一条河的水源，供水安全性低。将上述比较综述于下表2.4。表2.4水源比较方案一（废黄河）方案二（淮沭新河）水质浊度高，符合生活用水水源标准较好，符合生活用水水源标准水量丰富丰富运行管理管理麻烦管理方便费用管理少多供水安全性高低通过以上比较，考虑供水安全性，保证城市供水安全，选择方案一，即采用废黄河水作为生活水水源。2.2取水点及取水构筑物型式确定2.2.1取水点的确定由于该市的原有的生活用水水源为该城西南方向的淮沭新河，考虑供水的安全可靠性及管网的压力等情况，将取水口设在城市东北段的废黄河处。根据给水系统布置图，知①处为凸岸，②、③处为凹岸。弯曲河道的凹岸在横向环流的作用下，岸陡水深，泥沙不易淤积，水质较好，且主流靠近河岸，因此凹岸是较好的取水地段。但取水点应避开凹岸主流的顶冲点，于是将取水口设在顶冲点下游的③处。且③处也靠近两个用水大户拖拉机厂和机械工业区，故将取水口定在③处。2.2.2取水构筑物选型根据所确定的取水位置，应考虑地下水埋深、含水层岩性等因素确定地下水取水构筑物的形式，应考虑取水河段的水深、水位及变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含沙量分布，冰冻与漂浮物，航运，取水量及安全度等因素确定江河水取水构筑物形式。85 扬州大学本科生毕业设计取水构筑物主要有固定式和活动式两大类。固定式取水构筑物具有可靠，维护管理较简单，适应范围广等优点，但投资较大，水下工程较大，施工期较长，在水源水位变幅大时尤其这样；活动式取水构筑物适用于在水源水位变幅大，供水要求急和取水量不大时，但供水安全性差，生产管理人员较固定式多，且移动困难。对风浪适应性差，管理比较复杂，有时可能停水，虽然一次性投资小于固定式，但长期投资较大。根据废黄河的情况，岸边地质条件较好，可利于施工而且取水量也较大，对供水可靠性要求高，所以采用固定式取水构筑物较为合理。江河固定式取水构筑物主要分岸边式和河床式两种。岸边式取水构筑物适用于江河岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的情况，特点是引水管短；河床式取水构筑物适用于河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中又具有足够水深或较好水质时，特点是保温、防冻条件好。根据实际情况，采用河床式较好。下面对河床式中比较可行的几种取水构筑物进行特点和使用条件的比较：（1）自流管取水特点：a、集水井设于河岸上，可不受水流冲刷和冰凌碰击，亦不影响河床水流；b、进水头部伸入河床，检修和清洗不方便；c、在洪水期，河流底部泥沙较多，水质较差，建于高浊度水河流的集水井，常沉积大量泥沙不易清除；d、冬季保温，防冻条件比岸边式好。适用条件：a、河床较稳定，河岸平坦，主流距河岸较远，河岸水深较浅；b、岸边水质较差；c、水中悬浮物较少。（2）自流管及设进水孔集水井取水特点：a、在非洪水期，利用自流管取得河心较好的水，而在洪水期利用集水井进水孔口取得上层水质较好的水；b、比单用自流管进水安全可靠。适用条件：a、河岸较平坦，枯水期主流离岸边较远的情况；b、洪水期含沙量较大。（3）水泵吸水管直接取水特点：a、不设集水井，施工简单，造价低；b、要求施工质量高，不允许吸水管漏气；85 扬州大学本科生毕业设计c、在河流泥沙颗粒径较大时，易受堵塞，且水泵叶轮磨损较快；d、吸水管不宜过长；e、利用水泵吸高，可减小泵房埋深。适用条件：a、水泵允许吸高较大，河流漂浮物较少，水位幅度不大；b、取水量小。（4）虹吸管式特点：a、减少水下施工工作量和自流管的大量挖方；b、虹吸进水管的施工质量要求高，在运行管理上亦要求保持管内严密不漏气；c、需装设一套真空管路系统，当虹吸管径较大时，启动时间长，运行不便。适用条件：a、在河流水位变幅较大，河滩宽阔、河岸又高，自流管埋设很深时；b、枯水期时，主流离岸较远而水位较低；c、受岸边地质条件限制，自流管需埋设在岩层时；d、在防洪堤内建泵房又不可破坏防洪堤时。根据比较，来最终确定取水构筑物形式为自流管式取水构筑物。自流管式取水需设集水间，集水间与泵房又有合建式和分建式两种。合建式比较紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，不宜堵塞，运行管理方便，采用较广泛。当岸边地质条件较差时，一般采用分建式。分建式土建结构简单，施工较容易，但操作管理不便，吸水管路长，增加了水头损失，运行安全性不如合建式，由于水源泥沙含量较高且河岸地质条件较好，所以采用合建式更能显示其优越性。取水头部的选择在尽量减少吸入泥沙和漂浮物，防止头部周围河床冲刷，避免船只和木排碰撞，防止冰凌堵塞和冲击，便于施工，便于清洗检修等。下面是几种取水头部形式的比较：（1）喇叭管取水头部特点及设计要点：构造简单，造价较低，施工方便，喇叭口上应设置格栅或其他拦截粗大漂浮物的措施，格栅的进水流速一般不宜过大，必要时还应考虑有反冲或清洗设施。适用条件：a、顺水流式：一般用于泥沙和漂浮物较多的河流。b、水平式：一般用于纵坡较小的河段。c、垂直向上式：一般用于河底较陡，河水较深处，无冰凌，漂浮物较少，而又有较多推移质的河流。85 扬州大学本科生毕业设计d、垂直向下式：一般用于直吸式取水泵房。（2）蘑菇型取水头部特点及设计要点：头部高度较大，要求在枯水期仍有一定水深，进水方向系自帽盖底下曲折流入，一般泥沙和漂浮物带入较少，帽盖可做成装配式，便于拆卸检修，施工安装较困难。适用条件：适用于中小型取水构筑物。（3）鱼形罩及鱼鳞式取水头部特点及设计要点：鱼形罩为圆孔进水，鱼鳞罩为条缝进水，外形圆滑，水流阻力小，防漂流物、藻类效果好。适用条件：适用于水泵直接吸水式的中小型取水构筑物。（4）箱式取水头部特点及设计要点：钢筋混凝土箱体可采用予作构件，根据施工条件作为整体浮云或分成几部分在水下拼接。适用条件：适用于水深较浅，含沙量少，以及冬季潜冰较多的河流且取水量较大时。综上所述，蘑菇型取水头部管材耗量大，不宜采用。鱼形罩及鱼鳞式适用情况与实际不符，也不宜采用。喇叭管与箱式取水头部各有其优缺点。喇叭管式投资少，施工简单，但格栅易被藻类等堵塞，不易清洗。箱式虽然基建投资大，但供水可靠性大，一般自流管取水都采用箱式取水头部。最终决定采用箱式取水头部。故最终设计采用河床式，由取水头部、自流管、集水井、泵房组成。其中集水井、泵房在厂区内。表2.5箱式取水头部85 扬州大学本科生毕业设计2.3厂址选择考虑到水源及取水点的位置在城市的东北方向，因此，水厂应设在城市的东北方向。此处供电、交通条件成熟，地形开阔，地质良好，靠近东北部机械、制革用水大户。因此在城东北处新建水厂，规模为近期10万吨/日水处理量。2.4水厂工艺流程确定因废黄河属于常规水源，可采取常规工艺，可选工艺如下：混凝剂消毒剂↓↓①．原水—预沉—澄清—过滤—清水池混凝剂消毒剂↓↓②．原水—混凝—沉淀—过滤—清水池由于沉淀工艺体积大，起始投资大，停留时间长，运行稳定，抗水质水量冲击能力强，运行管理方便，而澄清工艺起始投资小，占地少，停留时间小，处理效率高，运行不稳定，抗水质水量冲击能力弱，运行管理不方便。而且原水浊度较高，混凝沉淀工艺对高浊度的水具有较好的效果，因此采用工艺流程②。具体流程见下图。表2.6厂区处理工艺流程图2.5水处理构筑物型式选择确定85 扬州大学本科生毕业设计2.5.1絮凝池型式（见表2.5）表2.7絮凝池型式比较形式优缺点适用条件折板絮凝池优点：1.絮凝时间较短2.絮凝效果好缺点：1.构造较复杂2.水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂网格絮凝池优点：1.絮凝时间短2.絮凝效果较好缺点：水量变化影响絮凝效果1.水量变化不大的水厂2.单池能力以1.0~2.5万m³/d为宜旋流式絮凝池优点：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因废黄河水源浊度较高，网格絮凝池容易堵塞，且单池能力过小，故选择折板絮凝池。2.5.2沉淀池型式（见表2.6）表2.8沉淀池型式比较形式优缺点适用条件85 扬州大学本科生毕业设计平流沉淀池优点：：1.造价低2.操作管理方便，施工较简单3.对原水浊度适应性强，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.占地面积较大2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难3.需维护机械排泥设备一般用于大、中型净水厂斜管沉淀池优点：1.沉淀效率高2.池体小，占地少缺点：1.斜管好用较多材料，老化后尚需更换，费用较高2.对原水浊度适应较平流沉淀池差3.不设机械排泥装置时，排泥较困难，设机械排泥装置时，维护管理较平流池麻烦1.可用于各种规模水厂2.宜用于老沉淀池的改建，扩建和挖潜3.适用于需保温的低温地区4.单池处理水量不宜过大辐流式沉淀池优点：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竖流式沉淀池优点：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因原水浊度高，斜管沉淀池对原水浊度适应较平流池差，维护管理较麻烦，且单池处理水量不宜过大，故选择平流沉淀池。2.5.3滤池型式85 扬州大学本科生毕业设计（见表2.7）表2.9滤池型式形式优缺点适用条件普通快滤池优点：1.有成熟的运转经验，运行稳定2.采用砂滤料，材料易得，价格便宜3.采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大；池深较浅4.可采用降速过滤，水质较好缺点：1.阀门多2.必须设有全套冲洗设备1.可适用于大、中、小型水厂2.单池面积一般不宜大于100m²3.有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备V型滤池优点：1.运行稳妥可靠2.采用砂滤料，材料易得3.滤床含污量大，周期长，滤速高，水质好4.具有气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好缺点：1.配套设备多，如鼓风机等2.土建较复杂，池深比普通快滤池深1.适用于大、中型水厂2.单池面积可达150m²以上根据运行经验，普通快滤池运行成熟且水质好，故选择普通快滤池。综上，工艺采用折板絮凝池→平流沉淀池→普通快滤池。2.6混凝剂种类及制备投加方式混凝剂的选用应根据水源水质情况确定。混凝剂混凝效果良好，对人体健康无害，使用方便，货源充足，价格低廉。下面对几种常用混凝剂进行比较：（1）、硫酸亚铁特点：a、腐蚀性较高；85 扬州大学本科生毕业设计b、矾花形成较快，较稳定，沉淀时间短；c、适用碱度高，浊度高，PH=8.1~9.6的水。不论在冬季或夏季使用都很稳定，混凝作用良好，但原水的色度较高时，不宜采用。当PH值较低时，常使用氯来氧化，使二价铁氧化成三价铁。（2）、三氯化铁特点：a、对金属（尤其对铁器）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料管也会因发热而引起变形；b、不受温度影响，矾花结的大，沉淀速度快，效果较好；c、易溶解，易混合，渣滓少；d、原水PH=6.0~8.4之间为宜，当原水碱度不足时，应加一定量的石灰；e、在处理高浊度水时，三氯化铁用量一般比明矾少；f、处理低浊度水时，效果不显著。（3）、碱式氯化铝（聚合氯化铝，简写成PAC）特点：a、净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水高浊度时尤为显著；b、温度适应性高，PH适用范围宽（可在PH=5~9的范围内），因而可不投加碱剂；c、使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；d、设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低；e、是无机高分子化合物。根据废黄河水质分析结果和以上比较，采用碱式氯化铝是比较经济合理的。且根据其他水厂的经验，碱式氯化铝效果更好。投药系统的设计取决于所使用的药剂品种，产品状态，投加方法，加药方式等因素。常用药剂投加放大有干投法与湿投法两种。下面对这两种方法优缺点比较：（1）干投法优点：设备占地小；设备被腐蚀的可能性较小；当要求加药量突变时，易于调整投加量；药液较为新鲜。缺点：当用药量大时，需要一套破碎混凝剂的设备；混凝剂用量少时，不易调节；劳动条件差；药剂与水不易混合均匀。85 扬州大学本科生毕业设计（2）湿投法优点：容易与原水充分混合；不易阻塞入口，管理方便；投量易于调节。缺点：设备占地大；人工调剂时，工作量较繁重；设备容易腐蚀；当要求加药量突变时，投药量调整较慢。根据水厂的经验，应注重处理效果，而至于占地大小是次要的，目前干投法在我国仅个别单位采用（一般用于投加石灰或漂粉精），大多采用湿投法。湿投法投药系统包括：药剂的搬运→搅拌溶解→提升→储液→计量→投加此外，尚需考虑排渣设施等。投加方式一般有重力投加和压力投加两种。当采用水泵混合时，药剂加在泵前吸水管或吸水井喇叭口处，一般采用重力投加，为了防止空气进入水泵吸水管内，须设一个装有浮球阀的水箱。当采用管道混合时，若允许提升溶液池的位置，也可采用重力投加，但较多的是采用水射器或计量泵压力投加。下面对投加方式的优缺点进行比较：（1）重力投加：作用原理：建造高位药液池，利用重力作用将药液投入水内。优点：操作较简单，投加安全可靠。缺点：必须建造高位药液池，增加加药间层高。适用条件：适用于中小型水厂；考虑到输液管线的沿程水头损失，输液管线不宜过长。（2）压力投加①水射器作用原理：用利用高压水在水射器喷嘴处形成的负压将药液吸入并将药液射入压力水管。优点：设备简单，使用方便，不受药液池高程所限。缺点：效率较低，如药液浓度不当，可能引起堵塞。适用条件：适用于各种规模的水厂。②加药泵作用原理：泵在药液池内直接吸取药液，加入压力水管内。优点：可以定量投加，不受压力管压力所限。85 扬州大学本科生毕业设计缺点：价格较贵，泵易引起堵塞，养护比较麻烦。适用条件：适用于大中型水厂。本设计中采用加药泵压力投加。2.7消毒剂及投加方式的选择原水经过混凝、沉淀和过滤，可以去除大多数细菌和病菌，但并不能保证饮用水细菌学指标。消毒，可进一步去除细菌和病毒，使出水厂满足生活饮用水卫生标准。由于原水细菌总数和大肠杆菌群有一定含量，所以采用滤后消毒。下面对常用消毒方法进行比较：（1）液氯优点：具有余氯的持续消毒作用；成本较低；操作简单；投量准确；不需要庞大的设备。缺点：原水有机物高是会产生有机氯化物，尤其在水源受到有机污染而再用折点投加时，水中含酚时产生氯酚味；使用时注意安全，防止漏氯。适用条件：液氯供应方便的地点。（2）漂白粉优点：具有余氯的持续消毒作用；投加设备简单；价格较液氯低廉；漂白粉含有效氯达60%~70%时使用方便。缺点：同液氯，易产生有机氯化物和氯酚味；易受光照、潮气作用而分解失效，必须注意贮存；漂白粉的溶解及调制不便；漂白粉含氯量只有20%~30%，因而用量大，设备容积大。适用条件：适用于生产能力较小的水厂；漂白粉尚可在水质突然变坏时作临时补充投加。（3）次氯酸钠优点：具有余氯的持续消毒作用；操作简单，比投加液氯安全、方便；虽较液氯高，但较漂白粉低。缺点：不能贮存，必须现场制取使用；目前设备尚小，产气量小，使用受限制；需耗用一定的电能和食盐。适用条件：适用于小型给水厂。85 扬州大学本科生毕业设计（4）氯胺优点：能减低三卤甲烷和氯酚的产生；能延长管网中剩余氯的持续时间抑制细菌生成；防止管网中铁细菌的繁殖；可降低加氯量，减轻氯消毒时所产生的氯酚味或减低氯味。缺点：消毒作用比液氯和漂白粉进行的慢，需较长接触时间；需增加加氨设备，操作管理麻烦。适用条件：原水有机物多或输配水管管线较长。综上比较，采用液氯消毒较为合适。液氯投加时必须注意安全，不允许水体与氯瓶直接相连，必须设置加氯机。液氯汽化成氯气的过程需要吸热，应注意氯瓶结霜。氯瓶内液氯的汽化及用量需要监测，可采用自动计量。加氯机采用ZJ型转子加氯机。其特点是加氯量稳定，控制标准，水源中断时自动破坏真空，防止压力水倒流入氯瓶，易腐蚀部件，但价格较高。85 扬州大学本科生毕业设计1各构筑物设计流量确定3.1最高日水量本市十年内最高日用水量预计达。其中新增用水量约为，城区原供水厂供给水量。管线总长。由于该城市建筑以多层建筑（5~6层）为主，所以自由水压。3.2供水变化曲线表3.1供水变化曲线由图易知，最大日最高时用水为6~7时，用水量占最大日用水的5.7%。其中，时变化系数为85 扬州大学本科生毕业设计3.3消防水量根据《建筑设计防火规范》，该城市人口数大于50万，故其消防用水量定额为75L/s，同时火灾次数为3处。则城市消防用水量为：85 扬州大学本科生毕业设计1取水构筑物及一级泵站设计废黄河最高水位高程12.29，常水位高程8.05，最低水位高程6.90。埋深较大的进出水管一次性安装。吸水管内流速应考虑不产生淤积，一般不宜小于0.6m/s。具体计算如下：4.1取水头部及引水管设计计算取水头部选用箱式取水头部。引水管中心设计标高为6.00m，长约60m，采用钢管。按远期流量210000m³/d设计，为保证供水安全采用两根钢管，且每根满足70%的最大事故流量。管径采用DN1400，v=1.11m/s，i=0.864‰。引水管喇叭口直径取DN1700。引水管的沿程水头损失为，取格网局部损失=0.2m。取水头部设计为L×B×H=6m×3m×3m，采用侧边进水。进水孔顶部标高为6.5m，底部标高5.70m。4.2集水间设计计算进水室根据水泵台数分为6格，其中2格为预留。进水间尺寸定位为36.7m×2.5m×7.9m，顶部标高为12.80m，底部标高为4.90m。进水间尺寸定位为36.7m×3.0m×7.9m，顶部标高为12.80m，底部标高为4.90m。4.3一级泵站水泵选型一级泵房设置在厂区内，至折板絮凝池距离L约为30m。采用两根管径800mm输水钢管，絮凝池水面的相对标高为3.5m，厂区地面高程为10.0m。管道局部损失取沿程损失的20%，则管道总损失为=1.2×2.18‰×30=0.078m。设泵房内管路损失为2.0m，絮凝池内最高水位13.50m，河流最低水位6.90m，则水泵所需扬程为H=13.50+2.0+0.078-6.90=8.68m。水泵的选择有以下原则：（1）首先要满足最高时供水工况的流量扬程要求，并尽量水水泵处在高效工作区内。（2）尽可能选用同型号水泵。85 扬州大学本科生毕业设计（3）一般应尽量减少水泵台数，通常取水泵房至少设置两台。设备按105000m³/d的规模配置，即选四台350S44型离心泵，3用1备，单泵流量Q=1476m³/h，配用电动机功率N=220Kw。另外预留两台同型号离心泵的安装位置，供远期取水时安装。水泵主要参数如下表4.1所示。表4.1水泵参数流量（m³/h）扬程（m）转速（r/min）气蚀余量（NPSH）（m）972~147637~5014506.34.4一级泵站平面布置泵房由水泵间，配电值班室组成。水泵房分为两层，设一道楼梯。4.4.1机组的布置水泵机组直线单行排列，相邻机组的间距之间应有一定宽度的过道，以便工作人员通行。按规范在电动机容量大于55Kw时，净距不小于1.2m，取1.4m。查水泵与电动机样本，350S44（不带底座）的基础尺寸为：基础长度：L=2807.5mm，取2.9m；基础宽度：B=B地脚螺距+0.4~0.5=0.610+0.4=1.010m基础深度：H=20+（0.15~0.20）=20×0.023+0.19=0.65m（为基础地脚螺栓的直径）4.4.2吸水管、出水管布置由给排水设计手册吸水管、出水管管径与流速的关系，即250mm≤D≤1000mm，吸水管流速1.2~1.6m/s，出水管流速2.0~2.5m/s，查水力计算表得：吸水管d=600mm，v=1.32m/s，i=3.55‰；出水管d=450mm，v=2.34m/s，i=16.2‰。吸水管进口设喇叭口以保证流态的稳定，避免发生气蚀现象。在喇叭口下设置格栅笼以拦截大的杂质。吸水管喇叭口直径：D≥85 扬州大学本科生毕业设计（1.30~1.50）d=780~900mm，取800mm，喇叭口流速为0.80m/s。喇叭口间净距一般采用a=（1.50~2.00）D=1200~1600mm，考虑水泵机组的安装距离，两管道中心间距取2500mm。吸水喇叭口的最小淹没深度一般不小于0.5~1.00m，取为1.0m。喇叭口边缘距侧墙距离应小于（0.75~1.0）D，取0.7m。喇叭口离井底距离应大于0.8D，故取0.72m。一级泵站为减小尺寸，一般采用蝶阀。安装蝶阀时要注意安装法兰短管，吸水管上阀门一般手动，水泵吸入端采用偏心渐缩管。出水管一般管径应大于300mm，采用电动阀门。本设计水泵吸水管上装DN600钢法兰，DN600手动蝶阀，DN600×350偏心渐缩管；出水管上安装DN350×450钢制同心渐扩管，DN450电动蝶阀，所有水泵出水管出水到1根横向的DN1000连接管上，再向外伸出两根DN800水管至絮凝池。在进出水管上分别安装（-0.25~0.25）MPa真空压力表和0~1.0MPa压力表各一只，以监测泵的工作情况。4.4.3确定泵房的尺寸值班室、配电室设在泵房一侧的最边上，宽度方向上并列排布，长度方向均取5m。距离墙两边各取一条1.5m的过道。装卸平台设在泵房的另一侧取4m宽。考虑水泵电动机安装的基础长度、机组间距等泵房净长度为2.9×6+1.4×5+1.5×2+4+5=36.4m。加上里面隔墙宽取0.24m，则长度为36.64m。考虑水泵电动机安装的基础宽度为1.01m，基础边缘到进水侧边墙距离取3.0m，基础边缘到出水侧边墙距离取1.6m，则泵房宽度为3+1.01+1.6=5.61m。即泵房尺寸定位为36.64m×5.61m。4.5一级泵站高程布置4.5.1水泵安装高度一级泵房卧式离心水泵安装高度，决定了水泵启动方式和泵房高度。由水泵主要参数知，350S44离心泵的吸上高度Hs=6.03m。根据一级泵房水泵起停不频繁的特点，保证安全性，本设计采用水泵自灌式启动。故水泵轴心标高定为685 扬州大学本科生毕业设计.20m水泵基础高出室内地面0.65m，泵房室内地面标高为4.90m。4.5.2泵房高度本泵房为地下式，泵房所在的室外地坪标高为10.0m，操作平台高出室外地面0.2m，即操作平台标高为10.2m，泵房室内地面标高为4.90m，故泵房地下部分高度为5.10m。水泵压水管路抬升到轴心标高为8.60m后出泵房。为了安装检修需要，在一级泵房中设SG-1型手动单轨小车一台。起重量为1t~2t，起升高度为3~10m。泵房地面以上的高度H=1.0+0.2+0.97+0.85×1.01+0.3+1.0=4.4285m，取4.5m。泵房总高度为5.1+0.2+4.5=9.8m。高度计算示意简图见图4.2。图4.2泵房高度示意简图4.6一级泵站附属设施在一级泵房中设SG-1型手动单轨小车一台。起重量为1t~2t，起升高度为3~10m。由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，再用潜水泵抽送到厂区排水管中去。一级泵房的排量按6m³/h考虑，排水泵的扬程按5m计，考虑设800mm×800mm×800mm的集水坑，设置一台50TQW-125Ⅱ85 扬州大学本科生毕业设计型潜水排污泵。设置水位控制器来控制泵的开停，以排除泵房积水。泵房内洗涤盆排水直接排至室外雨水管。泵房具体布置见附图。85 扬州大学本科生毕业设计1输配水管网设计5.1输水管布置1、线路选择与布置要求：（1）输配水管渠的线路应尽量做到线路短、起伏小，土石方工程量少，造价经济，少占农田和不占良田。（2）输配水管渠走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿现有的道路或规划路铺设，以利于施工和维护。（3）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，并注意避开滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区。（4）输水管线应尽量充分利用水位高差，当条件许可时，优先考虑重力流输水。（5）应尽量考虑近远期结合和分期实施的可能。2、输配水管渠布置的一般要求：（1）重力输水管渠应设检查井和通气孔。（2）检查井间距：当管径（渠宽）在700mm以下时，间距不大于200米；渠宽在700—1400mm时，间距不大于400米。（3）对于重力管渠，需控制水位，压力水管，设消除水锤的措施。（4）压力输水管道隆起点设进气阀和排气阀，低凹处设置泄水管及泄水阀。（5）管道法兰接口应设于检查井或地沟内，特殊情况需埋土里时，需加保护措施。根据以上原则，为保证安全供水，一泵站之后输水管采用2根，线路尽量短，二泵站至管网的输水管也采用2根。5.2配水管布置1、管网定线与布置：（1）配水管网应根据用水要求合理分布于全供水区，尽可能缩短配水管线的总长度，一般布置成环状网。（2）配水管网的布置应使干管尽可能以最短距离到达主要用水地区。（3）干管的位置，应尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上。85 扬州大学本科生毕业设计（4）配水干管之间应在适当间距处设连接管以形成环网。（5）用以配水至用户和消火栓的配水支管，一般采用管径为150—200㎜，负担消防任务的配水支管不得小于150毫米。（6）城市生活饮用水管网严禁与非生活饮用水管网连接，并严禁与各单位自备的生活饮用水直接连接。根据所给的城市市区平面图和以确定的水源位置、工厂、公共建筑等大用户的位置分布考虑一下几点进行管网定线：（1）配水管网应根据用户要求合理分布于全供水区。在满足用户对水量、水压的要求原则下，尽可能缩短配水管线总长度，一般布置成环网状。（2）干管的位置，尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量。（3）配水干管之间应在适当间距处设置连接管，以形成管网。根据以上几点原则，结合淮安市区的地形特点，管网定线环网共14个，由第一水厂和第三水厂一起供水。2．配水管与构筑物或管道的间距：（1）管道距构筑物的水平净距：1）铁路：离远期路堤坡脚为5米，路坡顶为10米。2）建筑江线为5米。3）煤气管：低压为1.0米；中压为1.0米；次高压为1.5米；高压为2.0米。4）热力管道为1.5米。5）通讯照明杆柱为1.0米，高压电杆支座为3.0米。（2）给水管与污水管间距：1）给水管应铺设在污水管上面，给水管与污水管交叉时，管外壁净距不得小于0.4米，且不准许有接口重叠。2）给水管与污水管平行铺设时，管外壁净距应大于1.5米。3）当污水管必须铺设在给水管上面时，给水管必须采用金属管材，并根据土壤的渗水性及地下水位情况，确定净距。（3）管道互相交叉时的净距：给水管道相互交叉其净距不得小于0.15米。85 扬州大学本科生毕业设计5.4管网水力计算应注意的问题单水源环状管网计算：环状管网水力计算是联立求解连续性方程、能量方程和压降方程。求解时应注意的几点:（1）一般情况下，流向节点的流量取负号，离开节点的流量取正号，分配时每一节点满足q+的条件（本设计采用）；（2）一般情况下，取各环内水流顺时针方向管段中的水头损失为正，逆时针方向管段中的水头损失为负（本设计采用）；（3）平均经济流速在条件不具备时，设计中也可采用平均经济流速来确定管径，得出的是近似经济管径：表5.1管径与经济流速管径mm平均经济流速m/sD=100～4000.6～0.9D4000.9～1.4（4）界限流量表：表5.2管径流量界限表管径（mm）界限流量（L/s）管径（mm）界限流量（L/s）管径（mm）界限流量（L/s）100<935068～96700355～4901509～1540096～130800490～68520015～28.5450130～168900685～82225028.5～45500168～2371000822～112030045～68600237～355（5）管网平差时：手工计算时，每基环闭合差要求小于0.5m,大环闭合差小于1.0m。电算时，闭合差的大小可考虑采用0.01～0.05m。本设计中采用管网平差软件进行计算，闭合差取0.5cm。85 扬州大学本科生毕业设计5.5管材、附件及其埋设等1、阀门的布置原则：（1）配水管网中的阀门布置，应能满足事故段的切断需要。其位置可结合连接管及重要供水支管的节点设置，干管阀门间距500—1000米。（2）干管上的阀门可设在连接管的下游，支、干管相接处的支管上。（3)城市管网支干管及重要水管上的消火栓，均应在消火栓前设阀门，支干管上阀门布置不应隔断5个以上的消火栓。2、消火栓的布置原则：（1）消火栓间距不应大于120米。（2）消火栓的接管直径不小于100毫米。（3）尽可能设在交叉口和醒目处。消火栓规定应距建筑物不小于5米，距车行道边不大于2米，一般常设在人行道边。3、集中给水栓：考虑取水方便，设排水管沟，寒冷地区设防冻栓。4、连通管及阀门布置：（1）两条以上输水管一般应设连通管，直径一般相同。（2）设有连通管的输水管道上，应设必要阀门，以防事故及检修时切换。（3）阀门间距视具体情况而定。5.6水力计算管网水力计算，按配水源数目不同，可分为单水源管网、多水源管网计算；按管网图形结构不同，可分为树状管网、环状管网和混合管网计算；按管网工况可分为最高日用水时、消防时、转输时、故事时管网计算；按管网是否分区可分为统一管网、并联分区、串联分区管网计算；按管网规模不同可分为城市管网、小区管网、厂区管网计算。经综合考虑，该城市的配水管网采用双水源管网和环状管网混合的管网、确定出最高时用水时的管网，并且整个管网采用统一供水。生活用水管网的设计水压（最小自由水头）应根据建筑物层数决定，设计水压为28米。85 扬州大学本科生毕业设计此管网没设水塔或高位水池等调节构筑物，仅依靠二泵房的分级供水来达到用水需要。管网计算工况有最高日最高用水时、最高日最高用水加消防用水时以及事故时用水三种。根据具体情况分别用消防、最不利管段发生故障等校核：1、消防：采用低压消防系统，允许控制点降至10米。消防时同时考虑3个地方同时发生火灾时。2、事故：考虑事故流量下，水压仍能满足设计水压的要求；流量为设计用水量的70%。从整个城镇管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。全市环状管网均为双侧配水管段，其长度按照实际长度计算。则，最高日最高时水量为：比流量：=沿线流量：沿线节点流量：节点总流量：式中—最高日最高时用水量；—大用户集中流量；—管网的总有效长度；—管段供水长度；—与节点相连的管段数。1、最高日最高时管网水力计算：表5.3最高日最大时沿线流量计算表管段管段长度（m）比流量（L/（s·m））沿线流量（L/s）1-212300.0433953.372-314300.0433962.0585 扬州大学本科生毕业设计3-421900.0433995.024-59000.0433939.056-714400.0433962.487-812800.0433955.558-97300.0433931.679-107100.0433930.8110-1112800.0433955.5511-1212200.0433952.9413-1418900.0433982.0115-1614600.0433963.3516-177100.0433930.8117-182700.0433911.7218-1912400.0433953.8019-2017400.0433975.5021-226300.0433927.3422-238300.0433936.0123-2414700.0433963.8024-2510100.0433943.821-613200.0433957.272-711800.0433951.203-99600.0433941.654-119700.0433942.105-1213100.0433956.846-1510000.0433943.407-1611800.0433951.208-1714500.0433962.9210-1820100.0433987.2111-138600.0433937.3285 扬州大学本科生毕业设计13-197200.0433931.2412-1417200.0433974.6514-2012400.0433953.8015-2111800.0433951.2016-2210400.0433945.1318-2317000.0433973.7619-2417800.0433977.2320-257000.0433930.37合计459801995.15根据用水情况，拟定各管段的流向，按照最段路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配。顺时针流量取正号，逆时针流量取负号。分配时用哈代----克罗斯方法来计算。校核：各环闭合差均小于0.5m，大环闭合差=1.58-1.39+4.95-1.57+2.14-2.93+4.14-4.68+0.53-2.56+1.28-2.77+0-6.44+7.8=0.08m<1m，故本设计符合要求。平差后结果如下：最高日最高时水泵扬程：从泵站到管网的输水管计两条，每条流量，选定管径1300mm，，水泵扬程又距泵站较远且地形较高的控制点1点，该地面标高15.00m，泵站吸水井处地面标高4.39m，所需自由水头为28m，清水池水深5m。1点处水头损失为17-8-7-2-1即25点处水头损失为17-16-22-23-24-25即故2、最高日最高时加上消防流量水力计算85 扬州大学本科生毕业设计消防时管网平差校核：以最高日最高时用水量确定的管径为基础，把消防流量加在控制点处，其他点不变，根据《给排水设计手册》淮安市的消防用水量为3×75L/s。各小环闭合差均小于0.5m，大环闭合差=m<1m从泵站到管网的输水管计两条，每条流量为，取管径1300mm，，要求控制点低压水压至少10m。故经核算，按最高时用水量确定的水泵扬程满足消防时的需要，不用专设消防泵。平差后结果如下：表5.10消防时管网平差发生事故时管网水力计算：校核：各小环闭合差均小于0.5m，每条流量，，水泵扬程又距泵站较远且地形较高的控制点1点，该地面标高15.00m，泵站吸水井处地面标高4.39m，所需自由水头为28m，清水池水深5m。1点处水头损失为17-8-7-2-1即25点处水头损失为17-16-22-23-24-25即故，设计满足要求。平差后结果如下：表5.14事故时管网流量平差85 扬州大学本科生毕业设计1净水构筑物设计6.1进水分配渠（1）设计水量本水厂的日处理水量为10×104m³/d，考虑该水厂自用水系数为5％，故设计水量为10.5×104m³/d=1.215m³/s。主要处理构筑物拟分为两组，每组的处理规模为5.25×104m³/d=0.608m³/s。（2）进水分配渠原水由无压输水隧洞送到厂址处。进厂后，由配水总渠分配给2条配水支渠，经支渠控制、计量后送到2个流程的混合池。总渠为中分式输水，即输水隧洞的原水接入明渠的中点，由总渠直接向两边供水，故总渠的设计流量为1.215/2=0.608m³/s，支渠的设计流量为0.608m³/s。总渠和支渠均采用矩形断面明渠，断面积用下式计算：式中Q—设计处理水量（m³/s）A—配水渠断面积(m²)v—配水渠断面流速（m/s）设计中断面流速取1.0m/s，则配水总渠断面积为：==0.608m²取配水总渠的宽为1.0米，则水深为0.7米取超高为0.3米，则高度为1.0米。6.2混凝剂、助凝剂制备投加及加药间本设计选碱式氯化铝（PAC）作为絮凝剂，活化硅酸作为助凝剂。采用药剂湿投法，并采用水射器压力投加。混、助凝剂投加系统如下图：加水↓药剂→溶解池→溶液池→计量投加设备→↑85 扬州大学本科生毕业设计搅拌表6.1混凝、助凝剂投加系统6.2.1混凝剂制备（1）溶液池容积V1:V1=式中Q—处理水量（m³/h），Q=4375（m³/h）a—混凝剂最大投量，按无水产品计（mg/L）,根据生产经验，a取30mg/L。b—溶液浓度（％），混凝剂溶液一般采用5~20，此处采用20。n—每日调制次数，一般不宜超过3次，此处采用3次。所以溶液池容积V1===5.25m³故溶液池每格有效容积为5.25m³，有效高度取1.4m，超高0.3m，故实际尺寸为1.8m×1.8m×1.7m，置于室内地面上。（2）溶解池容积V2取溶解池容积为溶液池容积的0.3倍。即V2=0.3V1=0.3×5.25=1.575m³故溶解池每格容积为1.575m³，有效高度采用1.0m，超高0.3m，，故实际尺寸为85 扬州大学本科生毕业设计1.2m×1.2m×1.3m，池底坡度采用2.5％。（3）溶解池搅拌设备采用MRPG型潜水搅拌器，电动机功率为3.0kW，桨板直径为800mm，桨板深度为1042mm。溶解池置于地面以上，池底与溶液池顶相平。溶解后的药液依靠重力流入溶液池内。溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁粘贴聚氯乙烯板。6.2.2混凝剂投加设备混凝剂采用计量泵投加，每组处理构筑物设一台计量泵，2用1备，共3台。单台计量泵的投加量Q’==328L/h，选用中机座JZ型计量泵，柱塞直径采用65mm，流量为500L/h。6.2.3助凝剂制备（1）溶液池容积V3：V3=式中Q—处理水量（m³/h），Q==4375m³/ha—助凝剂最大投量，按无水产品计（mg/L），根据生产经验，a取8.5mg/L。b—溶液浓度（%），采用10。n—每日调制次数，一般不宜超过3次，此处采用3次。所以溶液池容积V3===2.97m³故溶液池每格有效容积为2.97m³，有效高度取1.3m，超高0.3m，故实际尺寸为1.4m×1.4m×1.6m，置于室内地面上。（2）活化池容积V4取活化池容积为溶液池容积的0.3倍。即V4=0.3V3=0.3×2.97=0.891m³故活化池容积为0.891m³，有效高度采用0.7m，超高0.3m，设计尺寸为1.0m×85 扬州大学本科生毕业设计1.0m×1.0m，池底坡度采用2.5%。（3）活化池搅拌设备采用MRPG型潜水搅拌器，电动机功率为1.5kW，桨板直径为700mm，桨板深度为1042mm。活化池置于地面以上，池底与溶液池顶相平。溶解后的药液依靠重力流入溶液池内。活化池底部设管径d=100mm的排渣管一根。活化池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁粘贴聚氯乙烯板。6.2.4助凝剂投加设备助凝剂采用计量泵投加，每组处理构筑物设一台计量泵，2用1备，共3台，单台计量泵的投加量，选用中机座JZ型计量泵，柱塞直径采用65mm，流量为500L/h。6.2.5加药间设计混、助凝剂药库与加药间合建在一起，药库的储药量按最大投药量的30天用量计算。混凝剂投加采用符合循环控制。在加药间内设有一套PLC，在净水厂的进水渠上设有流量计，在混合反应沉淀池内设有游动电流检测仪。游动电流检测仪的取样点在混合池的出口处，运行时，投药泵PLC先根据进水流量计的信号控制投药泵自动进行比例投加，然后根据游动电流检测仪反馈的信号进行负反馈控制，调整投药泵的投药量，从而实现投药的反复循环控制。各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度≥0.005，并坡向集水坑。（1）混凝剂药库设计每天需混凝剂药量堆高1.5m，通道系数采用1+15%=1.15，则仓库面积：（堆放密度：0.9t/m²）85 扬州大学本科生毕业设计仓库面积取80m²，室内高度取4.5m。（2）助凝剂药库设计每天需助凝剂药量堆高1.5m，通道系数采用1+15%=1.15，则仓库面积：（堆放密度：0.9t/m²）仓库面积取25m²，室内高度取4.5m。（3）附属设备在仓库内设有磅秤，尽可能考虑汽车运输方便，并留有1.5m宽的过道，溶液池和计算机控制中心等同设置在一间里，加药间总平面尺寸为22m×10m。加药间布置如下图所示。图6.2计量泵投加图6.3计量泵投加方式6.3混合设施设计混凝剂和助凝剂的混合均采用热锓镀锌管式静态混合器混合，设计两组，每组各一池，与絮凝沉淀池合建。故设置两个管道静态混合器，每个混合器处理水量为0.608m³85 扬州大学本科生毕业设计/s，混合器中水流速度一般为1.0~1.5m/s。加药管管径取DN25。混合器管径为：，取D=800mm，计算混合器实际流速为。混合器组节数：，取N=3混合器长度为：混合时间为：水流过静态混合器的水头损失为：，故本设计符合要求。管道静态混合器示意图如下：图6.4管式静态混合器6.4反应池设计依据前面比较所述，选用折板絮凝池，絮凝池分两组，每组设计流量为。絮凝时间取t=17min，有效水深H=3.2m。6.4.1池体设计85 扬州大学本科生毕业设计（1）絮凝池容积（2）絮凝池的有效面积（3）絮凝池尺寸为了与后续平流沉淀池宽度配合，取反应池总宽16.7m，考虑到折板长度，沿宽度方向将反应池分为14格，每格净宽1m，隔墙厚：0.2×12+0.3=2.7m，总宽为14+2.7=16.7m，池长初步为：，准确长度待折板布置时确定。6.4.2折板尺寸及布置折板采用钢丝水泥板，折板宽度0.3，夹角90°，板厚35mm，折板净长度1.0m。如图下图所示。图6.5折板尺寸折板絮凝池沿着水流方向分成三段，第一段采用单通道异波折拌，第二段采用单通道同波折拌，第三段采用平直板。考虑到絮凝池内积泥问题，采用穿孔管排泥。第一段异波折板：设计停留时间，波峰速度第二段同波折板：设计停留时间，波峰速度第三段平直板：设计停留时间，波峰速度。第一段：85 扬州大学本科生毕业设计波峰间距，取=0.17m，波谷间距=，则实际波峰流速过谷流速：通道数，取条。具体布置见下图。图6.6单通道异波折拌段示意图第二段：板间距，实际流速，通道数，取条。85 扬州大学本科生毕业设计具体布置见下图。图6.7单通道同波折板段示意图第三段：板间距，实际流速，通道数，取条。具体布置见下图。85 扬州大学本科生毕业设计图6.8直板段示意图（mm）6.4.3搅拌强度校核（1）第一段为单通道异波折板，渐放段阻力系数，渐缩段阻力系数，上转弯处阻力系数，下转弯处阻力系数。a、中间部分：渐放段损失：渐缩段损失：折板布置每格各有5个渐缩和5个渐放，故每格水头损失：b、侧边部分：渐放段流速：渐缩段流速：渐放段损失：85 扬州大学本科生毕业设计渐缩段损失：共5个渐缩和5个渐放，故每格水头损失：c、进口及转弯损失：共一个进口、六个上转弯和五个下转弯。上转弯处水深为0.54m，下转弯处水深为0.54m。进口流速：上转弯流速：下转弯流速：则每格进口及转弯损失为：d、第一段总水头损失为：第一段停留时间：第一段平均值：（2）第二段为单通道同波折板，每一个90°弯道的阻力系数。a、折板：每一个90°弯道的损失：85 扬州大学本科生毕业设计b、上下转弯损失：c、第二段总水头损失为：第二段停留时间：第二段平均值：（2）第二段采用平行直板，共有5个上转弯和4个下转弯，每一个180°弯道的阻力系数。第三段总水头损失为：第三段停留时间：第三段平均值：（4）折板絮凝池总值和总值絮凝池总水头损失为：絮凝池总停留时间为：故85 扬州大学本科生毕业设计介于之间，符合要求。6.4.5排泥系统采用穿孔排泥管横向布置，沿水流方向两侧各布置14条排泥管，双侧排泥至集泥渠。穿孔管池内部分长为9.4m，孔眼采取等距布置，排泥均匀度取0.5，查《给排水设计手册》（第三册）得=0.72，孔眼直径d取30mm，孔口面积，取孔距，孔眼数目。孔眼总面积则穿孔管断面积穿孔管直径取直径为200mm以防堵塞，孔眼向下成45°两侧交叉排列，安装快开排泥阀。6.4.6进出水系统（1）每组絮凝池前设配水槽，配水槽的断面流速取0.15m/s，由于从机械混合池进入的水采用中分式，所以每个断面的流量为，则断面积为：配水槽的槽深取为3.0m，则配水槽槽宽为0.68m，设计中取为0.7m。（2）絮凝池的进水采用孔洞进水，孔洞流速取0.3m/s，每格孔洞面积为：，取孔洞尺寸为400mm×300mm。（3）絮凝池的出水也采用孔洞出水，流速取0.1m/s，则每格孔洞面积为：，取孔洞尺寸为700mm×550mm。（4）取絮凝池与沉淀池之间的过渡区的宽度为1.5m。85 扬州大学本科生毕业设计6.5沉淀池设计采用平流式沉淀池，近期设计两座。单池设计流量Q=0.608m³/s，沉淀时间T=2h，池内平均水平流速v=15mm/s，有效水深H=3m。6.5.1池体设计沉淀池体积—停留时间，一般取1.0~3.0h，设计中取=2h沉淀池长度—水平流速，一般取0.01~0.025，设计中取=0.015则沉淀池宽度—沉淀池有效池深，一般取3.0~3.5，设计中取3.0沉淀池尺寸校核：长宽比：长深比：故本符合设计要求。池中间设一导流墙，宽度采用200mm，则沉淀池总宽B=13.50+0.2=13.70m，每格宽度。水力校核：水流截面积：水流湿周：水力半径：85 扬州大学本科生毕业设计弗劳德数：（介于~之间）故本设计符合要求。6.5.2配水系统设计（1）沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长13.7m，墙高3.5m（有效水深3m，超高0.5m）。（2）穿孔墙孔洞总面积F孔口流速采用0.1m/s，则：（3）孔洞个数N孔洞形状采用矩形，尺寸为15cm×8cm，则，取510个。（4）孔眼的实际流速（5）孔眼布置孔眼布置成10排，每排孔眼数为510/10=51个，上下孔洞交错布置，分别布置为26个和25个，为配合沉淀池宽度，水平方向孔眼净间距分别取110m和120m，孔洞距池壁距离分别为0.1m和0.06m。垂直方向孔眼净距取170mm，最上一排的淹没水深为0.17m，则孔眼的分布高度为=0.17+0.08×10+0.17×9=2.5m，尘泥面以上0.5m不设孔眼。孔洞布置具体见沉淀池剖面图。6.5.3出水系统设计为保证沉淀池出水为均匀出流，本设计采用薄壁溢流堰指形槽（双侧集水）收集出水后汇入集水渠。（1）集水槽溢流堰的总堰长85 扬州大学本科生毕业设计式中—溢流堰的总堰长（m）；—溢流堰的堰上负荷[m/(m2d)]，一般不大于500m/(m2d)。设计中取溢流堰的堰上负荷q=400m/(m2d)，故设孔口中心线上的水头h=0.05m，所需孔口总面积式中—所需孔口总面积；—超载系数；—流量系数。设计中取=1.2m，本设计为薄壁孔口，流量系数=0.62，故选用孔口直径为25mm，单孔面积为孔口总数n指形槽中心间距采用a=1.8m，则指形槽条数=，采用8条，单条指形槽长度为，单条指形槽单侧开孔数为，采用152个开孔，开孔中心间距为。为保证自由出流，孔口的中心位于槽内水面以上0.07m，超高取0.2m。孔口流速指形槽起端水深85 扬州大学本科生毕业设计式中—指形槽起端水深（m）；—渠道宽度（m）。设计中取=0.5m，故则指形集水槽的总高度图6.9指形槽断面图（2）集水渠集水渠起端水深式中—指形槽起端水深（m）；—渠道宽度（m）。设计中取=1.0m，故集水渠总深设为1.0m，跌水高度为0.19m，渠道内的水流速度为85 扬州大学本科生毕业设计式中—渠道内的水流速度（m/s），故沉淀池的出水管流速采用1.5m/s，则其直径，取D=800mm。考虑到出水管管径要求，故集水渠宽度采用1000mm。图6.10指形槽平面图（mm）6.5.4排泥系统为取得较好的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥。（1）干泥量设含水率为97%。（2）污泥量设污泥含水量为97%，则污泥量为85 扬州大学本科生毕业设计（3）吸泥机往返一次所需时间取栅车行进速度为=1m/min（4）虹吸管计算设吸泥管管数n为10根，管内流速=1.6m/s，单侧排泥最长虹吸管长为=24m。采用连续式排泥，管径为，故选用排泥管径为DN50（水煤气管=1.42m/s）。（5）吸口断面的确定吸口的断面与管口断面面积相等。已知吸管的断面积设吸水口长为l=0.19m，则吸口宽度为。（6）吸泥管路水头损失计算局部水头损失：取进口处=0.1，出口处=1.0，90o弯头处=1.925×2，故沿程水头损失：含水率97%，水流一般为紊流状态，故则总水头损失为考虑管道使用年久等因素，实际。排泥槽总长取70m，槽宽取1m，深取1m。引流泵选用YQX-5型潜水泵。（7）沉淀池放空管直径为85 扬州大学本科生毕业设计其中，—平均水深3m，此处取3+0.1=3.1m；—为放空时间，按3h计。故放空管管径采用450mm。6.6过滤池设计本设计水量时Q=105000m3/d，设计流速v=10m/h。6.6.1池体设计（1）滤池面积及尺寸的确定滤池工作时间为24小时，冲洗周期为12小时，冲洗一次所需时间为6min，不考虑初滤水排空时间，则滤池实际工作时间T为：式中—滤池每日的实际工作时间（h）—滤池每日的工作时间（h）—滤池每日的冲洗后停用和排放初滤水时间（h）—滤池每日冲洗时间（h）—滤池每日冲洗次数设计中取n=2次，=0.1h，不考虑排放初滤水时间，即=0故滤池面积F：式中—滤池总面积(m2)；Q—设计水量(m3/d)；—设计滤速(m/h),石英砂单层滤料一般采用8~10,双层滤料一般采用10~14m/h。85 扬州大学本科生毕业设计故设计中采用滤池数N=10，布置成对称双行排列，每行5个。每个滤池面积：采用滤池长宽比L/B=1.5左右，则确定尺寸为L=8.5m，B=5.5m。实际面积8.5×5.5=46.75m2。实际流速v==9.44m/h当一座滤池检修时，核算强制滤速，一般采用10~14m/h，故（2）滤池高度滤池高度式中—滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m；—承托层高度（m），一般可按表6-1确定；—滤料层厚度（m），一般可按表6-2确定；—滤层上水深（m），一般取1.5-2.0m；—超高，一般采用0.3m。设计中取=0.45m；采用无烟煤石英砂双层滤料，滤料层厚=0.7m，其中无烟煤厚0.3m，石英砂厚0.4m；=1.8m；故滤池总高85 扬州大学本科生毕业设计=0.45+0.7+1.8+0.3=3.25m表6.11普通快滤池承托层的粒径和厚度层数（自上而下）尺寸（mm）厚度（mm）12~410024~810038~16100416~32本层顶面高度应高出配水系统孔眼100表6.12普通快滤池的滤料层厚度类别滤料组成　粒径（mm）不均匀系数K80厚度（mm）单层石英砂滤料=1.2〈2.0700.0=0.5双层滤料无烟煤〈2.0300~400=1.8=0.5　石英砂<2.0400=1.2=0.5　三层滤料无烟煤〈1.745085 扬州大学本科生毕业设计=1.6=0.8　石英砂〈1.5230=1.2=0.5　重矿石〈1.770=0.5=0.25　6.6.2反冲洗系统设计（1）单个滤池的反冲洗用水量t—单个滤池的反冲洗历时（s）,可根据下表确定设计中取t=6min,q=14L/(s.m2)表6.13滤料与冲洗强度的关系滤层冲洗强度（L/s.m2）膨胀度（%）冲洗时间（min）石英砂滤料12-15457-5双层滤料13-16508-6三层滤料16-17557-5（2）高位水箱冲洗1）高位水箱冲洗容积2）承托层的水头损失3）冲洗时滤层的水头损失85 扬州大学本科生毕业设计式中—滤料的密度—水的密度—滤料未膨胀前的空隙率—滤料未膨胀前的厚度设计中取=0.4，=1000kg/m3，=2650kg/m3，H2=0.7m故==0.69m4）冲洗水箱高度=1.0+3.5+0.1386+0.69+1.5=6.83m式中—水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m）—配水系统的水头损失（m）—备用水头（m），一般采用1.5-2.0m设计中取=1.0m，==3.5m,=1.5m。6.6.3进出水系统（1）进水总渠：滤池的总进水量为Q=105000m3/d=1.215m3/s,设计中采用管径为1300mm的进水总管，流速v1=0.91m/s。（2）反冲洗进水管：冲洗水量q=654.5L/s,采用管径d=600mm,管中流速v=2.315m/s。（3）清水管：清水总流量Q=1.215m3/s,为了便于施工渠断面采用和进水渠断面相同的尺寸，渠宽B=1.0m，水深为h=1.2m，单个进水管流量Q=0.1215m3/s,采用管径D=450mm,v=0.76m/s。（4）排水渠：排水流量=654.5L/s=0.6545m3/s,排水渠断面宽度B=0.9m,渠中水深0.7m,流速v=1.04m/s。85 扬州大学本科生毕业设计6.6.4管廊布置（1）最大粒径滤料的最小流态化流速=1.08m/s设计中去粗取d=0.0012m,=0.98，m=0.38,水温20℃时=0.01（N.s/m2）（2）反冲洗强度：q=10kvmf=10×1.3×1.08=14L/(s.m2)k—安全系数，一般采用1.1-1.3，设计中取k=1.3（3）干管干管流量采用管径=1000mm的铸铁管，干管应埋入池底，顶部设滤头或者开孔布置。干管始段流速0.834m/s。85 扬州大学本科生毕业设计图6.14穿孔管式大阻力配水系统布置（2）支管支管中心间距：一般采用0.25~0.30m，设计中取每池支管数：，取56根，每根入口流量采用管径：=100mm支管始端流速为：1.49m/s（3）孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比k采用0.25%。孔眼面积—配水支管上孔口总面积与滤池面积之比一般采用0.2%-0.25%，设计中取0.25%采用孔眼直径：=10mm每个孔眼面积：孔眼总数：每根支管孔眼数：个支管孔眼布置设两排，与垂线城45°夹角向下交错排列85 扬州大学本科生毕业设计每根支管长度：每排孔眼中心距：图6.15穿孔管孔眼布置（4）孔眼水头损失支管壁厚采用：=6mm流量系数：=0.68故水头损失为：表6.16流量系数值孔口直径与壁厚之比1.251.52.03.0流量系数0.760.710.670.62（5）复算配水系统85 扬州大学本科生毕业设计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横截面积之比为1.75~2.0，则1.75<<2.0孔眼中心距应小于0.2m，则综上，本设计符合要求。图6.17配水系统示意图（6）洗砂排水槽1）冲洗排水槽中心距洗砂排水槽中心距，采用=2.1m；排水槽根数：根；85 扬州大学本科生毕业设计因冲洗排水槽长度不宜大于6米，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置冲洗排水槽，每侧排水槽数为4条，池中冲洗排水槽总数为40条。2）每条冲洗排水槽长==b—中间排水槽宽度，取0.5m。3）每条冲洗排水槽的排水量：q0==4）冲洗排水槽断面模数冲洗排水槽采用三角形标准断面，其断面模数为图6.18冲洗排水槽断面计算图5）洗砂排水槽顶距砂面高度排水槽底厚度采用：=0.05m；沙层最大膨胀率：e=45%（在30%~50%之间）；砂层厚度：故洗砂排水槽顶距砂面高度：（其中0.075m为槽的超高）=0.45×0.7+2.5×0.218+0.05+0.075=0.985m85 扬州大学本科生毕业设计6）洗砂排水槽总平面面积：=8.61m²校核：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般应小于25%，则，符合要求。7）中间排水渠：采用矩形断面，渠底距冲洗排水槽底部的高度=1.73×+0.2=1.73×+0.2=1.167m6.7消毒设施及加氯间设计氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用，加氯消毒操作简单，价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。6.7.1消毒投加设备选择设计加氯量应根据试验或相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合生活饮用水卫生规定的要求。本设计根据原始资料可知原始只需去浊，有机物的含量不高，故采用氯后消毒，投氯量标准确定为0.8mg/l，管网末梢余氯为0.05mg/l，氯与水的接触时间不小于30分钟。（1）氯量的计算①加氯量—最大投氯量mg/l，取=1.5；85 扬州大学本科生毕业设计—需消毒的水量m3/h，=4375；故每小时加氯量为=10-3×1.5×4375=6.56㎏/h②储氯量设储存时间为30天，则。（2）加氯设备的选择加氯设备应包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等①自动加氯机选择：采用ZJ-2型转子加氯机2台，1用1备，每台加氯机的加氯量为：0.5-9kg/h,加氯机的外型尺寸为：长×宽=610mm×425mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。②其中设备的选择：加氯间采用LX型电动单梁悬挂桥式起重设备。6.7.2加氯间设计30天量的液氯存于4个氯瓶中，每个氯瓶尺寸为：长L=2020mm，直径D=800mm，氯瓶总重为2400㎏。加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为5m×3m，氯库平面尺寸为5m×4m。加氯间在设计时应注意：（1）氯瓶中氯气气化时，会吸收氧量，一般采用自来水喷淋在氯瓶上，以供给热量，设计中，在氯库内设置DN25mm的自来水管，位于氯瓶上方，帮助液氯气化。（2）在氯库和加氯间内，安装排风扇，设在墙的下方，同时安装测定氯气浓度的仪表和报警装置。85 扬州大学本科生毕业设计图6.19加氯系统示意图6.8清水池设计经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变滑冰储存消防用水，此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。6.8.1容积计算清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：—调节水量，；—水厂自用水量，；—安全贮水量，；—消防贮水量，取2个小时的消防用水量。由于10年内淮安市人口将超过50万人，故按三处同时火灾的情况计算，每处需供水量为75L/s。。故=27120.清水池设计分相等容积的两座，每座容积为：13560。按规定要求，当容积大于85 扬州大学本科生毕业设计2000时，采用矩形水池，矩形水池施工方便，模板周转率高，且布置紧凑，而其中正方形水池周边最短，用材料最省，因此，本设计采用正方形清水池。6.8.2池体设计清水池尺寸的确定：采用池有效水深4.7m，超高0.3m，池顶的覆土厚度为0.7m。则每座清水池实际尺寸为：B×L×H=55m×55m×5m。有效容积为55×55×4.7=14217.5。管道布置：进水管：每池配置一根进水管，管径按最高日平均时水量计算。最高日平均时用水量：。则单池的进水量为：。式中—清水池进水管管径—进水管管内流速，一般采用，设计中取设计中取进水管管径为，v=0.737m/s,1000i=0.6m。出水管：清水池采用两条输水管连接吸水井，输水管采用铸铁管。由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按照出水最大流量计：式中—时变化系数，一般采用，设计中取—设计水量出水管的管径：85 扬州大学本科生毕业设计设计中取出水管管径为，v=0.806m/s,1000i=0.6m。排水管：清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按照2h内将池水放空计算。排水管内的流速按照估计，则排水管的管径设计中取为。清水池的放空也常用潜水泵排水，在清水池低水位时进行。6.8.3附件导流墙：为避免池内水的短流和满足加氯后的接触需要使水流畅通，不制造成局部水停留及排水方便，保证氯与水的接触时间不少于30min，需设置导流墙。每座清水池内的导流墙设置3条，间距14.0m，将清水池分隔成四格，在导流墙底部每隔10m设0.1m0.1m的过水方孔，使清水池清洗时方便。溢流管：溢流管的管径与进水管相同，取为DN1000mm在溢流管端设喇叭口，管上不设阀门，出口设置网罩防止虫类进入池内。检修孔：清水池顶部设两个检修孔，检修孔直径为1000mm，检修孔靠近进水管和出水管。通气管：为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设置6个，每格设置2个，通气管的管径为，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。覆土厚度：清水池顶部应有的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。1二级泵站设计85 扬州大学本科生毕业设计根据城市用水量变化曲线特点，确定为二级供水，利用水泵调节能力，尽量进少扬程的浪费。7.1设计参数确定本设计采用的是泵直接从吸水井中将水抽出送到管网，流量为最高日最高时流量。7.2水泵选型根据管路特性曲线,二泵站工作制度及选泵要求,统一供水二泵站型号为：4台500S35型清水泵，3用一备。表7.1水泵主要参数表水泵型号流量()扬程/Hn(r/min)气蚀余量（NPSH）rmN(kw)η(﹪)清水泵500S351620~234040~289706207.6~21985~88表7.2配套电机性能电机型号N（kw）n(r/min)电压（V）重量（kg）Y400-43-628097060002880表7.3机组基础尺寸的确定500S35型清水泵外型尺寸及安装高度（mm）ELL2L3出口锥管发兰尺寸DN3D03D3n3-Φd38003230101758050062067020~26Y400-43-6电动机L1HhBAn-Φd1860400144510007104~3585 扬州大学本科生毕业设计7.3进出水管路设计（1）吸水管：吸水管不允许漏水，否则会使水泵的工作发生严重事故，吸水管一般采用钢管或铸铁管，本设计采用钢管，其强度高，接口用焊接，不易漏水，漏气时也易修理（埋在地下的钢管应涂沥青防腐层）。一般情况下：DN<250时，v为1.0~1.2m/s；DN250时，v为1.2~1.6m/s。故取DN1300，v=1.37m/s，i‰=1.4m。吸水管布置注意事项：1、每台水泵宜设置单独的吸水管直接向吸水井或清水池中吸水。2、吸水管路应尽可能的短，减少配件，一般采用钢管或铸铁管，并应注意避免接口漏气。3、吸水管应有向水泵不断上升的坡度（i≥0.005）,并应由防止由于施工允许误差和水泵与管道的不均匀沉降而引起的吸水管的倒坡，必要时采取较大的上升坡度。4、水泵位于最高检修水位以上，吸水管上应设阀门，以便水泵检修，阀门一般采用手动。5、水泵的吸入端的减缩管必须采用偏心减缩管。（2）压水管：泵站内压水管路经常受高压，所以要求坚固不漏水，本设计采用钢管，并采用焊接接口。一般情况下：DN<250时，v为1.5~2.0m/s；DN250时，v为2.0~2.5m/s。故取DN1000，v=2.32m/s，i‰=5.8m。压水管布置注意事项：1、水泵出口应设阀门。出水管工作阀门的额定工作压力及操作力短，应满足水泵关阀启动的要求。扬程高的泵站宜选用两阶段关闭的液压操作蝶阀，目前使用较多的是液控止回阀，带阻尼蝶式止回阀。2、出水管不宜安装止回阀，如有需要时安装带缓闭装置的可分阶段关闭止回阀。85 扬州大学本科生毕业设计3、当采用蝶阀时，由于蝶阀的开启后的位置，可能超过阀体本身长度，故在布置相邻联结配件时应注意设置法兰短管和伸缩（接头）短管。为使泵房安装方便，可在出水管段设有承插口或伸缩配件，但必须注意防止接口松脱，必要时在出水横跨总管连接处设混凝土支敦。北方地区因防冻需要，常建造阀门室，一般可建阀门井或建阀门室。阀门井内需设计水坑排水。对于出水输水管线长，直径较大时，为尽快排出水管内的空气，可考虑在泵后出水管上安装泄气阀。（3）输水管：已知，故选择DN1300，v=1.03m/s，i‰=1.1m。7.4泵房平面布置泵的基础尺寸：基础长:宽：高：500S35型清水泵基础（不带底座）：L=1017+580+1000+503=3100mm=3.1mB=800+600=1400mm=1.4mH=3.0×(2447+2880)/2400×3.1×1.4=1.53m500S35型清水泵基础顶高=800mm，电动机轴高=400mm。则高差：=800-400=400mm电机基础高=1.53+0.40=1.93m。7.5泵房高程布置（1）水泵的安装高度应满足式：式中：—水泵样本给出的水泵气蚀余量为6m；—水泵实际安装能提供的气蚀余量(m)，若NPSHA6m.满足安装要求。（2）水泵吸水管水头损失：吸水管长5.00m，吸水管管径DN1=1300mm，V1=1.37m/s，1000i=3.55m。压水管长10.00m，压水管管径DN2=1200mm，V2=1.61m/s，1000i=2.20m。吸水管局部水头计算资料见下表。表7.4吸水管局部水头损失计算表名称喇叭口90°弯头闸阀渐缩管水泵进口DN/mm1000700700700~500500数量11111局部阻力系数0.51.020.200.201.0水泵吸水管的水头损失为：==0.193m。85 扬州大学本科生毕业设计水泵的安装高度为：吸水井最低水位标高为：5.19m故泵轴标高为：（3）水泵压水管水头损失水泵压水管局部水头损失计算资料见下表：表7.5水泵压水管局部水头损失计算表名称渐扩管止回阀蝶阀90°弯头曲饶接头丁字管DN/mm350~600600600600600600~1000数量111211局部阻力系数0.300.390.21.013.00.21水泵压水管的水头损失为：==1.369m。，故本设计符合要求。（4）泵房高度选用LX型电动单梁悬臂起重机，起重高度为12米，跨度为6米。泵房地面上的高度为：85 扬州大学本科生毕业设计=0.9+0.93+2.23+1.445+0.5=6.0m式中—为行车轨道高度m；—为行车轨道底至其重钩中心的距离m；—为起重钩的垂直长度（水泵为0.85，电机为1.2，为起重部件宽度1.2x=1.2×1.86=2.23m）；—为最大一台电机组的高度m；—为吊起物底部与泵房进口处平台的距离，取0.5m。泵房地面下高度=1.2m，则泵房高度为：+1.2m=7.2m7.6吸水井设计吸水井靠近泵房一侧与二泵平行设置，与泵房之间的距离为2m。其存水量经常变化，井口水位随清水池水位涨落而变化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。最低水位为清水池池底标高减去管路水头损失。吸水井主要计算其有效容量，采用最小容量法，设水在吸水井的停留时间为，则吸水井的有效容积为：==164m3吸水井的布置：吸水井尺寸通常按吸水喇叭口间距决定，喇叭口采用垂直布置。吸水喇叭口的布置要点：进水管进口应设吸水喇叭口，喇叭口流速宜取1.0-1.5m/s。采用DN1300。离心泵进水管喇叭口和喇叭口与建筑物的距离应符合下列要求:(1)吸水喇叭口直径≥（1.25-1.5）D=1820mm；(2)吸水喇叭口的最小悬空高度为h1≥（0.6-0.8）D且≥0.5m；(3)喇叭口间净距：a≥(1.5-2.0)D=2210mm；(4)喇叭口中心线与后墙的距离c≥(0.8-1.0)D,同时应该满足喇叭口的安装要求,C=1170mm；(5)喇叭口中心线与侧墙的距离b≥1.5D=1950mm；85 扬州大学本科生毕业设计(6)喇叭口中心线至进水室进口距离≥4D=5200mm吸水喇叭口的最小淹没水深h2：淹没水深与吸水井进水流速，吸水管流速，悬空高度，吸水井边壁形状，喇叭口至后墙的距离等因素有关。一般淹没水深不小于0.5m。此外，h2还与喇叭口的布置方式有关，h2≥（1.0-1.25）D=1430mm。吸水井宽度为4000mm，吸水井根据泵房长度调整为25000mm整。吸水井高度为2000mm，（包括超高300mm）。7.7泵房附属设施有4台工作水泵，1台备用；水泵房净宽m，长m。水泵房内有值班室，控制室。有1条排水沟，1集水坑，1座起重机。设4台T30-6直径为600mm的轴流风机.流量为10000m3h,电动机为，另设置两台排水泵三台真空泵。85 扬州大学本科生毕业设计9水厂总体设计9.1水厂附属构筑物设计水厂辅助性构筑物及生活性建筑物面积确定：水厂规模是105000，在20～50万之间，按照《室外给水工程规范》确定各建筑物面积如下：a、办公楼面积，取；b、化验室面积，取c、维修车间：维修类型有大、中、小修三类。根据设计水厂规模，采用中修。机修间面积，取电修间面积，取泥木工间面积，取d、车库考虑解放牌40吨卡车2辆，吉普车2量，小轿车1量。另外设司机休息室，工具间和汽车库。取其面积为；e、仓库面积取（其中净水和消毒药剂的贮存不属于仓库范围，但包括仓库管理人员的办公面积）；f、食堂面积定额为，就餐人员宜按最大班人数计，取90人，；取面积为g、浴室与锅炉房面积为；h、传达室面积取用；i、宿舍面积按计算，宿舍人数约为水厂定员人数的，为，。J、堆场：包括管配件和砂石滤料堆场85 扬州大学本科生毕业设计K、加药间及药库：I：加氯间和氯库9.2水厂平面布置水厂的总平面设计，主要将各项生产和辅助设施进行组合布置。按照功能，分区集中。同时要注意净水构筑物扩建时的衔接。生产构筑物：处理构筑物、加药间、加氯间、清水池。冲洗泵房、集污井。辅助建筑：1、生产辅助：化验室、机修间、仓库、变电间2、生活辅助：办公用房、食堂、预示锅炉房、宿舍、传达室。水厂平面布置采用一侧式布置9.2.1生产构筑物布置（1）构筑物布置反应池、沉淀池、滤池、清水池按一期实施，并预留空地（2）生产管线①给水管线Ⅰ原水管线：即浑水管线，近期为两根，接入方式应考虑远期的协调和检修原水管上的阀门时对生产运行的影响。Ⅱ沉淀水管线：由沉淀池至滤池的沉淀水管线采用埋地式，可不影响池子间的通道。Ⅲ清水管线：指滤池至清水池之间的管线，采用钢管②排水管线水厂的排水系统有三个方面，一是厂内的地面雨水的排除。二是厂内生产废水的排除，包括沉淀池的污泥排除、头要见废渣、废水的排除等。三是办公室、食堂、浴室、宿舍等生活污水的排除，水厂内的生活污水应自成一个系统，并经处理后外排。③加药管线85 扬州大学本科生毕业设计加矾、加氯管线，做成浅沟敷设，上做盖板，加药管线的管材采用塑料管，以防腐蚀。9.2.2附属建筑物布置办公楼面积，取；化验室面积，取机修间面积，取；电修间面积，取泥木工间面积，取；车库面积为；仓库面积取；食堂面积；浴室与锅炉房面积为；传达室面积取用；宿舍面积；堆场面积；加药间及药库面积加氯间和氯库具体布置见平面图9.2.3生产管线布置布置紧凑，但各构筑物之间应留出必需的施工间距和管路位置，给水排水管间距最小为1.5m；给水排水管距建筑物基础最小净距3.0m各构筑物之间连接应简单、短捷，尽量避免立体交叉，亦考虑施工检修方便。各池废水排除为重力排除。水处理构筑物之间的连接管（渠）以及加药管、排泥管、厂区用水管、雨水管、污水管、电缆沟（槽）和相应得仪表、；阀门等；9.2.4厂区道路水厂道路分三类（1）主厂道：主厂道时水厂中人员和物料运输的主要道路。主厂道与场外的入厂道路相连，宽取4m。85 扬州大学本科生毕业设计（1）车行道：车行道为厂区内各主要建筑物或构筑物间的联通道路，车行道一般为单车道，宽度取4m，车行道通常布置成环状，以便车辆回程。（2）步行道：步行道是水厂的辅助道路，它是满足厂内工作人员的不行交通及小型物件的人力搬运的需要，宽度取1.5米厂内道路多数为4米，包括1.5m宽人行道。所有道路的转弯半径均为4米。。9.2.5厂区绿化绿化是水厂设计中的一个组成部分，他是美化水厂环境的重要手段。绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物与道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。水厂四周设置高2.50米的防护围墙，采用砖砌围墙。具体布置见平面图。9.3水厂人员编制（1）办公楼：党、政、工、团办公室：4人值班调度室：2人技术科：3人计划科：3人财务科：3人劳动工资科：3人保卫科：4人医务室：3人电话总机：2人供应科：3人（2）化验室：8人（3）维修车间：11人电修间：5人泥木工间3人85 扬州大学本科生毕业设计（4）车库：5人（5）车库：3人（6）食堂：10人（7）浴室：4人（8）传达室：3人（9）生产构筑物：分四组加药间：8人滤池：16人二泵房：8人（10）绿化：2人（11）其他：11人共计122人。9.4水厂高程布置（1）反应沉淀池到滤池沉淀池到滤池管长为10m，，DN800，，局部阻力有一个闸阀，两个90°弯头，进口、出口阻力系数分别为0.06,1.02,1.0,1.0，则水头损失为：（2）滤池到清水池滤池到清水池之间的管线长为15m，管径DN900，查水力计算表，，，沿线有一个闸阀，两个90°弯头。进口和出口局部阻力系数分别是0.06,1.05,1.0,1.0,则水头损失为滤池的最大作用水头为2.0~2.5m，设计中取2.3m。(3)清水池到吸水井清水池到吸水井的管线长25m，管径DN1100，最大时流量1050L/s，水里坡度，，沿线设有一个闸阀，两个90°弯头，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06,1.08,1.0,1.0，则管线中的水头损失为：85 扬州大学本科生毕业设计构筑物池内水头损失构筑物池间水头损失吸水井清水池至吸水井0.3清水池滤池至清水池0.31滤池2.3m沉淀池至滤池0.05沉淀池0.62反应池至沉淀池0.05反应池0.34由于滤池底部的高程最高，故将滤池底部与地面持平。（1）滤池水面标高=滤池底所在的地面标高+滤池水深=10.00+2.9=12.90m（2）清水池水面标高=滤池水面标高-清水池到滤池出水连接管渠的水头损失-滤池的最大作用水头=12.90-0.31-2.3=10.29m（3）吸水井水位标高=清水池水位标高-清水池到吸水井的水头损失=10.29-0.3=9.99m（4）沉淀池水面标高=滤池水面标高+滤池进水管到沉淀池出水管之间的水头损失+沉淀池出水渠的水头损失=12.9+0.05+0.62=13.57m.(5)反应池与沉淀池连接渠水面标高=沉淀池水面标高+沉淀池配水穿孔墙的水头损失=13.57+0.05=13.62m（6）反应池水面标高=反应池与沉淀池连接渠水面标高+反应池的水头损失=13.62+0.34=13.96m。85 扬州大学本科生毕业设计致谢紧张的毕业设计就要结束了，大学四年的生活也接近尾声。经过三个多月的毕业设计，我对给排水专业有了更深刻的认识。通过本次毕业设计，我熟悉并掌握了给水工程设计程序、方法和相关技术规范，提高了对给水工程设计计算、CAD绘图和设计计算说明书的编写能力，培养了严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风，能守纪律，善于与他人合作的敬业精神；树立了正确的设计思想、工程观点、生活观点、经济观点和全局观点。在整个毕业设计过程中，我们的指导老师丛海兵一直陪伴着我们，他有着渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力对我影响深远，丰富的经验和超强的设计能力给予了我很大的帮助和支持，特别是在每一次的小组讨论上，他总是能及时发现我们的错误，让我们及时改正，精心指导我们顺利完成了这次的设计任务。感谢我的老师和同学在我四年生活和学习中对我的帮助，就要分别了，衷心祝福各位一路走好。85 扬州大学本科生毕业设计参考文献[1]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)[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2000.[2]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)[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2004.[3]给水排水设计手册(第8册电器与自控[M].第二版.北京:中国建筑工业出版,2001.[4]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册(第9册专用机械)[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2000.[5]中国市政工程西北设计研究院.给水排水设计手册(第11册常用设备)[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2002.[6]中国市政工程华北设计研究院.给水排水设计手册(第12册器材与装置)[M].第二版.北京:中国建筑工业出版,2001.[7]给排水快速设计手册(1给水工程)（4给水排水设备）北京:中国建筑工业出版[8]工程建设标准.室外给水工程规范.修订版[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.[9]给水排水工程(上下)/市政工程设计施工系列图集,中国建材工业出版社[10]给排水专业图集（2003年局部修改版合订本）中国建筑标准设计研究所出版[11]给水排水标准图集（合订本）[S1（上,下），S2（上,下），S3（上,下）],中国建筑标准设计研究院，2002[12]市政工程施工图集（给水、排水、污水处理工程）.中国建筑工业出版社.2001[13]市政工程设计施工系列图集（给水排水工程）中国建材工业出版社呢[14]建筑设备设计施工图集（采暖卫生给水排水燃气工程）.中国建材工业出版社[15]（标准图集）圆形钢筋混凝土清水池（标准号96S811~96S82096S834~96S835）.中国建筑标准设计研究院.1998[16]标准图集）矩形钢筋混凝土清水池50~4000m3，上海市政设计研究院，1999[17]许保玖.给水处理理论[M].中国建筑工业出版社.2000[18]何文杰.安全饮用水保障技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.[19]严煦世，范瑾初.给水工程[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社,1999.[20]姜乃昌.水泵及泵站[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社,1998.[21]李亚峰，尹士君.给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京:化学工业出版社,2003.[22]张淑英.给水工程主要构筑物及设备工艺设计计算[M].兰州:兰州大学出版社,1997.85 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