给排水毕业设计书+文献翻译 水厂总体设计 47页

'1设计说明书1.1工程设计基础资料1.1.1城市概况温县位于河南省西北部，黄河北岸，地理位置在东径112°51"至113°13"，北纬34°52"至35°02"之间，北界沁河与博爱为邻，南隔黄河与巩县、荥阳县相望，东连武陟县，西邻孟县，西北与沁阳市接壤。东西长31公里，南北宽24公里，总面积477.2平方公里。温县辖三镇十乡：温泉镇、赵堡镇、祥云镇，和岳村、招贤、番田、杨磊、黄庄、林肇、徐堡、北冷、武德镇、南张羌等十乡，249个村民委员会。县城位于县中心偏南，面积62平方公里，辖29个村民委员会。1.1.2气候条件温县属暖温带大陆性季风型气候，旱年多、涝年少，夏秋热，冬春寒冷干燥，年平均气温14.3°C，7月份最热，月平均气温27.4°C，1月份最冷，月平均气温-0.1°C,历史上最高气温42.3°C，最低温度零下14.6°C。主导风向东北、西南风，其次西北、东南风，多年平均风速9.8米/秒，历史最大风速42米/秒。年平均降雨量552.4毫米，多集中在夏季7、8月份，日最大降雨量126.0毫米，最长连续降雨日数1966年7月21日至23日降雨量为179.4毫米。年平均无霜期214天，年平均日照时数2512小时。1.1.3水文温县河流均系黄河水系，主要河流有黄河、沁河及排涝河系，境内河道全长190公里，平均年径流量近500亿立方米，平均年利用量为2717.8万立方米。温县境内还有高河、广济河、北冷涝河、兴隆河、常济河、姚庄涝河、老荣涝河、大平堰、番田涝河等河渠。全县水资源总量18402.7万立方米，其中深层地下水5765.7万立方米，浅层地下水12637万立方米。1982年全县地下水平均埋深11.98米，最大埋深20.51米，总体是南区和东北区好，西部和中部缺水严重。水资源总量加入境水和引过境水，可利用量为16715.9万立方米，已利用量为10217.8万立方米。温县县城可供选择的水资源有两大类：地表水资源和地下水资源。1.1.3.1地表水资源县城附近的老蟒河、蚰蜒河、荣涝河，均属排涝、排污河，不宜作为饮用水源。新蟒河由于受上游工业排放废水的污染，水质恶化、污染严重，也不宜作为饮用水水源。 流经温县县城的黄河河段位于小花区间，该区间起始端有洛阳市吉利区的废污水直接排入，还有洛河、汜水河、新蟒河、老蟒河、沁河、枯水河等支流水系相继汇入，随着流域经济发展，这些支流都已遭受严重污染，也使得黄河干流水污染明显加重，时常出现超Ⅲ类甚至超Ⅴ类标准，不能满足《地面水环境质量标准》（GHZB1-2005）Ⅲ类水域使用功能的要求，已不宜作为生活饮用水源。1.1.3.2地下水资源(1)地下水资源现状县城城区地下水由于多项水质指标超标，已严重危害了居民的身体健康、增加了工业生产成本，同时由于常年超量开采，地下水水位逐年下降，已引起部分地面下沉。城南3公里远的黄河高漫滩区是整个县城地下水的富水地段，此地带的地下水补给源充分，补给条件好，年补给量与消耗大体相当。因此在本区内增建6万米3/日的水源地，地下水资源量是有保障的。(2)地下水水质据取样分析结果可知：本区地下水除铁、锰含量超标外，其它均符合《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005），属重碳酸镁钙型水，矿化度小于0.5g/L，比较适于饮用。(3)水源地特点水源地黄河高漫滩区还具有以下特点：①地形平坦，滩区距县城仅3公里，施工、管理方便。②区域内最富水的中层含水层组底板埋深仅150米左右，且含水层颗粒粗，导水性强，厚度大，易开采，有较好的天然保护层，不易被外界污染。③随着黄河小浪底工程的建成，该区域不再受黄河泛滥威胁。④这里几乎无工业分布，污染源少，水质比较好。1.1.4地貌温县处黄河下游，总的地势是西北高、东南低，属黄、沁河冲积平原。由于黄、沁河历史上多次泛滥、改道。使全县形成“南滩北洼中间岗”的地貌特征。县城地势较为平坦，高程多在105～110米之间。城南水源地高程在105米左右，比城区地势低。1.1.5工程地质温县位居黄河北岸，全为第四系冲积平原，在大地构造上位于豫西降起和山西隆起的衔接地带，处于济源凹陷中部的南侧，县境北部与凹隆起带相连，县境南部邙山之断 裂层横贯全境。县境之内，构造主体呈东西向，且被北东向断裂三处切割。县西有拓贤断裂；县北有北冷断裂、徐堡断裂；县东有赵堡、南张羌断裂；向西延伸，经县城北转为北东向，穿岳村乡方头村西侧，向西南方向展布与黄河断裂相接。县城地质系冲击层，土层较厚，地表面为中壤土和轻壤土，一般土壤承载力：西北方向为1.2～1.5kg/cm2，东南方向为1.0～1.2kg/cm2。县城境内地震不多，震级不高，最大震级5.0级，震前大都有气象异常，但受外围震波影响较频繁，烈度较高。据1977年国家地震局武汉地震大队编制的《河南省地震烈度区划图》所示，温县县城地震烈度为六度。1.1.6给水量计算参数1.1.6.1最高日人均给水定额根据温县县城总体规划及给水工程规划，参照该县城目前的人均生活用水指标，并结合《室外给水设计规范（GB50013-2006）》，考虑温县县城的居民生活水平和节水意识，确定综合生活用水定额q近期取210升/人·日；远期215升/人·日。1.1.6.2人口规模温县县城2005年年末城区人口N0为7.5万人，当年人口增长率为1.06%，则温县县城规划人口N=N0×(1+f)n至近期规划年限，将达到12.78万人；至远期规划年限，将达到21.77万人。则综合生活用水量Q1=qN近期为2.68万吨/日，远期为4.68万吨/日。1.1.6.3工业用水Q2据统计，2005年县城城区工业产值Q20为6亿元，到远期工业产值增长率f为7.5%，因此，预计近期城区工业产值Q20×(1+f)n1为11.5亿元，远期工业产值Q20×(1+f)n2为22.1亿元。根据河南省县城平均水平、参照焦作地区相近县城情况，温县县城工业万元产值耗水量q近期取为85吨/万元，远期取80吨/万元。则预计该县城工业用水量Q2=Q20×(1+f)n×q近期2.68万吨/日，远期4.84万吨/（注意单位换算）。1.2设计方案选择的说明1.2.1设计方案的提出根据水源水质分析结果和《生活饮用水卫生规范》的对照，拟采用以下几种工艺流程方案：(1)方案一： 本设计中采用地下水，浊度、色度都在标准值之下，铁锰超标，其它各项生化指标都合标准，所以可以采用传统除铁锰工艺进行处理，就能达到《生活饮用水卫生标准》。原水→曝气→除铁锰滤池→清水池→二级泵房→用户(2)方案二：考虑到水中铁锰含量比较高，采用一级过滤铁离子干扰锰离子的去除，影响最终水质，因此采用二级过滤，先除铁，再除锰。原水→曝气→除铁滤池→除锰滤池→清水池→二级泵房→用户(3)方案三：由于水源铁含量高，采用二级过滤除铁锰，并不能在一级过滤中彻底去除的铁离子，在二级过滤中仍然会对锰离子的去除造成干扰。因此，在二级过滤前进行再次曝气，使一级过滤后残余的铁离子在二级过滤中二次去除，以保证铁锰去除率。原水→简单曝气→除铁滤池→二次曝气→除锰滤池→二级泵房→用户1.2.2方案的比较选择参考《水质工程学》、《给水工程》可以很容易的得出这个结论:铁小于2.0mg/l；锰小于1.5mg/l时可采用简单曝气一级过滤法处理，达到除铁除锰的目的。当水中铁的含量大于5mg/l；锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺，一级过滤先除铁，二级过滤再除锰原因是当铁和锰同时存在于水中时，铁能干扰锰的去除，特别是铁和锰的含量较高时，除锰就更困难。本设计中，原水中铁含量为15mg/l，锰含量为5mg/l。采用方案一、二都不能较彻底的去除水中铁锰离子。另根据已建地下水处理工程（海拉尔自来水厂）运行经验，当原水中铁含量大于10mg/l，处理工艺采用方案二，出水管道中有大量锰质沉淀；在二级滤池前增加二次曝气装置后，这种状况得到明显改善，再无沉淀积层，出水水质也明显提高。此外，二级曝气只需增加曝气构筑物即可，工艺较为简单，水处理成本不会因此而大大提高。经以上工艺理论、工程实践分析比较，本设计采用方案三。1.3滤池的选择说明1.3.1设计原则滤池的设计原则主要包括以下己方面内容:(1)供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行《生活饮用水卫生准》。(2)供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求。 (3)滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流高程布置等结合当地条件，通过技术经济比较确定。(4)滤料应只有足够的机械强度和抗蚀性能，并不得台有有害成分，一般可采用石无烟煤和重质矿石等。(5)快滤池、无阀滤池和压力滤池的个数及单个滤池面积，应根据生产规模和运1等条件通过技术经济比较确定，但个数不得少于2个。(6)滤池应按正常情况下的滤速设计，并以检修情况下的强制滤速校核。正常情况水厂全部滤池进行工作，检修情况系指全部滤池中的一个或两个停产进行检修、翻砂。(7)滤池的工作周期，宜采用12~24h。(8)滤池的滤速及滤料组成，宜按规范采用。(9)滤池的滤速及滤料组成，宜按规范采用。(10)快滤池宜采用大阻力或中阻力配水系统。大阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积比为0．20％~0.28％；中阻力配水系统孔眼总面积与滤池面积之比为0.6％~0.8％。1.3.2普通快滤池与V型滤池的比较单层滤料的普通快滤池有材料易得，单池面积大的特点，但阀门多，而且要全套得冲洗设备，适用于大中型水厂；双层滤料的普通快滤池含污能力强，出水水质好，单池面积不宜大于100m2,和单层滤料的普通快滤池相似。V型滤池一般采用单层滤料，配水系统一般采用ABS长柄滤头，冲洗过程可自动控制。本设计采用二级过滤接触氧化法除铁锰，要求较大的滤层厚度和较小的滤速，对其它方面无特殊要求。再我国已经投产的除铁锰净水处理工艺中，V型滤池和普通快滤池都有较为广泛的应用。考虑到V型滤池构造较为复杂，造价较高，而普通快滤池在我国应用较为广泛，技术较为成熟，操作方便，依温县县城的发展现状和经济势实力，选用普通快滤池1.3.3普通快滤池的设计要求普通快滤池的设计要求主要有以下几个方面：（1）快滤池冲洗阀的水头损失，宜采用2.0~7.0m。每个滤池应装设水头损失计。（2）滤层表面以上的水深，宜采用1．5~2.0m。（3）当快滤池采用大阻力配水系统时，其承托层宜按规范采用。（4）大阻力配水系统按冲洗流量设计，并根据下列数据通过计算确定：配水干管(渠)进口处的流速为1.0~1.5m/s，配水支管进口处的流速为1.5m/s，孔眼流速为5~6m/s。干管 (渠)上宜装通气管。（5）三层滤料滤池宜采用中阻力配水系统。（6）洗砂排水槽的平面面积，不应大于滤池面积的25％，洗砂槽底到滤料表面的距离等于滤层冲洗时的膨胀高度。（7）滤池冲洗水的供给方式可采用冲洗水泵或高值水箱。当采用冲洗水泵时，水泵的能力应按冲洗单格滤池考虑，并应有备用机组；当采用冲洗水箱时，水箱有效容积应按单格滤池冲洗水量的1.5倍计算。（8）快滤池应有下列管：进水管0．8~1.2m／s；不超过1.5m／s。其断面宜根据下列流速通过计算确定：出水管1.0~1.5m／s；即冲洗水管2.0~2.5m／s;排水管1.0~1.5m／s。1.4除铁滤池前曝气说明2根据原水水质分析认为，除铁对解除CO提高pH值无特殊要求，选择压缩空气装置。空气流量为14236l/s，选用4台静压力为49KPa的LSR-WD250mm-I型罗茨风机，转速1450r/min，流量62.7m3/min，3用1备。在除铁滤池前设置气水混合器，水力停留时间为15s，直径为800mm。1.5除铁滤池的设计说明拟采用2组滤池，每组分8个，呈双行排列。单池设计尺寸为4.5m×9m。则每组过滤池的设计水量为Q=41000（m3/d），设计滤速6m/s，采用设计设计采用气水反冲洗，先气冲3min，再水冲8min，水冲强度g为15L／(s·m2)，气冲强度为20L／(s·m2)。滤池工作时间为24h，冲洗周期为20h。滤层采用无烟煤、石英沙双层滤料。1.6除锰滤池前曝气说明除锰曝气的主要目的是充分解除水中的二氧化碳，以提高水中的pH值。故采用叶轮表面曝气装置。曝气池采用圆柱形，池深H与池径D相当，既H=D，则池直径、高均6.5m叶轮直径1.1m,叶轮转速84.93r/min,叶轮的叶片26个，叶片高0.105m，叶片长0.105m,进气孔直径0.038m，叶轮浸没深度0.074m,轴功率3.5kw。1.7除锰滤池的设计说明拟采用2组滤池，每组分8个，呈双行排列。单池设计尺寸为4.5m×9m。则每组过滤池的设计水量为Q=41000（m3/d），设计滤速6m/s，采用设计设计采用气水联合反冲洗，先气冲3min，再水冲8min，水冲强度g为15L／(s·m2)，气冲强度为20L／(s·m2)。滤池工作时间为24h，冲洗周期为20h。滤层采用无烟煤、石英沙双层滤料。 1.8消毒系统的说明消毒采用加氯消毒，根据《给水工程》可知，在缺乏实验资料时，一般的地面水经混凝、沉淀和过滤后，或清洁的地下水，加氯量可采用1.0-1.5mg/L，本设计中水源为水库水，工艺流程包括混凝、沉淀和过滤，所以加氯量选用1.2mg/L，既可满足出厂水游离余氯在接触30min后不低于0.3mg/L，在管网末梢不低于0.05mg/L，达到《生活饮用水卫生规范》要求。加氯设备有自动加氯机和滤瓶，并设置余氯自动连续检测和自动控制装置，所有这些装置都放在加氯间内，加氯间保持通风。1.9清水池和二级泵房的设计说明1.9.1清水池的说明清水池容积按最高日用水量15%取,消防水量取15L/S，火灾延续时间2个小时。采用矩形钢筋混凝土清水池,查规范,取用标准图号为S833的清水池,设计单池容积为12100m³的清水池。单池内净尺寸为：40.0m×50.0m；单池外净尺寸:40.20m×50.80m，总高度5.5m，最大水深5.3m。1.9.2泵房的说明沿着泵房四周布置排水沟，排水沟尺寸（宽×高）0.6×1.2，排水沟底坡度取2%，在检修间下布置积水坑。泵基础高出泵房地面0.3m,以泵水平轴线分别向两面地面取2%坡度,坡向排水沟.集水坑取2min水量80m³,集水坑尺寸为4m×5m×4m=80m³,在坑中设有液位计,并设自动控制系统,控制潜水泵的启停,实现自动排除水泵房中的集水,防止损坏电机。送水泵房建为半地下式，使水能自灌启泵，不用考虑水泵安装高度，泵轴线在清水池最低水位以上1.8m处。在吸水管和压水管上安装阀门，吸水管安装低压闸阀，压水管安装普通型闸阀，吸水管流速取为1.3m/s,压水管流速取为2.1m/s。送水泵房内采用双轨吊车进行搬运东西。1.10水厂辅助设计说明1.10.1水厂自动控制系统水厂采用必要的自动控制系统，以便节约人力，降低成本。本设计水厂的自动控制系统参考海南琼山市供水工程设计。水厂关键工艺单元采用自动控制系统，加药采用SCN单因子控制技术，根据水水质 和出水水质自动控制混凝剂的投加，节约投加量，加氯按滤池出水流量控制投加量，以 余氯值反馈调整投加量，保证良好的消毒效果。滤池的过滤和反冲洗过程通过PLC进行自动控制。根据工艺监测的需要，在重要的工艺环节设置流量、压力、水位、浊度等的检测仪表。全场采用集散控制系统，水厂中心控制室设主控机2台，互为备用。在反应淀池、虹吸滤池、送水泵房、加药间设4个现场监控站，实现沉淀池自动排泥、虹吸滤池自动反冲洗、泵房的水泵自动开停、加药间自动加药加氯。主控机为全厂数据监测与控制中心，实现数据采集、储存、处理以及打印各种生产报表的功能等。1.10.2水厂面积规划水厂面积按每生产万m3水量的用地面积取3000m2，其中道路和绿化约占35%，考虑到远期发展，厂区实际设计尺寸：220m×325m。1.10.3其他说明滤池的操作间、二级泵房、化验室、检修间、办公室等应尽量南北布置，净水构筑物上的主要通道应设栏杆，栏杆高度1.0m。本设计中焦作温县地处河南，所以冬季室外净水构筑物不结冰。水厂原水管一般为两个根，因阀门、配件和短管较多，常用钢管或铸铁管。水厂生产用水、冲洗和溶药用水、生活用水、消防用水等管道由二级泵房接出，在厂区内自成给水系统。加药管和加氯管一般用塑料管或橡胶管，放在地沟内，上有活动盖板，以便堵塞时清通管线。水厂内排水系统只设一套，雨水、生活污水和生产废水合用一套，排入集水坑中，由潜水泵排入市政管网。电缆沟深为1m，宽度取0.8m，上有盖板，沟底作成一定坡度，以利于排水。 2设计计算书2.1用水量的计算设计给水工程首先耍确定设计水量,通常将设计用水量作为设计水量。设计用水量是根据设计年限内用水单位数、用水定额和用水变化情况所预测的用户日用水总量。设计用水量包括下列用水：综合生活用水量Q1，包括居民生活用水量和公共建筑及设施用水；工业企业生产用水量Q；浇洒道路和绿地用水量Q；未预见水量及管网漏失量234Q。2.1.1最高日用水量2.1.1.1综合生活用水量Q1Q=fqN(m3/d)=0.215×100%×=46800（m3/d）111式中，f为给水普及率，取100%；1q为最高日综合生活用水定额，取0.215m3/d；1N为设计年限内计划人口数，为。2.1.1.2工业企业生产生活用水量Q23Q2=q2N2=85×605.5=48400（m/d)2式中，q为工业万元产值用水量，取80m3/万元；2N为设计年限内日计划万元产值，为605.5万元/天；32.1.1.3浇洒道路及绿地用水量QQ=qNsn+qNsn331114122=14.8×1.0×217.7×2+7.7×1.5×217.7×1=11472.7（m3/d）式中，q3为道路用水指标,取1.0L/(m2·次)，4q为绿地用水指标，取1.5L/(m2·次)；N1N1为设计年限内计划人口数，为；1s为人均道路面积，取14.8m2/人，2s为人均绿地面积，取1.5m2/人；1n为日道路浇洒次数，取2次/天，2n为日绿地浇洒次数，取1次/天。 42.1.1.4未预见及管网漏失水量QQ=15%×（Q+Q+Q+Q）=16000.9（m3/d）412342.1.1.5q0=0.5ql消防用水量Qxxx5Q=qNT=792（m3/d）x式中，q为一次灭火用水量L/s，取0.055m3/s；xN为同一时间内火灾次数，取2次；T为火灾持续时间，取2h。由以上可得最高日用水量为Q=Q+Q+Q+Q=.71（m3/d）d12342.1.1.5最高时用水量1000×KQhQ＝hd＝7155.8（m3/h）＝1987.72（L/s）24×3600h式中K取1.4，即时变化系数。2.1.1.6平均时用水量h即在上式中取K＝1.0时的用水量，"3Qh＝1.42（m/s）2.2管网的水力计算计算依据是设计流量，输水水质，输水区地形图及工程地质资料，输水起点，终点高程等。根据本设计中的地质资料确定两条配水管线：考虑到经济方面的因素，选择如图所示的一种方案。输水管渠定线原则有：沿线有道路或规划道路；尽量缩短输水距离；充分利用地形高差，优先考虑重力输水；尽可能避开障碍物和工程地质条件下不良地区；减少拆迁，少占农田，不占良田；便于施工运行和维护。管网水力计算的目的是确定管网各管段的管径和水头损失，为选配二级泵站提供依据。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计算。根据本设计的图形设计，比较安全情况，选环状管网。即不同的计算课题，计算方法有所不同。2.2.1管材选择与管网附件布置 应根据水压，外部荷载，土的性质。施工维护和材料供应等确定。2.2.2比流量计算qsQ−qqs=h，l式中，Q为管网总用水量，ls；q为大用户集中用水量总和，ls；l为干管总长度，不包括无建筑地区的管线，只有一侧配水的管线，长度按一半计算。Q−qq=hsl1987.72−784.26=29031=0.041l(s•m)2.2.3沿线流量计算lsq=q(ll式中，q为沿线流量，ls；l为该管段的长度，m。沿线流量计算结果如表1表格1沿线流量计算表管段号管长L（m)沿线流量L/(m·s)管段号管长L（m)沿线流量L/(m·s)1-2105043.0515-1699040.591-161506.1516-1730012.31-2496039.3617-1848019.682-360024.617-2499040.592-1548019.6818-1954022.143-460024.618-2366027.064-563025.8319-2060024.64-1560024.619-2266027.064-1175030.7520-2163025.835-684034.4420-3660024.66-754022.1421-2260024.66-1160024.621-2960024.67-845018.4521-3760024.67-1060024.622-2351020.91 管段号管长L（m)沿线流量L/(m·s)管段号管长L（m)沿线流量L/(m·s)8-954022.1422-2784034.449-1060024.623-2690036.99-1260624.84623-92490036.99-3448019.6824-2578031.9810-1360024.625-2651020.9110-1157023.3726-2751020.9111-1460024.626-3378031.9812-1360024.627-2857023.3712-2099040.5927-3290036.912-3560024.628-292409.8413-1460024.628-3045018.4513-1999040.5929-3857023.3714-1569028.2930-3148019.6814-18105043.0530-3951020.912.2.4节点流量计算q=0.5iql，其中节点13、14、18、19、22有集中流量，各个节点集中流量均为112.05ls。管网中节点流量计算如表2表格2接点流量计算表节点号节点流量q（L/s)节点号节点流量q（L/s)节点号节点流量q（L/s)124.0314156.542759.15227.211557.892826.13318.661630.052929.07454.091738.663030.17521.8318152.53110.12626.919124.373218.98726.772029.433316.45814.972137.953410.12 节点号节点流量q（L/s)节点号节点流量q（L/s)节点号节点流量q（L/s)946.6322153.483512.651049.672362.333612.651153.042457.893712.651231.672518.663812.0313130.72656.623910.772.2.5管网平差结果计算管网平差计算分为最高时、事故时、消防时三种工况：（1）最高时时平差结果见下表3表格3最高时平差结果计算表管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s1-21050800353.80.700.751-161501000934.41.190.231-24960800451.40.901.122-3600600146.50.520.342-15480500180.20.921.093-4600400127.81.022.264-563030053.50.761.934-1560030048.50.691.514-1175040068.70.550.815-684030026.30.380.646-754030022.50.350.296-1160020017.70.571.757-84502007.40.510.237-1060020011.60.370.758-95402007.60.310.299-1060030032.90.470.699-1260630031.40.450.649-3448020010.10.320.4410-1360030048.10.681.48 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s10-1157030046.10.651.2911-1460030048.20.681.4912-1360050049.00.701.5412-2099030026.70.380.7612-3560020012.70.400.8913-14600500175.30.891.2913-1999040052.60.420.6314-15690700321.90.840.8314-18105040058.10.470.8215-16990600248.10.881.6216-17300800656.31.310.7417-18480800570.81.140.9017-2499050046.80.320.1518-19540600321.11.131.4818-2366030039.20.561.0819-20600400101.10.811.4119-2266030043.00.611.3020-2163030032.30.460.7020-3660020012.70.410.8921-2260040076.60.610.8121-2960040058.30.822.1821-3760020012.70.410.8922-23510500218.01.111.7022-2784030030.90.440.8623-2690030035.40.501.2023-24900600276.50.981.8324-25780600163.70.580.5525-26510400145.11.152.4726-27510400107.40.851.3526-3378020016.50.541.9627-2857030060.20.852.20 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s27-3290020019.00.603.0028-2924030017.20.310.0728-3045040051.10.610.2729-3857020012.10.390.7630-3148015010.10.572.1130-3951015010.80.350.552（2）事故时平差结果如表格4（节点流量为最高时的70%，控制点水压为28.2mHO，断开1-24管段）。表格4事故时平差结果计算表管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s1-21050800279.620.560.471-161501000938.121.190.231-249608000002-3600600110.780.390.202-15480500149.720.920.753-460040097.651.021.324-563030038.770.761.014-1560030034.420.690.764-1175040055.370.550.535-684030023.420.380.496-754030019.200.350.216-1160020013.230.570.977-84502007.760.510.257-106002007.370.370.308-95402002.800.310.049-1060030028.320.470.519-1260630014.270.450.139-344802007.080.320.2210-1360030032.410.680.67 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s10-1157030038.110.650.8811-1460030033.170.680.7012-1360050040.580.701.0512-209903004.780.380.0212-356002008.860.400.1313-14600500147.520.890.9213-1999040016.970.420.0714-15690700269.270.840.5814-18105040021.000.470.1115-16990600194.570.880.9916-17300800722.441.310.9017-18480800457.331.140.5717-24990500237.980.323.9318-19540600258.401.130.9618-2366030071.490.563.6019-2060040089.060.811.1019-2266030065.310.613.0020-2163030054.750.462.0120-366002008.860.410.4421-2260040076.60.610.1121-2960040058.30.821.4321-3760020012.70.410.4422-23510500218.01.110.3622-2784030030.90.440.8323-2690030035.40.500.7623-24900600276.50.980.2424-25780600163.70.580.1925-26510400145.11.150.8226-27510400107.40.850.4326-3378020016.50.540.9627-2857030060.20.850.79 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s27-3290020019.00.421.4728-2924030018.340.260.0928-3045040035.880.290.1329-385702008.420.270.3730-314801507.080.401.0330-395101507.540.350.272（3）消防时平差结果如下5(着火点设在节点8、节点28，控制点水压为10mHO)。表格5消防时平差结果计算表管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s1-21050800380.670.760.751-161501000997.581.270.231-24960800471.380.941.122-3600600160.480.570.342-15480500192.990.131.093-4600400141.821.132.264-563030065.760.931.934-1560030054.980.781.514-1175040076.950.610.815-684030038.860.380.646-754030041.170.350.296-1160020024.140.571.757-845020034.920.510.237-1060020020.520.650.758-954020035.051.120.299-1060030044.640.630.699-1260630047.160.670.649-3448020010.120.330.4410-1360030059.290.841.4810-1157030055.540.791.29 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s11-1460030055.770.791.4912-1360050057.120.811.5412-2099030034.360.470.7612-3560020012.650.260.8913-14600500196.080.101.2913-1999040051.020.460.6314-15690700346.540.910.8314-18105040061.860.470.8215-16990600266.420.881.6216-17300800701.111.310.7417-18480800621.431.140.9017-2499050041.020.320.1518-19540600368.851.131.4818-2366030038.220.561.0819-20600400101.910.811.4119-2266030036.550.611.3020-2163030025.470.460.7020-3660020012.650.410.8921-2260040082.050.610.8121-2960040056.920.822.1821-3760020012.650.410.8922-23510500228.161.111.7022-2784030029.180.440.8623-2690030035.200.501.2023-24900600287.470.981.8324-25780600167.040.580.5525-26510400148.381.152.4726-27510400110.510.851.3526-3378020016.450.521.9627-2857030061.560.872.2027-3290020018.980.603.00 管段号管长L（m)管径D(mm)流量Q(L/s)计算流速V(m/s)水头损失h(m)s28-2924030015.810.220.0728-3045040051.10.410.2729-3857020012.030.380.7630-3148015010.120.572.1130-3951015010.770.340.552.3除铁滤池前简单曝气设备2.3.1供气设备2根据原水水质分析认为，对解除CO提高pH值无特殊要求，选择压缩空气装置。取a=4,除铁所需的溶解氧浓度：2[O]=kwr空气密度ρ取1.2g/l，氧在空气中的质量百分比为0.231，溶解氧饱和度α=30。=[OVη比max2]/(0.231ρα)r=5.6/(0.231×1200×0.31)=0.07比滤前水的压力取1个大气压，向单位体积水中加入的空气体积为V=0.25。空气流量为：比Q气=VQ=0.25×3416.7=854.1（8m3/h)=14236.3(l/min)选用4台静压力为49KPa的LSR-WD250mm-I型罗茨风机，转速1450r/min，流量62.7m3/min，3用1备。2.3.2混合器每座滤池处理水量41000m3/d，进水管DN800，流速1.20m/s，上设气水混合器一个，水在混合器中的停留时间为t=15s。根据公式t=n3d/v,n=(tv/d)1/3=0.8m，既混合器直径D=800mm。2.4除铁滤池的设计计算2.4.1设计参数拟采用2组滤池，每组分2个。考虑到整个水厂的设计都是一用一备，故该过滤池也是一用一备。则每组过滤池的设计水量为Q=41000（m3/d），设计滤速6m/s，采用设计 设计采用气水反冲洗，先气冲3min，再水冲8min，水冲强度g为15L／(s·m2)，气冲强度为20L／(s·m2)。2.4.2滤池面积及尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为20h。滤池实际工作时间为：T=24−0.1×24/20=23.88h滤池面积：F==286m2布置成对称双行排列，每组滤池单格数为8，每个滤池Q1vT的面积为：f=F/n=35.75m2采用滤池长宽比为2:1；1则考虑滤池设计尺寸为4.5m×9m，实际滤速为v=5.3m／h，校合强制滤速v22.4.3滤池高度＝8×5.3/(8−1)=6.1m/h。承托层高：铺设粒径1~2mm，厚100mm的粗砂；滤料层厚：采用双层滤料，厚h=1200mm，其中无烟煤厚660mm，石英砂厚540mm；滤层上最大水深1875mm；滤板厚130mm；滤头固定板下的气水室高度为800mm；超高300m。滤池高度H为：H=100+1200+1875+130+800+300=4405mm；每个滤他的配水系统：采用ABS长柄滤头，L＝250mm，φ＝20mm，每平方米设滤头49个，每个滤池铺设滤头数为1984个。洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距采用a＝9／5＝1．8m，排水槽设5根。排水槽总长4.5m，每槽排水量为：0q0=qla＝15×4.5×1.8＝121.5L／s采用三角形标准断面，槽中流速采用V0＝1.0m／s。排水槽断面尺寸为：0z＝0．5(q／1000v0)0.5＝0.5(121.5／1000×1.0)0.5=0.14m 排水槽底厚度采用δ＝0.05m，砂层最大膨胀率e＝45％；洗砂排水槽顶距砂面高度He为：eH＝eH+2.5z+δ+0.075＝45％×1.26+2.5×0.14+0.05+0.075=1.02m0洗砂排水槽总面积为：F＝2Z×4×5＝6.3m20校核：F／f＝6.3／41＝15.4％＜25％．符合要求。2.4.4滤池的各种管渠计算2.4.4.1总进水管设一条，进水管的流量为0.47m3／s，管中流速为1．2m／s，则进水管直径为4Q1.2πD1=＝(4×0.47／1．2π)0.5＝800mm每条进水渠宽600mm，水深425m叫各个滤池进水管流量为0.06m3／s，管中流速为0．72m／s，则各进水支管的管径为：4Q1.2πD4=＝350mm2.4.4.2反冲洗水管q流量为f＝486L／s，管中流速为2．1m／s，则管径为：4Q1.2πD3=＝(4×0.486／2．1π)0.5＝550mm反冲洗水进水渠宽为800mm，水深为260mm，渠内水为压力流。2.4.4.3清水管清水总渠流量为0.47m3／s，渠中流速为1．2m／s，渠宽为600mm，水深为840mm，渠内水为压力流。每个滤他清水管的流量为0.06m3／s，流速采用1．0m／s，则清水支管的管径为Q4＝(4×0．06／1.0π)0.5＝300mm滤后水总管直径为800mm。2.4.4.4反冲洗水排水排水流量为0.486m3／s，管中流速为2．5m／s，反冲洗排水管的直径为： 4Q1.2πD3==500mm；反冲洗排水渠宽800mm，高700mm。2.4.5反冲洗高位水箱反冲洗高位水箔的容积为：V＝1．5fqt=35m3；水深为3.5m，直径为12m，超高0.3m。水箱高度：取水箱底至滤池配水管网的沿程及局部损失之和1.0m；配水系统水头损失为1.5m；承托层水头损失为0.022m；滤料层水头损失为0.79m；安全富余水头1.5m。则得出冲洗水箱底高出洗砂排水槽为0H=1.0+1.5+0.022+0.79+1.5=4.74m,取4．8m。2.4.6配气系统设置供气方式采用空压机通过中间储气罐向滤池送气。空压机容量为：W＝(0.06×20×40.5×3—10×6)×1．1／3＝31．46m3／min配气管的直径计算：气冲强度为20L／(s·m2)，单格面积为40.5m2，则空气流量为810L／s；4条配气支管，管内的空气流速为10m／s；2条配气干管，管内的空气流速为8m/s，则配气支管直径为d6＝[4×800／(π×10×1000)]0.5＝0.3m＝300m配气干管的直径为d7＝[4×810／(π×8×1000)]0.5＝0.35m=350mm2.5除锰滤池前曝气设备除锰曝气的主要目的是充分解除水中的二氧化碳，以提高水中的pH值。故采用叶轮表面曝气装置。根据滤前水含盐量得μ=0.p=0.0049K1−7=3.43×10要求曝气后的pH值=7.3，故曝气后水的二氧化碳浓度2[CO]=[碱]•10pk1−pH−0.5μ=12×106.46−7.5−0.035=1.0(mg/l)二氧化碳在水中的平衡浓度取0.7mg/l。取δ=D/d=6，叶轮周边线速度V=4m/s。 曝气所需停留时间：(p)×lgc0−cadc−cat=[曝1.3×1.175V×1.019T−206×lg79.55−0.7]2.5=[1.0−0.7]2.5=7.34(min)1.3×1.1754×1.0194−20曝气池的容积：曝曝3W=Qt/60=1708.3×7.34/60=209.（0m)曝气池采用圆柱形，池深H与池径D相当，既H=D，则池直径：D=(4W曝1/3)/π=(4×209/π)=6.43(m),取6.5m叶轮直径:d=D/δ=6.43/6=1.07(m),取1.1m叶轮转速：n=60V/(πd)=60×4/(0.9π)=84.93(r/min)按照设计规范，叶轮的叶片26个，叶片高0.105m，叶片长0.105m,进气孔直径0.038m，叶轮浸没深度0.074m,轴功率3.5kw。2.6除锰滤池的设计计算2.6.1设计参数拟采用2组滤池，每组分2个。考虑到整个水厂的设计都是一用一备，故该过滤池也是一用一备。则每组过滤池的设计水量为Q=41000（m3/d），设计滤速6m/s，本设采用气水反冲洗，先气冲3min，再水冲8min，水冲强度g为15L／(s·m2)，气冲强度顶为20L／(s·m2)。2.6.2滤他面积及尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为20h。滤池实际工作时间为：T＝24-0．1×24／20＝23．88h采用滤他长宽比为2：1；滤池面积：F==286m2布置成对称双行排列，每组滤池单格数为8，每个滤池Qv1T的面积为：f＝F／N＝35.75m2则考虑滤池设计尺寸为4.5m×9m，实际滤速为v1=5.3m／h， 校合强制滤速v22.6.3滤池高度＝8×5.3／(8—1)＝6.1m／h。承托层高：铺设粒径1—2mm，厚100mm的粗砂；滤料层厚：采用双层滤料，厚h=800mm，滤料采用天然锰沙（湘潭锰沙）；滤层上最大水深1875mm；滤板厚130mm。滤头固定板下的气水室高度为800mm；超高300m；min滤池高度H为：H=100+800+1875+130+800+300=4005mm；每个滤他的配水系统：采用ABS长柄滤头，L＝250mm，φ＝20mm，每平方米设滤头49个，每个滤池铺设滤头数为1984个。洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距采用a＝9／5＝1．8m，排水槽设5根。排水槽总长4.5m，每槽排水量为：q0=ql0a＝15×4.5×1.8＝121.5l/s0采用三角形标准断面，槽中流速采用V＝1.0m/s。排水槽断面尺寸为：z＝0．5(q。／1000v0)0.5＝0.5(121.5／1000×1.0)0.5=0.14m排水槽底厚度采用δ＝0.05m，砂层最大膨胀率e＝45％；洗砂排水槽顶距砂面高度He为：He＝eH+2.5z+δ+0.075＝45%×1.26+2.5×0.14+0.05+0.075=1.02m洗砂排水槽总面积为：0F＝2Z×4×5＝6.3m20校核：F／f＝6.3／41＝15.4％＜25％．符合要求。2.6.4滤他的各种管渠计算2.6.4.1总进水管设一条，进水管的流量为0.47m3／s，管中流速为1．2m／s，则进水管直径为 4Q1.2πD1=＝(4×0.47／1．2π)0.5＝800mm每条进水渠宽600mm，水深425m叫各个滤池进水管流量为0.06m3／s，管中流速为0．72m／s，则各进水支管的管径为：4Q1.2πD4=＝350mm2.6.4.2反冲洗水管q流量为f＝486L／s，管中流速为2．1m／s，则管径为：4Q1.2πD3=＝(4×0.486／2．1π)0.5＝550mm反冲洗水进水渠宽为800mm，水深为260mm，渠内水为压力流。2.5.4.3清水管清水总渠流量为0.47m3／s，渠中流速为1．2m／s，渠宽为600mm，水深为840mm，渠内水为压力流。每个滤他清水管的流量为0.06m3／s，流速采用1．0m／s，则清水支管的管径为Q4＝(4×0．06／1.0π)0.5＝300mm滤后水总管直径为800mm。2.5.4.5反冲洗水排水排水流量为0.486m3／s，管中流速为2．5m／s，反冲洗排水管的直径为：4Q1.2πD3==500mm；反冲洗排水渠宽800mm，高700mm。2.6.5反冲洗高位水箱反冲洗高位水箔的容积为：V＝1．5fqt=328m3；水深为3.5m，直径为12m，超高0.3m。水箱高度：取水箱底至滤池配水管网的沿程及局部损失之和1.0m；配水系统水头损失为1.5m；承托层水头损失为0.022m；滤料层水头损失为0.79m；安全富余水头1．5m。 则得出冲洗水箱底高出洗砂排水槽为Ho=1.0+1.5+0.022+0.79+1.5=4.74m,取4．8m。2.6.6配气系统设置供气方式采用空压机通过中间储气罐向滤他送气。空压机容量为：W＝(0.06×20×40.5×3—10×6)×1．1／3＝31．46m3／min配气管的直径计算：气冲强度为20L／(s·m2)，单格面积为40.5m2，则空气流量为810L／s；4条配气支管，管内的空气流速为10m／s；2条配气干管，管内的空气流速为8m/s，则配气支管直径为d6＝[4×800／(π×10×1000)]0.5＝0．3m＝300mm配气干管的直径为d7＝[4×810／(π×8×1000)]0.5＝350mm每格滤池内设一根直径为25mm的排气管。2.7回收水池及回收水泵回收水池主要用来将滤池的反冲洗水回收至配水井则,回收水池的容积为：V＝fqt=0.01×40．5×6×60＝145．8m3设计水深3m，水池长12．3m，宽4m，水池超高0.3m。回收水泵房建于回收水池上，泵房净宽6m，长9m，高4.5m。2.8水池调节容积清调节构筑物设计计算:输配水系统的调节构筑物，起着水量和水压的调节作用；常用的形式有清水池、高地水池、水塔、加压泵站和调节水池泵站等。这些构筑物凭一定的容积调节水量，以其位置高度或水泵扬程调节水压。调节水量的确定，可根据用水曲线与供水曲线，将连续逐时水量之差绝对值大的确定为厂外调节水量(网中调节水量)：根据供水曲线与制水曲线，将连续逐时水池、水塔、加压泵站和调节水池泵站等。这些构筑物凭一定的容积调节水量，以其位置高度或水泵扬程调节水压。调节水量的确定，可根据用水曲线与供水曲线，将连续逐时水量之差绝对值大的确定为厂外调节水量(网中调节水量)：根据供水曲线与制水曲线，将连续逐时水量之差绝对值最高的确定为厂内调节水量(清水池调节水量)。显然，供水曲线的拟定决定了厂内、厂外调节水量的比例。设计者可根据系统的组成及布置合理地确定两者的比例；在无用水、供水资料情况下，也可根据经验值确定调节水量。水厂内建2座归矩形清水池，每座清水池的有效容量为： W＝W1+W2+W3+W43W1＝Qd×6％＝82000×6％＝4920m3W2＝324m3W3＝Qd×5％＝4100mW4为安全储量，水深0．2m。清水池的水深为5.0m，超高0.3m，清水池的尺寸为40×50×6。则清水池的容积为12000m3，清水池进水管直径为800mm，出水管直径800mm，流速为1．0m／s，溢流管与进水管直径相同800mm，排水管直径为500mm。清水池设4个检修孔，检修孔的直径为1000mm。池顶设多个通气管，通气管直径为200mm。池顶的覆土厚度为0．7m。2.9厂内配水井为了使配水均匀，配水井分成2格。水停留时间为3min，则配水井有效容积为：W＝Q×T＝3417×3／60＝171m3配水井高为3.5m，内径为3m，外径为8m。2.10消毒2.10.1消毒设计计算设汁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，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求。投加量一般取决于氯化的目的，并随水中氨氯比、PH值、水温和接触时间等变化。一般水源水质的滤前加氯量为1.0—2.0mg/l，滤后水或地下水的加氯与水的接触时间不小于30min。2.10.1.1加氯量QQ＝0．001αQ1（kg／h）=3.42(kg／h)式中，a为最大投氯量，mg/L,取1.0mg／L；1Q为设计消毒水量，为3417m3/d。2.10.1.2储氯量G储氯量按一个月计算：G=30×24Q=30×24×3.42=2643(kg/月)2.10.1.3氯瓶数量 采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸为φ600mm，H=1800mm，共6只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯瓶中的杂质，还可以防止流进氯瓶。另用七只作为备用。氯瓶呈双排对称布置。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD11-6D单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道同到氯库大门外。2.10.1.4加氯机数量采用0～5kg加氯机2台，一用一备，选用V-2000型转子真空加氯机。2.10.2加氯间、氯库的设计要求在加氯间外墙的低处安装排风扇，换气量每小时8-12次,氯库和加氯间安装漏气探测器，其位置不宜在室内地面20cm。氯库和加氯间设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2-3mg/m3时即报警,切换有关阀门,切断氯源,同时排气扇开始动作。称量氯瓶质量的液压磅放在磅称坑内，磅秤面和地面齐平，以使氯瓶搬运方便。磅秤输出20mADC信号，指示余氯量。并设置报警器，打余氯下限时报警。加氯间外设置防毒面具，抢救材料和工具箱，通风和照明设备在室外设开关。在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH2O，供加氯用。在加氯间外引DN32给水管，通向氯瓶上方，供喷淋用，水压大于5mH2O。2.11吸水井压力式吸水井相当干一个吸水母管(有工程采用2m直径)，各吸水管与其连接。大径母管可使水流动压转换成静压，保证各吸水管均匀吸水。压力式吸水井改善了水泵启动条件，减少泵房地下深度。由于压力式吸水并不开口，卫生条件较好。但母管内外府防腐，并设置进(排)气阀。吸水喇叭口直径为1．4d，即l000mm；喇叭口的淹没水深h1为0．6D，即600mm，吸水喇叭口距井底距离h2为0．8D，即800mm；喇叭口净距为1．6D，即1600mm；喇叭口与吸水井壁距离为0．8D，即800mm；吸水井长16000mm，宽4800mm．高6500mm。2.12二泵房的设计2.12.1泵的选型根据供水规模，以及管网平差的结果，经计算最高时所需扬程为35m，流量为dQ=1917.24L/s，本给水工程选泵情况如下：水泵6台，五用一备，型号为14SA—10A， 为单级双吸中开离心泵。其性能参数分别为：流量Q/(L/s）扬程H/(m）水头损失h/(m)s电压V转速n/(r/min)吸入口径DN/(mm)出水口径DN/(mm)350-40054-584300014503502002.12.2水管水头损失吸水管长5m，吸水管直径DN1=500mm，V1=1.3m/s，1000i=2.8m；压水管长10m，压水管直径DN2=350mm，V2=1.8m/s，1000i=10m。吸水管局部水头损失资料见下表2.11-1：表格6吸水管局部水头损失计算表名称喇叭口90弯头闸阀2945T渐缩管水泵出口DN/mm650600600500-350350数量11111阻力系数0.30.60.050.21.0流速1.31.31.32.62.62.12.3水泵安装高度的计算1水泵的安装高度，由Δh=Hg−Hz+V2/2g−Hs，得222V/2g−[i+εV/2gHs=Hg+V1/2g−Δh−Hz−Δh11其中，Δh为水泵样本中给出的必需气蚀余量，V1为水泵吸入口的流速；Hs为水泵的允许吸上真空高度；为修正后的允许吸上真空高度；22查表得Hg=10.12m•HOHz=0.17m•HO水泵处于非标况下工作，其修正后的允许吸上真空高度为："Hs=Hs-(10.3-Hg)-(Hz-0.24)=Hs-0.18+0.07=Hs－0.11(米)11"22又Hs=V/2g−Δh−0.11=9.84+V/2g−Δh，工程中，采用0.6+Δh"作为设计时的气蚀余量Δh。1对于300S58B水泵：Δh=0.6+3.9=4.5米，水泵吸入口的流速V=4Q/∏D2=2.79m/s1200S42水泵：Δh=0.6+3.8=4.4米，水泵吸入口的流速V=4Q/∏D2=2.54m/s 对于300S58B水泵：Zs