給水工程畢業(yè)設(shè)計(jì)模板

年4月19日給水工程畢業(yè)設(shè)計(jì)文檔僅供參考目錄目錄……………1中文摘要………………………2英文摘要………………………3TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 00800\h32概述 00801\h42.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與基本要求 00802\h42.2畢業(yè)設(shè)計(jì)成果 00803\h42.3設(shè)計(jì)緣由 00804\h52.4設(shè)計(jì)要求 00805\h53取水工程 00806\h93.1設(shè)計(jì)用水量的確定 00807\h93.2取水裝置設(shè)計(jì) 00808\h113.3取水泵房 00809\h144凈水廠的設(shè)計(jì)與計(jì)算 00810\h184.1概述 00812\h184.2水廠平面布置 00813\h184.3混凝劑的選擇、溶解和投加 00814\h194.4混合 00815\h224.5絮凝 00816\h234.6沉淀 00817\h324.7濾池選用及適用條件 00818\h354.8消毒方法的選擇 00819\h434.9清水池—水量調(diào)節(jié)設(shè)備計(jì)算 00820\h455水廠系統(tǒng)布置圖 00821\h465.1凈水廠系統(tǒng)區(qū)域地形圖設(shè)計(jì) 00822\h465.2凈水廠總平面布置 00823\h465.3凈水廠高程布置 00824\h486配水管網(wǎng)設(shè)計(jì) 00825\h506.1管網(wǎng)定線 00826\h506.2管網(wǎng)流量計(jì)算 00827\h50結(jié)論 00828\h75致謝 00829\h76參考文獻(xiàn) 00830\h77

某城市給水工程摘要：本次設(shè)計(jì)為某城市給水工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括三部分，即取水工程設(shè)計(jì)、給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和凈水廠設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，本次只進(jìn)行二水廠設(shè)計(jì)，二水廠取水河流為率水，取水地點(diǎn)位于河流彎道凹岸。根據(jù)水位變化情況，采用固定式取水構(gòu)筑物。又因月平均流量變化較大，故采用岸邊式取水構(gòu)筑物。由于水廠給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)同時(shí)也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其計(jì)算工作量大，計(jì)算過程比較繁瑣，因此采用C語言編制的管網(wǎng)平差程序進(jìn)行計(jì)算，大大提高了計(jì)算速度和計(jì)算結(jié)果的精確度。凈水廠處理工藝采用常規(guī)處理，即“混凝——沉淀——過濾——消毒”?；炷ɑ旌虾托跄齼刹糠?。混合是在靜態(tài)混合器中投加聚合氯化鋁，絮凝設(shè)備選用折板絮凝池，選用斜管沉淀池進(jìn)行沉淀，過濾設(shè)備采用普通快濾池，最后投加液氯進(jìn)行消毒。經(jīng)過凈水廠中各處理構(gòu)筑物處理后，出廠水能夠達(dá)到飲用水要求。關(guān)鍵詞：管網(wǎng)平差，取水工程，凈水廠設(shè)計(jì)

Abstract:Thisdesignisthewatersupplyengineeringofacity.Itmainlyincludesthreeparts:theintakeworks,thewaterpipenetworkdesignandthewatertreatmentplantdesign.Thegiveninformationisasfollows:intakewaterfromShuishuiwater,takewaterfromtheinnerbankandthewaterlevelchangeseverymonthalot.SoIchoosethewaterintake.Thewaterpipenetworkdesignismainlybasedonthegeographychartofthecityandthepositionsofthebigwaterconsumers.Afterarrangingthewaterpipenet,distributingflowinitially,smallpipewasusedwiththeaimofreducingthecostofthepipenetwork.Inordertosatisfytherequestofcustomertothewaterquantity,thewaterqualityandthewaterpressure,thepipe-net-optimizeprogramiswritten.Theprocesscraftinthewatertreatmentplantusesconventionalprocess,thatiscoagulation-sedimentation-filter-disinfection.Thecoagulationincludesthemixingandflocculatingprocesses,andmixingistoaddPACinthestaticstatemixturemachine.Theprocessofflocculationcarriesoninthegridflocculatingtank.Sedimentationcarriesoninaninclinedtubesedimenttank.Filteradoptsthecommonquickfilter.Intheendchlorineisaddedtodisinfect.Afteraseriesofprocessabove,watercanreachthestandardofdrinkingwater.Keywords:theintakeworksthewaterpipenetworkdesignthewatertreatmentplantdesign

1緒論隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，如何解決水資源的匱乏、安全問題一直是困擾水處理工作者的一個(gè)難題。給水工程中管網(wǎng)的設(shè)計(jì)布置是極其重要的。平差與優(yōu)化計(jì)算是做城市給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。手工計(jì)算十分繁瑣，而利用C語言程序進(jìn)行管網(wǎng)流量初分和管網(wǎng)平差計(jì)算較為方便。按照規(guī)定在地形圖上進(jìn)行管網(wǎng)定線，下來進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作結(jié)束時(shí)即可著手進(jìn)行管網(wǎng)流量初分與管網(wǎng)平差計(jì)算。另一方面，飲用水的安全問題也很重要，人們對(duì)源水進(jìn)行一系列處理后飲用。在20世紀(jì)初，飲用水凈化技術(shù)已基本上形成了現(xiàn)在被人們普遍稱之為常規(guī)處理工藝的處理方法，即：混凝、沉淀或澄清、過濾和消毒。這種常規(guī)的處理工藝之今仍被世界大多數(shù)國(guó)家所采用，是當(dāng)前飲用水處理的主要工藝。本設(shè)計(jì)中根據(jù)水源水質(zhì)分析，采用常規(guī)處理工藝，出水即可達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。本計(jì)算說明書主要說明水廠常規(guī)處理構(gòu)筑物的選型、選擇依據(jù)、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用條件以及具體構(gòu)筑物尺寸的計(jì)算及管網(wǎng)平差計(jì)算；水廠構(gòu)筑物的平面布置和高程布置，并附有相應(yīng)的計(jì)算示例圖。隨同本設(shè)計(jì)計(jì)算說明書有該城市給水工藝設(shè)計(jì)圖紙一套，其中包括：水廠平面布置圖和高程布置圖、取水構(gòu)筑物和取水泵站圖、給水廠主要處理構(gòu)筑物的工藝圖；管網(wǎng)最高時(shí)、消防時(shí)、事故時(shí)的流量初分程序與平差程序。

2概述2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與基本要求2.1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）給水工程總體布置；（2）水量計(jì)算，確定給水工程規(guī)模；（3）取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)；（4）泵站設(shè)計(jì)（取水泵站與送水泵站選做一個(gè)）；（5）配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)；（6）進(jìn)水廠工程設(shè)計(jì)；（7）投資估算（選做）。2.1.2基本要求（1）在地形圖上進(jìn)行管網(wǎng)定線，確定取水構(gòu)筑物和進(jìn)水廠位置；（2）計(jì)算城市總用水量，確定最高日設(shè)計(jì)用水量，計(jì)算最高日最高時(shí)用水量；（3）確定取水構(gòu)筑物的形式和規(guī)模并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制設(shè)計(jì)圖；（4）泵站設(shè)計(jì)要求對(duì)水泵進(jìn)行合理的選型和機(jī)組的搭配，詳細(xì)計(jì)算確定水泵安裝高程和機(jī)組平面布置；（5）按最高時(shí)，消防時(shí)，最不利管段損壞時(shí)三種工況進(jìn)行管網(wǎng)平差計(jì)算，按照供水可靠性要求進(jìn)行配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，同時(shí)要兼顧經(jīng)濟(jì)性和合理性要求，并繪制管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果圖。（6）完成進(jìn)水廠的設(shè)計(jì)，按照常規(guī)水處理工藝設(shè)計(jì)構(gòu)筑物，并繪制水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行進(jìn)水廠總體布置，繪制水廠總平面圖和水廠高程布置圖。（7）估算工程投資（選做）。2.2畢業(yè)設(shè)計(jì)成果1設(shè)計(jì)報(bào)告一份（3到4萬字）。2圖紙共7張給水工程總布置圖1張一號(hào)圖（繪在地形圖上）；管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果圖3張二號(hào)圖（最高時(shí)，事故時(shí)，消防時(shí)各1張）；泵站布置圖（或送水泵站布置圖）1張二號(hào)圖；凈水廠總布置圖（包括平面布置圖和高程布置）；任一水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖1張二號(hào)圖。3翻譯外文資料各一份，要求譯文≥5000漢字，并上交原文和譯文。2.3設(shè)計(jì)緣由某市地處皖南山區(qū)，是安徽到浙江、江西、福建等省的交通要道，該市公路比較發(fā)達(dá)，皖鐵路經(jīng)過該市，機(jī)場(chǎng)能起降諸如747型等世界上的大型客機(jī)，正在修建新安江船閘，使該市與杭州、蘇州等城市能水路通航，現(xiàn)正按照以旅游業(yè)為先導(dǎo)，工農(nóng)各業(yè)全面發(fā)展的旅游城市的方向建設(shè)，該市位于西江交匯之處，水量充沛，水質(zhì)良好，取水方便，故各大單位、廠、站多設(shè)自備水源，其總量達(dá)3.5萬噸/日，致使城市給水事業(yè)一直發(fā)展緩慢。1966年籌建一水廠，1969年投產(chǎn)。主要凈水構(gòu)筑物是一雙層濾料快濾池，設(shè)計(jì)能力為噸/日。多年來，雖幾經(jīng)挖潛改造，仍不能滿足城市發(fā)展的需要。該城市邊緣多處在夏季用水高峰時(shí)得不到供水，而且在每年五月洪水季節(jié)，出廠水的渾濁度甚高，市民們紛紛要求改進(jìn)供水狀況。因此，決定新建水廠一座，并重新規(guī)劃管網(wǎng)，原有水廠和管網(wǎng)廢棄。2.4設(shè)計(jì)要求（1）水廠按近期設(shè)計(jì)，要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展；（2）管網(wǎng)按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期管線的布置方式，但不作遠(yuǎn)期管網(wǎng)計(jì)算；2.4.1主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（1）規(guī)劃人口近期10萬人（市區(qū)），遠(yuǎn)期12萬人，供水普及率近期75%，遠(yuǎn)期80%。供水標(biāo)準(zhǔn)近期130升/人·日，遠(yuǎn)期150升/人·日。時(shí)變化系數(shù)為1.3。假定工業(yè)用水量遠(yuǎn)期增加80%,而且都集中在高峰期用水。（2）水廠占地按15～20畝（10000～13300平方米）考慮。（3）管網(wǎng)最不利點(diǎn)的水壓按24米水柱考慮。居住區(qū)按五層樓房計(jì)算。（4）水廠加混凝劑量取為20mg/L，加氯量取為1mg/L，混凝劑費(fèi)用為500元/噸，氯費(fèi)用550元/噸。（5）消防按2個(gè)火頭，每個(gè)火頭35L/S考慮，消防時(shí)最不利水壓為10m水柱。2.4.2原始資料（1）城市規(guī)劃圖（見城市地形參考圖，其比例尺為1:10000）（2）水源水質(zhì)表（3）工廠企業(yè)等用水量表（4）氣象資料氣溫：月平均值：最熱月28℃，最冷月2.1℃；極端值：最熱40.6℃，最冷-6.1℃。降雨量：年總量：1039.3mm月最大量204.4mm時(shí)最大量71.2mm相對(duì)濕度：最熱月平均82%，最冷月平均73%。最大積雪厚度為60mm，最大凍土厚度為20mm。主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東南風(fēng)，冬季西北風(fēng)。夏季平均風(fēng)速：距地面2m處1.7m/s；氣象臺(tái)測(cè)定為3.0m/s。（5）地質(zhì)水文資料地基承載能力為30T/m2，地下水位在地面以下1.6m。50年一遇的高水位為+128.30m，低水位為+122.25m。常年水位為122.68m，地面平整后的地坪標(biāo)高為129.00m（均指吳松基面）,河床底部標(biāo)高117.48m。新安江歷年最大流量為4480m3/s，最大月平均流量為363m3/s，最小月平均流量為13.0m3管網(wǎng)單位造價(jià)（元/米）表2-1管網(wǎng)單位造價(jià)D（mm）100200300400500600700800直接費(fèi)97.37168.8199.68297.99413.6545.59694.50970.31取水點(diǎn)水位圖圖2.1取水點(diǎn)水位圖

表2.2水源水質(zhì)MaxMin年平均值渾濁度（度）600930色度25510臭和味000PH值氨氯N（mg/L）0.02亞硝酸鹽氮N（mg/L）0.001總堿度（以CaCo3計(jì)）（mg/L）171100107總硬度（以CaCo3計(jì)）（mg/L）906873水溫（℃）32318鐵（mg/L）0.04猛微量細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/mL腸菌群（群/L）2380

3取水工程3.1設(shè)計(jì)用水量的確定某城市總用水量的計(jì)算，應(yīng)包括設(shè)計(jì)年限內(nèi)該給水系統(tǒng)所供應(yīng)的全部用水：綜合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；工業(yè)企業(yè)用水；澆灑道路和綠地用水；管網(wǎng)漏損水量；未預(yù)見用水；消防用水（水廠設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮此項(xiàng)）。3.1.1最高日綜合生活用水量Q1Q1=qNf（3.1）（1）綜合生活用水定額q：供水標(biāo)準(zhǔn)近期130升/人·日，遠(yuǎn)期150升/人·日；（2）設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃人口數(shù)N：規(guī)劃人口近期10萬人（市區(qū)），遠(yuǎn)期12萬人；（3）自來水普及率f供水普及率近期75%，遠(yuǎn)期80%；則：（3.1）（3.2）3.1.2工業(yè)企業(yè)用水量Q2由工程概況可知，工業(yè)用水量為各大用戶用水量之和,則：（3.3）（3.4）3.1.3澆灑道路和綠地用水量Q3澆灑道路和綠地用水量應(yīng)根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。本設(shè)計(jì)中城市澆灑道路和綠地用水量可按最高日綜合生活用水Q1的3%～5%，本設(shè)計(jì)取3%。則：（3.5）（3.6）3.1.4管網(wǎng)漏損水量Q4城鎮(zhèn)配水管網(wǎng)的漏損水量宜按最高日綜合生活用水量Q1、工業(yè)企業(yè)用水量Q2、澆灑道路和綠地用水量Q3之和的10%～12%計(jì)算，本設(shè)計(jì)取12%。則：（3.7）（3.8）3.1.5未預(yù)見用水量Q5未預(yù)見用水量應(yīng)根據(jù)水量預(yù)測(cè)時(shí)難以預(yù)見因素的程度確定，宜采用Q1～Q4水量之和的8%～12%，本設(shè)計(jì)取10%。則：（3.9）（3.10）3.1.6消防用水量根據(jù)規(guī)范，近期消防按2個(gè)火頭，每個(gè)火頭35L/s，滅火時(shí)間為2小時(shí)。（3.11）3.1.7給水廠的設(shè)計(jì)水量最高日用水量為：（3.12）3.1.8取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站設(shè)計(jì)流量（3.13）為最高日用水量，本次設(shè)計(jì)中有兩座水廠，一水廠與二水廠，給水流量比為3：7。本次設(shè)計(jì)二水廠，故最高日用水量為（3.14）為自用水量系數(shù)，設(shè)計(jì)中取1.08。為給水系統(tǒng)連續(xù)制水廠時(shí)數(shù)，設(shè)計(jì)中取24小時(shí)。（3.15）3.2取水裝置設(shè)計(jì)3.2.1取水裝置類型選擇根據(jù)資料采用地表水取水，本次設(shè)計(jì)只進(jìn)行二水廠設(shè)計(jì)。二水廠取水河流為率水，取水地點(diǎn)位于河流彎道凹岸，以減少泥砂和漂浮物。根據(jù)水位變化情況，采用固定式取水構(gòu)筑物，又因月平均流量變化較大，故采用岸邊式取水構(gòu)筑物。（1）岸邊取水構(gòu)筑物集水井設(shè)在岸邊，泵房建在離岸邊地質(zhì)條件較好的地方，但兩者盡量靠近，以縮短水泵吸水管長(zhǎng)度，并減少水泵引水啟動(dòng)所需時(shí)間。平面形狀：取水構(gòu)筑物一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。平面形狀有圓形、矩形、橢圓形等，圓形的結(jié)構(gòu)性能好，施工較方便，但水泵布置不如矩形方便。進(jìn)水孔；因?yàn)槁仕蛔兓刃?，因此?yīng)設(shè)一層進(jìn)水孔，進(jìn)水孔的大小應(yīng)盡量和標(biāo)準(zhǔn)的格柵以及閘門的尺寸相一致。格柵，格網(wǎng)：中國(guó)大部分河道河水中常有大量雜草，樹葉，樹枝，水草，塑料制品等漂浮物，因此取水口需設(shè)格柵，格網(wǎng)，加以攔截。進(jìn)水孔應(yīng)設(shè)置格柵和閘門閥，必要時(shí)應(yīng)有清理柵前積泥，漂浮物和防止冰絮阻塞的措施。為攔截經(jīng)過格柵的懸浮物，可在集水井內(nèi)設(shè)平板格網(wǎng)。(2)集水井集水井采用與泵房合建式，平面形狀為矩形，用于集水井聲度不大，也可大開槽施工。集水井由進(jìn)水室、格柵、格網(wǎng)和吸水室組成，也可聯(lián)結(jié)自流管或虹吸管。集水井上設(shè)操作平臺(tái)，并有閥門、格柵、格網(wǎng)等起吊裝置，在寒冷地區(qū)操作平臺(tái)可設(shè)在室內(nèi)，平臺(tái)以上的房屋高度應(yīng)按設(shè)備尺寸和起吊高度確定。（3）進(jìn)水室進(jìn)水室一般用隔墻分為兩格，以便檢修、清洗和排泥。取水量大時(shí)，可每臺(tái)泵一格，取水量小時(shí)可幾臺(tái)泵一格，據(jù)此確定進(jìn)水室分格數(shù)。岸邊取水構(gòu)筑物集水井一般每格有一進(jìn)水孔。當(dāng)河流水位變化不大時(shí)，采用單層進(jìn)水。（4）格柵設(shè)計(jì)1、在取水頭部或集水井的進(jìn)水孔處設(shè)置格柵以截?cái)r大塊漂浮物。格柵外形和進(jìn)水孔尺寸相同。2、進(jìn)水孔或過柵流速，岸邊式取水構(gòu)筑物因?yàn)闅鉁剌^高，因此選擇無冰絮時(shí)的流速0.4-11.0m/s。3、進(jìn)水孔或格柵面積：（3.16）設(shè)三個(gè)進(jìn)水孔，每個(gè)孔的面積為0.4m2根據(jù)常規(guī)資料，選用格柵尺寸800mm600mm，有效面積0.48m（式中：Q—單格取水頭部過柵流量；K1—柵條引起的面積減少系數(shù)，B=30～50mm，柵條凈距；s=10mm，柵條厚/直徑；K2—格柵堵塞系數(shù)，采用0.75；v0—取水頭部進(jìn)水口的水流速度，一般為0.2～0.6m/s，本設(shè)計(jì)取0.4m/s；）說明：格柵設(shè)于進(jìn)水孔兩側(cè)的導(dǎo)向槽中，以便上提清除殘留雜質(zhì)或檢修。進(jìn)水孔高程根據(jù)《室外給水排水規(guī)范》規(guī)定，最底層進(jìn)水孔下緣距水體底部的高度至少為0.5m；進(jìn)水孔上緣在設(shè)計(jì)最低水位下的深度取0.3m。4、經(jīng)過格柵的水頭損失為0.05-0.10m。（5）格網(wǎng)設(shè)計(jì)1、格網(wǎng)設(shè)在集水井內(nèi)，以攔截較小漂浮物，分平板格網(wǎng)和旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)兩種，平板格網(wǎng)放在進(jìn)水室和吸水室的格墻上，有鋼槽或鋼板制成的導(dǎo)槽，可放入格網(wǎng)。2、每臺(tái)泵的出水量小于1.5或水中漂浮物不多時(shí)，可用平板格網(wǎng)，大于3時(shí)可用旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)，流量在兩者之間均可選。3、平板格網(wǎng)面積：（3.17）（式中：Q—設(shè)計(jì)流量；K1—因網(wǎng)絲所減小的過水面積系數(shù)，設(shè)計(jì)中取0.64；K2—格柵堵塞后面積減小系數(shù)，采用0.5；v0—過網(wǎng)速度，一般為0.3～0.5m/s，本設(shè)計(jì)取0.5m/s；為水流收縮系數(shù)，設(shè)計(jì)中取0.7；）根據(jù)常見資料，選用格網(wǎng)面積為1500×1000，型號(hào)為C5的格網(wǎng)。4、平板格網(wǎng)的水頭損失一般采用0.1—0.20。5、一般需平行設(shè)置兩道平板格網(wǎng)，其中一道作為備用。6、應(yīng)有壓力沖洗管，水壓為0.25—0.3MP。3.2.2集水井高程布置集水井設(shè)一排進(jìn)水孔，進(jìn)水孔設(shè)于下部，它的下緣至少高出河底0.5m，其上緣至少應(yīng)在設(shè)計(jì)最低水位以下0.3m，此次設(shè)計(jì)河床底部標(biāo)高為117.48m，設(shè)下緣標(biāo)高為120.98m；設(shè)計(jì)最低水位為122.25m，上緣標(biāo)高為121.95m，集水井設(shè)為非淹沒式的，頂層操作平臺(tái)在最高洪水位時(shí)仍露出，以便于清理，它的高程由百年一遇的設(shè)計(jì)最高水位確定；泵房在渠道邊時(shí)為設(shè)計(jì)最高水位加0.5m；在江河邊時(shí)為設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m，必要時(shí)有防止浪爬高的措施，根據(jù)規(guī)定，泵站建筑物級(jí)別為1級(jí)，設(shè)計(jì)安全超高為0.7m，故操作臺(tái)的高程為128.30+0.5+0.7=129.5m；進(jìn)水間最低動(dòng)水位等于河流最枯水位剪去取水頭部到進(jìn)水間（包括格柵）的水頭損失，為122.25-0.05=122.2m；吸水間最低動(dòng)水位等于進(jìn)水間最低動(dòng)水位減去進(jìn)水間到吸水室（包括格網(wǎng)）的水頭損失，為122.2-0.1=121m；吸水間底部高程等于吸水間最低動(dòng)水位減去格網(wǎng)高度，再加0.3-0.5，故吸水間底部高程為121.2+1-0.5=120.7m。圖3.1吸水井布置圖3.2.3集水井布置此為臥式離心泵，采用吸水管450㎜，喇叭口直徑為D=(1.3-1.5)d=585-675㎜,設(shè)計(jì)中取600㎜，喇叭口高出井底h=（0.6-0.8）D=270-360㎜，設(shè)計(jì)中取300㎜，故喇叭口標(biāo)高為120.7+0.3=121.0m，喇叭口凈距l(xiāng)=（1.5-2.0）D=675-900㎜，設(shè)計(jì)中取至少大于0.7m，喇叭口與井壁凈距b=（0.75-1.0）D=338-450㎜，設(shè)計(jì)中取350m。集水井長(zhǎng)度=0.35×2+3.62×3+0.45=12.01m，凈寬為2.54m。3.3取水泵房3.3.1水泵的選擇取水構(gòu)筑物，一級(jí)泵站設(shè)計(jì)流量一級(jí)泵站總揚(yáng)程為：取水泵房輸水至凈水廠時(shí)的水泵揚(yáng)程H：（3.18）H1+H2水源最低水位與凈水構(gòu)筑物水面的幾何高度h1吸水管路總水頭損失，h2輸水管路水頭損失，h1+h2總估計(jì)為3mH=131.3-122.25+3=12.05m設(shè)計(jì)流量已知為Q=300.9L/s，經(jīng)后續(xù)計(jì)算一級(jí)泵站水泵揚(yáng)程H=12.05m。據(jù)此，參考相關(guān)規(guī)范常見設(shè)備，選取水泵250S24A型單級(jí)雙吸離心泵四臺(tái)，三用一備，其性能如下：流量為482m3/h，揚(yáng)程為17.4m，轉(zhuǎn)速為n=1450r/min，效率η=80%，氣蝕余量3.5m，軸功率28.6KW，電動(dòng)機(jī)型號(hào)YZ00L-4，功率30KW，滿載時(shí)電流56.8A，轉(zhuǎn)速1470r/min，效率因數(shù)0.87，額定轉(zhuǎn)矩2.2，重量310Kg。起吊設(shè)備選用，起吊設(shè)備選用CD10.5-6D型電動(dòng)葫蘆，主起升設(shè)備電動(dòng)機(jī)，最大輪壓2.01KN,總重115Kg，工字鋼型號(hào)16-28bGB706-65，起升高度6m，鋼絲繩長(zhǎng)15.1m，軌道最小曲率半徑1m。吸水管路與壓水管路計(jì)算：（3.19）吸水管路與壓水管路采用管徑DN450mm鋼管，則V=0.6m/s，1000i=0.769。吸水管路中的水頭損失：采用吸水管徑：D=450mm,L=5.4m,v=0.6m/s,1000i=0.769.沿程水頭損失：h=iL=0.769/1000×5.4×3=0.0126m,壓水管路中的水頭損失：采用壓水管徑：D=450mm,L=5.4m,v=0.6m/s,1000i=0.769沿程水頭損失：h=iL=0.769/1000×5.4×3=0.0126m，總水頭損失為0.025m設(shè)計(jì)中要考慮局部水頭損失，這里估算為0.18m。3.3.2水泵安裝高度（3.20）其中，hs——標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水泵的最大允許吸上真空高度，hs＝3.5mν——水泵吸入口流速，入口管徑取450mm，流速為0.6m/sh—吸水管的沿程和局部水頭損失之和，h=0.2m從而有ZS<3.3m，即水泵最大安裝高度為3.3m，取水泵的安裝高度為3.0m，由此可知水泵的布置高程為121.2+3.0＝124.2m，即水泵在地面下H2=129-124.2=4.8m。3.3.3水泵機(jī)組布置及泵房平面尺寸經(jīng)參考規(guī)范，設(shè)計(jì)采用橫向排列方式的機(jī)組布置，其優(yōu)點(diǎn)為：橫向布置雖然增長(zhǎng)泵房的長(zhǎng)度，但跨度可減小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，節(jié)省電耗。水泵凸出部分到墻壁的凈距A=最大設(shè)備的寬度加1m，查<<給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)11-常見設(shè)備>>，可知電動(dòng)機(jī)為最大設(shè)備其寬度為0.6m，故A=1.6m≈2m。出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距B應(yīng)按水管配件安裝的需要確定，考慮到水泵出水側(cè)是管理操作的主要通道，故B不宜小于3m，設(shè)計(jì)中取為3m。進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距D也應(yīng)根據(jù)管道配件的安裝要求決定，設(shè)計(jì)中取為2m。電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距，其值C=電機(jī)軸長(zhǎng)+0.5m，設(shè)計(jì)中取為2m。水泵基礎(chǔ)間凈距與C值相等，設(shè)計(jì)中取為2m。水泵機(jī)組的基礎(chǔ)：機(jī)組（水泵和電動(dòng)機(jī)）安裝在共同的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機(jī)組，使它運(yùn)行平穩(wěn)，不致發(fā)生劇烈振動(dòng)，更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷。臥式水泵均為快式基礎(chǔ)其尺寸大小查<<給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)11-常見設(shè)備>>可確定?；A(chǔ)長(zhǎng)度L=底座長(zhǎng)度+（0.15-0.2）m=1.42+0.2=1.62m?；A(chǔ)寬度B=底座螺孔間距（在寬度方向上）+（0.15-0.2）=0.8m?；A(chǔ)高度H=底座地腳螺釘?shù)拈L(zhǎng)度+（0.15-0.2）m，因?yàn)榈鬃啬_螺釘尺寸不知，基礎(chǔ)高度取為0.7m。根據(jù)以上計(jì)算泵房的長(zhǎng)度=10+1.62×4=16.48m，泵房的寬度=5+0.8=5.8m，變電器、配電間、值班室總面積設(shè)為5.8m×6m。3.3.4泵房高度的確定經(jīng)查閱相關(guān)規(guī)范《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第十一冊(cè)[常見設(shè)備]》，知250S24A型水泵的相關(guān)安裝尺寸為：泵的安裝總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1477mm，總寬度為600m由于水泵重量不大，泵房采用單軌吊車，從而泵房的計(jì)算高度為：（3.21）其中：a—吊車梁高度，取0.2m；b—滑車高度，0.4m；c—起重葫蘆在鋼絲繩吊緊情況下的長(zhǎng)度，取1.5m；d—起重繩的垂直長(zhǎng)度，水泵為0.85x，電動(dòng)機(jī)為1.2x，x為起重部件寬度，為0.85×0.6，取0.51m；e—最大一臺(tái)水泵或電動(dòng)機(jī)的高度，取1m；f—吊起物底部和最高一臺(tái)機(jī)組頂部的距離，一般應(yīng)大于0.5m，取0.7m；g—最高一臺(tái)水泵或電動(dòng)機(jī)至室內(nèi)地坪的高度，取1m。經(jīng)查閱《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第十一冊(cè)[常見設(shè)備]》，選用單軌小車，其起重高度為3-10米，起重量為1噸，高300mm，寬400mm。因?yàn)镠2>f+g從而，泵房的計(jì)算高度為：H=a+b+c+d+e+h+H2=0.2+0.4+1.5+0.51+1+0.4+2.25=6.25m其中，h為水泵安裝時(shí)離地安全高度，取h=0.4m。泵房高度圖大致如下所示：圖3.3泵房高度布置圖

4凈水廠的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1概述根據(jù)所給的資料，由于城市距地面水水源很近，在城市南側(cè)有新安江沿城一側(cè)流過，河流歷年最大流量4480m3/s，最大月平均流量為363m3/s，最小月平均流量13.0m34.2水廠平面布置水廠廠址的選擇，應(yīng)結(jié)合城市建設(shè)在整個(gè)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行全面規(guī)劃，綜合考慮，在選折廠址時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：1、廠址應(yīng)選擇在工程地址條件較好的地方，一般選在地下水位較低，承載力較大，濕陷性等級(jí)不高，巖石較少的地層，以降低工程造價(jià)和便于施工；2、水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施，水廠的防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，并留有適當(dāng)?shù)陌踩６龋?、水廠應(yīng)少占農(nóng)田或不占良田，并留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件；4、水廠應(yīng)設(shè)置在交通方便，靠近電源的地方，以利于施工管理，降低輸電線路的造價(jià)；5、當(dāng)取水地點(diǎn)距離用水區(qū)較近時(shí)，水廠一般設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近，一般與取水構(gòu)筑物建在一起。6、少拆遷，不占或少占良田；7、施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。因此設(shè)計(jì)水廠建于城市的西南角，靠近城市和水源地。水廠工藝流程選擇：給水處理方法和工藝流程的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等因素，經(jīng)過調(diào)查研究、必要的實(shí)驗(yàn)并參考相似條件下處理構(gòu)筑物的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定。城鎮(zhèn)水廠凈水處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒以及其它有害物質(zhì)成分，是凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。生活飲用水水質(zhì)應(yīng)符合下列基本要求：、水中不得含有病原微生物；、水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康；、水的感官性狀良好。中國(guó)衛(wèi)生部6月頒布的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定的生活飲用水質(zhì)檢查項(xiàng)目及限值見《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)3城市給水第二版》，對(duì)表之后，源水的色度，濁度超標(biāo)。根據(jù)查《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，此水屬于Π類水源。凈水工藝選擇，因?yàn)榇怂磳儆讦邦愃?，采用一般凈水工藝即可。選擇兩個(gè)方案：①地表水二次凈化工藝流程，②地表水一次凈化工藝流程。①：原水→混合→沉淀→過濾→清水池→二泵站→管網(wǎng)②：源水→混合→直接過濾→清水池→二泵站→管網(wǎng)因?yàn)樵疄樯较恿鞑捎靡环桨负线m。工藝流程為：源水→取水泵站→沉淀→過濾→清水池→二泵站→管網(wǎng)4.3混凝劑的選擇、溶解和投加4.3.1混凝劑的選取本設(shè)計(jì)采用聚合氯化鋁混凝劑。PAC特點(diǎn)為：凈化效率高，耗藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性能好，原水高濁度時(shí)尤為顯著；溫度適應(yīng)性高；pH使用范圍寬（可在pH為5～9的范圍內(nèi)），因而可不投加堿劑；使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好；設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好；設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本較三氯化鐵低；是無機(jī)高分子化合物。4.3.2藥劑投加量計(jì)算藥劑投加量根據(jù)原始資料已知，混合劑頭投加量為20mg/l常見藥劑投加方式有干投法和濕投法兩種。下表為兩者比較結(jié)果：表４.１投加方法比較投加法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)干投法設(shè)備占地小設(shè)備被腐蝕的可能性較小當(dāng)要求加藥量突變時(shí),易于調(diào)整投加量藥夜較為新鮮當(dāng)用藥量大時(shí),需要一套破碎混凝劑的設(shè)備混凝劑用量少時(shí),不易調(diào)節(jié)勞動(dòng)條件差藥劑與水不易混合均勻濕投法容易與原水充分混合不易阻塞入口,管理方便投量易于調(diào)節(jié)設(shè)備占地大人工調(diào)節(jié)時(shí)工作量較繁重設(shè)備容易受腐蝕當(dāng)加藥量突變時(shí),調(diào)整較慢本設(shè)計(jì)采用濕投法，其優(yōu)點(diǎn)為：容易與原水充分混合；不易阻塞入口，管理方便；投量易于調(diào)節(jié)。投加系統(tǒng)示意圖見圖4.1。藥劑（固體）藥劑（固體）溶解池溶液池?cái)嚢栌?jì)量、投加設(shè)備加水加水?dāng)嚢鑸D4.1混凝劑投加系統(tǒng)4.3.3藥劑溶解池和溶液池的計(jì)算本設(shè)計(jì)中水廠設(shè)計(jì)水量為Qd=24072m3/d＝1083.23m3/h=（1）聚合氯化鋁溶液池、溶解池容積的確定①聚合氯化鋁溶液池容積：（4.1）（μ—聚合氯化鋁最大投加量，取20mg/l；Q—處理水量，為1083.23m3B—溶液濃度，取15%；n—每日調(diào)節(jié)次數(shù)，取2次）（4.2）溶液池設(shè)兩個(gè)，每個(gè)有效容積為1.8m3溶液池為了便于投加藥劑，溶液池高程一般以設(shè)在地坪面以上為宜，超高設(shè)為0.3m，有效高度設(shè)為H=1.0m，溶液池實(shí)際尺寸為1.4m×1.0m×1.3m，池底坡度不小于0.02，底部設(shè)排孔管，采用機(jī)械攪拌。②聚合氯化鋁溶解池容積：W2=（0.2-0.3）W1=0.25×1.8=0.45m根據(jù)規(guī)范知：溶解池尺寸可設(shè)為0.8m×0.8m，池深H=0.8m，采用機(jī)械攪拌，采用的漿葉直徑為470mm，槳板深度為670mm，溶解池為了便于投加藥劑，溶解池高度一般以設(shè)在地坪以下為宜，池頂超出地坪0.2m。4.3.4藥劑投加系統(tǒng)藥劑的調(diào)制在水廠內(nèi)是勞動(dòng)強(qiáng)度較大的工作，為使加藥系統(tǒng)操作方便，除了布置合理外，還應(yīng)盡量提高機(jī)械化操作水平或采用水力調(diào)制，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)中，由于取水泵房距水廠較近，故采用泵房投加。投加系統(tǒng)示意圖見圖4.3。圖4.3泵房投加系統(tǒng)1—溶液池；2—溶解池；3—恒位箱4.4混合混合是將藥劑充分、均勻地?cái)U(kuò)散于水體的工藝過程，對(duì)于取得良好的混凝效果具有重要作用。混合的基本要求：混合設(shè)施應(yīng)使藥劑投加后水流產(chǎn)生劇烈紊動(dòng)，在很短時(shí)間內(nèi)使藥劑均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)水體；混合時(shí)間一般為10～60s；攪拌速度梯度G一般為600～1000s-1；混合設(shè)施與后續(xù)處理構(gòu)筑物的距離越近越好，盡可能采用直接連接方式；混合設(shè)施與后續(xù)處理構(gòu)筑物連接管道的流速可采用0.8～1.0m/s?；旌戏绞交痉譃閮纱箢悾核蜋C(jī)械。常見的水力混合有：水泵混合、管式靜態(tài)混合器混合、擴(kuò)散混合器混合、跌水混合和水躍混合等。本設(shè)計(jì)采用管式靜態(tài)混合器混合，其優(yōu)點(diǎn)為：設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便；不需土建構(gòu)筑物；在設(shè)計(jì)流量范圍，混合效果較好；不需外加動(dòng)力設(shè)備。缺點(diǎn)為：運(yùn)行水量變化影響效果；水頭損失較大；混合器構(gòu)造較復(fù)雜。管式靜態(tài)混合器是在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定葉片，使水流成對(duì)分流，同時(shí)產(chǎn)生渦漩反向旋轉(zhuǎn)及交叉流動(dòng)，從而獲得混合效果。這種混合器的每一單體同時(shí)發(fā)生分流、交流和旋渦三種混合作用，混合效果很好。該混合器的水頭損失與管道流速、分流板節(jié)數(shù)及角度等有關(guān)。管式靜態(tài)混合器的計(jì)算（4.3）每組混合器的處理水量為0.15m3/s，，水流流速取靜態(tài)混合器直徑為靜態(tài)混合器構(gòu)造示意圖如圖4.4。圖4.4管式靜態(tài)混合器1—原水管道；2—加藥管；3—混合單元體；4—靜態(tài)混合器4.5絮凝投加混凝藥劑并經(jīng)充分混合后的原水在水流作用下使微絮粒相互接觸碰撞，以形成更大絮粒的過程稱作絮凝，完成絮凝過程的構(gòu)筑物為絮凝池。4.5.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)及絮凝形式選擇（1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)①絮凝池形式的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)過試驗(yàn)確定；②絮凝池設(shè)計(jì)應(yīng)使顆粒有充分接觸碰撞的機(jī)率，又不致使已形成的較大絮粒破碎，因此在絮凝過程中速度梯度G或絮凝流速應(yīng)逐漸由大到??；③絮凝池要有足夠的絮凝時(shí)間，根據(jù)絮凝形式的不同，絮凝時(shí)間也有區(qū)別，一般宜在10～30min之間，低濁、低溫水宜采用較大值；④絮凝池的平均流速梯度G一般在30～60s-1之間，GT值達(dá)104～105，以保證絮凝過程的充分與完整；⑤絮凝池應(yīng)盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接；⑥為避免已形成絮粒的破碎，絮凝池出水穿孔墻的過孔流速宜小于0.10m/s；⑦應(yīng)避免絮粒在絮凝池中沉淀。（2）絮凝形式選擇絮凝設(shè)備與混凝設(shè)備一樣，可分為兩大類：水力和機(jī)械。由于本設(shè)計(jì)水廠設(shè)計(jì)水量較小，而且水量變化不大，故選擇折板絮凝池。該絮凝池優(yōu)點(diǎn)為：絮凝時(shí)間較短；絮凝效果好。缺點(diǎn)為：構(gòu)造較復(fù)雜；水量變化影響絮凝效果。4.5.2折板絮凝池設(shè)計(jì)要點(diǎn)折板絮凝池是利用在池中加設(shè)一些擾流單元以達(dá)到絮凝所要求的紊流狀態(tài)，使能量損失得到充分利用，停留時(shí)間縮短，折板絮凝池具有多種形式，常見的有多通道和單通道的平折板、波紋板等。折板絮凝池可布置成豎流或平流式。折板反應(yīng)池要設(shè)排泥設(shè)施。用于生活飲用水處理的折板材質(zhì)應(yīng)無毒。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：（1）豎流式平折板絮凝池是用于中、小水廠，折板可采用鋼絲網(wǎng)水泥板、不銹鋼或其它材質(zhì)制作；（2）平折板絮凝池一般分為三段（也可多于三段）。三段中的折板布置可分別采用相對(duì)折板、平行折板及平行直板；（3）各段的G和T值可參考下列數(shù)據(jù)：第一段（相對(duì)折板）：G=80s-1，t≥240s；第二段（平行折板）：G=50s-1，t≥240s；第三段（平行直板）：G=25s-1，t≥240s，GT值≥2×104；（4）折板夾角：可采用90°～120°；（5）折板寬度b：可采用0.5m左右，折板長(zhǎng)度：可采用0.8～1.5m；（6）第二段中平行折板的間距等于第一段相對(duì)折板的峰距。4.5.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（1）本設(shè)計(jì)水廠設(shè)計(jì)水量（包括水廠自用水）為：Qd=25997.75m3/d＝1083.23m3/h=（2）根據(jù)規(guī)范，絮凝時(shí)間為12-20min，絮凝時(shí)間取12min，分三段絮凝，第一、二段采用相對(duì)折板，第三段采用平行直板。折板布置采用單通道；流速梯度G要求由90s-1漸減至20s-1左右，絮凝池總GT值大于2×104；絮凝池有效水深H0，采用3.2m。4.5.4設(shè)計(jì)與計(jì)算絮凝池布置見圖4.5，分兩組，每組設(shè)計(jì)流量q為0.15m每段絮凝區(qū)分為串聯(lián)運(yùn)行的三格（見圖4.5）。圖4.5折板絮凝池設(shè)計(jì)水量Qd=25997.75m3/d＝1083.23m3/h=設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池設(shè)兩組，絮凝時(shí)間為12min；每組絮凝池流量Qd=25997.75/2m3/d＝1083.23/2m3/h=每組絮凝池容積W=Qt/60=108.323m3每組絮凝池面積f=W/H=108.323/3.2=33.85m3每組絮凝池凈寬絮凝池凈長(zhǎng)取7m，絮凝池凈寬B=f/L=4.8≈5m考慮到墻厚（采用鋼筋混凝土墻），外墻厚度采用300mm,,內(nèi)墻采用250mm,則凝池實(shí)際長(zhǎng)為7+0.3ⅹ2+0.25ⅹ8=9.6m。折板布置見圖4.5，板寬采用0.5m，夾角60°，板厚60mm。各段絮凝區(qū)計(jì)算如下：（1）第一段絮凝區(qū)：設(shè)通道寬為0.78m，設(shè)計(jì)峰速v1=0.25～0.35m/s，本設(shè)計(jì)采用0.34m/s，則峰距b1：b1=0.15/（0.34×0.78）=0.57m（4.4）谷距b2：b2=b1+2c=0.57+0.355×2=1.28m（4.5）側(cè)邊峰距b3：根據(jù)圖4.6布置草圖為（4.6）(B絮凝池的寬度，5m，t、c見折板計(jì)算示意圖）側(cè)邊谷距b4：b4=b3+c=1.3475+0.355=1.7025m（中間部分谷速v2：v2=0.15/（1.3475×0.78）=0.14m/s（滿足0.1～0側(cè)邊峰速v1′：v1′=0.15/（1.3475×0.78）=0.11m/s側(cè)邊谷速v2′：v2′=0.15/（1.7×0.78）=0.11圖4.6折板計(jì)算示意圖水頭損失計(jì)算：①中間部分：漸放段損失（4.8）（ξ1—漸放段阻力系數(shù)，取0.5）漸縮段損失：（4.9）（F1—相對(duì)峰的斷面積（m2）；F2—相對(duì)谷的斷面積（m2）；ξ2—漸縮段阻力系數(shù)，取0.1）圖4.5布置每格有6個(gè)漸縮和漸放，故每格水頭損失：h=6×（0.0024+0.0053）=0.0077m②側(cè)邊部分：漸放段損失：（4.10）漸縮段損失：（4.11）每格共6個(gè)漸縮和漸放，故h′=6×（0.00019+0.00045）=0.00396m③進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)上轉(zhuǎn)彎和二個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎處水深H4為0.6m，下轉(zhuǎn)彎處水深H3為0.9m，第一段絮凝區(qū)每格寬0.8m。進(jìn)口流速：v3取0.35m/s上轉(zhuǎn)彎流速：下轉(zhuǎn)彎流速：上轉(zhuǎn)彎ξ取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口ξ取3.0，則每格進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失h″為（4.12）④總損失：每格總損失：∑h=h+h′+h″=0.0462+0.00396+0.04165=0.09181m第一絮凝區(qū)總損失：H1=3×∑h=3×0.09181=0.27543m第一絮凝區(qū)停留時(shí)間：第一絮凝區(qū)平均G1值：（4.13）（2）第二段絮凝區(qū)：設(shè)通道寬為0.78m，設(shè)計(jì)峰速v1=0.25～0.35m/s，本設(shè)計(jì)采用0.2m/s，則峰距b1：b1=0.15/（0.2×0.78）=0.96m谷距b2：b2=b1+2c=0.96+0.355×2=1.67m側(cè)邊峰距b3：（4.14）側(cè)邊谷距b4：b4=b3+c=0.95+0.355=1.305m中間部分谷速v2：v2=0.15/（1.67×0.78）=0.12m/s側(cè)邊峰速v1′：v1′=0.15/（0.95×0.78）=0.2m/s側(cè)邊谷速v2′：v2′=0.15/（1.305×0.78）=0.15m/s水頭損失計(jì)算：①中間部分：漸放段損失：（4.15）（ξ1—漸放段阻力系數(shù)，取0.5）漸縮段損失：（4.16）漸縮段損失：（F1—相對(duì)峰的斷面積（m2）；F2—相對(duì)谷的斷面積（m2）；ξ2—漸縮段阻力系數(shù)，取0.1）每格有6個(gè)漸縮和漸放，故每格水頭損失：h=6×（0.00065+0.0016）=0.0135m②側(cè)邊部分：漸放段損失：（4.17）漸縮段損失：（4.18）每格共6個(gè)漸縮和漸放，故h′=6×（0.00045+0.0012）=0.0099m③進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失：共一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)上轉(zhuǎn)彎和二個(gè)下轉(zhuǎn)彎。上轉(zhuǎn)彎處水深H4為0.6m，下轉(zhuǎn)彎處水深H3為0.9m，第一段絮凝區(qū)每格寬0.78m。進(jìn)口流速：v3取0.35m/s上轉(zhuǎn)彎流速：下轉(zhuǎn)彎流速：上轉(zhuǎn)彎ξ取1.8，下轉(zhuǎn)彎及進(jìn)口ξ取3.0，則每格進(jìn)口及轉(zhuǎn)彎損失h″為（4.19）④總損失：每格總損失：∑h=h+h′+h″=0.0135+0.0099+0.04165=0.06505m第二絮凝區(qū)總損失：H2=3×∑h=3×0.06505=0.195m第二絮凝區(qū)停留時(shí)間：第一絮凝區(qū)平均G2值：（4.20）（3）第三段絮凝區(qū)：第三絮凝區(qū)采用平行直板布置見圖4.7。平均流速：0.05～0.1m/s，本設(shè)計(jì)取0.10m/s通道寬度：為0.78m水頭損失：共一個(gè)進(jìn)口及3個(gè)轉(zhuǎn)彎，流速采用0.10m/s，轉(zhuǎn)彎處阻力系數(shù)ξ：按180°轉(zhuǎn)彎損失計(jì)算，取3.0。則單格損失為第三絮凝區(qū)總水頭損失：H3=3×0.0061=0.0183m第三絮凝區(qū)停留時(shí)間：第三絮凝區(qū)平均G3值：表４.２各絮凝段主要指標(biāo)絮凝段絮凝時(shí)間（min）水頭損失（m）G（s-1）GT值第一絮凝段4.160.27543103.552.58×104第二絮凝段4.160.19556.71.42×104第三絮凝段4.160.018326.70.67×104合計(jì)18.10.48186.954.67×104（4.21）（4）各絮凝段主要指標(biāo)見表4.2。從上表可見，GT值≥2×104且G值完全符合設(shè)計(jì)要求。4.6沉淀4.6.1沉淀池的選擇固體顆粒在重力作用下從水中分離出來的過程即為沉淀。有絮凝作用而形成的具有良好沉降性能的大顆粒絮凝體。從絮凝池經(jīng)過整流段和穿孔墻進(jìn)入沉淀池后在沉淀池內(nèi)沉淀下來，是水得到澄清，沉淀淤泥由排泥設(shè)施排出。清水有集水系統(tǒng)收集后進(jìn)入后續(xù)處理構(gòu)筑物——濾池進(jìn)行過濾處理，為了保證濾池的正常進(jìn)行，沉淀池出水濁度一般在15度以下。沉淀池形式有許多種，采用哪種形式需進(jìn)行比較，以下是平流沉淀池與斜管（板）沉淀池的比較。本水廠采用斜管沉淀池，設(shè)計(jì)兩個(gè)沉淀池。表４.３沉淀池比較沉淀池形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件平流沉淀池優(yōu)點(diǎn)：1.造價(jià)較低2.操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單3.對(duì)原水濃度適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定4.帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)：1.占地面積大2.不采用機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥困難3.需維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備一般用于大、中型水廠優(yōu)點(diǎn)：1.沉淀效率高2.池體小，占地少缺點(diǎn)：1.斜管（板）費(fèi)用高2.對(duì)原水濁度的適應(yīng)性較平流池差3.不設(shè)機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥困難1.可用于各種規(guī)模水廠2.宜用于老沉淀池的改建，擴(kuò)建3.適用于需要保溫的低溫地區(qū)4單池處理水量不宜過大本水廠采用斜管沉淀池，設(shè)計(jì)兩個(gè)沉淀池。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①斜板沉淀池水流方向主要有上向流、側(cè)向流及下向流3種。②顆粒沉降速率ц大致為0.2－0.6mm/s③有效系數(shù)最小為0.2，一般在0.7-0.8之間④傾斜角θ，常見值為θ=50°－60°。⑤板距P，側(cè)向流斜板50－150mm，常見100mm，下向流為35mm4.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算①已知條件：每組設(shè)計(jì)流量：Q=0.15m3有效寬度為5m，顆粒沉降速度ц為0.4mm/s，清水區(qū)上升流速為0.3mm/s，斜管材料采用0.4mm塑料板熱壓成正六角形管，內(nèi)切圓直徑d=30mm，水平傾角θ=60°。②沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算清水區(qū)面積：（4.22）式中:F——沉淀池清水區(qū)表面積（m2）Q——流量（m3/s）q——沉淀池表面負(fù)荷率（m/s）F=0.15/0.003=50m其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按3%計(jì)算，實(shí)際清水區(qū)需要面積為：F=50×1.03=51.5為了配水均勻，采用清水區(qū)尺寸為5m×10.3m進(jìn)水區(qū)布置在5m長(zhǎng)的一側(cè)。斜管長(zhǎng)度斜管內(nèi)流速流速為：（4.23）（4.24）考慮至管段紊流、排泥等因素，過度區(qū)采用200mm，斜管總長(zhǎng)200+746=946mm，按1000mm計(jì)。沉淀池高度：斜管上的清水區(qū)高度不宜小于1.0m，較高的清水區(qū)有利于出水均勻和減少日照影響及藻類繁殖，故清水區(qū)高度取1.2m。配水區(qū)高度1.5m，穿孔排泥槽高0.80m，超高0.3m斜管的水平傾角常采用60°，因此斜管高度（4.25）沉淀池總高：H=0.3+1.2+0.87+1.5+0.80=4.67m沉淀池進(jìn)口采用穿孔墻，排泥采用穿孔管，集水系統(tǒng)采用穿孔集水槽。穿孔墻洞口流速Vk=0.1m/s,孔洞面積：（4.26）每個(gè)孔口尺寸定位10cm×10cm則孔口數(shù)為1.5/（0.1×0.1）=150個(gè)集水系統(tǒng)沿池長(zhǎng)方向布置10條穿孔集水槽，中間設(shè)一條集水渠，為施工方便槽底平坡集水槽中心距為：（4.27）每條集水槽長(zhǎng)（5—0.42）/2=2.29m每槽集水量為：q=0.15/(10×2)=0.0075m3根據(jù)<<給排水計(jì)算手冊(cè)>>得槽高為0.47m,槽寬0.13m,集水槽雙側(cè)開孔,孔徑為25mm,孔數(shù)26,孔距0.169m.集水渠每條集水渠的流量為0.15m/s,假定集水渠起端的水流截面為正方形,則渠寬為,為施工方便,槽底為平板,起端水深采用0.42m,考慮到集水槽水底進(jìn)入集水渠時(shí)應(yīng)自由跌水,跌落高度取0.08m,即集水槽底應(yīng)高于集水渠起端水面0.08m,同時(shí)考慮到集水槽頂與集水渠頂相平,則集水渠總高度為:H1=0.42+0.08+0.47=0.9出水管流速V2為1.2m,則直徑為400mm排水系統(tǒng)采用穿孔管排泥,穿孔管引水流垂直方向布置,共設(shè)10根,雙側(cè)排泥至集泥渠,集泥渠長(zhǎng)12m,BH為0.30.3孔眼采取等距布置,穿孔管長(zhǎng)5m,首末端集泥H0為0.5,查得Kw=0.72,取d=25mm,孔口面積f=0.00049,取孔距s=0.4m.孔眼數(shù)目為m=L/S-1=5/0.4-1=11.5.孔眼總面積為:（4.28）穿孔管端面積為:（4.29）穿孔管直徑為:（4.30）取直徑為150mm,孔眼自下和中垂線呈45°角,并排排列,采用氣動(dòng)快開式排泥閥。4.7濾池選用及適用條件國(guó)內(nèi)常見的濾池形式及其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件見表6.1。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水量較小，故選用普通快濾池。其構(gòu)造及布置見圖普通快濾池設(shè)計(jì)要點(diǎn)過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮物質(zhì)，從而使水得到澄清的工藝。要求進(jìn)水濁度一般在10度以下，濾出水濁度必須達(dá)到生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。過濾的功效不但在于進(jìn)一步降低水的濁度，而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨濁度的降低而被去除，至于殘留于濾后水中的細(xì)菌、病毒等在失去混濁物的保護(hù)或依附時(shí)，在濾后消毒過程中也將容易被殺死，為濾后消毒創(chuàng)造了條件。濾池的形式與選擇：本設(shè)計(jì)采用普通快濾池，即下向流，砂濾料的四閥式濾池。與其它池型相比，四閥濾池有以下優(yōu)點(diǎn)：有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；采用砂濾料，材料易得，價(jià)格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池身適中；可采用降速過濾，水質(zhì)較好。其缺點(diǎn)：閥門多，價(jià)格貴，閥門易損壞；必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備。普快濾池易于與自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合，適于新建大中型水廠使用。圖4.8普通快濾池平面布置圖普通快濾池設(shè)計(jì)要點(diǎn)① 當(dāng)要求水質(zhì)為飲用水時(shí)，設(shè)計(jì)濾速一般取8～10m/h② 濾料可采用石英砂、無煙煤，含雜質(zhì)少，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并有適當(dāng)?shù)目紫?，濾層厚度不少于700mm③ 濾層上面水深一般采用1.5～2.0m④ 濾層工作周期可采用12～24h，沖洗前水頭損失一般為2.0～2.5m⑤ 普通快濾池配水系統(tǒng)一般為大阻力配水系統(tǒng)，配水孔眼總面積與濾池面積之比為0.25﹪～0.3﹪⑥ 沖洗強(qiáng)度一般為12～15L/S·m24.7.2普通快濾池設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)水量：Qd=25997.52m3/d＝1083.23m3/h，濾速：v=沖洗強(qiáng)度：q=14L/（s·m2）沖洗時(shí)間為6min濾速：v=10m/s設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）濾池面積及尺寸：濾池工作時(shí)間為24h，沖洗周期為12h，濾池實(shí)際工作時(shí)間（式中只考慮反沖洗停用時(shí)間，不考慮排放初濾水時(shí)間），濾池面積為（4.30）采用濾池?cái)?shù)N=3，布置成單排，每個(gè)濾池面積為（4.31）單個(gè)濾池面積≤30m2，故濾池長(zhǎng)寬比：左右采用濾池尺寸：L=5.2m，B=3.5m校核強(qiáng)制濾速：（4.32）（2）濾池高度：支撐層高度：采用大阻力配水系統(tǒng)，H1采用0.45m濾料層高度：濾料采用雙層濾料,石英砂顆粒粒徑0.55,不均勻系數(shù)<0.2,厚度0.4m,無煙煤粒徑d=0.85mm,厚度0.3m,H2采用0.70m砂面上水深：H3一般為1.5～2.0m，本設(shè)計(jì)采用1.7m保護(hù)高度：H4一般采用0.30m故濾池總高：H=H1+H2++H3+H4=0.45+0.7+1.7+0.30=3.15m（3）配水系統(tǒng)（每只濾池）：4.9配水系統(tǒng)剖面圖①干管：干管流量：qg=fq=14×18.16=254.24L/s采用管徑：dg=500mm（干管應(yīng)埋入池底，頂部設(shè)濾池頭或開孔布置）干管始端流速：vg=1.29m/s（一般為1.0～1.5m/s，符合要求）②支管：支管中心間距：一般為0.25～0.3m，本設(shè)計(jì)取ag=0.25m每池支管數(shù)：每根支管入口流量：采用管徑：dj=65mm支管始端流速：vj=1.82m/s（一般為1.5～2.0m/s，符合要求）③孔眼布置：支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25%孔眼總面積：Fk=Kf=0.25%×18.16=0.0454m2=45400mm采用孔眼直徑：dg=9mm（一般為9～12mm）每個(gè)孔眼面積：孔眼總數(shù)：每根支管孔眼數(shù)：支管孔眼布置設(shè)二排，與垂線成45°夾角向下交錯(cuò)排列每根支管長(zhǎng)度：每排孔眼中心距：圖4.10支管孔眼布置圖④孔眼水頭損失：支管壁厚采用：δ=5mm流量系數(shù)：μ0.65水頭損失：（4.33）⑤復(fù)算配水系統(tǒng)：支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60，則（4.34）孔眼總面積與支管總橫截面積之比小于0.5，則（4.35）干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.75～2.0，則（4.36）孔眼中心距應(yīng)小于0.2，則ak=0.176＜0.2m（4）洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距，一般為1.5～2.1m，本設(shè)計(jì)采用a0=1.7m排水槽根數(shù)：排水槽長(zhǎng)度：l0=L=5.2m每槽排水量：q0=ql0a0=14×5.2×1.7=123.76L采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面。見圖6.2槽中流速，采v0=0.6m/s槽斷面尺寸：（4.37）排水槽底厚度，采用δ=0.05m砂層最大膨脹率：e=45%砂層厚度：H2=0.7m洗砂排水槽頂距砂面高度：He=eH2+2.5x+δ+0.075=0.45×0.7+2.5×0.23+0.05+0.075=1.015m洗砂排水槽總平面面積：F0=2xl0n0=2×0.25×5.2×2=5.2m復(fù)算：排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則（4.38）（5）濾池各種管渠計(jì)算：①進(jìn)水：進(jìn)水總流量：Q1=12998.76m3/d＝0.15m采用進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=0.5m，水深為0.3m渠中流速：v1=1.0m/s（一般為0.8～1.0m/s，符合要求）各個(gè)濾池進(jìn)水管流量：采用進(jìn)水管直徑：D2=250mm管中流速：v2=1.0m/s（一般為0.8～1.0m/s，符合要求）②沖洗水：沖洗水總流量：Q3=qf=14×18.16=0.254m3采用管徑：D3=400mm管中流速：v3=2.0m/s（一般為2.0～2.5m/s，符合要求）③清水：清水總流量：Q4=Q1=0.15m3清水渠斷面：同進(jìn)水渠斷面（便于布置）每個(gè)濾池清水管流量：Q5=Q2=0.05m3采用管徑：D5=250mm管中流速：v5=1.0m/s（一般為0.8～1.2m/s，符合要求）④排水：排水總流量：Q6=Q3=0.254m3排水渠斷面：寬度B6=0.6m，渠中水深為0.4m渠中流速：v6=1.06m/s（一般為1.0～1.5m/s，符合要求；為便于布置可采用同進(jìn)水渠斷面）水頭損失計(jì)算水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和h1=1.0m配水系統(tǒng)水頭損失：采用的是管式大阻力配水系統(tǒng)，按孔口的平均水頭損失計(jì)算，可采用（4.39）經(jīng)礫石支承層水頭損失：（4.40）濾料層水頭損失：（4.41）濾料的相對(duì)密度，石英砂為2.65；濾料膨脹前的孔隙率，石英砂為0.41水的相對(duì)密度濾層膨脹前厚度富余水頭：（7）沖洗水箱（或水泵）：沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽面：H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.7+0.1385+0.68+1=6.5m4.8消毒方法的選擇常見的消毒方法有氯、二氧化氯、臭氧、紫外線等。采用氯消毒經(jīng)濟(jì)有效，且余氯具有持續(xù)消毒作用。常見消毒方法如表4-4。表4-4常見消毒方法方法分子式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件優(yōu)點(diǎn)：1、具有余氯的持續(xù)消毒作用2、價(jià)值成本較低液Cl23、操作簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確氯4、不需要龐大的設(shè)備液氯供應(yīng)方便的地方缺點(diǎn)：1、原水有機(jī)物高時(shí)會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯化物2、原水含酚時(shí)產(chǎn)生氯酚味3、氯氣有毒，使用時(shí)需注意安全，防止漏氯優(yōu)點(diǎn)：1、不會(huì)生成有機(jī)氯化物二2、較自由氯的殺菌效果好氧化ClO33、具有強(qiáng)烈的氧化作用，可除臭、去色、氧化錳、鐵等物質(zhì)氯4、投加量少，接觸時(shí)間短，余氯保持時(shí)間長(zhǎng)適用于有機(jī)污染嚴(yán)重時(shí)缺點(diǎn)：1、成本較高2、一般需現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)制取使用3、制取設(shè)備較復(fù)雜4、需控制氯酸鹽和亞氯酸鹽等副產(chǎn)物優(yōu)點(diǎn)：紫1、殺菌效率高，需要的接觸時(shí)間短外線2、不改變水的物理、化學(xué)性質(zhì)，不會(huì)生成有機(jī)氯化物和氯酚味適用于工礦企業(yè)，集中用戶用水，不適用消缺點(diǎn)：管路過長(zhǎng)的供水毒1、沒有持續(xù)的消毒作用，易受重復(fù)污染2、電耗較高、燈管壽命還有待提高由于本設(shè)計(jì)水量較小，而且在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上加設(shè)了臭氧—生物活性炭深度處理工藝，出水水質(zhì)好，有機(jī)物含量低，可直接使用液氯消毒。4.8.1液氯投加的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）投加氯氣裝置必須注意安全，不允許水體與氯瓶直接相連，必須設(shè)置加氯機(jī)；（2）液氯氣化成氯氣的過程需要吸熱，可采用淋水管噴淋；（3）氯瓶?jī)?nèi)液氯的氣化及用量需要監(jiān)測(cè)，除采用自動(dòng)計(jì)量外，較為簡(jiǎn)單的辦法是將氯瓶放置在磅秤上。4.8.2液氯消毒的設(shè)計(jì)與計(jì)算加氯量計(jì)算（1）已知條件：水廠設(shè)計(jì)水量Qd=1083.23m3一般濾后加氯為0.5～1.0mg/L，設(shè)計(jì)加氯量按最大用量確定，故本設(shè)計(jì)取a=1.0mg/L；（2）加氯量Q計(jì)算Q=0.001aQd=0.001×1×1083.23=1.0832kg/h氯與水接觸時(shí)間不小于30min，本設(shè)計(jì)取40min。儲(chǔ)氯量計(jì)算儲(chǔ)氯量：G=30×24×1.08323=779.904kg/月（一般按最大用量的15～30d計(jì)算，本設(shè)計(jì)為30d）。設(shè)計(jì)采用容量為500kg的焊接液氯鋼瓶（其外形尺寸為Φ600，H=1.8m），共兩只。另設(shè)中間氯瓶一只，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)，還可防止水流入氯瓶?jī)?nèi)。為保證氯消毒時(shí)的安全和計(jì)量正確，采用加氯機(jī)投氯，本設(shè)計(jì)選用2J型-2轉(zhuǎn)子加氯機(jī)兩臺(tái)，交替使用。加氯量0.5-9㎏/h,外型尺寸寬×高=330×370。4.8.3加氯間布置的注意事項(xiàng)（1）加氯間一般應(yīng)設(shè)在靠近投加地點(diǎn)；（2）在加氯間出入處，應(yīng)設(shè)有工具箱、搶修用品箱及防毒面具等。照明和通風(fēng)設(shè)備的開關(guān)應(yīng)設(shè)在室外；（3）加氯間應(yīng)設(shè)有磅秤作為校核設(shè)備，磅秤面宜與地面相平，便于放置氯瓶；（4）加氯間及氯瓶間應(yīng)設(shè)置每小時(shí)換氣12次的通風(fēng)設(shè)備，通風(fēng)管材應(yīng)考慮防氯腐蝕。排氣孔應(yīng)設(shè)在低處；（5）液氯倉(cāng)庫應(yīng)設(shè)置漏氯報(bào)警儀。4.9清水池—水量調(diào)節(jié)設(shè)備計(jì)算4.9.1清水池有效容積計(jì)算由于缺乏制水曲線和供水曲線資料，且小區(qū)供水配水管網(wǎng)中無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，故清水池有效容積Wc可按最高日用水量的10～20%考慮，即：Wc=（10～20%）Qd，本設(shè)計(jì)取Wc=0.2Qd=0.2×34388.81≈6877.762m3,清水池分設(shè)2個(gè)，H=4m矩形鋼筋混凝土水池，尺寸為L(zhǎng)×B=25m×32m，H=4m。4.9.2清水池配管及布置（1）清水池應(yīng)適當(dāng)布置，保證池水能經(jīng)常流通，避免死水區(qū)。進(jìn)、出水管一般分開設(shè)置在不同部位，促使水流循環(huán)；（2）進(jìn)水管標(biāo)高應(yīng)考慮避免由于池中水位變化而形成進(jìn)水管的氣阻，可將進(jìn)水管在進(jìn)池后用彎管下彎。溢流管直徑和進(jìn)水管相同，管上不裝閥門，管端有喇叭口，出口應(yīng)設(shè)漁網(wǎng)罩，防治蟲類進(jìn)土池內(nèi)；（3）清水池全部為地下式，考慮將溢流管先經(jīng)溢流井，在通至排水井，以防清水受到污染；（4）清水池覆土厚度一般為0.5～1.0m；