武汉市白鹤嘴水厂工程设计--本科论文毕业设计.docx

延安大学西安创新学院本科专业应用技能实训 单位代码：006 分 类 号：TU延安大学西安创新学院本科论文毕业设计题 目： 武汉市白鹤嘴水厂工程设计 系部名称： 建工系 专业名称： 给水排水工程 学生姓名： 杨 勇 学生学号： 1045162028 指导老师： 逯延军 毕业时间： 二一四年六月 武汉市白鹤嘴水厂工程设计摘要：武汉市白鹤嘴水厂以汉江水为水源，设计规模50104 m3/d（分两期建设），一期工程（25104 m3/d）。武汉市白鹤嘴水厂是20世纪90年代为了解决武汉市汉口地区的供水不足而兴建的大型水厂，设计规模为50104 m3/d（分两期建设），一期工程（25104 m3/d）取水点位于汉江武汉慈赫段白鹤嘴微弯河段凹岸，设计最高水位（1）为黄海高程（27.87 m），最低水位为10.80 m（99）。原水水质符合GB38382002地表水环境质量标准建成投产后，运行良好，出水水质达到了生活饮用水卫生标准GB 5749-2006。根据长江流域规划科学研究局水文局科研室及河流室对汉江慈赫段河势变化，冲淤变化及水源地选择提出的分析报告，认为白鹤嘴水厂取水点位于慈惠敦弯道凹岸，主流深槽常年贴岸，水深岸陡，受汉江堤防和白鹤嘴头约束，岸坡稳定，具有良好的取水条件，是理想的取水点，水源水质优于下游百年老厂宗关水厂。净水处理时，确定净水工艺流程，接着进行处理构筑物及设备的选型。确定取水构筑物，进行格栅计算、自流管计算、集水井计算、泵房设计及配水井的设计计算。接着进行混凝沉淀的设计，包括进行混凝剂的选择、混凝剂的投加、溶液池体积、溶解池容积、溶液池鼓风设备、投药管、药剂仓库、计量投加设备及管式静态混合器的选择及校核。选用隔板絮凝池、平流沉淀池、普通快滤池，接着进行絮凝池、平流沉淀池及滤池的设计计算。此外还包括消毒、清水池、泵房、平面布置（包各构筑物尺寸和辅助构筑物）的计算及高程布置的计算。关键词：白鹤嘴水厂；取水工程；净水工程 Design of Wuhan white crane mouth water作者 杨勇指导老师：逯延军延安大学西安创新学院 建筑工程系 给排水1002班摘要：武汉市白鹤嘴水厂以汉江水为水源，设计规模50104 m3/d（分两期建设），一期工程（25104 m3/d）。Abstract: Wuhan white crane mouth water in Hanjiang River as water source, the scale of the design of 50 104 m3/d (two building), a phase of the project (25 104 m3/d).武汉市白鹤嘴水厂是20世纪90年代为了解决武汉市汉口地区的供水不足而兴建的大型水厂，设计规模为50104 m3/d（分两期建设），一期工程（25104 m3/d）取水点位于汉江武汉慈赫段白鹤嘴微弯河段凹岸，设计最高水位（1）为黄海高程（27.87 m），最低水位为10.80 m（99）。原水水质符合GB38382002地表水环境质量标准建成投产后，运行良好，出水水质达到了生活饮用水卫生标准GB 5749-2006。根据长江流域规划科学研究局水文局科研室及河流室对汉江慈赫段河势变化，冲淤变化及水源地选择提出的分析报告，认为白鹤嘴水厂取水点位于慈惠敦弯道凹岸，主流深槽常年贴岸，水深岸陡，受汉江堤防和白鹤嘴头约束，岸坡稳定，具有良好的取水条件，是理想的取水点，水源水质优于下游百年老厂宗关水厂。Wuhan white crane mouth water plant is large water plant in twentieth Century 90 years in order to solve the Hankou area of Wuhan city water supply and the construction, design size of 50 104 m3/d (two building), a phase of the project (25 104 m3/d) located in the Hanjiang River water intake point Wuhan Ci Hector segment crane mouth slightly curved river segments concave, the highest water level design (1%) for the elevation of the Yellow Sea (27.87 m), the lowest level of 10.80 m (99%). The raw water quality conforms to the GB3838 - 2002 surface water environment quality standard completed and put into production, runs well, the effluent quality can meet the drinking water health standards GB 5749-2006. According to the research department in the Yangtze River Basin Planning Office of Scientific Research Bureau of hydrology and river of CI he reach of Hanjiang River Regime Variation, scouring and silting and water analysis report, said Bai He Zui waterworks water intake point is located in the concave bank, Wheaton, mainstream deep groove perennial close to shore, the depth of steep shore, the river levee and white crane tip constraint the stability of the slope, with water, good water, is ideal, water quality is better than that of the downstream century old plant water related cases. Water treatment, to determine the process flow of clean water, then the selection of treatment structures and equipment. Determine the water intake structures of grid computing, gravity pipe, calculation, design and calculation of water pump design and calculation, with wells. Then the mixture design of coagulation and sedimentation, including the choice of the coagulant, coagulant, solution pool volume, dissolved pool volume, solution tank blast equipment, pipe, chemical warehouse, dosing metering dosing equipment and tubular static mixer selection and verification. The baffled flocculation tank, horizontal flow sedimentation tank, ordinary filter, design calculation, followed by flocculation pool horizontal flow sedimentation tank and filter. In addition, including disinfection, clean water tank, pump, layout (including the structure size and auxiliary structures) calculation and elevation layout关键词：白鹤嘴水厂：取水工程：净水工程Keywords: crane mouth water；water intake engineering；water purification project;武汉市白鹤嘴水厂的设计目录1概述11.1毕业设计的目的11.2水厂厂址选择的一般原则11.3设计原则11.4水处理方案的选择21.5方案确定21.6工程项目规模及内容22构筑物设计计算22.1配水井22.2管式静态混合器32.3药剂混合32.3.1设计计算42.3.2投药设备的选择52.4药剂仓库52.4.1设计计算52.5隔板絮凝池52.5.1设计水量52.5.2设计计算52.6沉淀池102.6.1设计流量的确定102.6.2平面尺寸计算102.6.3进出水系统112.7滤池142.7.1设计要点142.7.2设计参数得确定152.7.3设计计算152.7.4校核强制滤速162.7.5滤池高度的确定162.7.6水封井的设计162.7.7滤池管渠的布置192.7.8V 形槽的设计212.8清水池222.8.1平面尺寸计算222.8.2管道系统232.8.3清水池布置252.8 加氯间和氯库262.8.1加氯量计算262.8.2加氯设备的选择262.8.3加氯间和氯库布置273二级泵房283.1泵的选择283.2设计与计算283.3起重设备的选择293.4泵房高度计算294厂区附属构筑物设计305构筑物高程计算305.1水处理构筑物高程计算305.1.1管渠水力计算305.1.2给水处理构筑物高程计算326水厂布置336.1水厂的平面布置336.2水厂构筑物336.3 平面布置346.4厂区道路布置346.5 厂区绿化布置346.6水厂管线布置356.7水厂的高程布置35参考文献36致 谢371概述1.1毕业设计的目的武汉市白鹤嘴水厂是20世纪90年代为解决武汉市汉口地区供水不足而兴建的大型水厂，分两期建设。水厂建成后在长江中游地区为示范性大中型水厂。通过对城市自来水处理工程的设计，使学生掌握给水处理工艺的技巧和方法，熟悉并掌握本专业的设计工作的内容和方法，巩固所学的专业理论知识，将所学理论知识运用到实践中去，为以后的实际工作打下扎实的专业基本功。1.2水厂厂址选择的一般原则水厂厂址的选择，应根据下列要求，通过技术经济比较确定。给水系统布局合理；不受洪水威胁；有较好的废水排除条件；有良好的工程地质条件；有良好的卫生条件，便于设立卫生防护地带；少拆迁、不占或少占良田；施工、运行和维护方便。1.3设计原则本工程设计遵循的主要设计原则有：（1）以批准的城镇总体规划和给水专业规划为主要依据，水源选择、净水厂位置、输配水管线路等的确定应符合相关专项规划的要求。（2）从全局出发，综合考虑水资源的节约、水生态环境保护和水资源的可持续利用，正确处理各种用水的关系，符合建设节水型城镇的要求。（3）给水工程设计应贯彻节约用地原则，合理利用土地资源。建设用地指标应符合城市给水工程项目建设标准的有关规定。（4）给水工程应按远期规划、近远期结合、以近期为主的原则进行设计。近期设计年限采用510年，远期规划设计年限采用1020年。（5）给水工程中构筑物的合理设计使用年限为50年，管道及专用设备的合理设计使用年限按材质和产品更新周期经技术经济比较确定。（6）以提高供水安全可靠性和供水水质，降低能耗、药耗、水耗，节约能源和资源，优化运行管理，提高科学管理水平，降低运行操作人员的劳动强度，降低工程造价和运行成本，增加经济效益为主旨，在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极采用行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。（7）给水系统的选择应根据当地地形、水源情况、城镇规划、供水规模、水质及水压要求，以及原有给水工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。 （8）生活用水的给水系统，其供水水质必须符合现行的生活饮用水卫生标准的要求，专用的工业用水给水系统，其水质标准应根据用户的要求确定。1.4水处理方案的选择根据上述论证，营口市水处理工程可形成两个基本方案，具体方案见下图：原水管式静态混合器往复式隔板絮凝池平流沉淀池V型滤池清水池二泵房用户。原水管式静态混合器机械搅拌澄清池普通快滤池清水池二泵房用户。1.5方案确定通过综合技术经济比较可见，第一套方案更具有综合优势，近期采用该方案。1.6工程项目规模及内容（1）设计水量一期工程设计供水量：25万m3/d；（2）出水水质出水水质达到生活饮用水卫生标准。2构筑物设计计算2.1配水井设计流量考虑虹吸管事故时调节的时间虹吸管淹没与动水位以下的深度为配水井直径为2.2管式静态混合器设计中选用管式静态混合器管式静态混合器直径：式中：静态混合器直径（）设计水量（） 水流速度（），一般为左右设计中取 水流经过静态混合器的水头损失为：计算草图如下：图2.1 静态混合器2.3药剂混合设计流量选用碱式氯化铝为混凝剂碱式氯化铝的优点：（1）碱式氯化铝净化效率高，耗药量少，出水浊毒低，色度小，过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。（2）温度适应性强，pH适应范围宽（可在pH=59的范围内），因而可不投加碱剂。（3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。（4）设备简单，操作方便，成本低。2.3.1设计计算（1）溶液池的容积式中：溶液池容积（） 设计处理水量（） 混凝剂最大投加量（）设计中取 混凝剂的浓度，一般采用 设计中采用 每日制剂次数，一般不超过3次，设计中取溶液池分两格，每格有效容积为，有效高度为，超高为，每格尺寸为（2）溶解池容积计算溶解池为溶液池容积的0.3倍，即式中：溶液池容积溶解池容积溶解池分两格，每格容积为，有效高度取，超高为，每格尺寸为，池底坡度采用2.5%2.3.2投药设备的选择采用计量加药泵，泵型号J-Z8000/1.3，选用三台其中一台备用。加药间的平面尺寸为。2.4药剂仓库已知条件，混凝剂为碱式氯化铝，每袋质量是40kg每袋规格是，投药量为，水厂设计水量，药剂堆放高度为，药剂储存期为15天2.4.1设计计算碱式氯化铝袋数有效堆放面积为仓库面积尺寸为2.5隔板絮凝池设计中采用往复式隔板絮凝池2.5.1设计水量式中：单池设计水量（） 水厂设计水量 池数（个）设计中取 2.5.2设计计算（1）絮凝池有效容积 式中：絮凝池有效容积（） 设计单池处理水量（） 絮凝时间（）设计中取 考虑到与平流式沉淀池合建，池宽取，水深（2）絮凝池长度 式中：絮凝池有效长度（） 有效水深（） 絮凝池宽度（）设计中取超过为，（3）隔板间距流速分6段：，式中：第一段隔板间距（） 单池处理水量（） 第一段内流速（） 池内有效水深（）设计中取 设计中： 实际流速为 实际流速为 实际流速为 实际流速为 实际流速为 实际流速为 每一种间隔采取5条，则廊道总数为30条，水流转弯次数为29次，则池子长度为：隔板厚按 计，则池子总长为（4）水头损失计算式中：第i段廊道内水流速度（） 第i段廊道内转弯处水流速度（） 第i段廊道内水流转弯次数 隔板转弯处的局部阻力系数，往复式隔板 第i段廊道总长度（） 第i段廊道过水断面水力半径（） 流速系数，随水力半径和池底及池壁粗糙系数决定，通常曼宁公式 絮凝池为钢混结构，水泥砂浆抹面，粗糙系数，其他段计算结果如下： 廊道转弯处的过水断面积为廊道断面积的1.21.5倍，设计中取1.4倍，则各段转弯处流速式中：第i段转弯处流速（） 单池处理水量（） 池内水深（）各段水头损失结果列于下表：表2.1 构筑物损失一览表段数15600.310.3250.45563.34006.90.0925600.340.2840.39864.34134.50.06835600.420.2270.31866.64435.60.04345600.450.2070.28967.34529.30.03555600.520.1750.24569.047610.02564480.610.1420.19970.85012.60.013合计（5）GT值计算（时）式中：水的密度（） 总水头损失（） 水的动力粘度（） 在范围内。絮凝池计算草图如下：图2.2 往复式隔板絮凝池2.6沉淀池设计中采用平流式沉淀池，设4座2.6.1设计流量的确定式中：单池设计水量（）2.6.2平面尺寸计算（1）沉淀池有效容积式中：沉淀池的有效容积（） 停留时间（），设计中取（2）沉淀池长度 式中：沉淀池长度（） 水平流速（），设计中取（3）沉淀池宽度式中：沉淀池宽度（）沉淀池有效深度（），设计中取 设计中取12沉淀池长度L与宽度B之比为L/B=144/12=124，满足要求。长度与深度之比144/3.5=41.110，满足要求复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数式中：弗劳德数 水力半径（），水流断面积（）湿周（）重力加速度（）设计中 弗劳德数介于0.00010.00001之间，满足要求2.6.3进出水系统（1）沉淀池进水部分设计沉淀池的配水，采用穿孔花墙进水方式，则孔口的总面积为：式中：孔口总面积（）孔口流速（），设计中取每个孔口的尺寸定为，则孔口数为334个，进口水头损失为：式中：进口的水头损失（）局部阻力系数，设计中取 为了安全此处取为0.05m（2）沉淀池出水部分设计沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形，溢流堰总长式中：溢流堰长度（） 溢流堰的堰上负荷，设计中取出水堰采用指形堰，共设5条，双侧集水，汇入出水总渠。出水渠起点水深：式中：出水渠起点水深（）渠道宽度（），设计中取出水渠道的总深度为1.0m，跌水高度为0.13m，渠道内的水流速度为：式中：渠内水流速度（）沉淀池的出水管管径初定为DN1000，此时管内流速为：式中：管道内水流速度（）D出水管管径（）（3）沉淀池放空管式中：放空管管径（）放空时间（），设计中取设计中取放空管管径为DN600（4）排泥系统设计选用型桁架式吸泥机，行走速度为，工作桥宽度为，吸泥车轮距为（5）沉淀池总高度式中：沉淀池超高（）设计中取沉淀池污泥斗高度（）设计中取计算草图如下：图2.3沉淀池计算草图2.7滤池设计中采用V型滤池四座2.7.1设计要点（1）滤速可达，一般为（2）采用单层加厚均质滤料，粒径一般为，允许扩大到，不均匀系数为或之间。（3）对于滤速在之间的滤池,其滤层厚度在之间选用,对于更高的滤速还可相应增加。（4）底部采用带长柄滤头底板的排水系统,不设砾石承托层。（5）反冲洗一般采用气冲，气水同时反冲和水冲三个过程，大大节省反冲洗水量和电耗，气冲强度为，清水冲洗强度为，表面扫洗用原水，一般为。（6）整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀,在反冲洗过程中滤料层不膨胀,不发生水力分级现象,保证深层截污,滤层含污能力高。（7）滤层以上得水深一般大于，反冲洗时水位下降到排水槽顶，水深只有。（8）V型进水槽和排水槽分设于滤池的两侧,池子可沿着长的方向发展,布水均匀V 型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V 型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约），粒径也较粗（）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一个特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为，甚至可达以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水得出水浊度普遍小于。V型滤池得冲洗一般采用:气洗气水同时冲洗气冲洗+表面扫洗2.7.2设计参数得确定设计水量为，滤速为滤池冲洗确定(见下表)表2.2 滤池冲洗强度一览表冲洗强度(L/S. )冲洗时间(min)第一步(气冲)153第二步(气水同时冲洗)空气 15水 44第三步(水冲)55总冲洗时间，冲洗周期反冲扫洗强度 一般取2.7.3设计计算（1）池体设计滤池工作时间（式中未考虑排放滤水）（2）滤池面积设计中设置四座滤池则每座滤池的面积为：为了节省占地，选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽度，单格面积为，共分八格，左右对称布置，每座面积，总面积为2.7.4校核强制滤速2.7.5滤池高度的确定滤池超高，滤池口水深，滤层厚度（），滤板厚，滤板下布水区高度（）则滤池总高度为：2.7.6水封井的设计滤池采用单层加厚均质滤料，粒径，不均匀系数为，均质滤料清洁滤料层的水头损失按下式计算式中：水流通过清洁滤料层的水头损失 水得动力粘度（）；时为 重力加速度，设计中取 滤料孔隙率，设计中取 与滤料体积相同的球体直径，设计中取 滤层厚度，设计中取 滤速，设计中取 滤料粒径球度系数，天然沙粒为，设计中取当滤速为时，清洁滤料层的水头损失一般为，计算值比经验值低，取经验值的低限为清洁滤料层的过滤水头损失，正常过滤时通过长柄滤头的水头损失为，忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时，水头损失为：，为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与与滤料层相同。设计水封井平面尺寸，堰底板比滤池底板底水封井出水堰总高：因为每格滤池过滤水量：所以水封井出水堰上水头由矩形堰的流量公式：计算得：则反冲洗完毕时，滤池液面比滤料层高（1）反冲洗管渠系统设计参数：长柄滤头配水配气系统，水洗时滤料不膨胀1）长柄滤头安装在混凝土板上，滤板固定在梁上，滤板用厚预制板，上浇混凝土层，滤板下的长柄部分浸没在水中，长柄上端有小孔，下端有竖向条缝，气水同时反冲洗时，约有2/3 空气有上缘小孔进入,1/3 空气由缝隙进入柄内,长炳下端浸没部分有一个小孔，流进冲洗水，这部分气水在柄内混合后长柄滤头顶部的条缝喷入滤层冲洗。2）长柄滤头固定板下的气水室高度为,其中冲洗时形成的气垫层厚度为。3）向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面，由配水干管向气水室配水的支管出口应该紧贴池底。4）长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为1/80，每平方米的滤头数量为个。5）冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为 左右；配气支管或孔口流速为左右。配水干管进口流速为 左右；配水支管或孔口流速反冲洗用水量的计算：反冲洗用水流量按水洗强度最小时计算，单独水洗时反冲洗强度最大，为，V型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量为：（2）反冲洗配水系统的断面计算配水干管进水口流速为左右，配水干管的截面积反冲洗配水干管用钢管，流速为反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠,由气水分配渠底侧的布水方孔配水的滤池底部布水区,反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管流速或孔口流速为左右，取，则配水支管的截面积：，此即为配水方孔的总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置16个配水方孔，共32个，孔中间距，每个孔口的面积为，每个孔口尺寸取（3）反冲洗用气量的计算反冲洗用气量按气冲强度最大时的空气流量计算，这时气冲的强度为，（4）配气系统的断面计算配水干管进口流速应为左右，则配水干管的截面积反冲洗配气干管用钢管，流速为反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送至气水分配渠,由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区,布气小孔紧贴滤板下缘,间距与布水方孔相同,共计32个,反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速或孔口流速为左右，则配气支管的截面积每个布气小孔面积为：孔口直径：= 每孔配气量：=（5）气水分配渠的断面设计对气水分配渠端面面积要求的最不利条件发生的气水同时反冲洗时,亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠端面面积最大。因此,气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。气水同时反冲洗时反冲洗流量气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量气水分配区的气水流速均按相应的配气,配水干管流速取值。则气水分配干管的断面积：2.7.7滤池管渠的布置（1）反冲洗管渠气水分配渠：气水分配渠起端宽，高取，末端宽度取，高度取，则起端截面积为，末端截面积为，两侧沿程各布置16个配水小孔和16个布气方孔，孔间距为，共32个配气小孔和32个配水方孔，气水分配渠末端所需最小截面积0.39/40=0.013末端截面积0.28,满足要求。排水集水槽：排水集水槽顶端高出滤料层顶面，则排水集水槽高为式中,同前面池体设计部分滤池高度确定得尺寸，为气水分配渠起端高度，排水集水槽末端高为：式中,同前面池体设计部分滤池高度确定得尺寸，为气水分配渠末端高度。底坡排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟（非满流），计算公式校核集水槽的排水能力设集水槽超高为，则槽内水位高为，槽宽为，湿周为，水流断面：，水力半径：水流速度： =4.18m/s过流能力实际过水量:=+=0.315+0.11=0.425 /s过流能力（2）进水管渠进水总渠：四格滤池分为独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速，则强制过滤流进水总渠水流端面积进水总渠宽度为，水面高为每座滤池由进水侧壁开三个进水孔,进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池,两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭,中间进水孔孔口设手动调节闸板,在反冲洗时不关闭,供给反冲洗表扫用水,调节闸门的开启度,使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口面积按口淹没出流公式: 计算,其总面积按滤池强制过滤水量计,孔口两侧水位差取,则孔口总面积：中间面积按表面扫水量设计.=(/)=0.43(0.11/0.48)=0.10孔口宽 高两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面孔：=()/2=(0.430.10)/20.16孔口宽,高每座滤池内设的宽顶堰.为了保证进水稳定性,进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠，在经滤池内的配水渠分配到两侧的V 形槽，宽顶堰宽,宽顶堰与进水渠平行设置，与进水总渠侧壁相距，堰上水头由矩形堰的流量公式得进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池内的V 形槽滤池配水渠宽，渠高，渠总长等与滤池总宽，则渠长。当渠内水深 时，流速（进来的混水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量为/2）为，满足滤池近水管渠流速。2.7.8V 形槽的设计V 形槽槽底设表扫水出水孔直径取,间隔,每槽共计70 个,则单侧V 形槽表扫水出水孔出水总面积=(3.140.0252/4)700.03表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶,即V 形槽槽底的高度低于集水槽堰顶。据潜孔出流公式Q=0.8A,其中Q 为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时V 槽内水位高出滤池反冲洗时滤面：=/（20.8）2/2g=0.11/（20.80.03）2/（29.8）=0.27m反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式Q求得式中b为集水槽长，b=Q 为单格滤池反冲洗流量则 V 形槽倾角,垂直高度,壁厚反冲洗时V 形槽顶高出滤池内液面的高度为：反冲洗时V 形槽顶高出槽内液面的高度为：清水渠渠宽取为，渠中水流速度取，则渠内水深为：，尺寸为计算草图如下：图2.4 V型滤池计算草图2.8清水池2.8.1平面尺寸计算（1）清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积、消防贮水量和水厂自来水的调节量，则清水池的总有效容积为式中：清水池的总有效容积（） 经验系数，一般采用 设计供水量（）设计中取，清水池设四座，则每座清水池的有效容积为（2）清水池的平面尺寸每座清水池的面积式中：每座清水池的面积（） 清水池有效水深（）设计中取取清水池的宽为，则清水池的长度为： 设计中取则清水池实际有效容积为清水池超高取为，则清水池的总高度为：2.8.2管道系统（1）清水池的进水管式中：清水池进水管直径（） 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，进水管内实际流速为（2）清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池出水管应按出水最大流量计式中：最大流量（） 时变化系数，一般采用 设计水量（）设计中取时变化系数出水管管径式中：出水管管径（） 出水管管内流速（），一般采用设计中取设计中取出水管管径为，则流量最大时出水管内流速为（3）清水池的溢流管溢流管的直径与进水管管径相同为，在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门，出口设网罩，防止虫类进入池内。（4）清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，排水管的管径应按内将池水放空计算，排水管内流速按估计，则排水管的管径为式中：排水管管径（） 放空时间（） 排水管内水流速度（）设计中取排水管的管径为2.8.3清水池布置（1）导流墙在清水池中布置导流墙，以防止池内出现死角，每座清水池内导流墙设4条，间距，将清水池分成5格，在导流墙底部每设的过水方孔，使清水池清洗时排水方便（2）检查孔在清水池顶设圆形检查孔两个，直径为（3）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20个，每格设4个，通气管的管径为，通气管伸出地面高度高低错落，便于空气流通。（4）覆土厚度清水池顶部应有的覆土厚度，并加以绿化，此处取覆土厚度为计算草图入下：图2.5 清水池计算草图2.8 加氯间和氯库2.8.1加氯量计算式中： 每天的投氯量（） 设计水量（） 加氯量（），一般采用设计中取 2.8.2加氯设备的选择加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置（1）自动加氯机的选择选用ZJ-II型转子真空加氯机三台，两用一备，每台加氯机得加氯量为，加氯机外形尺寸为，加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上，三台加氯机之间的净间距为。（2）氯瓶采用容量为的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径，瓶高，氯瓶自重，公称压力，氯瓶采用两组，每组八个，一组使用，一组备用，每组使用周期为（3）加氯控制根据余氯值采用计算机进行自动控制投氯量，控制图如下：图2.6 计算机控制原理图2.8.3加氯间和氯库布置加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是贮备氯瓶的仓库，采用加氯间和氯库合建的方式，中间用墙分开，但留有供人通行的小门，加氯间平面尺寸为长，宽，氯库平面尺寸为长，宽，布置图如下：图2.7 加氯间布置图3二级泵房3.1泵的选择根据扬程 流量选择型离心清水泵四台，其中三用一备表3.1水泵参数表型号流量（）扬程（）转数（）长度（）宽度（）高度（）气蚀余量（）63537675054152448185510.5表3.2 电机参数表型号功率（）电压（）转数（）长度（）宽度（）高度（）160060007502690244818553.2设计与计算单级双吸式离心清水泵采用横向排列较好，横向排列虽然增长泵房的长度，但跨度可减小管配件简单，进出水顺直水利条件好，检修场地宽畅。水泵突出部分与墙壁净距：电机突出部分与墙壁净距：出水侧水泵基础与墙壁的净距：进水侧水泵基础与墙壁的净距： 水泵之间的净距：因此，泵房长度为: 设计中取。泵房宽度为: 设计中取。3.3起重设备的选择采用型电动葫芦，起升高度，起升速度，运行速度，主起升电机,功率，转速，运行电机，功率，转速，钢丝绳径，绳长度。3.4泵房高度计算式中：单轨吊车梁高度（）；滑车高度（） 起重葫芦在钢丝绳绕紧情况下的长度（）起重绳的垂直长度（） 最大一台水泵或电机的高度（） 吊起物底部和最高一台机组顶的距离（） 最高一台水泵或电机至室内地坪高度（） 吊起物底部与泵房进口处室内平台的距离（）设计中： 设计中取泵房布置图如下：图3.1 泵房平面布置图4厂区附属构筑物设计综合楼面积为共三层，尺寸为化验室面积为，尺寸为宿舍面积为，尺寸为食堂和浴室面积为，尺寸为仓库面积为，尺寸为机修间面积为，尺寸为堆场面积为，尺寸为电修间面积为，尺寸为配电室面积为，尺寸为传达室面积为，尺寸为5构筑物高程计算5.1水处理构筑物高程计算5.1.1管渠水力计算（1）清水池清水池的最高水位标高为，池面超高，则池顶面标高为（包括顶盖厚），有效水深为，则水池底部标高为。（2）吸水井清水池到吸水井的管线长度为，管径为，最大时流量为，水力坡度为，沿线设两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别为，则管线中水头损失为：式中：吸水井到清水池管线的水头损失（） 水力坡度（） 管线长度（） 管线上局部阻力系数之和 流速（） 重力加速度（）设计中取 因此，吸水井水面标高为，加上超高，吸水井顶面标高为。（3）滤池滤池到清水池之间管线长为，管径选为，管中流速为，查水力计算表的，,沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别为，则水头损失为：式中：吸水井到清水池管线的水头损失（） 水力坡度（） 管线长度（） 管线上局部阻力系数之和 流速（） 重力加速度（）设计中取 滤池的最大作用水头为设计中取（4）反应沉淀池沉淀池到滤池管线长为， 局部阻力有两个闸阀，进口和出口阻力系数分别为 式中： 吸水井到清水池管线的水头损失（） 水力坡度（） 管线长度（） 管线上局部阻力系数之和 流速（） 重力加速度（）设计中取 设计中取（5）配水井反应池到配水井的管长为， ，局部阻力有三个闸阀，进口和出口阻力系数分别为 ，还有静态混合器，损失为5.1.2给水处理构筑物高程计算（1）清水池最高水位=清水池所在地面标高=（2）滤池水面标高=清水池最高水位+清水池到滤池出水连接管渠的水头损失+滤池最大作用水头=（3）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网的水头损失+沉淀池出水渠的水头损失=（4）反应池与沉底池连接渠水面标高=沉淀池水面标高+配水穿孔墙的水头损失=（5）反应池水面标高=沉淀池与反应池连接渠水面标高+反应池的水头损失=（6）配水井水面标高=反应池水面标高+反应池到配水井的水头损失6水厂布置6.1水厂的平面布置水厂的平面布置应考虑以下几点要求：（1）布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管渠的长度，并便于操作管理。但各构筑物之间应留处必要的施工和检修间距和管道地位；（2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用；（3）各构筑物之间连接管应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需要设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量采取应急措施；（4）建筑物布置应注意朝向和风向；（5）有条件时最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全；（6）对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。还应该考虑分期施工方便。 （7）辅助建筑物的设计生活辅助建筑物面积应按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助建筑物的面积根据水厂规模、工艺流程和当地的具体情况而定。6.2水厂构筑物（1）生产性构筑物生产性构筑物包括管式静态混合器、往复式隔板絮凝池、平流沉淀池、普通快滤池、清水池、加药间、加氯间、二级泵房及变电室、药库、氯库。（2）辅助设施 辅助设施分为生产和生活辅助设施。 生产辅助设施包括综合办公楼（含化验室、中心控制室）、仓库、车库、检修间、堆砂场、管配件场。 生活辅助设施包括食堂、浴室、锅炉房、值班宿舍、门卫室。 综合楼（办公室、化验室）1500m2，食堂240m2，维修间300m2，仓库300m2，车库100m2，传达室20m2。（3）各类管道厂区管道包括生产管道、厂区给水管道、排水管道、加药管、加氯管、排雨水沟、电缆沟、供热管道、消防管道。（4）其他设施其他设施有道路、绿化、照明、围墙、大门。6.3 平面布置 水厂工艺流程采用直线型布置，这种布置生产联络管线短，管理方便，有利于日后扩建。 按照功能，将水厂布置分成生产区、生活