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西宁市 硬度 水源 14 净水厂 设计

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华北电力大学科技学院毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告学生姓名： 杨晓君 班级： 给排水07k1 所在系别： 建筑工程系 所在专业： 给水排水工程 设计（论文）题目： 西宁市高硬度水源14万吨净水厂设计 指导教师： 杨静 2011年 2月 23日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告一、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不低于2000字的文献综述。（另附）二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本市地下水资源匮乏，主要以地表水为主。采用地表水为水源的水质特点是：水中悬浮物和胶体含量较多，水中硬度大（主要以钙、镁硬度为主），有毒有害的物质比较多，有一定的色度，臭味，味度，和致病的微生物包括大肠菌等。在本设计中，由于本市的地表水源为伊利河，位于城市东部，水质良好，由于本市处于中国西北地区，水质硬度较高，水中硬度主要以钙、镁硬度为主。针对水源这一特点，故将在常规工艺絮凝、沉淀、过滤、消毒的基础上，通过增加水力涡流反应器和机械搅拌澄清池的作用来达到降低水体硬度的目的。硫酸铝综上所述，提出处理原水的工艺流程：液氯原水 取水泵站 隔板混合 机械絮凝 平流沉淀 水力涡流反应器 机械搅拌澄清池 普快滤池 清水池 二泵站用户 三、指导教师意见：1 对“文献综述”的评语： 2对学生前期工作情况的评价（包括确定的研究方法、手段是否合理等方面）：指导教师： 年 月 日指导教师 杨静 论文题目 西宁市高硬度水源14万吨净水厂设计 班级 给水排水07K1学生 杨晓君学号 071914010125 毕业设计的内容框架 给水水源及取水工程 概述 绪论 净水厂的设计 净水厂总体布置 取水和送水工程 净水厂自动化设计 我国有大面积的地方为盐碱地区和石灰溶地区 这些地区的水硬度高 有时硬度达到700多度 硬度严重超标 这些水不仅口味极差 而且如果长期饮用 会对入的身体健康造成严重损害 课题研究背景 研究方法 1石灰药剂强化混凝软化法2离子交换软化法3膜软化法4反渗透软化技术5纳滤膜 NF 软化技术 返回 选择的处理工艺 原水 取水泵站 隔板混合池 机械絮凝池 平流沉淀池 水力涡流反应器 机械搅拌澄清池 普通快滤池 清水池 二泵站 用户 硫酸铝 液氯 各个水处理构筑物的特点 隔板混合池具有操作简单 混合的程度比较好的特点且造价比较低 机械絮凝池具有能够随时进行调节 适应流量变化的特点 平流沉淀池具有造价较低 操作管理方便 施工简单 对原水浊度适应性强 潜力大 处理效果稳定 带有机械排泥设备时 排泥效果好 为去除水中的高硬度 采用水力涡流反应器 它具有操作简单 管理方便 水力混合效果好的特点 其后加机械搅拌澄清池和普通快滤池是为了去除水中的悬浮物质 从而更好的提高出水水质 机械搅拌澄清池和普通快滤池是当今水处理工艺中普遍使用的 并且处理效果好 返回 取水送水工程 一泵站的扬程为 38 04m 一泵站的流量为 140000吨 天 根据流量和扬程选取32SA 10A型号水泵 一用一备 选用Y1600 8 1430型电动机 二泵站采用分级供水 晚上按3 Qd供水和白天按5 Qd供水 根据流量和扬程选用24SA 10三台水泵 及YR1600 6 1430型号电动机 3 Qd供水时启动一台泵即可 5 Qd供水时则启动两台泵 一台备用 返回 净水厂总体布置 高程布置 详见高程图 平面布置 2个隔板混合池 3个机械絮凝池 6个水力涡流反应器 10个普快滤池 6个清水池 3个平流沉淀池 8个机械搅拌澄清池 大学本科的学习生活即将结束 在此 我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学 他们在我成长过程中给予了我很大的帮助 本文能够顺利完成 要特别感谢我的导师杨静老师 感谢各位系的老师的关心和帮助 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢 致谢 华北电力大学科技学院毕业设计(论文)任务书所在院系 建筑工程系 专业班号 给排水07K 学生姓名 杨 晓 君 指导教师签名 审批人签字 毕业设计(论文)题目 西宁市高硬度水源14万吨净水厂设计 2010年 12 月 20 日一、毕业设计(论文)主要内容根据某市总体规划图和所给的设计资料进行给水工程设计；给水工程设计范围包括：取水工程、净水工程，设计内容一般有：1、用水量计算，确定设计规模；2、城市给水系统水源选择，水源位置、取水方式的选择；3、城市净水厂方案的选择与比较，净水厂扩大初步设计；4、二泵站工艺设计；5、净水厂部分处理构筑物施工图设计及二泵站工艺图设计；给水工程的具体内容主要包括两部分：（一）设计说明书1、概述设计依据、设计范围有关自然条件资料（气象、水文、水文地质）设计原则及设计特点2、给水水源、取水泵站地区水源情况及水源选择 取水方案的比较与选择水源地位置取水构筑物型式和主要设备选择3、给水处理水处理工艺流程的确定设计规模及净化构筑物型式确定建构筑物尺寸及设备选择、主要设计参数说明4、主要设备材料表 5、参考文献（二）设计计算书 1、 计算依据：重要的基础数据、有关规范规定，可列在一表格内2、 计算方法：列出主要的计算公式，说明重要的参数的选取依据3、 计算过程：列出计算步骤 4、 计算结果：列出重要的计算结果计算书应计算正确，并附有工艺简图，标注所计算的尺寸二、基本要求 1、设计目的与要求 毕业设计是培养学生综合运用过去所学知识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，完成工程技术人员基本训练的一个重要环节，通过毕业设计应该达到下属基本要求：（1）使学生熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。（2）进行取水构筑物选型以及净水厂设计。（3）要求学生对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计。（4）掌握设计计算说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。2、设计成果要求设计文件应包括：设计计算说明书和设计图纸。（1）设计计算说明书一份(介于1.5万2万字)（2）绘制的图纸不应少于7张，此外其具体要求和组成还应满足以下要求。 毕业设计绘制图纸要求 表1净水厂平面布置及高程图2张，A1净水厂构筑物工艺平剖面图34张，A2二泵站工艺图1张，A2手绘图指导教师根据具体情况指定12张，A2三、设计(论文)进度设计完成时间周数：15周（包括毕业设计答辩）毕业设计步骤与进度安排见表2。 毕业设计步骤与进度安排 表2序号设计项目名称完成时间备注1给水方案的确定，完成开题报告1周2取水工艺设计选型及选泵1周3净水厂工艺设计计算3周4净水厂平面与高程图绘制2周5净水厂单体工艺构筑物图3周6泵站工艺图2周手绘图1张7编写设计计算说明书1周8毕业设计成果整理阶段1周9准备毕业设计答辩1周设计(论文)预计完成时间： 2010 年 6 月 11 日四、参考资料及文献1严煦世、范瑾初，给水工程,中国建筑工业出版社，1999.122崔玉川，给水厂处理设施设计计算，化学工业出版社，20033张淑英，给水工程主要构筑物及设备工艺设计计算，兰州大学出版社，1997.14张智等，给水排水工程专业毕业设计指南，中国水利水电出版社，19995 给水排水设计手册第1分册常用资料，中国建筑工业出版社6 给水排水设计手册第3分册城镇给水，中国建筑工业出版社7 给水排水设计手册第9分册专业机械，中国建筑工业出版社8 给水排水设计手册第11分册常用设备，中国建筑工业出版社9 给水排水设计手册第12分册器材与装置，中国建筑工业出版社10张淑英，给水工程主要构筑物及设备工艺设计计算配套图集，兰州大学出版社，1997.111 给排水标准图集五、附录设计基础资料1、城市水源情况（1）地下水本市地下水资源匮乏，主要以地表水为主（2）地表水 伊利河位于城市东部，水质良好，由于本市处于中国西北地区，水质硬度较高，具体水质情况如下，经检测，水中硬度主要以钙、镁硬度为主2、气象、地质资料（1）气温：年平均5.7 ,极端最高33.5 ,极端最低-26.6， 最热月月平均最高24.4, 最冷月月平均最高-15.1（2）降水量：平均年总量368.2 mm，最大日62.2mm，最大时30.1mm。（3）相对湿度：最热月平均48%（4）主导风向：年最多风向SE；年最多风向频率25% 室外风速：冬季平均1.7m/s;夏季平均1.9m/s（5）平均气压：1138.7mbar（6）最大积雪深度18 cm 3、工程地震与地质资料（1）厂区地面高程106.8m（2）地耐力12.8T/m2（3）地下水位深1 m（4）地震烈度6度4、水文资料（1）流量：历年平均110 m3/s；历年最大830m3/s；历年最小40 m3/s（2）水位：历年平均78.6 m；历年最大(P=1%)87.3m；历年最小(P=97%)72.9m（3）流速：历年平均0.31 m/s；最大流速3.01 m/s；最小流速0.26 m/s（4）河水温度及冰冻：平均温度12 ；最高温度21 ；最低温度-5 冰冻期限12月到3月；冰冻期水位4m（5）河水含砂量：平均最大含砂量150kg/m3； 平均最小含砂量0.076kg/m3；历年平均含砂量0.101kg/m35、 原水水质分析结果 表3项目单位化验结果最大最小平均水温8色度度13浑浊度度1PH7.5总硬度mg/L(CaO)600碳酸盐硬度mg/L(CaO)300总碱度mg/L8溶解性总固体mg/L500溶解氧mg/L6化学需氧量CODcrmg/L12生化需氧量BOD5mg/L2氨氮N，mg/L0.2硝酸盐N，mg/L8亚硝酸盐N，mg/L0.05总大肠菌数个/L5000细菌总数个/mL48000铁mg/L0.10锰mg/L0.05铜mg/L0.004锌mg/L0.01氟化物mg/L0.04氰化物mg/L0.001挥发酚mg/L0.013砷mg/L0.01汞mg/L0.00003硒mg/L0.003铬mg/L0.02铬cr6+mg/L0.001铅mg/L0.002氯离子,Cl-mg/L230硫酸根,SO42-mg/L220磷mg/L0.01高锰酸盐指数2阴离子表面活性剂0.076、城市取水水源到泵站的距离为300m,泵站到净水厂前端构筑物的输水管长为1500m。7、供水水质及水压水厂出厂水质统一按现行国家生活饮用水卫生标准考虑。水厂出厂水压为0.79MPa。8、自来水厂出水水质要求达到国家生活饮用水水质标准。9、河道断面图及城市用水量变化曲线见附图。- 5 -摘 要西宁市高硬度水源14万吨净水厂设计摘 要西宁市水厂设计规模定为140000 m3/d。 选择的原则是根据原水水质、 水量及当地气候特点，采用技术先进，运转安全可靠，操作管理方便，经济合理运 转工艺，以确保出水水质。 鉴于水库水源水质的不断恶化，饮用水水质标准的不断提高，人们对水质的要求 也逐年增强，显然，一般常规处理工艺的局限性所带来的影响，迫使人们不得不寻求 如何提高或改善或强化常规处理工艺，以适应人们日益提高对供水水质的要求。 因此根据水源特点，净水厂处理工艺为：硫酸铝原水取水泵站隔板混合池机械絮凝池平流沉淀池水力涡流液氯 反应器机械搅拌澄清池普通快滤池清水池二泵站用户关键词:水处理工艺 水力涡流反应器 送水泵站IAbstractTHE CITY 140,000 TONS OF HIGH DEGREE OF HARDNESS WATER TREATMENT PLANT DESIGN IN XININGAbstractXining water factory design scale is 140,000 m3/d. According to the raw water fluid matter, the water quantity and local weather characteristicses, we adopt the technology craft which is forerunner, safety ,credibility, convenient, economy reasonable, to insure the water quantity. Owing to the water quantity of the lake is continuously worsen, the drinking water quantity standard continuously raise, the peoples request for the water quantity also strengthens year by year, obviously, the general normal processing craft limits force people have to look for the ways that how to raise or improve or enhance the normal regulations processing craft to adapt for the raising request to the water quantity. Therefore according to headwaters characteristics, the clean water factory handle craft is: aluminium sulphatewater resource Water pumping stationMixed pool bulkhead Mechanical flocculation Advection sedimentation tanks Current water reactorMechanical liquid chlorinestirring clarifiers Ordinary fast filter Pond clearanceTwo perth pumping station userKey words:Water Treatment Technology , Current water reactor, Water pumping station II目 录目 录摘要IAbstractI1绪论11.1研究背景11.2研究方法12 概述22.1城市自然条件22.1.1 地下水22.1.2 地表水22.1.3 气象22.1.4 供水水质及水压22.2 工程设计22.2.1设计要求22.2.2设计内容33 给水水源及取水工程43.1 给水水源43.1.1 给水水源的选择原则43.1.2 给水位置选择43.2 取水构筑物43.2.1 取水构筑物选型43.2.2取水头部选择43.2.3 进水孔的设计54 净水厂的设计64.1 净水厂方案的选择64.2隔板混合池64.2.1混合池的尺寸计算64.2.2各个隔板尺寸计算64.3机械絮凝池(水平轴式)84.3.1絮凝池尺寸84.3.2搅拌器尺寸84.3.3每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率94.3.4电动机功率94.3.5核算平均速度梯度G值及GT值104.1平流沉淀池114.4.1设计流量114.4.2平面尺寸计算114.4.3进出水系统124.5水力涡流反应器154.6机械搅拌澄清池计算174.6.1设计流量174.6.2第二絮凝室设计174.6.3导流室设计184.6.4分离室设计194.6.5池深计算204.6.6澄清池总高214.6.7配水三角槽214.6.8第一絮凝室设计214.6.9进水管及配水槽设计234.6.10排水系统244.7普快滤池:284.7.1 平面尺寸设计284.7.2 滤池高度294.7.3 配水系统294.7.4 洗砂排水槽334.7.5 滤池反冲洗(高位水箱)354.7.6 进出水系统364.8清水池374.8.1 平面尺寸计算384.8.2管道系统384.8.3清水池布置404.9消毒设计404.9.1加氯量计算404.9.2加氯设备的选择414.9.3加氯间和消毒414.9.4加氯间的注意事项414.10加药间424.10.1混凝剂投量计算424.10.2混凝剂的配制和投加424.10.3软化计算445取水和送水工程465.1取水工程465.1.1给水水源的选择465.1.2取水点的位置465.1.3地表水取水构筑物的位置选择465.1.4取水头部选择475.1.5一泵站475.2送水工程475.2.1二泵站的布置水泵的选择475.2.2泵基础的布置505.2.3吸水井布置515.2.4泵的安装高度计算545.2.5泵房尺寸计算555.2.6二泵站的附属设备556 自动化设计576.1 电子计算机应用于净水控制与厂内配水控制576.2 净水厂的检测仪表（二次仪表）576.3 净水厂各构筑物的自动化控制577 净水厂总体布置597.1 净水厂的流程及平面布置597.1.1 水厂平面布置597.1.2 水厂流程597.2 附属建筑物597.3 高程布置607.4 净厂绿化与道路61参考文献III致谢IV华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）1 绪论1.1研究背景我国有大面积的地方为盐碱地区和石灰溶地区，这些地区的水硬度高，有时硬度达到700多度，硬度严重超标，这些水不仅口味极差，而且如果长期饮用，会对入的身体健康造成严重损害。目前我国饮用水水质标准中硬度为450 度，有研究表明水的硬度在170 度左右对人体最适合，这些地区在进行水处理时要考虑软化处理。高硬度水质的水处理技术和用高效阻垢剂TS-617的性能及复合配方TS-240在循环水中的应用。在浓缩倍数为3，pH为7.80-8.20，TS-240质量浓度为50mgL条件下，阻垢缓蚀性能优异，取得了显著的经济效益和社会效益。国内外的对高硬度水的处理方法也有多种。西宁市地下水资源匮乏，主要以地表水为主。采用地表水为水源的水质特点是：水中悬浮物和胶体含量较多，水中硬度大（主要以钙、镁硬度为主），有毒有害的物质比较多，有一定的色度，臭味，味度，和致病的微生物包括大肠菌等。在本设计中，由于西宁市的地表水源为伊利河，位于城市东部，水质良好，由于本市处于中国西北地区，水质硬度较高，水中硬度主要以钙、镁硬度为主。针对水源这一特点，故将在常规工艺絮凝、沉淀、过滤、消毒的基础上，通过增加水力涡流反应器和机械搅拌澄清池的作用来达到降低水体硬度的目的。1.2研究方法传统的处理方法有石灰药剂强化混凝软化法、离子交换软化法。现代水软化技术是膜软化法，反渗透软化技术，纳滤膜软化技术。各种软化处理方法各有特点，软化处理受多种因素影响，石灰药剂强化混混凝法预处理简单， 但出水水质不如膜软化好且管理较繁杂，离子交换软化法和膜软化对预处理要求严格，费用也较高。 若膜软化法没旁路使出水水质与石灰软化的一样，则其操作和维修费用比石灰软化法的低。而且UF/EDI 软化水技术具有高效、高水利用率、低设备成本、低过程能耗等显著优点, 尤其适用于低硬度原水条件下的深度除硬。UF /EDI 具有良好的开发用价值, 有望发展成为新的低成本、高效、稳定、环境友好的膜法软化水技术。2 概述2.1城市自然条件2.1.1 地下水本市地下水资源匮乏，主要以地表水为主。2.1.2 地表水伊利河位于城市东部，水质良好，由于本市处于中国西北地区，水质硬度较高，具体水质情况如下，经检测，水中硬度主要以钙、镁硬度为主。 （1）流量：历年平均110 m3/s；历年最大830m3/s；历年最小40 m3/s； （2）水位：历年平均78.6 m；历年最大(P=1%)87.3m；历年最小(P=97%)72.9m； （3）流速：历年平均0.31 m/s；最大流速3.01 m/s；最小流速0.26 m/s； （4）河水温度及冰冻：平均温度12 ；最高温度21 ；最低温度-5； 冰冻期限12月到3月；冰冻期水位4m； （5）河水含砂量：平均最大含砂量150kg/m3； 平均最小含砂量0.076kg/m3；历年平均含砂量 0.101kg/m3。2.1.3 气象 （1）气温：年平均5.7 ,极端最高33.5 ,极端最低-26.6， 最热月月平均最高24.4, 最冷月月平均最高-15.1； （2）降水量：平均年总量368.2 mm，最大日62.2mm，最大时30.1mm； （3）相对湿度：最热月平均48%； （4）主导风向：年最多风向SE；年最多风向频率25%； 室外风速：冬季平均1.7m/s;夏季平均1.9m/s； （5）平均气压：1138.7mbar； （6）最大积雪深度18 cm 。2.1.4 供水水质及水压 （1）水厂出厂水质统一按现行国家生活饮用水卫生标准考虑； （2）水厂出厂水压为0.79MPa。2.2 工程设计2.2.1设计要求毕业设计是培养学生综合运用过去所学知识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，完成工程技术人员基本训练的一个重要环节，通过毕业设计应该达到下属基本要求。 （1）通过毕业设计，使学生熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行设计； （2）进行取水构筑物选型以及净水厂设计； （3）要求学生对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计； （4）掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。2.2.2设计内容 （1）用水量计算，确定设计规模； （2）城市给水系统水源选择，水源位置，取水方式的选择与方案比较； （3）城市净水厂方案的选择比较，净水厂扩大初步设计； （4）二泵站工艺设计； （5）净水厂部分处理构筑物施工图设计及二泵站工艺图设计。3 给水水源及取水工程3.1 给水水源3.1.1 给水水源的选择原则设计中水源选择一般要考虑一下原则： （1）所选水源水质良好，水量充沛，便于卫生防护； （2）所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便； （3）所选水源具有施工条件；根据所给资料，芜莱河水满足以上要求。3.1.2 给水位置选择给水水源确定后,应进一步确定取水的位置,对于不同种的水体,选择取水位置应考虑的因素也有所不同,但相同的都是尽可能充分利用有利取水条件,避开不利得条件.因所选的水源为地表水,所以就其位置选择见水源地形图所示理由如下: （1）取水点在芜莱河的上游避开了污水排点，选择凹岸处避开了泥沙沉积区，河水回流，死水区等影响，且水质良好； （2）水点处河床稳定，靠近主流，在河水的最低水位时有2.53m的水深； （3）取水点有良好的工程地质，地形和施工条件； （4）取水点较靠近用水用户。3.2 取水构筑物3.2.1 取水构筑物选型 根据所确定的取水位置，综合其位置的水深，水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含沙量分布，冰冻与漂浮物，取水量及安全度等因素确定选用河床式自流管及设集水孔进水井取水构筑物形式。 河床式自流管及设集水孔进水井取水构筑物特点： （1）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上的进水孔取得上层水质较好的水； （2）比单用自流管进水安全可靠； （3）集水井设于河岸上，可不受水流冲刷河冰凌的影响； （4）进水头部升入河床，检修和清洗方便； （5）冬季保温，防冻条件比岸边好。3.2.2取水头部选择 选用蘑菇取水头部其适用于中小型取水构筑物，有如下特点: （1）头部高度较大，要求枯水期有一定的水深； （2）进水方向系自帽盖底下曲折流入，一般泥沙和漂浮物带入减少； （3）帽盖可做成装配式，便于拆卸和检修； （4）施工较困难； 取水头部外形选用菱形a取60度，水力条件较好，施工条件，设备布置和安装方便。3.2.3 进水孔的设计 （1）进水孔布置成侧面开孔； （2）进水孔在最低水位下的淹没深度委3m，进水孔下缘距河床的距离为0.8m； （3）进水孔格栅面积分两格高位1.2m，宽为1.67m，总宽3.34m。 4 净水厂的设计4.1 净水厂方案的选择该工程分为两组，最终的供水设计规模为140000m3/d，整个工程包括取水工程，净水工程和输配水工程三部分。其工艺流程如下：硫酸铝液氯原水取水泵站隔板混合池机械絮凝池平流沉淀池水力涡流反应器机械搅拌澄清池普通快滤池清水池二泵站用户 根据水源资料,伊利河的水质良好,但是硬度比较高。所以此净水厂的工艺选择普通净水工艺之上，再加去除硬度的工艺。所以采取的工艺是隔板混合池、机械絮凝池、平流沉淀池、水力涡流反应器、机械搅拌澄清池、普通快滤池、清水池。其中隔板混合池、机械絮凝池、平流沉淀池是普通的净水工艺。隔板混合池具有操作简单，混合的程度比较好的特点且造价比较低。机械絮凝池具有能够随时进行调节，适应流量变化的特点。平流沉淀池具有造价较低、操作管理方便，施工简单、对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定、带有机械排泥设备时，排泥效果好。为去除水中的高硬度，采用水力涡流反应器，它具有操作简单，管理方便，水力混合效果好的特点。其后加机械搅拌澄清池和普通快滤池是为了去除水中的悬浮物质，从而更好的提高出水水质。机械搅拌澄清池和普通快滤池是当今水处理工艺中普遍使用的，并且处理效果好。4.2隔板混合池4.2.1混合池的尺寸计算 设计中取混合时间,平均速度 混合池长度: 设两个混合池 池的总过水断面面积: 末端隔板后水深H采用H=0.5m 池的宽度: 4.2.2各个隔板尺寸计算设池壁厚度为0.2m，池的总宽度为:设孔道流速为隔板通道的水头损失hc通道孔洞流速采用 vc=1.1m/s 1末端隔板 （1）末端隔板通道孔洞的断面f3： （2）末端隔板后水深h2： （3）通道孔洞的净高h通道孔洞的淹没水深采用0.1m， （4）末端隔板通道的宽度b32中部隔板 （1）通道孔洞断面f2： （2）中部隔板后的水深h2： （3）中部隔板通道孔洞的净高度通道孔洞的淹没水深取0.1m， （4）中部隔板同到的宽度（单侧）b2：3首段隔板 （1）首段隔板通道孔洞的断面f1： （2）首段隔板后的水深h1： （3）首段隔板通道孔洞的净高h通道孔洞淹没水深采用0.1m， （4）首段隔板通道孔洞的宽度b1： （5）首段隔板前的水深h0： 隔板间距： 设隔板厚度为0.1m，池壁厚为0.2m 混合池总长度: 三道隔板的总水头损失为 满足混合阶段G=5001000s-1的要求.出水管进水管溢流管图4-1隔板混凝吃剖面图、平面图4.3机械絮凝池(水平轴式) 设计流量为,采用三座絮凝池,每池流量为。4.3.1絮凝池尺寸 絮凝时间为20min,絮凝池的有效容积: 根据水厂高程布置,水深取3.5m,采用三排搅拌器,则水池长度: 池子宽度： 设计中取11m 4.3.2搅拌器尺寸 每排采用三个搅拌器,每个搅拌器长: 式中0.2为搅拌器间的净距和其离壁的距离为 搅拌器的外缘直径: 式中0.15为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离 每个搅拌器上装有四块叶片,叶片采用宽度为0.2m,每根轴上桨板总面积为,占水流截面积的.4.3.3每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率 各排叶轮桨板中心点线速度采用: 叶轮桨板中心点旋转直径:.叶轮转数及角速度分别为: 第一排: 第二排: 第三排: 桨板宽长比,查表7-25,得 第一排每个叶轮所耗功率: 第二排每个叶轮所耗功率: 第三排每个叶轮所耗功率:4.3.4电动机功率 第一排所需功率为: 第二排所需功率为: 第三排所需功率为: 设三台搅拌器合用一台电动机带动,则絮凝池所耗总功率为 电动机功率(取) 4.3.5核算平均速度梯度G值及GT值 按水温20计, 第一排: 第二排: 第三排: 反应池平均速度梯度: 经核算,G值和GT值均较合适.图4-2机械絮凝池剖面图4.1平流沉淀池4.4.1设计流量 （4-1） Q单池设计水量() Q设设计日产水量() K水厂用水量占设计日用水量的百分比,一般采用5%10%; N沉淀池个数,一般采用不少于2个. 设计中取 4.4.2平面尺寸计算1、沉淀池有效容积 （4-2） 式中V沉淀池的有效容积(m3); T停留时间(h),一般采用1.03.0h,设计中取 2、沉淀池长度 （4-3） 式中 L沉淀池长度(m) V水平流速(m/s),一般采用0.010.025m/s 设计中取3、沉淀池宽度 （4-4） 式中 B沉淀池宽度(m) H沉淀池有效池深(m),一般采用3.03.5m,设计中取 ,设计中取11m 沉淀池长度L与宽度B之比为:,满足要求; 长度与深度之比,满足要求. 复核沉淀池中水流的稳定性,计算弗劳德数 （4-5） 式中 Fr弗劳德数, R水力半径(m),其值为: 水流断面积(m2), 湿周(m),g-重力加速度() 设计中, 弗劳德数介于0.00010.00001之间,满足要求.4.4.3进出水系统1、沉淀池的进水部分设计 沉淀池的配水,采用穿孔花墙进水方式,则孔口面积为: （4-6） 式中 A孔口总面积(m3), v1孔口流速(m/s);一般取值不大于0.150.20m/s 设计中取 每个孔口的尺寸定为,则孔口数为126个,进口水头损失为: （4-7） 式中 h1进口水头损失(m); 局部阻力系数.设计中取 可以看出,计算得出的进水部分水头损失非常小,为了安全,此处取为0.05m.2、沉淀池的出水部分设计 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 （4-8） 式中溢流堰的总堰长(m) q溢流堰的堰上负荷m3/(m.d),一般不大于 设计中取溢流堰的堰上负荷 出水堰采用指形堰,共5条,双侧集水,汇入出水总渠,出水堰的堰口标高能通过 螺栓上下调节,以适应水位变化,出水渠起端水深 （4-9） 式中出水渠起端水深(m); b渠道宽度(m) 设计中取 出水渠道的总深设为1.0m,跌水高度0.21m,渠道内的水流速度 （4-10） 式中渠道内的水流速度(m/s) 沉淀池的出水管管径初定为,此时管道内的流速为: （4-11） 式中管道内的水流速度(); D出水管的管径(m) 3、沉淀池放空管 （4-12） 式中d放空管管径(m); t放空时间(s) 设计中取 设计中取放空管管径为4、排泥设备选择 采用型行车虹吸泥机,驱动功率为, 行车速度为1.0.5、沉淀池总高度 （4-13）式中H沉淀池总高度(m); h3沉淀池超高(m),一般采用;设计中取图4-3平流沉淀池的平面图4.5水力涡流反应器图4-4 水力涡流反应器1设计水量 2设有6个池子，即，圆柱部分的面积： （4-14）式中 上部圆柱部分上升流速，本设计。3圆柱部分直径： 4圆锥底部的面积： （4-15）式中 进口的流速，本设计取。5圆锥底部直径： 6圆锥部高度： （4-16）式中 底部锥角，设计中取。7圆柱部分高度： 8每池容积： 式中 池底部立管高度，本设计取0.8m。9反应时间： 10水头损失： （4-17）式中 池中每米的工作高度的水头损失，设计中取0.03m；进口的流速，设计中取0.03m。 11.设进水流速为1.0m/s,进水管径 设计中取管径为DN600。 设出水流速为0.6m/s,出水管管径 设计中取管径为DN700。4.6机械搅拌澄清池计算机械搅拌澄清池:其特点是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应，加药混合后进入第一反应室。与几倍于源水的循环泥在叶片的搅动下进行接触反应。然后经叶轮提升至第二反应室继续反应，以结成大的絮粒，再经导流室进入分离室进行沉淀分离。4.6.1设计流量 （4-18） 式中Q单池设计水量;Q设-设计日产水量() k水厂用水量占设计日用水量的百分比,一般采用 n澄清池个数,一般采用不少于2个. 设计中取 4.6.2第二絮凝室设计 1、第二絮凝室断面积 （4-19） 式中第二絮凝室断面积（） 第二絮凝室及导流室流速（）一般采用0.040.06m/s Q1第二絮凝室计算流量()一般采用设计流量的35倍 设计中取 2、设第二反应室内导流板的截面积是0.035m2 第二絮凝室直径 式中D1第二絮凝室直径(m) 考虑导流板占部分面积,设计中取D1为5.8m,反应室壁厚3、第二絮凝池高度 （4-20）式中第二絮凝室高度(m); 第二絮凝室内停留时间(s),一般采用3060s.设计中去 设计中取2.5m4.6.3导流室设计1、设导流室中导流板的截面积为0.035m2 导流室直径 （4-21） 式中导流室直径(m);- 导流室断面积() 设计中取8.5m 考虑导流板占部分面积,导流室壁厚，2.、导流室高度 （4-22） 式中导流室高度(m).,设计中取1.0m 导流室出口流速 出口面积 则出口截面宽 ，设计中取1.1m 出口垂直高度4.6.4分离室设计1、分离室断面积 （4-23）式中 分离室断面积(); 分离室上升流速(),一般采用0.00080.0011m/s设计中取 2、澄清池内径D 澄清池总面积: （4-24） 式中-澄清池总面积() 计算澄清池内径: , （4-25） 式中D澄清池内径(m) ,设计中取为18.7m4.6.5池深计算取池中停留时间T=1.5h有效容积 考虑增加4%的结构容积则池计算总容积 取池超高H0=0.3m设池直壁高H4=1.8m池直壁部分容积 取池圆台高度H5=3.7m,池圆台斜边倾角为则底部直径为 本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6=1.2m圆台容积 球冠半径 球冠体积 池实际有效容积 实际总停留时间 4.6.6澄清池总高 （4-26） 式中 澄清池总高度(m); 澄清池超高(m),一般采用0.30.5m; 澄清池直壁高度(m); 澄清池圆台高度(m); 球冠高H6=1.2m; 4.6.7配水三角槽 进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速取B1=0.75m三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同u3出水孔总面积 采用孔径d=0.1m,每孔面积为出水孔数4.6.8第一絮凝室设计1. 第一絮凝室直径 （4-27） 式中第一絮凝室直径(m); 进水三角槽直角边长(m)二反应室底板厚 2、第一絮凝室高度 （4-28） 式中第一絮凝室高度(m) 3、回流缝面积及宽度 第一絮凝室伞形板延长线交点处直径: （4-29） 式中伞形板延长线交点处直径(m) ，设计中取12.6m。4、回流缝面积 （4-30）式中回流缝总面积(); 泥渣回流量(); 泥渣回流缝流速(),一般采用0.10,2m/s设计中取, 回流缝宽度 （4-31）式中-回流缝宽度(m) 取B2=0.16m设裙板厚按等腰三角形计算容积计算 则实际各室容积比池各室停留时间其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为32.97min4.6.9进水管及配水槽设计1、进水管管径 （4-32）式中d进水管管径(m); v进水管内流速(),一般采用1.0m/s左右设计中取设计中取进水管管径为,管内实际流速2、配水槽断面积 （4-33） 式中A配水槽断面积(m2), 配水槽内流速(m/s),一般采用设计中取因为进水管送水入配水槽后是向两侧配水,因此公式中应除以2 配水槽断面为直角三角形,底和高均为0.9m,在配水槽底部开设进水孔则所需孔口总面积 （4-34）式中孔口总面积(m2) 孔口流速(m/s)设计中取 设进水口孔口直径为10cm,则孔口总数 （4-35）式中N孔口总个数; d1每个孔口直径(m)设计中取 孔口由进水端向两侧进行布置时,应由密到疏,以保证布水均匀.4.6.10排水系统1、集水槽设计 采用12条辐射槽,每条集水槽与澄清池周壁上环形集水槽相连接.每条辐射槽和环形槽内侧均匀开孔设辐射槽宽，槽内的水流流速，槽底坡降槽内终点水深槽内起点水深 （4-36）式中按2q辐校核，取槽内水流流速设计取用槽内起点水深为0.2m，槽内终点水深为0.3m孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m槽内超高0.2m则槽起点断面高为0.2+0.07+0.05+0.2=0.52m槽终点断面高为0.3+0.07+0.05+0.2=0.62m环形集水槽：槽宽b2为0.5m槽内终点水深槽内起点水深流量增加一倍时，设槽内流速设计取用环槽内水深为0.6m槽断面高为0.6+0.07+0.05+0.3=1.02m（槽超高定为0.3m）总出水槽：设计流量为Q=0.213m3/s,槽宽b3=0.7m，总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速，槽底坡降，槽长5.3m。槽内终点水深 槽内起点水深：流量增加一倍时总出水槽内流量Q=0.426m3/s,槽宽b=0.7m取槽内流速槽内终点水深n=0.013槽内起点水深设计取用槽内起点水深为0.5m设计取用槽内终点水深为0.7m槽超高定为0.3m按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为设孔口中心线上的水头,所需孔口总面积 （4-37）式中所需孔口总面积(); 超载系数; 流量系数 设计中取,本设计为薄壁孔口,流量系数 选用孔口直径为25mm,单孔面积 孔口总数n 个2、 搅拌设备选择 选用JBJ型折浆式搅拌机3、 排泥系统设计 采用重力式排泥,泥渣现在泥渣浓缩室进行浓缩,之后进排泥管排除。同时在池底部设放空管，排泥管，管径为200mm。图4-5机械搅拌澄清池4.7普快滤池:4.7.1 平面尺寸设计1、滤池总面积 （4-38）式中F滤池总面积();Q-设计水量() 设计滤速(),石英砂单层滤料一般采用810,双层滤 料一般采用1014; 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); 滤池每日的冲洗次数(次); 设计中取次,不考虑排放初滤水时间,即 设计中选用单层滤料石英砂滤池,取2、单池面积 （4-39）式中单池面积();-滤池总面积() 滤池个数(个),一般采用个设计中取10个,布置成对称双行排列 设计中取滤池的实际面积为 实际滤速:当一座滤池检修时,其余滤池的强制滤速: 式中当一座滤池检修时其余滤池的强制滤速(m/h);一般采用 1014m/h4.7.2 滤池高度 （4-40） 式中滤池高度(m),一般采用3.203.60m; 承托层高度(m) 取0.4米; 滤料层厚度(m) 取0.7米; 滤层上水深(m),一般采用1.52.0m 取1.8米超高(m),一般采用0.3m4.7.3 配水系统滤料采用石英砂 承托层采用粗石英砂1、最大粒径滤料的最小流化态流速 （4-41）式中 最大粒径的最小流化态流速() 滤料粒径(m); 球度系数; 水的动力粘度 滤料的空隙率 设计中取 水温时 2、反冲洗强度 (4-42)式中反冲洗强度,一般采用1215 ; 安全系数,一般采用1.11.3设计中取 3、反冲洗水流量 式中反冲洗干管流量 4、干管始端流速 （4-43） 式中干管始端流速(m/s),一般采用1.01.5m/s; 反冲洗水流量() 干管管径(m)设计中取 5、配水支管根数 （4-44）式中单池中支管根数(根); 滤池长度(m); 支管中心间距(m),一般采用0.250.30m设计中取 根6、单根支管入口流量 （4-45）式中单根支管入口流量 7、支管入口流速 （4-46）式中支管入口流速,一般采用1.52.0m/s 支管管径(m)设计中取 8、单根支管长度 （4-47）式中单根支管长度(m); 单个滤池宽度(m); 配水干管管径(m) 9、配水支管上孔口总面积 （4-48）式中 配水支管上孔口总面积() 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 10、配水支管上孔口流速 （4-49）式中 配水支管上孔口流速,一般采用5.06.0 11、单个孔口面积 （4-50）式中 配水支管上单个孔口面积 配水支管上孔口的直径,一般采用912mm设计中取 12、孔口总数 （4-51）式中 孔口总数(个); 个12、每根支管上的孔口数 （4-52）式中 每根支管上的孔口数(个) 个支管上孔口布置成二排,与垂线成450夹角向下交错排列.图4-6反冲洗配水管剖面图孔口中心距 （4-53）式中孔口中心距（m）设计中取个 14、孔口平均水头损失 （4-54）式中 孔口平均水头损失(m); 冲洗强度; 流量系数,与孔口直径和壁厚的比值有关 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,则孔口直径与壁厚之比,选用流量系数 15、配水系统校核对大阻力配水系统,要求其支管长度与直径之比不大于60对大阻力配水系统,要求配水支管上孔口总面积与所有支管横截面积之和的比值小于0.5 （4-55）式中 配水支管的横截面积 满足要求4.7.4 洗砂排水槽1、洗砂排水槽中心距 （4-56） 式中 洗砂排水槽中心距; 每侧洗砂排水槽数(条); 因洗砂排水槽长度不宜大于6m,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洗砂排水槽,每侧洗砂排水槽数条,池中洗砂排水槽总数条. 2、每条洗砂排水槽长度 （4-57）式中 每条洗砂排水槽长度; 中间排水渠宽度 设计中取,3、每条洗砂排水槽的排水量 （4-58）式中 每条洗砂排水槽的排水量; 单个滤池的反冲洗水流量; 洗砂排水槽总数(条) 设计中取, 4、洗砂排水槽断面模数 洗砂排水槽采用三角形标准断面 洗砂排水槽断面模数 （4-59）式中 洗砂排水槽断面模数 每条洗砂排水槽的排水量; 槽中流速,一般采用0.6m/s.设计中取 5、洗砂排水槽顶距砂面高度 （4-60）式中 洗砂排水槽顶距砂面高度; 砂层最大膨胀率,石英砂滤料一般采用30%50%; 排水槽底厚度; 滤料层厚度; 洗砂排水槽的超高 设计中取 6、排水槽总平面面积 （4-61）式中 排水槽总平面面积 校核排水槽总平面面积与滤池面积之比,基本满足要求 7、中间排水渠 中间排水渠选用矩形断面,渠底距洗砂排水槽底部的高度 （4-62） 式中 中间排水渠渠底距洗砂排水槽底部的高度; 中间排水渠宽度; 反冲洗排水流量; 重力加速度 4.7.5 滤池反冲洗(高位水箱)1、单个滤池的反冲洗用水总量 （4-63）式中 单个滤池的反冲洗用水总量; 单个滤池的反冲洗历时 设计中取 取2922、高位水箱冲洗 （1）高位冲洗水箱的容积 式中高位冲洗水箱的容积 设计中取 （2）承托层的水头损失 （4-64）式中 承托层的水头损失; 承托层的厚度 设计中取 （3） （4-65）式中 冲洗时滤层的水头损失; 滤料的密度,石英砂密度一般采用2650kg/m3 水的密度 滤料未膨胀钱的空隙率; 滤料未膨胀前的厚度设计中取 （4）冲洗水箱高度 （4-66）式中 冲洗水箱的箱底距冲洗排水槽顶的高度; 水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和; 配水系统的水头损失; 备用水头,一般采用1.52.0m设计中取, 4.7.6 进出水系统1、进水总渠滤池的总进水量为,设计中取进水,水深为1.0m,渠中流速为;单个滤池进水管流量;采用进水管直径;管中流速2、反冲洗进水管冲洗水流量,采用管径,管中流速3、清水管清水管总流量,为了便于布置,清水渠断面采用和进水渠断面相同的尺寸.单个滤池的清水管流量,采用管径,管中流速为4、排水渠排水流量,排水断面宽度,渠中水深为0.5m,渠中流速为1.28m/s.图4-7普快滤池平面图4.8清水池经过处理后的进入清水池，清水池可以调整水量的变化并储存消防用水。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。4.8.1 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用水的调节量。清水池的总有效容积： （4-67）式中 W1调节容量（m3）； W2水厂自用水量，按最高日用水量的5%计算，即=5%； W3安全储量，按最高日用水量的5%计算，即=0.5%； W4消防储量，按火灾延续两小时计算。经验系数，一般取1020，本设计取。%清水池共设6座，则每座清水池的有效容积V1为：2 清水池的平面尺寸每座清水池的面积 （4-68） 式中 A每座清水池的面积m2； H清水池的有效水深m，设计中取h=4.5m。 取池宽B=16m，则 设计中取49m清水池超高h1取为0.5m，则清水池总高H为：则清水池的实际尺寸为：BLH=4.8.2管道系统1 清水池的进水管每个池配置一根进水管，则每个池流量 （4-69） 式中 D1清水池进水管管径m； V进水管管内流速m/s，一般采用0.71.0m/s，设计中取v=0.7m/s。设计中取进水管管径为DN800mm的铸铁。2 清水池的出水管由于泵站采用分级供水，清水池的出水管应按出水最高日水流量的5%计： （4-70）式中 Q1最大流量（m3/s）； K水厂自用水量系数，一般采用1.05； Q设计水量（m3/s）。清水池采用一条输水管连接吸水井，则出水管管径： （4-71） 式中 D2出水管管径（m）； v1出水管管内流速（m/s），一般采用0.71.0m/s设计中取v1=0.9m/s。设计中取出水管管径为DN1700mm。3 溢水管溢水管是保证清水池安全运行的措施，当水池蓄满而进水流量大于出水流量时，多余的流量由溢水管泻出，以防止顶板承受力。为了确保水流的畅通， 溢流管的直径与进水管管径相同，为DN800mm。在溢流管管段设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，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，因此应设排水管。排水管的管径按2h内将池水放空计算。排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径D3 （4-72）式中 D3排水管的管径（m）； t放空时间（h），本设计中取t=2h； v2排水管内水流速度（m/s），本设计取1.2m/s。设计中取排水管管径为DN700mm，清水池的放空也常采用潜水泵排水，在清水池低水位时进行。4.8.3清水池布置1 导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30min。每座清水池内导流墙设置一个。在导流墙底部每隔10.0m设0.1m0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。2 检测孔为方便检修，清水池的对角上各设一个，每池设2 个。采用尺寸为1600mm3 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24个，每隔设4格，通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。4 覆土厚度清水池顶部应有0.51.0m的覆土厚度，取覆土厚度为0.5m。图4-8清水池平面图4.9消毒设计4.9.1加氯量计算 （4-73）式中 每天的投氯量; 设计水量 加氯量,一般采用0.51.0设计中取 4.9.2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等1、选用ZJ-型转子真空加氯机2台,1用1备,每台加氯机加氯量为,加氯机的外形尺寸为:宽高加氯机安装在墙上,安装高度在地面以上1.5m,两台加氯机之间的净距为0.8m2、氯瓶 采用容量为500kg的氯瓶,氯瓶外形尺寸为:外径600mm,瓶高1800mm.氯瓶自重146kg,公称压力为2mpa.氯瓶采用两组,每组8个,一组使用,一组备用,每组使用周期为82d.3、加氯控制根据余氯值,采用计算机进行自动控制投氯量4.9.3加氯间和消毒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,中间用墙分隔开,但应留有供人通行的小门.加氯间平面尺寸为:长3.0m,宽9.0m;氯库平面尺寸为:12.0m,宽9.0.4.9.4加氯间的注意事项 （1）氯瓶中的氯气气化时,会吸收热量,采用自来水喷淋在氯瓶上,以供给热量.设计中的氯库内设计中在氯库内设置DN25mm的自来水管,位于氯瓶上方,帮助液氯汽化. （2）在氯库与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设施. （3）为了使氯与水混合均匀,在加氯点后安装静态管道混合器图4-9加氯间4.10加药间4.10.1混凝剂投量计算用于生活饮用水厂的混凝剂首先满足一下要求:对人体健康无害;混凝效果好;货源充足、运输方便。混凝剂投量计算： (4-74)式中 日混凝剂投量 单位混凝剂最大投量 日处理水量设计中取,采用精制硫酸铝,根据原水水质,参考某地水厂,最大投量取当取时: 4.10.2混凝剂的配制和投加本设计中采用湿投，混凝剂的调制方法为机械搅拌方法。1、溶液池容积 （4-75）式中 溶液池容积 设计处理水量 混凝剂最大投加量 混凝剂的浓度，一般采用 每日调制次数，一般不超过次设计中取次， 溶液池采用钢混结构，单池尺寸为，高度中包括超高，沉渣高度。溶液池实际有效容积：满足要求。 池旁设工作台，宽，池底坡度为。底部设置放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管一条，于两池分设放水阀门，按放满考虑。2、溶解池容积 （4-76） 式中 溶解池容积；一般采用； 溶液池容积 设计中取 溶解池尺寸：，高度中含超高，底部沉渣高。为操作方便池顶高出地面。 溶解池实际有效容积： 溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设坡度，设，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径，按放满溶解池考虑，棺材采用硬聚氯乙烯管。3、加药间及药库的设计 （1）加药间 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、排渣管采用塑料管。加药间内设二处冲洗地坪用水龙头。为便于冲洗水集流，地坪坡度，并坡向集水坑. （2）药库 药剂按最大投量的用量储存。 硫酸铝所占体积 （4-77） 式中 天硫酸铝用量； 硫酸铝投加量； 处理水量设计中 硫酸铝的相对密度为，则硫酸铝所占体积为： 每袋药剂的尺寸为：0.80.50.2=0.08m3， 则药剂总袋数为：袋，设计取1600袋，则实际的。4.10.3软化计算 硫酸铝除浊的最佳PH值范围在之间，在此范围内，主要存在形态是高聚合度中性氢氧化铝，其对胶粒具有十分优异的絮凝作用。由于硫酸铝水解过程中不断产生，而导致水的PH值下降。为使PH值保持在最佳范围内，应使水中具有足够的碱性物质与中和。当原水碱度不足或硫酸铝投量多时，会使水的PH值大幅下降并影响硫酸铝继续水解。为此，须向水中投加碱剂，通常投加的碱剂为。石灰投量计算（每立方米处理水消耗的克数）； （1）当时，计算： （2）当时，计算： 式中 石灰投药量 原水中的钙硬度 的摩尔质量 原水中游离二氧化碳的含量 原水中的含铁量 凝聚剂（铁盐）的投加量 石灰过剩量，一般为这个投加量是理论计算的耗量，它小于实际的耗量。因为所投入的实惠在一般情况下不会百分之百的参与反应，只有一部分得到利用，故除投加过剩量外还应考虑石灰的有效利用率。有效利用率与石灰质量和投加条件有关，一般为 根据原水的水质资料： （4-78）式中 取则则一天的投加量为库存天的药量，则库存量为CaO的相对密度为3.4， 每袋药剂的尺寸为：0.80.50.2=0.08m3，则药剂总袋数为：袋，设计取2500袋，则实际的。药品堆放高度按计，则所需面积为考虑到药剂的运输、搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的计，则药库所需面积，宽度取12m，则长度为33m。5 取水和送水工程5.1取水工程5.1.1给水水源的选择给水水源的一般原则有以下几方面：首先，所选水源应当水质良好，水量充沛，便于卫生防护。水质良好，要求原水水质符合GB382002标准要求；水量充沛要求地下水取水量小于等于允许开采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取用水量。水源可取用水量既要保证近期用水量，也要满足远期用水量；便于卫生防护，要求所选水源卫生防护地带设置符合GB38382002中的有关规定。其次，符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水源。按照开采和卫生条件，选择地下水源时，通常按泉水、承压水、潜水的顺序。对于工业企业生产用水水源而言，如取水量不大或不影响当地饮用需要，也可采用地下水源，否则应取用地表水。再者，所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便；有条件时应集中与分散取水，地下水与地表水相结合；有施工条件。最后，合理开采和利用水源至关重要。选水源时，必须配合经济计划部门制定水资源开发利用计划，全面考虑统筹安排，正确处理与给水工程有关部门的关系，以求合理的综合利用和开发水资源。在本毕业设计中，由于本市地下水水源超量开采，所以选择地表水水源。伊利河位于城市东部，水质、水位等指标符合要求。5.1.2取水点的位置给水水源确定后，应进一步确定取水的位置，对于不同种的水体，选择取水位置应考虑的因素也有所不同，但相同的都是尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的条件。本设计中取水点的位置如下：（1）取水点在伊利河的上游避开了污水排点，且水质良好；（2）取水点处河床稳定，靠近主流；（3）取水点有良好的工程地质，地形和施工条件。5.1.3地表水取水构筑物的位置选择 地表水取水构筑物位置的选择，应根据下列基本要求，通过技术经济比较确定：（1） 位于水质较好的地带； （2） 靠近主流，有足够的水深，有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件；（3） 尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等影响； （4） 不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求；（5） 尽量靠近主要用水地区； （6） 供生活饮用水的地表水取水构筑物位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。5.1.4取水头部选择 选用蘑菇取水头部其适用于中小型取水构筑物，有如下特点：（1） 头部高度较大，要求枯水期有一定的水深；（2） 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；（3） 帽盖可做成装配式，便于拆卸和检修；（4） 施工较困难；取水头部外形选用菱形，水力条件较好。5.1.5一泵站 1. 一泵站的流量：Q= 2静扬程 =净化构筑物进水面标高吸水井的最枯水位=110.94-72.9=38.04m3输水管路的水头损失 管路的直径DN=1200mm，v=1.5m/s，i=0.001907 则输水管路的水头损失：=3000.001907=0.57m4泵站的扬程 （5-1） 式中 H泵站的扬程（m）； 静扬程，采用吸水井最枯水位与净水构筑物进口水面标高差（m）； 吸水和压水管路的静扬程（m），本设计取2m； 输水管路的水头损失，（m）； 安全水头，本设计取2m。将数据代入上式得:5选泵综上设计一泵站的扬程为：42.97m，一泵站的流量为： 。根据流量和扬程选取泵32SA-10A，一用一备，选用Y1600-8/1430型电动机。5.2送水工程5.2.1二泵站的布置水泵的选择1水泵流量的计算 由该市的用水关系曲线可知白天用水较多，晚上用水较少，于是本设计泵站采用分级供水，晚上按3%Qd供水和白天按5%Qd供水。（1）泵按3%Qd供水时水泵的选择： 1）泵的设计流量Qp 2）水泵实际扬程Hp 水泵按3%Qd供水时，水厂出水水压为0.79Mpa，则实际扬程： （5-2） 式中 水的密度（），1000； G重力加速度（g/m2），取9.81g/m2。 泵损失扬程占实际扬程的10%20%，本设计取10%。 则水泵设计扬程Hp1=(1+10%)H=1.180.53=88.583m 3） 根据Qp1、Hp1选泵 根据流量和扬程选择单级离心泵24SA-10两台，一用一备，及YR1600-6/1430型号电动机。 泵的性能： 流量：4700m3/h 扬程：90m 重量：5800kg 转速n：960r/min 轴功率：1252kw 电功率：1600kw 效率：92% 气蚀余量(NSPH)r：9.4m 泵的外形尺寸如表5-1：表5-1 泵的外形尺寸（mm）A0A1A2A3B0B1B2B3B4B5H0H1H3H4229012401200100022601160150060060030018021050595758泵的法兰尺寸如表5-2： 表5-2 泵的法兰尺寸（mm）DNDD1D2n-d1进口法兰70089584080020-30出口法兰50070565060820-34电动机参数如表5-3：表5-3 电动机参数型号电动机功率重量YR1600-6/14301600kw8830kg 电动机外形尺寸如表5-4： 表5-4 电动机外形尺寸（mm） L1BAbHhh1d21050102011001300630128010042泵安装尺寸如表5-5：表5-5 泵安装尺寸（mm） LL1L2L3L4115017801050315280（2）水泵按5%Qd供水时水泵选择 1） 水泵设计流量Qp2 2） 水泵实际扬程Hp2 水泵按5%Qd供水时，水厂出水水压为P=0.79Mpa，则实际扬程： （5-3） 式中 水的密度（），1000； G重力加速度（g/m2），取9.81g/m2。将数据代入上式得：损失扬程为实际扬程的1020，本设计中取10 3）根据Qp2、Hp2选泵，选用28SA-10单级双吸离心泵两台，两用一备，及YR1600-6/1430型号电动机。泵的性能：泵流量：4700m3/h 扬程：90m 叶轮直径：950mm 转速n：960r/min 轴功率：1252kw 电功率：1600kw效率：92% 气蚀余量(NSPH)r：9.4m泵外形尺寸如表5-6：表5-6 泵外形尺寸（mm）A0A1A2A3B0B1B2B3B4B5H0H1H3H422901240120010002260116015006006003001802105059575846 泵的法兰尺寸如表5-7：表5-7 泵的法兰尺寸（mm）DNDD1D2n-d1进口法兰70089584080020-30出口法兰50070565060820-34电动机参数如表5-8：表5-8 电动机参数型号电动机功率重量YR1600-6/1430,1600kw8830kg电动机外形尺寸如表5-9：表5-9 电动机外形尺寸（mm）DECBAbLd210501020110013006301280100425.2.2泵基础的布置1 卧式离心泵的设计要点（1）一般功率在100kw一下时，水泵和电动机带有底盘，可直接安装在基础上。100kw以上时，无底盘，基础需垫以钢板或型钢（不带底盘）；（2）材料通常用C15混凝土；预留螺孔脚螺栓埋入后，用C20细石混凝土填灌固结；（3）地脚螺栓埋入基础长度为20倍螺栓直径（l20d），螺杆尾长为4d的螺栓；预留螺孔深度大于螺栓埋入总长度35cm。2采用28SA-10型水泵和YR1000-611430电动机时 基础长度水泵和电动机最外端螺孔间距+（0.40.6）m本设计取基础长度为5m。 基础宽度水泵和电动机最外端螺孔间距+（0.40.6）m 基础高度地脚螺栓埋入长度+（0.100.15）m(水泵)= (电动机)=取基础高度为：1100mm。3 基础其他尺寸 （1）基础重量（2.54.5）倍机组的重量； （2）基础高度不小于5070cm。基础顶面应高出室内地坪约1020cm； （3）螺栓d40mm，螺孔中心距边缘300mm； （4）螺孔尺寸100mm100mm。5.2.3吸水井布置图5-1吸水井尺寸1吸水喇叭口直径D计算 此设计中单级离心泵的吸水井设于泵房前，水泵吸水管伸入井内吸水，三台水泵吸水管共用一井，吸水井分成三格，中间隔墙设置连通管和闸阀，以便分隔清洗使用。吸水喇叭口直径D计算（1）当按3%供水时，水泵设计流量为，取吸水管流速为，吸水管（出水管）管径：=，取，则吸水喇叭口直径为： （2）当按5%供水时，每台水泵设计流量为，取吸水管流速为，吸水管（出水管）管径为=，取900mm，则吸水喇叭口直径为：本设计中取D=1.4m。2 吸水喇叭口的最小悬空高度吸水喇叭口的悬空高度过小将使进口出水的流线过于弯曲，水头损失增加，水泵效率较低，严重时使池底冲刷；悬空高度过大时将形成单面进水并使井底落深，增加工程造价。吸水喇叭口采用垂直布置，符合要求3 吸水喇叭口之间的净距a和喇叭口中心线与井壁之间的净距b 取a=7m；b=1.5m。4 吸水喇叭口的最小淹没水深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、喇叭口至后壁距离等因素有关，进水流速与吸水管流速越大，要求淹没水深愈大，本设计中，5和3供水时，均取 5 吸水井进水长度多台水泵的吸水井也应有一定的进水流程，以调整水流使其顺直均匀的流向各吸水管，一般要求吸水井格网出水至喇叭口中心的流程长度3D6 吸水井的平面尺寸宽度： ，设计中取6m长度：，设计中取17m 高度：，设计中取3m吸水管长度：图5-2送水泵房平面图（1） 吸水管的水头损失图5-3吸水管吸水管的水头损失包括沿程水头损失、偏心渐缩管的局部水头损失，一个的弯头的局部水头损失，闸阀的局部水头损失，本设计中=0.01m（1）当采用3%水量供水时吸水管的水头损失： 设计取0.2m。（2）当采用5%水量供水时吸水管的水头损失： 设计取0.14m。8 压水管的水头损失压水管的水头损失包括沿程水头损失、渐扩管的局部水头损失，1个的弯头的局部水头损失，闸阀的局部水头损失，本设计中=0.015m（1）当采用3%水量供水时，选用压水管管径为900mm，流速压水管的水头损失： 设计取0.31m。（2） 当采用5%水量供水时，选用压水管管径为900mm，流速压水管的水头损失： 设计取0.43m。5.2.4泵的安装高度计算离心泵可以利用允许吸上真空高度的特性，采用非自灌充水，提高水泵的安装高度，节省泵房土建造价。本设计中采用非自灌充水，则水泵轴线安装高度公式： （5-4） 式中 气蚀余量； 大气压力（m），查表得，当高度为0m，大气压力为； 饱和蒸汽压力（m），查水温与饱和蒸汽压力表，当温度为时，饱和蒸汽压力为； 吸水管路的水头损失。 （1） 当采用3%水量供水时 （2） 当采用5%水量供水时设计中取Zs为0.79m。5.2.5泵房尺寸计算 水泵机组采用横排列 泵房的长度 （5-5） 式中 最靠近配电设备的电动机的距离取4m 两电机组之间的距离,取2m 最靠近大门的泵与大门的距离取4.3m 配电设备的宽度,取1.5m 机组的长度,取5m 则 设计中取29m 泵房的宽度 设计中取12m 泵房的尺寸为：5.2.6二泵站的附属设备1、 起重设备的选择机组最重达,选用LX10,跨度为 起重机跨度 （l=a+b+c=0.12+0.25+0.13=0.5m） （5-6）式中 L屋面梁跨度，本设计中取L=12m； a内墙至梁跨中心的距离，三七墙a=0.12m； b其中机械外缘吐出部分距墙壁最小距离b0.1m，本设计 取0.25m； c起重机外缘吐出部分至轨道中心距, 本设备c =0.13。L= 电动机组的高度 泵房地面上高度 式中 -考虑汽车的高度为2m 则,取 地下至底板的距离设2m,则泵房高度为 设计中取7m2. 真空泵选型 （1） 真空泵的抽气量计算 （5-7） 式中 吸水管内空气容积，查表有吸水管管径为900mm，吸水管内空气容量为0.785，则； 泵壳内空气容积，相当于吸入口面积乘以吸入口到出水闸阀的距离。 大气压的水柱高度，取10.33m； 泵的几何安装高度； 水泵充水时间，5min，本设计中取3min； 漏气系数，1.051.0，取1.05； （2） 最大真空值计算 （毫米汞柱） 代入数据得 （毫米汞柱）查手册11有，选用SZ-2型水环式真空泵两台，一用一备。3. 排水泵选型选用ZLB型立式轴流泵：适用于大流量、低扬程的雨水、合流、排水泵站，设计流量为0.51.5，扬程为38，时选用，其主要特点是效率高，与一般同口径泵相比，流量大1/3左右。选用用28ZLB-704型水泵两台，配用电动机型号：两台，一用一备。4、通风设备 由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空一空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700mm，转速960r/min，叶片角度为，风量10127，风压90Pa，配套电机YSF-8026,N=0.37kW）。6 自动化设计 水厂的生产过程采用自动化技术，不是单纯为了节省人力，更主要的是为了加强各个生产环节的合理调度。保证水量，水压提高水质。节约动力和投药量，消灭事故，积累运行资料，提高供水的可靠性和管理水平。6.1 电子计算机应用于净水控制与厂内配水控制 控制项目如下： 在水源水质方面：按水源种类配备水质检测仪表，所测参数有源水的水温，水位，流量，水质，以及其他气象资料。 在投药和澄清方面：检测项目有水位，流量，PH 值，碱度，出水浊度，余氯，投药量，泥浆溶度，泥位，泥流量等。 在过滤方面：检测参数有水位，水头损失，流量，PH 值，余氯，出水浊度，冲洗水箱水位。 在清水池和供水方面：检测水位，流量，浊度，PH 值，余氯，漏氯检测和报警，出厂水位，管网水压，遥测等参数，对水池水位供水泵，配水水压和流量等进行自动化控制。6.2 净水厂的检测仪表（二次仪表）净水厂的检测仪表分一次仪表和二次仪表。本厂属于小型水厂所以用二次仪表。既把测定的参数再显示出来。6.3 净水厂各构筑物的自动化控制1、取水泵房 取水泵房机组一般由净水厂控制，有远距离和自动化控制两种。本水厂采用自动控制。2、澄清池 澄清池的排泥可按规定时间由时间继电器发出信号，采用延长时间继电器控制开阀，采用短延时的时间继电器控制关阀。3、快滤池 快滤池冲洗过程自动化控制，采用干簧式水位继电器来进行闭锁。4、投药控制 采用自动投药设备DCWII5、二级泵房 其自动控制可据送水管道中水压高低逐步开启和停路水泵送水管道中的水压采用电接点压力表发出信号。机组的控制同一级泵房。6、全厂控制 净水厂的中控室是全厂的控制中心，室内设置各种自动化控制仪表，各种运行数据，控制分析结果，都应自动送到中控室来，从仪表屏和控制台上看到全厂运行情况。利用电子计算机，可在中控室内对整个运行数据集中检测和监视。迅速在几秒钟内控制几百个点的测定值和位置。7 净水厂总体布置7.1 净水厂的流程及平面布置7.1.1 水厂平面布置 本设计本着按照功能，分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工要求以及远期扩建等因素来安排布置的。首先，将办公楼