某城镇给水管网及给水厂设计.doc

本 科 毕 业 设 计 第II页 共页目 录1 设计任务及目的11.1 设计目的11.2 设计任务11.3 设计水量计算及设计规模确定 12 工程设计原始资料12.1 设计依据12.2 设计原则22.3 设计原始资料23 市政管网布置及计算43.1 各项用水量计算43.2 最高日用水量43.3 最高时处理水量计算43.4 管网设计计算44 地表水厂处理工艺确定104.1 给水处理工艺流程的选择104.2 给水处理构筑物与设备型式选择114.3 混合设备124.4 絮凝池124.5 沉淀池134.6 滤池144.7 消毒方法155 地表水厂构筑物设计计算155.1 加药间设计计算155.2 混合设备设计计算175.3 折板絮凝池设计计算185.4 平流沉淀池设计计算225.5 V型滤池设计计算265.6 消毒处理和清水池计算316 地表水厂高程布置346.1 清水池346.2 吸水井346.3 V型滤池346.4 平流沉淀池356.5 泵房设计357 水厂公用工程357.1 给水排水357.2 供配电367.3 占地面积367.4 定员368 水厂工程投资估算37结 论40致 谢41参 考 文 献42附图1 某城镇管道横断面图附图2 某城镇规划平面图附图3 市政给水管网布置图附图4 给水厂工艺高程布置图附图5 给水厂平面布置图附图6 给水厂管线平面布置图附图7 V型滤池工艺结构图附图8 平流沉淀池工艺结构图附图9 清水池工艺结构图本 科 毕 业 设 计 第43页 共42页1 设计任务及目的1.1 设计任务本课题对某城镇进行给水管网及地表水水厂进行设计。最终完成该城镇给水管网及给水厂的工程设计工作，主要包括水厂工艺设计、给水管网布置、计算说明书的编制和相关设计图纸绘制。计算书要求：字数15000-20000字；设计图纸：6张及以上。1.2 设计目的（1）培养学生从事调查研究、资料收集、及整理加工的能力；（2）培养学生运用所学理论知识分析解决实际问题，增强工程设计和实能力；（3）培养学生计算机操作和CAD工程制图能力；（4）培养学生阅读外文资料及英译汉的能力；（5）学生熟悉并掌握给水排水工程有关方针政策、标准规范等内容。2 工程设计原始资料2.1 设计依据（1）中华人民共和国环境污染保护法（2）中华人民共和国环境保护法（1989年12月）（3）国务院31号关于环境保护若干问题的规定(1996)（4）国务院25号令建设项目环境保护管理条例（1998年11月）（5）室外给水设计规范GBJ13-86（1997年修订）（6）给水排水设计手册（7）给水排水工程结构设计规范GBJ69-84（8）水处理工程设计计算（2006年3月）（9）城市杂用水水质控制指标（GB/18920-2002）（10）中华人民共和国生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）（11）生活饮用水卫生标准（GB57492006）（12）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）（13）其它现行的环境工程设计相关标准及规范。2.2 设计原则（1）设计必须符合适用的要求1选择的处理工艺、构筑物（建筑物）型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证水厂功能的实现。（2）设计采用的各项数据必须合理可靠设计所选用的原始数据必须可靠、准确，并保证必要的安全系数。同时对于新技术、新结构和新材料的采用必须积极，但需慎重。（3）设计应符合经济的要求设计中一方面尽可能采用合理工艺降低工程造价，选用质优价廉的设备；另一方面又必须保证在工程建成投入使用后，运行费用最低，取得最大的经济效益和使用效果。（4）设计技术应当力求先进和合理设计中必须根据生产的需要和允许条件，在经济合理的原则下，尽可能采用先进技术。在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。2.3 设计原始资料2.3.1 社会概况随着经济的不断发展，人民的生活水平不断提高，两区的居民住宅内现均有给水排水卫生设备，并设有淋浴设备。两区中房屋平均为7层，一区内有一个大型工厂，是集中用水大户；二区是城市繁华区，火车站也在这一区。2.3.2 自然条件该市年平均气19，平均降雨580mm，冰冻深度0.7m。主导风向为夏季西南风，冬季为东北风。自来水水厂的土壤种类为亚粘土，地下水水位深度为10.5m。2.3.3 水质该市东北部有河流经过，该河流为本市的主要取水水源。水源水质见下表。该河流年均流量为600m3/s，年均流速为0.8m/s，最高水位为120m，常年水位为86m，最低水位为45m。水源地水质见表2-1，该水质满足饮用。表2-1 水源水质分析表编号名称单位分析结果1水的臭和味级2浑浊度Mg/L70-12003色度度254总硬度度1.5mmol/l5pH值7.26碱度度3.0mmol/l7水的最高温度度26水的最低温度度0.58细菌总数枚/毫克100009大肠杆菌枚/毫克20002.3.4 用水情况该市共分为两区，其中东区包括居民区和两家工厂。居民人数为40万人；A厂日生产用水量为6000m3/d，B厂日用水10000 m3/d。该区供水普及率按100%计。用水时变化系数如表2-2所示。表2-2 供水时变化系数时间%时间%时间%0-12.528-95.1316-174.901-22.799-104.9217-184.992-33.0010-114.7418-194.903-43.0611-124.5219-204.714-53.1012-134.8020-214.405-63.7813-144.4821-224.206-74.9814-154.4522-233.007-85.1315-164.7023-242.802.3.5 水处理标准来水经处理后，水质达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）要求。3 市政管网布置及计算3.1 各项用水量计算（1）综合生活用水量（2）工业企业工人生活淋浴用水量（3）工业企业生产用水量（4）火车站用水量3.2 最高日用水量3.3 最高时处理水量计算3.4 管网设计计算3.4.1 管网设计3.4.1.1 输水和配水系统输水和配水系统是保证输水到给水区内并且配水到所有用户的全部设施。它包括输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。对输水和配水系统的总要求是：供给用户所需的水量、保证配水管网足够的水压、保证不间断给水。输水管渠指从水源到城市水厂或者从城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。3.4.1.2 给水管网的布置给水管网的布置应满足以下要求: 按照城市规划平面布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地。 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。 力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。一般小城市和小型工矿企业中供水要求不太严格时，可以采用树状网。一般在较大或供水要求较高不能断水的地区，均应采用环状管网。给水管网必须有充足的输配水能力，工作安全可靠，经济实用。在实际工程中，采用树状网和环状网混合布置。根据具体情况，在主要供水区或城市中心地区布置成环状网，而在次要城市或郊区则以树状网形式向四周延伸。供水可靠性要求较高的工矿企业必须采用环状网，并用树状网或双管输水到个别较远的车间。3.4.1.3 管网定线管网定线时，干管的间距可根据街区情况采用500800m。干管和干管之间连接管使管网形成了环状网，连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000m左右。3.4.1.4 输水管渠定线输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。3.4.2 方案确定本设计采用环状管网进行统一给水，该方案安全可靠，可以保障供水。管网计算简图如图3-1。图3-1 管网计算简图3.4.3 管网水力计算3.4.3.1 节点流量计算对于每个节点：式中：节点上的节点流量，L/S与节点相连的管段流量，L/S3.4.3.2 初分配流量 分配流量时流向任意节点的流量必须等于流出节点的流量，以保持水流的连续。流出节点的流量为负，流入节点的流量为正。 直接到大用户的管段应该分配较大的流量，主要干管中分配较大的流量，并尽可能采用相近的管径，使其中的某一干管损坏时，不至于引起个别管段的流量负荷过大。 分配时先拟定每一管段水流方向，并选定在正常时和事故时都应该满足所需自由水压的控制点，控制点的位置在远离二泵站和地势较高的位置。 与干管相连的管段，平时流量不大，只在干管损坏时才转输较大的流量。因此流量分配不应该过大，以免增大管径，增大投资成本。3.4.4 管网的核算条件管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求决定。但是用水量是发展的也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况下的要求，就需进行其他水量条件下的计算，以确保经济合理地供水。通过核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能需另选合适的水泵。3.4.4.1 消防时的流量和水压要求消防时的管网核算，是以最高确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的管段流量和水头损失，计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量。如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全方面的考虑，将消防流量一处放在控制点，另一处放在离二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽然消防时比最高用水时所需服务水头要小的多，但因消防时通过的管网流量增大，各管段的水头损失相应增加，按最高用水时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需要，这时须放大个别管段的直径，以减小水头损失。个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用2。3.4.4.2 最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。一般按最不利管段损失而断水检修的条件，核算事故时的流量和水压是否满足要求，至于事故时应有的流量，在城市为设计用水量的70，工业企业的事故流量按有关规定。经核算不能符合要求时，应在技术上采取措施。如当地给水管理部门有较强的检修力量，损坏的管段能迅速修复，且断水产生的损失较小时，事故时的管网核算要求可适当降低。3.4.5 管网计算说明已知设计水量为1400L/s,测得管线总长为17936m，故比流量为：故沿线流量计算如表3-1所示，相应各节点计算如表3-2所示。表3-1 沿线流量计算表管段编号管段长度m管段流量L/s管段编号管段长度m管段流量L/s1-21287100.398-987268.022-398076.448-1582364.192-4590469-1024919.424-584766953-562248.5215-1655243.14-852741.1115-1842232.925-952941.2616-1962248.521-61300101.47-17112387.596-7644.9917-1891771.537-882564.3518-1996675.3510-1331824.814-2167352.4913-1124919.4221-2021016.411-1233025.7420-13102079.612-1463549.53合计1400表3-2 节点流量计算节点节点流量L/s节点节点流量L/s10.5（q1-2+q1-6）=102120.5（q11-12+q12-14）=3820.5（q1-2+q2-3+ q2-4）=113130.5（q11-13+q13-20）=5030.5（q2-3+q3-5）=63140.5（q12-14+q14-21）=5240.5（q2-4+q4-5+ q4-8）=77150.5（q15-18+q15-16+q8-15）=7150.5（q4-5+q3-5+ q5-9）=78160.5（q10-16+q15-16+q16-19）=6160.5（q1-6+q6-7）=54170.5（q7-17+q17-18）=8070.5（q7-17+q6-7+q7-8）=79180.5（q17-18+q18-19+q15-18）=9080.5（q7-8+q4-8+q8-9+q8-15）=119190.5（q18-19+q15-19）=6390.5（q5-9+q8-9+q9-10）=65200.5（q13-20+q20-21）=49100.5（q10-16+q10-13+q9-10）=38210.5（q14-21+q20-21）=35110.5（q11-13+q11-12）=23合计1400环状管网计算如表3-3所示。表3-3 环状管网计算表管段编号管长Lm管径Dmm流量qL/s1000i水头损失hm备注1-21287400100392.383.06环一H=0.1732-4590300-462.39-1.414-8527300-41.111.93-164.354.41-3.646-7643004.990.0360.0231-61300400101.42.433.162-398035076.442.812.9H=-0.4环二2-4590300-462.39-1.34-5847300-66.074.56-3.83-562230048.522.621.84-5847300-66.074.56-3.86H=0.35环三4-852730041.111.931.028-987230068.024.844.225-9529300-41.261.94-164.354.41-3.7H=-0.5环四7-171123300-87.593.61-4.117-18917350-71.532.48-2.48-1582325064.1911.349.3315-1842225032.923.251.378-987230068.024.844.22H=0.49环五8-1582325064.1911.349.3315-16552200-43.116.77-7.629-10249200-19.423.78-0.8410-16384200-29.958.26-4.615-16552200-43.116.77-7.6215-1842230032.921.28-5.73H=-0.47环六18-1996630075.355.39-0.5416-1962220048.5221.2613.4211-1324925019.421.240.3H=0.48环七11-1233025025.742.080.5813-201020350-79.63.03-3.320-21210200-16.42.78-0.821-1467330052.493.052.012-1463530049.532.701.74 地表水厂处理工艺确定4.1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。一般净水工艺流程选择：（1）原水简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时（2）原水混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。（3）原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。（4）原水接触过滤消毒适用条件：一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理，进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。（5）原水调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下3。本工程水源水质较好，故本设计采用一般常规的净水处理工艺，其净水工艺流程如图4-1。图4-1 净水工艺流程图4.2 给水处理构筑物与设备型式选择4.2.1 药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以地下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。4.2.2 混凝剂的选用与投加4.2.2.1 凝剂药剂的选用混凝剂选用：精制硫酸铝。精制硫酸铝效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。4.2.2.2 混凝剂的投加混凝剂的投加有干投与湿投法两种方法。本设计采用后者。混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型，重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加；压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。4.2.3 加氯间（1）靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。（2）加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管4。（3）加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。（4）加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。4.3 混合设备混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合5。4.4 絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有以下几种：4.4.1 隔板式絮凝池（1）往复式隔板式絮凝池：优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎。适用于水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者。（2）回转式隔板式絮凝池：优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处易积泥。适用于水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时。4.4.2 旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差。一般适用于中小型水厂。4.4.3 折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高。适用于流量变化较小的中小型水厂4.4.4 网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥。根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用折板絮凝池。4.5 沉淀池常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下：（1）平流式沉淀池：优点：可就地取材，造价低；操作管理方便，施工较简单；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。缺点：不采用机械排泥装置，排泥较困难；机械排泥设备，维护复杂；占地面积较大。一般用于大中型净水厂；原水含砂量大时可作预沉池。（2）竖流式沉淀池：优点：排泥较方便；一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；占地面积较小。缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；施工较平流式困难。一般适用于小型净水厂。（3）辐流式沉淀池：优点：沉淀效果好；有机械排泥装置时，排泥效果好。缺点：基建投资及费用大；刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；施工较平流式困难。一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区作预沉淀池。（4）斜管（板）式沉淀池：优点：沉淀效果高；池体小，占地少。缺点：斜管（板）耗用材料多，且价格较高；排泥较困难。适用于大中型厂，及旧沉淀池的扩建、改建和挖槽。设计采用平流式沉淀池，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点6。4.6 滤池（1）多层滤料滤池：优点是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好，但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备。（2）虹吸滤池：适用于中型水厂（水量210万吨/日），土建结构较复杂，池深大，反洗时要浪费一部分水量，变水头等速过滤水质也不如降速过滤。（3）无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小，适用于小型水厂。（4）移动罩滤池：需设移动洗砂设备机械加工量较大，起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不宜过高，罩体合隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于10m2）。（5）普通快滤池：是向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100m2。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好。（6）双阀滤池：是下向流、砂滤料得双阀式滤池，优缺点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门，相应得降低了造价和检修工作量，但必须增加形成虹吸得抽气设备。（7）V型滤池：从实际运行状况，V型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量4060%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本；不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用；采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好7。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。4.7 消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水质传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，前者系水中投加药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。经比较，采用液氯消毒。氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时，一般为滤后消毒，虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前净水处理方面应用尚不多8。5 地表水厂构筑物设计计算5.1 加药间设计计算5.1.1 设计参数已知计算水量Q=77000m3/d=3541.7m3/h。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选精制硫酸铝为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，混凝剂的浓度b=10%，混凝剂每日配制次数n=3次。5.1.2 设计计算（1）溶液池容积W1 式中：a混凝剂（精制硫酸铝）的最大投加量（mg/L），本设计取30mg/L;Q设计处理的水量，3541.7m3/h;b混凝剂的浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取10%；n每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸：高度中包括超高0.3m。（2）溶解池容积W2式中：溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.3m。溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量：查水力计算表得放水管管径50mm，相应流速v0=1.34m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理（3）投药管投药管流量查表得投药管管径d025mm，相应流速v0=0.71m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根（4）溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。（5）投药计量设备采用计量加药泵，泵型号JZ-800/10，选用3台，两用一备。（6）药剂仓库考虑到远期发展，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药，药剂仓库平面设计尺寸为BL=20m20m.。5.2 混合设备设计计算5.2.1 设计参数设计总进水量为Q=85000m3/d，水厂进水管投药口至絮凝池的距离为20m，进水管采用两条DN=800，流速v=1.0m/s。5.2.2 设计计算（1）设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量：则静态混合器管径为：，本设计采用D=800mm；（2）混合单元数按下式计算，本设计取N=3；则混合器的混合长度为：（3）混合时间（4）水头损失符合设计要求。5.3 折板絮凝池设计计算折板絮凝池计算简图如图5-1所示。图5-1 折板絮凝池计算简图5.3.1 设计参数絮凝池设计n=2组，每组设1池，水深H=4m，每池设计流量为絮凝时间T=7min。每组絮凝池容积为每组絮凝池面积为每组絮凝池净宽：絮凝池净长L=14m,则净宽为将絮凝池垂直水流方向分7格，每格净宽2.0m，平行水流方向分5小格，每小格长0.8 m，共分35格，单格面积。絮凝过程分三段，第一絮凝段采用多通道同波折板，v1=0.3m/s；第二絮凝段采用多通道同波折板，v2=0.2m/s；第三絮凝段采用直板，v3=0.1m/s。折板采用钢丝水泥板，折板宽0.5m，厚0.035m，折角90度，折板净长1.0m。考虑到墙厚（采用钢筋混凝土墙），外墙厚采用300 mm，内墙采用250mm，则絮凝池实际长为14+0.3+0.25=16.1m实际宽为6+0.3+0.25+1=7.55m5.3.2 设计计算各个折板的间距及实际流速：第一絮凝段折板间距0.32m，第二絮凝段折板间距0.32m，第三絮凝段折板间距0.40m。水头损失hh=nh+hi=n1v2/2g+hi式中：h总水头损失，m；h折板间一个转弯的水头损失，m；hi折板区上、下部转弯或过流孔洞的水头损失，m；n折板间转弯个数；v0转弯或孔洞处流速，m/s；1折板间一个转弯的阻力系数；2折板区上、下部转弯的阻力系数；3过流孔洞的阻力系数。数据计算如下：第一絮凝段为多通道同波折板。第一絮凝段分6格，每格安装三块折板，折角90度，1=0.6。折板区上、下部90度转弯处2=1.0，过流孔洞进出口3=1.06。90度转弯12次，进出口次数为12次，取转弯高1m，孔洞高度1m。转弯流速孔洞流速转弯和进出口的水头损失第二絮凝段为多通道同波折板。第二絮凝段分6格，折板区上、下部90度转弯数12次，过流孔洞进出口次数为12次，折板折角90度，=0.6，v=0.17m/s。转弯流速孔洞流速第三絮凝段为多通道直板。第三絮凝段分6格，5块直板180度，折板区上、下部90度转弯数12次，过流孔洞进出口次数为12次。转弯流速孔洞流速转弯处的水头损失 孔洞处的水头损失絮凝池各段的停留时间第一絮凝段水流停留时间第二絮凝段水流停留时间第三絮凝段水流停留时间絮凝池总停留时间t=t1+t2+t3=60+120.2+240.5=420.7s=7.01min絮凝池各段的G值水温T=20，=110-3Pas第一段第二段第三段絮凝总水头损失5.4 平流沉淀池设计计算折板絮凝池与平流沉淀池合建草图如图5-2所示。图5-2 折板絮凝池、平流沉淀池合建草图5.4.1 设计参数已知水厂设计产水量Q=85000m3/d，沉淀池采用n=2，沉淀时间t=1.5h，池内平均水平流速v=10mm/s。设计水量：Q=85000m3/d=3540m3/h；单池处理水量Q1=Q/2=42500m3/d=1770m3/h=0.49m3/s5.4.2 设计计算单个池体尺寸：与絮凝池配合取池净宽B=14m，有效水深采用H=4m，则池长每池中间设一导流槽，导流槽采用砖砌，导流槽宽为240mm，则沉淀池每格宽度b=(15.5-0.24)/2=7.63m校核池子尺寸比例：长宽比L/b=63/7.63=9.24符合要求；长深比L/h2=63/4=2110符合要求；沉淀池水平流速：符合要求。沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长14m，墙高4.3m，有效水深4m，。用虹吸式机械吸泥机排泥，其泥厚度0.1m，超高0.2m。穿孔墙孔眼形式采用矩形的半砖孔洞，其尺寸为0.125m0.126m，开孔率为：5.4.3 排泥设施计算排泥设施：为取得较好的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥。.干泥量Q干=42500（1000-10）10-6=42.08m3/d。设含水率为98污泥量Qs=Q干/(1-98)=2104m3/d=87.67m3/h吸泥机往返一次所需时间：(栅车行进速度v=1m/min).虹吸管计算：设吸泥管排列数为10根，管内流速为1.5m/s，单侧排泥最长虹吸管长l=22.5m,采用连续式排泥，管径选用DN50水煤气管v=1.46。吸口的断面确定：吸口的断面与管口断面积相等。已知吸管的断面积设吸口长为l=0.2m。则吸口宽度b=A/l=0.002/0.2=0.01m。吸泥管路水头损失计算：进口1=0.1，出口2=1，90度弯头3=1.9752，则局部水头损失管道部分水头损失：含水率98%。一般为紊流状态。总水头损失:考虑管道使用年久等因素，实际H=1.3h=1.31.92=2.5m.排泥槽总长取70m，槽宽取0.8m，深取1.0m引流泵选用YQX-5型潜水泵。沉淀池放宽管直径其中，H0为池内平均水深m，此处为3+0.1=3.1m；t为放空时间，按3h计,管径采用300mm。水力半径:该Fr值在规定范围110-5110-4。5.4.4 集水、配水系统计算.集水系统采用两侧孔口自由出流式集水槽集水。集水槽个数N=8集水槽的中心距：槽中流量：考虑到池子的超载系数为20%，故槽中流量q0=1.2q=1.20.06=0.072m3/s槽的尺寸：（1）槽宽b=0.9q0.004=0.90.0720.004=0.314m,为便于施工取b=0.4m（2）槽长堰上负荷小于500m3/(dm)取槽长L=10m,则堰上负荷为符合要求。起点槽中水深H1=0.75b=0.750.4=0.3m终点槽中水深H2=1.25b=1.250.4=0.5m为便于施工，槽中水深统一取H2=0.5m（3）槽的高度H3集水方法采用孔口自由出流，孔口深度h取0.07m，跌落高度取0.05m，槽起高取0.15m，则集水槽总高度H3=H2+0.07+0.05+0.15=0.77m（4）孔眼计算所需孔眼总面积由得单孔面积0孔眼直径采用d=10mm，则单孔面积：孔眼个数n：集水槽每边孔眼个数n=1261/(82)=79个 孔眼中心间距：.配水槽计算配水槽宽b=0.9Q0.4=0.90.490.4=0.7m,为便于施工取0.8m。起点槽中水深H1=0.75b=0.750.8=0.6mH2=1.25b=1.250.8=1m为便于施工，槽中水深统一取1m，自由跌水高度取0.07m，则排水槽总高度为:0.77+0.07+1.0=1.84m出水斗底板取低于排水槽底0.5m，自由跌水高度取0.07m，出水斗平面尺寸1.6m1.6m。5.5 V型滤池设计计算V型滤池计算简图如图5-3所示。图5-3 V型滤池计算简图设计2组滤池，每组滤池设计水量Q=42500m/d，设计滤速=8m/h，过滤周期48h滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m第一步气冲冲洗强度=15L/(s.m)，气冲时间=3min第二步气、水同时反冲=15L/(s.m)，=4L/(s.m)，=4min第三步水冲强度=5L/(s.m)，=5min冲洗时间t=12min；冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/(m.s)，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96-1.35mm，不均匀系数1.2-1.6。5.5.1 平面尺寸计算（1）滤池总面积滤池工作时间T=24-t24/T=24-0.224/48=24-0.1=23.9h（2）单格滤池的面积为节省占地，选双格型滤池，池底板用混凝土，单格宽B=2.5m，长L=15m，面积37.5m2。分为并列的两组，每组3座，共6座，每座面积f=98m2，总没见588m2。（一般规定V型滤池的长宽比为2：14：1，滤池长度一般不宜小于11m；滤池中央气、水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m。）（3）正常过滤时的实际滤速5.5.2 进水系统（1）进水总渠设计中取H1=1m，v1=0.6/sB1=（2）气动隔膜阀的阀口面积气动隔膜阀的阀口处的水头损失（3）进水堰堰上水头设计中取m=0.50，b=3m（4）V型进水槽设计中每个滤池设两个V型进水槽，则Q3=Q2/2=0.1/2=0.05m3/s，取v3=0.8m/s，（5）V型槽扫洗小孔设计中取。取每个V型槽上扫洗小孔数目28个，则n2=56个。验算小孔流速v4：5.5.3 反冲洗系统（1）气水分配渠（按反冲洗水流量计算）（2）配水方孔面积和间距设计中取，在气水分配渠两侧分别布置20个配水方孔，孔口间距0.4m。（3）布气圆孔的间距和面积布气圆孔的数目及间距和配水方孔相同，采用直径为60mm的圆孔，其单孔面积为，所有圆孔的面积之和为560.0028=0.157m2。（4）空气反冲洗时所需空气流量设计中空气冲洗强度空气通过圆孔的流速为（5）底部配水系统底部配水系统采用QS型长柄滤头，材质为ABS工程塑料，数量为55只/m2，滤头安装在混凝土滤板上，滤板搁置在梁上。滤头长28.5cm；滤帽上有缝隙36条；滤柄上部有2mm气孔，下部有长65mm，宽1mm条缝。滤板，滤梁边长最好不要超过1.2m。滤梁宽度为10cm。高度和长度根据实际情况定。为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等，并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层，滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。一般，滤板下面清水区的高度为0.850.95m，该高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正常过滤和反冲洗效果。设计中取滤板下清水区的高度H5为0.90m。5.5.4 过滤系统滤料选用市英砂，粒径0.951.35mm，不均匀系数K80=1.01.3，滤层厚度一般采用1.21.5m，设计中取滤层厚度H6为1.2m。滤层上水深一般采用1.21.3m，设计中取滤层上水深H7为1.2m。5.5.5 排水系统（1）排水渠终点水深设计中取排水渠和气水分配渠等宽，既B2=0.4m，取v7=1.5m/s（2）排水渠起端水深设计中取排水渠长度等于滤池长度，既，排水渠底坡排水槽堰顶应高出石英砂滤料0.5m，则中间渠总高为滤板下清水区的高度+滤板厚+滤料层厚+0.5，即0.85+0.10+1.2+0.5=2.65m。5.5.6 滤池总高度式中：H滤池总高度（m）H5滤板下清水区的高度（m）H6滤层厚度（m）；H7滤层上水深（m）；H8滤板厚度（m）；H9超高（m）。设计中取H8=0.13m，H9=0.3mH=0.90+1+1.3+0.13+0.3=3.85m5.5.7 设备选型根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力，风量要求选3台LG50风机。风量50m3/min，风压49kpa，电机功率60kw，两用一备，正常工作鼓风量共计100m3/min。5.5.7.2 反冲洗水泵选型选用12Sh-28型泵，3台（2用1备），性能参数：流量612-900m3/h，扬程10-14.5m，轴功率30.3-33.0KW，电机功率40KW，允许吸上的真空高度为4.5m。5.6 清水池计算在清水池，加氯进行接触消毒。清水池计算简图如图5-4所示。图5-4 清水池计算简图5.6.1 设计参数已知设计水量Q=77000m3/d=3208.3m3/h，本设计消毒采用液滤消毒，加氯量为1.0g/m3。5.6.2 设计计算5.6.2.1 加氯量计算为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选