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图书分类号：密 级：毕业设计(论文)半岛蓝湾大酒店给水排水工程设计THE DESIGN OF BUILDING WATER AND WASTEWATER ENGINEERING FOR THE PENINSULA ISLAND RESORT HOTEL 学生姓名学院名称专业名称指导教师20xx年月日xxx学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日xxx学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本次设计为大同市给水工程设计，设计内容主要包括三部分，即取水工程设计、给水管网设计和净水厂设计。该净水厂处理工艺采用常规处理，即“混凝沉淀过滤消毒”。 设计水厂建于城市的东北角，靠近城市和水源地。混凝包括混合和絮凝两部分。取水工程中采用地表水做水源，根据水位变化较大，水厂采用固定式取水构筑物。由于主流近岸，岸边有足够的水深，水质地质条件较好，所以选择岸边式取水构筑物。一泵站选取水泵250S24A型单级双吸离心泵四台，三用一备。混凝采用PAFC，计量泵投加，选三台AHC62计量泵，设计流量为108 L/h，两用一备，单台泵流量为Q=105L/h。溶液池分三个格，每格容积为13m3，两用一备交替使用。 溶解池分三格，每格容积为2.6m3，两用一备交替使用。设计尺寸：LBH=1.5m1.5m1.5m，包括超高0.3m。设计尺寸：LBH=2.4m3m2.1m，包括超高0.3m。絮凝池采用网格絮凝池，分为4组，絮凝池的有效水深3.6m池的总高H为4.4m，单个有效尺寸为1.391.39米。沉淀池采用斜管沉淀池，分2组，尺寸1430m，为了配水均匀，进水区布置在30长的一侧。池子总高度H为4.67m，取5m。沉淀池进口采用穿孔墙，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管。滤池采用V型滤池，为2个双格滤池。反冲洗使用气水反冲洗，反冲洗水泵选择泵型号700HQB50D，选六台，四用两备。选择DG型离心鼓风机，选用八台，六用两备。消毒使用液氯消毒，滤池有效工作时间T=24-240.2/48=23.9h，滤池高度3.9m。加氯量Q为3.831kg/h。采用加氯机投氯，本设计选用2J型-2转子加氯机两台，交替使用。清水池设为两座，每座的容积为1/2W=6500m3,尺寸采用40m40m4.5m。二泵站设计中，选四台350S125型泵，三台工作，一台备用，为调节用水不均匀性，其中一台水泵设置变频调速装置。采用连续式重力浓缩池，设计2座，每个浓缩池面积335.2m2，浓缩池总高度5.8m。取6m。本给水工程设计能够缓解大同市用水需求，符合其经济、工业水平的不断发展要求，也有利于大同市的进一步发展要求。关键词 管网平差；取水工程；净水厂设计AbstractThe design of Datong water engineering, design mainly includes three parts, namely, water engineering, water supply network design and purification plant design. The net water treatment process using conventional processing, namely coagulation - sedimentation - filtration - disinfection.Design waterworks was built in the northeast corner of the city, close to the city and water sources. Coagulation and flocculation comprises mixing two parts. Surface water intake project used to do water, according to water level changes greater use of fixed water intake structures. As mainstream inshore, the shore there is sufficient water depth, water quality, good geological conditions, so select shore style intake structures. . Select a pumping station pumps 250S24A single-stage double suction centrifugal pump four, three and one standby. Coagulation using PAFC, metering pump dosing, the election of three AHC62 metering pump design flow of 108 L / h, Uses a single pump flow rate Q = 105L / h. Solution tank is divided into three cells, each cell volume of 13m3, Uses a used interchangeably. Dissolved pool is divided into three cells, each cell volume of 2.6m3, Uses a used interchangeably. Design dimensions: L B H = 1.5 1.5 1.5, including ultra 0.3m. Design dimensions: L B H = 2.4 3 2.1, including ultra 0.3m. Flocculation flocculation using a grid, divided into four groups, the effective depth of 3.6m flocculation tank total height H is 4.4m, single effective size of 1.39 1.39 meters Sedimentation tank using inclined tube sedimentation tank, divided into two groups, the size 14 30m, for uniform water distribution, water district arranged in 30 long side. Pond total height H is 4.67m, take 5m. Sedimentation tanks imported perforated walls, mud using perforated pipe, perforated pipe drainage system. Filter using V-filter for the two pairs of lattice filter. Using air and water backwash backwash backwash pump selection pump model 700HQB-50D, choose five, four and one standby. Select DG-type centrifugal blower, use eight units, six with two devices. Disinfection using chlorine disinfection, filter effective working time T = 24-24 0.2/48 = 23.9h, filter height 3.9m. Q is the amount of chlorine 3.831kg / h. Dosing of chlorine chlorination machine, the design uses 2J type -2 chlorinator two rotors, are used interchangeably. Set two pools, each block volume of 1/2 W = 6500m3, clear pool size using 40.0m 40.0m 4.5m. Two pumping station design, selected four 350S125-type pump, three work, a spare , to regulate the water inhomogeneity, which set up a pump frequency control devices. Using a continuous gravity thickener, design 2, each of the concentrated pool area 335.2m2, concentrated pool total height 5.8m. Take 6m.The water supply project designed to ease the demand for water in Datong, in line with its economic, industrial level of the continuous development requirements, but also conducive to the further development of Datong requirements.Keywords the intake works the water pipe network design the water treatment plant design目 录1 绪 论12 工程概况133 取水工程163.1设计用水量的确定163.1.1最高日综合生活用水量Q1163.1.2工业企业用水量Q2163.1.3公共建筑用水量Q3163.1.4浇洒道路和绿地用水量Q4163.1.5管网漏损水量Q5173.1.6未预见用水量Q6173.1.7消防用水量QX173.1.8给水厂的设计水量183.2取水装置设计183.2.1取水装置类型选择183.2.2集水井高程布置203.3取水泵房213.3.1水泵的选择213.3.2水泵机组布置及泵房平面尺寸213.3.3泵房高度的确定224 净水厂的设计与计算234.1水厂工艺流程确定234.2水处理构筑物形式的选择234.2.1混凝剂的选择、投加方式及相关计算234.2.2絮凝池的选择与设计计算294.2.3沉淀池的选择及设计计算314.2.4滤池的选择与设计计算334.2.5消毒方式的选择与相关设计计算404.3清水池和水塔容积计算424.3.1清水池有效容积计算424.3.2清水池配管及布置444.3.3水塔容积计算454.4厂区选择454.5水厂平面布置465 污泥的处理475.1设计进水量475.2浓缩池设计476 水厂系统布置486.1净水厂系统区域地形图设计486.2净水厂总平面布置486.2.1主要构筑物及附属建筑物布置486.2.2水厂管线布置原则49V6.2.3水厂绿化、道路和其他507 配水管网设计517.1管网定线517.1.1线路选择与布置要求517.1.2配水管网布置517.2管网流量计算517.2.1环状管网流量的分配517.2.2节点设计流量计算527.2.3比流量计算547.2.4沿线流量计算547.2.5管径的设计计算557.2.6管网平差的计算577.2.7节点水压计算627.3二泵站的设计627.3.1水泵选型627.3.2进出水管路设计647.3.3泵房平面布置647.3.4泵房高程布置647.4泵房附属设施647.4.1起重设备647.4.2引水设备657.4.3排水设备657.4.4通风设备657.4.5计量设备657.5水塔高度设计657.6管网消防校核计算658 成本估算708.1管网造价指标（直接费）708.2管网间接费718.3水资源费718.4药剂费71结论72致谢73参考文献74II1 绪 论 大同市位于山西省中北部，属于华北气候区。城市地形比较平坦，属于平原地形。随着大同市经济的迅速发展，人口的大量增加，工业用水及居民生活用水量也随之大幅度提高，现有的供水量已远远不能满足增长的要求，供需矛盾日益突出，同时原有的水厂水源河流受到严重污染，水质恶化。水质及水量都不能满足人们日益增长的需求，这就对新建的水厂对原水的处理及水量有了更高的要求。 另一方面，饮用水的安全问题也很重要，人们对源水进行一系列处理后饮用。在20世纪初，饮用水净化技术已基本上形成了现在被人们普遍称之为常规处理工艺的处理方法，即：混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒。这种常规的处理工艺之今仍被世界大多数国家所采用，是目前饮用水处理的主要工艺。本设计中根据水源水质分析，采用常规处理工艺，出水即可达到饮用标准。 此次设计的主要内容包括： （1） 用水量计算,编制城市总用水量计算表,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，输配水方式的选择与方案比较；（3） 城市净水厂方案的选择与比较，净水厂扩大初步设计；（4） 城市输水管与给水管网设计；（5） 取水工程工艺设计；（6） 二泵站工艺设计； （7） 净水厂部分处理构筑物初设图设计；（8） 编制工程概预算与成本估算。 设计的基本要求如下： （1）自来水厂出水水质要求达到国家生活饮用水水质标准；（2）通过毕业设计，熟悉并掌握净水厂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, 具备设计一般净水厂给水工程的初步能力；（3）每位同学按毕业设计任务书，结合各自的题目要求，独立完成设计说明书、设计计算书及制图；（4）毕业设计计算书、说明书撰写必须符合徐州工程学院毕业设计(论文)撰写规范（试行）的有关要求。 (5）设计说明书、设计计算书要求言之有序、论之有理、证之有据、书写规范工整、计算无误、图文并茂，内容结构完整； （6) 设计图纸应符合制图标准及有关规定，内容完整，布局合理，正确清晰，能较好地表达设计意图。 对管网和水厂的设计要求： （1）水厂按近期设计，要考虑远期发展； （2）管网按近期设计，考虑远期管线的布置方式，但不作远期管网计算； 通过毕业设计，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。 设计中选择给水水源，一般应该考虑以下原则：（1）所选水源应当水质良好，水量充沛，便于卫生防护。水质良好，要求原水水质符合地表水环境质量标准（GB38382002）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地表水环境质量标准（GB38382002）中的有关规定。（2）符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水源。（3）所选水源具有施工条件。（4）所选水源有条件时应集中与分散取水，地下水与地表水相结合。（5）所选水源可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便。由于水源自然条件和用户对取水的要求各不相同，取水构筑物有多种形式:按水源分为湖泊、水库、海水取水构筑物，按取水构筑物的构造形式分为固定式和活动式两种。（1）固定式取水构筑物按取水点位置和构造特点，固定式取水构筑物可分为岸边式、河床式、斗槽式。 1）岸边式取水构筑物直接从岸边进水口取水的构筑物称为岸边式取水构筑物。它由进水井和泵房两部分组成。它适用于江河岸边较陡，主流近岸、岸边有足够水深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的情况，按照进水井和泵房的合建与分建，岸边式取水构筑物可分为合建式和分建式。 合建式岸边取水构筑物。合建式岸边取水构筑物是进水间和泵房合建在一起，设在岸边。合建式的优点是布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，因而采用较广泛，适用于岸边地质条件较好，水位变幅不大的河流。 分建式岸边取水构筑物。当合建条件不允许时，可采用分建式，其特点是:土建结构较简单，施工较容易，但操作管理不便，吸水管路较长，增加了水头损失，运行安全性不如合建式。 2）河床式取水构筑物从河心进水口取水的构筑物称为河床式取水构筑物，由取水头部、进水管、集水井和泵房组成。按照进水管形式的不同，河床式取水构筑物有自流管式、虹吸管式、水泵直接取水式和桥墩式几种形式。 自流管式河水通过自流管进人集水间。由于自流管淹没在水中，河水靠重力自流，工作较可靠，但敷设自流管时，开挖土石方量较大。适用于自流管埋深不大时，或者在河岸可以开挖隧道以敷设自流管时。 虹吸管式河水通过虹吸管进人集水井，然后由水泵抽走。如果河水位高于虹吸管顶时，不用抽真空即可自流进水，如果河水位低于虹吸管顶时，需先将虹吸管抽成真空方可进水。一般适用于河滩宽阔，河岸较高，岩石坚硬，埋设自流管节开挖大量土石方时。与自流管相比，提高了埋管的高程，减少了土石方量，缩短工期，节约投资。其缺点是虹吸管对管材及施工质量要求较高，需严密不漏气，需要装置真空设备，工作可靠性不如自流管。 水泵直接取水式不设集水间，水泵吸水管直接伸入河中取水。由于可以利用水泵吸水高度以减小泵房深度，又省去集水间，故结构简单，施工方便，造价较低。这种形式一般适用于水中漂浮物不多，吸水管不长的中小型取水泵房。 桥墩式整个取水构筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。由于取水构筑物建在江内，缩小了水流过水断面，容易造成附近河床冲刷，因此，基础埋深较大，施工较复杂。只宜在大河，含沙量较高，取水量较大，岸坡平缓，岸边无建泵房条件的情况下使用。 3）斗槽式取水构筑物在岸边式或河床式取水构筑物之前设置“斗槽”进水，称之为斗槽式取水构筑物。斗槽是在河流岸边用堤坝围成的，或者在岸内开挖的进水槽，目的在于减少泥沙和冰凌进入取水口。斗槽式取水构筑物的位置应设在凹岸靠近主流的岸边处，以便利用水力冲洗沉积在斗槽内的泥沙。斗槽式取水构筑物由于施工量大，造价较高，排泥困难，并且要有良好的地质条件，因而采用较少。（2）活动式取水构筑物活动式取水构筑物可分为浮船式取水构筑物和缆车式取水构筑物。 1)浮船式取水构筑物浮船式取水构筑物由安装有水泵的浮船、设在岸坡上的箱水管及连接箱水管与浮船的联络管组成。 浮船。浮船主要用来布置水泵机组及部分附属设备。无塔供水水泵机组一般沿船长一列式布工，欢心稍偏向吸水侧，以保持船体稳定。 联络管与抽水管。输水管安装在岸坡上，联络管用以连接水泵出水管和抽水管。无塔供水设备联络管应能适应浮船的各向位移，并保证不翻水。浮船式取水构筑物具有投资少、建设快、易于施工、有较大的适应性和灵活性、能经常取得含沙量少的表层水等优点。但它也存在缺点，例如河流水位涨落时，需要移动船位，阶梯式连接时尚需拆换接头以致短时停止供水，操作管理麻烦；浮船还要受到水流、风浪、航运等的影响，安全可靠性较差。 2）缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物由泵车、坡道、输水管、牵引设备组成。与浮船式相比，缆车受风浪影响小，压力容器稳定性好。适用于水位变幅大、涨落速度不大、无冰凌或漂浮物较少的河段上。 泵车。泵车是断面呈三角形的析架结构，顶面水平，用以安装水泵机组。无负压供水主析架有2-6对滚轮，以便沿坡道滚动，小型供水设一部车，大中型供水设两部车。其特点是水系布置紧凑，便于操作、检修。 坡道。坡道有斜坡式和斜桥式两种。轨道直接徽设在岸坡地基上称为斜坡式；当岸坡地形地质条件差，不宜直接敷设轨道时，在坡道上修建斜桥用以吸设泵车轨道，称为斜桥式。 输水管。抽水管沿斜坡方向设置多个接人口，以适应不同水位时输水，接口高差1-2m。恒压供水水泵出水管与输水管的连接采用活动联络份，以方便于每次移泵后的接口连接。联络管接头形式有橡胶软管、球形万向接头、套筒旋转接头和摇臂式活动接头。 牵引设备。牵引设备由绞车及连接泵车和绞车的俐丝绳组成，纹车设在洪水位以上岸边的绞车房内。为保证泵车安全，泵车和绞车上设有制动保险装置。绞车制动装置有电磁刹和手动刹，泵车固定时采用螺栓夹板式保险卡或钥杆安全挂钩，移动时用钢丝绳挂在岸坡上的安全挂钩上作为保险带。 地面水取水构筑物位置选择的一般原则：（1）位于水量充沛、水质较好的河段。供应生活饮用水时,取水口位置应选择在靠近城镇和工业用水区的上游清洁河段。 （2）应靠近江河的主流,水深满足要求,即在取水构筑物处一般不小于2.5-3.0m的水深,小型取水口可降低到1.5-2.0m,河岸和岸坡稳定,工程地质条件良好。 （3）尽可能减少泥砂飞漂浮物、冰凌飞冰絮、水草、支流和咸潮的影响。 （4）取水构筑物应不妨碍航运和排洪,并且符合城市、河道、湖泊飞水库整治等规划要求,确保取水构筑物安全可靠,运行管理方便,施工简单。 （5）取水构筑物的设计最高水位应按100年一遇频率确定。城市供水水源的设计枯水流量保证率,一般可采用90%-97%。设计枯水位的保证率,一般可采用90%-99%。 水厂以大同市旁边的河水作为水源，计划采取以下两种方案之一进行设计，如图1-1、1-2： (1)方案一：混凝剂城市管网消毒二级泵站V型滤池清水池斜管沉淀网格絮凝池机械混合池一级泵站集水间图1-1工艺流程图混凝剂 (2)方案二:二级泵站清水池普通快滤池平流沉淀折板絮凝管式静态混合一级泵站斗槽城市管网消毒图1-2工艺流程图混凝剂的选择比较如下表1-1:表1-1混凝剂的比较药剂名称硫酸铝硫酸亚铁三氯化铁聚合氯化铝外观及化学式Al2（SO4）318H2O，白色或略带灰色的块粒状，精制含Al2O315.7%，粗制含Al2O310.7%-16.5%。粗制硫酸铝含有20%-30%的不溶物，杂质多FeSO47H2O半透明的淡蓝绿色结晶，含量95%-96%FeSO46H2O黑褐色结晶，有金属光泽，易潮解，纯度45%Al2(OH)nCl6-nm，简写为PAC，有液体和固体产品，氧化铝含量：固体43%-46%,液体8%-10%续表1-1药剂名称硫酸铝硫酸亚铁三氯化铁聚合氯化铝水温和pH的适应性适用水温为20-40C，pH=5.7-7.8时主要去除水中悬浮物，pH=6.4-7.8时，处理浊度高、色度低的水适用于碱度和浊度高，或者是pH=8.5-11.0的水。受温度影响小不大受温度影响，使用的pH=6.0-8.4温度适应性强，pH=5.0-9.0范围均适用适用条件一般情况下都可以使用，原水需要有一定碱度，特别是投加量大时，处理低温低浊水时，絮体松散效果较差，投加量大时有剩余的Al或者SO4离子，影响水质价格较低，絮体易于沉淀，一般用氯氧化成三价铁，不适用于色度和含铁量较高的原水，冬夏季均可以使用，处理低温低浊水效果比铝盐好絮体比重大，易于下沉，易溶解，杂质少，处理低浊度水和色度较高的原水效果不显著，适于浊度较高的原水，刚配制的水溶液温度高，有可能使塑料泵变形液体PAC需要专门的运输和储液设施，操作方便，腐蚀性较小，应用较为普遍，处理水碱度降低少，对低温低浊、高浊和污染原水的处理效果较好，无定型产品，质量不够稳定药剂投加有重力投加和压力投加两种方式，其各自特点如下：表1-2药剂投加方式的比较投加方式优缺点以及适用条件重力投加操作简单，但是需要必须建造高位药液池，增加加药间层高，土建比较复杂；适用于中小型水厂压力投加分为使用水射器和计量泵两种，水射器构造简单，但是效率较低，但是有时药剂可能会堵塞喷嘴且需要增加计量设备；计量泵可以从溶液池抽送溶液到压力水管内，定量投加，无需另设计量设备，但是价格较为昂贵混合方式有水力混合和机械混合，其比较如下表1-3:表1-3混合方式的比较混合类型混合方式特点适用条件水力混合利用压力水管混合无需增添设备；混合效果常不能保证，特别是管内流量变化较大时；压力管中加药时，混凝剂需要用滤网筛滤，以防堵塞水射器和转子流量计适用于流量变化较小时；投药点到絮凝池至少有50倍管径的距离，或两者之间的水头损失不小于0.3-0.4m，管径大时也可以按照所需混合时间计算投药点的距离静态混合器投资省，在管道上易安装，维修工作量小；能够快速混合，效果良好；会产生一定的水头损失适用于流量变化较小的水厂；混合器内采用1-4个分流单元扩散混合器混合器构造是锥形帽后加孔板，管道流速1m/s左右；混合器长度在0.5m以上，用法兰安装在原水管上；水头损失为0.3-0.4m多用于管径400-800的进水管；安装位置应低于絮凝池水面；适用于中小型水厂跌水混合器药剂加注到跌落水流中，快速混合，设备简单；产生一定的水头损失；在混合池出水管上安装活动套管，由套管的高低调节混合效果适用于水量小时；活动套管内外水位差应保持0.3-0.4m，最大不超过1.0m续表1-3混合类型混合方式特点适用条件机械混合利用水泵叶轮混合设备简单，无需专门的混合构筑物；无需额外能量，运行时间省；使用腐蚀性强的药剂会腐蚀水泵叶轮；水泵和吸水管较多时需增加投药设备；吸水管中加药时，混凝剂浓度宜稍高，否则在水封箱中稀释、水解而降低混凝作用投药点距离混凝池较近（100m之内），否则絮体可能会在管道中沉淀，或在进入絮凝池以前破碎；需要设置水封箱，以防止空气进入水泵吸水管桨板式机械混合池混合效果好，水头损失较小；需要消耗电能，机械设备管理和维护较复杂大中小型水厂都适用；停留时间1-2min；平均速度梯度采用500s-1左右絮凝池有隔板絮凝、折板絮凝等四种池子，其比较如下表1-4：表1-4絮凝池的比较种类名称原理优缺点及适用条件隔板絮凝池水流沿着隔板方向往复流动，多次转折，促使絮凝优点：水头损失小，构造简单，管理方便，效果较好；缺点：絮凝时间较长，占地面积大；适用：产水量大于3万m3/d的水厂，单池水量103-104m3/h；水量变动较小，以保证稳定的絮凝效果；回转式适用于新建、扩建或者旧池改建；一般和平流沉淀池或者斜管沉淀池合建折板絮凝池在池内放置一定数量的平板或者波纹板，水流沿着折板竖向上下流动，多次转折，促使絮凝优点：对原水水量和水质变化适应性较强，停留时间较短，节约絮凝剂用量缺点：造价较高适用：水量变化较小的水厂，单池产水量可达到10104m3/d，可以和平流沉淀池或者斜管沉淀池合建续表1-4种类名称原理优缺点及适用条件网格（栅条）絮凝池平面布置和穿孔絮凝池相类似，由多格竖井串联而成，进水水流按顺序从一格流到下一格，上下对角交错流动，直到出口。在垂直水流方向放置网格或者栅条，通过网格或者栅条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件优点：降低絮凝剂使用量，缩短絮凝时间缺点：构造较为复杂，适用于中小流量适用：单池出流量1-2.5万m3/d较合适，以免因为单池面积过大影响效果；适用于新建也可用于旧池改造机械絮凝池利用桨板驱动水流，使得水中胶体相互碰撞，发生絮凝优点：水头损失较小，絮凝效果较好缺点：增加维修工作量适用：各种水量，水质变化较大时均可以适用；水厂需要有一定的管理和维修能力；可以和隔板絮凝池组合使用，充分发挥两者的长处沉淀池分为平流式沉淀池、斜管沉淀池、气浮池，其特点比较如下表1-5：表1-5沉淀池的比较种类名称工作原理优缺点及适用条件平流沉淀池通过水在流动过程中，颗粒的自由沉降以达到沉淀的目的优点：对水质、水量变化的适应性强，处理效果稳定，构造简单，池深较浅，造价较低，管理方便缺点：占地面积较大适用：一般适用于大中型水厂；单池处理水量2万m3/d以上；因为池深较浅，为与滤池高程配合，应当选用合适的滤池形式；地面平整，地质条件较均匀的滤池形式；也可以作为高浊度水处理时的预沉池续表1-5种类名称工作原理优缺点及适用条件斜管沉淀池“浅池理论”优点：停留时间短，沉淀效率高，占地省缺点：费用较高，斜管使用5-10年后需要调换更新适用：适用于大中小型水厂；为了提高产水量和挖掘潜力，可以在平流沉淀池和各种澄清池内加设斜管或者斜坡气浮池投加混凝剂的原水经过混合后进入絮凝池，絮凝后水流流入气浮室的接触池，在此由溶气释放器通入大量微气泡，使得气泡附着在絮体上，使得絮体上浮，而清水则是从池子底部流出适用：低温低浊水，色度高的原水，用沉淀法效果较差时；含藻类较多（10万个/L）的水滤池主要有普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池、无阀滤池，其比较如下表1-6：表1-6常见滤池的比较种类名称优缺点适用条件普通快滤池应用范围广，运行稳定可靠适用于大中型水厂，单池面积不宜超过100m3，以免冲洗不匀；可以和平流或者斜管沉淀池组合使用，在原水常年浊度低、含藻量少时，可以考虑不经过沉淀直接过滤；高度为3.0-3.2m，需要和所选絮凝、沉淀和清水池的高度相配合虹吸滤池省去普快滤池所需的阀门每池适用水量为0.5-5万m3/d；水厂地形平坦时，虹吸滤池常和池体较高的澄清池配套使用无阀滤池优点：不用大阀门，可以自动过滤和冲洗，造价低缺点：单池面积小，滤料装卸不便分为重力型和压力型两种，多适用于中小型水厂续表1-6种类名称优缺点适用条件V型滤池优点：不需大型阀门，不需冲洗水泵或冲洗水箱，易于自动化操作缺点：土建结构复杂，池深大，单池面积不能过大，反洗时要浪费一部分水量，冲洗效果不易控制，变水位等速过滤，水质不如降速过滤适用于大、中型水厂，单池面积不宜过大消毒剂有好多种，常见的消毒剂有液氯、臭氧、漂白粉等，其比较如下表1-7：表1-7消毒剂的比较种类名称优缺点适用条件液氯优点：操作简单，投量精确；价值成本较低；不需要庞大的设备缺点：原水有机物高时会产生有机氯化物；原水含酚时产生氯酚味；氯气有毒，使用时须注意安全，防止漏氯一般水质均可使用氯胺优点：能降低三卤甲烷和氯酚（消毒副产物）的产生；能延长管网中剩余氯的持续时间抑制细菌生成；减轻氯消毒时产生的氯酚味或减低氯味缺点：消毒作用比液氯进行的慢，需较长接触时间；需增加加氨设备，操作管理麻烦原水中有机物多以及供水管线较长时漂白粉优点：具有与余氯的持续消毒作用；投加设备简单；价格低廉缺点：同液氯，将产生有机氯化物和氯酚味；易受光、热、潮气作用而分解失效，需注意储存；漂白粉的溶解及调制不便；漂白粉含氯量仅20%-30%，因而用量大，设备容积大仅适用于小水厂续表1-7种类名称优缺点适用条件次氯酸钠优点：具有余氯的持续消毒作用；操作简单，比投加液氯安全、方便；使用成本虽较液氯高，但较漂白粉低缺点：不能贮存，必须现场制取使用；目前设备尚小，产气量少，使用受限制；必须耗用一定电能及食盐小型水厂或管网的中途加氯 本计算说明书主要说明水厂常规处理构筑物的选型、选择依据、优缺点、应用条件以及具体构筑物尺寸的计算及管网平差计算；水厂构筑物的平面布置和高程布置，并附有相应的计算示例图。随同本设计计算说明书有该城市给水工艺设计图纸一套，其中包括：水厂平面布置图和高程布置图、主要净水构筑物工艺平、剖面图；二泵站工艺图；施工大样图；城市给水管网总体布置图；管网最高时、消防时、事故时的流量初分程序与平差程序。2 工程概况 工程地理位置资料山西省大同市。 气象资料 气温年平均气温 13.8 ，极端最低气温-16.9 ，极端最高气温39.7 ； 降水量多年平均降水量为993.1 mm； 相对湿度平均相对湿度70%； 主导风向夏季：东南风 ； 冬季：北风； 最大冻土深度最大冻土深度50 cm。 工程地质与地震资料 地下水深 28 m； 地势平坦开阔； 地震烈度7度。 水文资料市内有河流流经，河流年平均径流量为10187万m3，河流量11.5 m3/s，最高水位96.70 m，最低水位92.50 m；河水温度及冰冻：平均温度 13.2 ；最高温度 23.5 ，最低温度 1 ；最大冰冻厚度24.7 cm；留冰情况：无冰凌；冰冻期限：1月到2月。 原水水质原水水质情况见表2-1。表2-1 原水水质项 目单 位数 量Na+K+mg/L7.2Ca2+mg/L30.1Mg2+mg/L8.3Fe2+Fe3+mg/L0.02Clmg/L7.3NO2mg/L0.014NO3mg/L2.36HCO3mg/L101.1SO42mg/L15.2浑浊度mg/L最高930，平均237，最低17总硬度度5.53总酸盐度度5.67溶解固体mg/L110耗氧量mg/L1.15氨氮mg/L0.35碱度mg/L2.16色度度12嗅味无PH7.5细菌总数个/ml20000大肠菌群个/L700 地形图及城市规划 地形图：城市规划图（1/50001/10000） 城市人口与建筑规划城市人口与建筑规划情况见表2-2。表2-2 城市人口与建筑规划项 目单 位近 期远 期计划人口万人1625最大日生活用水指标升/人日220建筑物层数层6城市绿化占地面积60公顷。 集中用水单位甲厂年产值为2亿元,万元产值用水量为160 m3；乙厂年产值为2.5亿元，万元产值用水量为170 m3；丙厂年产值为3亿元,万元产值用水量为170 m3；火车站用水量1000 m3/d；学校用水量1300 m3/d。173 取水工程3.1设计用水量的确定某城市总用水量的计算，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水：综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；工业企业用水；浇洒道路和绿地用水；管网漏损水量；未预见用水；消防用水（水厂设计时，可不考虑此项）。3.1.1最高日综合生活用水量Q1 Q1=qNf （1）最大日生活用水指标q：220升/人日；（2）设计年限内计划人口数N：规划人口近期16万人，远期25万人；（3）给水普及率f：给水普及率取100。 Q1 =220160000=35200000L=35200m3/d Q12=220250000=55000000L=55000m3/d 3.1.2工业企业用水量Q2 甲厂年产值为2亿元,万元产值用水量为160 m3；乙厂年产值为2.5亿元，万元产值用水量为170 m3；丙厂年产值为3亿元,万元产值用水量为170 m3；Q甲=20000160365=8767m3/dQ乙=25000170365=11644m3/dQ丙=30000170365=13973m3/dQ2=8767+11644+13973=34384m3/d3.1.3公共建筑用水量Q3 该市内有一座火车站和一所学校，火车站用水量1000 m3/d；学校用水量1300m3/d.所以Q3=2300 m3/d。3.1.4浇洒道路和绿地用水量Q4浇洒道路和绿化应根据用水量应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次1.5L，每日23次。 大面积绿化用水量可采用3.0L/(d)，由资料可知城市绿化占地面积60公顷。则城市绿化和浇洒道路用水为：Q3=2750m3/d浇洒道路放在每天1012点，浇洒绿地放在每天79点。163.1.5管网漏损水量Q5城镇配水管网的漏损水量宜按最高日综合生活用水量Q1、工业企业用水量Q2、公共建筑用水量Q3、浇洒道路和绿地用水量Q4之和的10%12%计算，本设计取12%。 则：Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）12=8956m3/d Q52=（Q12+Q2+Q3+Q4）12=11332m3/d 3.1.6未预见用水量Q6未预见用水量应根据水量预测时难以预见因素的程度确定，宜采用Q1Q5水量之和的8%12%，本设计取10%。 则：Q6=10%（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）=8359m3/d Q62=10%（Q12+Q2+Q3+Q4+Q52）=10577m3/d 3.1.7消防用水量QX室外消防用水量的计算见表3-1。 表3-1 城市、居住区的室外消防用水量 人数（万人）同一时间内的火灾次数（次）一次灭火用水量（L/s）1.01102.51155.022510.023520.024530.0255 根据规范，近期人口16万，所以消防按2个火头，每个火头45 L/s，灭火时间为2小时。 Qx=qxNX=245=90L/s 173.1.8给水厂的设计水量 最高日用水量为： Qd=Q总 Q总=35200+34384+2300+2750+8956+8359= 91949 m3/d 最高日平均时用水量居住区生活用水逐时变化选用任务书中的图3-2。图3-2大同市最高日用水量变化曲线则最高时用水量为6.0%，最高时在8-9点。最高日用水量为：则时变化系数则最高时用水量为： 4.17%处的代表日平均供水量，使用分级供水，第一级为从22点到6点，供水量为2.5%，第二级为从6点到22点，供水量为5.0%。 3.2取水装置设计 3.2.1取水装置类型选择根据资料采用地表水取水，取水地点位于河流上游，因为上游的水干净没有受到污染，原水水质较好，减轻了水厂处理的压力。根据水位变化情况，采用固定式取水构筑物，又因月平均流量变化较大，故采用岸边式取水构筑物。18（1）岸边取水构筑物 集水井设在岸边，泵房建在离岸边地质条件较好的地方，但两者尽量靠近，以缩短水泵吸水管长度，并减少水泵引水启动所需时间。 平面形状：取水构筑物一般采用钢筋混凝土结构。平面形状有圆形、矩形、椭圆形等，圆形的结构性能好，施工较方便，但水泵布置不如矩形方便。 进水孔；因为率水水位变化幅度小，所以应设一层进水孔，进水孔的大小应尽量和标准的格栅以及闸门的尺寸相一致。 格栅、格网：我国大部分河道河水中常有大量杂草，树叶，树枝，水草，塑料制品等漂浮物，因此取水口需设格栅，格网，加以拦截。进水孔应设置格栅和闸门阀，必要时应有清理栅前积泥，漂浮物和防止冰絮阻塞的措施。为拦截通过格栅的悬浮物，可在集水井内设平板格网。（2）集水井 集水井采用与泵房合建式，平面形状为矩形，用于集水井声度不大，也可大开槽施工。集水井由进水室、格栅、格网和吸水室组成，也可联结自流管或虹吸管。集水井上设操作平台，并有阀门、格栅、格网等起吊装置，在寒冷地区操作平台可设在室内，平台以上的房屋高度应按设备尺寸和起吊高度确定。（3）进水室 进水室一般用隔墙分为两格，以便检修、清洗和排泥。取水量大时，可每台泵一格，取水量小时可几台泵一格，据此确定进水室分格数。岸边取水构筑物集水井一般每格有一进水孔。当河流水位变化不大时，采用单层进水。（4）格栅设计 1）在取水头部或集水井的进水孔处设置格栅以截拦大块漂浮物。格栅外形和进水孔尺寸相同。 2）进水孔或过栅流速，岸边式取水构筑物因为气温较高，所以选择无冰絮时的流速0.4-11.0 m/s，取0.8m/s。 3)进水孔或格栅面积： 式（3.1） 设三个进水孔，每个孔的面积为0.4 m2。 根据常规资料，选用格栅尺寸800mm600mm，有效面积0.48m2。 式中：Q单格取水头部过栅流量； K1栅条引起的面积减少系数， 式（3.2）2019 栅条净距b=3050mm，本设计取40mm；栅条厚/直径s=10mm； K2格栅堵塞系数，采用0.75； v0取水头部进水口的水流速度，一般为0.20.6m/s，本设计取0.4m/s；说明：格栅设于进水孔两侧的导向槽中，以便上提清除残留杂质或检修。进水孔高程根据室外给水排水规范规定，最底层进水孔下缘距水体底部的高度至少为0.5m；进水孔上缘在设计最低水位下的深度取0.3m。 4）通过格栅的水头损失为0.05-0.10m，本设计取0.08m。 （5）格网设计 格网设在集水井内，以拦截较小漂浮物，分平板格网和旋转格网两种，平板格网放在进水室和吸水室的格墙上，有钢槽或钢板制成的导槽，可放入格网。 每台泵的出水量小时或水中漂浮物不多时，可用平板格网，大时可用旋转格网，流量在两者之间均可选。 平板格网面积： 式（3.3） 式中 Q设计流量； K1因网丝所减小的过水面积系数，设计中取0.64； K2格栅堵塞后面积减小系数，采用0.5； v0过网速度，一般为0.30.5m/s，本设计取0.5m/s； 水流收缩系数，设计中取0.7。 根据常用资料，选用格网面积为15001000mm，型号为C5的格网。 平板格网的水头损失一般采用0.10.20，取0.15。 一般需平行设置两道平板格网，其中一道作为备用。 应有压力冲洗管，水压为0.250.3MP，取0.25MP。 3.2.2集水井高程布置集水井设一排进水孔，进水孔设于下部，它的下缘至少高出河底0.50m ，其上缘至少应在设计最低水位以下0.30m，设计最高水位为96.70m，最低水位为92.50m，集水井设为非淹没式的，顶层操作平台在最高洪水位时仍露出，以便于清理，它的高程由百年一遇的设计最高水位确定；进水间最低动水位等于河流最枯水位剪去取水头部到进水间（包括格栅）的水头损失，为92.50-0.05=92.45m；吸水间最低动水位等于进水间最低动水位减去进水间到吸水室（包括格网）的水头损失，为92.45-0.1=92.35m；吸水间底部高程等于吸水间最低动水位减去格网高度，再加0.3-0.5，故吸水间底部高程为90.95m。493.3取水泵房3.3.1水泵的选择取水构筑物，一级泵站设计流量 一级泵站总扬程为取水泵房输水至净水厂时的水泵扬程H： H=H0+h1+h2 式（3.4） H0静扬程，即吸水间最低水位与给水厂起端处理构筑物最高水位之差，m； h1吸水管路总水头损失，h2输水管路水头损失，h1+h2总估计为3m； H=105.51-92.45+3=16.06m。 设计流量已知为Q=1149.36 L/s，经后续计算一级泵站水泵扬程H=16.06m。 据此，参考相关规范常用设备，选取水泵250S24A型单级双吸离心泵四台，三用一备，其性能如下：流量为482L/s，扬程为17.4m，转速为n=1450r/min，效率=80%，气蚀余量3.5m，轴功率28.6KW，电动机型号YZ00L-4，功率30KW，满载时电流56.8A，转速1470r/min，效率因数0.87，额定转矩2.2，重量310Kg。起吊设备选用，起吊设备选用CD10.5-6D型电动葫芦，主起升设备电动机，最大轮压2.01KN,总重115Kg，工字钢型号16-28bGB706-65，起升高度6m，钢丝绳长15.1m，轨道最小曲率半径1m。 3.3.2水泵机组布置及泵房平面尺寸经参考规范，设计采用横向排列方式的机组布置，其优点为：横向布置虽然增长泵房的长度，但跨度可减小，进出水管顺直，水利条件好，节省电耗。 水泵凸出部分到墙壁的净距A=最大设备的宽度加1m ，查，可知电动机为最大设备其宽度为0.6m ，故A=1.6m2m。出水侧水泵基础与墙壁的净距B应按水管配件安装的需要确定，考虑到水泵出水侧是管理操作的主要通道，故B不宜小于3m，设计中取为3m。进水侧水泵基础与墙壁的净距D也应根据管道配件的安装要求决定，设计中取为2m。电机凸出部分与配电设备的净距，其值C=电机轴长+0.5m，设计中取为2m。 水泵基础间净距与C值相等，设计中取为2m。水泵机组的基础： 机组（水泵和电动机）安装在共同的基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈振动，更不允许产生基础沉陷。 卧式水泵均为快式基础其尺寸大小查可确定。基础长度L=底座长度+（0.15-0.2）m=1.42+0.2=1.62m。 基础宽度B=底座螺孔间距（在宽度方向上）+（0.15-0.2）=0.8m。基础高度H=底座地脚螺钉的长度+（0.15-0.2）m，因为底座地脚螺钉尺寸不知，基础高度取为0.7m。根据以上计算泵房的长度=10+1.624=16.48m，泵房的宽度=5+0.8=5.8m，变电器、配电间、值班室总面积设为5.8m6m。3.3.3泵房高度的确定经查阅相关规范给水排水设计手册 第十一册常用设备，知250S24A型水泵的相关安装尺寸为：泵的安装总长度为L=1477mm，总宽度为600mm。由于水泵重量不大，泵房采用单轨吊车，从而泵房的计算高度为： H1=a+b+c+d+e+f+g 式（3.6） 式中 a吊车梁高度，取0.2m； b滑车高度，0.4m； c起重葫芦在钢丝绳吊紧情况下的长度，取1.5m； d起重绳的垂直长度，水泵为0.85x，电动机为1.2x，x为起重部件宽度，为0.850.6，取0.51m； e最大一台水泵或电动机的高度，取1m； f吊起物底部和最高一台机组顶部的距离，一般应大于0.5m，取0.7m； g最高一台水泵或电动机至室内地坪的高度，取1m。 经查阅给水排水设计手册 第十一册常用设备，选用单轨小车，其起重高度为3-10米，起重量为1吨，高300mm，宽400mm。 泵房的计算高度为： H1=a+b+c+d+e+h+f+g=0.2+0.4+1.5+0.51+1+0.4+0.7+1=5.71m 其中，h为水泵安装时离地安全高度，取h=0.4m。4 净水厂的设计与计算4.1水厂工艺流程确定净水工艺流程是针对大同市水质特点、较低的基建资本、运行费用以及处理效果需要达到生活用水水质标准的综合要求来进行选择的。 水厂以大同市旁边的河水作为水源，河水属于高浊度水源，所以处理工艺采用预处理加常规工艺，计划采取以下两种方案之一进行设计，如图4-1、4-2：(1)方案一：混凝剂城市管网消毒二级泵站V型滤池清水池斜管沉淀网格絮凝池机械混合池一级泵站集水间图4-1工艺流程图混凝剂(2)方案二:二级泵站清水池普通快滤池平流沉淀折板絮凝管式静态混合一级泵站斗槽城市管网消毒图4-2工艺流程图4.2水处理构筑物形式的选择4.2.1混凝剂的选择、投加方式及相关计算 （1）混凝剂的选择 混凝剂的选择如下表4-1表4-1常见混凝剂特性一览表药剂名称硫酸铝硫酸亚铁三氯化铁聚合氯化铝外观及化学式Al2（SO4）318H2O，白色或略带灰色的块粒状，精制含Al2O315.7%，粗制含Al2O310.7%-16.5%。粗制硫酸铝含有20%-30%的不溶物，杂质多FeSO47H2O半透明的淡蓝绿色结晶，含量大于等于95%-96%FeSO46H2O黑褐色结晶，有金属光泽，易潮解，纯度45%Al2(OH)nCl6-nm，简写为PAC，有液体和固体产品，氧化铝含量：固体43%-46%,液体8%-10%水温和pH的适应性适用水温为20-40C，pH=5.7-7.8时主要去除水中悬浮物，pH=6.4-7.8时，处理浊度高、色度低的水适用于碱度和浊度高，或者是pH=8.5-11.0的水。受温度影响小不大受温度影响，使用的pH=6.0-8.4温度适应性强，pH=5.0-9.0范围均适用适用条件一般情况下都可以使用，原水需要有一定碱度，特别是投加量大时，处理低温低浊水时，絮体松散效果较差，投加量大时有剩余的Al或者SO4离子，影响水质价格较低，絮体易于沉淀，一般用氯氧化成三价铁，不适用于色度和含铁量较高的原水，冬夏季均可以使用，处理低温低浊水效果比铝盐好絮体比重大，易于下沉，易溶解，杂质少，处理低浊度水和色度较高的原水效果不显著，适于浊度较高的原水，刚配制的水溶液温度高，有可能使塑料泵变形液体PAC需要专门的运输和储液设施，操作方便，腐蚀性较小，应用较为普遍，处理水碱度降低少，对低温低浊、高浊和污染原水的处理效果较好，无定型产品，质量不够稳定 经过比较，计划采用聚合氯化铝作为混凝剂，但是经过查阅资料，发现目前有一种新型混凝剂效果比PAC更好，且用量更少，现对其特点进行阐述： 聚氯化铝铁（PAFC），它凝聚了无机高分子聚合氯化铝（PAC）和聚合氯化铁（PFC）各种特性，化为一体，具有特别的混凝性能，从而达到更好的效果。化学通式：Al2(OH)nCl6-nmFe2(OH)nCl6-n，式中：n5,m10。 PAFC也是我国目前无机高分子最佳水处理剂，处理各种浓度的水效果相当好，且用量少，其用量比相同浓度的硫酸铝少50，比相同浓度的聚合氯化铝少用10。高效果，低能量主要是由于PAFC的聚合度高，因为一般铁盐、铝盐水处理剂在水解过程中只能生成Al(OH)2、Al(OH) 2、Fe(OH)2+、Fe(OH) 2等简单的水解羟基离子，而PAFC本身就是Al3、Fe3预水解产物，它在水解过程中除生成上述羟基离子，它主要能生成大量的高聚合度，正电荷离子：Al4(OH) 84+、Fe4(OH) 84+等聚羟基阳离子，来中和水中胶体微粒电荷和压缩双电层，同时发生羟基架桥，交联、表面吸附等系列反应，在相应碰撞下，凝聚成大的矾花，迅速沉淀。本类产品采用氢氧化铝粉、铝矾土，工业盐酸为原料，用先进设备、科学的配方，独有的工艺精制而成。产品质量好，稳定可靠。产品特点：本产品外观固体为淡黄色、黄色片状，易溶于水。液体为淡黄色、黄褐色透明液体。在常温下，化学性质稳定，久贮不变质，固体颗粒易吸潮，但不变质，无毒、无害。反应快、矾花大、沉降迅速、滤性好，可提高设备利用率，耗量少，制水成本低。适应水酸碱度范围宽，pH4-14，但最佳处理值范围6-8。适用处理国家规定的各类饮用水源及工业水源，浊度大小均能处理。对水中的SS、BOD、COD去除和脱色效果均高于PAC处理效果。综上所述，最终选定使用PAFC作为该厂的混凝剂。（2）混凝剂投加方式的选择目前普遍采用的混凝剂投加方式，是将混凝剂配制成一定浓度的溶液，直接定量投加到原水中，目前可选择的投加方式有重力投加和压力投加，两者比较如表4-2。表4-2重力投加与压力投加的比较投加方式优缺点以及适用条件重力投加操作简单，但是需要必须建造高位药液池，增加加药间层高，土建比较复杂；适用于中小型水厂压力投加分为使用水射器和计量泵两种，水射器构造简单，但是效率较低，但是有时药剂可能会堵塞喷嘴且需要增加计量设备；计量泵可以从溶液池抽送溶液到压力水管内，定量投加，无需另设计量设备，但是价格较为昂贵 考虑到该水厂涉及规模较大，使用重力投加会增加相当大的土建工作量，而且从远期考虑，计量泵操作简单，且能节省计量设备费用，故选用计量泵压力投加作为该水厂混凝剂投加的主要方式。（3）投药系统 投加方式如下表4-3表4-3干投与湿投的比较投加法 优点 缺点 干 投 法设备占地小设备被腐蚀的可能性较小当要求加药量突变时,易于调整投加量药夜较为新鲜当用药量大时,需要一套破碎混凝剂的设备混凝剂用量少时,不易调节劳动条件差药剂与水不易混合均匀 湿 投 法容易与原水充分混合不易阻塞入口,管理方便投量易于调节设备占地大人工调节时工作量较繁重设备容易受腐蚀当加药量突变时,调整较慢用来投加混凝剂的投药系统，包括溶解池、溶液池、计量设备、提升设备和投加设备等，本水厂采用水力调剂，通过计量泵进行投加。常用药剂投加方式有干投法和湿投法两种，其比较如上表4-3。本设计采用湿投法，其优点为：容易与原水充分混合；不易阻塞入口，管理方便；投量易于调节。投加系统示意图见图4-3。药剂（固体）溶解池溶液池搅拌计量、投加设备加水加水搅拌图4-3混凝剂投加系统 （4）混合方式原水中投加混凝剂后，应当立即瞬时强烈搅动，使得在很短时间内，将混凝剂均匀地分散在水中，这一过程称之为混合。在水处理中十分重要，目前混合方式大致分为两类即水力混合和机械混合，水力混合虽然比较简单，但是混合强度随着流量的增减而变化，因而不能经常达到预期的效果；利用机械进行混合效果较好，但是需要相应设备，并且增加维修工作量。混合方式以及适用条件见下表4-4：表4-4常见的混合方式及其特点适用范围混合类型混合方式特点适用条件水力混合利用压力水管混合无需增添设备；混合效果常不能保证，特别是管内流量变化较大时；压力管中加药时，混凝剂需要用滤网筛滤，以防堵塞水射器和转子流量计适用于流量变化较小时；投药点到絮凝池至少有50倍管径的距离，或两者之间的水头损失不小于0.3-0.4m，管径大时也可以按照所需混合时间计算投药点的距离静态混合器投资省，在管道上易安装，维修工作量小；能够快速混合，效果良好；会产生一定的水头损失适用于流量变化较小的水厂；混合器内采用1-4个分流单元扩散混合器混合器构造是锥形帽后加孔板，管道流速1m/s左右；混合器长度在0.5m以上，用法兰安装在原水管上；水头损失为0.3-0.4m多用于管径400-800的进水管；安装位置应低于絮凝池水面；适用于中小型水厂跌水混合器药剂加注到跌落水流中，快速混合，设备简单；产生一定的水头损失；在混合池出水管上安装活动套管，由套管的高低调节混合效果适用于水量小时；活动套管内外水位差应保持0.3-0.4m，最大不超过1.0m机械混合利用水泵叶轮混合设备简单，无需专门的混合构筑物；无需额外能量，运行时间省；使用腐蚀性强的药剂会腐蚀水泵叶轮；水泵和吸水管较多时需增加投药设备投药点距离混凝池较近（100m之内），否则絮体可能会在管道中沉淀，或在进入絮凝池以前破碎；需要设置水封箱，以防止空气进入水泵吸水管桨板式机械混合池混合效果好，水头损失较小；需要消耗电能，机械设备管理和维护较复杂大中小型水厂都适用；停留时间1-2min；平均速度梯度采用500s-1左右经过比较，由于机械搅拌混合池适用范围广，混合效果好，水头损失较小，且相较于管式静态混合器而言对流量波动的适应性要强，因此，选用机械搅拌混合池进行混合。 （5）溶液池的容积计算 式（4.1) 式中 Q处理水量（m3/h）； u混凝剂最大投加量，取40 mg/L； b溶液浓度（）， 取10%； n每日调制次数，本设计取2次。溶液池分三个格，每格容积为13m3，两用一备交替使用。设计尺寸：LBH=2.432.1，包括超高0.3m。（6）溶解池容积计算 W2 = (0.20.3)W1，取W2= 0.25W1。 则W2= 0.2518.374.59m3 溶解池分三格，每格容积为2.6m3，两用一备交替使用。 设计尺寸：LBH=1.51.51.5，包括超高0.3m。 溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量为： 放水管管径d0=75mm，相应流速v0=0.90m/s。 溶解池底部排渣管管径d=160mm。搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。采用ZJ型折桨式搅拌机，型号为ZJ-700，功率3kW，池形尺寸为方形15001500。（7） 计量设备的选择 计量泵加药量： 选三台AHC62计量泵，设计流量为108 L/h，两用一备，单台泵流量为Q=105L/h。 （8） 加药间、药库尺寸设计 1）加药间的设计 管线布置在管沟内：给水管采用钢管、加药管采用硬聚氯乙烯管、排渣管采用塑料管。加药间内设两处用于冲洗地面用的水龙头，管径DN25mm。为便于收集冲洗水集中，地坪坡度为0.01。加药间尺寸：LBH=9m12m4m 2）药库的设计 药剂按最大投加量的30d用量储存。PAFC所占体积： 式(4.2) 式中 T3030天PAFC的用量，t； aPAFC投加量,取40 mg/L； Q设计处理水量，m3/d。 则PAFC的相对密度取1.62。 则储存药体积V： V=110/1.62=67.90m3设堆放高度1.5m，占地面积S： S=67.90/1.5=45.27m2 药库尺寸：LBH=7m7m4m。4.2.2絮凝池的选择与设计计算 (1)絮凝池的设计要点： 絮凝池形式的选择和设计参数的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定； 絮凝池设计应使颗粒有充分接触碰撞的机率，又不致使已形成的较大絮粒破碎，因此在絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小； 絮凝池要有足够的絮凝时间，根据絮凝形式的不同，絮凝时间也有区别，一般宜在1030min之间，低浊、低温水宜采用较大值； 絮凝池的平均流速梯度G一般在3060s-1之间，GT值达104105，以保证絮凝过程的充分与完整； 絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接； 为避免已形成絮粒的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于0.10m/s； 应避免絮粒在絮凝池中沉淀。(2) 絮凝池的选择絮凝池形式的选择，应根据原水水质情况、水量的变化、水厂高程布置等相关因素确定，目前常见的絮凝池见下表4-5：表4-5絮凝池的种类种类名称原理优缺点及适用条件隔板絮凝池水流沿着隔板方向往复流动，多次转折，促使絮凝优点：水头损失小，构造简单，管理方便，效果较好；缺点：絮凝时间较长，占地面积大；适用：产水量大于3万m3/d的水厂，单池水量103-104m3/h；水量变动较小，以保证稳定的絮凝效果；回转式适用于新建、扩建或者旧池改建；一般和平流沉淀池或者斜管沉淀池合建折板絮凝池在池内放置一定数量的平板或者波纹板，水流沿着折板竖向上下流动，多次转折，促使絮凝优点：对原水水量和水质变化适应性较强，停留时间较短，节约絮凝剂用量缺点：造价较高适用：水量变化较小的水厂，单池产水量可达到10104m3/d，可以和平流沉淀池或者斜管沉淀池合建网格（栅条）絮凝池平面布置和穿孔絮凝池相类似，由多格竖井串联而成，进水水流按顺序从一格流到下一格，上下对角交错流动，直到出口。在垂直水流方向放置网格或者栅条，通过网格或者栅条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件优点：降低絮凝剂使用量，缩短絮凝时间缺点：构造较为复杂，适用于中小流量适用：单池出流量不能过大，以免因为单池面积过大影响效果；适用于新建也可用于旧池改造机械絮凝池利用桨板驱动水流，使得水中胶体相互碰撞，发生絮凝优点：水头损失较小，絮凝效果较好缺点：增加维修工作量适用：各种水量，水质变化较大时均可以适用；水厂需要有一定的管理和维修能力；可以和隔板絮凝池组合使用，充分发挥两者的长处考虑到，需要较大的单池处理能力以及较好的絮凝效果，本水厂选用网格絮凝池作为本次建设的絮凝池。该絮凝池优点为：降低絮凝剂使用量，缩短絮凝时间。缺点为：构造较复杂。(3) 絮凝池的计算 设计絮凝时间t=12min，竖井流速V井=0.12m/s，池有效水深H0=3.6m。 1） 絮凝池容积W=Qt/60=383112/60=766.20m3 2)絮凝池总面积 A=W/H0=766.20/3.6=212.83m2 3)絮凝池单格面积 分成四组池子，则絮凝池单格面积为S=Q/4V=2.22m2设计每格为方形，边长采用1.39米，分格数为16格。4)絮凝池总高有效水深3.6m，取超高0.3m，池底用V型排泥槽及快开排泥阀排泥，槽深度取0.5m，则池的总高H=3.6+0.3+0.5=4.4m。 5) 絮凝池长和宽絮凝池的单个有效尺寸为1.391.39米，连接孔上缘在池顶面高以下0.6m，下缘与排泥槽齐平。 6)排泥系统穿孔管池内部分长7.84米，孔眼采取等距布置，排泥均匀度取0.5米， Kw=0.72，孔眼直径d=30mm，孔口面积f=0.00071m2，取孔距S=0.3米，孔眼数目：m=L/S-1=7.84/0.3-1=25孔眼总面积：W0=250.00071=0.01775m2穿孔管段面积：W= W0/Kw=0.01775/0.72=0.0247m2 穿孔管直径：取直径为200mm以防堵塞，孔眼向下成45两侧交叉排列。4.2.3沉淀池的选择及设计计算 （1）沉淀池的选择 固体颗粒在重力作用下从水中分离出来的过程即为沉淀。有絮凝作用而形成的具有良好沉降性能的大颗粒絮凝体。从絮凝池通过整流段和穿孔墙进入沉淀池后在沉淀池内沉淀下来，是水得到澄清，沉淀淤泥由排泥设施排出。清水有集水系统收集后进入后续处理构筑物滤池进行过滤处理，为了保证滤池的正常进行，沉淀池出水浊度一般在15度以下。沉淀池种类多样，沉淀池的选择需要从分考虑到水质、水量、高程布置以及占地面积等多方面因素，目前国内常用的沉淀池类型如下表4-6：表4-6沉淀池的比较种类名称工作原理优缺点及适用条件平流沉淀池通过水在流动过程中，颗粒的自由沉降以达到沉淀的目的优点：对水质、水量变化的适应性强，处理效果稳定，构造简单，池深较浅，造价较低，管理方便缺点：占地面积较大适用：一般适用于大中型水厂；单池处理水量2万m3/d以上；因为池深较浅，为与滤池高程配合，应当选用合适的滤池形式；地面平整，地质条件较均匀的滤池形式；也可以作为高浊度水处理时的预沉池斜管沉淀池“浅池理论”优点：停留时间短，沉淀效率高，占地省缺点：费用较高，斜管使用5-10年后需要调换更新适用：适用于大中小型水厂；为了提高产水量和挖掘潜力，可以在平流沉淀池和各种澄清池内加设斜管或者斜坡气浮池投加混凝剂的原水经过混合后进入絮凝池，絮凝后水流流入气浮室的接触池，在此由溶气释放器通入大量微气泡，使得气泡附着在絮体上，使得絮体上浮，而清水则是从池子底部流出适用：低温低浊水，色度高的原水，用沉淀法效果较差时；含藻类较多（10万个/L）的水考虑到占地面积、处理效率以及处理效果，本水厂沉淀池选用斜管沉淀池。 （2）沉淀池的设计 设计流量91949m3/d，分两组，池宽14m，表面负荷取q=10m3/m2h，斜管材料采用由0.4mm的塑料板热压成的六角形蜂窝管，内切圆直径d=25mm，斜管倾角=60，长1000mm。设计流量Q=91949m3/d1.08=1.15m3/s，q=10m3/m2h=2.8mm/s。采取沉淀池尺寸为1430=420m2，为了配水均匀，进水区布置在30长的一侧。在14m的长度中扣除无效长度0.5m。因此净出口面积（考虑斜管结构系数1.03）。采用保护高0.3m，清水区高度1.2，配水区高度1.5m，穿孔排泥槽高0.8m，斜管高度。池子总高度H=0.30+1.2+1.5+0.80+0.87=4.67m，取5m。沉淀池进口采用穿孔墙，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管。 （3）核算 雷诺数 水力半径 当水温t=20C时，水的运动粘度v=0.01cm2/s。 弗劳德数Fr 斜管中的沉淀时间 4.2.4滤池的选择与设计计算 （1）滤池的选择 滤池是地表水厂中不可缺少的净水构筑物，它是将沉淀池或者澄清池出来的水，进一步处理成为低浊度水。目前常用的滤池类型见下表4-7：表4-7常见滤池的比较种类名称优缺点适用条件普通快滤池应用范围广，运行稳定可靠适用于大中型水厂，单池面积不宜超过100m3，以免冲洗不匀；可以和平流或者斜管沉淀池组合使用，在原水常年浊度低、含藻量少时，可以考虑不经过沉淀直接过滤；高度为3.0-3.2m，需要和所选絮凝、沉淀和清水池的高度相配合虹吸滤池省去普快滤池所需的阀门每池适用水量为0.5-5万m3/d；水厂地形平坦时，虹吸滤池常和池体较高的澄清池配套使用无阀滤池优点：不用大阀门，可以自动过滤和冲洗，造价低缺点：单池面积小，滤料装卸不便分为重力型和压力型两种，多适用于中小型水厂V型滤池优点：不需大型阀门，不需冲洗水泵或冲洗水箱，易于自动化操作缺点：池深大，单池面积不能过大，反洗时要浪费一部分水量，冲洗效果不易控制，变水位等速过滤，水质不如降速过滤适用于大、中型水厂，单池面积不宜过大 滤料采用石英砂，滤速宜取7-20m/h，本设计取8m/h；采用先用空气反冲，然后用气水同时反冲，最后再用水反冲的操作方式。第一步气冲冲洗强度q气1=15L/S.m2；第二步气水同时反冲洗强度q气1=15L/S.m2，q水1=4L/S.m2；第三步单独水冲洗强度q水2=5L/S.m2；表面扫洗用原水，冲洗强度取q水2=2L/S.m2；冲洗时间共计t=12min=0.2h，第一步气冲时间t气=3min；第二步气水同时反冲洗时间t气水=4min；第三步单独水冲时间取t水=5min；冲洗周期T=48h。 （2)滤池的设计计算 滤池面积 式(4.3) 式中 F滤池所需面积，m2； Q滤池设计流量，m3/d； T有效工作时间； v设计滤速，本设计取8 m/h； 滤池有效工作时间 T=24-240.2/48=23.9h 采用2个双格滤池组成，布置成对称双行排列，中央气、水分配槽布在滤池中间位置。 每个滤池面积： 单格滤池尺寸：L=8.7m，B=3.0m实际滤速： 校核强制滤速： 式(4.4) 式中 vn当一格冲洗时其他滤格的滤速，m/h； （满足设计要求） （3）进水系统计算 进水总渠 式(4.5) 式中 Q1滤池设计流量，m3/h； H1进水渠内水深，取1.0m； B1进水总渠净宽，m； v1进水总渠内流速，本设计取0.9m/s； Q1=3831/（36002）=0.532m/s B1=0.532/19=0.6m 气动隔膜阀的阀口面积 式(4.6) 式中 A气动隔膜阀口面积； Q每座滤池的进水水量，m3/s； v通过阀门的流速(m/s)，本设计取0.9m/s； 气动隔膜阀阀口水头损失 式(4.7) 式中 气动隔膜阀阀口局部阻力系数，取1.0； 进水堰堰上水头 式（4.8） 式中 h2堰上水头，m； m薄壁堰流量系数，取0.5； b堰宽，取3.3m； V型进水槽 式 (4.9) 式中 h3V型进水槽水深(m)； Q3进入V型进水槽的流量，m3/s； v3V型进水槽内的流速，本设计取0.9m/s； V型槽夹角，本设计取50； 每个滤池设有两个V型进水槽，则 Q3=Q/2=0.265m3/s V型槽扫洗小孔 式(4.10) 式(4.11) 式(4.12) 式中 Q4表面扫洗流量，m3/s； q2表面扫洗水强度，L/(sm2)； A1小孔总面积，m2； 孔口流量系数； d小孔直径，mm； n2小孔数目，个； 设计中取q2=2.0 L/(sm2)，=0.62，设每个V型槽小孔数目100个，则n2=200个。 则： 验证小孔流速v4： （4）出水系统计算 每个滤池出水流量： Q单=9m/h240.45m2=2164.05m3/h=601.1L/s 出水流速v取1.2m/s，每个滤池出水管管径 取管径800mm。 每座滤池出水总管： 取管径1200mm。 （5）反冲洗系统计算 反冲洗水管 式(4.13) 式中 Q5反冲洗水流量，m3/s； q1反冲洗强度，本设计采用19 L/（sm2）； 配水干管进口流速1.20m/s,配水干管截面积A水干： 再根据，得D=2.20m。 反冲洗配水干管采用钢管，管径DN2200,流速v=2.08m/s 。 反冲洗水由反冲洗配水干管输至气水分配渠，在由气水分配渠底侧的布水方孔配水。 配水支管流速为1.01.5m/s 左右，取v水支=1.3 m/s，则配水支管的截面积： 此即配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各布置25个配水方孔.共50个，孔中心间距8.7/25=348mm，每个孔口面积： A小=3.51/50=0.0702m2 则每个孔尺寸为0.26m0.26m。 空气反冲洗时所需空气流量 式(4.14） 式中 Q气空气反冲洗时所需空气流量，m3/s； q气空气冲洗强度，本设计取15 L/（sm2）； 因此： 式（4.15） 取管径DN700mm。 式中 v6空气在管渠中的流速(m/s)，本设计取10m/s； 布气小孔紧贴滤板下边缘，间距与布水方孔相同,共计50个。 反冲洗配气支管流速为10m/s ，则配气支管的截面积： 每个布气小孔面积： 孔口直径: 取100mm。 气水分配渠 气水分配渠起端宽度取0.8m,高取1.2m。（6）过滤系统 本设计采用石英砂滤料，粒径0.61.2mm，不均匀系数K=1.441.63，厚度为1.0m。滤池的水头损失大约在2.0m。滤层上的设计水深，在过滤工况时取1.3m。 （7）滤池高度计算 H=H5+H6+H7+H8+H9 式(4.16) 式中 H滤池总高度，m； H5滤板下清水区高度，取1.2m； H6滤层厚度，m； H7滤层上水深，m； H8滤板厚度，取0.1m； H9超高，取0.3m； 则总高度： H=1.2+1.0+1.3+0.1+0.3=3.9m （8）反冲洗泵房的设计计算 1）流量：Q=16446.78m3/h。 2）扬程 滤料层水头损失h2，石英砂滤料，比重为r1=2.65，孔隙率m0=0.41。 式(4.17) 则h2=1.25m。 式中 L为滤料层厚度； 排水槽的顶部与清水池的最低水位之差h1=102.85-97.35=5.5m 滤头水头损失h3取0.25m。 泵房内水头损失h4取2.0m。 安全水头h5取2.0m。 沿程水头损失h6取0.5m。 所以反冲洗水泵扬程： H=h1+h2+h3+h4+h5+h6 =5.5+1.25+0.25+2+2+0.5=11.5m。 3）水泵选型 流量：Q=16446.78m3/h。 扬程：H=11.5m。 选择泵型号700HQB50D，流量为Q=29704122m3/h，扬程为H=7.613.0m，配套电动机型号YQGN74010，功率260kW，效率（%）=8084.2之间，选六台，四用两备。 4）鼓风机选型 流量：Q=3.61m3/s=216.6m3/min 选择DG型离心鼓风机，选用八台，六用两备。 性能参数： 流量： 40m3/min 出口压力：53.9kPa 电动机功率：55kW 重量（t）：约1t 取泵房的高度为6m。4.2.5消毒方式的选择与相关设计计算原水经过常规处理并不能保证饮用水细菌学指标，消毒可进一步去除细菌和病毒，是出厂水满足生活饮用水卫生标准的重要保证。消毒工艺可根据原水水质和处理要求，采用滤前及滤后二次消毒，也可仅采用滤前或滤后消毒。由于原水经过沉淀过滤后为常规水质，因此采用滤后消毒。目前国内常用的消毒剂见下表4-8：表4-8消毒方法的比较种类名称优缺点适用条件液氯优点：操作简单，投量精确；价值成本较低；不需要庞大的设备缺点：原水有机物高时会产生有机氯化物；原水含酚时产生氯酚味；氯气有毒，使用时须注意安全，防止漏氯一般水质均可使用氯胺优点：能降低三卤甲烷和氯酚（消毒副产物）的产生；能延长管网中剩余氯的持续时间抑制细菌生成；减轻氯消毒时产生的氯酚味或减低氯味缺点：消毒作用比液氯进行的慢，需较长接触时间；需增加加氨设备，操作管理麻烦原水中有机物多以及供水管线较长时漂白粉优点：具有与余氯的持续消毒作用；投加设备简单；价格低廉缺点：同液氯，将产生有机氯化物和氯酚味；易受光、热、潮气作用而分解失效，需注意储存；漂白粉的溶解及调制不便；漂白粉含氯量仅20%-30%，因而用量大，设备容积大仅适用于小水厂次氯酸钠优点：具有余氯的持续消毒作用；操作简单，比投加液氯安全、方便；使用成本虽较液氯高，但较漂白粉低缺点：不能贮存，必须现场制取使用；目前设备尚小，产气量少，使用受限制；必须耗用一定电能及食盐小型水厂或管网的中途加氯紫外线优点：杀菌效率高，需要的接触时间短；不改变水的物理、化学性质，不会生成有机氯化物和氯酚味；已具有成套设备，操作方便缺点：没有持续的消毒作用，易受重复污染；电耗较高，灯管寿命有待提高适用于工矿企业等集中用户用水，不适用管路过长的供水臭氧优点：具有强氧化能力，为最活泼的氧化剂之一，对微生物、病毒、芽孢等均具有杀伤力，消毒效果好，接触时间短；能除臭、去色，及去除铁、锰等物质；能除酚，无氯酚味；不会生成有机氯化物缺点：基建投资大，经常电耗高；O3在水中不稳定，易挥发，无持续消毒作用；设备复杂、管理麻烦；制水成本高适用于有机污染严重时，因为不具备持续消毒作用，因此在进入管网的水中还应该加入少量氯消毒因此，决定采用液氯消毒，使用时要注意安全，设置加氯机保证消毒安全和计量准确。原水经过混凝、沉淀、过滤等工艺过程后，可去除大多数细菌和病毒。消毒是保证饮用水细菌学指标的处理过程，是杀死水中的细菌性病毒的直接方法。关于加氯量的计算 1）已知条件： 水厂设计水量Qd =3831m3/h； 一般滤后加氯为0.51.0mg/L，设计加氯量按最大用量确定，故本设计取a=1.0mg/L； 2）加氯量Q计算 Q=0.001aQd=0.00113831=3.831kg/h 氯与水接触时间不小于30min，本设计取40min。关于储氯量的计算 储氯量：G=30243.831=2434.32kg/月（一般按最大用量的1530d计算，本设计为30d）。 设计采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶（其外形尺寸为600，H=1.8m），共两只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流入氯瓶内。为保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，本设计选用2J型-2转子加氯机两台，交替使用。加氯量:0.5-9/h,外型尺寸:宽高=330370。加氯间的高度取4m。 关于加氯间的注意事项： 加氯间一般应设在靠近投加地点； 在加氯间出入处，应设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等。照明和通风设备的开关应设在室外； 加氯间应设有磅秤作为校核设备，磅秤面宜与地面相平，便于放置氯瓶； 加氯间及氯瓶间应设置每小时换气12次的通风设备，通风管材应考虑防氯腐蚀。排气孔应设在低处； 液氯仓库应设置漏氯报警仪。4.3清水池和水塔容积计算4.3.1清水池有效容积计算清水池和水塔调节容积表如下表4-9。表4-9清水池与水塔调节容积计算表小时供水处理供水量( 供水泵站供水量（清水池调节容积计算(水塔调节容积计算设置水塔不设水塔设置水塔1234（2）-（3）（3）-（4）014.172.362.501.811.81-0.14-0.14124.172.362.501.813.62-0.14-0.28234.162.361.501.805.420.860.58344.172.361.501.817.230.861.44454.172.362.501.819.04-0.141.30564.164.913.50-0.758.291.412.71674.174.914.50-0.747.550.413.12784.174.915.50-0.746.81-0.592.53894.164.926.00-0.766.05-1.081.459104.174.915.00-0.745.31-0.091.3610114.174.924.50-0.764.550.421.7811124.164.925.50-0.763.79-0.581.2012134.174.925.00-0.753.04-0.081.1213144.174.924.50-0.752.290.421.5414154.164.905.00-0.741.55-0.101.4415164.174.905.00-0.730.82-0.101.3416174.174.905.50-0.730.09-0.600.7417184.164.905.50-0.73-0.64-0.600.1418194.174.915.00-0.74-1.38-0.090.0519204.174.915.00-0.74-2.12-0.09-0.0420214.164.914.50-0.75-2.87 0.410.3721224.174.914.00-0.74-3.61 0.911.2822234.172.363.001.81-1.80-0.640.6423244.162.363.001.800-0.640累计100100100调节容积=12.65调节容积=3.40 W=W1+W2+W3+W4 式（4.18） 式中 W1清水池调节容积（m） W2消防贮备水量（m），按2小时室外消防用水量计算； W3给水处理系统生产自用水量（m），一般取最高日用水量的5%-10%； W4安全贮备水量（m）。W4=(W1+W2+W3)/6 W1=12.65%91949=11632m3W2=1296m3W3=8%91949=7356m3W4=3381m3 W=23665m3 考虑到生产实际，降低水厂的初期投资，清水池容积取总水量的10-15，这里取14则，这里取13000m3 。清水池设为两座，每座容积为1/2 W =6500（m3），并能单独工作和分别放空，以便清洗或检修时，水厂仍能保证供水。采用矩形清水池，取池深4.5m，包括0.5m的超高，清水池尺寸采用40.0m40.0m4.5m ，顶部标高为101.85m，实际面积7200m3。清水池的附属设备：（1）集水坑：池底以下1.0m，平面尺寸4.02.0m，每池设置一个，位置设在池边有利于管道接入。（2）导流墙：促使新旧水量交换，消除死角，加强氯与水体混合，提高消毒效率及保证水质设置三个导流墙，间距10.0m。（3）通风管：本设计设置Dg300mm通风管20个，管顶距池顶覆土面700mm。（4）人孔：每个池设置2个人孔，直径1m。（5）流水孔：为清洗水池时排水方便，在水池导流墙的底部，间隔一定间距设有流水孔，尺寸0.30m0.20m。（6）覆土厚度：覆土厚度满足地下水抗浮要求，并应符合保温要求，本设计取0.30m。4.3.2清水池配管及布置 （1）清水池应适当布置，保证池水能经常流通，避免死水区。进、出水管一般分开设置在不同部位，促使水流循环； （2）进水管标高应考虑避免由于池中水位变化而形成进水管的气阻，可将进水管在进池后用弯管下弯。溢流管直径和进水管相同，管上不装阀门，管端有喇叭口，出口应设渔网罩，防治虫类进土池内； （3）清水池全部为地下式，考虑将溢流管先经溢流井，在通至排水井，以防清水受到污染； （4）清水池覆土厚度一般为0.51.0m，本设计取0.8m； （5）清水池底应有一定坡度，并设排水集水坑，通气孔池外高度宜布置有参差，以利于空气自然对流；检修孔宜成对角线布置，且不少于两个。综上所述，采用方案一进行设计，即：混凝剂城市管网消毒二级泵站V型滤池清水池斜管沉淀网格絮凝池机械混合池一级泵站集水间图4-1工艺流程图4.3.3水塔容积计算水塔除了贮存调节用水量以外，还需贮存室内消防用水量，因此，水塔设计有效容积为： W= W5+W6 式（4.2）式中 W5水塔调节容积（m） W6室内消防贮备水量（m），按10分钟室内消防用水量计算。当缺乏资料时，一般水塔容积按最高日用水量的2.5%-3%至5%-6%计算，城市用水量大时取低值。 W=3126m4.4厂区选择 水厂厂址的选择，应结合城市建设在整个给水系统设计方案中进行全面规划，综合考虑，在选折厂址时，一般应考虑以下几个问题： （1）厂址应选择在工程地址条件较好的地方，一般选在地下水位较低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工；（2）水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施，水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并留有适当的安全裕度； (3)水厂应少占农田或不占良田，并留有适当的发展余地，要考虑周围环境卫生条件； (4)水厂应设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价； (5）当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起。 (6)少拆迁，不占或少占良田； (7)施工、运行和维护方便。 根据所给的资料，由于城市距地面水水源很近，在城市东侧有一河流沿城一侧流过，市内有河流流经，河流年平均径流量为10187万m3，河流量11.5 m3/s，最高水位96.70 m，最低水位92.50 m。因此设计水厂建于城市的东北角，靠近城市和水源地，厂区长2500m，宽1500m。4.5水厂平面布置 经选择厂区的平面布置如下:水厂的大门位于东北角，进门左侧是车库，右侧传达室，门口处设一花坛，传达室右边为预留地，车库南边是化验室和综合楼。厂区的西侧是加药间及配水井整个工艺呈横向布置，按混凝沉淀过氯消毒的顺序建造，设置2组絮凝池、2组沉淀池，2组滤池，2个清水池，滤池的北边设置反冲洗泵房和加氯间，厂区的北边主要是人生活居住场所及一个配电室和维修间，厂区东边是吸水井和2泵房。5 污泥的处理5.1设计进水量 水厂的排泥水量按最高日处理水量的7%计算，则排泥量为6436.43m3/d。5.2浓缩池设计 采用连续式重力浓缩池，设有进泥管、排泥管、和排上清液管，设计2座。 （1）设计参数 每座排泥水量Q1=3218.22m3/d，表面负荷q=0.4m3/(m2h)，浓缩时间T=12h ，进泥含水率99.5%，浓缩后污泥含水率96%，进泥浓度C=19.6g/L。（2）设计计算每个浓缩池面积： 浓缩池直径： 取21m。 浓缩池工作部分的高度：取5.0m。浓缩池总高度： H=h1+h2+h3 式(5.2) 式中 h2超高，取1m； h3缓冲层，取1.2m； H=7.2m，取8m。浓缩池底部标高97.20m，顶部标高105.20m。浓缩后污泥体积：每座浓缩池浓缩后的污泥体积：V3=V2/2=402.28m3/d。浓缩池的总回收水量计算：Q=6436.43(0.995-0.96)=225.28m3/d。 每天浓缩后的污泥体积为804.55m3，24小时连续工作，则每小时处理污泥量为33.52m3，选用三台LWB450型离心脱水机，两用一备。6 水厂系统布置6.1净水厂系统区域地形图设计净水厂系统区域地形图包括取水构筑物、取水管线、水厂和输配水管线。本设计的大同市工厂位置分散，虽然水质要求和生活用水稍有差别，仍可采用统一给水系统（即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水），远离水厂的工厂用水由输水管渠送至。6.2净水厂总平面布置6.2.1主要构筑物及附属建筑物布置 水厂主要构筑物及其附属构筑物见下表6-1，水厂的布置原则： （1）流程力求简短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小； （2）尽量适应地形，因地制宜地考虑流程，力求减少土石方量； （3）注意构筑物朝向，以接近南北向布置较为理想； （4）考虑近远期的协调，各系列净水构筑物应尽量采用平行布置。 具体到水厂的实际布置情况就需要做到如下几点：在水厂平面布置时，净水构筑物之间应有一定的间距，以便施工。间距大小由构筑物性质和埋深、地理条件和施工条件决定；净水构筑物布置时，既要充分利用现有地形，又要注意连接管道的紧凑和水流的简洁；值班室靠近主要净水构筑物，特别是投药系统、絮凝池和滤池需要较多的管理工作，因此需尽量集中；加药、加氯间以及药剂仓库一般应靠近絮凝沉淀池，可以用走道或者高架天桥连通，便于观察净水效果和调整投药量。化验室可以设在生产区也可以设在辅助生产区的办公楼内；办公楼、宿舍、食堂等可以合建形成生活区，并且靠近水厂进门处，便于和外界联系；维修车间、车库、仓库可以相互靠近，管配件堆场最好和生产区分隔开。48表6-1 给水厂主要构筑物及附属建筑物数量及平面尺寸一览表编号建、构筑物名称平面尺寸数量一级泵房16.48m5.8m1座网格絮凝池10.2m13.0m2座斜管沉淀池108.0m13.0m2座V型滤池30.0m25.0m2座配水井6.06.0m1座清水池 40.0m40.0m2座a综合楼40.0m20.0m1间b车库20.0m15.0m1间c传达室9.0m6.0m1间d配电室10.0m10.0m1间e控制室10.0m4.0m1间f维修间30.0m15.0m1间h加药间12.0m9.0m1间j食堂15.0m8.0m1间k药库7.0m7.0m1间6.2.2水厂管线布置原则（1）给水管线 原水管线：进入沉淀池之前的原水管线一般为两根，本设计原水管线采用球墨铸铁管，净水构筑物之间的连接管可用架空管渠或地下管道。 沉淀水管线：由沉淀池至滤池的沉淀水管线，本设计采用埋地式布置，可不影响池子间的通道； 清水管线：本设计设有两座清水池，故清水池之间设有连通管线，可采用虹吸管在池顶上予以联通； 超越管线：考虑到某一环节由于事故检修而停用时，不影响整个水厂的运行而设的管道，一般设超越滤池或超越清水池管线。（2）排水管线：水厂排水管线用以排除雨水、生产废水（沉淀池排泥，滤池冲洗废水等）和生活污水。生活污水系统可单独设置，并经处理后排放，其余废水在另一系统中排除。但考虑到水厂排泥水对环境的淤积影响，排泥水应能单独排入污泥脱水处理系统。 （3）加药管线：加矾和加氯管线往往做成浅沟敷设，上做盖板，加药管线的管材采用塑料管，以防腐蚀。臭氧用管线采用不锈钢管； （4）电缆沟：本设计水厂采用集中电缆沟方式敷设电缆，电缆沟上做盖板，深度不少于0.8m，宽度不小于0.7m，沟底做成底坡，以力排除积水；（5）自用水管线：水厂自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出，厂用水关口径应满足消防要求。6.2.3水厂绿化、道路和其他（1）道路须能到达主要构筑物和建筑物。连接厂外道路的主车道宽度，一般为4.06.0m，本设计取4.0m。厂区内主要构筑物和建筑物之间，用以输送物资的车道的车行道路宽常采用4.0m，并布置成环状以便回撤。厂内人员交通和搬运物品的人行道宽度一般为1.52.0m。本设计取2.0m。行使载重汽车的道路转弯半径以10m为宜，但不小于4.0m，本设计取4.0m。（2）车行道路面一般采用混凝土、沥青混凝土等，人行道采用水泥路面、混凝土制板块等；（3）新建水厂绿化面积宜大于水厂总面积的20%。绿化包多绿地、花坛和绿带。水厂地下管道错综复杂，绿化时可选用根浅四季常青的树种，沿围墙的管道较少，可种植高大树种。清水池面积较大，池顶覆土较浅，可铺植草皮。厂前区和建筑物门前可设大小不同的花坛，按季节种植不同草木类为主的花卉。507 配水管网设计7.1管网定线7.1.1线路选择与布置要求(1)输配水管渠的线路应尽量做到线路短、起伏小，土石方工程量少，造价经济，少占农田和不占良田。(2)输配水管渠走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿现有的道路或规划路铺设，以利于施工和维护。(3)输配水管渠应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并注意避开滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区。(4)输水管线应尽量充分利用水位高差，当条件许可时，优先考虑重力流输水。 （5）应尽量考虑近远期结合和分期实施的可能。7.1.2配水管网布置管网定线与布置： （1）配水管网应根据用水要求合理分布于全供水区，尽可能缩短配水管线的总长度，一般布置成环状网。 （2）配水管网的布置应使干管尽可能以最短距离到达主要用水地区。 （3）干管的位置，应尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上。 （4）配水干管之间应在适当间距处设连接管以形成环网。 （5）用以配水至用户和消火栓的配水支管，一般采用管径为150-200mm，负担消防任务的配水支管不得小于150毫米。（6）城市生活饮用水管网严禁与非生活饮用水管网连接，并严禁与各单位自备的 生活饮用水直接连接。7.2管网流量计算7.2.1环状管网流量的分配 环状管网流量分配的方法和步骤：（1）首先在管网图上确定出控制点的位置，并根据配水源、控制点、大用户及调节构筑物的位置确定管网的主要流向。（2）参照管网主要流向拟定各管段的水流方向，使水流沿最近的路线输水到大用户和边远地区。51（3）从配水源到控制点、大用户、调节构筑物之间选定主要的平行供水路线（主要干管），主要干管条数视管网的布置情况而定。（4）根据管网中各管线的地位和功能来分配流量。分配流量时，无论是从管网的起端开始，还是从管网的末端开始，都应满足下列条件： 1）尽量使平行的主要干管分配相近的流量，以免个别主要干管段损坏时，其余管线负荷过量，使管网流量减少过多；主要干管与次要干管相汇合时，主要干管应适当多分些流量；干管与干管之间的连接管，主要作用是干管损坏时，将水从一条干管转输至另一条，因此不应分配过大的流量，要有意识地少转输流量。 2）各干管所通过的流量应沿管网主要流向逐渐减少，不要忽多忽少，更不要发生倒流。 3）流量分配时，应满足节点流量平衡条件，即每一节点都应按的条件核对。按以上步骤和要求分配到各管段的流量，即为环状管网各管段的计算流量。这里应该指出，此流量为预分配值，可用来选定管径，其真正的流量数值，必须由管网平差结果给定。7.2.2节点设计流量计算 大同市给水管网图如下图7-1。52 图7-1 大同市给水管网图管段2、3、7、16、17、18为单侧配水，其余管段为两侧全部配水。计算得到的管段长度和配水长度如下表7-1。表7-1各管段长度和配水长度 管段编号123456789管段长度（m）30001562010600300089407520750084303330配水长度（m）078105300300089407520375084303330管段编号101112131415161718管段长度（m）76507050624011260315072301227036103510配水长度（m）7650705062401126031507230613518051755最高时集中用水量见下表7-2。表7-2最高时集中用水流量集中用水户名称甲企业乙企业丙企业学校火车站集中用水流量（L/s）146.12194.1232.921.716.7所处位置节点编号613987537.2.3比流量计算 按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量L/(sm): L=97355m 式（7.1） 式中 qs 比流量（L/s.m）； Qd管网总水量； Q大用户集中用水量总和； L干管计算总长，应考虑干管配水情况确定各管段计算长度7.2.4沿线流量计算 qi=qs.Li 式（7.2） 式中Li第i个管段的计算长 (m)。 泵站设计供水流量=Qh5%100036001277.07L/s水塔设计供水量=Qh-泵站设计供水量=1532.5-1277.07=255.43L/s。 最高时管段沿线流量分配与节点设计流量如下表7-3。表7-3最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段或者节点编号管段配水长度（m）管段沿线流量（L/s）节点设计流量计算（L/s）集中流量沿线流量供水流量节点流量100.00 0.00 1277.07-1277.07 2781073.88 79.23 79.23 3530050.14 97.58 97.58 400.00 42.81 42.81 5894084.57 0.00 255.43-255.43 6752071.14 146.12115.51 261.63 7375035.48 16.791.19 107.89 8843079.75 21.781.45 103.15 9333031.50 232.953.92 286.82 10765072.37 120.80 120.80 11705066.69 97.67 97.67 12624059.03 23.20 23.20 1311260106.52 194.116.84 210.94 55续表7-3管段或者节点编号管段配水长度（m）管段沿线流量（L/s）节点设计流量计算（L/s）集中流量沿线流量供水流量节点流量14315029.80 37.56 37.56 15723068.40 63.22 63.22 16613558.04 17180517.08 18175516.60 合计97355920.98 611.52 920.98 1532.50.00 7.2.5管径的设计计算 管段设计流量确定后，结合技术上允许的经济流速和当地的经济条件来确定经济管径。主要原则是： （1）大管径可取较大的经济流速，小管径可取较小的经济流速。 （2）管段设计流量占整个管网供水流量比例较小时取较大的经济流速，反之取较小的经济流速。 （3）从供水泵站到控制点的管线上的管段可取较小的经济流速，其余管段可取较大的经济流速。 （4）管线造价较高而电价相对较低时取较大的经济流速，反之取较小的经济流速。 （5）管段设有对置水塔时，在水塔供水的分界区域，管段设计流量可能特别小，选择管径是要适当放大，因为当水塔转输时，这些管段可能需要输送较大的流量。 （6）重要的输水管（或向远离主管网大用户供水的输水管）在未连成环状网且输水末端没有保证供水可靠性的储水设施时，应采用平行双条管道每条管道直径按设计流量的50%确定。 给水管网各管段的管径，应按最高日最高用水时各段的计算流量来确定。当管段流量已知时，管径可按下式计算确定： （m） 式(7.3）式中 q 为管段通过的计算流量，m3 / s； V 为管内流速，m / s。上式表明，管径不但与通过的计算流量有关，而且还与所选用的流速有关只知道管道的流量，还不能确定管径，因此，必须首先选定流速。上式还可以看出，流量一定时，管径与流速的平方根成反比。如果流速选用的大一些，管径就会减小，相应的管网造价便可降低。但水头损失明显增加，所需的水泵扬程将增大，从而使经营管理费用增大，同时流速过大，管内压力高，因水锤现象引起的破坏作用也随之增大，因此限定其最高流速在2.53.0 m/s之内。相反若流速选用的小一些，因管径增大，管网造价会增加。可是因水头损失减小，可节约电费，使经营管理费用降低。若输送水的水质不稳定，会加剧水中杂质的沉淀及管内结垢，所以流速不能太小，一般不小于0.6m/s。因此管网造价和经营管理费用这两项经济因素是决定流速的关键。由前述可知，流速变化对这两项经济因素的影响趋势又恰好相反，所以必须兼顾考虑和优选，以获得最优解。具体目标是，按一定年限内（称投资偿还期）内，管网造价和经营费用之和为最小的流速，（简称经济流速）来确定管径。我国各地区因诸多经济因素的差别，其经济流速是不同的，设计实践中，在缺乏经济流速分析资料时，常采用平均经济流速选择管径，即大口径管道经济流速较大，小口径管道的经济流速较小，其具体数值为：D=100400mm，采用v=0.60.9 m/s；D400mm， 采用 v=0.91.4 m/s。根据计算得到的初次分配流量，再查阅给水排水工程快速设计手册选择相关适合的管径并选择最佳经济流速。如下表7-4。 表7-4管网流量初次分配及管径选择管段编号流量初次分配q（L/S）管径mm流速11277.0710001.632598.928001.193250.675001.284255.435001.305598.928001.196250.675001.287463.297001.208100.274000.809243.055001.2410176.475000.9011237.025001.2112316.376001.121388.113500.7014306.816001.091528.112500.57 1635.112500.72 1772.67350 0.76 18283.61600 1.00 管道的选择：输水管道及配水管网是给水工程中的重要组成部分在投资比重上占有工程总金额的很大比例，而管材又是构成管网的主要内容，选择管材的基本原则是：能承受要求的内压和外荷载，使用性能可靠，维修工作量少，施工方便，使用年限长，内壁光滑，输水能力基本保持不变，造价低。据有关资料介绍，目前用于给排水输水工程的管渠主要有明渠、暗渠，有现浇钢筋混凝土管、混凝土管，钢筋混凝土管、丹麦管，蕊模振动成型工艺的钢筋混凝土管，石棉水泥管，自应力钢筋混凝土铸铁管，普压灰口铸铁管，焊接钢管，无缝钢管，聚氯乙烯管，UPVC管，玻璃纤维缠绕成型复合管和离心浇铸成型玻璃纤维增强复合管，HOBAS管等。 （1）明渠用自流渠道输送大水量源水，有就地取材的优点，但往往受地形所限，选择线路困难，增加渠道长度。而开敞的明渠又易污染，渗漏及发生用水争端等弊端，不宜广泛采用。 （2）现浇钢筋混凝土渠道由于现场制作可节省管材运输费用，一般比相似口径钢管减少投资约40%。但低压渠道受内压所限，长距离输送。要增加中途泵站，当需增加输水量时不能升压。且因密闭性较差，不宜用作输送出厂水。 （3）预应力钢筋混凝土管，价格较低，承受一定压力。但因配件不全，接口尺寸欠精确造成渗漏及不能承受较高压力等原因，不宜继续用于输配水管网，并应将质量较差的管道逐步更新。管口有三种做法，承插、企口和平口。经比较选择钢管。7.2.6管网平差的计算采用哈代克罗斯法则立标进行管网平差。当各环闭合差小于0.5m时，停止平差计算，消除闭合差，使各环闭合差等于零，然后分析计算结果。对管网水头损失和流量过大或过小的要适当调整管径重新平差计算。环状网校正流量计算公式： 各管段流量计算公式： 58平差计算见下表7-5。表7-5管网平差环号管段编号管长初流量分配第一次平差第二次平差q1000ih=iLsqqh=iLsqqh=iLsq1-310600-250.674.28 -45.37 0.1810 -215.45 -34.16 0.1586 -205.14 -31.18 0.1520 67520250.674.28 32.18 0.1284 254.73 33.17 0.1302 261.19 34.77 0.1331 93330243.054.04 13.45 0.0553 288.59 18.58 0.0644 281.30 17.71 0.0629 -107650-176.472.22 -17.01 0.0964 -141.25 -11.28 0.0799 -130.94 -9.82 0.0750 -77500-463.292.48 -18.56 0.0401 -428.07 -16.01 0.0374 -417.76 -15.30 0.0366 -35.30 0.5012 -9.70 0.4704 -3.81 0.4596 q=35.22 q=10.31 q=4.15 2-215620-598.922.04 -31.88 0.0532 -567.76 -28.85 0.0508 -563.91 -28.48 0.0505 58940598.922.04 18.25 0.0305 630.08 20.07 0.0318 633.93 20.30 0.0320 88430100.272.38 20.10 0.2005 141.74 38.23 0.2697 128.00 31.61 0.2469 -67520-250.674.28 -32.18 0.1284 -254.73 -33.17 0.1302 -250.88 -32.24 0.1285 -25.71 0.4126 -3.72 0.4826 -8.81 0.4579 q=31.16 q=3.85 q=9.62 3-93330-243.054.04 -13.45 0.0553 -288.59 -18.58 0.0644 -281.30 -17.71 0.0629 -88430-100.272.38 -20.10 0.2005 -141.74 -38.23 0.2697 -128.00 -31.61 0.2469 117050237.023.85 27.16 0.1146 226.70 24.99 0.1102 244.30 28.75 0.1177 131126088.113.66 41.21 0.4678 59.40 19.96 0.3360 75.36 30.87 0.4097 -126240-316.372.64 -16.46 0.0520 -326.69 -17.47 0.0535 -309.09 -15.76 0.0510 18.37 0.8902 -29.34 0.8338 -5.45 0.8882 q=-10.32 q=17.60 q=3.07 4-143150-306.812.49 -7.84 0.0256 -288.42 -6.99 0.0242 -286.78 -6.92 0.0241 -1311260-88.113.66 -41.21 0.4678 -59.40 -19.96 0.3360 -75.36 -30.87 0.4097 15723028.112.39 17.30 0.6155 46.50 43.64 0.9385 48.14 46.54 0.9667 -1612270-35.113.59 -44.08 1.2556 -16.72 -11.51 0.6887 -15.08 -9.58 0.6355 -173610-72.672.56 -9.26 0.1274 -54.28 -5.43 0.1000 -52.64 -5.13 0.0975 -183510-283.612.15 -7.55 0.0266 -265.22 -6.67 0.0251 -263.58 -6.59 0.0250 -92.65 2.5185 -6.91 2.1125 -12.56 2.1585 q=18.39 q=1.64 q=2.91 续表7-5环号管段编号管长第三次平差第四次平差第五次平差qh=iLsqqh=iLsqqh=iLsq1-310600-200.99 -30.01 0.1493 -200.30 -29.82 0.1489 -197.41 -29.02 0.1470 67520265.34 35.82 0.1350 257.79 33.92 0.1316 257.86 33.94 0.1316 93330282.38 17.84 0.0632 278.87 17.42 0.0625 278.95 17.43 0.0625 -107650-126.79 -9.26 0.0730 -126.10 -9.16 0.0727 -123.21 -8.78 0.0713 -77500-413.61 -15.01 0.0363 -412.92 -14.97 0.0362 -410.03 -14.77 0.0360 -0.63 0.4568 -2.61 0.4519 -1.21 0.4484 q=0.69 q=2.89 q=1.35 2-215620-554.29 -27.58 0.0498 -546.05 -26.82 0.0491 -543.23 -26.56 0.0489 58940643.55 20.88 0.0324 651.79 21.39 0.0328 654.61 21.56 0.0329 88430134.55 34.69 0.2578 138.59 36.66 0.2645 138.61 36.67 0.2645 -67520-265.34 -35.82 0.1350 -257.79 -33.92 0.1316 -257.86 -33.94 0.1316 -7.83 0.4750 -2.70 0.4780 -2.27 0.4780 q=8.24 q=2.82 q=2.38 3-93330-282.38 -17.84 0.0632 -278.87 -17.42 0.0625 -278.95 -17.43 0.0625 -88430-134.55 -34.69 0.2578 -138.59 -36.66 0.2645 -138.61 -36.67 0.2645 117050247.37 29.43 0.1190 251.57 30.38 0.1207 254.38 31.02 0.1219 131126075.52 30.99 0.4104 78.89 33.59 0.4258 80.86 35.15 0.4348 -126240-306.02 -15.47 0.0505 -301.82 -15.07 0.0499 -299.01 -14.81 0.0495 -7.57 0.9009 -5.18 0.9234 -2.74 0.9333 q=4.20 q=2.81 q=1.47 4-143150-283.87 -6.79 0.0239 -283.04 -6.75 0.0238 -282.20 -6.71 0.0238 -1311260-75.52 -30.99 0.4104 -78.89 -33.59 0.4258 -80.86 -35.15 0.4348 15723051.05 51.91 1.0169 51.88 53.50 1.0312 52.72 55.12 1.0456 -1612270-12.17 -6.55 0.5385 -11.34 -5.78 0.5101 -10.50 -5.05 0.4811 -173610-49.73 -4.63 0.0931 -48.90 -4.49 0.0919 -48.06 -4.35 0.0906 -183510-260.67 -6.45 0.0248 -259.84 -6.42 0.0247 -259.00 -6.38 0.0246 -3.51 2.1075 -3.53 2.1075 -2.53 2.1005 q=0.83 q=0.84 q=0.60 59续表7-5环号管段编号管长第六次平差第七次平差第八次平差qh=iLsqqh=iLsqqh=iLsq1-310600-196.06 -28.66 0.1462 -195.11 -28.40 0.1455 -194.56 -28.25 0.1452 67520256.83 33.69 0.1312 256.52 33.61 0.1310 256.20 33.53 0.1309 93330278.84 17.42 0.0625 278.72 17.40 0.0624 278.67 17.39 0.0624 -107650-121.86 -8.61 0.0706 -120.91 -8.49 0.0702 -120.36 -8.42 0.0699 -77500-408.68 -14.68 0.0359 -407.73 -14.62 0.0359 -407.18 -14.58 0.0358 -0.85 0.4463 -0.49 0.4451 -0.32 0.4442 q=0.95 q=0.56 q=0.36 2-215620-540.85 -26.34 0.0487 -539.59 -26.23 0.0486 -538.71 -26.15 0.0485 58940656.99 21.71 0.0330 658.25 21.79 0.0331 659.13 21.84 0.0331 88430139.52 37.12 0.2660 139.71 37.21 0.2664 139.98 37.35 0.2668 -67520-256.83 -33.69 0.1312 -256.52 -33.61 0.1310 -256.20 -33.53 0.1309 -1.20 0.4790 -0.84 0.4791 -0.49 0.4794 q=1.26 q=0.88 q=0.51 3-93330-278.84 -17.42 0.0625 -278.72 -17.40 0.0624 -278.67 -17.39 0.0624 -88430-139.52 -37.12 0.2660 -139.71 -37.21 0.2664 -139.98 -37.35 0.2668 117050255.84 31.35 0.1225 256.91 31.60 0.1230 257.52 31.74 0.1233 131126081.72 35.85 0.4387 82.45 36.45 0.4421 82.83 36.75 0.4437 -126240-297.55 -14.68 0.0493 -296.48 -14.58 0.0492 -295.87 -14.52 0.0491 -2.01 0.9391 -1.14 0.9430 -0.77 0.9453 q=1.07 q=0.61 q=0.41 4-143150-281.60 -6.69 0.0237 -281.27 -6.67 0.0237 -281.03 -6.66 0.0237 -1311260-81.72 -35.85 0.4387 -82.45 -36.45 0.4421 -82.83 -36.75 0.4437 15723053.32 56.30 1.0559 53.65 56.96 1.0616 53.89 57.43 1.0657 -1612270-9.90 -4.55 0.4601 -9.57 -4.29 0.4483 -9.33 -4.10 0.4399 -173610-47.46 -4.26 0.0897 -47.13 -4.20 0.0892 -46.89 -4.16 0.0888 -183510-258.40 -6.35 0.0246 -258.07 -6.34 0.0246 -257.83 -6.32 0.0245 -1.40 2.0927 -0.98 2.0894 -0.58 2.0864 q=0.33 q=0.24 q=0.14 60续表7-5环号管段编号管长第九次平差qh=iLsq1-310600-194.20 -28.15 0.1450 67520256.05 33.49 0.1308 93330278.62 17.39 0.0624 -107650-120.00 -8.37 0.0698 -77500-406.82 -14.56 0.0358 -0.20 0.4437 2-215620-538.20 -26.10 0.0485 58940659.64 21.87 0.0332 88430140.08 37.40 0.2670 -67520-256.05 -33.49 0.1308 -0.32 0.4795 3-93330-278.62 -17.39 0.0624 -88430-140.08 -37.40 0.2670 117050257.92 31.83 0.1234 131126083.10 36.98 0.4450 -126240-295.47 -14.49 0.0490 -0.46 0.9468 4-143150-280.89 -6.66 0.0237 -1311260-83.10 -36.98 0.4450 15723054.03 57.71 1.0681 -1612270-9.19 -4.00 0.4350 -173610-46.75 -4.14 0.0886 -183510-257.69 -6.32 0.0245 -0.38 2.0848 经平差后，环闭合差精度小于0.5m.627.2.7节点水压计算由平差结果计算各管段水头损失和各节点地面标高，以管网已知水压点（在此为管网压力控制点）推算各节点水压和自由水压。管网需满足六层水压计28m，最不利点为（15）点，其节点水头等于服务水头。节点水压计算见表7-6。表7-6 节点水压计算表管段或者节点编号地面标高（m)要求自由水压(m)服务水头(m)管段压降（m）节点水头（m）自由水压（m）1103.20 28.00 131.20 20.63 103.20 2102.70 28.00 130.70 24.94 239.40 165.88 3102.90 28.00 130.90 24.98 214.42 140.70 4102.80 28.00 130.80 33.34 189.44 115.82 5103.10 28.00 131.10 22.69 222.78 148.86 6101.80 28.00 129.80 33.35 216.71 144.09 7101.80 28.00 129.80 13.76 181.51 108.89 8101.80 28.00 129.80 35.20 164.75 92.13 9101.80 28.00 129.80 16.76 176.37 103.75 10101.10 28.00 129.10 11.62 180.69 79.90 11101.20 28.00 129.20 36.02 152.60 51.40 12101.20 28.00 129.20 12.93 145.82 44.62 13100.80 28.00 128.80 28.40 139.37 38.57 14100.80 28.00 128.80 6.78 134.77 33.97 15100.40 28.00 128.40 52.29 128.40 28.00 166.37 174.60 186.45 经过水力分析后，比较节点水头与服务水头，所有节点的用水压力都得到满足，所以说明，节点（15）是真正的控制点。7.3二泵站的设计7.3.1水泵选型（1）流量Q1 Q=1277.07L/s。（2）泵扬程计算泵站位于管段1，泵站扬程由两部分组成，一部分用于提升水头，即HTiHFi，另一部分用于克服管道水头损失，即hfihmi，所以泵站扬程可用下式计算： hpi（HTiHFi）（hfihmi） 式（7.4） 式中 HFi该管段起端节点水头，m； HTi该管段终端节点水头，m； hfi该管段管道沿程水头损失，m； hmi该管段管道局部水头损失，m。管道沿程水头损失可以根据管段设计流量（即泵站设计流量）和管径等计算，局部水头损失一般可以忽略不计，则上式可以写成： （m） 式（7.5）泵站设计供水流量为：水塔设计供水流量为：qs515001277.07255.43L/s节点（1）为清水池，其最低设计水位标高为103.20m，即节点（1）的水头H1103.20m，则泵站扬程：为了选泵，估计泵站内部水头损失。一般水泵吸压水管道设计流速为1.22.0m/s，局部阻力系数可按5.08.0考虑，沿程水头损失较小，可以忽略不计，则泵站内部水头损失约为： 式（7.6）则水泵的扬程应为：Hp128.511.63130.14，取131m。 （4）初选泵和电机选四台350S125型泵，其参数为:Q=485L/s，H=140m，功率1480W。 三台工作，一台备用，为调节用水不均匀性，其中一台水泵设置变频调速装置，保持供水量与管网用水量一致，以利于降低电耗，节约生产成本。根据350S125型泵的要求，选用JR127-6型异步电动机。真空泵采用SZ-2型真空泵。（5）机组基本尺寸的确定：350S125型泵基础平面尺寸14001520mm，泵机组的基本平面尺寸为40201520mm，机组的总重量： w=（1610+1600）9.8N=31458N 647.3.2进出水管路设计 （1）吸水管Q=1277.07/3=425.69L/s，采用DN700钢管，则V=1.26m/s。 （2）压水管采用DN500钢管，则V=1.81m/s，之后汇流到一根压水管，汇流总管。Q=1277.07L/s，采用DN900钢管，则V=1.67m/s。7.3.3泵房平面布置泵房中间放置四台水泵，三用一备，通过四根吸水管伸入吸水井，左边两个和右边两个泵通向一根出水管，出水管中间用阀门连接。泵房左边设有一个检修平台，右边设有配电控制室以及值班室。电机轴长为1907mm，因此泵基础间距为1907+500=2407mm，取2410mm；吸水管长度选用5.2m，考虑闸阀等设备，泵基础侧边距墙壁为1m，泵出水侧式操作管理的主要通道，考虑泵房整体稳定性，因此宽度设定为13.20m；泵基础距离侧壁距离与泵基础间距相近，取2500mm。根据水泵机组，吸水与压水管管道的布置条件及排水泵机组和通风机组等附属设备情况，通过计算，求得泵房平面尺寸为13.2028.74m。7.3.4泵房高程布置吸水井的井低标高为97.17m，吸水管伸到吸水井的底部，吸水井内的最高水位为101.40m，在二泵站中，泵的中心标高为100.22m，泵底标高为99.65m。泵房相对地面的标高H1 H1=n+a2+c2+d+h1+h2+h3 式(5.1) 式中 n从天花板到梁顶部距离,取0.3m； a2行车梁高度，取0.53m； c2行车梁底至起重钩中心距离，取1.15m； d起重绳垂直长度，取2m； h1汽车高度，取1.0m； h2吊起物与汽车高差，取0.5m； h3检修平台厚度，取0.2m； 得H1=5.68m 泵房的标高H=102.65+5.68=108.33m。7.4泵房附属设施7.4.1起重设备最大起吊高度为7.85米，因此，选用单梁桥型电动起重机LX系列，起重量6吨，L=11.20米。7.4.2引水设备水泵自灌式工作，不需引水设备。7.4.3排水设备采用电动水泵排水，沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，取水泵房的排水量按15-25m3/h考虑，排水泵的静扬程按10.0米计算，水头损失大约2米，故总扬程在10+2=12米左右，可选用IS50-32-200型离心泵，（Q=6.3m3/h，H=12.5米，N=0.75千瓦，46千克）3台，2用1备，配套电机为Y50L-2型。7.4.4通风设备选用两台T35-11型轴流风机（叶轮直径700毫米，转速960转每分钟，叶片角度十五度，风量10127m3/h，风压90PA，配套电机YSF-8026，N=0.37千瓦）。房顶设可打开的天窗，20002000毫米，以便通风采光，防潮。7.4.5计量设备泵站内安装电磁流量计统一计量。7.5水塔高度设计水塔高度为： HTjHjZj222.78103.10119.68m 式（7.7）式中 Hj水塔所在节点水头损失，m； Zj地面高程，m。7.6管网消防校核计算 根据城市规模可确定同时失火点数。若一处可将着火点放在管网控制点；若两处则为一处应放在离二泵站较远或较近大用户和工业企业用水量大的地方。 消防校核在最高日最高时基础上，再确定的着火点上增加一次消防水量，采用简化法，在图上直接进行平差计算，若二泵站水厂水压变化太大应考虑调整个别管径。考虑同一时间内的火灾次数为2次，灭火用水量为45L/s290L/s,消防流量加在控制点上（及最不利火灾点）。本设计选在节点（13）和节点（15）上，两节点各加上消防流量45L/s，相应的清水池和水塔供水量各增加45L/s，其他各节点流量与最高时相同，重新分配沿线流量。加上消防流量，各管段流量重分配后平差如下表7-7。表7-7消防平差环号管段编号管长初流量分配第一次平差第二次平差q1000ih=iLsqqh=iLsqqh=iLsq1-310600-261.921.86 -19.67 0.0751 -214.01 -13.54 0.0633 -205.95 -12.62 0.0613 67520261.921.86 13.95 0.0533 295.41 17.45 0.0591 294.20 17.32 0.0589 93330251.024.29 14.29 0.0569 295.57 19.44 0.0658 289.18 18.65 0.0645 -107650-232.723.72 -28.48 0.1224 -184.81 -18.53 0.1003 -176.75 -17.06 0.0965 -77500-519.541.56 -11.74 0.0226 -471.63 -9.80 0.0208 -463.57 -9.49 0.0205 -31.64 0.3302 -4.98 0.3092 -3.20 0.3016 q=47.91q=8.06 q=5.31 2-215620-621.422.19 -34.16 0.0550 -607.00 -32.69 0.0539 -597.73 -31.76 0.0531 58940621.422.19 19.55 0.0315 635.84 20.41 0.0321 645.11 20.98 0.0325 8843096.992.24 18.91 0.1950 108.05 23.08 0.2136 102.87 21.08 0.2049 -67520-261.921.86 -13.95 0.0533 -295.41 -17.45 0.0591 -286.14 -16.44 0.0575 -9.65 0.3347 -6.65 0.3586 -6.15 0.3480 q=14.42q=9.27 q=8.84 3-93330-251.024.29 -14.29 0.0569 -295.57 -19.44 0.0658 -289.18 -18.65 0.0645 -88430-96.992.24 -18.91 0.1950 -108.05 -23.08 0.2136 -102.87 -21.08 0.2049 117050262.81.87 13.16 0.0501 266.16 13.48 0.0506 280.61 14.87 0.0530 13112601002.37 26.72 0.2672 90.28 22.14 0.2452 103.80 28.62 0.2758 -126240-380.591.71 -10.70 0.0281 -377.23 -10.52 0.0279 -362.78 -9.79 0.0270 -4.01 0.5973 -17.43 0.6031 -6.03 0.6251 q=3.36q=14.45 q=4.82 4-143150-382.921.73 -5.46 0.0143 -369.84 -5.12 0.0138 -368.91 -5.10 0.0138 -1311260-1002.37 -26.72 0.2672 -90.28 -22.14 0.2452 -103.80 -28.62 0.2758 157230425.00 36.14 0.8604 55.08 59.82 1.0861 56.01 61.73 1.1021 -1612270-66.222.16 -26.53 0.4006 -53.14 -17.75 0.3341 -52.21 -17.19 0.3293 -173610-103.782.54 -9.17 0.0884 -90.70 -7.16 0.0789 -89.77 -7.02 0.0782 -183510-359.733.35 -11.78 0.0327 -346.65 -10.98 0.0317 -345.72 -10.93 0.0316 -43.52 1.6636 -3.33 1.7899 -7.14 1.8308 q=13.08 q=0.93 q=1.95 66续表7-7环号管段编号管长第三次平差第四次平差第五次平差qh=iLsqqh=iLsqqh=iLsq1-310600-200.65 -12.03 0.0599 -199.26 -11.88 0.0596 -197.07 -11.64 0.0591 67520299.50 17.90 0.0598 294.37 17.34 0.0589 293.58 17.25 0.0588 93330289.66 18.71 0.0646 286.80 18.37 0.0640 286.29 18.30 0.0639 -107650-171.45 -16.12 0.0940 -170.06 -15.88 0.0934 -167.87 -15.51 0.0924 -77500-458.27 -9.29 0.0203 -456.88 -9.24 0.0202 -454.69 -9.16 0.0201 -0.83 0.2987 -1.30 0.2962 -0.75 0.2943 q=1.39 q=2.19 q=1.27 2-215620-588.89 -30.89 0.0524 -582.38 -30.25 0.0519 -579.39 -29.96 0.0517 58940653.95 21.52 0.0329 660.46 21.92 0.0332 663.45 22.11 0.0333 88430106.89 22.62 0.2117 109.15 23.52 0.2155 109.44 23.63 0.2159 -67520-299.50 -17.90 0.0598 -294.37 -17.34 0.0589 -293.58 -17.25 0.0588 -4.65 0.3568 -2.15 0.3595 -1.47 0.3597 q=6.52 q=2.99 q=2.04 3-93330-289.66 -18.71 0.0646 -286.80 -18.37 0.0640 -286.29 -18.30 0.0639 -88430-106.89 -22.62 0.2117 -109.15 -23.52 0.2155 -109.44 -23.63 0.2159 117050285.43 15.35 0.0538 289.68 15.77 0.0545 292.38 16.05 0.0549 1311260106.67 30.10 0.2822 110.13 31.93 0.2900 112.18 33.04 0.2946 -126240-357.96 -9.55 0.0267 -353.71 -9.34 0.0264 -351.01 -9.21 0.0262 -5.43 0.6389 -3.51 0.6503 -2.05 0.6555 q=4.25 q=2.70 q=1.56 4-143150-366.96 -5.05 0.0138 -366.17 -5.03 0.0137 -365.51 -5.01 0.0137 -1311260-106.67 -30.10 0.2822 -110.13 -31.93 0.2900 -112.18 -33.04 0.2946 15723057.96 65.81 1.1354 58.75 67.51 1.1490 59.41 68.92 1.1601 -1612270-50.26 -16.05 0.3193 -49.47 -15.59 0.3152 -48.81 -15.22 0.3118 -173610-87.82 -6.75 0.0768 -87.03 -6.64 0.0762 -86.37 -6.54 0.0758 -183510-343.77 -10.81 0.0315 -342.98 -10.77 0
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