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宜川县县城供水工程设计计算书原水输水管道一、输水管材取水头部-西川净水厂原水输水管道主管材选择PE管。二、输水管道的管径原水输水管道设计流量按净水厂最高日平均时水量、净水厂自用水量和原水输水管道漏损水量三者之和计算：Q输=0.5+0.50.10=0.55万m3/d根据宜川县自来水公司提供的沿线管道敷设位置原水至拟建西川净水厂以及西川净水厂至DN300现状县城管网现状路面高程测量成果，本工程以1号坝坝顶水准点为100.000米，其余高程为相对该点的相对高程。取水头部最不利水面高程为86.80m，止点净水车间改进型网格反应池设计水位高程81.40m，起止点高差5.40米，管线全长3.1m。当管径采用DN400mm时，经水力计算：v=0.58m/s，i=0.74,管线的沿程水头损失h1=2.29m，由于管线敷设线路复杂，局部水头损失按沿程水头损失的10%计，输水管线的水头损失h输1=2.52m。管道止点的流出水头为2.88m，管线敷设均在水力坡降线以下，完全满足工程的技术要求。净水车间一、 改进型网格絮凝池：（一）、设计流量水厂的设计水量为5000m3/d，水厂自用水量为10，网格絮凝池分为两个组，每组的设计水量为：Q1Q/2/T Q1每组絮凝池的处理水量（m3/h）;Q水厂的处理水量（m3/d）；T水厂运行时间(h)。取T24h则Q15000（1+10）/2/24114.583 m3/h0.03183 m3/s（二）、设计计算1.絮凝池的有效容积V Q1TV每组絮凝池的有效容积（m3）;Q1每组絮凝池的处理水量（m3/h）;T水厂运行时间(h)V0.03183106019.097 m32.絮凝池的面积AV/HV每组絮凝池的有效容积（m3）;H絮凝池的有效水深(h)取H为3.0米A19.097/36.366 m23.单格面积fQ1/v1f单格面积(m2)；Q1每组絮凝池的处理水量（m3/h）;v1竖井内流速（m/s）,0.020.08 m/s；取v10.04 m/s，则f0.03183/0.040.0796 m24.每组分格数及平面布置设每格为矩形，长边取1.0米，短边取0.8米。每个的实际面积为0.8 m2,由此得分格数为：n=6.366/0.8=8个每行分4格，每组布两行。絮凝池布置如下图所示：网格絮凝池平面布置5. 实际絮凝时间实际絮凝时间为：t=n.a.b.H/Q1式中t实际絮凝时间(min)；n每组絮凝池分格数（个）a每格长边的长度（m）;b每格短边的长度（m）;H水深（m）Q1每组絮凝池得处理水量（m3/s）t=81.00.83.0/0.0318310.05min6.池总高计算池的有效水深为3.0米，超高按0.5米计算，泥斗深度1.2米，池的总高度为：H3.0+0.5+1.34.8米7.过水孔洞和网格设置 每段的竖井流速V1相同，每段的网孔流速也相同，但由前段向末段递减，进口为0.05 m/s，出口为0.04 m/s，则各行隔墙上孔洞尺寸分别为0.8m0.8m、0.8m1.0m。网格过水面积为过水孔洞的20，过网流速V2为竖井流速的5倍。 第一行每格均安装网格，每格安装3层，网格孔眼尺寸为25mm25mm，网格层距0.6m。第二行5-7每格均安装网格，每格安装2层，网格孔眼尺寸为30mm30mm，网格层距0.8m。最后一格不安装网格。改进型网格絮凝池的设计参数 项目名称 孔洞尺寸（m）（m）竖井流速（m/s）过网流速（m/s）第一段（14）格0.8m0.8m0.050.25第二段（58）格0.8m1.0m0.040.208.水头损失计算改进型网格反应池的水头损失包括网格水头损失及孔洞水头损失。(1) 网格水头损失h1=1V12/2gh1每层网格的水头损失(m)；1网格阻力系数，采用1.0；V1各段过网流速（m/s）。第一行每层网格的水头损失为：h1=1V12/2g1.00.252/9.8/20.0032第一行内通过网格的总水头损失为：h1=34h1120.00320.0383m同理得第二行通过网格得总水头损失为0.0122m。通过网格的总水头损失为0.0383+0.01220.0505m（2）孔洞水头损失h2=2V22/2gh2孔洞的水头损失(m)；2孔洞阻力系数，采用3.0；V2孔洞流速（m/s）。第一行一格孔洞水头损失为：h2=2V22/2g3.00.052/9.8/20.00038m第一行各格孔洞总水头损失为：h2=40.000380.00153m同理得第二行通过孔洞的总水头损失为0.00098m。通过孔洞的总水头损失为0.00153+0.000980.00251m通过絮凝池的总水头损失：h=h2+h20.0505+0.002510.053m9.GT值校核G=（h/60/T）1/2（10000.053/60/1.02910-4/10.05）1/229s-1校核值在15-60 s-1的范围内。GT2910.05601.84104G与GT值均满足要求。絮凝池底部设泥斗，泥斗底部设排泥管，通过快开阀排泥至排泥渠。二、 斜管沉淀池（一）、设计流量水厂的设计水量为5000m3/d，水厂自用水量为10，沉淀池分为两个组，每组的设计水量为：Q1Q/2/T Q1每组絮凝池的处理水量（m3/h）;Q水厂的处理水量（m3/d）；T水厂运行时间(h)。取T24h则Q15000（1+10）/2/24114.583 m3/h0.03183 m3/s（二）、设计计算1.沉淀池清水区的面积A= Q1/qA斜管沉淀池的表面积（m2）；Q1每组絮凝池的处理水量（m3/s）；q表面负荷（m3/（m2.h）,采用5.0 m3/（m2.h）；A= 0.03183/5.422.92 m22.沉淀池的长度和宽度 设计中沉淀池的宽度B4米，则长度为L=A/B22.92/45.73m 设计中取L=6.0米进水区布置在4米的宽度方向一侧。斜管结构系数按3计，在宽度方向扣除无效长度约0.5米，则清水区净出口面积为:A1（B-0.5）L/（1+3）（4-0.5）6/1.0320.39 m23.沉淀池的总高度Hh1+ h2+ h3+ h4+ h5H沉淀池的总高度（m）；H1保护高度（m），采用0.33m；H2清水区高度（m），采用1.2m；H3斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角为60，则H3sin600.87m；H4配水区的高度（m），采用1.2m；H5排泥槽的高度（m），采用1.2m；Hh1+ h2+ h3+ h4+ h50.33+1.2+0.87+1.2+1.24.80m4.进出水系统（1）沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积A2Q1/vA2孔口总面积（m2）；Q1每组絮凝池的处理水量（m3/s）；v孔口流速，取0.2m/s。A20.03183/0.10.318 m2每个孔口的尺寸定位为15cm8cm，则孔口数为27个。进水孔位置在斜管以下、沉淀区以上部位。（2）沉淀池出水设计沉淀池出水采用钢板焊制三角堰集水槽，堰高0.1m，堰宽0.2m即90三角堰，堰上水头h10.05m，单堰流量计算：q堰1.4h2.5=1.40.052.50.0007826m3/s集水槽每侧三角堰数目：n堰Q1/2q堰/nQ1每组沉淀池的处理水量（m3/s）；n每组絮凝池的集水槽数量（条），设计取2条。n堰0.03183/0.0007826/2/210个校核值n堰校n堰1.414个每条集水槽长度6m，每侧三角堰数目14个。沉淀池出水水头损失即集水槽内外水面高差h，h= h1+ h2h1堰上水头,0.05m;h2跌水，0.07m。h0.05+0.070.12m5.沉淀池斜管选择 斜管长度为1.0m，斜管管径为d=30mm，材质为聚丙烯，厚度为0.5mm，热压成半蜂窝型。6.沉淀池排泥系统设计 沉淀池底部采用排泥槽斗排泥，排泥槽斗高度1.2米，排泥槽斗底端用DN150mm排泥管排走。7.核算（1）雷诺数Re斜管的水流速度为：v2= Q1/ A1sin Q1每组沉淀池的处理水量（m3/s）；v2斜管内的水流速度（m/s）;斜管的安装倾角，采用60。v2= 0.03183/ 20.39/sin600.18cm/s雷诺数Re=Rv2/R水力半径（cm）,R=d、430/40.75cm；水的运动黏度（cm2/s）,当水温t20时，水的运动黏度0.01 cm2/s。雷诺数Re=0.750.18/0.0113.5500，满足设计要求（2）佛劳德数FrFr= v22/Rg0.182/0.75/9814.410-5Fr介于0.001-0.00001之间，满足要求。（3）沉淀时间TL/v2L斜管长度（m）,设计取1.0m;T沉淀时间（min）。T1000/1.8/609.25min，基本满足要求。三、 普通快滤池 1.滤池总面积F=Q1/vTT=T0-nt0-nt1Q1滤池的处理水量（m3）；F滤池总面积（m2）v设计滤速（m/h）,设计滤速采用10 m/h；T滤池每日的实际工作时间（h）；T0滤池每日的工作时间（h）；t0滤池每日冲洗后停用和排放初滤水的时间（h）；t1滤池每日的冲洗时间（h）；n滤池每日的冲洗次数（次）。n2，t10.1h，不考虑排放初滤水的时间，即取t00T=24-20.123.8h滤料选用单层石英砂滤料，取v10m/hF5500/10/23.823.11 m22.单格滤池面积fF/Nf单池面积（m2）；F滤池的总面积（m2）；N滤池的个数（个），本设计采用并排两组滤池，每组分两格，共4个滤池；f23.11/45.78 m2按照给排水设计手册3普通快滤池：若滤池面积f30 m2，则L：B1.5：12：1，取B2m，则L3m单池面积为326m2，滤池总面积为6 m2424 m2实际滤速为v5500/24/23.89.63m/h当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为：v，Nv/（N-1）v，49.63/312.84 m/h3.滤池高度H=H1+H2+H3+H4+H5H滤池高度（m）;H1承托层高度（m），厚度0.4m;H2滤料层厚度（m），单层石英砂滤料，厚度0.7m;H3滤料层上水深（m）;采用2.0米H4超高（m）,一般采用0.45米；H5承托层下支撑层高度，采用0.45米。滤池总高H0.4+0.7+2.0+0.45+0.454.0m本设计滤池部分采用同反应沉淀池相同的高度4.8m。4.反冲洗计算（1）最大粒径滤料的最小流态化流速Vmf12.26d1.31/（1.310.54）m02.31/(1- m0)0.54Vmf最大粒径滤料的最小流态化流速(cm/s);d滤料粒径（m）;球度系数；水的动力黏度（N.s）/m2；m0滤料的孔隙率。设计取d0.0012m，0.98，m00.38，水温20时0.001（N.s）/m2Vmf12.260.00121.31/（0.981.310.0010.54）0.382.31/(1- 0.38)0.541.08 cm/s（2）反冲洗强度q=10kVmfq反冲洗强度L/（s. m2）；k安全系数，采用1.3。q=101.31.08=14 L/（s. m2）（3）反冲洗水流量qg= q .fqg每座滤池的反冲洗水流量（L/s）；qg=14684 L/s滤池总反冲洗水流量844336 L/s5.洗砂排水槽（1）洗砂排水槽中心距a0B/n1a0洗砂排水槽的中心距（m）;n1每个滤池洗砂排水槽的条数（条）。每个滤池洗砂排水槽的条数为2条，n12条，B2m，a02/21m（2）每条洗砂排水槽的长度为：l0Ll1l0每条洗砂排水槽的长度（m）;l1末端排水槽宽度，设计取0.3m。l030.32.7m平面布置如下图：滤池平面布置（3）每条洗砂排水槽的排水量q0每条洗砂排水槽的排水量（L/s）;qg每座滤池的反冲洗水量（L/s）;n2洗砂排水槽的总数（条），n22。q0= qg/n284/242 L/s（4）洗砂排水槽的断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如下图所示： 洗砂排水槽断面模数x1/2（q0/1000v0）1/2x洗砂排水槽的断面模数（m）；q0每条洗砂排水槽的排水量（L/S）；v0槽中流速（m/s）,采用0.6 m/s。x1/2（42/（10000.6）1/20.13m5.洗砂排水槽顶距砂面高度He=eH2+2.5x+cHe洗砂排水槽顶距砂面高度（m）;e砂层最大膨胀率，石英砂滤料采用39；排水槽底厚度（m）;H2滤料层厚度（m）；c洗砂排水槽的超高（m）。e39，0.05m，H20.7m，c0.08He=0.390.7+2.50.18+0.05+0.080.85m6.排水槽的总平面面积排水槽的总平面面积为洗砂排水槽及末端排水渠的面积之和。F0=2xl0n2+B1.l1F0排水槽的总平面面积（m2）；B1末端排水渠宽度（m）。B1a02x1+20.131.26mF0=20.132.72+1.260.31.782 m2校核排水槽的总平面面积与滤池面积之比：F0/f1.782/629.725，基本满足要求。7.末端排水渠由于洗砂排水槽顶距砂面高度为0.85m,渠底距砂面高度为0.35m，故末端排水渠渠底距洗砂排水槽底的高度取0.2米。8.配水系统 本设计采用小阻力配水系统即短柄滤头配水，按每个滤头的缝隙面积2.5CM2，考虑到滤头使用后的堵塞系数，按每平方米60个左右计算，单格滤池布置滤头384个，滤头平面布置参见工艺详图（一）。滤头总缝隙面积占滤池面积的1.6，符合给排水设计手册312.5的要求。9.滤池反冲洗 滤池反冲洗由水塔供给，水塔水由自用水泵房水泵加压供给。（1） 水塔容积水塔水包括滤池反冲洗用水、加药、加氯等生产用水及生活用水。单个滤池的反冲洗用水总量W11.5W Wqg.t/1000W1水塔容积（m3）;W单个滤池的反冲洗用水总量（m3）;t单个滤池的反冲洗历时（s）,按6min计算；W84660/100030.24 m3水塔容积按W1.5W1.530.2445.36 m3，设计取50m3保温水塔。参见图集S846（二）50m3保温水塔（砖支筒）。（2） 水塔高度a、 承托层的水头损失hw30.022H1qhw3承托层的水头损失（m）;H1承托层的厚度（m）;设计取0.4m。hw30.0220.40140.12mb、 滤层的水头损失hw4（砂/水-1）（1m0）H2hw4冲洗时滤层的水头损失（m）;砂滤料的密度（Kg/m3）,石英砂的密度水为2650（Kg/m3）；水水的密度（Kg/m3）, 水的密度水为1000（Kg/m3）；m0滤料未膨胀前的孔隙率，取m00.41； H2滤料未膨胀前的厚度，取H20.7m；hw4（2650砂/1000水-1）（10.41）0.70.68mc、 水塔高度计算Hthw1+ hw2+ hw3+ hw4H水塔高度（m）;Ht水塔塔底距洗砂排水槽顶的高度（m）;hw5洗砂排水槽顶距地面的高度（m），按2.5m计算;hw1水塔与滤池间冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m），设计取1.2m;hw2备用水头（m）,设计取2.0m。Ht1.2+ 2.0+ 0.12+ 0.68=4.0mH4.0+ 2.5=6.5m水塔供给厂区生产及生活用水，生产用水所需最高水头为25米，即加氯系统的二氧化氯发生器所需自用水压力不小于0.25MPa,即加氯系统需在此基础上再行加压；生活用水所需最高水头为12米即二层综合办公楼用水；结合滤池反冲洗所需水头6.5米，综合考虑确定水塔高度为10.0米。(3)自用水泵参数的确定a、水泵流量水泵流量取50m3/h，约1h流满水塔，单个滤池冲洗间隔时间1h。b、水泵扬程HH0+ h1+ h2H水泵扬程（m）;H0滤池滤后水位距水塔最高水位的高差（m）,水塔有效水深3.3m, H0设计取14m;h1水泵压水管路与吸水管路的水头损失（m）, 设计取2.0m;h2安全水头（m）,设计取2.0m。H14+2.0+2.0=18m自用水泵房设计选用一台单级单吸立式离心泵，型号为KDL80-125，流量为50m3/h，扬程为20m，功率为5.5KW 。水泵设两台，一用一备，采用变频调速技术，加压供水至水塔，供给厂区所有生产生活用水。加氯系统 加氯间设在净水车间一层， 本设计采用二氧化氯对原水进行预处理，投加量按2.0 mg/l计算。采用两台二氧化氯发生器H2000-500进行投加，一用一备，有效加氯量为500g/h，0.8KW。加氯点在静态混合器之前DN400进水总管上。加氯间设一台SWT-3排风扇，Q1800m3/h, 输入功率45W进行强制换气。参