芜湖市某区给水工程工艺设计

天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1摘 要本设计为芜湖市某区给水工程工艺设计，工程设计规模为 75000m/d。整个设计包括二大部分： 净水厂的设计计算和供水泵站的设计。净水厂的设计包括净水厂的位置选择、水处理工艺流程的确定、处理构筑物的设计计算以及水厂的平面和高程布置。通过技术经济比较，确定净水厂的工艺流程选用方案： 原水静态混合器往复式隔板絮凝池平流沉淀池普通快滤池清水池二级泵站关键词：净水厂；净水工程；静态混合器；往复式隔板絮凝池；平流沉淀池；普通快滤池天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）2ABSTRACTThis design for overgrown technological design, good water supply project engineering design scale is 75000 m/d. The project includes two parts, the removal of the design calculation and type of pump design.The design of the removal of the position selection, including the removal of water treatment process, the determination of the design and calculation, and handle structures of the plane and elevation layout waterworks.Through the technical and economic comparison, certain of the removal process selection plan: Raw water -static mixer -reciprocating clapboard flocculating - horizontal flow sedimentation tank - rapid filter -clean water reservoir -secondary pump station. Key words: Sewage disposal plant design; Water purification engineering; Static mixer; Reciprocating clapboard flocculating; Horizontal flow sedimentation tank; Clean water reservoir.天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）3目 录第一章 药剂投配设备设计 .11.1 混凝剂药剂的选用 .11.2 混凝剂的投加 .11.3 加药间设计计算 .11.4 静态混合器的设计计算 .4第二章 往复式隔板絮凝设施的设计 .52.1 设计水量 .52.2 往复式隔板絮凝池计算 .52.3 隔板间距 .5第三章 沉淀设施的设计 .73.1 平面尺寸设计 .73.2 沉淀池长度 .73.3 沉淀池宽度 .73.4 进出水系统 .83.5 沉淀池出水部分设计 .93.6 沉淀池放空管 .103.7 排泥设备选择 .103.8 沉淀池总高度 .11第四章 普通快滤池的设计 .124.1 平面尺寸计算 .12天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）44.2 滤池高度 .134.3 配水系统 .134.4 洗砂排水槽 .184.5 滤池反冲洗 .214.6 进出水系统 .224.7 加氯量计算 .234.8 加氯设备的选择 .234.9 加氯间和氯库 .23第五章 清水池的设计 .255.1 清水池的容积 .255.2 管道系统 .265.3 清水池的布置 .27第六章 送水泵站的设计 .286.1 送水泵站设计的意义 .286.2 送水泵站的设计 .286.2.1 二泵站供水量和扬程的计算 .286.2.2 选泵 .296.2.3 机组基础尺寸的确定 .29第七章 水泵的有关设计计算和校核 .317.1 吸水管路和压水管路的计算 .317.1.1 机组与管道布置 .317.1.2 水泵安装高度的确定 .32天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）57.2 附属设备的选择 .33参考文献 .35外文资料.36中文译文.37致 谢 .38天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）6第一章 药剂投配设备设计1.1 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Al n(OH)mCL3n-m简写 PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为 45mg/L。其特点为：1）净化效率高|、耗药量少、色度小、过滤性能好、原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH 值适用范围宽（可在 PH=59 的范围内，而不投加碱剂） 。3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。1.2 混凝剂的投加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。1.3 加药间设计计算本水厂的日处理水量为： ；设计水量为： ；水厂自日Q3750/Qmd用水量为： ；310%.1750/Qmd所以水厂的设计 。33=75082/=4./h日1 溶液池容积 1W= =18.55m47aQbn43.17023式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L ） ，本设计取45mg/L；天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）7Q日处理的水量，3437.5m 3/h；B溶液浓度（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 2 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。单池尺寸为 LBH=，高度中包括超高 0.3m，沉渣高度 0.3m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积： = LBH==16.875m ，满足要求。1W3池旁设工作台，宽 1.0-1.5m，池底坡度为 0.02。底部设置 DN100mm 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。沿池面接入药剂稀释采用给水管 DN80mm，按 1h 放满考虑。 2 溶解池容积 2W31(0.32)9Wm式中： 溶解池容积（ m3 ） ，一般采用（0.2-0.3） ， ；本设计取2 1W0.28 1溶解池也设置为 2 池，单池尺寸：LBH=2.02.01.675，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度 0.2m，池底坡度采用 0.02。 溶解池实际有效容积： = LBH=2.02.01.175=4.7 m 1W3溶解池的放水时间采用 t10min，则放水流量：q = = ;0t625.908.6/1LS查水力计算表得放水管管径 100mm，相应流速 v=1.06m/s，管材采用0d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 投药管投药管流量天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）8q= = ;60241W8.5210.43/46LS查水力计算表得投药管管径 d20mm，相应流速为 1.9m/s。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 计量投加设备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。计量泵每小时投加药量:q= = ;12W38.5.46/mh式中： 溶液池容积（m 3） ；1W耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用.湿投发混凝处理工艺流程示意图如图 1.3 所示 。 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）91.4 静态混合器的设计计算在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从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,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，水流通过混合器而节约用药量，降低运行成本产生对分流、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。图 1.3 湿投法混凝处理工艺流程示意图天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）10设计总进水量为 ，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一3=8250/Qmd日个混合单元，投药管插入管径的 1/3 处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。静态混合器的水头损失一般小于 0.5m，根据水头损失的计算公式h=0.1184 4.2dQ式中：h水头损失（m）；Q日处理水量（m /d）；3D管道直径（m）；n混合单元（个）。设计中取 d=0.7m，Q=0.95 m /S,当 h=0.4 时，需 2-7 个混合单元，当 h=0.53时，需 3-4 个混合单元，选 DN700 内设 3 个混合单元的静态混合器。图 1.4 管式静态混合器第二章 往复式隔板絮凝池的设计2.1 设计水量水厂设计水量为 82500m /d，隔板絮凝池分为两个系列，每个系列设3计水量Q= =1718.75m /h=0.477m /s82504332.2 往复式隔板絮凝池计算1 絮凝池尺寸W= 60QT式中：W单池絮凝池容积（m ）；3Q单池设计处理水量（m /h）；天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）11T絮凝时间（min）；设计中取 T=20minW= = =572.92m60QT178.5203考虑与平流沉淀池合建，絮凝池有效水深取 2.5m，池宽取 10.0m。絮凝池有效长度 572.9.10VLmHB式中：H平均水深(m);本设计取超高 0.3m，H=2.5m；B=10.0m2.3 隔板间距流速分为四段，絮凝池起端流速取 ，末端流速取 。10.5/vms40.2/vms首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。起端廊道宽度： 10.47.3825QamvH式中： 1单 池 设 计 处 理 水 量 ；隔板间距流速分四段：V 1=0.5m/s，V 2=0.4m/s，V 3=0.3m/s，V 4=0.2m/s取 a1=0.4m,则实际流速 ；10.47/vms， 则实际流速 ；20.5m28， 则实际流速 ；363./vs， 则实际流速 ；41.a4019廊道宽度分成 4 段。各廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道真实流速的近似值，因为，廊道水深是递减的。四段廊道宽度之和 5.02.49352bm取隔板厚度 =0.20m，共 27 块隔板，则絮凝池总长度 L 为：270.7.3.L天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）12第三章 沉淀池的设计平流沉淀池对水质，水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池形式，一般用于大，中型水厂，单池处理水量一般在 以上。在小型水厂因池子较长布置困难，单位造价相43210/md对较高而采用较少。平流式沉淀池占地面积相对较大，只有在水厂用地足够大时才可采用。3.1 平面尺寸设计沉淀池有效容积 ： ； ； VQT24n设式中： 单池设计水量；Q天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）13n沉 淀 池 个 数 ， 一 般 采 用 不 少 于 2个 ；3V沉 淀 池 有 效 容 积 （ m）；.0-T停 留 时 间 （ h） ,一 般 采 用 1h设计中取 ；2nT；385017./4Q；34.5Vm3.2 沉淀池长度 60LvT式中： ；L沉 淀 池 长 度 （ ）；m/s.1-25/v ms水 平 流 速 （ ） 一 般 采 用设计中取 0.2=36=14L3.3 沉淀池宽度 hVBL式中： ；-B沉 淀 池 宽 度 (m)。.0-5mh沉 淀 池 的 有 效 池 深 （ ） 一 般 采 用 3设计中取 3.0，设计中取 8m475961B沉淀池长度 L 与宽度 B 之比为 长度与深度之比148L， 满 足 要 求 ；。复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数=480h3.， 满 足 要 求 2r=vFRg式中 ： rF弗 劳 德 数 ； ；mR水 力 半 径 （ ） 其 值 ： 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）142m 水 流 断 面 积 （ ） ； 湿 周 （ ） ；。g-/s重 力 加 速 度 （ ）设计中 2=h B834， =B+h8614m2140.09rF弗劳德数介于 .1-.之 间 ， 满 足 要 求 。3.4 进出水系统沉淀池进水部分设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积 1QAv式中： Q单 池 处 理 水 量 ；孔口总面积（ ）A2m孔口流速（ ） ，设计中取1vssm9每个孔口的尺寸定为 ，则孔口数为 190 个。进口水头损失：c81521vhg式中： 1mh进 口 水 头 损 失 （ ） ；局 部 阻 力 系 数 。设计中取 =210.498hm可以看出，计算得出的进水部分水头损失非常小，为了安全此处取为天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）150.05m。3.5 沉淀池出水部分设计沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。溢流堰的总长 Qlq式中： ml溢 流 堰 的 总 堰 长 （ ） ；。3 3/(),50m/()qdd 溢 流 堰 的 堰 上 负 荷 一 般 不 大 于设计中取溢流堰的堰上负荷 3250/()q178.524160l出水堰采用指形堰，共五条，双侧集水，汇入出水总渠，出水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 3221.7Qhgb式中： 2mh出 水 渠 起 端 水 深 （ ） ；b渠 道 宽 度 （ ） 。设计中取 0.8322471.39.hm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2Qvbh式中： 2 m/sv渠 道 内 的 水 流 速 度 （ ） 。0.47.83/沉淀池的出水水管管径初定为 此时管道内的流速为：90,DN324Qv式中： 3 m/sv管 道 内 的 水 流 速 度 （ ） ;天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）16mD出 水 管 的 管 径 （ ） 。3240.7.5/19vs3.6 沉淀池放空管 0.5.7BLhdt式中： md放 空 管 管 径 （ ） ；st放 空 时 间 （ ） 。设计中取 2th0.50.7814326dm设计中取放空管管径为 DN。3.7 排泥设备选择沉淀池底部设泥斗，每组沉淀池设八个污泥斗，污泥斗顶宽 1.25m，底宽 0.45m，污泥斗深 0.4m，采用 ，驱动功率为814HX型 行 车 虹 吸 泥 机0.3721.0/minKW， 行 车 速 度 为 。3.8 沉淀池总高度H沉 淀 池 高 度 （ ） ；34 .3-5mh沉 淀 池 超 高 （ ） ， 一 般 采 用 0；沉 淀 池 污 泥 斗 高 度 （ ） 。设计中取 340.5,.h.+=9H天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）17第四章 普通快滤池的设计4.1 平面尺寸计算1 滤池总面vTQF10nt水厂自用水量 ；3=750%75/md； 1=75+82Q式中： 滤池总面积（ ） ；F2日处理水量（ ） ；dm3天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）18设计滤速（ ） ，石英砂单层滤料一般采用 ，双层滤料一vhmhm108般采用 ；140滤池每日的实际工作时间（ ） ；Th滤池每日的工作时间（ ） ；0滤池每日冲洗后停用和排放初滤水时间（ ） ；t h滤池每日冲洗时间（ ） ；1 h滤池每日的冲洗次数；n设计中取 ， ，不考虑排放初滤水时间， ；2t1.00t；hT83.4设计中选用单层滤料石英砂滤池，取 ；hmv10；28250(1.)46.F 单格面积 NFf式中： 单池面积（ ） ；f2m滤池总面积（ ） ；F滤池个数，一般 ，设计中取 N=8，采用双排排列；NN；2346.8.3f设计中取 ，滤池的实际面积 ，0,5LmB28.054m实际滤速 ；2(2.8)1./vmh当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速； ； (1)80.7.4N4.2 滤池高度 4321HH式中： 滤池高度（ ） ；Hm天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）19承托层高度（ ） ；1Hm滤料层高度（ ） ；2滤料层上水深（ ） ，一般采用 1.52.0m；3超高（ ） ，一般采用 0.3m；4Hm设计中取 mHH3.0,8.1,7.0,4. 4321 870.4.3 配水系统最大粒径滤料的最小化态流速； 54.031254.031. )(26. mdVmf 式中： 最大粒径滤料的最小化态流速（ ） ；mf sc滤料粒径（ ） ；d球度系数；水的动力黏度（ ） ；2)(msN滤料的孔隙率。0m设计中取 水温为 20 时，0.012,.98,.3,doC.1()/NS540542.6.8/098()mfV cms1 反冲洗强 mfkVq1式中： 反冲洗强度 ，一般采用 ；q)(2sL )(522sL安全系数，一般采用 ；k3.设计中取 ；3.1；)(1408.02msLVqmf 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）202 反冲洗水流量 qfg式中： 反冲洗干管流量（ ） ；gqsL40156f3 干管始端流速 23104Dqvgg式中： 干管始端流速（ ） ，一般采用 ；gvsmsm5.反冲洗水流量； q干管管径（ ） ；D设计中取 ； 0.1245673.gvms4 配水支管流速 aLnj2式中： 单池中支管根数；jn滤池长度（ ） ；Lm支管中心间距（ ） ，一般采用 ；a m30.25.设计中取 30.根54.82nj单根支管入口流量 jgjnq式中： 单根支管入口流量（ ） ；jqsL5601.4gjjn支管入口流速 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）2123410jjjDqv式中： 支管入口流速（ ） ，一般采用 ；jvsmsm.5支管管径（ ） ；jD设计中取 j1.033224.1.jjjqv ms单根支管长度 )(21DBlj式中： 单根支管长度（ ） ；jlm单个滤池宽度（ ） ；B配水干管管径（ ） ；D设计中取 5.0,1.D1()2jlm9 配水支管上孔口总面积 fKFk式中： 配水支管上孔口总面积；kF配水支管上孔口总面积与滤池面积 之比，一般采用 ；Kf %28.0.设计中取 ；%25.024.1kFfm 配水支管上孔口流 kgFqv式中： 配水支管上孔口流速 ，一般采用kvsmsm0.65天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）220.56.1kvms 单个孔口面积 24kkdf式中： 配水支管上单个孔口面积（ ） ；kf m配水支管上孔口直径（ ） ，一般采用 ；d 129设计中取 ；mk9225.6341.fk 孔口总数个 01763.5KkFNf 每根支管上的孔口数个 2954kjn支管上孔口布置成二排，与垂线成 夹角向下交错排列，如图 4.3 所示。45 孔口中心距mnlakj 14.0235 孔口平均水头损失 2)10(Kqghk式中： 孔口平均水头损失（ ） ；khm冲洗强度 ； ；q)(2sL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 ；K %25.0.设计中取 ；则孔口直径与壁厚的比值 ，查%25.0,5Km 8.19kd天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）23关资料 68.0mhk 5.3)02.14(.92图 4.3 支管上配水孔口的位置 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 。jljd602.061jld对于大阻力配水系统，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 5.0.jkfnF24jjDf式中： 配水支管的横截面积 ；jf 2m，满足设计要求。345kjFnf4.4 洗砂排水槽 洗砂排水槽中心距天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）2410nLa式中： 洗砂排水槽中心距 ；0am每侧洗砂排水槽数；1n.2480每条洗砂排水槽长度L =02bB式中：L 每条洗沙排水槽的长度（m） ；0B中间排水渠的宽度（m） ；设计中取 b=0.8m； L = = =2.1m02b50.8每条洗砂排水槽的排水量 20nqg式中： 每条洗砂排水槽的排水量（ ） ；0qsL每个滤池的反冲洗流量（ ） ；g洗砂排水槽总数， ；2n82n0256708gqLs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 012vqx式中： 洗砂排水槽断面模数；x每条洗砂排水槽的排水量 ；0qsL天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）25槽中流速 ，采用 ；0vsms6.017.12x洗砂排水槽顶距砂面高度 cxeH5.2式中： 洗砂排水槽顶距砂面高度（ ） ；eHm砂层最大膨胀率，石英砂滤料一般采用 ；%4排水槽底厚度（ ） ；滤料层厚度（ ） ；2洗砂排水槽超高（ ） ；cm设计中 239%,0.5,.7,0.8eHc2.3953eHxc m排水槽总平面面积2020.17280.FlnbL，满足要求。1.3.8%54of洗砂排水槽示意图如图 4.4 所示。中间排水渠中间排水渠为矩形断面，渠底距洗沙排水槽底部的高度H =1.73c32bgq天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）26图 4.4 洗沙排水槽断面图式中：H 中间排水渠底距洗沙排水槽底部的高度（m） ；cb中间排水渠的宽度（m） ；q 反冲洗排水流量（ m /s） ；g 3g重力加速度（m/s ） ；2H =1.73 =1.73 =0.64mc32bqg230.5698单格滤池的反冲洗排水系统布置如图 4.4.1 所示。图 4.4.1 单格滤池的反冲洗排水系统图4.5 滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设的冲洗水泵供给单个滤池的反冲洗用水总量W= 10tqf式中：W单个滤池的反冲洗用水总量（m ） ；3t单个滤池的反冲洗历时（s） ；设计中取 t=6min=360min，q=14l/(s.m )2天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）27W= =201.6 m140363用高位水箱冲洗高位冲洗水箱的容积 105.tfqW式中： 单个滤池的反冲洗历时 ，设计中取t ss3W=1.5 =302.4 m140363托层的水头损失 qHh1302.式中： 承托层的厚度 ，设计中取1H4.mqh.02.02.13 冲洗时滤层的水头损失 204)1(Hhw水砂式中： 冲洗时滤层的水头损失 ；4whm滤料的密度 ，石英砂的密度一般采用 ；砂3kg 32650mkg水的密度 ；水滤料未膨胀前的孔隙率；0m滤料未膨胀前的厚度 ；2Hm设计中取 mHkgkg7.0,2650,10,4. 2330 砂水 hw 8.7).()165(4 冲洗水箱高度 54321wwwt hhH式中： 冲洗水箱的箱底距冲洗排水槽顶的高度 ；tHm水箱与滤池间的冲洗管道沿程和局部水头损失之和 ；1wh天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）28配水系统的水头损失 ；2whm备用水头 ，一般采用 ；5 0.251设计中取 ；hhwkw.,.3,0.12mHt 86.3. 4.6 进出水系统进水总渠每排滤池的总进水量为 ，设计中取宽度为338250.95Qds，水深为 ，渠中滤速为 。单个滤池的进水管流量m2.10.1sm.，采用进水管管径为 ,管中流速 v =1.02m/s。sQ381DN2反冲洗进水管冲洗水流量为 ，采用管径 ，管中流速 v =3.42 560/gqls503m/s。清水管清水总流量 ，为了便于布置，清水渠断面采用和进渠断smQ/02.13面相同的尺寸。清水管的管径为 ，管中流速为 v =1.02m/s。10DN4排水渠排水流量 ，排水渠断面宽度为 ，渠中水深 。渠中sLqg672m2.0.1流速 v =0.85m/s.54.7 加氯量计算q = Qb式中：q每天的投氯量（g/d）;Q日处理水量（m /d）;3B加氯量（g/ m ）,一般采用 0.51.0 g/ m 。3设计中取 Q=82500m /d, b=1.0 g/ m33q = 1.082500=82500 g/d=82.5kg/d天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）294.8 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。动加氯机选择选用 ZJ-型转子真空加氯机两台，一用一备，每台加氯机的加氯量为0.59.0 kg/h。加氯机的外形尺寸为：宽 高=330mm370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上 1.5m，两台加氯机的净距为 0.8m。氯瓶固定储备量在设计中按最大日用量的 7-15d 计算，储备量按最大日用量的 15d 计算则： 1582.37.5Qkg采用焊接液氯钢瓶，型号 YL-500，最大充氯量 500kg，外径高度 =6001800mm，选用八个氯瓶，分成两组，每组 4 个。 加氯控制行自动控制投氯根据余氯量，采用计算机进量。控制方式如图 4.9 所示。4.9 加氯间和氯库氯库和加氯间的集中采暖应用散热器等无明火方式。应有每小时换气812 次.通风系统、加氯间和氯库的设计采用一些安全措施：库不能设置阳光直射的窗户；氯间必须与其他工作间隔开，并设置接通向外部并向外开启的门和固定观察窗。 库和加氯间应设置泄漏检测仪和报警设施，检测仪已设高低监测极限。库应设置漏氯的处理设施，储氯量大于 1t 时，应设漏氯吸收装置。其装置应设置在临近氯库的单独的房间内。氯间和氯库应设置在净水厂最小频率风向的上风向，宜与建筑物通风口保持一定的距离，并远离居住区、公共建筑、集会和游乐场所天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）30FrIC注 入 率 演 算 式流量指示计过 滤 水 流 量 计 余氯指示计 余氯指示计操作器加氯机 加 氯 混 合 器 清 水 池计 算 机 控 制 余 氯 连 续测 定 仪图 4.9 计算机控制原理图加氯间及氯库应与其他建筑物的任何通风口相距不小于 25m。贮存氯瓶、气态氯储槽和液态氯储槽的氯库与其他建筑物边界相距分别不少于20m、40m、60m.消毒间设计示意图如图 5.1 所示。第五章 清水池的设计5.1 清水池的容积清水池容积按最高日用水量的 10%-20%计算则：清水池贮存水量： 37501%750wm采用四座清水池，每座清水池容积为： 318754取清水池超高 0.5m，有效水深为 3m。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）31则请水池平面面积3187562VAmh取清水池宽度为 15 米，则长为， 设计中取 42 m 。41.75LB则每池有效容积为：42m15m3m=1890m 。3清水池超高 取为 0.5m，清水池总高1hH：1=3.05.Hh图 5.1 消毒间平面示意图5.2 管道系统清水池进水管管径vQD785.041进水管流速为 1.0-1.5m/s ，设计中取 1.0m/s。则 1.6.26407851m设计中取进水管管径为 DN500，则进水管中实际流速为 1.30m/s。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）32出水管清水池出水管应按出水最大流量计： 241KQ设计中，使变化系数 K 取 1.5331.57068.5/1.02/mhs设计中取 v1 为 1.0m/s，则出水管管径21.6440.747QD设计中取出水管管径为 DN600，则流量最大时出水管内的流速0.72m/s。清水池的溢流管溢流管的直径与进水管管径相同，取 DN500。在溢流管管端设喇叭口，管上不安装阀门。溢水管出口设置网罩，以防止爬虫等沿溢水管进入池内。4 清水池的排水管清水池中的水在检修时需要放空，因此应设排水管。管径按 2h 内将池中水泄空计算，为了便于排空泄水，池底有一定坡度。管内流速按 1.2m/s 估计，则排水管的管径 3 18750.5360.7851.2360.2VD mt设计中取排水管径为 DN700。5.3 清水池的布置、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。每座清水池内设置导流墙两条，间距为 5.0m，将清水池分成 3 格。在清水池底部每隔 1.0m 设 0.10.1m 的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。、检修孔在清水池顶部设圆形检修孔 2 个，直径为 1200mm。、通气孔天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）33检 修 孔 溢 流 管检 修 孔通 风 管 集水坑 排 水 管出 水 管进 水 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 12 个，每格设 4 个，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。、覆土厚度 清水池顶部应有 0.51.0m 的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆土厚度为 1.0m。图 5.3清水池平面图第六章 送水泵站的设计6.1 送水泵站设计的意义由于本设计中不设置水塔和高位水池，因此需要根据供水曲线选择不同型号的水泵组合来适应不同情况下的水量和水压的要求。泵站的设计；流量按最高日最高时用水量设计，并能满足最高水压的要求。实践表明，泵站的运行经费占水厂制水成本的 50%甚至更大。因此选择水泵时，应考虑在满足最大工况需求的前提下如何减少泵的扬程和浪费，有很大的经济天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）34上的意义。泵扬程的浪费是指水泵的实际工作扬程超过了给水系统所需的水压，这是很浪费能量的。二泵站选泵是应注意，在流量变化范围较大的、扬程变化很大的泵站可在一日中分成几级供水，为了节省动力费用，应根据管网用水量选择不同性能的水泵。在运行时灵活调度或者并联允许或者单独运行以求得最佳经济效果。本设计根据该城市的实际用水曲线，采用分级供水。下图为该城的实际用水曲线图：0123456789102134516781920234化图 6.1 城市用水曲线变化图6.2 送水泵站的设计6.2.1 二泵站供水量和扬程的计算最高日最高时用水量 3125m3/h=868.06l/s，根据城市用水曲线图可知，6-20 时的供水量采用最高日最高时的供水量，20-6 时供水量为l/s5.168.3%1402。管网用水量最大时水头损失为 16.16m；吸水井最低水位至管网最不利点地形高位 254.02-249.1=4.92m；管网要求的服务水头损失为 28m；输水管线采用两条直径为 1100mm 的铸铁管，当一条检修时另一条管路应通过 75%的设计水量， ，查表max75%0.7523.1647.5/QLSv=1.768m/s， 1000i=2.955。则 ，其中 1.1 为局部水头损失而增加的系数，2.911.60jh500 为输水管线的长度。泵站内的管路水头损失估计 2m，安全工作水头 2m。则二泵站水泵的设计扬程为：H=16.16+4.92+28+1.62+2+2=54.7m。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）35当 Q=30l/s 的时候（即泵综合图上的坐标原点）泵站内的水头损失甚小，此时输水管和配水管网中水头损失也脚下，今假定三者之和为 2m。则所需泵的扬程应为：H=2+28+2+2=34m。6.2.2 选泵方案一：选用 600S75 型离心泵五台，其性能参数如下：流量 3420 ，3/mh扬程 75m,转速 970 转/分，泵轴功率 727Kw,效率为 91。运行时，同时开启三台水泵，一台备用。方案二：选用 500S59 型离心泵两台和 600S75 型离心泵三台，其中 500S59型离心泵性能参数如下：流量 2020 ，扬程 59 米，转速 970 转/分，泵功率3/mh391 ，效率为 83。运行时，同时开启一台 500S59 型水泵和两台 600S75 型wK水泵，另一台 500S59 型水泵和 600S75 备用。比较，方案一型号一致，便于管理，维护方便，但水泵数目较多增加土方造价，方案二采用不同型号水泵相结合，虽然效率较方案一来说更低，但不同型号水泵搭配使用有利于水泵调节供水量且节约能耗。经过上述方案比较，采取方案二。6.2.3 机组基础尺寸的确定查看 S 型水泵外形及安装尺寸(不带基础)600-S-75 型，L=3949mm，B=1020mm，则基础厂为 4000mm，取 4m，基础宽为 1020+300=1320 取 1.4m，基础平面尺寸为 41.4 ；2m基础总重量：W=4250+4550=8800kg；基础深度： 3.0.801.9642WHLBr式中： 基础总重量；基础长度；L基础宽度；B基础所用浇注材料混凝土的容重 2400kg/m3；r天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）36实际深度连泵房底板在内为 1.96+0.3=2.26m，取 2.3m。500-S-59 型水泵：L=3750mm,B=1640m，则基础长为 3750mm，取3.8m；基础宽为1640+300=1940mm 取 2m。基础平面尺寸为 3.82m2；基础总重量为：W=2570+3600=6170kg；基础深度： ；3.0.6170.824WHmLBr式中： 基础总重量；基础长度；L基础宽度；B基础所用浇注材料混凝土的容重 2400 。r 3/Kgm实际深度连泵房底板在内为 1.01+0.3=1.41m，取 1.4m。第七章 水泵的有关设计计算和校核7.1 吸水管路和压水管路的计算每台水泵都有独立的吸水管与压水管。规范规定吸水管直径在 250-100mm之间时，流速为 1.2-1.6m/s：压水管直径在 250-1000mm 之间时流速为 2.0-2.5m/s.吸压水管路左进右出。600-S-75 型水泵吸水管天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）37已知 Q1=833L/s，设采用铸铁管，取直径 D=900mm，则v=1.30m/s，1000i=2.09，进口法兰直径 DN=600mm，v=2.84m/s 。压水管在泵房内部采取铸铁管材，取直径 DN=700mm，则v=2.13m/s。1000i=7.73，出水法兰直径 DN400，v=6.63m/s。500-S-59 型水泵吸水管已知 ，设采用铸铁管材取直径156.7/QLSD=700mm， v=1.48m/s，1000i=3.73，进口法兰直径 DN=500mm，v=2.89m/s。压水管DN=600mm， v=1.95m/s，1000i=7.75，出口法兰直径DN350mm，v=5.89m/s 。7.1.1 机组与管道布置二泵站机组布置和一泵站的布置采取相似的形式。本节就不详细说明，可参见送水泵站的平立剖面图。将五台机组并列排开，吸水管路和压水管路采用直进直出的方式这样可以减少管配件，以减少水头损失，节省电耗。出水管引出泵房通过三通管连接起来，并分配到两条送水管线。为了满足管道的尺寸要求和检修方便。在各个管路上安置渐缩渐扩管，同时相应的安置电动和手动的闸阀。吸水喇叭的设计吸水喇叭口一般采用 D=(1.3-1.5)d；吸水喇叭口最小悬空高度 h1=（0.6-0.8）D ；吸水喇叭口最小淹没深度 h2：为了避免吸水池水面产生漩涡，使泵吸入空气，取 h2=1.1m。喇叭口净距 a 和喇叭口与井壁间距 ba=（1.5-2.0 ）D；b=（0.75-1.0）D。 ；天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）381）对于 600-S-75 型水泵吸水喇叭口 D=（1.3-1.5 ）d=（1.3-1.5）*900=1170-1350，取 D=1200mm；吸水喇叭口最小悬空高度 h1=（0.6-0.8）D= （0.6-0.8）*1200=720-960，取h1=800mm；a=（1.5-2.0 ）D=(1.5-2.0)*1200=1800-2400,取 a=2000mm；b=（0.75-1.0）D=900-1200，取 b=1000mm。2）对于 500-S-59 型水泵吸水喇叭口 D=（1.3-1.5 ）d=（1.3-1.5）*700=910