黄伟秋 绝版版(又要设配水井)毕业设计计算说明书.docx

桂 林 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计论 文 摘要本设计题目为：湖南某县城给水工程初步设计, 按近期最高日设计流量计算，为（1+5%）40831.08=42872.634/d（其中5%为水厂自用水量）选取4.5万吨设计流量进行计算，要求根据所给资料进行给水工艺设计和单体构筑物设计计算，包括取水输水构筑物设计、输配水管网设计、净水厂设计、工程概算和制水成本计算。净水厂采用工艺流程为：原水一级泵房配水井管式静态混合器栅条絮凝斜管沉淀池V型滤池清水池二泵房配水管网至用户关键词： 湖南某县城；给水工程；取水输水构筑物；净水厂；输配水管网Process Design of Water Treatment Plant in TownStudent: HUANG Wei-qiu Teacher:XU Li-weiAbstract：he design entitled : Water Supply project enlarge preliminary design of Hunan a county town ，For calculation, according to the recent high design flow (1 + 5%) = 42872.634 / d 40831.08, (of which 5% for water plant for water) select 45000 tons of design flow rate calculated.according to the given information, technology design and water monomer structure design、and water intake structuresare required. transmission and distribution pipe network design, water purification plant design, engineering estimates and water costs are also included. Water purification plantsadopts technological is as follows：source of waterLevel of pump roomdistribution wellTube type static mixerGate a flocculation pool and tube settlerV shape filterclean water basinsecondary pump housedistribution systemuserKeywords : Hunan a county town; Water supply engineering; Water intake structures; Waterworks; Water Distribution96目录摘要IABSTRACTII1 概述11.1 城市概述11.1.1 概述11.1.2 城市概况21.2 工程设计31.2.1 毕业设计题目31.2.2 要求提交的设计文件31.2.3 毕业设计参考资料42 设计水量52.1 最高日用水量52.2 最高时用水量53 管网水力计算63.1 管网定线63.2 管网水力计算73.2.1 管网水力计算原则73.2.2 水力计算图73.3.2 水力计算结果特征参数73.2.3 给水管网校核73.3 消防校核73.3.1 消防校核水力计算83.3.2 管网消防校核结果特征参数83.4 事故校核83.4.1事故校核水力计算83.4.2 管网事故校核结果特征参数94 水处理工艺设计94.1 设计原则94.2 给水处理厂规模及流程104.2.1 给水处理厂的设计规模104.2.2 处理厂工艺流程的选择104.2.3 水处理工艺的确定114.3 药剂选择及投加方式114.3.1 加药间114.3.2 消毒剂154.4 水处理构筑物的选择164.4.1 混合设施164.4.2 絮凝设施174.4.3 沉淀池设施184.4.4 过滤设备214.4.5 清水池224.4.6 吸水井225 取水工程225.1 取水构筑物225.1.1 取水构筑物的设计原则235.1.2 取水构筑物的形式235.2 取水泵房235.2.1 取水泵房的平面形式及设计要求235.2.2 水泵吸水管和压水管布置245.3 取水构筑物主要设计参数及设备245.3.1 进水间245.3.2 一级泵房255.3.3 二级泵房265.3.4反冲洗泵房276 取水构筑物设计计算276.1进水间276.1.1自流管设计276.1.2进水间高程计算286.2取水泵站设计296.2.1已知条件296.2.2 水泵设计扬程306.2.3 初选水泵和电机316.2.4 机组尺寸的确定326.2.5 吸、压水管路计算326.2.6 机组与管道布置336.2.7 吸、压水管路中水头损失计算336.2.8 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度计算356.2.9 附属设备选择356.2.10 泵房建筑高度的确定366.2.11 泵房平面尺寸的确定367 净水构筑物的计算367.1 设计供水量367.2 配水井计算367.2 加药间和加氯间工艺设计和计算377.2.1 加药间设计概述377.2.2 投药设备377.2.3 加药间377.2.4 加氯间397.3 混合设备（管式静态混合器）407.3.1 混合设备407.3.2 设计计算401、设计流量402、设计流速407.4 絮凝设施的设计407.4.1 设计概述407.4.2 设计参数417.4.3 池体平面尺寸计算417.4.4竖井内栅条的设计427.4.5竖井隔墙孔洞尺寸437.4.6各段水头损失437.4.7 各段停留时间457.4.8水力校核457.5沉淀设施的设计467.5.1 设计概述467.5.2 设计参数467.5.3 沉淀池面积477.5.4 池体高度477.5.5 复核管内雷诺数及沉淀时间477.5.6 沉淀池进口穿孔花墙487.5.7 集水系统487.5.8 排泥507.6 滤池设备（V型滤池）507.6.1 设计要点507.6.2设计计算517.7反冲洗泵房587.7.1 设计概述587.7.2 反冲洗工艺设计要点587.7.3 设计计算587.7.4 泵房平面尺寸确定607.7.5 附属设备选择617.8清水池627.8.1 平面尺寸计算627.8.2 管道系统637.9 吸水井657.9.1 设置吸水井的原因657.9.2 吸水井计算667.10 送水（二级）泵站工艺设计与计算667.10.1 已知条件667.10.2 二级泵站工艺设计要点677.10.3 设计计算678 水厂布置768.1 水厂布置一般要求768.2水厂的布置778.2.1平面布置原则778.2.2厂区绿化与道路778.2.3水厂平面布置788.3水厂高程布置798.3.1 清水池798.3.2 吸水井808.3.2 滤池818.3.3 絮凝沉淀池828.3.4配水井838.4 净水厂的自动化设计859 给水工程投资估算869.1 管道造价869.2 取水工程造价879.3 净水工程造价909.4 建筑直接费919.5 建筑间接费919.6 建筑工程总造价929.7 常年运转费929.7.1 水资源费929.9.2 动力费929.9.3 药剂费929.9.4 工资福利费939.9.5 折旧提成费939.9.6 检修维护费939.9.7 其他费用939.9.8 年经营费用939.9.9 年制水量939.10 单位制水成本9410 结论9410.1 设计的情况和价值9410.2 优点和特点94谢辞95参考文献96附 录971 概述1.1 城市概述1.1.1 概述1.气候资料该城市地处中、南亚热带季风气候区，气候温暧，热量丰富。年平均气温16.023.0，年极端最高气温为33.742.5,累年最低气温为 -5.0 2.9。降雨强度公式同桂林。2.水文资料该江水量充足，自净能力强，水质较好。年平均最高水位10.2m，年最低水位6.5m，常水位8.2m，平均最大流速为1.85m/s，最小是0.50m/s，年平均水温16.7，年平均含沙量为0.30kg/m3。3.地震质料该市属于地震烈度小于6度区域，地震次数少，且强度不大。4.工程地址资料工程地质条件良好,地下水位在地面以下5.5m。水质资料（见下表）表1-1水质资料表编号项目单位分析结果备注最高最低月平均最高月平均最低1水温2932352臭和味少许3色度少许4浑浊度度80030400805PH6.37.56.86总硬度毫克当量/升280202201507细菌总数个/毫升50008大肠菌群个/升1409藻类个/升2800其他指标合格1.1.2 城市概况截止2012年5月，人口27.03万。县城实际人口15.50万。人均综合生活用水定额220L/d。1.城市供水曲线 (1)自定； (2)查时变化系数(室外给水设计规范,设计手册)。2.水质情况 地表水三类。3.工业用水 旅游业为主,火车站集中用水量15L/s。1.2 工程设计1.2.1 毕业设计题目湖南某县城给水工程初步设计1.2.2 要求提交的设计文件1、设计计算说明书：设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。计算书包括各部分的详细工艺计算并附有计算草图等。2、给水工程设计图(1)管网平面图；(2)取水泵房或二泵房；(3)给水厂平面及高程图；(4)混凝反应池、滤池、沉淀池、清水池；(5)手绘其中一张图。1.2.3 毕业设计参考资料1 给水排水设计手册（1）常用资料.2室外给水设计规范.3给水排水设计手册（3）城镇给水.4给水排水设计手册（8）器材与装置.5给水排水设计手册（11）专用设备.6严煦世，给水排水快速设计手册M.中国建筑工业出版社.7崔玉川，给水厂处理设施设计计算M.化学工业出版社.8姜乃昌，水泵及水泵站M.中国建筑工业出版社.9王全金，给水排水管道工程.中国铁道出版社.10严煦世、范瑾初，给水工程（第四版）M.中国建筑工业出版社.11姜乃昌，水泵及水泵站M.中国建筑工业出版社.12李亚峰、尹士君、蒋白懿，水泵及泵站设计计算M.化学工业出版社.13张淑英，给水工程主要构筑物及设备工艺设计计算（及其配套图集）M.同济大学出版社.14张志刚，给水排水工程专业课程设计M.化学工业出版社.15王增长，水源工程M.中国建筑工业出版社.2 设计水量2.1 最高日用水量城市用水量包括综合生活用水、工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量、管网漏失水量。根据设计地点所处的分区、住房条件、室内给排水设备的完善程度、水资源和气候条件、居民生活习惯等，并且适当考虑远期发展，参照室外给水排水设计规范之规定，取居民生活用水定额为q=220L/（capd）,自来水普及率为100%。1、城市或居住区的最高日生活用水量Q：Q =qNf （m/d）式中：q-最高日生活用水量定额，查 给水工程第四版附录表1，取220L/capd； N-设计年限内计划人口数，14.50万人； f-自来水普及率（100%）。Q=31900m/d=369.21L/s2、生产企业（工业）用水Q：Q=1296m/d=15L/s3、浇洒道路和绿化用水量Q：据给水工程为（1%3%）（Q+ Q），本设计取3%。Q=3%（31900+1296）=995.88m/d=11.53L/s4、未预见水量和漏失水量Q：据给水工程为（15%25%）（Q+ Q），本设计取20%。Q=20%（Q+ Q）=6639.2m/d=76.84L/s所以最高日用水量为Q：Q= Q+ Q+ Q+ Q=40831.08m/d=472.58L/s2.2 最高时用水量Qh=Kh Q/24=2722.07m/h=756.13L/s式中Kh为时变化系数，该值在1.3-1.6之间，大中城市用水比较均匀，是变化系数较小，可取下限，小城市可取上限或适当加大，本设计取1.6。3 管网水力计算给水管网设计，要充分利用所在地区的有利条件，避开不利的自然条件，在现有的环境条件下，运用合理的技术，使工程投资和运行费用最低，而且安全、可靠，满足用户对水质、水量、水压的近远期要求。3.1 管网定线1、输配水管线(1)输配水管线路应尽量做到线路短，起伏小，土方工程量小，造价经济，少占用农田或不占用农田；(2)输水管线走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿线有道路或规划道路敷设，以利于施工和维护；(3)输配水管线应尽量避免穿越河谷、山背、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并注意避开滑坡、易发生泥石流河高腐蚀性土壤地区；(4)输配水管线应充分利用水位高差，当条件许可时优先考虑近、远期和分期实施的可能。2、配水管网：(1)干管延伸方向应和二级泵站输水到水池水塔，大用户的方向一致；(2)干管间距根据街区情况采用500800m；(3)干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级公路或重要道路下通过，以减小今后检修时困难；(4)干管上每隔400600m设闸阀，在高处设排气阀，再地处设泄水阀；(5)管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其他道路的水平净距，均应参照有关规定；(6)干管定线应留有发展余地，分期建设；(7)连接管的间距可根据街区大小考虑在8001000m左右；(8)在供水范围内的道路下应敷设分配管，以便于把干管的水送到用户和消火栓；(9)消火栓间距不宜超过120m，距车道不大于2m，距外墙不大于5m。3.2 管网水力计算3.2.1 管网水力计算原则(1) 在各种最不利的工作条件下，满足最不利点（一般是指离二级泵站最远最高的供水点）的供水水压和水量的要求；(2) 管网供水要可靠和不间断；(3) 管网本身积极与此相连的二级泵站和调节构筑物建造费和运行管理之和应为最低。3.2.2 水力计算图 如图3-1水力计算图3.3.2 水力计算结果特征参数水源点(1): 节点流量(L/s):41.57 节点压力(m):48.45 最大管径(mm):700 最小管径(mm):150 最大流速(m/s):1.08 最小流速(m/s):0.085 水压最低点(4),压力(m):31.95 自由水头：28m3.2.3 给水管网校核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界定，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，就需进行其它水量条件下的计算，以确保经济合理的供水。通过核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能另选合适的水泵。下面对消防和事故时的情况下进行校核。3.3 消防校核根据给水排水设计手册.03册，本设计采用同一时间内的火灾次数2次，一次灭火用水量45L/s。两处火灾用水量分别放在最不利点处和集中流量的节点上，对于没有发生火灾的节点，其节点流量与最高时相同。灭火处的节点服务水头按低压消防来考虑，即10m的自由水压。消防工况校核通常采用水头校核法，即先确定各节点流量，通过水力分析计算，得到各个节点水头，节点水头要全部高于消防服务水头。按最高时用水确定水泵扬程有可能不满足消防需要时，可放大个别管段的直径，以减小水头损失。3.3.1 消防校核水力计算如图3-2消防校核水力计算图3.3.2 管网消防校核结果特征参数水源点(1): 节点流量(L/s):41.57 节点压力(m):34.51 最大管径(mm):600 最小管径(mm):150 最大流速(m/s):1.09 最小流速(m/s):0.36 水压最低点(19),压力(m):14.68 自由水头：10m 3.4 事故校核管网的主要管线损坏时，必须进行检修。在检修期以及恢复供水前，该管段停止输水，整个管段的水利特性发生变化，供水能力降低。根据国家相关规范规定，城市的给水管网在事故工况下，必须要保证70%以上的用水量，工业企业的给水管网也应该按相关的规定确定事故时供水比例。事故工况各节点流量=事故工况供水比例最高时工况各节点流量事故工况校核通常采用水头校核法，从管段中删除事故管段，调低节点流量，通过水力分析得到各个节点水头，节点水头全部高于服务水头（28m）为满足要求。当经过核算不能符合要求时，可增加平行的主干管或者埋设双管，也可以采取技术措施，例如加强当地给水部门的检修力量，缩短损坏管道的修复时间；重要的和不允许断水的用户，可以采取备用水的保障措施。3.4.1事故校核水力计算如图3-3事故校核水力计算图3.4.2 管网事故校核结果特征参数水源点(1): 节点流量(L/s):29.01 节点压力(m):313.30 最大管径(mm):600 最小管径(mm):150 最大流速(m/s):8.02 最小流速(m/s):0.08 水压最低点(13),压力(m):28 自由水头：28m 特别说明：通过事故校核以及水力分析可知，当管段1-9被损坏检修无法供水时，因7-8、17-19、15-20管段的流量大，管径小，其流速超过极限流速，同时也导致各节点水头损失过大。经核算不能满足要求，因此在1-9管段增加一条平行主干管，管径为DN700。4 水处理工艺设计给水处理厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。4.1 设计原则(1)水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要时可通过计算确定。(2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3)水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5)设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。4.2 给水处理厂规模及流程4.2.1 给水处理厂的设计规模给水处理厂的设计规模按近期最高日设计流量计算，为(1+5%)40831.08=42872.634/d（其中5%为水厂自用水量）选取4.5万吨设计流量进行计算。4.2.2 处理厂工艺流程的选择给水处理厂工艺流程的确定，应根据水源水质和生活饮用水卫生标准GB574985及生活饮用水卫生规范、水厂所在地区的气候情况、设计水量、设计规模等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经过技术经济比较后确定。1、地表水常用处理工艺：(1)原水混合絮凝沉淀或澄清过滤消毒用户(2)原水混合过滤消毒用户适用于原水浊度低（一般在50度以下，短时间内一般不超过100度），且水源未受污染的情况。此种情况下，滤料应采用双层或多层，并且考虑适当采用高分子混凝剂。(3)原水预沉池或沉砂池混合絮凝沉淀或澄清过滤消毒用户当原水浊度较高、含砂量较大时，宜采用此种方法，用以减少混凝剂用量而增设预沉池或沉砂池。(4)原水生物氧化混合絮凝沉淀或澄清过滤消毒用户适用于微污染水源，采用生物氧化预处理工艺，以去除水中有机物及氨氮。4.2.3 水处理工艺的确定表4-1 水质资料表编号项目单位分析结果备注最高最低月平均最高月平均最低1水温2932352臭和味少许3色度少许4浑浊度度80030400805PH6.37.56.86总硬度毫克当量/升280202201507细菌总数个/毫升50008大肠菌群个/升1409藻类个/升280010其他指标合格根据河流特征和水质资料知其地表水水源水位变化不大，色度较稳定，浊度硬度能稳定在一个固定的范围内，并不存在Fe、Mn过量等问题，所以选择常规地表水处理工艺1即可达到预期效果：原水混合絮凝沉淀过滤消毒用户4.3 药剂选择及投加方式4.3.1 加药间1、混凝剂的选择：应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。水处理工程常用混凝剂如下：表4-2 水处理工程常用混凝剂名称硫酸铝硫酸亚铁（绿矾）三氯化铁聚合氧化铝（PAC）（又名碱式氧化铝）化学式对水温和PH的适性适用于 2040；PH=5.77.8时，主要去除水中悬浮物；PH=6.47.8时，处理浊度高、色度低的水；适用于碱度和浊度高、PH=8.511.0的水；受温度影响小；不大受温度影响，适用PH=6.08.4温度适应性强，适用于PH=5.09.0使用条件一般都可适用，原水须有一定碱度；处理低温低浊水时，絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大时，有剩余和，影响水质；处理低浊度水时，效果好于铝盐；不适于色度高和含铁量高的水；使用时，一般要把转化成；适用于高浊度原水，刚配制的水溶液温度高；适用于低浊、高浊、和污染的原水；特点腐蚀性小；价格低，絮凝体易沉淀，易腐蚀溶液池，因此需有溶液池防锈涂料；絮凝体比重大，易下沉，易溶解，杂质少；对金属和混凝土腐蚀极大；操作方便；腐蚀性较小；应用较普遍；优点运输方便，操作简单，混凝效果好，市场上容易购买；可以充分氧化，迅速反应，价格低廉；易溶解，沉降速度快，处理低温，适用的PH范围较宽；形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好；投加量低；对原水水质适应好；最佳混凝PH 值范围较宽，对设备腐蚀程度小；缺点水温偏低时，水解困难，形成的絮凝体较松散，混凝效果变差。废渣多，排渣困难，而且酸度高腐蚀性强，需要考虑设备防腐；有重金属含量，应用范围较窄；极易吸水解潮，不易保管，腐蚀性强，最佳投加量范围较窄，不易控制；操作方便；腐蚀性较小；应用较普遍；据设计资料中提供的混凝剂：硫酸铝、三氯化铁（45%）、碱式氯化铝（10%），以及表4-3常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（）（10%）作为水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。2、混凝剂投加量的确定据原水浑浊度最高值800mg/L以及混凝剂投加量参考值（表4-3）确定设计投加量为30g/L。表4-3 混凝剂投加量参考值原水浊度7时较有效Ph值影响小，PH值小时，剩余臭氧残留较久余氯消毒作用有比液氯有更长的剩余消毒时间无，需补加氯国内应用情况广泛水厂中极少应用较少接触时间30min数秒至10min适用条件极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂原水中有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用制水成本高，适用于有机污染严重的情况。因无持续消毒作用，在进入管网的水中还需加少量氯消毒综合各方面因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂：其在国内外应用最广，除消毒外，还起氧化作用；加氯操作简单，价格低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。2、加氯装置加氯机加氯机用以保证消毒安全和计量准确。加氯机台数按最大加氯量选用，至少安装2台，备用台数不少于一台。在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，以防加氯机发生事故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。本设计选用JK-2型加氯机2台，一用一备，每台加氯机加氯量为02kg/h。加氯机的外形尺寸为：长宽高=277mm220mm145mm。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1.0m。4.4 水处理构筑物的选择4.4.1 混合设施混合的主要作用，是让药剂迅速而且均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以便进一步去除。脱稳过程需时很短，理论上只要数秒钟。在实际设计中，一般不超过2min。混合设施应根据混凝剂的品种进行设计，使药剂与水进行恰当、急剧充分的混合。一般混合时间1030s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合。水力混合简单，但不能适应流量的变化；机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化。具体采用何种混合方式，应根据水厂工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及维修条件等因素确定。起常用的混合方式以及主要特点见下表：表4-6 常用混合方式的主要特点及使用方 式特 点 及 使 用 条 件管式混合管道混合混合简单，无需另建混合设施，混合效果不稳定，流速低时，混合不充分静态混合器构造简单，无运动设备，安装方便，混合快速均匀；当流量降低时，混合效果下降水泵混合混合效果好，不许增加混合设施，节省动力，但使用腐蚀性药剂时，对水泵有腐蚀作用。适用于取水泵房与水厂间距小于150m的情况机械混合混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂，但需增加混合设备和维修工作本设计的混合设施采用“管式静态混合器”，管式静态混合器有其独特的优点，构造简单、安装方便、维修费用低。又由于水厂运行稳定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情况，所以选用管式静态混合器。管式静态混合器工作原理：混合器内安装若干混合单元，每一混合单元有若干固定叶片按一定角度交叉组成。水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割，改向并形成涡流，达到混合目的。处理水量为0.2604，设计2个静态混合器，水流速度取V=0.92m/s。静态混合器设3节混合元件，即n=3。4.4.2 絮凝设施絮凝是使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的。絮凝主要是创造适当的水力条件，使药剂与水混合后所产生的微絮凝体，在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体，它应有足够大的粒度、密度和强度，并为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。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，主要有隔板絮凝、折板絮凝、机械絮凝池、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表4-7 絮凝池类型及特点类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：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，转折处矾花易破碎水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：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，造价较高流量变化较小的中小型水厂网格、栅条絮凝池优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短；缺点：末端池底易积泥机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化；缺点：需机械设备和经常维修大小水量均适用，并能适应水量变动较大者综上所述，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，主要有栅条絮凝、折板絮凝和隔板絮凝。这三种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点，并且都能达到良好的絮凝条件，从工程造价来说，栅条造价为折板的1/2，为隔板的1/3，因此采用栅条絮凝。采用两座絮凝池，每座尺寸为：LBH=10.720m7.69m5.40m，每座一根进水管DN800,水流通过穿孔花墙进入沉淀池。4.4.3 沉淀池设施1、沉淀池类型的选择选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。沉淀池型式的选择，应根据水质、水量、水厂平面和高程布置的要求，并结合絮凝池结构形式等因素确定。常见各种类型式沉淀池的性能特点及使用条件见下表：表4-8 沉淀池类型及特点型式性能特点适用条件平流式优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好；缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难1、 一般适用于大中型水厂2、 原水含沙量大时用作预沉池斜管（板）式优点：沉淀效率高，池体小，占地面积少；缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦1、宜用于大中型水厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖潜原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。沉淀池2组，每组尺寸: LBH=1072m10.68m5.0m2、排泥方式排泥是否通畅关系到沉淀池净水效果，当排泥不畅，泥渣淤积过多时，将严重影响出水水质。排泥方法一般多分为多斗重力排泥，穿孔排泥和机械排泥等三种。表4-9 各种排泥方法比较表排泥方法优缺点适用条件多斗底重力排泥优点：劳动强度较小，排泥历时较短；耗水量比人工排泥少；排泥时可不停水缺点：池底结构复杂，施工较困难；排泥不彻底原水浑浊度不高；每年排泥次数不多；地下水位较低；一般用于中小型水厂穿孔管排泥优点：劳动强度小，排泥历时较短；耗水量少；排泥时不停水；池底结构较简单缺点：孔眼易堵塞，排泥效果不稳定；检修不便;原水浑浊度较高时，排泥效果差原水浑浊度适应范围较广；每年排泥次数较多；地下水位较高；新建或改建的机械排泥吸泥机优点：排泥效果好；可连续排泥；池底结构较简单；劳动强度小，操作方便缺点：耗用金属材料多；设备较多原水浑浊度较；排泥次数较多；地下水位较高；一般用于大、中型水厂平流沉淀池刮泥机优点：排泥彻底，效果好；可连续排泥；劳动强度小，操作方便缺点：耗用金属材料及设备多；池底结构要配备刮板装置，结构较复杂原水浑浊度高；排泥次数较多；一般用于大、中型水厂辐流式沉淀池及加速澄清池吸泥船优点：排泥效果好；可连续排泥；操作方便缺点：操作管理人员多，维护较复杂；设备较多原水浑浊度较高，含砂量大；一般用于大型水厂预沉淀池中综上所述，本设计采用斜管沉淀池和穿孔排泥管排泥。4.4.4 过滤设备水的过滤是水澄清（广义）处理的最终工序，也是水质净化工艺所不可缺少的处理过程。在常规的水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。1、过滤形式的选择供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。表4-10 常用滤池的特点及适用条件型式性能特点适用条件V型滤池优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长适用于大中型水厂虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30双阀滤池 单层砂滤料优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30综上所述，V型滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然滤料较厚较粗，过滤周期长，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用V型滤池均质滤料。选V型滤池，采用滤池数n=4，布置成对称双行排列，每行3个。滤池尺寸LBH=4.5m3.5m3.65m。4.4.5 清水池拟建两个清水池，池子有效水深取 h= 4.0 m，超高取0.5m，覆土厚取1.0m，采用方形清水池，清水池尺寸为45m25m4.5m。进水管：DN600; 出水管：DN800; 溢流管：DN600; 排水管：DN800。通风管：取DN200，每池设4根，上配滤网。检修孔：每个清水池上设两个检修孔D1000。4.4.6 吸水井为了使配水均匀，吸水井分成两格，水力停留时间10min，则吸水井的尺寸为：3m23m4.5m。5 取水工程5.1 取水构筑物本设计采用地表河水作为城市供水水源。5.1.1 取水构筑物的设计原则(1)取水构造物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。枯水流量的保证率，对于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不低于 9097。对于允许减少生产用水水量的工业企业，其设计枯水流量保证率应按各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模河大工业用户的重要性选定。一般可采用9097。村、镇供水的设计枯水流量保证率，可根据具体情况适当降低。(2)对于河道条件复杂，或取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构造物，应进行水工模型试验。(3)取水构造物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、为生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。5.1.2 取水构筑物的形式在本设计中，设置取水构筑物的河段的河岸地形、地貌情况较好，冰冻期长，便于机械施工，因此采用了泵房地板呈现阶梯形式的合建式岸边取水构筑物。此形式可以减少泵房深度，减少投资。占地面积少，结构紧凑，水泵洗水管短，避免因冰冻造成的麻烦，但是水泵启动需采用抽真空方式，启动时间较长。河水经过进水孔进入进水室，为保证以后水净化的方便，本设计采用格栅和网格先后拦截的方式。5.2 取水泵房5.2.1 取水泵房的平面形式及设计要求取水泵房平面布置形式有矩形、圆形、椭圆形、半圆形、棱形及其他组合形式。矩形泵房常用于深度小于10m的泵房，水泵和管道易于布置。水泵台数多（4台以上）时更为合适。圆形泵房适用于深度大于10m的泵房，其水力条件和结构受力条件较好，在水位变化幅度大和泵房较深时比矩形泵房更为经济，但水泵台数不宜多，最好小于4台（立式泵出外）。椭圆形（适用于流速较大的河心泵房）和棱形平面的泵房可根据实际情况通过技术经济比较确定。取水泵房平面布置要求如下：(1)取水泵房除安装水泵机组的主要建筑物外，还应考虑到附属建筑物的布置，如值班室、高低压配电室、控制室、维修间、生活间等。平面布置应从方便操作及维护管理方面统一考虑。远离城市且检修又比较复杂的大型取水泵房，除水泵机组旁边应有修理场地外还需设专门的检修场地。(2)取水泵房与集水井可以合建也可以分建。目前合建式常采用的两种形式为：合建式中圆形泵房取水小半圆作为集水井。集水井附于泵房外壁采用矩形。合建式泵房布置紧凑，节省面积，水泵吸水管短，但是结构处理困难。在泥砂含量较高的河流中取水时，为防止吸水管路堵塞，尽量缩短吸水管的长度，常将集水井深入中间，取得较好的效果。湿井泵房或小型泵房中可以采用集水井置于泵房的底部。(3)为了减少泵