安徽铜陵市江北水厂给水工程设计毕业论文

 2020-04-15 21:39:08

摘要

本设计题目为：安徽铜陵市江北水厂给水工程设计,设计规模为：近期100000，远期200000，要求根据所给资料进行给水工艺设计和体构筑物设计计算，其中包含取水输水构筑物设计、输配水管网设计、水处理工艺设计和污泥处理设计。主要净水厂采用技术路线为：

混凝剂

水源一级泵房折板絮凝池

消毒剂

平流沉淀池 V型滤池清水池吸水井

二级泵房配水管网用户

关键词：给水工程取水输水构筑物净水厂输配水管网

Water supply Engineering design of Jiangbei Waterworks in Tongling, Anhui Province

Abstract

The design entitled : Water Supply project enlarge preliminary design of Tongling , the size of the design : the recent 100,000, Long-term 200,000, according to the given information, technology design and water monomer structure design、and water intake structures are required. transmission and distribution pipe network design, water purification plant design, and Sludge Treatment Design. Water purification plants’adopts technological is as follows:

coagulation

Water Resiyrce — primary water pumping station — Folding Plate Flocculation Pool

disinfection

—Flat flow sedimentation tank—V-filter — storage pool — water well —

secondary water pumping station — urban pipe network —system -users

Keywords : Water supply engineering Water intake structures Waterworks Water Distribution net.

第一章设计任务与系统方案

1.1工程概况

1.1.1城市概况

铜陵市位于安徽省中南部，长江下游南岸，属亚热带湿润性季风性气候，气候温暖湿润，春夏多雨，盛夏炎热，秋季干燥，冬季温和，无霜期长，四季分明而春秋较短。年平均日照时数2304小时，年平均温度17.4摄氏度，无霜期230天。全年降水量1370毫米。

1.1.2供水规划目标

1.供水水质

供水水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的规定。

2.供水水压及管网漏失率

供水水压：最高日最高时工况要求自由水压最不利点不低于0.16MPa；消防工况要求最不利点自由水压不小于0.10MPa。

管网漏失率：至2020年公共供水管网漏失率控制在10%内。

1.1.3取水口设置

根据需水量及远景发展预测，江北水厂取水口取水量为20.0万m³／d。结合现状通用散货码头及江北港新区用地规划等因素，此次规划取水口暂定于现状铜陵长江大桥下游250米处，一级、二级保护区内现状及规划均无码头等设施，符合相关规划要求。

2设计目标

1.给水系统水量及工程规模确定，给水系统方案论证，净水工艺方案的确定、净水厂平面布置，净水各单体构筑物的设计，输水管设计，配水管网设计。

2.主要设备的选型与计算。

1.2系统方案

1.2.1净水工艺选择

本工程的水源水质为长江水质，根据水质检测结果可知：河流水质达地面水三类水标准，以《生活饮用水卫生标准》（GB5749——2006），各参数作比较，选定如下方案：

（1）方案一、常规处理工艺：	原水→混凝→沉淀或澄清→过滤→消毒
（2）方案二、臭氧-生物活性炭水处理：	原水→混凝→沉淀或澄清→活性炭过滤→臭氧氧化→过滤→消毒

方案一投资少，一般进水浊度不大于2000 ～ 3000NTU，短时间内可达5000～ 10O00NT。能够使水澄清、消除水传染病原菌,但是现代工业产生的许多有毒、有害物质。方案二能够将水中微量有机物、臭味、内分泌干扰物等污染物质有效剔除掉，这方面的良好效果，运行步骤有所增加。但是，臭氧活性炭工艺技术要求当地经济水平和受教育水平高，考虑到江北水厂供水区域内有大面积供水区域为工业用地及物流储蓄用地，对水质要求不高，故选择方案一。

工艺流程如图所示：

1.2.2各净水工艺的选择

混凝工艺的选择

混凝剂选择要点

用于生活饮用水厂的混凝剂首先应满足以下要求：对人体健康无害；混凝效果好；货源充足、运输方便。聚合氯化铝净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30％，絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大，消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂，适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚，腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝，处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水，对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

故设计中采用聚合氯化铝。

2. 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

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。

絮凝池设备的选择

絮凝设备的基本要求是，原水与药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。絮凝池形式较多，概括起来分成两大类：水力搅拌式和机械搅拌式，水力搅拌式又分为隔板絮凝池和折板絮凝池。各种絮凝池对比如下：

絮凝池形式		优点	缺点	适用条件
隔板絮凝池	往复式	①絮凝效果较好 ②构造简单，施工方便	①絮凝时间较长 ②水头损失较大 ③转折处絮粒易破碎 ④出水流量不宜分配均匀	①水量大于3万m³/d的水厂 ②水量变化小
隔板絮凝池	回转式	①絮凝效果较好 ②水头损失较小 ③构造简单，施工方便	出水流量不宜分配均匀	①水量大于3万m³/d的水厂 ②水量变化小 ③适用于旧池改建和扩建
折板絮凝池		①絮凝时间较短 ②絮凝效果好	①构造较复杂 ②水量变化影响絮凝效果	水量变化不大的水厂
网格（栅条）絮凝池		①絮凝时间短 ②絮凝效果较好 ③构造简单	水量变化影响絮凝效果	①水量变化不大的水厂 ②单池能力以1.0 ~2.5万m³/d为宜
机械絮凝池		①絮凝效果好 ②水头损失小 ③可适应水质、水量的变化	需机械设备和经常维修	大小水量均适用，并适应水量变化较大的水厂

本设计综合以上絮凝池特点及设计水量，折板絮凝池对水质适应性优异，停留时间不长，絮凝效果好，又能省絮凝剂而广泛应用。故选择采用折板絮凝池。

3.沉淀池工艺选择

型式

性能特点

适用条件

平流式

优点： 1、可就地取材，造价低；

2、操作管理方便，施工较简单；

3、适应性强，潜力大，处理效果稳定；

4、带有机械排泥设备时，排泥效果好

缺点： 1、不采用机械排泥装置，排泥较困难

2、机械排泥设备，维护复杂；

3、占地面积较大

1、一般用于大中型净水厂；

2、原水含砂量大时作预沉池

竖流式

优点： 1、排泥较方便

2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；

3、占地面积较小

缺点： 1、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；

2、施工较平流式困难

1、一般用于小型净水厂；

2、常用于地下水位较低时

辐流式

优点： 1、沉淀效果好；

2、有机械排泥装置时，排泥效果好；

缺点： 1、基建投资及费用大；

2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；

3、施工较平流式困难

一般用于大中型净水厂；

2、在高浊度水地区作预沉淀池

斜管（板）式

优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少

缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；

2、排泥较困难

宜用于大中型厂

2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽

本设计综合以上絮凝池特点，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，虽然平流式占地面积大，但设计水厂规划面积大，并且后期有改造空间。

故选择采用平流式沉淀池。

4.滤池的选择

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。

型式	性能特点	适用条件
普通快滤池	优点：有成熟的运转经验，运行稳妥可靠，采用用砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅，可采用降速过滤，水质较好。缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备	适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100
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	适用条件：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：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备	一般用于大中型净水厂；在高浊度水地区作预沉淀池
双阀滤池	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	适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30
移动罩滤池	优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高；起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高	适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于10

消毒方法的选用

型式	性能特点
液氯消毒	优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质
漂白粉消毒	优点：持续消毒杀菌缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%—25%
二氧化氯消毒	优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁锰、酚等物质缺点：ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害
臭氧消毒	优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高

综合上述优缺点，氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设计采用液

第二章规划与设计

2.1管网规划

2.1.1用水指标

类别名称	面积 (hm²)	用水量指标q[m3/(hm2*d)]	设计用水量m3/d
工业用地(M)	1452	30	43560
物流仓储用地（W）	1079	20	21580
商业用地（B）	118	50	5900
居住用地（R）	2501	50	125050
绿地(G)	355	10	3550
合计：197640m3/d

取Qd=200000 m³/d，则远期供水流量为20W吨

2.1.2清水池容积计算

式中，—调节容积，m³，取最高用水量的10%,=；

—净水厂自用水量5%-10%，取5%，=；

—消防贮水量，m³；400m³

—安全用水，m³，取200m³；

==m³

=400m³

=200m³

=10000 5000 400 200=15600m³

也可按最高日用水量的10%-20%计算，综合考虑则清水池存储水量为

K—经验系数一般10—20%，取K=15% ，Q=100000m ³/d

则初期共设清水池共设4座，则每座清水池有效容积V₁=V/4=3750m³ ，选取矩形钢筋混凝土清水池，有效容积4000m³见图集《矩形钢筋混凝土清水池》，进水管管径为DN900,出水管管径为DN10000，并设置DN900的溢流管，清水池长为29.4m，宽为29.4m。

2.1.3管网定线原则

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，条件许可时优先考虑近、远期和分期实施的可能。

配水管网

配水管网由干管和连接管组成，干管及连接管定线应满足下列要求：

（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500~800m；

（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400~600m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800~1000m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。

2.1.4管段流量初分配及其平差

1.管道流量初分配:

管段流量初分配表

管段编号	管段长度	管段直径	管段流量	小环号	大环号
1	486.3	450	111.72	-1	0
2	496.2	500	156.45	2	0
3	747.9	450	115.4	3	0
4	782.4	350	47.845	4	0
5	529.7	450	114.926	-1	0
6	462.7	519	180	1	-2
7	396.2	250	32.07	2	-3
8	353.8	300	50.171	3	-4
9	211.4	250	32.72	4	0
10	211.4	250	20	4	0
11	420.4	300	13.9	1	-5
12	423.6	450	130	5	-2
13	706.3	400	79	6	-3
14	760.3	300	26.8	7	-4
15	534.4	400	109	-5	0
16	417.1	300	50.3	5	-6
17	343.1	300	55.24	6	-7
18	447.4	250	10.2	7	0
19	714.9	300	50	8	-5
20	189.2	400	81.37	-6	0
21	560.1	250	40	9	-6
22	759.4	250	20	10	-7
23	576.2	250	30	-8	0
24	776.9	200	10.868	-8	0
25	967.6	300	15.27	-9	0
26	236.3	300	46.43	9	-10
27	234.8	250	5	10	0
28	759	250	5	11	-10
29	473.3	250	5	9	-11
30	383.7	400	30.828	-11	0
31	778.4	400	21.56	11	0
31a	486.3	450	111.72	-11	0
32	496.2	500	156.45	12	0
33	747.9	450	115.4	13	0
34	782.4	350	47.845	14	0
35	529.7	450	114.926	-11	0
36	462.7	519	180	11	-12
37	396.2	250	32.07	12	-13
38	353.8	300	50.171	13	-14
39	211.4	250	32.72	14	0
40	211.4	250	20	14	0
41	420.4	300	13.9	11	-15
42	423.6	450	130	15	-12
43	706.3	400	79	16	-13
44	760.3	300	26.8	17	-14
45	534.4	400	109	-15	0
46	417.1	300	50.3	15	-16
47	343.1	300	55.24	16	-17
48	447.4	250	10.2	17	0
49	714.9	300	50	18	-15
50	189.2	400	81.37	-16	0
51	560.1	250	40	19	-16
52	759.4	250	20	20	-17
53	576.2	250	30	-18	0
54	776.9	200	10.868	-18	0
55	967.6	300	15.27	-19	0
56	236.3	300	46.43	19	-20
57	234.8	250	5	20	0
58	759	250	5	21	-20
59	473.3	250	5	19	-21
60	383.7	400	30.828	-21	0

2.假定节点（50）为控制点，其节点水头等于服务水头，即H19=28 4.8=32.8m。计算结果见表。

最高日水力计算表

管段、节点编号	管段流量	管段流速	管段压降	服务水头	地面标高	自由水压	要求自由水压	管段压降
1	-93.87	-0.59	-0.61	37.46	4.80	32.66	28.00	0.61
2	159.72	0.81	1.03	38.07	4.80	33.27	28.00	1.03
3	118.57	0.75	1.50	37.05	4.80	32.25	28.00	1.50
4	49.74	0.52	1.05	35.55	4.80	30.75	28.00	1.05
5	-97.08	-0.61	-0.71	34.50	4.80	29.70	28.00	0.71
6	194.58	0.92	1.17	36.75	4.80	31.95	28.00	1.17
7	32.17	0.66	1.34	36.91	4.80	32.11	28.00	1.34
8	51.44	0.73	1.16	35.70	4.80	30.90	28.00	1.16
9	34.62	0.71	0.83	34.39	4.80	29.59	28.00	0.83
10	21.90	0.45	0.33	33.67	4.80	28.87	28.00	0.33
11	17.20	0.24	0.15	33.34	4.80	28.54	28.00	0.15
12	141.29	0.89	1.20	35.48	4.80	30.68	28.00	1.20
13	83.85	0.67	1.32	34.03	4.80	29.23	28.00	1.32
14	33.53	0.47	1.06	33.76	4.80	28.96	28.00	1.06
15	-94.45	-0.75	-1.27	33.10	4.80	28.30	28.00	1.27
16	56.83	0.80	1.66	32.82	4.80	28.02	28.00	1.66
17	54.64	0.77	1.27	33.30	4.80	28.50	28.00	1.27
18	18.83	0.38	0.52	34.31	4.80	29.51	28.00	0.52
19	40.51	0.57	1.45	32.78	4.80	27.98	28.00	1.45
20	-73.35	-0.58	-0.27	32.80	4.80	28.00	28.00	0.27
21	18.98	0.39	0.66	32.74	4.80	27.94	28.00	0.66
22	11.30	0.23	0.32	32.81	4.80	28.01	28.00	0.32
23	-24.94	-0.51	-1.17	34.50	4.80	29.70	28.00	1.17
24	-5.81	-0.19	-0.28	33.65	4.80	28.85	28.00	0.28
25	-28.27	-0.40	-0.96	33.31	4.80	28.51	28.00	0.96
26	33.50	0.47	0.33	32.80	4.80	-4.80	28.00	0.33
27	4.93	0.10	0.02	32.74	4.80	-	28.00	0.02
28	1.96	0.04	0.01	32.81	4.80	-4.80	28.00	0.01
29	-4.89	-0.10	-0.04	34.50	4.80	-4.80	28.00	0.04
30	-33.94	-0.27	-0.12	33.65	4.80	-4.80	28.00	0.12
31	18.45	0.15	0.07	33.31	4.80	-4.80	28.00	0.07
31	-93.87	-0.59	-0.61	37.46	4.80	32.66	28.00	0.61
32	159.72	0.81	1.03	38.07	4.80	33.27	28.00	1.03
33	118.57	0.75	1.50	37.05	4.80	32.25	28.00	1.50
34	49.74	0.52	1.05	35.55	4.80	30.75	28.00	1.05
35	-97.08	-0.61	-0.71	34.50	4.80	29.70	28.00	0.71
36	194.58	0.92	1.17	36.75	4.80	31.95	28.00	1.17
37	32.17	0.66	1.34	36.91	4.80	32.11	28.00	1.34
38	51.44	0.73	1.16	35.70	4.80	30.90	28.00	1.16
39	34.62	0.71	0.83	34.39	4.80	29.59	28.00	0.83
40	21.90	0.45	0.33	33.67	4.80	28.87	28.00	0.33
41	17.20	0.24	0.15	33.34	4.80	28.54	28.00	0.15
42	141.29	0.89	1.20	35.48	4.80	30.68	28.00	1.20
43	83.85	0.67	1.32	34.03	4.80	29.23	28.00	1.32
44	33.53	0.47	1.06	33.76	4.80	28.96	28.00	1.06
45	-94.45	-0.75	-1.27	33.10	4.80	28.30	28.00	1.27
46	56.83	0.80	1.66	32.82	4.80	28.02	28.00	1.66
47	54.64	0.77	1.27	33.30	4.80	28.50	28.00	1.27
48	18.83	0.38	0.52	34.31	4.80	29.51	28.00	0.52
49	40.51	0.57	1.45	32.78	4.80	27.98	28.00	1.45
50	-73.35	-0.58	-0.27	32.80	4.80	28.00	28.00	0.27
51	18.98	0.39	0.66	32.74	4.80	27.94	28.00	0.66
52	11.30	0.23	0.32	32.81	4.80	28.01	28.00	0.32
53	-24.94	-0.51	-1.17	34.50	4.80	29.70	28.00	1.17
54	-5.81	-0.19	-0.28	33.65	4.80	28.85	28.00	0.28
55	-28.27	-0.40	-0.96	33.31	4.80	28.51	28.00	0.96
56	33.50	0.47	0.33		4.80	-4.80	28.00	0.33
57	4.93	0.10	0.02	4.80	4.80	-	28.00	0.02
58	1.96	0.04	0.01		4.80	-4.80	28.00	0.01
59	-4.89	-0.10	-0.04		4.80	-4.80	28.00	0.04
60	-33.94	-0.27	-0.12		4.80	-4.80	28.00	0.12

2.1.4管网工况校核

1.事故工况校核

事故工况校核一般按最不利事故工况进行校核，删除【1】管段，调低各节点流量。而根据国家有关规定，城市给水管网在事故工况下，必须保证70%以上用水量。

故事故工况节点流量=最高时节点节点流量×事故工况供水比例

即 Q_j事=Q_j×70%

其中，泵站供水量Q=438.19L/s×70%=338.23 L/s，水塔供水量Q=92.36 L/s×70%=64.65L/s。

此时，根据给水泵特性曲线图，泵站扬程为40.3mH₂0

事故工况水力校核表

事故工况水力计算		最不利点		服务水头	地面标高	自由水压	要求自由水压	管段压降
管段、节点编号	管段流量	管段流速	管段压降	服务水头	地面标高	自由水压	要求自由水压	管段压降
1	——				4.80		28.00
2	130.64	0.67	0.69	43.95	4.80	39.15	28.00	0.69
3	97.70	0.61	1.02	43.26	4.80	38.46	28.00	1.02
4	37.23	0.39	0.59	42.24	4.80	37.44	28.00	0.59
5	——			41.65	4.80	36.85	28.00	-
6	-194.80	-0.92	-1.17	41.10	4.80	36.30	28.00	1.17
7	26.65	0.54	0.92	42.78	4.80	37.98	28.00	0.92
8	38.03	0.54	0.63	42.33	4.80	37.53	28.00	0.63
9	26.64	0.54	0.49	41.61	4.80	36.81	28.00	0.49
10	17.74	0.36	0.22	41.16	4.80	36.36	28.00	0.22
11	-56.86	-0.80	-1.68	40.95	4.80	36.15	28.00	1.68
12	85.95	0.54	0.45	40.90	4.80	36.10	28.00	0.45
13	62.09	0.49	0.73	40.86	4.80	36.06	28.00	0.73
14	26.72	0.38	0.67	40.79	4.80	35.99	28.00	0.67
15	-37.10	-0.30	-0.20	40.74	4.80	35.94	28.00	0.20
16	53.55	0.76	1.48	40.66	4.80	35.86	28.00	1.48
17	45.41	0.64	0.87	41.20	4.80	36.40	28.00	0.87
18	13.86	0.28	0.28	40.73	4.80	35.93	28.00	0.28
19	7.26	0.10	0.05	40.54	4.80	35.74	28.00	0.05
20	-36.10	-0.29	-0.07	40.63	4.80	35.83	28.00	0.07
21	5.99	0.12	0.07	40.62	4.80	35.82	28.00	0.07
22	5.53	0.11	0.08	40.70	4.80	35.90	28.00	0.08
23	-9.54	-0.19	-0.17	41.65	4.80	36.85	28.00	0.17
24	3.86	0.12	0.12	41.15	4.80	36.35	28.00	0.12
25	-11.85	-0.17	-0.17	40.94	4.80	36.14	28.00	0.17
26	25.71	0.36	0.19		4.80		28.00	0.19
27	6.71	0.14	0.03	4.80	4.80		28.00	0.03
28	5.64	0.12	0.08		4.80		28.00	0.08
29	7.69	0.16	0.09		4.80		28.00	0.09
30	-26.37	-0.21	-0.07		4.80		28.00	0.07
31	16.59	0.13	0.06		4.80		28.00	0.06
32	18.45	0.15	0.07					0.07
33	97.70	0.61	1.02	43.26	4.80	38.46	28.00	1.02
34	37.23	0.39	0.59	42.24	4.80	37.44	28.00	0.59
35	——			41.65	4.80	36.85	28.00	-
36	-194.80	-0.92	-1.17	41.10	4.80	36.30	28.00	1.17
37	26.65	0.54	0.92	42.78	4.80	37.98	28.00	0.92
38	38.03	0.54	0.63	42.33	4.80	37.53	28.00	0.63
39	26.64	0.54	0.49	41.61	4.80	36.81	28.00	0.49
40	17.74	0.36	0.22	41.16	4.80	36.36	28.00	0.22
41	-56.86	-0.80	-1.68	40.95	4.80	36.15	28.00	1.68
42	85.95	0.54	0.45	40.90	4.80	36.10	28.00	0.45
43	62.09	0.49	0.73	40.86	4.80	36.06	28.00	0.73
44	26.72	0.38	0.67	40.79	4.80	35.99	28.00	0.67
45	-37.10	-0.30	-0.20	40.74	4.80	35.94	28.00	0.20
46	53.55	0.76	1.48	40.66	4.80	35.86	28.00	1.48
47	45.41	0.64	0.87	41.20	4.80	36.40	28.00	0.87
48	13.86	0.28	0.28	40.73	4.80	35.93	28.00	0.28
49	7.26	0.10	0.05	40.54	4.80	35.74	28.00	0.05
50	-36.10	-0.29	-0.07	40.63	4.80	35.83	28.00	0.07
51	5.99	0.12	0.07	40.62	4.80	35.82	28.00	0.07
52	5.53	0.11	0.08	40.70	4.80	35.90	28.00	0.08
53	-9.54	-0.19	-0.17	41.65	4.80	36.85	28.00	0.17
54	3.86	0.12	0.12	41.15	4.80	36.35	28.00	0.12
55	-11.85	-0.17	-0.17	40.94	4.80	36.14	28.00	0.17
56	25.71	0.36	0.19		4.80		28.00	0.19
57	6.71	0.14	0.03	4.80	4.80		28.00	0.03
58	5.64	0.12	0.08		4.80		28.00	0.08
59	7.69	0.16	0.09		4.80		28.00	0.09
60	-26.37	-0.21	-0.07		4.80		28.00	0.07

各个节点均满足服务水头的要求。因此，事故工况下满足校核要求。

2.消防工况校核

消防流量Q₆=15L/s

泵站供水量=Q Q₆=438.19L/s 15L/s=498.19L/s，每台泵供水量q=498.19/3=166.06L/s

在水泵高效区工作，消防供水时，水泵扬程H=37m.

将消防流量加到控制点（19）上，其他节点流量不变。

表1.11 消防工况水力校核表

管段、节点编号	管段流量	管段流速	管段压降	服务水头	地面标高	自由水压	要求自由水压	管段压降
1	-96.69	-0.61	-0.65	38.26	4.80	33.46	28.00	0.65
2	165.75	0.84	1.11	38.91	4.80	34.11	28.00	1.11
3	123.42	0.78	1.62	37.80	4.80	33.00	28.00	1.62
4	51.92	0.54	1.15	36.18	4.80	31.38	28.00	1.15
5	-99.90	-0.63	-0.75	35.04	4.80	30.24	28.00	0.75
6	200.72	0.95	1.24	37.51	4.80	32.71	28.00	1.24
7	33.35	0.68	1.44	37.67	4.80	32.87	28.00	1.44
8	54.11	0.77	1.28	36.36	4.80	31.56	28.00	1.28
9	36.80	0.75	0.93	34.90	4.80	30.10	28.00	0.93
10	24.08	0.49	0.40	34.10	4.80	29.30	28.00	0.40
11	17.50	0.25	0.16	33.70	4.80	28.90	28.00	0.16
12	147.12	0.93	1.31	36.15	4.80	31.35	28.00	1.31
13	88.13	0.70	1.46	34.54	4.80	29.74	28.00	1.46
14	35.75	0.51	1.20	34.22	4.80	29.42	28.00	1.20
15	-97.58	-0.78	-1.36	33.41	4.80	28.61	28.00	1.36
16	59.57	0.84	1.83	32.91	4.80	28.11	28.00	1.83
17	59.36	0.84	1.49	33.30	4.80	28.50	28.00	1.49
18	23.23	0.47	0.79	34.90	4.80	30.10	28.00	0.79
19	42.80	0.61	1.62	33.00	4.80	28.20	28.00	1.62
20	-79.22	-0.63	-0.32	32.80	4.80	28.00	28.00	0.32
21	21.06	0.43	0.81	33.01	4.80	28.21	28.00	0.81
22	14.14	0.29	0.50	33.02	4.80	28.22	28.00	0.50
23	-25.78	-0.53	-1.25	35.03	4.80	30.23	28.00	1.25
24	-6.65	-0.21	-0.37	34.08	4.80	29.28	28.00	0.37
25	-32.05	-0.45	-1.23	33.68	4.80	28.88	28.00	1.23
26	37.48	0.53	0.41		4.80	-4.80	28.00	0.41
27	12.17	0.25	0.11		4.80	-4.80	28.00	0.11
28	8.96	0.18	0.20		4.80	-4.80	28.00	0.20
29	2.09	0.04	0.01		4.80	-4.80	28.00	0.01
30	-44.70	-0.36	-0.20		4.80	-4.80	28.00	0.20
31	7.69	0.06	0.01		4.80	-4.80	28.00	0.01
32	165.75	0.84	1.11	38.91	4.80	34.11	28.00	1.11
33	123.42	0.78	1.62	37.80	4.80	33.00	28.00	1.62
34	51.92	0.54	1.15	36.18	4.80	31.38	28.00	1.15
35	-99.90	-0.63	-0.75	35.04	4.80	30.24	28.00	0.75
36	200.72	0.95	1.24	37.51	4.80	32.71	28.00	1.24
37	33.35	0.68	1.44	37.67	4.80	32.87	28.00	1.44
38	54.11	0.77	1.28	36.36	4.80	31.56	28.00	1.28
39	36.80	0.75	0.93	34.90	4.80	30.10	28.00	0.93
40	24.08	0.49	0.40	34.10	4.80	29.30	28.00	0.40
41	17.50	0.25	0.16	33.70	4.80	28.90	28.00	0.16
42	147.12	0.93	1.31	36.15	4.80	31.35	28.00	1.31
43	88.13	0.70	1.46	34.54	4.80	29.74	28.00	1.46
44	35.75	0.51	1.20	34.22	4.80	29.42	28.00	1.20
45	-97.58	-0.78	-1.36	33.41	4.80	28.61	28.00	1.36
46	59.57	0.84	1.83	32.91	4.80	28.11	28.00	1.83
47	59.36	0.84	1.49	33.30	4.80	28.50	28.00	1.49
48	23.23	0.47	0.79	34.90	4.80	30.10	28.00	0.79
49	42.80	0.61	1.62	33.00	4.80	28.20	28.00	1.62
50	-79.22	-0.63	-0.32	32.80	4.80	28.00	28.00	0.32
51	21.06	0.43	0.81	33.01	4.80	28.21	28.00	0.81
52	14.14	0.29	0.50	33.02	4.80	28.22	28.00	0.50
53	-25.78	-0.53	-1.25	35.03	4.80	30.23	28.00	1.25
54	-6.65	-0.21	-0.37	34.08	4.80	29.28	28.00	0.37
55	-32.05	-0.45	-1.23	33.68	4.80	28.88	28.00	1.23
56	37.48	0.53	0.41		4.80	-4.80	28.00	0.41
57	12.17	0.25	0.11		4.80	-4.80	28.00	0.11
58	8.96	0.18	0.20		4.80	-4.80	28.00	0.20
59	2.09	0.04	0.01		4.80	-4.80	28.00	0.01
60	-44.70	-0.36	-0.20		4.80	-4.80	28.00	0.20

根据调整流量管段进行节点水头计算，故各节点水头均满足消防服务水头，因此，消防工况下满足校核要求。

2.2净水厂工艺设计

2.2.1水厂各部分流量的确定

本设计取5%的水厂自用水量。一般可采用设计水量的 5％～10％，确定安全系数K=1.05。根据资料，水厂分两期设计，远期流量为近期流量的两倍。近期水厂设计供水量10万m³/d，这时总处理水量：

Q=(1 a) Qd =1.05×10=10.5万m3/d=4375 m3/h=1.2153m3/s

2.2.2 配水井

一般按照设计规模一次建成，停留时间取30s。配水井深度3m。

（1）配水井体积为；

配水井分为两间，单间平面面积取40m

（2）设计配水井尺寸；

设计其高为H=2m，其中包括0.5m超高。

则配水井底面积为；

，取D=6m。

池子的有效容积为

满足要求。设置配水井高为H=2m，D=6m

2.2.3泵站设计

1.泵站设计扬程

（1）取水头部水位

水源洪水位标高为8.8m（1%频率），枯水位标高为3.9m（97%频率），常年平均水位标高为8.6m，自来水厂混合井水面标高为23.1m，

枯水位Hst=19.6m 常水位Hst=14.5m 洪水位Hst=6.8m

（2）自流管中的水头损失∑h：

由查表可选用进水管为：DN1100，选择设计流量Q=1215L/s，可得流速为：1.50m/s，1000i=1.9。

当一条输水管检修时，另一条输水管应通过70%的设计流量，设计流量Q=6123.6m3/h=1701L/s，流速为：1.97m/s，1000i=5.48。

（3）泵设计扬程

其中H泵表示泵站内管路中的水头损失，粗估为2m；安全水头粗估为2m则泵设计扬程为：

枯水位时，

洪水位时，

2.初选泵和电机

（1）选择原则

1.首先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求；

2.尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵；

3.应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵；

4.一般尽量减少水泵台数，选用效率较高的大泵，但亦要考虑运行调度方便，适当配置小泵，通常取水泵房至少需设2台，送水泵房至少2—3台（不包括备用泵）；

5.泵应在高效率段运用（特别对经常运行工况）；

6.尽可能选用允许吸上真空度值大或必需气蚀余量值小的泵，以提高水泵安装高度，减少泵房埋深，降低造价；

7.水泵选择必需考虑节约能源，除了选用高效率泵外，还可考虑运行工况的调节；

8.高浊度水源的取水泵房应选用低转速，耐磨的水泵，有条件可在水泵内壳留道，叶轮表面涂耐磨涂料。

3.方案设计

（1）方案一：

根据设计流量和扬程，拟选用两种不同型号的离心泵并联工作。依据书上推荐拟设计流量比为1:1:2.5:2.5:2.5:2.5，及小泵流量Q1=0.2025m3/s=729m3/h,大泵流量Q1=0.5063m3/s=1458m3/h

大泵（A泵）型号500S-35 基本信息（质量1550Kg）电动机型号Y400-6

小泵（B泵）型号300S-32 基本信息（质量1343Kg）电动机型号Y280M-4

近期厂房共配置三台A泵、一台B泵工作，其中一台A泵备用，共4台泵远期补五台泵。多配置一台大泵和两台小泵作为备用泵，一共五台大泵和四台小泵为适应水源水位变化一台大泵和一台小泵为调速泵。

（2）方案二：

设计流量比为1:2:2

Q大泵=3499.2m3/h 扬程H=31.2904

大泵（C泵）型号800S-47A

Q小泵=1749.6 m3/h 扬程H=31.2904

小泵（D泵）型号500S-35

近期配置两台大泵一用一备，后期多配置一台大泵，一台小泵

4.方案比较

表2- 1

方案编号	用水变化范围（m3/h）	运行泵及其台数（m）	泵的扬程(m)	所需扬程(m)	扬程利用率%	泵效率%
方案一选用6台泵	729	B泵一台	33.2	28.2	84.7%	85
方案一选用6台泵	8750	A泵四台 B泵二台	31.7	27.3	86.1%	84
方案二选用3台泵	730	D泵一台	37.4	31.9	85.2%	76
方案二选用3台泵	8750	C泵两台 D泵一台	36.1	33.3	92.2%	78

首先要满足最高时供水工况的流量和扬程要求；在平均流量时，水泵应在高效段运行，在最高与最低流量时，水泵能安全、稳定地运行；在满足最大工况要求的水量和水压条件下，应尽量减少能量的浪费，以节省运行管理费用；通过启动关闭水泵能调节大范围的工况。

所以选择方案一，具体泵的型号以及特型见下表：

表2- 2

水泵型号	电动机型号	转数	轴功率	功率	转速	效率
500S-35	Y400-6	970	218.9	280	1484	95.07
300S-32	Y280M-4	1480	79.2	110	1480	93.5

5.机组基础尺寸确定

图2- 2

图2- 3

水泵组的基础平面尺寸（L、B应符合建筑模数）

水泵不带底座，所以选定其基础为混凝土块式基础，则:

（1）大泵型号500S-35

M泵=1550Kg M电动机=2760Kg M总=4310Kg

长度 3.1 0.4=3.5m

宽度 0.61 0.39=1m

高度 (3.5×43100)/(3.5×1×23520)=1.832m

（2）小泵型号300S-32

M泵=709Kg M电动机=634Kg M总=1343Kg

长度1.729 0.271=2m

宽度0.628 0.372=1m

高度(3.5×13430)/(2×1×23520)=1.01m

6.机组与管道布置

选用的都是单级双吸卧式离心泵，泵的数量较多。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将大小机组布置成两排，选择矩形泵房。水泵出水管上设有液压式缓闭阻回蝶阀起到防止倒灌和防止水锤的作用。

7.吸水管路与压水管路计算

（1）大泵局部水头损失

吸水管和压水管管径

（1）大泵局部水头损失

吸水管和压水管管径

大泵设计流量Q=1727.46m3

吸水管：根据吸水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.0——1.2m/s

管径大于或等于250mm时，V取1.2——1.6m/s

则采用DN700钢管，则V=1.25 1000i=2.65，

压水管：根据压水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.5——2.0m/s

管径大于或等于250mm时，V取2.0——2.5m/s

则采用DN500钢管，则V=2.36，1000i=14.3

② 吸水管路水头损失∑hs

∑hfs=l×i=3.00×2.65×10-3=0.00795m

=0.28858m

，；

，=0.06；

=0.2；

，=1.05

吸水管路水头损失∑hs=0.2965m

③ 压水管路水头损失

=7.200×14.3×10-3 5.700×5.22×10-3m=0.131m

——DN渐放管，=0.25

——DN500可曲橡胶挠头，=0.2

——DN500液压式缓闭阻回蝶阀， =0.20

——DN500闸阀， =0.06

——DN渐放管，=0.31

——DN800钢制90°弯头，=1.05

——DN800 等径丁字管（直流），=0.1

——DN800闸阀，=0.06

——DN800十字管， =6.0。

压水管路水头损失∑hd=1.5908m

大泵在泵站内管路水头损失为：1.8873m

小泵局部水头损失

① 吸水管和压水管管径

小泵设计流量Q=691m3吸水管

吸水管：根据吸水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.0——1.2m/s

管径大于或等于250mm时，V取1.2——1.6m/s

则采用DN400钢管，则V=1.48 1000i=7.6，

压水管：根据压水管的设计要求：管径小于250mm时，V取1.5——2.0m/s

管径大于或等于250mm时，V取2.0——2.5m/s

则采用DN350钢管，则V=1.92，1000i=15.0

② 吸水管路水头损失∑hs

∑hfs===0.0323m

——吸水管进口处局部阻力系数，；

——闸阀局部阻力系数，=0.07；

——DN350可曲橡胶挠头，=0.20

——偏心渐缩管DN400×300，=0.18；

吸水管路水头损失∑hs=0.3896m

③ 压水管路水头损失

=4.040×15×10-3 5.700×4.08×10-3m=0.131m

——DN350可曲橡胶挠头，=0.20

——DN350液压式缓闭阻回蝶阀， =0.15

——DN350闸阀， =0.06

——DN渐放管，=0.25

——DN渐放管，=0.30

——DN渐放管，=0.21

——DN800 等径丁字管（分支流），=1.5

——DN800闸阀×2，=0.06×2

大泵在泵站内管路水头损失为：

8.泵房建筑高度确定

H=a b c d=1.64 0.85×1.65 1.315 2.3=6.657m，取7m

式中：a——泵房屋面轴线到重钩中心的最小距离（m）；

b——起重绳的垂直长度（m），对水泵为0.85倍宽度，对电动机为1.2倍宽度；

c——最大一台水泵或电机的高度（m）；

d——吊物底部到集装平台的距离（m），其中考虑卡车底板到汽车平台为2m，卡车底板到吊起物底部高度为0.3m；考虑到防水，集装平台高于地坪标高0.3m

泵站附属设备的选择

（1）起重设备

最大起重量为Y400-6型电机重量，最大起吊高度6m为（深度加车的高度）

3.5 2.0=5.5（其中中2.0是考虑操作平台上汽车的高度）。为此，选用LX型电动单梁悬挂桥式起重机（定制，起重量5t，单梁，跨度7.5m，CD_i电葫芦，起吊高度9m）。

（2）通风设备

泵房需要通风体积约为2072 4252=6324m³，则选择轴流风机的排风量在56920m³/h左右

但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用三台C400-1.5型轴流风机(转速2960r/min,风量400m3/min,风压50Pa，配套电机Y400-4,N=500kW，6Kw。

（3）排水设备

由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。

2.2.4加药设备

1.混凝剂药剂的选择

聚合氯化铝净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30％，絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大，消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂，适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚，腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝，处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水，对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

原水水质不同，其适用的混凝剂药剂和最佳用量也不同。

混凝剂投量计算：

2.溶液池容积

溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，溶液池设置2个，每个容积8m3 ，互为备用，保证连续投药。溶液池形状采用矩形，单池尺寸为长L=3m，宽B=2m。高度中包括溶液有效高度1.4m，超高0.3m，沉渣高度0.2m。即：

每座溶液池实际有效容积池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。采用钢筋混凝土结构，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。置于地下，池顶高出室内地面0.5 m。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。

溶解池容积

式中：

——溶解池容积（m ），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3。

取为5m³

溶解池设为两座，互为备用，单池尺寸：长：2m，宽：2m，高度中包括，有效高度1.25m，超高0.3m，底部沉渣高度0.2m。即：

溶解池实际有效容积，满足要求溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm，按10min放满溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。

溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量：

查水力计算表得放水管管径＝100mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm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。

4.投药管

投药管流量

其中，为溶液池实际有效容积。

5.投加设备

混凝剂的投加方式分为干投和湿投两种方式，现在除石灰外多用湿式投加法，湿式投加法分为重力投加和压力投加两种类型，其中压力投加包括水射器和计量加药泵投加。本设计采用计量加药泵投加。

计量加药泵每小时投加药量：

查《给水排水设计手册》第11册，计量泵选用J-D1250/2.5型柱塞计量泵2台，一备一用。该泵流量1250L/h，排出压力2.5MPa，泵速91次/分，配套电机型号Y112M-4，功率4kw。

5.加药间

各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度≥0.005，并坡向集水坑。

药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg，每袋规格为，，投药量为40mg/L,水厂设计水量为，药剂堆放高度为 1.5m。

聚合氯化铝的袋数N=袋

式中 ——水厂最高时用水量，

a，——混凝剂最大投加量，

T ——混凝剂贮存日期，d;

M——每袋混凝剂的质量，kg

有效堆放面积A=

式中 N——聚合氯化铝袋数

V——每袋混凝剂体积，

e——药剂的运输、搬运和磅秤所占总面积的百分比。

考虑药库的运输，搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为，药库平面尺寸取：

6.静态混合器混合的计算

（1）已知条件：

设计水量Q’=2.5×10⁵m³/d，自用水量取总用水量的5%，则：总进水量为： Q=2.625×10⁵m³/d。4座澄清池进水管采用4条DN900。

（2）设计计算：

① 进水管流速v，据d₁=900mm，得：

q=2.625*10⁵/24/4=2734.375 m³/h

查水力计算表知v=0.79m/s.

② 混合管段的水头损失h

说明仅靠进水管的内流不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器。如装设孔板混合器。

③ 孔板的孔径因为

所以d₂=0.75d₁=0.75*900=675mm,取700mm

④ 孔板处流速

v’=v （d₁/ d₂）²=0.79*（900/700）²=1.306m/s

孔板的水头损失

h’=ξv ’²/2g=3.25*1.306²/2/9.81=0.28m

式中 --孔板局部阻力系数，

选用规格为DN900管式静态混合器。

2.2.5折板絮凝池

1.设计水量

水厂初期设计规模为Q_d=100000m³/d，自用水量取5%。折板絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为：

由于絮凝池与沉淀池相连，絮凝池的长等于沉淀池的宽，即B=12m。

2.布置参数计算

取总絮凝时间，分三段絮凝，第一、二段采用相对折板，第三段采用平行直板。折版本布置采用单通道。速度梯度G要求由90s-1渐减至20s-1左右，絮凝池总GT值大于2×104。

絮凝池有效水深H0，采用3.1m。

絮凝池布置见图，分为并联的三组，每组设计流量q为0.202m3/s。

每段絮凝区分为串联运行的3格板宽采用500mm，夹角90°，板厚60mm。

各段絮凝区计算如下：

（1）折板布置

设通道宽为1.4m，设计峰数v1采用0.34m/s,则峰距b1：

b1=0.202/0.34×1.4=0.42m

谷距b2=b1 2c=0.42 0.355×2=1.13m

（2）水头损失计算

① 中间部分：

布置每格各有6个渐放段和渐缩段，故每格水头损失：

② 侧边部分

③ 总损失：

每格各有6个渐放段和渐缩段，故每格水头损失：

进口及转弯损失：上转弯处水深H4为0.53m，下转弯处水深H3为0.9m。

一个进口、一个上转弯和两个下转弯。进口流速：v3取0.3m/s,上转弯流速：v4=0.272m/s,下转弯流速：v5=0.16m/s

上转弯ζ取1.8；下转弯ζ取3.0；进口ζ取3.0，则每格进水口及转弯损失h″为：

每格损失：∑h=h h′ h″=0.0492 0.0058 0.0284=0.0834m

3.各段絮凝区G

（1）第一段絮凝区:

第一絮凝区总损失H1

H=3×∑h=3×0.0834=0.2502m

第一絮凝区停留时间：

第一絮凝区速度梯度G1：

第二段絮凝区:

布置形式及计算与第一絮凝区基本相同，主要的数据及计算结果如下：

通道宽度：1.9m

中间部分峰数：采用0.253m/s

中间部分谷速：为0.094m/s

侧边部分谷速：为0.113m/s

侧边部分谷速：为0.082m/s

总水头损失：H2为0.1326m/s

停留时间：T为5.7min

平均速度梯度：G2为61.4s-1

第三段絮凝区：

第三絮凝区采用平行直板布置：

平均流速：取0.10m/s

通道宽度：为0.202/0.10×0.915=2.2m

水头损失：共一个进口及3个转弯，流速采用0.10m/s，ζ取1.8，则单格损失为

总水头损失：

停留时间

速度梯度G3

G值和GT值验证

（1）各段G值和GT值

取各段水头损失分别为，水的动力黏度，反应时间，则

（2）折板絮凝池总G值和GT值

经查，G和GT均符合设计要求。

2.2.6沉淀池设计

1.设计参数

取初期沉淀池个数n=2,则取停留时间为T=1.5h，

2.尺寸设计

计算单个沉淀池的有效容积

由于絮凝池与沉淀池相连，絮凝池的长等于沉淀池的宽，即B=12m。

取有效水深H=3m；

取水池长90m

3.设计参数验证

流速验证

L=vt则mm/s=0.0125m/s

沉淀池水平流速为12.5mm/s，在10mm/s----30mm/s之间，符合要求。

（2）水流的稳定性验证

沉淀池长宽比

沉淀池长深比

符合沉淀池中水流的稳定性

（3）弗劳德数验证

为改善水力条件，每池中央设置设置导流墙。

水流断面面积

设置，湿周

则水力半径

弗劳德数

1×10^-4gt;Frgt;1×10^-5，符合设计要求。

2.2.7滤池的设计

1.过滤形式的选择

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。

近年来，设计常规处理水厂工程时，规模在10万以上（包括10万）的水厂，在工艺程的构筑物选型中，大多设计了V型滤池，以改善制水工艺，提高水厂自动化程度和生产管理水平。

V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.40m），粒径也较粗（0.95—1.35mm）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为70—90，甚至可达100以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于0.5NTU。

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：

(1）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40～60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。
(2）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。
(3）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。

根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。

2. V型滤池的布置

采用双排布置，按单层滤料设计，采用石英砂作为滤料。近期设计供水量Q=100000 m³/d，水厂自用水按5%计算，计算水量：Q’=1.05Q=105000m³/d。

3. V型滤池的设计计算

（1）V型滤池平面尺寸计算

Ｆ=

F==218.75m²

正常过滤时实际滤速

V^’= Q₁=

式中　v’—正常过滤时实际滤速(m/h);

Q₁ —一组滤池的设计流量（m³/h）;

Q₁==2187.5m³/h=0.607 m³/s

V’==9.76m/h

一格冲洗时其他滤格的滤速

Vn=

式中　v’—一格冲洗时其他滤格的滤速(m/h),一般采用10～14m/h。

Vn=

（2）反冲洗系统

① 气水分配渠(按反冲洗水流量计算)

Ｑ_５= H₂×B₂=

设计中取q₁=5 L/(s﹒m²),v₅=1.0m/s,B₂=0.4m

Q₅= H₂=

② 配水方孔面积和间距

F₁= n₃=

设计中取v₆＝0.5m/s,f₁=0.10×0.10m²

F₁==0.55m² n₃=≈56个

在气水分配渠两侧分别布置28个配水方孔，孔口间距0.4m。

③ 布气圆孔的间距和面积

④ 空气反冲洗时所需空气流量

Q_气＝

（3）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φ２mm气孔，下部有长65mm,宽1mm条缝。

滤板，滤梁均为钢筋混凝土预制件。滤板制成矩形或正方形，但边长最好不要超过1.2m。滤梁的宽度为10cm,高度和长度根据实际情况决定。

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。一般来讲，滤板下面清水区的高度为0.85 ～0.95m,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0.85m。

（4）过滤系统

滤池选用石英砂，粒径0.95～1.35mm,不均匀系数k₈₀=1.0～1.3,滤层厚度一般采用1.2～1.5m,设计中取滤层厚度H₆为1.2m。滤层上水深一般采用1.2～1.3m,设计中取滤层上水深H₇为1.2m。

滤池高程按照要求，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）滤池总高度

2.2.8消毒设施

1.加氯量

设计加氯量根据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合卫法监发[2001]161文《生活饮用水卫生规范》的要求，采用加氯量a=1.0mg/L。

氯与水接触时间不小于30min。

则加氯量

Q=0.001=0.001aQ_d×1.05=0.001×1.05×10000=105Kg/d

式中， a----最大加氯量，为1.0mg/L，

----需消毒的水量。

储氯量：按30d计量

G=105×30=3150kg

2.2.9清水池的设计

1.清水池设计

清水池有效容积为：

式中，—调节容积，m³，取最高用水量的10%,=；

—净水厂自用水量的5%-10%，取5%，=；

—消防贮水量，m³；400m³

—安全用水，m³，取200m³；

==m³

则=10000 5000 400 200=15600m³

或者，清水池有效容积，按最高日用水量的10%-20%计算，则清水池存储水量为

K—经验系数一般10—20%，取K=15% ，Q=100000m ³/d

2.清水池的平面尺寸

长30米，宽30米，高5米（不含顶板和底板），超高0.5米

3.清水池管道系统

（1）清水池的进水管

设计中取进水管管径为DN600mm，查水力计算表可知道，v=1.07m/s,1000i=2.44

（2）清水池的出水管

由于用户的用水量实时变化，清水池的出水管应按最高日最高时水量设计：

出水管径：

式中，D₂――清水池出水管管径（m）；

v₂――出水管管内流速，设计中取v₂＝0.9 m³/s。

设计中取出水管管径为DN800mm,查水力计算表可知道，v=0.91m/s,1000i=1.23

（3）清水池的溢流管

溢流管的直径与进水管直径相同，取为。在溢流管管端设置喇叭口，管上不设置阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内

（4）清水池的排水管

清水池内的水在检修时需要放空，因此应设排水管。排水管的管径按照2h内将池水放空计算。排水管内的流速按照左右估计，则排水管的管径

设计中取为。

4.清水池布置说明

（1）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少于30min，每座清水池内的导流墙设置2条，间距8.4m，将清水池分隔成3格.

（2）检修孔

在清水池顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。

（3）通气管

为了使清水池空气流通，保证水质新鲜，通气孔共设9个，每格3个，通气管径为200mm，通气管伸出地面高度高低落错，便于空气流通。

（4）覆土厚度

清水池顶部应有0.5-1.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境，此取覆土厚度0.5m。清水池表面覆土必须达到一定厚度要求,以满足其抗浮要求,同时也要符合保温要求。

2.3 污泥处理系统

2.3.1设计条件

（1）水厂近期设计能力10万m3/d，厂用水按5%计。

（2）设计原水浊度450NTU，出水浊度5NTU。硫酸铝加注率30mg/L。

（3）沉淀池设2池，每池每日排泥一次。排泥流量约为300 m3/h。

(4) 滤池一组共8格，冲洗周期24h，冲洗强度为，滤池单格面积F=55,冲洗废水排入排水池。

(5) 浓缩池连续运行，上清液回流。

（6）脱水机按每日16小时工作，脱水机进泥含固率为3%，脱水后泥饼含固率27%。

2.3.2主要设计参数计算

(1)污泥处理系统设计规模（每日需处理的干固体总量）

n根据上述设计水质指标每日干固体量：

=Q(T*E1 A*E2)*10-6

=105000*(450*1.0 10%*51.4*1.53)* 10-6

=48.08t

(2) 沉淀池排泥水量

Q2=2*6*300=3600m3/d

(3) 滤池冲洗废水量

Q2=8*485.1=3880m3/d

(4) 滤池冲洗废水干固体量

Ds3=3880*0.03%=1.164t

(5)沉淀池排泥干固体量阿的

Ds3=48.08-1.164=46.91t

排泥浓度ss2=46.91 /3600=1.303%

(6)浓缩池进水量Q4等于沉淀池排泥水量和脱水机分离液水量之和，为：3600 841=4441，设计小时流量185（24小时运行）

(7)浓缩池进水干固体量为澄清池排泥干固体量和脱水机分离液干固体量之和，为49.22t。

(8)浓缩池浓缩污泥量按浓缩污泥浓度为3%计算,49.22/0.03=1640.6 m3/d，上清液流量为4441－1640.6=2800（上清夜悬浮固体量较小，忽略不计）

(9)脱水机进泥流量按16h工作计为1640.6/16=102.53，浓度为3%。

(10)假设脱水机的分离效率为98.2%，则泥饼中的干固体总量为：49.22*98.2%=48.33t，分离液中干固量0.324t。

(11)泥饼含固率27%，故泥饼体积为48.33/0.27=179，每小时泥饼体积438.72/16=11.19

(12)分离液水量为1640.6-179=1461.6

2.3.3排泥池设计

1.调节容积

污泥浓缩池每小时排泥量为:1640.6*4/24=273.4m³/s,排泥池有效容积取为： W=273.4*3=820.3 m^3。为安全蓄水量，安全水深取水0.5m，排泥池的水深取4m，超高0.1m

排水池设一个，则单池面积：

f=V/2/H=1990.5/4=205.075m²

取池子D=16m。则池净高取4.6m。所以安全储量为：

W₄=8²π*0.5=100.48m³

2.排泥池管径设计

排泥池底设搅拌机，防止污泥沉积。

排泥池进水管管径350mm 管内流速1.46m/s

排泥池出水管管径400mm 管内流速1.0m/s

污泥提升泵: 选用XWLM50-12型污水泵三台，两用一备。

2.3.4浓缩池设计

1.设计要点与要求

泥浓缩宜采用重力浓缩。浓缩后污泥的含固率应满足选用脱水机械的进机浓度要求，且不低于2%。重力沉降浓缩池一般宜采用圆形或方形辐流式浓缩池，重力浓缩池面积可按固体通量计算，并按液面负荷校核。固体通量、液面负荷及停留时间宜通过沉降浓缩试验，或可按相似污泥浓缩数据确定。当无试验数据和资料时，辐流式浓缩池的固体通量可取0.5～1.0kg/m²·h，液面负荷不大于1.0m³/ m²·h。水力停留时间不小于24小时。辐流式浓缩池设计应符合下列要求：

（1）池边水深一般为3.5～4.5m。当考虑污泥在浓缩池作临时储存时，池边水深可适当加大；

（2）宜采用机械排泥,,当池子直径(或正方形一边)较小时,也可以采用多斗排泥；（3）刮泥机上宜设置浓缩栅条，外缘线速度不宜大于2m／min；

（4）池底坡度为0.08～0.10。超高大于0.3m；浓缩污泥排出管管径不应小于150mm。

采用沉淀浓缩法，圆形辅流式浓缩池两个。主要技术参数如下：

每池设计流量：120 m³/h

固体通量：

污泥浓缩时间：16h

进泥含水率：99.1%

出泥含水率：97%

进泥浓度：9.37g/l

2.设计计算

1. 浓缩池面积:A=Q_W/G_L=120*9.37/2.5=449.7m²
2. 浓缩池直径:D=√(4A/π)= √(4*449.7/π)=23.9m

选用池径24m，A=452.16m³

浓缩池容积:V=Q₀T=120*16=1920m³

1. 沉淀池有效水深h₂=V/A=1920/（12*12*π）=4.24m
2. 浓缩后剩余污泥量

Q₁=Q_W(1-P₁)/(1-P₂)= 2880*(1-0.99)/(1-0.97)=960.21 m³/d=0.0111 m³/s

(5) 池底坡度造成的深度:

取污泥斗上口直径D₁=3.0m，底部半径

h₄=（D-D₁）*i/2=（26.5-3.0）*0.1/2=1.175m,取1.18m。

(6)污泥斗高度：

为了保证排泥顺畅，采用。

h₅=（D₁-D₂）tan55^。/2=（3.0-0.5）tan55^。/2=1.79m，取1.80m。

(7)污泥斗容积：

=5.1 m³

=244.28 m³

污泥斗中污泥停留时间：

T=(V₁ V₂)/3600/Q₁=(5.1 244.28)/3600/0.0136=5h

(8)浓缩池总高度：

超高取，缓冲层高度取

H₁=0.3 4.27 0.3 1.18 1.8=7.85m

(9)浓缩后分离出的污水量（上清液）：

Q₉’=2880-960.21=1919.79m³/d=79.99m³/h

(10)浓缩池上清液采用固定式溢流堰，溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出,取出水管DN300

2.3.5脱水机房设计

根据国内各水厂的经验，拟采用转筒式离心压滤机离心脱水机选型计算，取，不考虑备用，当一台脱水机检修时，另一台脱水机一日24小时连续工作。根据设计情况，选用LW720W型卧式螺旋卸料沉降离心机。

2.4厂区的平面布置与高程布置

2.4.1附属构筑物设计

水厂规模是20万m3/d，在20～50万之间，按照《城镇给水设计手册》确定各建筑物面积如下：

生产管理及行政办公用房

生产管理用房：取350平米，未包括厕所、贮藏室面积。

行政办公用房：与生产管理用房合建，包括办公室、打字室、资料时、接待室等，用房面积人均5。本设计的行政人员额定取10个。则其面积为50。

维修车间：

机修间：主要维修水厂范围内的水泵、电动机、阀门、管道、水处理设备及其他零星项目，考虑后期扩建，维修类型选用中修，则维修面积和人员配备如下：车间面积170，辅助面积（指备品库、更衣室、办公室的面积）80，人数为12人。

水表间：不设置

电修间：主要维修全厂的电器设备，常用电器仪表及照明装置等。电修间面积50，人员配备6人。

泥木工间：泥木工间面积60，人数为4人。

车库：一般4t卡车按32 /辆，2t卡车按22 /辆，吉普按18/辆，超过三辆汽车的车库，设司机休息室、工具间和汽油库。本设计有4t和2t卡车个2辆，吉普车两辆。所以车所占面积为144，司机休息室、工具间和汽油库共设计面积为36，总共为180。3个司机。

仓库：用于存放管配件，水泵电机，电器设备，五金工具，劳保用品及其他杂品，这里

取250，包括仓库管理人员的办公面积，其面积为12。

食堂：每个就餐人员面积为1.8/人，设计水厂职工定员为100人，其面积取用180；

传达室：面积为30，分成传达室、值班室宿舍。另外在加两个门卫室，取30。

2.4.2水头计算

处理构筑物种的水头损失

构筑物名称	水头损失m	构筑物名称	水头损失m
静态混合器	0.3-0.5	无筏滤池	1.5-2.0
絮凝池	0.4-0.5	虹吸滤池	1.5-2.0
沉淀池	0.2-0.3	直接过滤池	2.0-2.5
澄清池	0.6-0.8	V形滤池	2.0-2.5