25万吨给水厂毕业设计说明计算书_毕业设计（论文）

'25万吨给水厂毕业设计说明计算书毕业设计（论文）目录设计说明书1.毕业设计的目的-----------------------------------------22.毕业设计的内容和原始数据-------------------------------23.工艺确定-----------------------------------------------44.各构筑物形式确定及设备型号选择-------------------------5设计计算书第一章取水构筑物----------------------------------------6第二章药剂选择及投加方式--------------------------------7第三章混合设施-----------------------------------------10第四章净水工程1.水厂设计水量------------------------------------------112.机械搅拌澄清池----------------------------------------113.滤池设计计算------------------------------------------214.清水池的计算------------------------------------------305.二泵房的计算设计--------------------------------------326.配水井和吸水井的设计计算------------------------------367.加氯间的设计计算--------------------------------------37第五章泥处理系统1.设计条件----------------------------------------------392.设计计算----------------------------------------------403.排泥池设计--------------------------------------------414.浓缩池设计--------------------------------------------415.污泥调节池设计----------------------------------------436.脱水机房设计------------------------------------------44第六章水厂附属建筑物和人员编制-------------------------45第七章水厂总体布置1.水厂的平面布置----------------------------------------4652 2.水厂的高程布置----------------------------------------46第八章高程计算-----------------------------------------47设计说明书1.本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过毕业设计，使学生熟悉并掌握给水工艺的设计内容、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、净水厂进行工艺设计要求学生对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。2.本毕业设计（论文）课题任务的内容和原始数据设计内容（1）取水工程水源选择、取水方案及位置的确定、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。（2）输水工程输水管道工程的设计计算并绘图。（3）给水处理工程净水厂厂址选择、水处理方案的比较与选择、建构筑物型式、尺寸及设备选择计算并绘图。设计资料（1）城市概况密云县位于北京市东北部，属燕山山地与华北平原交接地，全县幅员面积2226.5平方公里，辖19个乡镇(其中一个满族乡），含347个行政村。聚住着汉、满、回、蒙古、朝鲜、壮、布依、彝8个民族，人口43万，其中农业人口33.8万。密云历史悠久，古人曾誉为“燕国天府”。秦代设渔阳郡；隋为檀州；明永乐元年改北平府为顺天府，密云县隶之；雍正六年改密云县直属顺天府北路厅；民国初废顺天府，改称京兆，密云县属京兆；1928年废京兆，改隶河北省；1958年9月28日归北京市所辖。密云县既是全国农业生态试点县，又是全国绿化先进县。享有“北京山水大观，首都郊野公园”之盛誉。（2）自然条件1）地理位置及地形密云县位于北京市东北部、燕山山脉南麓、华北大平原北缘，是平原与山区交接地带，平均海拔高度43.5米。北邻河北省滦平县，东接河北省承德县和兴隆县。南与平谷、顺义县相连，西与怀柔县毗邻。县城距北京东直门65公里52 ，全县总面积2226.5平方公里，县城呈三角形。密云水库宛若一块碧玉镶嵌在燕山群峰之中,水面面积188平方公里,蓄水量43.75亿立方米约占全县面积的十分之一,如此辽阔的水面在华北地区首屈一指。2）气象资料密云县为暖温带季风型大陆性半湿润半干旱气候。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均气温10~12摄氏度，1月-7~-4摄氏度，7月25~26摄氏度。极端最低-27.4摄氏度，极端最高42摄氏度以上。全年无霜期180~200天，西部山区较短。年平均降雨量600多毫米，为华北地区降雨最多的地区之一，山前迎风坡可达700毫米以上。降水季节分配很不均匀，全年降水的75%集中在夏季，7、8月常有暴雨。因受地形的影响，冬季多东北风和西北风，夏季西南风。全年的主导风向为东北风。3）工程地质及地震资料地质结构主要为亚粘土层、粘土层、软塑亚粘土层。亚粘土层埋藏于地下0.5米以下，厚度0.5～11.5米，粘土层埋藏于地下0.5～0.8米，厚度0.5～0.8米，软塑亚粘土埋藏于地下2.5～8.0米，厚度1.4～5.0米。地震裂度按8度考虑。4）水文资料密云河流众多，主要属潮白河水系，较大的河流有14条，年平均自然流量达13.5亿立方米，潮白河纵贯南北，汇合于县城西南3公里处。众多的河流，使密云的水利资源十分丰富，境内除拥有占地224平方公里的密云水库外，还有23座中小型水库。密云水库宛若一块碧玉镶嵌在燕山群峰环抱之中，水面面积188平方公里，蓄水量43.75亿立方米，约占全县面积的十分之一，如此辽阔的水面在华北地区首屈一指。全县有效灌溉面积1.83万公顷。与水库配套兴建的26座小型水电站，装机容量9.4万千瓦，发电量居京郊之首。5）厂址选择厂址选在县城西南城边处，采用潮白河水作为水源。6）水质分析结果表1水质分析结果指标maxmin平均指标maxmin平均温度/05氰0.002//色度1805砷0.001//浊度//450汞///PH//6.9Cr6+0.030.0010.007硬度1106680铅0.080.0020.008Fe2+0.200.010.08NH-N0.030.020.07Mn2+0.050.0020.009BOD///52 铜///COD1//锌///大肠杆菌28930氟0.080.030.06细菌总数48207）设计地下水位地下水位在地下1.5米左右。（3）设计水量出水水质及水压的要求。1）设计水量设计供水量：25万m3/d。2）出水水质出水水质达到生活饮用水卫生标准。3）水压管网最大水头损失按0.294MPa考虑。水厂出厂水压应≥0.58MPa，以满足最不利点处服务水头0.28MPa的要求。城市用水逐日时变化如表2。表2城市用水变化情况时间时变化系数时间时变化系数时间时变化系数0-11.048-96.2116-174.521-20.959-105.6217-184.942-30.9510-115.2818-195.153-41.2011-125.2819-205.674-51.6512-134.9120-216.815-63.4113-144.8121-224.926-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.663.工艺流程确定由于出水水质要求达到饮用水水质标准，即符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85）的规定。水厂采用潮白河水作为水源，拟采用工艺如下：混合机械搅拌澄清池原水混凝剂清水池二级泵房用户消毒剂普通快滤池52 4．各构筑物形式确定及设备型号选择（1）取水构筑物由于该水源地处北方，冬天必然会有冰凌出现，又由于含沙量为0.45kg/m3，故而选用斗槽式取水构筑物，形式为顺流式。取水头部选用垂直向下式喇叭口取水头部。泵房内水泵选用卧式离心泵。（2）药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。（3）混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，采用管式静态混合器混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。（4）澄清池由于进水悬浮物浓度450mg/L<1000mg/L,符合机械搅拌澄清池的适用条件。并且，机械搅拌澄清池又有处理效率高，单位面积产水量大、适应性较强、处理效果稳定等优点，故而选用机械搅拌澄清池。（5）滤池普通快滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然阀门多，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用普通快滤池单层砂滤料。（6）消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。52 采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。设计计算书第一章取水构筑物1.斗槽计算深度h：一般最低水位以下不小于3~4m，按下式计算式中Z-----斗槽入口处的水位差：-----河水平均流速（m/s），取为0.05m/s；θ------斗槽中水流方向与河中水流方向的分叉角（°）,因为取的是顺流式，故θ=0°；δ------河流中冰盖最大厚度（m），取为0.05m；h1------进水孔口顶至冰盖下的距离，此处为2.0m；D------进水孔口直径，DN=1.5（m）；h2-------进水孔口底栏高度，一般采用0.5~1.0m，此处采用0.5m取h=4.1m宽度B式中Q------斗槽中的流量（）；------斗槽中的设计流速（）B=Q/vh=2.8935/(0.1*4.1)=7.06(m)取B=7.10m长度L按潜冰上浮的要求计算：式中k-----考虑涡流及紊流影响的安全系数，可采用3.0；------冰凌期最低河水位时，斗槽中的水深,取为1.7（m）；52 ------冰凌期最低河水位时，斗槽中的水流平均流速,取为0.016（m/s）；u------潜冰的上浮速度，与斗槽所在的河流情况有关。宜采用0.002~0.005m/s，这里采用0.003m/s2.取水头部采用垂直向下式的管式取水头部第二章药剂选择及投加方式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表5-3：水处理工程常用混凝剂表2—1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20℃～40℃；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、PH=8.5～11.0的水；受温度影响小不大受温度影响，适用于PH=6.0～8.4温度适应性强，适用于PH=5.0～9.0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较小价格低，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；据表2-3常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（52 ）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.混凝剂投量的计算由于原水的浑浊度及当地的气温条件的不同，其适用的混凝剂药剂和最佳用量也不同。设计中采用聚合氯化铝，根据原水水质，最大投药量取=51.4mg/L。最低为6.7mg/L，不需投加助凝剂。混凝剂投量计算：T=Q/1000=(51.4*262500)/1000=13492.5kg/d3.混凝剂的投加方式混凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等，投药设备由投加方式确定。（1）计量设备：主要有转子流量泵、电磁流量泵、苗嘴、计量泵等，其中苗嘴适用于人工控制，其他既可人工，也可自控。采用转子流量计。（2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、计量泵投加等方式。本设计选用计量泵投加：计量准确，可以实现自控。图2-1计量泵投加4.混凝剂的调制方法52 混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般是适用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。5.溶液池容积最大投药量a=51.4mg/L，投加浓度15%，一天调制n=4次，W1=Q/417bn=（51.4*10937.5）/(417*15*4)=22.47(m3)(设计中取22.5)溶液池设置2个，每个格的有效容积取11.25,有效高度为2.0m,超高和沉渣高为0.5m,形状采用矩形，尺寸为B×L×H=2m×3m×2.5m溶液池实际有效容积W1=2m×3m×2m=12m3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0.5m。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。6.溶解池容积设计中取W2=0.2W1=0.2×22.5=4.5m3溶解池池体尺寸为：高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.1m。溶解池实际有效容积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，池旁设工作台，宽1.0—1.5m，底设0.02坡度，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。则放水流量为：查水力计算表得放空管管径为DN125mm，相应流速为0.65m/s，本设计的溶解池的放空管和排渣管共用一根管，在底部设DN125mm一根即可。7.投药管投药管流量q=(W1*n*1000)/(24*60*60)=(22.47*4*1000)/(24*60*60)=1.040(l/s)查表得：投药馆管径d=32mm,相应流速为0.75m/s,溶解池底部设管径d=125mm的排渣管一根。8.设备投药计量设备：采用柱塞计量加药泵，泵型号J-Z1250/0.8，单台投加量为1250L/h，选用四台，三用一备。搅拌设备：溶解池搅拌设备采用ZJ型折桨式搅拌机，规格为52 ，功率为3kw，转速为85r/min。9.加药间及药库(1).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DN32mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度≥0.005，并坡向集水坑。(2).药库药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg，每袋规格为，投药量为51.4mg/L,水厂设计水量为，262500m3/d=10937.5m3/h药剂堆放高度为1.5m。聚合氯化铝的袋数N=(Q×24ut)/1000W=(0.024*10937.5*51.4*30)/50=8096(袋)有效堆放面积A=NV/H(1-e)=（8096*0.5*0.4*0.25）/(1.5-1.5e)=262m3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262×1.3=340.6m3。药库平面尺寸取：L×B=25×14=350m3。第三章混合设施1.混合方式混凝剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器等。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10～30s，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。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2.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=2734.375m3/h查水力计算表知v=0.79m/s.52 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700mm4）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。第四章净水工程1.水厂设计水量根据资料，水厂设计供水量25万m3/d，考虑到水厂自用水和水量的损失，确定安全系数K=1.05。这总处理水量Q=1.05×25=26.25万m3/d=10937.5m3/h=3.04m3/s，取为10940m3/h。2.机械搅拌澄清池考虑施工条件、运行管理，采用4座机械搅拌澄清池52 Q=3.04/4=0.76m3/s本池计算按不加斜板进行，但保留以后加设斜板（管）的条件，在计算过程中对进出水、集水等流路系统按2Q进行校核，其他有关工艺数据采用低限。(1)第二反应室Q’=5Q=5*0.76=3.8m3/s设第二反应室内导流板截面积为0.04，为50mm/sW1=Q/=3.8/0.05=76m2D1=√4（W1+A1）/π=9.84m取二反应室直径=10.0m，反应室壁厚=0.25m=+2δ1=10.0+2*0.25=10.5mH1=Qt1/W1=3.8*60/(π/4×10.02)=2.90m(取t1=60s)考虑构造布置，选用=3.09m(2)导流室倒流室中导流板截面积：导流室面积：W2=W1=76m2取导流室直径为14.4m，导流室壁厚=0.1mD2=D2+2δ2=14.4+2*0.1=14.6mH2=(D2-D1)/2=(14.6-10.5)/2=2.05m设计中取用=2.1m导流室出口流速：=0.05m/s出口面积：A3=Q/u6=3.8/0.05=76m2则出口截面宽H3=2*76/π/(14.6+10.5)=1.93m取=1.9m出口垂直高度H3=√2*1.9=2.69m，取为2.7m（3）分离室取为0.001m/s分离室面积：W3=Q/u2=0.76/0.001=760m2池总面积：W=W3+πD22/4=760+π14.62/4=927.42m2池直径：D=√4W/π=30.4m取池直径为30.4m，半径R=15.2m52 （4）池深计算池深见下图，取池中停留时间T为1.5h有效容积：V=3600QT=4104m3考虑增加4%的结构容积，则池计算总容积：V=V(1+0.04)=4104*1.04=4268.16m3取池超高，设池直壁高H4=2.5m则池直壁部分容积W1=H4πD2/4=2.5*π*30.42/4=1814.58m3W2+W1=V－W1=4268.16-1814.58=2453.58m3取池圆台高度：H5=5.3m，池圆台斜边倾角为45°，则底部直径：DT=D-2H=30.4-2*5.3=19.8m本池池底采用球壳式结构，取球冠高H6=1.00m圆台容积=2661.46m3球冠半径R球=（DT2+4H62）/8H6=(19.82+4*1.002)/8/1.00=49.51m52 球冠体积:W3=πH62(R球-H6/3)=π*1.002*(49.51-1.00/3)=154.49m3池实际有效容积：V=W1+W2+W3=1814.58+2661.46+154.49=4630.53m3V’=V/1.04=4630.53/1.04=4452.433m3实际总停留时间：T=4452.433*1.5/4104=1.6h池总高度：H=H0+H4+H5+H6=0.3+2.5+5.3+1.0=9.1m（5）配水三角槽进水流量增加10%的排泥水量，设槽内流速B1=√(1.10*0.76/0.5)=1.29m，取=1.30m三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同出水孔总面积1.10Q/u3=1.10*0.76/0.5=1.672m2采用孔口d=0.2m，每孔面积为0.03142m2出水孔数4*1.672/π/0.22=53.22个为施工方便采取沿三角槽每6°设置一孔共60孔。孔口实际流速u3=1.10*0.76*4/0.22/60/π=0.44m/s（6）第一反应室：二反应室底板厚：D3=D1+2B1+2δ3=10.5+2*1.3+2*0.15=13.4mH7=H4+H5-H1-δ3=2.5+5.3-3.09-0.15=4.56mD4=（DT+D3）/2+H7=（19.8+13.4）/2+4.56=21.16m取，泥渣回流量：回流缝宽度：B2=4Q/πD4u4=0.30m，设裙板厚：D5=D4-2(√2B2+δ4)=21.16-2*(√2*0.30+0.06)=20.19m按等腰三角形计算：H8=D4-D5=21.16-20.09=1.07mH10=（D5-DT）/2=(20.19-19.8)/2=0.195mH9=H7-H8-H10=4.56-1.07-0.195=3.295m=3.30m(7)容积计算：=π*3.3*(13.42+13.4*20.19+20.192)/12+π*20.192*1.07/4+π*0.195*(20.192+20.19*19.8+20.192)/12+154.49=1209.33m352 =π*10.52*3.09/4+π*(14.62-10.52)*(3.09-1.3)/4=412.25m3V3=V’-(V1+V2)=4452.433-(1209.33+412.25)=2830.853m3则实际各室容积之比为：二反应室：一反应室：分离室=412.25:1209.33:2830.853=1:2.93:6.87池各室停留时间：第二反应室=412.25*60/840=29.4min第一反应室=29.4*2.93=86.14min分离室=29.4×6.87=201.98min其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为115.54min(8)进水系统进水管选用d=900mm，出水管选用d=900mm(9)集水系统因池径较大采用辐射式集水槽和环形集水槽集水。每条集水槽与澄清池周避上环形集水槽相连接，集水槽均匀开口。另外考虑加装斜板管的可能，故而对集水系统除按设计水量计算外，还以2Q进行校核，决定槽断面尺寸。辐射集水槽共设8根q1=Q/8=0.76/8=0.095m3/s设辐射槽宽:b1=0.5m,槽内水流流速为v51=0.5m/s，槽底坡降槽内终点水深：h2=q1/v51b1=0.095/0.5/0.5=0.38m槽内起点水深：式中hk=3√（αq12/gb2）=0.1544m代入公式得：h1=0.3069m按2校核，取槽内水流流速v51’=0.6m/sh2=q1/v51’b1=2*0.095/0.6/0.5=0.633mhk=3√（αq12/gb2）=0.1544m代入公式得：h1=0.5489m52 设计取水槽内起点水深为0.55m，槽内终点水深为0.65m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口跌落0.07m，槽超高0.2m见上图槽起点断面高为：0.55+0.07+0.05+0.20=0.87m槽终点断面高为：0.65+0.07+0.05+0.20=0.97m环形集水槽：q2=Q/2=0.76/2=0.38m3,取槽宽b2=0.8m，考虑施工方便槽底取平面则il=0槽内终点水深：h4=0.38/0.6/0.80=0.792m槽内起点水深：hk=3√（αq22/gb22）=0.284m代入公式得：h3=0.8277m流量增加一倍时吗，设槽内流速为hk=3√（0.762/9.81/0.82）=0.303mh4=0.76/1.0/0.8=0.95mh3=√（2*0.3033/0.95+0.952）=1.047m设计取用环槽内水深为1.05m,槽断面高为1.05+0.07+0.05+0.30=1.47m（槽超高定为0.3m）。总出水槽：设计流量为0.76m3/s，槽宽b3=1.0m，总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速，槽底坡降，槽长为6.5m槽内终点水深：h6=Q/v53b3=0.76/0.8/1.0=0.95m，取为0.95m,A=Q/v53=0.76/0.8=0.95m2R=A/P=0.95/(2*0.95+1.0)=0.3276my=2.5√n-0.13-0.75√R（√n-0.10）=0.1611C=Ry/n=0.32760.1611/0.013=64.27i=v532/RC2=0.82/0.3276/64.272=0.000473槽内起点水深：h5=h6-il+0.000473*5.3=0.753m，取为0.75m流量增加一倍时总出水槽内流量Q=1.52m3/s，槽宽b3=1.0m,取槽内流速槽内终点水深：h6=Q/v53b3=1.52/0.9/1.0=1.69m,A=Q/v53=1.52/0.9=1.69m2R=A/P=1.69/(2*1.69+1.0)=0.3858my=2.5√n-0.13-0.75√R（√n-0.10）=0.1485C=Ry/n=0.38580.1485/0.013=66.78i=v532/RC2=0.92/0.3858/66.782=0.000471槽内起点水深：h5=1.69-0.2+0.000471*5.3=1.492m设计取用槽内起点水深为1.5m设计取用槽内终点水深为1.7m槽超高定为0.3m52 按设计流量计算得从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为=(0.3069+0.1-0.38)+(0.8277-0.792)+0.000473*5.3=0.065设计流量增加一倍时从辐射槽起点至总出水槽终点的水面坡降为=(0.5489+0.1-0.633)+(1.047-0.95)+(1.492+0.2-1.69)=0.1149m辐射集水槽有下列两种集水方式，采用孔口或三角堰口：1）辐射集水槽孔口出流：孔口出流，取孔口前水位高0.05m，流量系数μ取为0.62孔口面积f=q1/（u√2gh）=0.095/（0.62√2*9.81*0.05）=0.1547在辐射集水槽双侧及环形集水槽外侧预埋DN50塑料管作为集水孔，如安装斜板（管）时，可将塑料管剔除，则集水孔径改为DN70.每侧孔口数目：n=2f/πd2=2*0.1547/π/0.052=39.39个安装斜板（管）后流量为2，则孔口面积增加一倍为0.3094每侧孔口数目：n=2f/πd2=2*0.3094/π/0.072=40.20个设计采用每侧孔口数为40（包括环形集水槽1/2长度单侧开孔数目）。2)辐射集水槽三角堰（90°）集水，见图采用钢板焊制三角堰集水槽，取堰高C=0.10m，堰宽b=0.20m，即90°三角堰，堰上水头h=0.08m。单堰流量：q0=1.4h2.5=1.4*0.082.5=0.0025343m3/s辐射集水槽每侧三角堰数目：n=q1/2q0=0.095/2/0.0025343=18.743个加设斜板（管）流量增加一倍则n增加为37.486个，参照辐射集水槽长度及上述计算，取集水槽每侧三角堰的个数为38个。（10）排泥及排水计算污泥浓缩室：总容积根据经验，按池总容积的1%考虑V4’=0.01V’=0.01*4452.433=44.52m3分设三斗，每斗容积V斗’=V4’/3=44.52/3=14.84m3设污泥斗上底面积：S上=5.0*2.8+2*5.0*h斗/3=5.0*2.8+2*5.0*0.302/3=15.007m2式中h斗=R1-√(R12-2.52)=10.5-√(10.52-2.52)=0.302m52 下底面积：S下=0.5*0.5=0.25m2污泥斗容积:V斗=2.4*(15.007+0.25+√(15.007+0.25))/3=15.33m3排泥斗见图三斗容积：V4=15.33*3=45.99m3排泥周期：本池在重力排泥时进水悬浮物含量一般≤1000mg/l,出水悬浮物含量一般≤5mg/l，污泥含水率P=98%，浓缩污泥密度。T0=104V4(100-P)ρ/(S1-S4)/Q=20574.47/(S1-S4)min与关系值见下表与关系值排泥历时：设污泥斗排泥管为DN100,其断面电磁排泥阀适用水压h≤0.04MPa取λ=0.03，管长l=5m局部阻力系数：进口ξ=1×0.5=0.5，丁字管ξ=1×0.1=0.1出口ξ=1×1=1，45°弯头ξ=1×0.4=0.4闸阀ξ=0.15+4.3=4.45（闸阀、截止阀各一个）∑ξ=6.45流量系数：52 排泥流量：排泥历时：t0=15.33/0.0229=669.43s放空时间计算：设池底中心排空管直径DN250本池开始放空时水头为池运行水位至池底管中心高差,见图曲λ=0.03，管长l=15m局部阻力系数ξ：进口，出口闸阀，丁字管，∑ξ=2.0流量系数：瞬时排水量:q=uw02√2gh2=0.46*0.04909*√(2g*8.85)=0.298m3/s放空时间:式中K1=D2/ud2√2g=30.42/0.46/0.252√2g=453.57ctgα=1,DT=19.8t=2*453.57*(8.851/2-6.351/2)+2*7.85*(19.82*6.351/2+4*19.8*6.353/2/3+4*6.355/2/5)=23831.40s=6.62h52 (11)机械设备计算：搅拌机是机械澄清池的主要设备,搅拌机可使池内液体形成两种循环流动，以达到使水澄清的目的，其作用有二：一是机械反应，由提升叶轮的桨叶在第一反应室内完成机械反应，使经过加药混合产生的絮凝颗粒与回流中的原有矾花碰撞接触而形成较大的颗粒。；二是澄清分离，提升叶轮将第一反应室内形成絮凝颗粒的水体提升到第二反应室，再经折流到澄清区进行分离，清水上升，泥渣从澄清区下部再回流到第一反应室。（1）已知条件：原水容重=1050kg/净产水能力Q=62500/d=0.76/s叶轮提升水量=5Q=3.8/s叶轮提升水头H=0.05m叶轮外缘线速度=1.2m/s叶轮转度要求无级调速调动装置采用手动升降叶轮方式，其开度h取叶轮出水口宽度B（2）计算：①叶轮的外径：d=0.155D=0.155×30.4=4.71m②叶轮转速：n==60*1.5/π/4.71=6.08转/秒③叶轮的出水口宽度：B==60*3.8/3/6.08/4.712=0.563m设计中取为0.56m其中C为出水口宽度计算系数，一般取为3④叶轮提升消耗功率：==1050*3.8*0.05/0.6/102=3.260KW⑤桨叶消耗功率：=（kW）式中：——叶轮旋转角速度，=2/d=0.64rad/sh——桨叶高度，h=3.3/3=1.1m（3.3为第一反应室高度）——桨叶外缘半径，=0.9d/2=0.9×4.71/2=2.12m——桨叶内缘半径，=－b=2.12－0.37=1.75mb——桨叶宽度，b=h/3=1.1/3=0.37m52 Z——桨叶数，Z=8C——阻力系数，C=0.3则N2=0.3*1050*0.643*1.1*（2.122-1.752）*8/（400*9.81）=0.265KW⑥搅拌功率：N=+=3.260+0.265=3.525Kw⑦电动机（采用自锁蜗杆）功率：电磁调速电动机效率：=0.8～0.83三角皮带传动功率一般取0.96蜗轮减速器效率，按单头蜗杆考虑，去0.7轴承效率取0.9则==0.8×0.96×0.70×0.9=0.48所以电动机功率=N/=7.344kW⑧搅拌机轴扭矩：=9550=9550*3.525/6.08=5536.8N*m⑨驱动：采用电磁调速电机，减速方式采用三角带和蜗轮减速器两级减速。因叶轮需调整出水口宽度，故需设计专用立式蜗杆减速器。选用电动机：JZS2G—61功率0.1—10kW转速18—1760转/min3.滤池设计计算采用普通快滤池。主要由滤池本体、管廊、冲洗设施、控制室组成。设计内容包括池体个数、平面尺寸、高度、集水系统、配水系统冲洗水箱及廊道等。考虑到技术效果和经济因素，所以滤料选择：单层石英砂滤料。00设滤池滤速为v=12m/h；冲洗时间为t=6min=0.1h（1）滤池面积F滤池工作时间为24小时，冲洗周期为T=12h。滤池实际工作时间为T′=24-24t/T=24-24×0.1/12=23.8(h)滤池总面积F=Q/vT＇=262500/12×23.8=919.12m2采用滤池数N=12，布置成对称双行排列每个滤池面积f=F/N=919.12/12=76.59(m2)（小于100平方米）设计中取L=11.0m,B=7.0m,滤池的实际面积为11.0*7.0=77m2校核强制滤速v′v′=Nv/(N-1)=12×12/(12-1)=13.09(m/h)（2）滤池高度H采用：承托层厚度H1=0.40m滤料层厚度H2=0.70m砂面上水深H3=1.80m滤池超高H4=0.30m所以，滤池总高度为：H=H1+H2+H3+H4=0.40+0.70+1.80+0.30=3.20m52 根据《给水排水设计手册03册城镇给水》P641页，冲洗强度可采用，为防止反冲洗时煤粒流失，在全年不同水温时，应使滤层的膨胀率基本相同。因此一年内，至少在高水温和低水温时应采用两种冲洗强度。本设计取用高水温时反冲洗强度，低水温时反冲洗强度为。则相应的反冲洗水流量根据：qg=f*q（3）配水系统根据水温较高时的反冲洗强度来配置。水温较高时：qg=f*q0=77*15=1155L/S干管始端流速：设计中取D=1mvg=4*1.15/3.14=1.46m/s配水支管根数：设计中取a=0.25mnj=2*11/0.25-2=86根单格滤池的配水系统如下图所示：52 单根支管入口流量：qj=qg/nj=1155/88=13.125L/s支管入口流速：设计中取=0.1m，单根支管长度：52 设计中取B=7m，D=1.0m配水支管上孔口总面积：设计中取K=0.25%FK=0.25%*77=0.1925m2=192500mm2配水支管上孔口流速Vk=qg/Fk其中Vk一般取5~6m/s有Vk=1.155/0.1925=6.0m/s单个孔口面积：设计中取孔口总数：52 NK=192500/78.5=2452个每根支管上的孔口数：nK=2452/88=28个支管上孔口布置成二排，与垂线成45°夹角向下交错排列，如图右所示。孔口中心距：设计中取，nK=28个aK=3.0*2/28=0.21m孔口平均水头损失：设计中取，按课本表6-3，选用流量系数μ=0.67，则：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60对大阻力配水系统，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0.552 FK/njfj=0.1925*4/88/3.14/0.1/0.1=0.31<0.5，满足要求。（4）洗砂排水槽根据《给排水设计手册第三册城镇给水》P641页关于普通快滤池双层滤料的滤池，洗砂排水槽顶距滤层表面高度H：设计中取，，，砂层和砾石的厚度和最大粒径根据课本表9-24选取：选择，，计算：a.洗砂排水槽中心距：因洗砂排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数，池中洗砂排水槽总数，L=10m52 b.每条洗砂排水槽长度:设计中取b=0.8m，B=7mc.每条洗砂排水槽的排水量:设计中取，q0=1155/8=144.375L/Sd.洗砂排水槽断面模数:洗砂排水槽采用三角形标准断面，如右图所示。洗砂排水槽断面模数设计中取则计算出x：x=√（144.375/1000/0.6）/2=0.25m综上计算出：洗砂排水槽顶距滤层表面高度HH=45%*0.4+55%*0.4+2.5*0.25+0.05+0.075=1.15m排水槽总平面面积：F0=2*0.25*3.1*8+0.8*10=20.4校核排水槽总平面面积与滤池面积之比，F0/f=20.4/77=26.5%≈25%，基本满足要求。52 （5）中间排水渠：He=1.73*3√（1.155/9.81/0.82）=0.98m单格滤池的反冲洗排水系统布置如下图所示：（6）滤池反冲洗方式：滤池反冲洗水可由高位水箱或专设的冲洗水泵供给。设计中按水泵供水反冲洗方式进行计算单个滤池的反冲洗用水总量：W=q·f·t／1000式中W—单个滤池的反冲洗用水量（M3）t—单个滤池的反冲洗历时（S）设计中取t=7min=420s,q=15L/(s*m2)W=15*77*420/1000=485.1m3水泵反冲洗：52 根据《给水排水工程快速设计手册—给水工程》P274，水泵流量：Q’=77*15=1155L/S水泵扬程：----配水系统水头损失，m，设计中为大阻力系统，取=4.0m；----承托层水头损失，m，设计中取=0.14m；----砂滤层和煤滤层水头损失，m，设计中取=1.2m；设计中取：根据水泵流量进行选泵，最终确定水泵型号为32SA-19J,泵的扬程为17m，流量为1282L/s。配套电机选用JZS2G-11;共选两台泵，一用一备。水泵吸水管采用钢管，吸水管直径1000mm，管中流速v=1.33m/s,符合要求。水泵压水管也采用钢管，压水管直径800mm，管中流速v=2.09m/s，基本符合要求。（7）进出水系统进水总渠：设计中采用矩形进水渠，取进水总渠渠宽B1=1200mm，滤池的总进水量为Q=25万立方米/每天=2.894立方米/每秒，水深为1.6m，渠中水流速为1.507m/s。单个滤池进水管：单个滤池进水管流量Q2=2.894/12=0.241m3/s，采用进水管直径D2=600mm，管中流速v2=0.85m/s。52 反冲洗进水管：冲洗水流量qg=1155L/s，采用管径，管中流速。清水管：清水总流量Q=2.894m3/s，总清水干管采用D4=1100mm，单个滤池清水管流量Q2=0.241m3/s，采用管径D5=400mm，管中流速。排水渠：排水流量qg=1155L/s，排水渠断面宽度，渠中水深1.5m，渠中流速v5=0.77m/s。排水虹吸管选D5=400mm，管中流速为v=0.76m/s。4.清水池的计算（1）清水池的有效容积清水池的有效容积，包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水的调节。清水池的总有效容积：设计中取k=10%，Q=250000m3/dV=0.1×250000=25000m³清水池共设2座，则每座清水池的有效容积为V1=V/2=25000/2=12500m3每座清水池的面积：设计中取池深h=5mA=V1/h=12500/5=2500m2取清水池宽B为40m，则池长L为L=A/B=2500/40=62.5m取63m则清水池实际有效容积为5×63×40=12600m3（2）管道系统1）清水池的进水管D1=√(Q/4/0.785/v)=√(3.038/4/0.785/0.8)=1.10m设计中取进水管管径为DN1100mm，进水管内实际流速为0.7m2）清水池的出水管：Q1=KQ/24=1.4*262500/24=15312.5m3/h=4.253m3/s出水管管径：52 =√（4.253/4/0.785/0.8）=1.30m设计中取DN1300mm，则流量最大时出水管内的流速为0.755m/s。3）清水池的溢流管：溢流管的直径与进水管管径相同，取DN1100mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。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2h内将池水放空计算。排水管内流速按1.2m/s估计，则排水管的管径D3=√(6300/2/3600/0.785/1.2)=0.96m设计中取排水管管径为DN1000mm。清水池的放空采用潜水泵排水，在清水池低水位进行。(3)清水池的布置1）导流墙：在清水池中设导流墙，以防止池内出现死角，每池导流墙设2条，两边间距为13m，中间为14m将清水池分成3格，在导流墙内每隔1.0m，设0.1×0.1m过水方孔，使清水池清洗时，排水方便。2）检修孔在清水池顶设圆形检查孔2个，直径为1200mm.3）通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶设通气孔，共12个，每条廊道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。4）、覆土厚度在清水池顶部覆盖1.0m厚的覆土，并加以绿化，美化环境。清水池的计算下面简图。52 5.二泵房的计算设计（1）设计计算1）设计流量：最高时为Q=4982.64L/s2）设计扬程：式中——管网控制点处地面标高与清水池最低水位间高差清水池最低水位标高与地面的高差为：5m，按地形平坦计，∴——控制点水压，——输水管水头损失，取0.1m。——管网水头损失，取3m。——泵站内管路水头损失，粗估为1m；——安全水头，取安全水头为2.0m；因而，5+58+0.1+3+1.0+2.0=69.1m。3）选水泵和电机52 a.根据最大供水时Q=4982.64L/s=17937.5m3/h,H=69.1m，为了在城市用水量减少时进行灵活调配，并且节能，选择几台水泵并联工作来满足最高时用水量和扬程需要；而在用水量减少时，减少并联水泵台数或单泵供水，并保持工作水泵在其高效段工作。可以采用4台32SA-10型泵并联，其中1台泵备用。b.对所选水泵的校核在泵站中水泵选好之后，还必须按照发生火灾时的供水情况，校核泵站的流量和扬程是否满足消防时的需要。式中取324。取16531。10937.5。5%——补充消防用水的时间，从24—48h，由用户的性质和消防用水量的大小决定，见建筑设计防火规范；取1h。则Q=13520.5=3755.7L/s可以看出所选水泵能满足消防要求。c.水泵机组布置1）、布置形式：直线单行布置，2）、水泵基础设计查《给水排水设计手册11》SA型泵安装尺寸计算，所选水泵不带底座，查表得:SA型单级双吸离心泵和电机的安装尺寸为：水泵的安装尺寸表2—10水泵电机W/kgL/mB/mH/m型号/kg型号/kg32SA-105800YR1600-8/14309600154005.6182.2852.105基础深度的确定：，式中——基础长度，——基础宽度，——基础所用材料容重，选用钢筋混凝土，，52 ——水泵和电机重量，H=3*15400*9.8/5.618/2.285/23520=1.5mH=1.5m>20*35=0.7m，符合要求。4）吸、压水管路计算每台水泵有单独的吸、压水管，吸、压水管路中水流经济流速基本要求：吸水管路流速：DN<250时1.0～1.2m/sDN≧250时1.2～1.6m/s压水管路流速：DN<250时1.5～2.0m/sDN≧250时2.0～2.5m/s（1）吸水管查水力计算表得：管径DN1100，v=1.49m/s，i=2.74‰（2）压水管查水力计算表得：管径DN900，v=2.47m/s，i=10.4‰5)泵房高度的计算泵房所在地坪标高为43.5m，考虑施工方便以及可满足吸水要求，采用半地下式泵房，取地下部分高度为2.5m泵房地面上高度（不包括行车梁以上高度）为：=0.84+0.8+0.5+0.85*2.285+0.2+0.1+2.105=6.49m式中，a——单轨吊车梁高度，取0.84m；b——滑车高度，取0.8m；c——小车在钢丝绳绕紧情况下的长度，取0.5m；——为起重绳垂直长度，水泵宽的0.85倍；——为最大的一台机组的高度，2.105m；——为吊起物底部与泵房进口处平台的距离，200mm；——为100mm。由上面的计算可知，所以泵房的总高度为：H=H1+1=6.49+1=7.49m设计时取8m（3）附属设备的选择1）起重设备水泵重量5800Kg，电机重量9600Kg，选用型手动单轨小车，起升高度6m，起升速度1.5m/min，起重量为10吨。52 2）排水设备泵房是半地下式，采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水集中到集水坑，再用泵抽吸到室外。泵房排水按照20-40计，排水泵静扬程按5m计，水头损失约1m。所以总扬程6m左右，可选用40Z-30A离心泵，流量21m3/s，扬程8.5m，配用的电机Y90L-4，均设两台，一用一备。3）通风设备泵房是半地下式，采用自然通风。4）真空泵选择抽气流量：＝＝式中，吸水管中空气的体积（0.282），；泵壳内的空气体积，为0.247；大气压的水柱高度，为10.33m；漏气系数，采用1.05；水泵充水时间，为4min；水泵的安装高度。选用一台SZ-2型真空泵，功效10KW，抽气量。（4）泵房平面尺寸确定①机器间长度：因电机功率大于55kW，且为高压，所以C=1.8+0.5=2.3m32SA-10长度为5.618m，则基础总长度L=4×5.618=22.472m泵间留有检修的空间，长度为4.0×3=12m此外，在泵房长度的一侧留有4.5m的检修场地，另一侧留有1m的通道。所以机器间总长度L=22.472+12.0+4.5+1=39.97m，设计时取40m。②机器间宽度W=2.3+1.5+3=6.8m设计中取7m。再取1.5+7=8.5。设计时取二泵房总宽为8.5m。③检修平台：取其宽为4.5m，长为8.5m。52 6.配水井和吸水井的设计计算（1）配水井的计算为了使机械澄清池配水均匀，所以设置配水井1个，采用一端进水另一端出水的方式。水停留时间为90s，配水井的进水流量为3.038，则配水井的有效容积为：V=3.038*90=273.42m3取配水井有效水深4.8m，超高0.3m，井体采用圆形，则配水井表面积：S=V/4.8=273.42/4.8=56.96m2;;R=√(S/π)=4.3m。则配水井直径D=2R=8.6m。实际容积V=πR2*4.8=3.14*4.32*4.8=278.68m3可以采用。为了防止一侧进水直接冲击出水管，应在进水侧设置一座挡水墙，墙高采用2.0m。出水管采用Dg=900mm的铸铁管，其流量按照水量的75%进行计算：v=3.038*0.75*4/3.14/1.32=1.72m/s（2）吸水井的计算设计根据需要设置分建式吸水井，靠近泵房一侧与二泵平行设置，与泵房之间的距离为2m，分成独立的两个，中间隔墙上安装阀门以保证足以通过邻格最大吸水流量。其调度管理方便，吸水管道短，水泵运行安全程度高。其存水量经常变化，井口水位随清水池水位涨落而变化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。最低水位为清水池池底标高减去管路水头损失，清水池池底标高为38.9m，故吸水井最低水位为41.42m。52 吸水井主要计算其有效容量，采用最小容量法，设水在吸水井的停留时间为，则吸水井的有效容积为：=262500*3/24/60=546.875m3二泵房设有四台泵，三用一备，每台泵都有单独的吸水管，Q=6330。查水力计算表得：管径DN1100，v=2.04m/s，i=4.13‰喇叭口直径D取D=1.50d=1.65m，喇叭口与吸水井井底距离为h1=0.8D=1.65*0.8=1.32m；喇叭口的最小淹没深度应在吸水井最低水位以下0.6～1.2m,，取；喇叭口与井壁净距b=1.0D=1.65m吸水井宽度B=1.65*3=4.95m,取为5.0m；吸水井长度3*8.0+1.65*2+1.65*4=33.9m取34m7.加氯间的设计计算1、消毒方式选择消毒的方法有多中，有臭氧，二氧化氯，漂白粉，液氯。其中臭氧杀菌效果最好，PH影响小，管网中需要补加氯，成本高；二氧化氯杀菌效果优良，PH影响小，但其必须现场制作使用；漂白粉只适用于小水厂；液氯杀菌效果好，使用方便，52 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。综合各方面因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂。2、加氯量计算设计加氯量应根据实验或相似水厂的运行经验，按照最大用量计算应使余氯附合《生活饮用水卫生标准》的要求，投加取决于氯化的目的，并随水中的氯氨比、PH值、水温和按触时间等变化。本设计采用1.2mg/L,接触时间不小于30分钟。加氯量计算:最大投氢量（mg/L）需消毒的水量(/h)Q=0.001*1.2*262500/24=13.125kg/h3、加氯设备的选择拟采用ZJ-1型转子加氯机2台，一用一备，加氯量为5~45尺寸LBH=,加氯机安装在墙上，两台加氯机间的净距为0.8m，安装高度高出地面1.5m。采用容量为1000的氯瓶，D=，L=，氯瓶自重7204、液氯仓库存储量按最大用量30天计算，则W=30*24*13.125=9450kg需要氯瓶数：n=9450/1000=9.45个，取10个采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为10m×5m,氯库平面尺寸LB=10m×10m。根据氯瓶的重量，设置磅秤型号TXS500B放在磅称坑内，磅称面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。加氯间低处要设置排风扇及时排除室内积聚的氯气，氯库和加氯间应该设测定空气中氯气浓度的仪表和漏气报警仪。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。密云县域西夏季西南风，冬季多东北风和西北风，主导风向为东北风，故将加氯间设在水厂的东南方，靠近滤池和清水池。氯水管线敷设在地沟内直到加氯点，地沟内有排水设施防止积水，氯水管管材用橡胶管，氯气管用无缝钢管，给水管用镀锌钢管。在氯库引入DN100给水管主干管，通向氯瓶上空的支管为DN30，供喷淋用，以便加速液氯气化，水压大于20m。在从氯库进入加氯间，每个加氯机进一个给水管，管径为DN30,供加氯机投药用。而且在氯库和加氯间分别设置排水地漏，引出管管径为DN75。52 为搬运氯瓶方便，在氯库内设单轨电葫芦一个，轨道在氯瓶上方，轨道通向氯库大门以外。第五章泥处理系统1.设计条件（1）水厂设计能力25万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）澄清池设4池，每池每日排泥一次。历时6.62h，排泥流量为329.76m3/h(4)滤池一组共12格，冲洗周期24h，冲洗强度为52 ，滤池单格面积F=76.59,每次清洗水量为485.1m3，水停留水间tmin=6min，冲洗废水含水率99.97%（含固率0.03%），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.设计计算(1)污泥处理系统设计规模（每日需处理的干固体总量）根据上述设计水质指标每日干固体量：=Q(T*E1+A*E2)*10-6=262500*(450*1.0+10%*51.4*1.53)*10-6=120.2t其中：Q－设计水量T－设计采用的原水浊度（NTU）E1–浊度与ss的换算系数，取1.0A－铝盐混凝剂加注率（以硫酸铝计单位mg/L）E2－碱式氯化铝与氢氧化铝的换算系数，为1.53(2)澄清池排泥水量Q2=4*6.62*329.76=8732m3/d(3)滤池冲洗废水量Q2=12*485.1=5821.2m3/d(4)滤池冲洗废水干固体量Ds3=5821.2*0.03%=1.746t(5)澄清池排泥干固体量Ds3=120.2-1.746=118.454t排泥浓度ss2=118.454/8732=1.4%(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：8732+2104=10836，设计小时流量451.5（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119.24t。(8)浓缩池浓缩污泥量按浓缩污泥浓度为3%计算,119.24/0.03=3981m3/d，上清夜流量为10836－3981=6855（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3981/16=248.81，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：119.425*98.2%=117.28t，分离液中干固量0.81t。52 (11)泥饼含固率27%，故泥饼体积为118.454/0.27=438.72，每小时泥饼体积438.72/16=27.42(12)分离液水量为3981-438.72=3542.283.排泥池设计①调节容积的计算：污泥浓缩池每小时排泥量为:3981*4/24=663.5m3/s,排泥池有效容积取为：W=663.5*3=1990.5m3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排泥池设两个，则单池面积：f=V/2/H=1990.5/2/4=248.8m2取池子D=18m。则池净高取4.6m。所以安全储量为：W4=92π*0.5=127.23m3②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。4.浓缩池设计设计要点：泥浓缩宜采用重力浓缩，当采用气浮浓缩和离心浓缩时，应通过技术经济比较确定。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，圆形辅流式浓缩池四个。每池设计流量：14083.1/4=3520.775m3/d=146.70m3/h固体通量：污泥浓缩时间：16h进泥含水率：99.1%52 出泥含水率：97%进泥浓度：9.37g/l(1)浓缩池面积:A=QW/GL=146.70*9.37/2.5=549.8m2(2)浓缩池直径:D=√(4A/π)=√(4*549.8/π)=26.46m选用池径26.5m浓缩池容积:V=Q0T=146.7*16=2347.2m3(3)沉淀池有效水深h2=V/A=2347.2/549.8=4.27m(4)浓缩后剩余污泥量Q1=QW(1-P1)/(1-P2)=3520.775*(1-0.99)/(1-0.97)=1173.59m3/d=0.0136m3/s(6)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。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。污泥斗容积：=5.1m3=244.28m3污泥斗中污泥停留时间：T=(V1+V2)/3600/Q1=(5.1+244.28)/3600/0.0136=5h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浓缩后分离出的污水量（上清液）：Q9’=3520.775-1173.59=2347.185m3/d=97.80m3/h=0.027m3/s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DN30052 出水槽流量为q=0.0186m3/s则V=0.0186/0.4/0.1=0.46m3溢流堰周长：C=π(26.5-0.8)=80.74m溢流堰采用单侧三角形出水堰，三角堰顶宽，深浓缩池三角堰个数为：80.74/0.2=404个每个三角堰流量：q0=0.0186/403=0.000046m3/s三角堰水深：h’=0.7q02/5=0.7*0.0000462/5=0.01m三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为。溢流管：Q=0.0186m3/s，溢流管径取DN250mm，则管内流速排泥管：污泥量q5=0.0136m3/s，采用污泥管径DN500，排入污泥调节池。刮泥装置：采用中心驱动半臂刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。进泥管管径：。5.污泥调节池设计①浓缩池出泥量：Q出泥=4046.88m3/d=168.62m3/h,②调节容积：V=168.62*2=337.24m3,③为便于调节池维修，调节池设两个，则每个池的调节溶积为：V调=168.62m3④调节池采用圆形，取D=8.2m，其中有效水深3.0m,超高0.3m。⑤调节池容积为：V=(3.0+0.3)*4.1*4.1*π=174.27m3⑥调节池池底设搅拌机，防止污泥沉积。排泥池进水管管径100mm，管内流速0.28m/s52 排泥池出水管管径150mm，管内流速0.21m/s6.脱水机房设计采用机械离心脱水，根据国内各水厂的经验，拟采用转筒式离心压滤机，也称卧式螺旋离心脱水机。1、离心脱水机选型计算已知：脱水机处理量E=148.896m3/h，t=16h，s=104.06t/d，P3=97%。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、附属设备计算（1）投料泵计算取1台投料泵供1台脱水机，则2台脱水机需2台投料泵运行。选3台投料泵，2用1备。（2）泥饼发生量的计算计算公式如下W=(0.4+0.6*P4)*s/(1-P4)=(0.4+0.6*0.73)*104.06/（1-0.73）=61.91m3/d式中W——每周期泥饼体积。S——每周期所处理的干泥量——泥饼含水率（3）上清液水量计算Z4=(P3/(1-P3)-P4/(1-P4))*s=3083.85m3/d合每小时流量：Z4=3083.85/16=192.74m3/h。3、离心脱水机及附属设备布置布置成两层，，二层做成一个钢平台。为了减小钢平台的面积，将离心脱水机的附属设备（如药剂制备及投药系统）布置在底层，泥饼输送设备螺旋运输机，滤布冲洗系统布置在钢平台下面，钢平台上只放置主机，以减小钢平台的面积。根据脱水机的安装尺寸，则设计时脱水机房的平面尺寸设计为：L*B*H=12m*7m*5m，其中药品间尺寸为：L*B=3m*4m，控制室的尺寸为：L*B=3m*3m。在控制室放置离心机电器控制柜。其平面布置如下图52 第六章水厂附属建筑物和人员编制净水厂的附属建筑按功能分生产性和生活性两大类。生产性包括：化验室，机修间，车库，办公用房等；生活性包括：食堂，浴室，锅炉房，传达室，宿舍等。此外水厂内其他一些建筑物；如堆场，车棚，围墙，篮球场。水厂规模是25万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：1、生产管理及行政办公用房(1)生产管理用房：取350平米，未包括厕所、贮藏室面积。(2)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。2、化验室（1）包括：理化分析室、毒物检验室、生物检验室(包括无菌室)、加热室、天平室、仪器室、药物贮藏室（包括毒品室）、办公室、更衣室等组成。（2）面积和人员配备：取200，配备8人。不包括车间班组化验室。3、维修车间：（1）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。（2）水表间：不设置（3）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。（4）泥木工间：泥木工间面积60，人数为4人。52 1、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。2、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。3、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；4、浴室与锅炉房：浴室取80。锅炉房取80。5、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。6、宿舍：设值班宿舍和单身宿舍，家属宿舍设置在厂区外。值班宿舍供中、夜班工人临时休息用房，宿舍面积可按4/人考虑，住宿人数宜按值班职工总人数的45%—55%计。单身宿舍指常住在厂内的单身男女职工住房，其面积可按5/人，人数宜按给水厂定员人数的35%—45%计算。值班宿舍面积为200，单身宿舍为200。7、堆场：管配件堆场200。砂石滤料堆场，在滤池附近，占地面积按全厂滤池滤料总重的10%考虑，其平均堆高采用1米，本设计滤料堆场取30。8、绿化用房：绿化面积小于7000时，绿化工定员2人，每增加7000—10000增配1人，绿化用房面积定额可按8/人计算。本设计的氯化工定员为4人，所以绿化用房面积为32。水厂附属建筑的建筑系数取值如下：第七章水厂总体布置1.水厂的平面布置给水管线：（1）原水管线两根，采用钢管。（2）沉淀水管线埋地式。（3）清水管线（两清水池之间有联络管线，池底相同）（4）超越管线超越滤池排水管线：排除厂内地面雨水；排除厂内生产废水；排除办公室、食堂、浴室、宿舍等的生活污水。电缆沟：52 集中式电缆沟方式，上做盖板，深度为1.0米，宽度为1.0米，沟底有底坡，以利积水排出。加药管线：浅沟敷设，上做盖板，为塑料管，以防止腐蚀。道路宽度设计：厂内道路多数为6米，包括人行道2米。所有道路的转弯半径均为8米。绿化布置：（1）绿化植被种类：道路两侧栽种大型乔木；其它地区以草地覆盖。（2）植株间距：乔木间距为2.0m。（3）植株规格：高2.0米树苗。（4）植被数量或面积：乔木数量；草地面积。照明：主要道路两侧安置路灯围墙：水厂四周设置高2.50米的防护围墙，采用砖砌围墙。2.水厂的高程布置在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有空地。为使土方量平衡，在进行高程布置时，以清水池最高水面与地面相平为依据。第八章高程计算表8-1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普通快滤池2.0-2.5表8-2连接管中允许流速和水头损失连接管段允许流速（m/s）水头损失(m)附注配水井至静态混合器1.0—1.20.3—0.5静态混合器至机械澄清池0.8—1.20.3—0.5应防止絮凝体破碎机械澄清池至普通快滤池0.8—1.20.3—0.5流速宜取下限普通快滤池至清水池1.0—1.5视管道长度而定52 水厂净水处理内各构筑物连接管线沿程水头损失及局部水头损失的计算如下：1）吸水井至清水池的水头损失已知管径D=1300mm，v=1.140m/s，i=1.00‰。沿程损失hf=L*i=22*0.001=0.022m，设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——钢制弯头的局部阻力系数，取1.01——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.07则=++4+2=1.0+0.8+3×1.01+0.07×2=4.97h局=∑ξv2/（2g）=4.97*1.1402/（2*9.81）=0.33m总水头损失为h1=hf+h局=0.1+0.33=0.43m，取0.45m2）清水池至滤池的水头损失已知管径D=1100mm，v=1.588m/s，i=2.42‰。沿程损失hf=L*i=40*0.00242=0.0968m设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——等径丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取1.01——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.07则=+++4+2=1.0+0.8+0.1+3×1.01+0.07×2=5.07h局=∑ξv2/（2g）=5.07*1.5882/（2*9.81）=0.65m总水头损失为总水头损失为h1=hf+h局=0.1+0.65=0.75m3）机械搅拌澄清池至虹吸滤池的水头损失已知管径D=900mm，v=1.19m/s，i=1.76‰。沿程损失hf=L*i=54*0.00176=0.09504m设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.852 ——等径丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取1.01——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.07则=+++4+2=1.0+0.8+0.1+4×1.01+0.07×2=6.2h局=∑ξv2/（2g）=6.2*1.192/（2*9.81）=0.45m总水头损失为h1=hf+h局=0.1+0.45=0.55m4）机械搅拌澄清池至静态混合器的水头损失已知管径D=900mm，v=1.18m/s，i=4.24‰。沿程损失hf=L*i=45*0.00424=0.1908m，设计中取0.2m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——出口的局部阻力系数，取0.8——等径丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取1.01——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.07则=++2+=0.8+0.1+2×1.01+0.07=2.99m总水头损失为h1=hf+h局=0.2+0.21=0.41m设计中取0.45m5）配水井至静态混合器的水头损失已知管径D=900mm，v=1.18m/s，i=4.24‰。沿程损失hf=L*i=5*0.00424=0.0212m，设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——钢制弯头的局部阻力系数，取1.01——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.07则=+3+=1.0+3×1.01+0.07=4.1m总水头损失为8.3各构筑物高程计算构筑物水位标高计算名称水头损失(m)水位标高(m)连接管段构筑物沿程及局部构筑物配水井0.548.8552 配水井至混合器0.4混合器0.547.95混合器至澄清池0.45澄清池0.747澄清池至滤池0.55滤池1.545.75滤池至清水池0.75清水池43.5吸水井至清水池0.45吸水井43.058.4泥高程的计算水厂内污水处理构筑物各连接管线沿程水头损失及局部水头损失的计算如下：1）机械澄清池至排泥池的水头损失已知管径D=350mm，v=0.61m/s，i=8.97‰。沿程损失m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——标准铸铁弯头的局部阻力系数，取0.42——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.2——异字管的局部阻力系数，取3.26则=++4+2=1.0+0.8+2×0.42+0.2×3+3.26=6.5m总水头损失为2）排泥池至浓缩池的水头损失已知管径D=450mm，v=0.23m/s，i=0.824‰。沿程损失m，设计中取0.1m。局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：52 ——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取0.72——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.1则=+++4+2=1.0+0.8+0.1+4×0.72+0.1×2=4.98m设计中取0.1m。总水头损失为1）浓缩池至调节池的水头损失已知管径D=100mm，v=0.28m/s，i=2.97‰。沿程损失m设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取0.51——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.4则=+++4+2=1.0+0.8+0.1+0.51×4+0.4×2=4.74m设计中取0.1m总水头损失为2）调节池至脱水机房的水头损失已知管径D=150mm，v=0.21m/s，i=0.94‰。沿程损失m设计中取0.1m局部损失式中为局部损失系数，其计算结果如下：——进口的局部阻力系数，取1.0——出口的局部阻力系数，取0.8——丁字管的局部阻力系数，取0.1——钢制弯头的局部阻力系数，取0.51——闸阀局部阻力系数，按全开考虑，取0.4则=+++4+2=1.0+0.8+0.1+0.51×5+0.4×2=5.22m设计中取0.1m总水头损失为52 水厂泥处理各构筑物的高程计算表8—4构筑物水位标高计算名称水头损失(m)水位标高(m)连接管段构筑物沿程及局部构筑物机械澄清池0.547澄清池至排泥池1.22排泥池0.245.28排泥池至浓缩池0.31浓缩池0.544.77浓缩池至调节池0.2调节池0.144.0752'