給水廠畢業(yè)設(shè)計(jì)正文(全)

河海大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)③泵站內(nèi)管路中的水頭損失粗估為2m則泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為： 枯水位時(shí)，洪水位時(shí)，4.3.3初選水泵和電動(dòng)機(jī)近期三臺(tái)32SA-19J型泵,其性能參數(shù):Q=960L/s，H=21.6m，η=87.8%，汽蝕余量3.5m，軸功率231.5KW，重量6000kg，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用；遠(yuǎn)期增加一臺(tái)同型號(hào)泵，三臺(tái)工作，一臺(tái)備用。根據(jù)32SA-19J型泵的要求選用JSQ148—10型電動(dòng)機(jī)，功率230KW，重量3000kg。水泵進(jìn)口法蘭直徑為800mm，出口法蘭直徑600mm。4.3.4機(jī)組基礎(chǔ)尺寸的確定查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11冊(cè)常用設(shè)備》，32SA-19J型水泵機(jī)組平面尺寸為：L×B＝4026mm×1240mm，泵重6000Kg，電機(jī)重3000Kg則機(jī)組總重量為：（6000+3000）×9.81＝88290N基礎(chǔ)深度H可以按下式計(jì)算（4—8）式中：L─基礎(chǔ)長(zhǎng)度，L=4.026mB─基礎(chǔ)寬度，B=1.24mr─基礎(chǔ)所用材料的容重，對(duì)于混泥土基礎(chǔ)，r=23520N/m3則=2.26m4.3.5吸水管路與壓水管路計(jì)算每臺(tái)水泵有單獨(dú)的吸水管和壓水管。⑴吸水管 吸水管內(nèi)流量為Q1=1.238/2=0.619采用DN800的鋼管，查水力計(jì)算表得，流速V＝1.23m/s,1000i=2.18⑵壓水管設(shè)計(jì)流量為0.619，采用DN600鋼管，V＝2.12m/s，1000i=機(jī)組和管道布置為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將四臺(tái)機(jī)組雙行交錯(cuò)排列，兩臺(tái)為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反常轉(zhuǎn)向。吸水管與壓水管路采用直進(jìn)直出方式布置，壓水管引出泵房后兩兩連接起來(lái)，壓水管和反沖洗管均鋪設(shè)在管溝內(nèi)，并為風(fēng)溝預(yù)留出適當(dāng)位置。水泵出水管上設(shè)有電動(dòng)蝶閥，吸水管上設(shè)有電動(dòng)（手動(dòng)）閘閥。排污泵為潛水泵設(shè)置于泵房排水坑內(nèi)。4.3.7吸水管路和壓水管路水頭損失1、吸水管路水頭損失（4—9）吸水管的沿程水頭損失：=il1=2.18×10-3×5=0.011m吸水管的局部水頭損失：（4—10）式中—吸水管進(jìn)口局部阻力系數(shù)，取0.75；—DN800閘閥局部阻力系數(shù)，按開(kāi)啟度a/d=1/8考慮，=0.15；—偏心漸縮管DN800×500，=0.2；則：吸水管路水頭損失＝0.011+0.13＝0.14m 2、壓水管路水頭損失（4—11）（4—12）——DN500×600漸放管，=0.33；——DN600鋼制45°彎頭，取0.54； ——600液控蝶閥，=0.15；——DN600伸縮接頭，=0.21；——DN600手動(dòng)蝶閥，=0.15；——DN600鋼制90°彎頭，=1.08；——DN600×1000漸放管，=0.47；——DN1000鋼制斜三通，=0.5；——DN1000鋼制正三通，=1.5；——DN1000蝶閥，=0.15；=0.47+0.97+0.23=1.67m壓水管路總水頭損失＝0.37+1.67=2.04m3、吸壓水管路總水頭損失∑h=0.14+2.04=2.18m4.3.8復(fù)核水泵 水泵的實(shí)際揚(yáng)程為：設(shè)計(jì)枯水位時(shí)，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，初選的水泵符合要求。4.3.9水泵安裝高度32SA-19J型泵汽蝕余量為3.5m，即泵允許吸液體的真空度，亦即允許的安裝高度。這里水泵安裝高度取3m。則泵軸標(biāo)高=吸水間最低水面標(biāo)高+水泵高度=32.7+3=35.7m，泵房地面標(biāo)高=35.7-0.95-0.15-0.2=34.4m。式中：0.95為泵軸到底座高度；0.15為底座厚度；0.2為基礎(chǔ)高出地面厚度；4.3.10附屬設(shè)備的選擇（1）起重設(shè)備因最大設(shè)備的重量為6000kg，最大起吊高度為13.0+2.0=15.0m（其中2.0是考慮操作平臺(tái)上汽車(chē)的高度）。所以選用LDT8-S電動(dòng)單梁起重機(jī)，起重量8000kg，跨度16.5m。單軌吊車(chē)梁配置AS520-244/1電動(dòng)葫蘆。（2）排水設(shè)備由于泵房較深，故采用電動(dòng)水泵排水。沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)排水溝，將水匯集到集水坑內(nèi)，然后用泵抽回吸水間去。取水泵房排水量一般按20～40m3/h考慮，排水泵的靜揚(yáng)程按10m計(jì)，水頭損失約3m，故總揚(yáng)程為13m左右，可以選用32WQ12－15－1.1型潛水排污泵兩臺(tái)，一用一備，流量32m3/h，揚(yáng)程15m，電機(jī)功率1.1kw，氣蝕余量4.0m，其平面尺寸為：L×B=480mm×258mm。（3）通風(fēng)設(shè)備由于與水泵配套的電機(jī)為水冷式，無(wú)需專(zhuān)用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空-空冷卻，但由于泵房筒體較深，仍選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。選用兩臺(tái)T35－11型軸流風(fēng)機(jī)，在泵房對(duì)稱(chēng)布置。葉輪直徑700mm，轉(zhuǎn)速960r/min，葉片角度15度，風(fēng)量10127m3/h，風(fēng)壓90Pa，配套電機(jī)YSF-8026，N＝0.37kw。（4）計(jì)量設(shè)備在每條壓水管上都設(shè)一個(gè)電磁流量計(jì)，選用HQLDE型一體智能電磁流量計(jì)，工作壓力≤0.6MPa，流速范圍0.1－15m/s，測(cè)量誤差±0.1％。4.3.11泵房建筑高度的確定 泵房高度除了要滿(mǎn)足采光和通風(fēng)條件外，主要取決與起重設(shè)備的要求。由于取水泵房采用地下式泵房，故泵房高度為其中：—為地上部分高度；—泵房在地面以下高度。 1)（4—13）式中：a—行車(chē)軌道高度，取0.6m；b—吊車(chē)梁高，取0.3m。 c—行車(chē)軌道中心至起吊鉤中心垂直距離，取1.3m。d—起重繩的垂直距離，對(duì)于水泵為0.85X，對(duì)于電動(dòng)機(jī)為1.2X，X為起重部件寬度。0.85X=0.85×2.1=1.8m，1.2X=1.2×0.82=1.0m，取1.8m。e—起吊物高度，本設(shè)計(jì)取最高者—水泵1.5m；h—起吊物底部與泵房平臺(tái)距離，取1.0m。則H1=0.6+0.3+1.3+1.8+1.5+1.0=6.5m。2)H2計(jì)算則泵軸標(biāo)高=35.7m，泵房地面標(biāo)高=34.4m。取水泵站地面標(biāo)高43m。則H2=取水泵站的地面標(biāo)高-泵房地面標(biāo)高=43-34.4=8.6m；則泵房高度4.4溶解池和溶液池計(jì)算根據(jù)原水水質(zhì)，采用堿式氯化鋁混凝劑，根據(jù)設(shè)計(jì)資料由原水最高濁度830度確定混凝劑最大投加量為29mg/L，藥容積的濃度b=10%，混凝劑每日配制次數(shù)n=2次，采用計(jì)量泵投加。4.4.1溶液池（4—14）式中：a—混凝劑（堿式氯化鋁）的最大投加量（mg/L），本設(shè)計(jì)取10mg/L;Q—設(shè)計(jì)處理的水量，4458.333m3/h;C—溶液濃度（按商品固體重量計(jì)），一般采用5%-20%，本設(shè)計(jì)取10%；n—每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)3次，本設(shè)計(jì)取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置2個(gè)，每個(gè)容積為W1（一備一用），以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為高度中包括超高0.3m，置于室內(nèi)地面上。溶液池實(shí)際有效容積：滿(mǎn)足要求。4.4.2溶解池 溶解池容積：=0.3=0.315.5=4.65m3式中：——溶解池容積（m3），一般采用（0.2-0.3）；本設(shè)計(jì)取0.3。溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池實(shí)際有效容積：溶解池的放水時(shí)間采用t＝10min，則放水流量： L/s 查水力計(jì)算表得放水管管徑＝80mm，相應(yīng)流，,，管材采用硬聚氯乙烯管。4.4.3投藥管投藥管流量：查水力計(jì)算表得投藥管管徑=20mm，相應(yīng)流速=0.79m/s4.5計(jì)量投加設(shè)備計(jì)算混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類(lèi)型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量，浮杯計(jì)量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量: 式中：——溶液池容積（m3）耐酸泵型號(hào)25FYS-16選用2臺(tái)，一備一用。25FYS-16耐酸泵流量1.8m3/h，揚(yáng)程18m，電動(dòng)機(jī)功率0.55kW，上海耐腐蝕泵制造公司。1—溶解池2—輸藥管3—溶液池4—計(jì)量泵5—擴(kuò)散管式混合器 圖4-1計(jì)量泵壓力投加 4.6藥劑倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)計(jì)算聚合氯化鋁最大日用量：107000×29×=3103kg/d聚合氯化鋁存量按45天計(jì)，3103×45=93090kg=139.6t聚合氯化鋁相對(duì)密度1.15，則聚合氯化鋁所占體積為：139.6÷1.15≈121.4藥劑堆積高度為2m，采用吊裝設(shè)備，所占倉(cāng)庫(kù)面積為：121.4÷2=60.7，取為61?？紤]到藥劑的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤所占面積及遠(yuǎn)期發(fā)展，面積為100。藥劑倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)尺寸為：10.0m×10.0m×3.5m。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)一臺(tái)，型號(hào)為DX0.5——1020。4.7混合器設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為Q=107000m3/d，水廠進(jìn)水管投藥口至絮凝池的距離為30m，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開(kāi)孔，使藥液均勻分布，進(jìn)水管采用兩條，直徑=900mm。（1）進(jìn)水管流速v靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流量查水力計(jì)算表知v=0.97m/s（2）混合管段的水頭損失h 說(shuō)明僅靠進(jìn)水管內(nèi)流不能達(dá)到充分混合的要求。故需在進(jìn)水管內(nèi)裝設(shè)管道混合器。如裝設(shè)孔板管式混合器。（3）孔板的孔徑 由于則（4）孔板處流速m/s（5）孔板的水頭損失（4—15）式中——孔板局部阻力系數(shù)，據(jù)查表4—1得=2.66表4—1孔板局部阻力系數(shù)值0.600.650.700.750.811.307.354.372.661.55進(jìn)水直徑為900mm，錐帽直徑200mm，孔板孔徑700mm。4.8絮凝池設(shè)計(jì)計(jì)算4.8.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)絮凝池一般不少于2個(gè)或分成2格。(2)絮凝池廊道中的流速，起端為0.5～0.6m／s，末端為0.2～0.3m／s，一般分為4～6段確定各段的流速v流速逐漸由大到小變化。轉(zhuǎn)彎處過(guò)水?dāng)嗝娣e為廊道過(guò)水?dāng)嗝娣e的1.2～1.5倍。(3)為方便施工與維護(hù)，隔板間凈距一般應(yīng)大干0.5m。當(dāng)采用活動(dòng)隔板時(shí)適當(dāng)減小。(4)絮凝池保護(hù)高0.5m，池底排泥口的坡度一般為2％～3％，排泥管直徑大于150mm。(5)絮凝時(shí)間一般為15～30min。(6)速度梯度取決于原水水質(zhì)條件，一般為20～70s-1。GT值需要達(dá)到104～105。(7)一般往復(fù)式隔板絮凝池的總水頭損失為0.3～0.5m。4.8.2絮凝池計(jì)算1、采用參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為：=4458.33m3/h絮凝池的寬度B=15.3m；絮凝池個(gè)數(shù)n=2個(gè)；池內(nèi)平均水深，超高取0.5m；絮凝時(shí)間T＝20min；廊道內(nèi)流速采用6檔：，，，隔板轉(zhuǎn)彎處的寬度取廊道寬度的1.2—1.5倍。2、計(jì)算總?cè)莘e：=1486.11（4—16）單池平面面積f：（4—17）池長(zhǎng)（隔板間凈距之和）L 3、廊道寬度和流速廊道寬度，按廊道內(nèi)流速不同分為6段將得計(jì)算值、采用值以及由此所得廊道內(nèi)實(shí)際流速的計(jì)算結(jié)果，列入表4—2中。表4—2廊道寬度與流速廊道分段號(hào)各段廊道數(shù)設(shè)計(jì)流速廊道寬度/m實(shí)際流速計(jì)算值采用值1424344454644、水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)池內(nèi)每4條廊道寬度相同的隔板為一段，共分6段。則廊道總數(shù)為（條）隔板數(shù)為，水流轉(zhuǎn)彎為23次。5、池長(zhǎng)復(fù)核（未計(jì)入隔板厚度）=取隔板厚度=0.10m，共23塊隔板，則絮凝池總長(zhǎng)度為：6、池底坡度根據(jù)池內(nèi)平均水深2.5m，最淺端水深取2.2m，最深端水深取2.8m。則池底坡度7、水頭損失h按廊道內(nèi)的不同流速分為6段進(jìn)行計(jì)算。各段水頭損失按下式計(jì)算（4—18）——各段水頭損失，m；——該段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；——隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)，往復(fù)式隔板為3.0;——該段隔板轉(zhuǎn)彎處的平均流速，m／s；——流速系數(shù)，根據(jù)、池底和池壁的粗糙系數(shù)n等因素確定，通常按滿(mǎn)寧公式；——廊道斷面的水力半徑,m；——該段的廊道總長(zhǎng)度，m。（4—19）絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿抹面，則粗糙系數(shù)。絮凝池前5段內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)均為，則第6段內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為。前5段中每段的廊道總長(zhǎng)度為： 隔板轉(zhuǎn)彎處的平均流速：式中——隔板轉(zhuǎn)彎處面積，寬度取。各段水頭損失計(jì)算結(jié)果列入表4—3中 表4—3各段水頭損失計(jì)算廊道段1445.90.2270.4120.49660.080.11772445.90.2680.3430.41361.770.07973445.90.3070.2940.35463.180.05764445.90.3450.2580.31064.420.04395445.90.4170.2060.24866.490.02756345.90.5000.1650.19868.530.0175總水頭損失：GT值計(jì)算（t=20oC）：（4—20）G——平均速度梯度，；T——水流在混凝設(shè)備中的停留時(shí)間，s；v——水的動(dòng)力粘度，；h——混凝設(shè)備中的水頭損失，m。 （4—21），說(shuō)明設(shè)計(jì)合理。4.9沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算4.9.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)⑴混凝沉淀時(shí)，出水濁度一般低于20度。⑵池?cái)?shù)或分格數(shù)一般不少于2個(gè)。⑶池內(nèi)平均水平流速，混凝沉淀一般為10—25mm/s。⑷沉淀時(shí)間應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和沉淀后的水質(zhì)要求，一般采用1.0—3.0h。當(dāng)處理低溫、低濁度水時(shí)或高濁度水時(shí)，沉淀時(shí)間應(yīng)適當(dāng)增長(zhǎng)。⑸有效水深一般為3.0—3.5m，超高一般為0.3—0.5m。⑹池的長(zhǎng)寬比應(yīng)不少于4：1，每格寬度或?qū)Я鲏﹂g距一般采用3—8m，最大為15m。⑺池的長(zhǎng)深比應(yīng)不小于10：1，采用吸泥機(jī)排泥時(shí)，池底為平坡，采用人工停池排泥時(shí)，縱坡一般為0.02，橫坡一般為0.05。⑻池子進(jìn)水端用穿孔花墻配水時(shí)，在沉泥面以上0.3—0.5m處至池底部分的花墻不設(shè)孔眼。⑼泄空時(shí)間一般不超過(guò)6h。⑽沉淀池的水力條件用弗勞德數(shù)Fr復(fù)核控制，一般Fr控制在之間。4.9.2設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：沉淀池個(gè)數(shù)采用n=2，沉淀時(shí)間T=1.5h，池內(nèi)平均水平流速V=13mm/s1.設(shè)計(jì)用水量Q2.池體尺寸⑴單池容積W單池用水量⑵池寬B=15.3m（為配合絮凝池寬度），每池中間設(shè)一導(dǎo)流墻，則每格寬度為：m⑶池長(zhǎng)LL=3.6VT=3.6×13×1.5=70.2m采用70m池的有效水深，池高采用3.72m（其中，積泥厚度0.1m，保護(hù)高0.5m）沉淀池尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=70m×15.3m×3.72mL/B=58/13=4.46＞4符合要求L/H=58/3=19.3＞10符合要求3、水力條件校核水流截面積水流濕周x=7.65+2×3.12=13.89m水力半徑R=w/x=23.87/13.89=1.72m弗勞德數(shù)：，。4、進(jìn)水穿孔墻沉淀池進(jìn)口處用磚砌穿孔墻布水，墻長(zhǎng)15.3m，墻高3.5m。穿孔墻孔洞總面積S孔洞處流速采用，則 孔洞形狀采用矩形，尺寸為15cm×18cm，則4、出水渠沉淀池出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形。溢流堰總堰長(zhǎng)L=（4—22）式中L——溢流堰的總堰長(zhǎng)（m）；q——溢流堰的堰上負(fù)荷[/（m.d）]，一般不大于500/（m.d）。設(shè)計(jì)中取溢流堰的堰上負(fù)荷250/（m.d）L==214m出水堰采用指形堰，共10條，雙側(cè)集水，匯入出水總渠。出水堰的堰口標(biāo)高能通過(guò)螺栓上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)水位變化。出水渠起端水深（4—23）式中——出水渠起端水深（m）；b——渠道寬度（m），設(shè)計(jì)中取b=1m=0.59m為保證堰口自由落水，出水堰保護(hù)高采用0.11m，則出水渠深度為0.7m。渠內(nèi)水流速：（4—24）式中——渠道內(nèi)的水流速度（m/s）。==1.05m/s出水管徑初步選擇DN900，此時(shí)管道內(nèi)流速為：=（4—25）式中——管道內(nèi)的水流速度（m/s）；D——出水管的管徑（m）。==0.97m/s沉淀池放空管d=（4—26）式中d——放空管管徑（m）t——防空時(shí)間（s）設(shè)計(jì)中取t=2.5hD==0.38m設(shè)計(jì)中取放空管管徑DN400mm。5、排泥設(shè)施在沉淀池兩邊設(shè)置運(yùn)行軌道，吸泥后隨即進(jìn)入排泥管，排入指定位置。采用機(jī)械吸泥，可不設(shè)存泥區(qū)，池底為平坡，充分利用沉淀池容積。一般不需要定期放空清洗，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。選用HJX2—16型桁架式虹吸吸泥機(jī)，跨度16m，行走速度1m/min，行走功率20.55kW。4.10濾池設(shè)計(jì)計(jì)算4.10.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)①濾池沖洗前的水頭損失可采用2.0m；②濾層表面以上的水深不應(yīng)小于1.2m；③型濾池宜采用長(zhǎng)柄濾頭配氣、配水系統(tǒng)；④型濾池沖洗水的供應(yīng)，宜用水泵。水泵的能力應(yīng)按單格濾池沖洗水量設(shè)計(jì)，并設(shè)置備用機(jī)組；⑤型濾池沖洗氣源的供應(yīng)，宜用鼓風(fēng)機(jī)，并設(shè)置備用機(jī)組；⑥型濾池兩側(cè)進(jìn)水槽的槽底配水孔口至中央排水槽邊緣的水平距離宜在3.5m以?xún)?nèi)，最大不得超過(guò)5m。表面掃洗配水孔的預(yù)埋管縱向軸線(xiàn)應(yīng)保持水平；⑦型進(jìn)水槽斷面應(yīng)按非均勻流滿(mǎn)足配水均勻性要求計(jì)算確定，其斜面與池壁的傾斜度宜采用45°～50°；⑧型濾池的進(jìn)水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置進(jìn)水總渠，每格濾池進(jìn)水應(yīng)設(shè)可調(diào)整高度的堰板；⑨沖洗空氣總管的管底應(yīng)高于濾池的最高水位；⑩型濾池長(zhǎng)柄濾頭配氣配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)采取有效措施，控制同格濾池所有濾頭濾帽或?yàn)V柄頂表面在同一水平高程，其誤差不得大于±5mm；4.10.2濾池設(shè)計(jì)參數(shù)濾池計(jì)算水量Q=107000m3/d,設(shè)計(jì)濾速V=12m/h，過(guò)濾周期48h濾層水頭損失：沖洗前的濾層水頭損失采用1.8m第一步：沖沖洗強(qiáng)度，氣沖時(shí)間；第二步：水同時(shí)反沖，，；第三步：沖強(qiáng)度，沖洗時(shí)間t=12min=0.2h；沖洗周期T=48h反沖橫掃強(qiáng)度1.8L/(s.m2)，濾池采用單層加厚均質(zhì)石英砂濾料，粒徑0.7-1.2mm，不均勻系數(shù)=1.6。4.10.3平面尺寸計(jì)算（1）濾池工作時(shí)間：（2）濾池總面積：

（3）濾池的分格為了節(jié)省占地，選雙格V型濾池，池底板用混凝土，單格寬=3.5m，單格長(zhǎng)=14m，單格面積49m2，雙格面積98m2，共4座，總面積392m2。（《給水廠處理設(shè)施計(jì)算》雙格V型濾池的組合尺寸）（4）校核強(qiáng)制濾速，滿(mǎn)足v≤17m/h的要求。（5）濾池高度的確定（4—27）式中：——濾板下布水區(qū)高度，取0.9m；——濾板厚度m，取0.13m；——濾料厚度，取1.0m；——濾層上的水，取1.5m；——濾池超高，取0.3m。4.10.4水封井設(shè)計(jì)濾層采用單層均質(zhì)濾料，粒徑0.96～1.35mm，不均勻系數(shù)為1.2～1.6，均質(zhì)濾料清潔濾料層的水頭損失按下式計(jì)算 （4—28）式中——水流通過(guò)清潔濾料層的水頭損失,㎝；v——水的運(yùn)動(dòng)黏度,㎝2/s,20℃時(shí)為0.0101㎝2/s；g——重力加速度，981㎝2/s；——濾料孔隙率，取0.5；——與濾料體積相同的球體直徑，㎝，取為0.1㎝；——濾層厚度，取100㎝；V——濾速，v=12m/h=0.33cm/s；——濾料顆粒球度系數(shù)，天然沙粒0.75～0.80，取0.8。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾速為8～12m/s時(shí)，清潔濾料層的水頭損失一般為30～50㎝，計(jì)算值比經(jīng)驗(yàn)值低，取經(jīng)驗(yàn)值的底限30㎝位清潔濾料層的過(guò)濾水頭損失。正常過(guò)濾時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)柄濾頭的水頭損失≤0.22m，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開(kāi)始過(guò)濾時(shí)的水頭損失為：=0.3+0.22=0.52m為保證正常過(guò)濾時(shí)池內(nèi)液面高出濾料層，水封井出水堰頂高與濾料層相同，設(shè)水封井平面尺寸2m×2m。堰底板比濾池底板低0.3m，水封井出水堰總高為：因?yàn)槊孔鶠V池過(guò)濾水量：Q單=vf=12×98=1176m3/h=0.327m3/s所以水封井出水堰堰上水頭由矩形堰的流量公式計(jì)算得：則反沖洗完畢，清潔濾料層過(guò)濾時(shí)，濾池液面比濾料層高0.20+0.52=0.72m。4.10.5反沖洗管渠系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣系統(tǒng),沖洗水采用沖洗水泵供應(yīng),為適應(yīng)不同沖洗階段對(duì)沖洗水量的要求,沖洗水泵采用兩用一備的組合,水泵宜于濾池合建,且沖洗水泵的安裝應(yīng)符合泵房的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定。1、反沖洗用水流量的計(jì)算反沖洗用水流量按水洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，單獨(dú)水洗時(shí)反洗強(qiáng)度最大為5L/(m2.s)Q反水=q水f=5×98=490L/s=0.49m3/s=1764m3/hV型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量： Q表水=q表水f=0.0018×98=0.18m3/s2、反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算 配水干管進(jìn)口流速應(yīng)為1.5m/s左右，配水干管的截面積A水干=Q反水/V水干=0.49/1.5=0.327m2反沖洗配水干管采用鋼管，DN600，流速1.68m/s，反沖洗水由反沖洗配水干管輸送至氣水分配渠，由氣水分配渠底兩側(cè)的布水方孔配水到濾池底部布水區(qū)，反沖洗水通過(guò)布水方孔的流速按反沖洗配水支管的流速取值。配水支管流速為1.0～1.5m/s,取=1.0m/s，則配水支管的截面積：A方孔=Q反水/V水支=0.49/1.0=0.49m2，此為配水方孔總面積，沿渠長(zhǎng)方向兩側(cè)各均勻布置25個(gè)配水方孔，共計(jì)50個(gè)，孔中心間距0.6m，每個(gè)孔口面積：A小=0.49/50=0.0098m2每個(gè)孔口尺寸取0.1×0.1m2。3、反沖洗用氣量計(jì)算采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組,一用一備。反沖洗用氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)的空氣流量計(jì)算，這是氣沖強(qiáng)度為15L/(m2.s)Q反氣=q氣f=15×98=1470L/s=1.47m3/s4、配氣系統(tǒng)的斷面計(jì)算配氣干管進(jìn)口流速應(yīng)為5m/s左右，則配氣干管的截面積：反沖洗配氣干管采用鋼管，DN600,流速4.8m/s，反沖洗用空氣由反沖洗配氣干管輸送至氣水分配渠，尤其水分配渠兩側(cè)的布?xì)庑】着錃獾綖V池底部布水區(qū)。布?xì)庑】拙o貼濾板下緣，間距與布水方孔相同共計(jì)50個(gè)，反沖洗用空氣通過(guò)布?xì)庑】椎牧魉侔捶礇_洗配氣支管的流速取值。反沖洗配氣支管流速為10m/s左右，配氣支管的截面積：A氣支=Q反氣/V氣支=1.47/10=0.147m2每個(gè)布?xì)庑】酌娣e：A氣孔=A氣支/44=0.147/50=0.00294m2，孔口直徑，取70mm。每孔配氣量：Q氣孔=Q反氣/44=1.47/50=0.0294m3/s=105.8m3/h5、氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)對(duì)氣水分配渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，亦即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)要求氣水分配渠斷面面積最大。因此氣水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣水同時(shí)反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗水的流量：氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗空氣的流量：氣水分配渠的氣水流速均按相應(yīng)的配水配氣干管流速取值，則氣水分配干渠的斷面積：4.10.6濾池管渠的布置1、反沖洗管渠①氣水分配渠氣水分配渠起端寬取0.4m,高取1.5m，末端寬取0.4m，高取1.0m，則起端截面積為0.6m2，末端截面積0.4m2，兩側(cè)沿程各布置25個(gè)配水小孔和25個(gè)配氣小孔，孔間距0.6m，共50個(gè)配水小孔和50個(gè)配氣小孔，氣水分配渠末端所需最小截面積為0.55/50=0.011﹤末端截面積0.4m2，滿(mǎn)足要求。②排水集水槽排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5m,則排水集水槽起端槽高：（4—29）式中，H1，H2，H3同前，1.5為氣水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：式中，H1，H2，H3同前，其中1.0為氣水分配渠末端高度﹥0.02,符合設(shè)計(jì)要求。③排水集水槽排水能力校核由矩形斷面暗溝（非滿(mǎn)流，n=0.013）計(jì)算公式校核集水槽排水能力。設(shè)集水槽超高0.3m，槽內(nèi)水位高，槽寬濕周X=b+2h=0.4+2×0.73=1.86m2、排水渠和進(jìn)水管渠①進(jìn)水總渠 4座濾池分成獨(dú)立的兩組，每組進(jìn)水總渠過(guò)水流量按強(qiáng)制過(guò)濾流量設(shè)計(jì)，流速要求0.8～1.2m/s,則強(qiáng)制過(guò)濾流量過(guò)水?dāng)嗝妫?，進(jìn)水總渠寬1.0m，水面高0.9m。②單池進(jìn)水孔：每座濾池在進(jìn)水側(cè)壁開(kāi)三個(gè)進(jìn)水孔，進(jìn)水總渠的渾水通過(guò)這三個(gè)進(jìn)水孔進(jìn)入濾池，兩側(cè)進(jìn)水孔孔口在反沖洗時(shí)關(guān)閉，中間進(jìn)水孔孔口設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閘板，在反沖洗時(shí)不關(guān)閉，供給反洗表掃用水。調(diào)節(jié)閘板的開(kāi)啟度，使其在反沖洗時(shí)的進(jìn)水量等于表面掃洗用水量，孔口面積按孔口淹沒(méi)出流公式計(jì)算，其總面積按濾池強(qiáng)制過(guò)濾水量計(jì)，孔口兩側(cè)水位差取0.1m，則孔口總面積：中間孔面積按表面掃洗水量設(shè)計(jì)：孔口寬，孔口高兩個(gè)側(cè)孔口設(shè)閥門(mén)，采用橡膠囊充氣閥，每個(gè)側(cè)孔面積：孔口寬，孔口高③每座濾池內(nèi)設(shè)的寬頂堰為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來(lái)的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，在經(jīng)配水渠分配到兩側(cè)的V型槽。寬頂堰堰寬取，寬頂堰與進(jìn)水總渠平行布置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m。堰上水頭由矩形堰的流量公式，計(jì)算得：④濾池配水渠：進(jìn)入每座濾池的待濾水經(jīng)過(guò)寬頂堰溢流至配水渠，由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽，濾池配水渠寬取，渠高為1.0m，渠總長(zhǎng)等于濾池總寬，則渠長(zhǎng)，當(dāng)渠內(nèi)水深時(shí)，末端流速（進(jìn)來(lái)的待濾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進(jìn)水孔流去，每側(cè)流量），滿(mǎn)足濾池進(jìn)水管渠流速在0.8～1.2m/s的范圍內(nèi)的要求。⑤配水渠過(guò)水能力校核：配水渠水力半徑配水渠水力坡降渠內(nèi)水面降落量因?yàn)榕渌罡咚凰耘渌倪^(guò)水能力滿(mǎn)足要求。4.10.7V型槽的設(shè)計(jì)V型槽槽底射表掃水出水孔，直徑取0.025m，間隔0.15m，每槽共計(jì)70個(gè)，則單側(cè)V型槽表掃水出水孔總面積為：表掃水出水孔低于排水集水槽堰頂0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰頂0.15m。據(jù)潛孔出流公式，其中Q應(yīng)為單個(gè)濾池的表掃水流量，則表面掃洗時(shí)V型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時(shí)液面：反沖洗時(shí)排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式求得，其中b為集水槽長(zhǎng)14m，Q為單格反沖洗流量：所以V型槽傾角45°，垂直高度1.0m，壁厚0.05m。反沖洗時(shí)V型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為：反沖洗時(shí)V型槽頂高出槽內(nèi)液面高度為：4.10.8沖洗水的供給1、選用沖洗水泵供水的計(jì)算①?zèng)_洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失 反沖洗配水干管用鋼管。DN600，管內(nèi)流速1.68m/s，1000i=5.72，布置管長(zhǎng)總計(jì)60m。則反沖洗總管的沿程水頭損失

反沖洗配水干管主要配件及局部阻力系數(shù)見(jiàn)表4—4表4—4沖洗管配件及阻力系數(shù)配件名稱(chēng)數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90°彎頭6DN600閘閥3等徑三通26.78則沖洗水泵到濾池配水系統(tǒng)的管路水頭損失：b、清水池最低水位與排水槽堰頂?shù)母卟睢?、濾池配水系統(tǒng)的水頭損失①氣水分配干渠內(nèi)的水頭損失氣水分配干渠的水頭損失按最不利條件，即氣水同時(shí)反沖洗時(shí)計(jì)算。此時(shí)渠上都是空氣，下部是反沖洗水，按矩形暗管（非滿(mǎn)流，n=0.013）近似計(jì)算。氣水同時(shí)反沖洗時(shí)，則氣水分配渠內(nèi)水面高為：水力半徑：水力坡降：渠內(nèi)水頭損失：②氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失氣水分配干渠底部配水方孔水頭損失按孔口淹沒(méi)出流公式計(jì)算。其中Q為，A為配水方孔總面積。由反沖洗配水系統(tǒng)的斷面計(jì)算部分內(nèi)容可知，配水方孔德實(shí)際總面積為則③查手冊(cè)。反沖洗水經(jīng)過(guò)慮頭的水頭損失④氣水同時(shí)通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失氣水同時(shí)反沖時(shí)氣水比n=15/4=3.75，長(zhǎng)柄濾頭配氣系統(tǒng)的濾帽縫隙總面積與濾池過(guò)濾總面積之比約為1.25%，則長(zhǎng)柄濾頭中的水流速度

通過(guò)濾頭時(shí)增加的水頭損失則濾池配水系統(tǒng)的水頭損失⑤砂濾層水頭損失濾料為石英砂。容重，水的容重，石英砂濾料膨脹前的孔隙率，濾料層膨脹前的厚度則濾料層水頭損失：（4—30）富余水頭取1.5m則反沖洗水泵的最小揚(yáng)程為：=5.9+1.39+0.41+0.7+1.5=10.17m選三臺(tái)32SA-19B型單級(jí)雙吸離心泵，兩用一備，揚(yáng)程20m，水泵流量4700m3/h。4.10.9反洗空氣的供給1、長(zhǎng)柄濾頭的氣壓損失氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗用空氣流量，長(zhǎng)柄濾頭采取網(wǎng)狀布置，約，則每座濾池共計(jì)安裝長(zhǎng)柄濾頭每個(gè)濾頭的通氣量根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，在該氣體流量下的壓力損失最大為：2、氣水分配渠配氣小孔德氣壓損失反沖洗時(shí)氣體通過(guò)配氣小孔的流速壓力損失按孔口出流公式：（4—31）式中：——孔口流量系數(shù)，A——孔口面積，；——壓力損失，mm水柱；g——重力加速度，Q——?dú)怏w流量，m3/h；——水的相對(duì)密度，則氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失3、配氣管道的總壓力損失①配氣管道的沿程壓力損失反沖洗空氣流量1.47m3/s，配氣干管采用DN600鋼管,流速4.8m/s，滿(mǎn)足配氣干管流速為5m/s左右的條件。反沖洗空氣管總長(zhǎng)60m，氣水分配渠道內(nèi)的壓力損失忽略不計(jì)。反沖洗管道內(nèi)的空氣氣壓計(jì)算公式（4—32）式中——空氣壓力，kPa；——長(zhǎng)柄濾頭距反沖洗水面的高度，m，。則反沖洗時(shí)空氣管內(nèi)的氣體壓力空氣溫度按30℃考慮。查表，空氣管道的摩阻為9.8kPa/1000m。則配氣管道沿程壓力損失②配氣管道的局部壓力損失主要配件及長(zhǎng)度換算系數(shù)見(jiàn)表4—5表4—5配件及長(zhǎng)度換算系數(shù)配件名稱(chēng)數(shù)量/個(gè)局部阻力系數(shù)90°彎頭5DN600閘閥3等徑三通26.91當(dāng)量長(zhǎng)度的換算公式（4—33）式中——管道當(dāng)量長(zhǎng)度，m；D——管徑，m；K——長(zhǎng)度換算系數(shù)空氣管配件換算長(zhǎng)度則局部壓力損失配氣管道的總壓力損失4、氣水沖洗室中的沖洗水水壓

本設(shè)備采用氣水同時(shí)反沖洗，對(duì)氣壓要求最不利情況發(fā)生在氣水同時(shí)反沖洗時(shí)。此時(shí)要求鼓風(fēng)機(jī)或貯氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為：（4—34）式中——輸氣管道的壓力總損失，kPa;——配氣系統(tǒng)的壓力損失，kPa，；——富余壓力，4.9kPa。所以，鼓風(fēng)機(jī)或儲(chǔ)氣罐調(diào)壓閥出口的靜壓為：4.10.10設(shè)備選型根據(jù)氣水同時(shí)反沖洗時(shí)反沖洗系統(tǒng)對(duì)空氣的壓力，風(fēng)量要求選3臺(tái)LG50風(fēng)機(jī)。風(fēng)量50m3/min，風(fēng)壓49kpa，電機(jī)功率60kw，兩用一備，正常工作鼓風(fēng)量共計(jì)100m3/min>1.1=73m3/min。4.11消毒設(shè)計(jì)計(jì)算4.11.1加氯量設(shè)計(jì)加氯量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或相似條件下水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，按最大用量確定，并應(yīng)使余氯符合衛(wèi)法監(jiān)發(fā)「2001」161文《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》的要求。投加氯量取決于氯化的目的，并隨水中的氯氨比、PH值、水溫和接觸時(shí)間等變化。已知設(shè)計(jì)水量Q=107000m3/d=4458.33m3/h，本設(shè)計(jì)消毒采用濾后加氯消毒，最大投氯量采用a=3mg/L。1、加氯量=0.001aQ=0.001×3×4458.33=13.37kg/h2、儲(chǔ)氯量（按15考慮）G=15×24Q=15×24×13.37=4813.2kg3、氯瓶數(shù)量液氯儲(chǔ)備于5個(gè)1000kg液氯鋼瓶，尺寸為：外徑×瓶高=800mm×2020m，瓶自重800kg，氯瓶總重1800kg，用時(shí)多只氯瓶并聯(lián)直接供氯。4、加氯機(jī)選用ZJ-11型轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)，用以保證消毒安全計(jì)量準(zhǔn)確，安裝3臺(tái)，2用1備。每臺(tái)加氯量為0.5-9kg/h，外型尺寸為：寬×高=330mm×370mm。加氯機(jī)安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺(tái)加氯機(jī)間的凈距在0.8m。5、加氯自動(dòng)化采用計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)加氯方式如圖4—2圖4—2計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)加氯方式4.11.2加氯間、氯庫(kù)加氯間面積據(jù)水廠規(guī)模確定，設(shè)計(jì)面積為200。平面尺寸為：L×BH=20m×10m×3.5m在加氯間、氯庫(kù)低處各設(shè)排風(fēng)扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)8—12次，并安裝漏氣檢測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量達(dá)到2—3mg/kg時(shí)即報(bào)警，切換有關(guān)閥門(mén)，切斷氯源，同時(shí)排風(fēng)扇工作。稱(chēng)量氯瓶質(zhì)量的液壓磅秤放在磅秤坑內(nèi)，磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運(yùn)方便。磅秤輸出20mADC信號(hào)到值班室，指示余氯量。并設(shè)置報(bào)警器，達(dá)余氯下限時(shí)報(bào)警。加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備，在室外設(shè)置開(kāi)關(guān)。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20m，供加氯機(jī)投藥用；在氯庫(kù)引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用，水壓大于5m。4.12清水池設(shè)計(jì)計(jì)算4.12.1清水池的有效容積清水池的有效容積，包括調(diào)節(jié)容積，消防貯水量和水廠自用水的調(diào)節(jié)量。清水池的調(diào)節(jié)容積：=kQ=0.13×107000=13910m3式中：k——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般采用10%-15%；本設(shè)計(jì)k=13%；Q——設(shè)計(jì)供水量Q=107000m3/d；清水池共設(shè)2座，有效水深取H=4.0m，則每座清水池的面積為：取=40×45=1800m2，符合要求。超高取0.5m，則清水池總高度取4.5m。、4.12.2管道系統(tǒng)1）清水池的進(jìn)水管：（設(shè)計(jì)進(jìn)水管流速取v=1.2m/s）進(jìn)水管管徑采用DN800mm，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為：2）清水池的出水管由于用戶(hù)的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水量最大流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)=1.5，所以：m3/s出水管管徑： （設(shè)計(jì)中取出水管流速為=1.0m/s）設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1100mm，則流量最大時(shí)出水管內(nèi)流速為：0.995m/s3）清水池的溢流管溢流管的管徑與進(jìn)水管相同，取為DN800mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門(mén)。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲(chóng)類(lèi)進(jìn)入池內(nèi)。4）清水池的排水管清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，需要設(shè)排水管。排水管徑按2h內(nèi)將水放空計(jì)算。排水管流速按1.1m/s估計(jì)，則排水管的管徑為：設(shè)計(jì)中取排水管徑為DN1000mm。4.12.3清水池的布置 1、導(dǎo)流墻在清水池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，以防止池內(nèi)出現(xiàn)死角，保證氯與水的接觸時(shí)間30min。每座清水池內(nèi)導(dǎo)流墻設(shè)置4條，間距為9m，將清水池分成5格。導(dǎo)流墻底部每隔1m設(shè)0.1m×0.1m的過(guò)水方孔。2、檢修孔在清水池的頂部設(shè)圓形檢修孔3個(gè)，直徑為1400mm?？醉斣O(shè)置防雨蓋板。3、通氣孔為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設(shè)通氣孔，通氣孔共設(shè)15個(gè)，直徑為200mm其伸出地面高度高低錯(cuò)落，通氣管伸出地面的高度高低錯(cuò)落，分別高出地面900mm及1400mm，以便于空氣流通。4、覆土厚度清水池頂部覆土厚度為0.5m，并加油綠化，美化環(huán)境。5．集水坑集水坑尺寸為長(zhǎng)×寬×高＝10m×4.2m×2m。4.13輔助建筑物根據(jù)城鎮(zhèn)給水廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，得附屬構(gòu)筑物建筑面積及附屬設(shè)備如下：4.13.1附屬建筑物表4—6附屬建筑物建筑物名稱(chēng)定員（人）建筑面積（m）辦公樓1000=100×10化驗(yàn)室120=10×15機(jī)修間8220=20×11倉(cāng)庫(kù)220=20×11食堂15300=15×20浴室50=10×5管配件堆場(chǎng)250=25×10傳達(dá)室24=6×4宿舍60=12×5車(chē)庫(kù)100=10×10鍋爐房50=10×54.13.2附屬設(shè)備表4—7附屬設(shè)備設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量高溫電爐2溶解氧測(cè)定儀1電熱恒溫干燥箱1自動(dòng)加碼1/10000精密天平12電熱恒溫培養(yǎng)箱1托盤(pán)天平21電熱蒸餾水器1電冰箱1電熱恒溫水洽鍋1高倍顯微鏡1分光光度計(jì)1生物顯微鏡1光電比色計(jì)1高壓蒸汽消毒器1濁度計(jì)3WTQ壓力式溫度計(jì)1余氯比色器2Y型彈簧管壓力表1電導(dǎo)儀1uQz-51型浮球液位計(jì)1酸度計(jì)1Rc-1型余氯儀2離子儀1Dx型指示報(bào)警儀1第5章水廠平面和高程布置 5.1平面布置水廠的基本組成分位兩部分：⑴生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、藥劑間等。⑵輔助建筑物，其中又分為生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種。前者包括化驗(yàn)室、修理部門(mén)、倉(cāng)庫(kù)及宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍等。水廠平面主要內(nèi)容有：各種構(gòu)造物和建筑物的平面定位；各種管道，閥門(mén)及管道配件的布置；排水管（渠）及窨井布置；道路，圍墻及供電線(xiàn)路的布置等。水廠平面布置時(shí)，應(yīng)考慮下述幾點(diǎn)要求：⑴布置緊湊，減少水廠占地面積和連接管的長(zhǎng)度，并便于操作管理,如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池。構(gòu)造物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距和管道地位。⑵充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用。⑶各構(gòu)造物之間連接管應(yīng)簡(jiǎn)單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工，檢修方便。此外，有時(shí)也需設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí)。為保證必須供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施。⑷建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。如加氯間和氯庫(kù)應(yīng)盡量設(shè)置在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；泵房及其他建筑物盡量布置成南北向。⑸有條件時(shí)最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開(kāi)，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全。⑹對(duì)分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性，還應(yīng)考慮分期施工方便。水處理構(gòu)筑物按工藝流程呈直線(xiàn)布置，整齊，緊湊。5.2高程布置5.2.1處理構(gòu)筑物中的水頭損失在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流，兩構(gòu)筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道，計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。處理構(gòu)筑物中的水頭損失與構(gòu)筑物類(lèi)型和構(gòu)造相關(guān)，該水頭損失包括構(gòu)筑物內(nèi)集水槽等水頭跌落損失在內(nèi)。 表5—1構(gòu)筑物水頭損失構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失（m）絮凝池0.40平流沉淀池0.20V型濾池2.30各構(gòu)筑物之間的連接管斷面尺寸由流速?zèng)Q定，其值按下表采用，當(dāng)?shù)匦斡羞m當(dāng)坡度可以利用時(shí)，可選用較大流速以減少管道直徑及相應(yīng)配件和閥門(mén)尺寸；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，為避免增加填、挖土方量和構(gòu)筑物造價(jià)，宜采用較小流速。在選定管道流速時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有水量發(fā)展的余地。連接管的水頭損失估算時(shí)通過(guò)表5—2確定。表5—2連接管水頭損失連接管段允許流速（m/s）水頭損失（m）附注一級(jí)泵站至絮凝池1.0-1.2視管道長(zhǎng)度而定絮凝池至沉淀池0.15-0.20.1應(yīng)防止絮凝體破碎沉淀池至濾池0.8-1.20.30～0.50濾池至清水池1.0-1.50.30～0.50流速宜取下限留有余地當(dāng)各項(xiàng)水頭損失確定之后，便可進(jìn)行構(gòu)筑物高程布置。構(gòu)筑物高程布置與廠區(qū)地形，地質(zhì)條件及所采用的構(gòu)筑物型式有關(guān)。當(dāng)?shù)匦斡凶匀黄露葧r(shí)，有利于高程布置；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，高程布置中既要避免清水池埋入地下過(guò)深，又應(yīng)避免絮凝池在地面上抬高而增加造價(jià)，尤其當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差，地下水位高時(shí)。5.2.2管渠的水力計(jì)算（1）清水池清水池最高水位標(biāo)高為43.00m，池面超高為0.5m，則池頂標(biāo)高為43.5m，有效水深4.0m,則池底標(biāo)高為39.0m。（2）濾池到清水池清水池到濾池之間的管長(zhǎng)為50m，設(shè)2根管，每根管流量為0.619m3/s，管徑為DN800，查水力計(jì)算表：流速v=1.23m/s，坡度i=2.18‰，沿線(xiàn)設(shè)有兩個(gè)閘閥，一個(gè)等徑丁字管，進(jìn)口和出口，阻力系數(shù)分別為：0.06，1.05，1.0，1.0，則管中水頭損失為：（3）沉淀池到濾池沉淀池到濾池管長(zhǎng)為L(zhǎng)=50m,設(shè)2根管，每根管流量為0.619m3/s，管徑為DN900，查水力計(jì)算表：流速v=0.97m/s,坡度i=1.20‰,沿線(xiàn)設(shè)有兩個(gè)閘閥，一個(gè)等徑丁字管，進(jìn)口和出口，局部阻力系數(shù)分別為0.06，1.05，1.0，1.0，則管中水頭損失為：（4）絮凝池到沉淀池絮凝池與沉淀池之間采用穿孔布水墻。穿孔布水墻上的孔口流速采用0.2m/s。沿線(xiàn)水頭損失為0.1m。（5）一級(jí)泵站至絮凝池一級(jí)泵站至絮凝池管長(zhǎng)為L(zhǎng)=48m,設(shè)2根管，每根管流量為0.619m3/s，管徑為DN900，查水力計(jì)算表：流速v=0.97m/s,坡度i=1.20‰,沿線(xiàn)設(shè)有兩個(gè)閘閥，進(jìn)口和出口，局部阻力系數(shù)分別為0.06，1.0，1.0，則管中水頭損失為：5.2.3給水處理構(gòu)筑物高程計(jì)算 表5—3高程計(jì)算表 名稱(chēng)設(shè)計(jì)流量m3/s管段設(shè)計(jì)參數(shù)水頭損失構(gòu)筑物水面標(biāo)高m管徑mm管長(zhǎng)mI‰Vm/s構(gòu)筑物水頭損失m管道水頭損失m合計(jì)m清水池0.61943.00濾池至清水池0.6198005050.35V型濾池0.6192.32.345.65沉淀池至濾池0.619900501.200.970.210.21沉淀池0.66絮凝到沉淀池0.6190.10.1絮凝池0.6190.400.446.56泵站至絮凝池0.619900481.200.970.200.2046.76第6章自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)6.1控制系統(tǒng)及要求全廠計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)采用工業(yè)界目前流行的控制模式——PLC(可編程邏輯控制器)+PC(高性能微機(jī))集散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，控制算式先進(jìn)、精度高、響應(yīng)速度快，具有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)配置和功能設(shè)計(jì)按各工藝處理階段少人值守的原則進(jìn)行并遵循如下要求：1．高可靠性：選用穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，硬件上采用備用冗余技術(shù)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少出錯(cuò)環(huán)節(jié)；2．先進(jìn)性：控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)未來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，性?xún)r(jià)比高；3．靈活性：網(wǎng)絡(luò)通訊方式和系統(tǒng)組態(tài)靈活，擴(kuò)展方便，可用性、可維護(hù)性好，并具有開(kāi)放的軟件通訊協(xié)議；4．實(shí)時(shí)性：控制系統(tǒng)對(duì)工況變化適應(yīng)能力強(qiáng)，控制之后時(shí)間短。6.2控制方式本工程控制方式設(shè)置如下：手動(dòng)方式：通過(guò)就地控制箱或低壓柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟停操作。遙控方式：即遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式。操作人員通過(guò)操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫(huà)面用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。自動(dòng)方式：設(shè)備的運(yùn)行完全由各PLC根據(jù)水廠的工況及工藝參數(shù)來(lái)完成對(duì)設(shè)備的啟/?？刂疲恍枰斯じ深A(yù)。通過(guò)強(qiáng)電設(shè)計(jì)中的“就地/遙控”切換開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)就地現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制和PLC監(jiān)控，其中就地現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制優(yōu)先權(quán)高于PLC監(jiān)控，以保證現(xiàn)場(chǎng)操作維修安全。6.3控制內(nèi)容水廠生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)與控制的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工藝要求、工藝規(guī)模、自動(dòng)化水平、維修能力等情況設(shè)置。水廠檢測(cè)是通過(guò)配置于水廠工藝流程不同部位的計(jì)測(cè)儀表進(jìn)行的，一般在線(xiàn)檢測(cè)儀表包括水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)儀表和工作參數(shù)檢測(cè)儀表。本設(shè)計(jì)將水廠的自控按工藝流程分為以下五個(gè)部分。6.3.1取水泵房檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6—1表6—1泵房檢測(cè)數(shù)據(jù)需檢測(cè)數(shù)據(jù)所用儀器目的吸水室水位顯示和記錄液位檢測(cè)儀考慮是否要清洗格網(wǎng)水泵出水壓力顯示和記錄壓力檢測(cè)儀監(jiān)控水泵是否正常工作原水PH值、濁度、溫度PH檢測(cè)儀、濁度、溫度檢測(cè)儀觀察原水情況取水泵站送水流量顯示和記錄流量檢測(cè)儀監(jiān)控水廠每時(shí)每刻的生產(chǎn)水量水泵和電動(dòng)機(jī)軸承溫度、電機(jī)定子溫度溫度檢測(cè)儀考慮通風(fēng)機(jī)是否要開(kāi)，開(kāi)多大和幾臺(tái)取水泵站送水壓力顯示和記錄壓力檢測(cè)儀監(jiān)控原水的輸送情況6.3.2加藥間1．檢測(cè)數(shù)據(jù)加藥間檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6—2表6—2加藥間檢測(cè)數(shù)據(jù)需檢測(cè)數(shù)據(jù)所用儀器目的溶液池液位指示和記錄液位檢測(cè)儀監(jiān)控池里是否還有藥液SCM測(cè)流動(dòng)電流SC3000流動(dòng)電流儀監(jiān)控加藥后原水絮凝情況2．控制方式《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中要求渾濁度控制在1NTU以下，因此對(duì)以地面水為水源的水處理中，投加絮凝劑是極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。絮凝劑的投加如果過(guò)多則浪費(fèi)，而且會(huì)造成混合水濁度升高，不利于沉淀；如果過(guò)少，則影響絮凝效果，也不利于沉淀。如何實(shí)現(xiàn)投藥這一環(huán)節(jié)的合理和節(jié)約，節(jié)省人工，本設(shè)計(jì)的正常投藥使用自動(dòng)投藥系統(tǒng)（流動(dòng)電流檢測(cè)儀反饋控制）。原水通過(guò)取水泵站輸送到水廠，在出取水泵站后電磁流量計(jì)測(cè)量出當(dāng)前流量，然后把數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，再由計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行控制命令反饋到加藥間的變頻調(diào)速器，后者控制計(jì)量泵投加藥液量；控制計(jì)量泵還有另一個(gè)因數(shù)，是在沉淀池的取樣點(diǎn)，通過(guò)SC3000型流量電流儀的檢測(cè)，把數(shù)據(jù)反饋到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，再由系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行控制命令反饋到伺服電機(jī)，調(diào)整計(jì)量泵投加藥液量；生產(chǎn)水從沉淀池到濾池間有濁度檢測(cè)儀，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)也先傳遞到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，再由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)判斷處理效果的好壞，是否使用手動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量泵投加藥量。監(jiān)控器有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)濾前水濁度在線(xiàn)檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果反饋到計(jì)算機(jī)，如果濁度過(guò)高，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型計(jì)算，如果結(jié)果不在要求范圍內(nèi)，則報(bào)警提示，然后工作人員調(diào)到手動(dòng)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)計(jì)量泵的沖程以改變投藥量，以達(dá)到最佳投藥效果。在自動(dòng)狀態(tài)下，將實(shí)際流動(dòng)電流值、當(dāng)前流量值與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定兩值曲線(xiàn)作比較，得到偏差，監(jiān)控器對(duì)偏差作運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出值的大小，改變投藥量。當(dāng)偏差值為零時(shí)，其輸出保持穩(wěn)定，投藥量也保持不變。流量值主要用來(lái)調(diào)節(jié)變頻調(diào)速器，流動(dòng)電流值則主要控制伺服電機(jī)控制器。6.3.3加氯間1．檢測(cè)數(shù)據(jù)加氯間檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6—3表6—3加氯間檢測(cè)數(shù)據(jù)需檢測(cè)數(shù)據(jù)所用儀器目的氯瓶重量指示、氯瓶壓力指示重量檢測(cè)儀、壓力檢測(cè)儀監(jiān)控池里是否還有藥液2．控制方式《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定出廠水中余氯含量不得小于0.3mg/L，精確度要求高，故對(duì)加氯量采用復(fù)合環(huán)路控制。通過(guò)中心控制系統(tǒng)傳來(lái)的水量數(shù)據(jù)，變頻調(diào)速器控制加氯機(jī)的加氯量，此為前饋控制；控制加氯量的還有一個(gè)因數(shù)，設(shè)置在水廠出水管處的余氯檢測(cè)儀會(huì)將所得數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給控制中心，再由系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行控制命令反饋到伺服電機(jī)，調(diào)整加氯機(jī)加氯量，此為反饋控制。6.3.4凈水構(gòu)筑物凈水構(gòu)筑物檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6—4表6—4凈水構(gòu)筑物檢測(cè)數(shù)據(jù)需檢測(cè)數(shù)據(jù)所用儀器目的沉淀水濁度濁度檢測(cè)儀監(jiān)控絮凝沉淀效果每格濾池的液位、水損的指示和報(bào)警液位檢測(cè)儀、壓差檢測(cè)儀保持恒水位濾后水余氯的指示和記錄余氯檢測(cè)儀監(jiān)控后加氯的效果濾后水PH、濁度PH檢測(cè)儀、濁度檢測(cè)儀觀察濾后水水質(zhì)情況清水池水位指示記錄和上、下限的報(bào)警液位檢測(cè)儀控制取水泵站取水量6.4數(shù)據(jù)記錄和處理凈水廠設(shè)置中心控制室，配置計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器等。其他構(gòu)筑物，如一級(jí)泵站，加藥間，加氯間，濾池分別設(shè)PLC控制分站，配置計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)等。需記錄和處理的數(shù)據(jù)有：1．原水流量瞬時(shí)和累計(jì)值，泵機(jī)運(yùn)行臺(tái)時(shí)累計(jì)，水泵進(jìn)口真空度和出口壓力，水泵開(kāi)停時(shí)間記錄，水泵故障顯示和故障日?qǐng)?bào)記錄；2．原水濁度、PH、氨氮（人工檢測(cè)）、溫度等水質(zhì)記錄；3．出廠水濁度、余氯、PH、流量、壓力的時(shí)變化曲線(xiàn)；4．水源和吸水井水位，清水池水位曲線(xiàn)；5．混凝劑單位耗量、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、故障日?qǐng)?bào)記錄，絮凝池出水流動(dòng)電流；6．沉淀池出水濁度、余氯、PH，沉淀池吸泥機(jī)運(yùn)行狀況記錄；7．濾后水連續(xù)檢測(cè)濁度、余氯、PH和打印記錄，每日反沖洗次數(shù)累計(jì)，反沖洗時(shí)間累計(jì)，反沖洗時(shí)間顯示，反沖洗水量；8．原水預(yù)加氯量，濾后水加氯量，出廠水余氯值，設(shè)備運(yùn)行機(jī)時(shí)，故障日?qǐng)?bào)。 第7章工程概預(yù)算7.1建筑工程造價(jià)管道造價(jià)見(jiàn)表7—1表7—1管道造價(jià)管徑mm管長(zhǎng)m管道指標(biāo)元/100m造價(jià)元1100110303545333899.5100080284543227634.4900194256745569973.9800120213842256