《溫州市S縣給水工程初步設(shè)計(jì)》11000字（論文）

溫州市S縣給水工程初步設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u29145摘要 210853引言 28426第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 3172931.1任務(wù)設(shè)計(jì)及要求 3217571.2設(shè)計(jì)工作內(nèi)容 320689第二章總體設(shè)計(jì) 4144262.1給水處理工藝方案 428261第三章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì) 6197803.1給水管網(wǎng)計(jì)算 663563.2給水管網(wǎng)的布置 831758第四章取水泵站 8177474.1取水頭部設(shè)計(jì) 86654.2進(jìn)水管和出水管計(jì)算 9270634.3設(shè)計(jì)揚(yáng)程 11227764.4選泵 12228054.5泵房高度 1231763第五章凈水廠構(gòu)筑物計(jì)算 13169715.1廠址選擇 13221395.2工藝流程確定 13184475.3混合 142125.4絮凝 1597815.5沉淀 2177965.6過濾 24138895.7消毒 31495.8清水池 32300905.9污泥處理 3418039第六章二級(jí)泵站 353756.1二級(jí)泵站揚(yáng)程 35176836.2二級(jí)泵站流量 36252446.3水泵選擇 3614716.4吸水管路和壓水管路的計(jì)算 37308766.5標(biāo)高確定 37312516.6泵房高度 382040第七章水廠平面高程布置 391568第八章給水工程投資估算 40143508.1生產(chǎn)規(guī)模 40289918.2實(shí)施進(jìn)度 4072158.3固定資產(chǎn)投資 403465結(jié)論 4116873參考文獻(xiàn) 41摘要本次設(shè)計(jì)課題為溫州市S縣給水工程初步設(shè)計(jì)。S縣位于浙江省東南部靠海，北方有飛云江流過，南方又有鰲江貫穿全境，水力條件良好。整體地勢(shì)西高東低，東部靠海。雖然S縣整體水里條件較好，但其南部的鰲江水質(zhì)條件不太理想，有很多的污染源會(huì)污染其水質(zhì)，因此隨著環(huán)境污染的增加，我們除了要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化外，更應(yīng)該注重原水水源的保護(hù)。要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化，則需建一座凈水廠。凈水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為180000m3/d，凈水工藝采用常規(guī)水處理即原水→取水泵房→管式靜態(tài)混合器→網(wǎng)格絮凝池→平流沉淀池→V型濾池→加氯消毒池→清水池→二級(jí)泵房→配水管網(wǎng)。同時(shí)還有給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)。要在保證管網(wǎng)正常輸水的同時(shí)注意經(jīng)濟(jì)與效益，不能草草了事，注意安全問題。因此采用環(huán)狀管網(wǎng)，既保證了管網(wǎng)的輸水能力，還能一定程度上減少水錘的危害。關(guān)鍵詞：給水工程；凈水廠；水處理；給水管網(wǎng)引言本次設(shè)計(jì)課題為溫州市S縣給水工程初步設(shè)計(jì)。S縣位于浙江省東南部靠海，北方有飛云江流過，南方又有鰲江貫穿全境，水力條件良好。整體地勢(shì)西高東低，東部靠海。雖然S縣整體水里條件較好，但其南部的鰲江水質(zhì)條件不太理想，有很多的污染源會(huì)污染其水質(zhì)，因此隨著環(huán)境污染的增加，我們除了要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化外，更應(yīng)該注重原水水源的保護(hù)。要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化，則需要建立一座凈水廠。同時(shí)還有給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)。要在保證管網(wǎng)正常輸水的同時(shí)注意經(jīng)濟(jì)與效益，不能草草了事，注意安全問題。第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1任務(wù)設(shè)計(jì)及要求1.1.1設(shè)計(jì)題目溫州市S縣給水工程初步設(shè)計(jì)1.1.2設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)原水水質(zhì)基本符合國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類水體；出廠水水質(zhì)要求達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的要求。1.1.3人口及用水情況城區(qū)規(guī)劃人口33萬人，給水普及率100%。1.1.4自然條件S境內(nèi)以火山形成地貌為主，地勢(shì)西高東低。屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，全年降水主要集中于春夏兩季。鰲江自西向東貫穿全境，注入東海。1.2設(shè)計(jì)工作內(nèi)容進(jìn)行城市各類用水量的計(jì)算并且確定給水廠的規(guī)模。取水工程設(shè)計(jì)：包括取水工程方案的優(yōu)選，取水構(gòu)筑物及一級(jí)泵站設(shè)計(jì)。輸水工程設(shè)計(jì)：包括輸水管線定線，輸水管線設(shè)計(jì)計(jì)算。給水廠設(shè)計(jì)：包括給水廠工藝方案的選擇，單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)，二級(jí)泵站設(shè)計(jì)，給水廠平面布置，給水廠高程設(shè)計(jì)。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)：包括管網(wǎng)方案的選擇，給水管網(wǎng)平面布置，給水管網(wǎng)水力計(jì)算及校核等。工程投資估算。第二章總體設(shè)計(jì)2.1給水處理工藝方案2.1.1凈水工藝的要求給水廠進(jìn)行水處理，目的就是為了清除水中的雜質(zhì)，例如：病毒細(xì)菌、浮游雜質(zhì)以及其他有害物質(zhì)，是處理后的水質(zhì)滿足一定的用水要求。同時(shí)，處理之后的水必須要滿足一系列的基本要求，譬如：水中微生物不能使人生病，處理后水中殘存的雜質(zhì)不能危害人體健康。2.1.2取水工程方案取水工程的主要任務(wù)是要在合適的水源地去除原水，然后經(jīng)過水廠處理運(yùn)送到用水用戶中去。本次設(shè)計(jì)中水源地為鰲江，取水口位于鰲江中上游地區(qū)，河床與河岸穩(wěn)定。最高水位12m，最低水位3m，常水位8m。鰲江河流穩(wěn)定，河床平整，可采用河床式取水構(gòu)筑物，直接水泵吸水，取水頭部采用菱形箱式取水頭部。進(jìn)水管必須有兩條及以上。2.1.3混凝工藝方案現(xiàn)在有許多類型的絮凝池，比如說折板絮凝池、隔板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池等。折板絮凝池的話，除去都有的東西外，主要的優(yōu)點(diǎn)有容積較小，缺點(diǎn)的話很明顯，容積小的話，需要的池?cái)?shù)就變多，造價(jià)就變高。隔板絮凝池的話相對(duì)來說較簡(jiǎn)單，施工方面較為方便。網(wǎng)格絮凝池的話中規(guī)中矩，沒有明顯的短板，但池底容易積泥。最后，結(jié)合各種絮凝池的優(yōu)缺點(diǎn)綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用網(wǎng)格絮凝池。2.1.4沉淀工藝方案對(duì)于沉淀池來說的話，類型是有很多的，如豎流沉淀池、平流沉淀池、斜板沉淀池、斜管沉淀池、輻流沉淀池等。平流式沉淀池的話，最主要優(yōu)點(diǎn)就是施工管理起來比其他的都更簡(jiǎn)單，而且便宜。它的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一下，簡(jiǎn)而言之，就是排泥難，占地大，中大型水廠才適合平流式沉淀池。豎流式沉淀池的話，占地面積會(huì)顯得小一點(diǎn)，主要是排泥方便。缺點(diǎn)在于是豎著的，處理的流量會(huì)小一點(diǎn)，沉淀效果會(huì)差一點(diǎn)，小型水廠適用。輻流式沉淀池，多了一個(gè)機(jī)械持泥裝置，高級(jí)一點(diǎn)，排泥時(shí)效果也不錯(cuò)。缺點(diǎn)就是投資的費(fèi)用較大。斜板斜管式沉淀池的話，效果高，占地少，缺點(diǎn)和之前的差不多，耗料高，排泥困難，大中型水廠適用?？紤]本設(shè)計(jì)的情況，本次設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池。2.1.5消毒工藝方案消毒工藝常用有兩種，紫外線消毒和液氯消毒。紫外線消毒的話優(yōu)點(diǎn)：無需化學(xué)藥品，不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物；無臭味，無噪聲，不影響水的口感。缺點(diǎn)的話：消毒不徹底，有些微生物在光作用下會(huì)復(fù)活；時(shí)間長清洗麻煩；紫外燈壽命不長。液氯消毒的話優(yōu)點(diǎn)是余氯可以持續(xù)消毒，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是可能生成有機(jī)氯化物，而且氯氣有毒，要防止氯氣泄漏。綜合考慮來說，本次設(shè)計(jì)采用液氯消毒。2.1.6管網(wǎng)方案管網(wǎng)分為樹狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。樹狀管網(wǎng)一般適合小型城市，如果樹狀管網(wǎng)的某處管道受損，在該管道周邊的路線都被切斷，降低供水的穩(wěn)定性。而環(huán)狀管網(wǎng)如果受損，附近的閥門關(guān)閉后可以檢查，其他管道仍然可以供水，從而提高用水的可信度。而且環(huán)狀管網(wǎng)還能減少水錘。綜合考慮來說，本次設(shè)計(jì)采用環(huán)狀管網(wǎng)。第三章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)3.1給水管網(wǎng)計(jì)算3.1.1各項(xiàng)用水量計(jì)算城市總水量的計(jì)算，應(yīng)包括綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑道路和綠地用水、管網(wǎng)漏損水、未預(yù)見用水、消防用水。水廠出水水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求。3.1.2最高日生活用水量（3-1）式中：q：綜合生活用水定額，300L/（人*天）；N：人口數(shù)，為33萬人；F：表示自來水普及率，100%；（3-2）3.1.3工業(yè)企業(yè)用含水量所有工廠共日產(chǎn)量為50T/d，平均單位用水300m3/T，工人總?cè)藬?shù)25000人，平均生活和淋浴用水為30L/人。生產(chǎn)用水：（3-3）生活和淋浴用水：（3-4）所以（3-5）3.1.4澆灑道路和綠地用水量城市綠化和澆灑道路用水按綜合生活用水量和工業(yè)企業(yè)用水量和的15%計(jì)：（3-6）3.1.5管網(wǎng)漏損水量管網(wǎng)漏損水量應(yīng)該按照生活綜合用水量、工業(yè)企業(yè)用水量、澆灑道路和綠地用水量之和的10%~12%計(jì)算。本設(shè)計(jì)取12%。（3-7）3.1.6未預(yù)見用水量未預(yù)見用水量應(yīng)該按照難以預(yù)測(cè)的因素來確定，可以采用綜合生活用水量、工業(yè)企業(yè)用水量、澆灑道路和綠地用水量、管網(wǎng)漏損水量之和的8%~12%確定，本次設(shè)計(jì)取11%（3-8）3.1.7消防用水量按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016）及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045）等設(shè)計(jì)防火規(guī)范，S縣的城市消防用水量為75L/s，次數(shù)為2次。3.1.8最高日用水量最高日用水量為綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑道路和綠地用水、管網(wǎng)漏損水、未預(yù)見用水之和代入數(shù)據(jù)得：（3-9）3.1.9水廠規(guī)模水量考慮到水廠的自用水量9%，得水廠的最高日設(shè)計(jì)水量為：（3-10）取18萬m3/d。水廠規(guī)模按此設(shè)計(jì)水量計(jì)算。3.1.10最高時(shí)用水量最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用1.2~1.6，本設(shè)計(jì)采用1.4。（3-11）則設(shè)計(jì)中的管網(wǎng)總流量和二級(jí)泵站按此設(shè)計(jì)水量進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2給水管網(wǎng)的布置3.2.1給水工程給水管道采用加壓式供水。輸水管道系統(tǒng)用管道。第四章取水泵站4.1取水頭部設(shè)計(jì)取水頭部采用菱形箱式取水頭部，雙面進(jìn)水。在進(jìn)水孔上放置格柵，總共四個(gè)，來攔截水中的較大漂浮物。柵條形狀采用矩形設(shè)計(jì)。4.1.1格柵面積（4-1）式中：Q:設(shè)計(jì)流量，m3/s；v0：過柵允許流速，取0.8m/s；K1：柵條阻塞系數(shù)，取0.75；K2：柵條引起面積減少系數(shù)；（4-2）式中：b：柵條間凈距，范圍30mm~120mm，取40mm；S：柵條厚度，采用扁鋼柵條，厚為10mm；將數(shù)據(jù)代入公式得：（4-3）（4-4）每個(gè)格柵的面積：（4-5）采用格柵尺寸為1100×1100mm，有效面積為1.1m2。4.1.2校核過柵流速（4-6）符合要求。4.2進(jìn)水管和出水管計(jì)算4.2.1進(jìn)水管流量（4-7）按設(shè)計(jì)規(guī)范吸水管流速滿足1.2m/s≤v≤1.6m/s；那么取DN600，v=1.43m/s，1000i=4.14，滿足要求。4.2.2出水管流量按設(shè)計(jì)規(guī)范水管的流速滿足2.0m/s≤v≤2.5m/s；取DN500，v=2.05m/s，1000i=10.8，滿足要求。4.2.3水頭損失（1）進(jìn)水管：（4-8）取進(jìn)水管長2m：（4-9）（4-10）式中：：進(jìn)水管上所有局部阻力系數(shù)，取1.2。代入得：（4-11）則吸水管路得總水頭損失為：（4-12）（2）出水管：同進(jìn)水管計(jì)算步驟得：（4-13）所以在取水泵站中得水頭損失為：（4-14）4.3設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.3.1取水泵房的揚(yáng)程（4-15）式中H0：表示靜揚(yáng)程，等于泵吸水井的設(shè)計(jì)水面與構(gòu)筑物最高水位的測(cè)管高差，m；：表示泵裝置管路中水頭損失的和，m。4.3.2水泵的靜揚(yáng)程網(wǎng)格的水頭損失為0.2m，凈水廠中各構(gòu)筑物及其連接管水頭損失為3.5m。清水池最高水位標(biāo)高為9.5m，那么所需的水位標(biāo)高為：（4-16）所以水泵所需要的靜揚(yáng)程：洪水位：；枯水位：。采用兩根進(jìn)水管，則：（4-17）選擇DN1100的進(jìn)水管，此時(shí)流速為1.094m/s，1000i為1.094，管長取250m。則：（4-18）泵站內(nèi)管路得總水頭損失hp=2.923m。安全水頭取2m。則所需揚(yáng)程：洪水位：（4-19）枯水位：（4-20）常水位：（4-21）4.4選泵4.4.1設(shè)計(jì)流量采用凈水廠的規(guī)模流量：180000m3/d=7500m3/h=2084L/s。4.4.2設(shè)計(jì)揚(yáng)程由上可知需滿足枯水位時(shí)的揚(yáng)程取18m。4.4.3選泵選用6臺(tái)S500-22型雙吸離心清水泵，五用一備。Q=1400~2020m3/h，H=17~22m，轉(zhuǎn)速n=970r/min，軸功率117~144kW，效率為82~85%，氣蝕余量為5m。配套電機(jī)型號(hào)JS-127-6，其軸功率為185kW。4.5泵房高度泵房的地上高度：（4-22）式中a：天花板到梁頂部距離，不小于0.1m，取0.25m；b：行車梁高，取0.5m；c：行車梁底至起重鉤中心距離，取1.25m；d：起重繩的垂直長度，取2m；e：最大一臺(tái)設(shè)備的高度，取1.3m；h1：行車高度，取0.7mh2：吊起物與汽車高度差，取0.3mh3：檢修平臺(tái)的厚度，取0.2m。則：（4-23）考慮到泵房的地下部分，則泵房整體高度為11m。第五章凈水廠構(gòu)筑物計(jì)算5.1廠址選擇凈水廠選取的位置位于鰲江的中上游段得地方，與取水泵站較近，減少原水運(yùn)輸?shù)某杀尽?.2工藝流程確定原水→取水泵房→管道靜態(tài)混合器→網(wǎng)格絮凝池→平流沉淀池→V型濾池→加氯消↑混凝劑毒池→清水池→二級(jí)泵房→配水管網(wǎng)5.3混合5.3.1混凝劑的選擇在本次設(shè)計(jì)中選用PAC，及堿式氯化鋁為混凝劑。使用時(shí)操作方便，安全高效，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，屬無機(jī)高分子化合物。5.3.2混凝劑投加投加方法：分為干投法和濕投法。本設(shè)計(jì)采用普遍使用的濕投法。投加方式：有重力投加和壓力投加兩種。本次設(shè)計(jì)采用重力投加。5.3.3混凝劑配置（1）溶液池容積：（5-1）分兩個(gè)池，單個(gè)池容積為9m3。設(shè)計(jì)尺寸：L*B*H=3*2*1.5,超高為0.3m。（2）溶解池容積：（5-2）設(shè)兩個(gè)溶解池，一用一備，單個(gè)溶解池容積為6m3。L*B*H=3*2*1,超高0.2m。（3）攪拌設(shè)備本設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌。5.3.4加藥間及藥庫（1）加藥間：設(shè)計(jì)尺寸：L×B×H=15×10×5m3。（2）藥庫：T30=30/1000×180000×30=162000Kg=162T。PAC密度大于1.19，取1.5；V30=162/1.5=108m3。設(shè)堆放高度為2m，占地面積為54㎡。則藥庫尺寸：L×B×H=10×7×4m3。5.3.5混合工藝設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)置靜態(tài)混合器近期3個(gè)。水量Q：（5-3）流速取1m/s，靜態(tài)混合器設(shè)3節(jié)混合元件，即n=3，混合器距離絮凝池10m?；旌掀髦睆紻為：（5-4）取1200mm?；旌掀鏖L度為：L=1.1×D×N=1.1×1.2×3=3.96m混合時(shí)間：（5-5）水流過靜態(tài)混凝器的水頭損失為：（5-6）圖5-1管式靜態(tài)混合器5.4絮凝5.4.1單池處理水量設(shè)3個(gè)池，單池處理水量為（5-7）5.4.2有效容積（5-8）式中T：絮凝時(shí)間。按照要求一般為12min~20min。本次設(shè)計(jì)采用15min。5.4.3絮凝池面積（5-9）式中H’：有效水深。本次設(shè)計(jì)采用4m。5.4.4絮凝池池高（5-10）式中h：絮凝池的超高，本次設(shè)計(jì)取0.4m；h’：泥斗的高度，本次設(shè)計(jì)取0.5m。5.4.5絮凝池分格面積（5-11）式中v0：表示豎井流速。按照要求規(guī)定，前段、中段為0.12m/s~0.14m/s；末段為0.1m/s~0.14m/s。本次設(shè)計(jì)均取0.12m/s。設(shè)每個(gè)方格為正方形，則邊長為，取2.50m，則每個(gè)方格實(shí)際面積為2.5*2.5=6.25㎡。5.4.6絮凝池的分格數(shù)（5-12）校核絮凝時(shí)間：（5-13）符合12min~20min的要求。各段網(wǎng)格數(shù)量如表：名稱豎井?dāng)?shù)量每個(gè)豎井網(wǎng)格層數(shù)網(wǎng)格總層數(shù)網(wǎng)格間距第一段932765cm第二段821665cm第三段8005.4.7豎井內(nèi)網(wǎng)格的布置（1）前段放置密網(wǎng)格后：豎井網(wǎng)格開孔面積：（5-14）式中v1網(wǎng)：表示水流通過網(wǎng)孔的流速，范圍為0.25m/s~0.3m/s，取0.25m/s。網(wǎng)格材料采用鋼板打方孔，邊長定為0.08m，則小網(wǎng)格孔面積S為：S=0.082=0.0064㎡。則小網(wǎng)格孔數(shù)量n：（5-15）網(wǎng)格為正方形，則小網(wǎng)格橫豎的數(shù)量n2：（5-16）取20個(gè)。校核每格網(wǎng)格孔數(shù)：（5-17）兩個(gè)小網(wǎng)格之間的寬度b2：（5-18）實(shí)際開孔面積A’1網(wǎng)孔：（5-19）實(shí)際過網(wǎng)流速為：（5-20）符合0.25m/s~0.3m/s的要求。（2）中段放置密網(wǎng)格后：豎井網(wǎng)格開孔面積A2網(wǎng)孔：（5-21）式中v2網(wǎng)：表示水流通過網(wǎng)孔的流速，范圍為0.22m/s~0.25m/s，取0.22m/s。網(wǎng)格材料采用鋼板打方孔，邊長定為0.1m，則小網(wǎng)格孔面積為S=0.12=0.01㎡。則小網(wǎng)格孔數(shù)量（5-22）網(wǎng)格為正方形，則小網(wǎng)格橫豎的數(shù)量（5-23）取17個(gè)。校核每格網(wǎng)格孔數(shù)（5-24）兩個(gè)小網(wǎng)格之間的寬度b3：（5-25）實(shí)際開孔面積A’2網(wǎng)孔：（5-26）實(shí)際過網(wǎng)流速為：（5-27）符合0.22m/s~0.25m/s的要求。（3）后段不放置網(wǎng)格：實(shí)際過網(wǎng)流速為：（5-28）符合0.1m/s~0.14m/s的要求。5.4.8絮凝池長、寬取豎井井壁厚250mm，則單個(gè)絮凝池L×B=14×絮凝池的孔洞尺寸豎井隔墻孔洞過水面積s：（5-29）式中v孔：水的過孔流速：前段（0.2~0.3m/s）；中段（0.15~0.2m/s）；后段（0.1~0.14m/s）?？锥吹母遠(yuǎn)：（5-30）結(jié)合（5-29）（5-30）計(jì)算具體孔洞計(jì)算尺寸見附表4。5.4.10絮凝池各段的水頭損失（1）前段的水頭損失：（5-31）（2）中段的水頭損失：（5-32）（3）后段的水頭損失：（5-33）式中h1：每層網(wǎng)格的水頭損失，m；h2：每個(gè)孔洞的水頭損失，m；1：網(wǎng)格阻力系數(shù)，m；前段取1，中段取0.9；2：孔洞阻力系數(shù)，m；前中后段均取3；v1：水的實(shí)際過網(wǎng)流速，由前面得前段0.272m/s，中段0.241m/s，后段0.1112m/s；v2：各個(gè)孔洞的流速。則絮凝池總水頭損失：（5-34）5.4.11絮凝池各段的停留時(shí)間（5-35）式中V：每一段絮凝池的總體積，m3；q：絮凝池的流量，m3/s。得到如下表格名稱豎井?dāng)?shù)量總體積 （m3）停留時(shí)間（s）停留時(shí)間（min）前段9225323.755.40中段8200287.774.80后段8200287.774.80總和25625899.2915.005.4.12絮凝池各段的G值（5-36）式中ρ：水的密度，1000kg/m3；μ：水的粘度系數(shù)，1*10-3Pa·s；h：各段的水頭損失，m；t：停留時(shí)間，s。前段：（5-37）中段：（5-38）后段：（5-39）平均G:（5-40）5.5沉淀采用平流式沉淀池3座。5.5.1設(shè)計(jì)尺寸沉淀池個(gè)數(shù)n=3，停留時(shí)間T=2h，取池內(nèi)平均流速v=12mm/s。每座沉淀池的流量：（5-41）每座沉淀池的有效容積：（5-42）每座沉淀池的長度（5-43）式中v：平均水平流速，mm/s；T：停留時(shí)間，h。取L=90m。取有效水深4.0m，超高0.5m。沉淀池寬度：（5-44）取B=14m。每個(gè)沉淀池中設(shè)立2個(gè)隔板，隔板的寬度設(shè)為0.25m。則每格的寬度為：（5-45）5.5.2水力校核長寬比：（5-46）長深比：（5-47）弗勞德數(shù)：（5-48）水力半徑：（5-49）過水?dāng)嗝婷娣e：（5-50）濕周：（5-51）則水力半徑：（5-52）那么弗勞德數(shù)：（5-53）滿足1×10-5~1×10-4。雷諾數(shù)：（5-54）滿足3000—15000。5.5.3進(jìn)出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）進(jìn)水口設(shè)計(jì)：穿孔墻孔洞總面積：（5-55）式中v1：表示過孔流速，取0.25m/s。采用矩形孔洞，規(guī)格10cm*10cm。則空洞個(gè)數(shù)：（5-56）進(jìn)水水頭損失：（5-57）（2）放空管：管徑D：（5-58）式中T：沉淀池放空時(shí)間，取2h。取DN500的管徑。（3）出水部分設(shè)計(jì)：q取250m3/(m·d)。指型槽長度：（5-59）出水堰設(shè)計(jì)共6根。出水渠起端深度h：（5-60）式中B:出水渠寬度，取1m。為保證自由落水，取出水堰保護(hù)高0.2m，則出水渠深度為0.916m。出水管口的速度v為：（5-61）則出水管管徑D：（5-62）取管徑為DN900的出水管，則實(shí)際出水速度v：（5-63）5.6過濾總共3組，一組濾池流量60000m3/d。設(shè)計(jì)濾速采取v=12m/h，強(qiáng)制濾速為12m/h~20m/h。5.6.1平面尺寸第一步氣沖洗時(shí)間4min,第二步氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)間7min,單獨(dú)水沖時(shí)間7min；沖洗時(shí)間共計(jì)為:18min=0.3h。沖洗周期T=24h。濾池工作時(shí)間t：（5-64）一組濾池總面積：（5-65）每組6座，共18座。單座面積f：（5-66）取濾池長L為10m，則濾池寬B:（5-67）取3.6m。則實(shí)際單座面積f為36㎡。5.6.2濾池高度（5-68）式中H1：濾板下清水區(qū)的高度，取1m；H2：濾層厚度，取1m；H3：濾層上水深，取1.5m；H4：濾板厚度，取0.1m；H5：承托層厚度，取0.1m；H6：進(jìn)水系統(tǒng)跌差，取0.3m；H7：超高，取0.5m。5.6.3進(jìn)水系統(tǒng)（1）進(jìn)水總渠：（5-69）式中H1：進(jìn)水總渠內(nèi)水深，m；B1：進(jìn)水總渠凈寬，取1.0m；v1：進(jìn)水總渠內(nèi)流速，取0.7m/s。則（5-70）（2）進(jìn)水孔：孔口面積按淹沒出流公式計(jì)算：（5-71）每格濾池的進(jìn)水量Q2:（5-72）采用的沖洗方式：先水沖洗，再水-氣同時(shí)沖洗，最后再用氣沖洗。水沖沖洗強(qiáng)度取15L/(s·m2)，氣沖沖洗強(qiáng)度取6L/(s·m2)，掃洗沖洗強(qiáng)度取1.8L/(s·m2)。橫向掃洗水量Q掃：（5-73）式中f：?jiǎn)胃駷V池面積，㎡；q掃：掃洗沖洗強(qiáng)度，L/(s·㎡)。孔兩側(cè)水位差取h=0.1m，孔口總面積A：（5-74）掃洗用水出水口面積A掃：（5-75）則寬為0.37m，高為0.2m。側(cè)孔口設(shè)閘門，采用氣動(dòng)隔膜閥，側(cè)孔面積A1：（5-76）則寬為0.25m，高為0.22m。（3）寬頂堰堰上水頭由薄壁堰的流量公式計(jì)算Q:（5-77）式中m0：薄壁堰流量系數(shù)，取0.5；b：堰寬，取3m。則：（5-78）（4）配水渠：濾池配水渠寬b=0.5，渠高為h=1.0m，當(dāng)渠內(nèi)水深h1=0.8m時(shí)，流速v：（5-79）（5）V型進(jìn)水槽：（5-80）式中Q掃：橫向掃洗水量，m3/s；v3：進(jìn)水槽內(nèi)流速，取0.8m/s；h：橫向掃洗時(shí)槽內(nèi)水深，m；α：V型槽的夾角，取45°。則（5-81）則V型槽的高度為0.41+0.1=0.51m。（6）掃洗小孔（5-82）式中h：橫向掃洗時(shí)槽內(nèi)水深，m。內(nèi)徑一般為20-30mm，本設(shè)計(jì)采用孔內(nèi)徑為0.025mm，孔外徑為0.03mm。則單個(gè)掃洗小孔的面積A2:（5-83）掃洗小孔的個(gè)數(shù)n：（5-84）取52個(gè)，每個(gè)V型槽上有掃洗小孔26個(gè)。5.6.4水封井（5-85）式中：水流通過清潔濾料層的水頭損失，cm；Υ：水的運(yùn)動(dòng)黏度，cm2/s，時(shí)為0.0101cm2/s；G：重力加速度，980cm/s2；m0：濾料孔隙率，取0.5；d0：與濾料體積相同的球體直徑，cm，取0.1cm；l0：濾層厚度，cm，=100cm；V：濾速，cm/s，v=12m/h=0.33cm/s；：濾料顆球度系數(shù)，天然砂粒為0.75-0.8，取0.8；代入數(shù)據(jù)得：（5-86）正常過濾時(shí),通過長柄濾頭的水頭損失m，忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾時(shí)的水頭損失為：（5-87）為保證濾池正常過濾時(shí)池內(nèi)的液面高出濾料層,水封井出水堰頂標(biāo)高與濾料層上表面標(biāo)高以上0.2m,設(shè)計(jì)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：（5-88）式中H1：濾板下清水區(qū)的高度，取1.0m；H2：濾層厚度，1m；H4：濾板厚度，0.1m；H5：承托層厚度，0.1m；水封井出水堰上水頭由薄壁堰的流量公式計(jì)算：（5-89）式中m0：薄壁堰流量系數(shù)，取0.5；B：堰寬，為3m。5.6.5出水系統(tǒng)出水的流速取1.0m/s。則單個(gè)濾池出水管管徑D:（5-90）取出水管徑DN400?？偝鏊艿墓軓紻總：（5-91）取DN1000。5.6.6反沖洗系統(tǒng)（1）反沖洗水管：（5-92）式中Q3：反沖洗水流量，m3/s；q1：反沖洗強(qiáng)度L/(s·m2)，采用6L/(s·m2)。反沖洗水管管徑D1：（5-93）式中v1：沖洗水在管渠中的流速，m/s，一般采用2.0~2.5m/s，本設(shè)計(jì)取2m/s。取DN400。（2）反沖洗氣管：（5-94）式中Q4：反沖洗空氣流量，m3/s；q2：空氣反沖洗強(qiáng)度L/(s·m2)，采用15L/(s·m2)。反沖洗氣管管徑D2：（5-95）式中v1：沖洗氣在管渠中的流速，m/s，一般采用10~15m/s，本設(shè)計(jì)取10m/s。取DN300。5.6.7排水系統(tǒng)對(duì)排水總渠斷面面積要求的最不利條件發(fā)生在水反沖洗時(shí)，亦即水單獨(dú)反沖洗時(shí)要求排水總渠斷面積最大。因此，排水總渠的斷面面積設(shè)計(jì)按水反沖洗時(shí)的情況設(shè)計(jì)。水反沖洗時(shí)反沖洗水量為：Q3=0.216m3/s。V型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，其流量為：Q掃=0.0648m3/s。因此，排水總渠斷面面積的設(shè)計(jì)水量為：（5-96）排水總渠的設(shè)計(jì)流速為0.7~1.5m/s，本設(shè)計(jì)采用v=1.1m/s，則排水總渠斷面面積為：（5-97）設(shè)計(jì)中取排水渠寬B=0.4m，則（5-98）排水渠起端水深（5-99）式中：H起：排水渠起端水深，m；：排水渠底坡，取0.01。按照要求，排水槽堰頂應(yīng)高出石英砂濾料0.7m，則中間渠總高度為（5-100）式中H1：濾板下清水區(qū)的高度，取1.0m；H2：濾層厚度，1m；H4：濾板厚度，0.1m；5.7消毒5.7.1加氯量濾后加氯量一般為0.5～1.0mg/L，根據(jù)水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和本設(shè)計(jì)的水質(zhì)特征，此處取為1mg/L。加氯量：（5-101）式中a：投氯量，mg/L；Q1：需消毒的水量，m3/h。將數(shù)據(jù)帶入公式中得:（5-102）5.7.2儲(chǔ)存量（5-103）一般按最大用量的15～30d計(jì)算，本設(shè)計(jì)為30d。采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg,公稱壓力2MPa。氯瓶采用2組，每組11個(gè)，1組使用，1組備用。本設(shè)計(jì)選用REGAL220型加氯機(jī)四臺(tái)，三用一備，加氯量為0~5kg/h，配套水射器型號(hào)NO.18A。5.8清水池5.8.1清水池容積（5-104）式中W1——調(diào)節(jié)容積，m3；W2——消防貯水量，m3，按2h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算；W3——凈水構(gòu)筑物沖洗用水及水廠其他用水量，m3，取最高日用水量的9%；W4——安全貯量，m3，取500m3。清水池調(diào)節(jié)容積：（5-105）系數(shù)取10%，則（5-106）消防儲(chǔ)水量：（5-107）凈水構(gòu)筑物沖洗用水及水廠其他用水量為：（5-108）則（5-109）按33000m3設(shè)計(jì)。清水池采用鋼筋混凝土矩形水池設(shè)3個(gè)清水池。則每個(gè)清水池的容積為：11000m3，其L×W×H=50×44×5=11000m3，安全超高30cm。5.8.2清水池設(shè)計(jì)計(jì)算（1）進(jìn)水管進(jìn)水管管徑由最高日平均時(shí)確定，管內(nèi)流速在0.7~1.0m/s之間。水廠最高時(shí)水量為：考慮到水廠的自用水量9%，得水廠的最高日設(shè)計(jì)水量為：（5-110）取18萬m3/d。（5-111）進(jìn)水管管徑取1000mm，材質(zhì)為鋼管。因此（5-112）符合要求。（2）出水管因?yàn)槎梅吭O(shè)有吸水井，清水池的出水管（至二級(jí)泵房的吸水井）設(shè)置一根。出水管的設(shè)置形式采用水泵吸水管直接彎入池底吸水坑吸水。出水管管徑按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算，管內(nèi)流速在0.7~1.0m/s之間。最高日最高時(shí)的用水量Q=2659/2=1329.5L/s出水管管徑取1400mm，材質(zhì)為鋼管。因此（5-113）符合要求。（3）溢流管本次設(shè)計(jì)溢流管管徑為DN800。（4）放空管設(shè)置排水管的目的是為了排出清水池中的廢水，及檢修時(shí)將清水池內(nèi)的水泄空。由于本設(shè)計(jì)清水池埋深較大，排水困難，因而采用潛水泵，在需要時(shí)裝設(shè)，直接從集水坑中抽出。為了便于排空池水，池中設(shè)置一定的坡度，坡向集水坑，i=5‰。取2h放空，DN1200，那么放空流速為（5-114）（5）排氣管共設(shè)計(jì)25個(gè)排氣管，直徑300mm。（6）檢修孔共設(shè)計(jì)5個(gè)檢修孔，規(guī)格1500m*1500m。5.9污泥處理5.9.1干污泥的量在水廠凈水處理中會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥，它們由許多部分組成，如一些懸浮物，一些絮凝體，還有一些溶解不了的物質(zhì)等。干污泥的量：（5-115）式中Q：處理水量，m3/d；S1：處理前的固體懸浮物，mg/L；S2：處理后的固體懸浮物，mg/L。5.9.2污泥的設(shè)計(jì)流量污泥設(shè)計(jì)含水率為95%。污泥水得密度為1.2t/m3。則排放污泥的流量為：（5-116）式中G：表示干污泥的量，t/d；ρ：表示污水的密度，t/m3。5.9.3污泥調(diào)節(jié)池沉淀池排泥管排泥約270m3/d。12小時(shí)排一次泥。污泥調(diào)節(jié)池容積為135m3，設(shè)計(jì)兩座，尺寸L×B為6m×6m。高度為4m，超高為0.5m，則池高為4.5m。沉淀池尺寸為6m×6m×4.5m。5.9.4污泥濃縮池污泥濃縮有多種方法，本次設(shè)計(jì)采用重力濃縮法。污泥濃縮池面積為：（5-117）設(shè)兩個(gè)濃縮池，單池面積為：（5-118）濃縮池直徑D為：（5-119）濃縮池工作部分高度h1：（5-120）濃縮池總高度H為：（5-121）第六章二級(jí)泵站6.1二級(jí)泵站揚(yáng)程6.1.1最不利點(diǎn)確定通過對(duì)各點(diǎn)水壓標(biāo)高及自由水壓的計(jì)算，確定最不利點(diǎn)為231節(jié)點(diǎn)，該點(diǎn)設(shè)計(jì)自由水頭為28.004m，地面標(biāo)高0.962m。6.1.2水泵揚(yáng)程計(jì)算水泵揚(yáng)程按下式計(jì)算（6-1）式中Hc——控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)自由水壓，為28.004m；∑h——管網(wǎng)中到最不利點(diǎn)的最不利管路的水頭損失，為44.229m；hs——泵站內(nèi)的水頭損失，取3m；hc——輸水管水頭損失，此時(shí)1000i=1.559，為0.144m；Zc——控制點(diǎn)地面與清水池最低水位的高程差，清水池最低水位標(biāo)高為9.5-5=4.5m，控制點(diǎn)地面標(biāo)高0.962m,故Zc=0.962-4.5=-3.538m；H0——安全水頭，取2m。則水泵揚(yáng)程（6-2）用相同方法計(jì)算消防時(shí)和事故時(shí)所需水泵揚(yáng)程H1,H2，發(fā)現(xiàn)Hp滿足事故時(shí)水泵所需揚(yáng)程H2，但消防時(shí)所需水泵揚(yáng)程為110.129m。H1＞Hp。則，二泵站所需水泵揚(yáng)程需滿足消防時(shí)的水泵揚(yáng)程。6.2二級(jí)泵站流量最高日用水量為164055.8m3/d，最高日最高時(shí)的用水量為2659L/s，本來二泵站流量應(yīng)按最高日最高時(shí)用水量為設(shè)計(jì)流量，但用水量較大，所以采用泵站分級(jí)供水方式，經(jīng)濟(jì)上較為合理。本設(shè)計(jì)水廠采取二級(jí)工作，第一級(jí)的工作時(shí)間由24時(shí)至7時(shí)，供水量為1.9%，設(shè)計(jì)水量為164055.8×1.9%=3117.06m3/h；第二級(jí)的工作時(shí)間由7時(shí)至24時(shí)，供水量為5.1%，設(shè)計(jì)水量為164055.8×5.1%=8366.85m3/h。6.3水泵選擇選用8臺(tái)14sh-6A型雙吸離心清水泵，六用二備。Q=803~1570m3/h，H=90~125m，轉(zhuǎn)速n=1470r/min，軸功率392~562kW，效率為68.5~70%，允許吸上真空高度為3.5m。配套電機(jī)型號(hào)JSQ-148-4，軸功率為570kW。水泵的尺寸為L×B×H=3293mm×1240mm×1125mm。6.4吸水管路和壓水管路的計(jì)算6.4.1吸水管按設(shè)計(jì)規(guī)范吸水管流速滿足1.2m/s≤v≤1.6m/s；那么14sh-6A型水泵，Q=387L/s，取DN600，v=1.33m/s，1000i=3.59，滿足要求。6.4.2壓水管按設(shè)計(jì)規(guī)范壓水管流速滿足2.0m/s≤v≤2.5m/s。取DN450，v=2.35m/s，1000i=16.4，滿足要求。6.5標(biāo)高確定吸水管管長取10m，計(jì)算吸水管路的沿程水頭損失：（6-3）吸水管的局部水頭損失：（6-4）式中ξ1：濾水網(wǎng)的阻力系數(shù)，取3.5；ξ2：喇叭口的阻力系數(shù)，取0.56；ξ3：90°彎頭的阻力系數(shù)，取0.96；ξ4：閥門的阻力系數(shù)，取0.06；ξ5：漸縮管DN600×500的阻力系數(shù)，取0.19。將數(shù)據(jù)帶入公式中得：（6-5）吸水管路的總水頭損失為：（6-6）水泵最大安裝高度：（6-7）式中Hs：允許吸上真空高度，m。將數(shù)據(jù)帶入公式中得（6-8）6.6泵房高度采用LDH型電動(dòng)單梁環(huán)形軌道起重機(jī)。型號(hào)：ZDY21—4，跨度25m，起重量3t，功率0.8×2kW。電動(dòng)葫蘆，型號(hào)CD1，升起高度6~30m，總重量2.28t。泵房高度：（6-9）式中a：從天花板到梁頂部距離，不小于0.1m，取0.25m；b：行車梁高，取0.5m；c：行車梁底至起重鉤中心距離，取1.25m；d：起重繩的垂直長度，取2m；e：最大一臺(tái)水泵或電動(dòng)機(jī)的高度，取1.3m；h1：行車高度，取0.7m；h2：吊起物與汽車高差，取0.3m；h3：檢修平臺(tái)厚，取0.2m。則（6-10）綜合考慮泵房的地下部分，泵房的整體高度取10m。第七章水廠平面高程布置計(jì)算公式：（7-1）（7-2）