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自来水厂设计

精品文档

给 水 处 理 课 程 设 计
说 明 书

姓名：
班级：
学号：
序号：

xxx大学城建学院
给 水 排 水 系
2015年9月

目 录
第一章 工程概况及设计任务 2
1.1 工程概况 2
1.2 设计资料 2
1.3 设计任务书 3
第二章 水厂工艺方案确定及技术比较 4
2.1 给水处理厂工艺流程方案的选择及确定 4
2.2 拟设计方案流程图 6
第三章 混凝工艺计算 11
3.1 水厂规模及水量确定 11
3.2 混凝剂投配设备的设计 14
3.3 混合设备的设计 14
3.4 往复式隔板絮凝反应池设计 14
第四章 沉淀工艺计算 15
4.1 设计参数 16
4.2 平面计算 17
4.3 进出水系统 18
第五章 普通快滤池设计计算 20
5.1 设计参数 21
5.2 设计计算 21
第六章 消毒和清水池设计 22
6.1 加氯消毒 22
6.2 清水池计算 22
第七章 二级泵站的设计 23
7.1 设计参数 23
7.2 设计计算 24
第八章 水厂总平面布置 25

第一章 工程概况及设计任务
1.1 工程概况
本设计主要是给水处理厂的设计，随着国民经济快速发展、城市化进程加快，人民生活水平迅速提高，人们对水质和水量的要求越来越高。湖北某县城原有水厂水厂能力已不能满足水质水量的要求。为解决城市越来越严重的缺水问题，当地市政府部门研究决定新建一座自来水厂，以补充城市供水能力。本设计主要是给水处理厂的设计，规划处理水量为10万立方米/天，近期设计规模为5万立方米/天。该厂的水源为湖北某县城水域，水源水质符合生活饮用水水源二级水质标准，原水水质其中的一些常规的检测项目符合《生活饮用水水质卫生规范（2001）》的要求，需要处理的为水源的浊度、残渣及细菌的灭活。由于水源水质良好无需预处理及深度处理，所以该水厂的处理工艺流程为常规处理工艺。即：原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→用户。主要构筑物为：絮凝池、沉淀池、滤池和清水池。水厂布置采用了直角型。
1.2设计资料
（1）地理条件：地形平坦，厂区平均海拔高程52m。
（2）厂位置占地面积：水厂位置距离河岸200m，占地面积充分。
（3）水文资料：湖北某县城水域。
水文站：历史实测最高洪水位：44.8m（1982.6.20）
历史实测最低水位：34.66m（2004.1.9）
百年一遇洪水位46.52m，五十年一遇洪水位46.08m，二十年
一遇洪水位45.52m。
实测最大流量20900
实测最大流速2.53（1964年），实测河面宽1400m
历史最枯流量172，多年平均流量为2080。
（4）气象资料：属亚热带湿润性气候，温暖湿润，温差较大，历史最高气温达40.8，最低气温为-15.2。多年平均降雪日6.9天，最大积雪厚度160；多年平均结冰日21天。无冻土，全年无霜期平均277天。

1.3 设计任务书

长江大学给水处理课程设计任务书
学院（系） 城市建设 专业 给水排水 班级
1. 课程设计题目：
某县城10万m3/d自来水厂初步设计
2. 课程设计完成时间：2周
3．课程设计所需资料及原始数据
随着国民经济快速发展、城市化进程加快，人民生活水平迅速提高，人们对水质和水量的要求越来越高。湖北某县城原有水厂水厂能力已不能满足水质水量的要求。为解决城市越来越严重的缺水问题，当地市政府部门研究决定新建一座6万m3/d自来水厂，以补充城市供水能力。水源水质如下：
(1) 水源水质符合生活饮用水水源二级水质标准（二类水质水质受轻度污染。）
(2) 水厂设计规模为10万m3/d。其中近期、远期设计规模均为5万m3/d。主要构筑物按近期设计，远期仅做预留。
(3) 原水主要水质指标
名称
单位
检测值
名称
单位
检测值
PH

7.4～6.9
浊度
NTU
100～20
耗氧量
（mg/L）
5（KMnO4法）
色度
度
10～25
总硬度
mgCaCO3/L
350左右
溶解性总固体
mg/L
800 ～300
大肠菌群
个/L
750～1500

水温
℃
3～30，平均19

(4)厂区地形：按平坦地形设计，设计地面标高51m。
(5)其他资料：
1）拟定水厂区域内,地形较平坦, 北高南低，标高在49～53.5m。
2）水厂地质条件：水厂地表层为2.7m的亚粘土,下部4.7m的细纱,以下是基岩。
3）气象条件:该地区主导风向为东北风；夏季最高气温39.5℃，冬季最低气温-5℃,冰冻深度320mm。
4）水源：取水水源位于水厂西北方向。
4．课设应完成的主要内容
按总体5万m3/d设计，主要生产构筑物按近期5万m3/d计算。
（1）净水系统的工艺选择和系统的工艺计算,单体水处理构筑物的设计计算工作(混合,反应池,沉淀池,滤池)
（2）水厂总平面布置图。
（3）工艺平面布置图、给排水平面布置图。
（4）水厂高程（流程）布置图。
    （5）设计说明书。
5．课设的目标及具体要求
通过课程设计，使学生进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化；
具体要求：
（1）说明与计算部分：
1）说明水厂净水工艺过程以及构筑物型式选择的理由，对水厂的总平面布置及高程设计作深入的阐述。要求主体生产构筑物按近期、远期相同两组并联设计，远期预留；生产附属构筑物及生活建筑物一次建设。
2）需计（估）算药剂投配设备、混合池、反应池、沉淀(澄清)池、滤池及清水池的主要尺寸，其中选择两个主要单体水处理构筑物进行工艺构造设计计算工作(反应池,沉淀池,滤池)；应简要说明消毒设备的选用理由及主要参数。
3）在计算书中，应列出所采用的全部计算公式和采用的计算数据并注明资料来源和选用理由。应附相应的计算草图。说明书说明设计计算方法及计算草图, 内容应完整，简明扼要，文句通顺，字迹端正。
 （2） 图纸部分
  1）水厂总平面图应按初步设计要求完成，图上应绘出主要净水构筑物、水泵站、清水池及附属房屋建筑、道路、绿化地带及厂区界限等，并表示其外形尺寸和相互距离。构筑物管道均以单线条表示。
2）水厂工艺平面布置图应绘出各种连络管渠、阀门等。
3）水厂高程流程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面的标高；重要构件及管渠的标高等。
4）图中应注明图名及比例，并有必要的说明。图中文字一律用仿宋体书写。图例的表示方法应符合一般规定和标准。图纸应清洁美观。线条粗细应主次分明。
5）水厂给排水平面布置图中，主要绘出水厂生活给排水系统、雨水排水系统、室外消防等。
图纸幅面规格：按合适比例图绘制。
6．参考资料
（1）严煦世主编．给水工程（第４版）．北京：中国建筑工业出版社，1999
（2）严煦世主编．给水排水工程快速设计手册(1，4，5册)，北京：中国建筑工业出版社，1996
（3）给水排水设计手册（第2版），第1，3，9，11，12册．北京：中国建筑工业出版社，2000
（4）室外给水设计规范(GB50013－2006)
（5）室外排水设计规范(GB50014－2006)
（6）给水排水制图标准(GB/T 50106－2001) ．中华人民共和国建设部主编
（7）李圭白、张杰主编．水质工程学（第二版）．中国建筑工业出版社．2008年8月
（8）范瑾初 金兆丰主编.水质工程（第一版）．中国建筑工业出版社．2009年8月
7．时间安排（本学期第3、4教学周）
二周
第二章 水厂工艺方案确定及技术比较
2.1 给水处理厂工艺流程方案的选择及确定
方案一：原水 → 一泵房 → 静态混合器 → 往复式隔板絮凝池 →斜管沉淀池→ 普通快滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户
静态混合器
优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果较好4．不需外加动力设备
缺点：1.水头损失较大2.运行水量变化影响效果
往复式隔板絮凝池
优点：1.絮凝效果较好2.结构简单，施工方便
缺点：1.絮凝时间较长2.水头损失较大3.转折处絮粒易破碎
斜管沉淀池
优点：1.沉积效率高2.池体小，占地少
缺点：1.斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，费用较高2.对原水浊度适应性较平流沉淀池差3.不设机械排泥装置时，排泥较困难，设机械排泥装置时，维护管理较平流沉淀池麻烦
普通快滤池
优点：1.有成熟的运转经验，运行稳妥可靠2.采用砂滤料，材料易得，价格便宜3.采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深较浅4.可采用降速过滤，水质较好
缺点：1.阀门多
方案二：
原水 → 一泵房 → 扩散混合器 → 折板絮凝池 → 平流沉淀池 → V型滤池 → 清水池 → 二泵房 → 用户
扩散混合器
优点：1.不需土建构筑物2.不需外加动力设备3.不占地
缺点：混合效果受水量变化有一定影响
折板絮凝池
优点：1.絮凝效果好2.絮凝时间短
缺点：1.构造复杂，水量影响絮凝效果
平流沉淀池
优点：1.造价较低2.操作方便，施工简单3.对原水浊度适应性强，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.占地面积较大2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难3.需维护机械排泥设备
V型滤池
优点：1.运行稳妥可靠2.采用砂滤料，材料易得3.滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好4．具有气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好
缺点：1. 配套设备多，如鼓风机等2.土建较复杂，池深比普通快滤池深
综合比较，选用方案一。
2.2 拟设计方案流程图
一级泵站
斜管沉淀池
普通快滤池
清水池
二级泵站
往复式隔板絮凝池
吸水井
管式混合
加氯消毒

第三章 混凝工艺计算
3.1 水厂规模及水量确定
水厂自用水量取5%
水厂设计规模：Q= b×Qd =1.05×50000m3/d=52500m3/d,取Q=55000m3/d
3.2混凝剂投配设备的设计
水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。
混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图2所示。

图2 湿投法混凝处理工艺流程
根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂。最大投加量为20mg/L，碱式氯化铝投加浓度为10%。
1）溶液池
溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。
溶液池容积按下式计算：
式中 －溶液池容积，；
Q－处理水量，； 取2292
a－混凝剂最大投加量，mg/L；
c－溶液浓度，取10%；

n－每日调制次数，取n＝3。
代入数据得：故W1=202708.3/（417103）=3.7（m3）
溶液池设置两个，单池容积W’1： W’1=W1/2=2.15（m3）
取有效水深H1＝1.0m，总深H＝H1+H2+H3（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）＝1.0+0.2+0.1＝1.3m。
故：溶液池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高＝1.5m×1.5m×1.3m。
2）溶解池
溶解池容积：W2=0.3W1=0.3×3.7=1.29（m3） 取1.3m
溶解池设置两个，单池容积W’2：W’2=W2/2=0.65（m3）
溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量
q0= W’2/（60t）=0.65×1000/（60×10）=1.08（L/s）
溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根。
溶解池的形状采用矩形，长×宽×高=0.8m×0.7m×1.3 m，其中包括超高
0.2m。池底坡度采用3‰。溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
溶解池为地下式，池顶高出地面0.2m，以减轻劳动强度和改善工作条件，
溶解池池壁设超高，以防止搅拌溶液时溢出。由于药液具有腐蚀性，所以盛
放药液的池子和管道以及配件都采用了防腐措施。溶液池和溶解池材料采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。
3.3 混合设备的设计
在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。
管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，构造如图2所示。

图3 管式静态混合器
1、设计流量

Q=55000/d=2292/h=0.637/s
2、设计流速
静态混合器设在絮凝池进水管中，管内流速控制在v=1.0m/s左右。
管式静态混合器流量：Q=0.637m³/s
管式静态混合器管径：取 D=900mm，流速v=1.11m/s
3、混合单元数
按下式计算： 取N=3，
则混合器的混合长度为： L=1.1ND=1.1×3×0.9=2.97
4、混合时间
T=
5、水头损失

6、校核GT值

GT=944.2×2.7=2549.3（≥2000）水力条件符合要求
7、加药间
⑴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。加药间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。
加药间尺寸：L×B×H=13.3m×9m×6m。
⑵药库：药剂储量以15d用量计
PAC所占体积：

式中: T15——15天PAC用量（t）；
——PAC投加量（mg/L） 取65.2mg/L；
Q——处理水量（m3/d）。
则15天PAC用量为53790kg；PAC的相对密度：
则储存药体积：53790/（1.62*1000）=33.2m3。
设堆放高度为：2m 占地面积：33.2/2=16.6m3。
药库设计尺寸：L×B×H=6m×5m×2m。
3.4往复式隔板絮凝反应池设计
1、设计参数
采用2个往复式絮凝反应池,单个设计水量为55000/2=27500/d，

絮凝时间：t＝20min；絮凝池超高采用h=0.3m；
平均池内水深H=2.5m；絮凝池的长宽比：Z=L/B=1.2；
转弯处过水断面面积为廊道内过水断面的1.5倍；
6个廊段内流速设为六档，v1=0.50m/s、v2=0.40m/s、v3=0.35m/s、
v4=0.30m/s、v5=0.25m/s、v6=0.20m/s。
2、设计计算
（1）平面尺寸
①单池平面净尺寸:
计算总容积:W=QT/60=1146×20/60=382m3
分为两池，每池净平面面积为:F1=W/H=382/2.5=152.8m2
池长（隔板间间距之和）L：L= 取14m
池宽B: B=L/1.2=12.3,取13m
②廊段宽度和流速：
廊道宽度为an，隔板间距按廊道内不同流速分为6挡：
a1=Q/3600/v1/H

设计流速v/(m/s)
廊道宽度a/m
实际流速v/(m/s)
廊道数

计算值
采用值

v1
0.50
a1
0.30
0.30
0.500
5
v2
0.40
a2
0.38
0.40
0.376
5
v3
0.35
a3
0.43
0.45
0.333
5
v4
0.30
a4
0.50
0.50
0.300
5
v5
0.25
a5
0.60
0.60
0.250
5
v6
0.20
a6
0.75
0.75
0.200
5
池内廊道宽度相同的隔板为一段，总共分为6段，则廊道总数为5*6=30
则隔板数为：30-1=29（条），水流转弯次数为29次
③池长（不包括隔板厚度）复核：L=5*（0.3+0.4+0.45+0.5+0.6+0.75）=15m
隔板厚度按0.2m计算，则池子总长L=15+29×0.2=20.8m
（2）廊道长及水头损失的计算
各档流速廊道总长度L=5*13=65m，其中廊道宽0.75m，流速0.2m/s的一档的最后一道廊道紧挨穿孔过水墙，不计入该档流速廊道的长度，则最后一档廊道总长度变为65-13=52m。
按廊道内的不同流速分成六段，分别计算水头损失。按下式计算：
水头损失 ：
式中 ——转弯处局部阻力系数；S——转弯次数；
——廊道内流速，m/s；——转弯处流速，m/s；
C——流速系数；R——水力半径，m；
——水在池内的流程长度，m。
水力半径：Rn=anH/(an+2H),槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数Cn=Rny1/n,
y1取0.15
水头损失计算表如下：
由表可知GT值符合设计要求。

第四章 沉淀工艺计算
4.1 设计参数
1、设计水量为55000m3/d
Q=5.5万/d=2292/h=0.637/s。
2、采用两个斜管沉淀池，每个沉淀池设计流量为=0.752/2=0.314m3/s。
3、采用塑料斜管，斜管断面为正六边形，内切圆直径d＝30mm,斜管长L＝
1m，倾角θ＝60°，斜管高度h3＝Lsin60°＝0.87m，斜管板厚0.4mm。
4、超高h1=0.5m；
布水区高度h2=2.4m；
清水区高度h4=1.2m。
5、 清水区上升流速q＝2.5mm/s＝9m/h,颗粒沉淀速度u＝0.4mm/s。
4.2 平面计算
1、清水区有效面积:A=Q/q
式中：A——斜管沉淀池的表面积（）；
q——表面负荷[m3/(m2*h)],一般可采用9.0～11.0 m3/(m2*h)，设
计中取为10 m3/(m2*h)。则A=270.8m2
沉淀池采用两座,则每座清水区面积A1=A/2=135.4m2沉淀池初拟面积，斜管结构占用面积按5％计。A1=A2=1.05* A1=142.17 m2
2、沉淀池长度和宽度
沉淀池宽度同絮凝池为13m，所以沉淀池长为 L=A/B=10.9m,取11m
式中：B——沉淀池宽度(m)。
3、沉淀池总高度

式中：——沉淀池总高度(m)； ——超高,取0.5m；
——布水区高度, 取2.4m；——斜管高度(m)；
——清水区高度, 取1.2m
；——穿孔排泥斗槽高, 取,1.3m。
则=1.3+2.4+0.87+1.2+0.5=6.27m。
故沉淀池尺寸为长×宽×高=13m×11m×6.5m
4.3 进出水系统
1、沉淀池进水设计
沉淀池进水采用穿孔花墙,沿长边一侧进入，则孔口总面积A3=Q/v
式中：A3——孔口总面积(m2)；
——孔口流速(m/s),一般取值不大于0.15～0.20m/s,取0.18m/s
则，每个孔口孔径采用d＝150mm，则Fd＝0.0177m2
所需孔数个，取119个
设五排，每排数量119/5＝23.8个，取24个
排距300mm，高5×0.3＝1.50m；孔间距13/24＝0.5m，取500mm。
2、沉淀池出水设计
A.沉淀池的出水采用两侧淹没孔口集水槽,集水方式采用淹没式自由跌落，淹没深度取5cm，跌落高度5cm，槽的超高取0.10m。
设集水槽个数N N=12
集水槽中心距 a＝L/N＝10/12＝0.8m
每个集水槽流量q q＝/N＝0.376/12＝0.03
考虑池子的超载系数为20%，故每个集水槽流量q1＝0.03×1.2＝0.036 。
B.每个集水槽所需孔眼总面积
式中:——集水槽流量（）；
——流量系数，取0.50 ；
——孔口淹没深度（）；
——孔眼总面积（）。

C.单孔面积A0

孔眼直径采用d＝25mm，则单孔面积A0＝π/4·d2＝0.00049m2
每个集水槽孔眼个数n＝0.061/0.00049＝125.5个，取126个。
D.每个集水槽有两边,则每边孔眼个数为 n/2＝126/2＝63个。
E.孔眼中心距 S0＝B/63=10/63=0.16m,孔眼从中心向两侧排列。
3、沉淀池排泥系统设计
采用穿孔管排泥，沿池长（L=10m），横向铺设10条槽（前后另加2条）槽宽1.5m，槽壁倾角，槽高1.3m，考虑到斜板支撑系统的高度及维修要求，排泥槽顶端距斜板采用2.4m.
4、复算管内雷诺数、弗劳德数及沉淀时间
管内雷诺数Re
式中:R——斜管水力半径R；R=D/4=0.75cm
q2——斜管内流速；q2=
——运动粘度0.01(t=20℃)。
则（20℃时）
所以水流在沉淀池内是层流状态。
弗劳德数
介于0.001～0.0001之间，满足设计要求。
管内沉淀时间
一般介于4～7min，满足设计要求。
第五章 普通快滤池设计计算
5.1 设计参数
单层石英砂滤料，密度ρs=2.65t/ m3，滤料膨胀前孔隙率m0=0.41；
设计流量：Q=5.5万/d=2292/h=0.637/s
设计滤速： V＝8～10m/h，取10 m/h；
冲洗强度：12～15L/m2·s，取14 L/m2·s；
冲洗时间：t＝6min；冲洗周期：T=12h；工作时间；t=24h.
5.2 设计计算
1、冲洗强度
冲洗强度q按经验公式计算

式中 dm－滤料平均粒径；
e－滤层最大膨胀率，取e= 40%；
v－水的运动黏滞度，v=1.44mm2/s。
砂滤料的有效直径d10=0.7mm，与dm对应的滤料不均匀系数u=1.5
所以，dm =0.9ud10=0.9×1.5×0.7=0.945 mm

2、滤池面积
滤池过滤水量为55000/24=2292m3/h
滤池总面积
滤池设置两组，每组个数采用N=4个，双行并列布置；
单池面积f=F/N=229.2/4/2=34m2，每池平面尺寸采用L×B=7.6m×4.5m
池的长宽比为7.6/4.5=1.7（符合设计规范，规范要求： 1.5:1～2:1；）
3、滤池高度
支承层高度 H1=0.45m、滤料层高度 H2=0.7m
砂面上水深 H3=2m 超高（干弦） H4=0.3m
滤池总高H=H1+H2+H3+H4=0.45+0.7+2+0.3=3.45m
4、冲洗排水槽
（1）断面尺寸
两槽中心距采用a=2m、排水槽个数n1=L/a=7.6/2=3.8,取4个。
槽长l=B=4.5m、槽内流速，采用0.6m/s
每槽排水量为Q=14.12×7.6×1.7＝182.43 L/s
采用三角形标准断面，槽中流速采用v＝0.6m/s
根据水量及流速可算得槽断面尺寸
X＝m
（2）设置高度
滤料层厚度采用Hn=0.7m、排水槽底厚度采用δ=0.05m
槽顶位于滤层面以上的高度为：He=eHn+2.5x+δ+0.075=1.41m
核算面积:排水槽平面总面积与单个滤池面积之比：
X*l*4/f=0.27*4.5*4/34.1=0.14<0.25 符合设计要求。
5、集水渠
集水渠采用矩形断面，渠宽采用b=0.75m
渠始端水深Hq：
集水渠底低于排水槽底的高度Hm：。
6、配水系统
采用大阻力配水系统，其配水干管采用方形断面暗渠结构。
(1)配水干渠
干渠始端流速采用V干=1.5m/s；干渠始端流量
干渠断面积，干渠断面尺寸采用0.5m×0.6m
(2)配水支管
支管中心距采用s=0.25m；支管总数n2=2L/s=2×7.6/0.25=60.8，取60根。
支管流量；支管直径采用d支=75mm
流速:；支管长
核算:
(3)支管孔眼
孔眼总面积Ω与滤池面积f的比值a，采用=0.24％，则 孔径采用
单孔面积
孔眼总数 取1290个
每一支管孔眼数（分两排交错排列）为：n4=n3/n2=1290/60=21.5(个)，取22个
孔眼中心距
7、滤池各种管渠计算
（1）进水渠
进水总渠流量 Q1＝0.188。
采用进水渠断面渠宽B1＝0.6m,水深为0.4m，水流断面为0.6m×0.4m=0.24。
渠中流速v1＝＝0.78m/s。用虹吸管向滤池供水。
（2）进水虹吸管设计
进水支渠与滤池水面基本相平，虹吸水位差为0.15m。
虹吸管沿程水头损失不计。
各局部阻尼系数为：进口；1 ＝ 1.0 ；出口：2 ＝ 1.0
90弯头（2个）：3 ＝2×0.96＝1.92
虹吸水流时局部水头损失为：
所以：v＝0.87 m/s
进水虹吸管管径按1个滤池停止运行，2个滤池强制过滤计算，则管中流量为：Q1/2＝0.1825/2＝0.09
查水力计算表：进水虹吸管采用DN400钢管，流速为 1.01 m/s ，1000i＝3.6 m。
（3）冲洗总管
冲洗水总流量：Q2＝Q3＝376L/s，
查水力计算表：采用管径DN400mm，管中流速v3＝2.8m/s，1000i＝5.0m。
（4）清水管
清水支管：管中流量按1个滤池停止运行，3个滤池强制过滤计算为
Q4＝0.376/3＝0.13
查水力计算表：采用管径DN300mm，管中流速v5＝1.0m/s， 1000i＝5.1m。
清水总管：流量Q5＝Q1＝0.376
查水力计算表：采用管径DN600mm，管中流速v5＝1.25m/s， 1000i＝3.
（5）排水渠
设有两条，每条收集单侧四个池子的反冲洗废水。
排水流量Q6＝3Q3＝3×376L/s＝ 1.128
排水渠宽B6＝0.6m，渠底距排水槽出口底部高度为：
H＝1.73＝1.73×1.4m。
渠中水深1.4m。渠中流速v6＝1.3m/s，用虹吸管进行排水。
（6）排水虹吸管
排水虹吸管的流速一般在1.4~1.6 m/s的范围内，冲洗时，废水渠中的水应自由跌落进入虹吸管进口水封井，跌落高度按0.2m计。虹吸管出口水封井堰口的标高往往取决于整个排水系统高程设计。有条件时应尽可能降低出水堰口的标高以增大虹吸水位差，减小虹吸管径。这里设计虹吸水位差为0.3m。虹吸管采用DN600，管长约10m。按流量Q3＝365L/s。
查管道水力计算表得：管中流速v=1.24m/s，1000i＝3.16m
排水虹吸管沿程损失为： h 1＝I L＝ 3.16××10＝0.032m
各局部阻尼系数为：
进口：1 ＝ 1.0 ； 90弯头（2个）：2 ＝2×1.07＝2.14
出口：3 ＝ 1.0
排水虹吸管局部损失为：
h 2＝（1 +2+3） ＝（1.0 +2.14+1.0） ＝0.325m
则排水虹吸管总水头损失为：h=h 1+h 2 =0.032＋0.325＝0.357m
所选管径基本符合要求。
（7）冲洗水泵
冲洗时间：t=6min
冲洗水箱容积：W=1.5qft=1.5ⅹ14.12ⅹ21.4ⅹ6ⅹ60=163.2m3
水箱底层至滤池配水管间的沿途及局部损失之和h1=1.0m
配水系统水头损失：h2=3.5m
承托层水头损失：h3=0.022Hq=0.022ⅹ0.45ⅹ14=0.14m
滤料层水头损失h4
；
备用水头：h5=1.5mH2O
△H=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.82m
8、反冲洗水泵计算
水泵所需的供水量:Q＝＝14.12×34.1＝481.5L/s清水池至滤池间冲洗管道中的总水头损失：h6＝1.0m则H=6.82+ h6=7.82mH2O；设冲洗水泵三台，两用一备。水泵型号为300S12A，其特性为：Q=210L/s,H=10.81m, 配备Y90S-2型电动机，功率N=95Kw，电压V=380V。在清水池和滤池附近设反冲洗泵房，水泵竖向并排排列布置，泵房平面尺寸为：L×B＝11.2m×5.4m。

第六章 消毒和清水池设计
6.1 加氯消毒
1、设计参数
已知设计水量Q=55000m3/d=2292m3/h，本设计消毒采用液氯消毒，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最大投加量为1.0mg/L。
2、设计计算
预加氯量为：
清水池加氯量为：
二泵站加氯量自行调节，在此不做计算，则总加氯量为

氯瓶选500kg级 ，出氯量 3～3.5kg/h 取3.3kg/h 进行计算，则需 6.3/3.3=2（个），取2个工作氯瓶。
取7天的量为备用量，则需备用氯瓶7×160.8/500=2.2（个），取 3个。

所以总共需5个氯瓶，其中2个工作，3个备用。
3、加氯机的选择
（1）加氯机选择
前加氯机，5kg/h ，流量比例式真空加氯机；后加氯机，3kg/h ，复合环真空加氯机。
（2）氯瓶选择
采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg,公称压力2MPa。
4、为了保证安全，在设计中采取如下措施：
①直接通向外部且向外开的门；可以观察室内情况的观察孔；
②在加氯间出入处，设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等，照明和通风设备的开关设在室外；
③加氯间内的管线设置在沟槽里；
④氯气管使用无缝钢管，配置成一定浓度的加氯水管使用，给水管使用镀锌钢管；
⑤设置磅秤作为校核设备，为方便放置氯瓶，磅秤面与地面相平；
⑥加氯间及氯瓶间设置通风设备，使得每小时换气12次，由于氯气比重大，排气孔设置在低处；
⑦加氯设备保证不间断工作，考虑一定的设置备用数量；
⑧通向加氯间的压力管线保证不间断供水，并尽量保持管内水压稳定；
⑨加氯间采用暖气采暖，暖气散热片距离氯瓶和加氯机一定的安全尺寸。
加氯间及氯库平面尺寸为： 长×宽×高＝9m×7.2m×6m。
6.2清水池计算
1、清水池有效容积
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量。清水池的总有效容积 ：V=kQ
式中：—清水池的总有效容积（）；
—经验系数，一般采用10%--20%； —设计供水量（）。
设计中取k=10％；Q=55000m3/d。V=0.1×55000=5500m3
消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：
故清水池体积为V=5500+180=5680m3
清水池共设2座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：

取=20×35=710m2 ，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。
2、管道系统
①清水池的进水管：
（设计中取进水管流速为=0.8m/s）
设计中取进水管管径为DN800mm，进水管内实际流速为：1.00/s
②清水池的出水管
由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取时变化系数=1.5，所以：
出水管管径：m（设计中取出水管流速为=0.8m/s）
设计中取出水管管径为DN1200mm，则流量最大时出水管内流速为：0.96m/s
③清水池的溢流管
溢流管的管径与进水管相同，取为DN800mm。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，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为：
设计中取排水管径为DN800mm
3、清水池的布置
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30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为15m将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m×0.1m的过水方孔。
②检修孔：在清水池的顶部设圆形检修孔2个，直径为1000mm。
③通气管：为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设4个通气管，通气管管径为200mm其伸出地面高度高低错落，便于空气流通

第七章 二级泵站的设计
7.1 设计参数
为了减小输水管道各净水构筑物的尺寸，在这种情况下，输入管网时要求二级泵站中的泵昼夜不均匀工作。因此，泵站的设计流量应为：
Q=55000/d=2292/h=0.637/s
7.2 设计计算
1、设计扬程
二级泵所需扬程为：50m
2、选泵和电机：
四台350S75A型泵（Q=1332m3/h，H=56m,N=257kw）
三台工作，一台备用。根据350S75A型泵的要求，选用Y355L1—4电动机。
3、水泵机组的基础设计
查资料得：
由水泵的外形尺寸和电机的安装尺寸确定出基础的平面尺寸为：
长度： L=L水泵+L电机=2846.5mm取 L=2900mm
宽度：B水泵=889mm B电机=630mm 所以取最大值B=889mm。
4、泵房形式及高度的计算
水泵重量1200 Kg，电机重量1770Kg，选用LH5t型电动葫芦双桥式起重机，
泵房地面上高度（不包括行车梁以上高度）为：

=1400+889×0.85+905+200+100=3598