摘 要本次設(shè)計為天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠的設(shè)計，設(shè)計供水規(guī)模為 5 萬m3/d，水源取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤管線，由于原水管線為單條，所以需在廠前設(shè)置預(yù)沉池進行水量調(diào)節(jié)，保證供水可靠性。出廠水壓不小于0.38MPa，出廠水水質(zhì)符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》 （CJ/T206-2005 ） 。根據(jù)設(shè)計依據(jù)以及該地區(qū)的水源水質(zhì)、地質(zhì)地形、氣象資料等情況，選定凈水廠廠址，并初步擬定兩套常規(guī)凈水工藝方案。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，主要處理工藝選用折板絮凝池→斜管沉淀池→四閥濾池→清水池；投藥采用靜態(tài)混合器混合，消毒采用預(yù)氯化、濾前加氯及濾后補氯三點加氯，保證出水水質(zhì)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。綜合各部分設(shè)計成果，繪制凈水廠總平面及高程圖、濾站平面圖與剖面圖、二級泵站平面圖與剖面圖等，共計 6 張。關(guān)鍵詞：靜態(tài)混合器；折板絮凝池；斜管沉淀池；四閥濾池ABSTRACTThis diploma project is about a water purification plant design of an industrial zone in Tianjin. The water supply scale of this design is 50000 cubic meter per day. The water source comes from Yuqiao reservoir, from which a specified pipe for transmission of water to Tianjin comes. A preliminary sedimentation tank, which is aimed at reliability of water supply, before the waterworks is necessary, for the specified pipe is single. The pressure at the outlet of the waterworks demands no lower than 0.38MPa. The water quality of the finished water is needed to meet water quality of urban water supply standards(CJ/T206-2005).The place of the water purification plant is decided based on the design considerations as well as the quality of raw water, the topography and the meteorological data. At the same time, two kinds of treatment process plans are drawn up. Conventional water treatment processes are chosen in this project. According to the comparison of two programs, the main treatment structures are folded plate flocculation, inclined-tube settling tank, common filtration pool. Doses are fed and mixed by static mixer. Besides, chlorine is fed in three parts: prechlorination, before filtration and after filtration. The water quality could be expected to meet sanitation standards of drinking water after these treatment processes.Integrating all the results and achievements, I could draw the general layout and total elevation map of the water purification plant, the plan and the profile of the filter, the plan and the profile of pump station, six pieces altogether.Keywords：static mixer; folded plate flocculation; inclined-tube settling tank; common filtration pool1目 錄第一章 概論 11.1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計范圍 11.2 自然概況及水源的選擇 1第二章 水質(zhì)、水量、水壓及城市規(guī)模 32.1 水質(zhì)、水壓 32.2 城市規(guī)模 3第三章 自來水廠的工藝設(shè)計 43.1 廠址的位置 43.2 處理流程方案的比較與選定 43.3 廠區(qū)平面布置及高程布置 63.4 構(gòu)筑物設(shè)計 9第四章 安全措施及人員編制 .164.1 安全措施 .164.2 人員編制 .16第五章 各構(gòu)筑物的設(shè)計計算 .185.1 設(shè)計水量的計算 .185.2 一級泵房的計算 .185.3 混合器的計算 .225.4 折板絮凝池的計算 .235.5 斜管沉淀池的計算 .2825.6 濾池的計算 .335.7 清水池的計算 .415.8 二級泵站的計算 .435.9 加藥設(shè)備的計算 .485.10 加氯設(shè)備的計算 505.11 凈水廠高程的計算 50參考文獻 .55附錄 .56外文資料中文譯文致謝天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）1第一章 概論1.1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計范圍1.1.1 設(shè)計依據(jù)本次設(shè)計依據(jù)以下資料：（1）某工業(yè)園區(qū)示意圖（見附錄 1） ；（2）設(shè)計任務(wù)書；（3） 《室外給水設(shè)計規(guī)范》 （GB 50013-2006） ；（4） 《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 （CJ/T206-2005） ；（5）給水排水設(shè)計手冊第 1、3、11、12 冊；（6）給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集合訂本 S1、S 2、S 3。1.1.2 設(shè)計范圍本次設(shè)計的范圍是新建天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠一座，其任務(wù)是負擔(dān)園區(qū)內(nèi)居民生活用水、工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用水和公共建筑用水。1.2 自然概況及水源的選擇1.2.1 地形概況該園區(qū)位于天津東麗區(qū)中部，屬于濱海沖擊平原，西北高，東南低，海拔高度 1～3m，地面坡度小于 1/1000。主要地貌類型為濱海平原。1.2.2 工程地質(zhì)（1）地質(zhì)情況：根據(jù)地質(zhì)鉆探報告知，該地區(qū)以粘土及粉質(zhì)粘土為持力層，地基承載力為 7～8t/m 2 的軟土地基；（2）地震烈度為 7 度；（3）地下水位：常年穩(wěn)定水位水面地面下 0.7-0.9m。最高為地面下 0.5m。1.2.3 氣象資料該園區(qū)所在區(qū)域氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫞箨懶图撅L(fēng)氣候。由于瀕臨渤海，受季風(fēng)環(huán)流的影響很大。冬季受蒙古、西伯利亞冷風(fēng)高氣壓中心的影響，盛行寒冷干燥的西北風(fēng)；夏季，由于受大陸低氣壓和低緯度北太平洋副熱帶高壓中心的影響，盛行高溫的東南風(fēng)。因而形成氣候冬夏長、春秋短，春季干旱多風(fēng)，夏季高溫高濕雨水多，秋季冷暖適宜，冬季寒冷少雪，四季變化明顯的特點。（1）氣溫：全年平均氣溫 12.6℃；歷年極端最低氣溫-17.9℃；極端最高氣溫40℃；最高七月平均氣溫 26℃，最低一月平均氣溫-4.6℃；天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）2（2）降雨量：年平均降雨量 478mm，雨量集中于 6—9 月份；（3）風(fēng)向：夏季東南風(fēng)；冬季西北風(fēng)；（4）最大積雪深度 150mm；（5）最大凍土深度 500mm。1.2.4 河流概況該 工 業(yè) 園 區(qū) 位 于 天 津 市 東 麗 區(qū) 中 部 ， 東 麗 區(qū) 地 處 海 河 下 游 ， 接 近 海 口 ，河 流 南 北 相 通 ， 水 源 充 足 。1.2.5 水源選擇本自來水廠水源取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤水管線,管線直徑為DN1200，途經(jīng)該規(guī)劃園區(qū)（見附錄 1） 。由于源水管線為單條，所以在一泵站前應(yīng)設(shè)置一個預(yù)沉池進行水量調(diào)節(jié)，以提高輸水管線的供水的可靠性。1.2.6 規(guī)劃資料（1）天津市某工業(yè)園區(qū)城市平面圖：用地面積 23.5km2，建成區(qū)面積18.8km2。（2）預(yù)計 2015 年，園區(qū)區(qū)內(nèi)人口數(shù)：6 萬人。（3）城市居住區(qū)居民住房中的衛(wèi)生設(shè)備情況：有給水、排水、淋浴等衛(wèi)生設(shè)備。（4）城市用水情況：參照《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》 （GB50282-98） 、該工業(yè)園區(qū)用水現(xiàn)狀及區(qū)域整體規(guī)劃，居民生活用水、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水、澆灑道路和綠地用水及其他用水量總和為 5 萬 m3/d，并以該用水量作為凈水廠的設(shè)計供水量。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）3第二章 水質(zhì)、水量、水壓及城市規(guī)模2.1 水質(zhì)、水量、水壓2.1.1 水源水質(zhì)水源于橋水庫水滿足國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002 ）Ⅱ類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)如下表 2-1 所示。表 2-1 于橋水庫（灤河水）水質(zhì)項目 平均指標(biāo)值 項目 平均指標(biāo)值濁度 20-50NTU 堿度（CaO 計） 0.1mmol/LpH 7.87 氟化物 0.106mg/L總硬度（碳酸鈣計） 320mg/L 細菌總數(shù) 224 個/mL溶解氧 8.06mg/L 總大腸菌群 90 個/L高錳酸鉀指數(shù) 2.78mg/L 耐熱大腸菌群 無非離子氨 0.02mg/L 汞 0亞硝酸鹽 0.019mg/L 六價鉻 0硝酸鹽 0.17mg/L 砷 0.003mg/L揮發(fā)酚 0.0008mg/L 鎘 0.0002mg/L氰化物 0.0017mg/L 鉛 0.003mg/L2.1.2 出水水質(zhì)、水量、水壓（1）出廠水質(zhì)要求符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T 206—2005；（2）最高日供水量 50000m3/d；（3）出廠水壓要求不小于 0.38MPa。2.2 城市規(guī)模按規(guī)劃該園區(qū)內(nèi)人口數(shù)約 6 萬人，用水普及率 100%。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）4第三章 自來水廠的工藝設(shè)計3.1 廠址的位置自來水廠靠近引灤水管線，位于該工業(yè)園區(qū)的西南角，具體位置見該工業(yè)園區(qū)示意圖（附錄 1） 。3.2 處理流程方案的比較與選定3.2.1 凈水工藝選擇的原則凈水工藝選擇的原則，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)的歷史資料和水質(zhì)特點，以及用戶對水質(zhì)的要求，通過小型試驗或參考相似情況下已建成運行的凈水廠的凈水工藝選定，并以最低的基建投資和經(jīng)常運行費用達到要求的出水水質(zhì)。3.2.2 處理工藝方案的擬定和比較（1）擬定方案原水水質(zhì)指標(biāo)中，有機物、有毒有害物質(zhì)、重金屬等指標(biāo)均不超標(biāo)，原水經(jīng)常規(guī)處理后即可達到出水水質(zhì)要求。根據(jù)凈水廠的常規(guī)處理工藝，即混凝、沉淀、過濾、消毒，選擇相應(yīng)的處理構(gòu)筑物，選定兩套方案進行工藝比較。兩套方案的工藝流程如圖 3-1、3-2。方案一：圖 3-1 方案一工藝流程圖方案二：預(yù)沉池 靜態(tài)混合器 折板絮凝池 清水池四閥濾池斜管沉淀池加藥 加氯 加氯加氯除藻劑預(yù)沉池 水泵混合 機械攪拌 絮凝池 雙閥濾池平流沉淀池 清水池加藥 加氯 加氯加氯除藻劑天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）5圖 3-2 方案二工藝流程圖（2）方案比較針對兩套方案的特點，從凈水廠設(shè)計的原始資料、工藝的處理效果及建造運行合理性等方面考慮，對兩方案中各處理構(gòu)筑物進行比較，將兩方案的優(yōu)缺點列表比較，見表 3-1。表 3-1 擬選方案比較方案 方案一 方案二方式 靜態(tài)混合器 水泵混合優(yōu)點混合效果好；設(shè)備簡單，不需要單建構(gòu)筑物混合效果好；不易消耗動能，無需單獨的混合設(shè)備缺點水頭損失較大；當(dāng)流量變化大時影響混合效果距離太長不適用；吸水管較多時投藥設(shè)備要增加混合適用條件 水量變化不大的水廠 取水點至水廠距離較短的水廠池型 折板絮凝池 機械攪拌絮凝池優(yōu)點絮凝時間較短；絮凝效果好；應(yīng)用水力條件，機械設(shè)備少絮凝效果好；水頭損失??；可適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化缺點構(gòu)造比較復(fù)雜；原水水質(zhì)水量變化影響絮凝效果需要較多的機械設(shè)備；經(jīng)常維修絮凝適用條件 水質(zhì)、水量變化不大的水廠大小水量均適用，并能適應(yīng)水質(zhì)水量變化較大的水廠池型 斜管沉淀池 平流沉淀池優(yōu)點 沉淀效率高；池體小、占地較少構(gòu)造簡單，易施工，造價低；適應(yīng)性強，處理效果穩(wěn)定缺點斜管耗費材料多，費用較高；不采用機械排泥設(shè)備時排泥困難；適應(yīng)性稍差用地較多；機械排泥設(shè)備維護工作量較大；冬季保溫困難沉淀適用條件單池處理量不宜過大；需保溫的低溫北方地區(qū)；原水水質(zhì)水量變化較大的水廠池型 四閥濾池 雙閥濾池優(yōu)點有成熟的運行管理經(jīng)驗，運行平穩(wěn)可靠；采用砂濾料，材料易得，價格便宜；池深較淺；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可以較大；過濾水質(zhì)好減少兩只閥門，相應(yīng)降低了造價和檢修工作量過濾缺點 閥門多，管廊布置較復(fù)雜；必須設(shè) 需增加形成虹吸的抽氣設(shè)備；必須天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）6有全套的沖洗設(shè)備 設(shè)有全套的沖洗設(shè)備（3）方案選定斜管沉淀池占地小、結(jié)構(gòu)緊湊，為水廠遠期建設(shè)節(jié)約用地。折板絮凝池利用水力條件進行混凝和絮凝反應(yīng)，機械設(shè)備較少，減少了機械維護的工作量和費用。而靜態(tài)混合器可滿足該水廠水源地變化的可能性。而由于凈水廠原水取自水庫，且廠前設(shè)有預(yù)沉池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，所以凈水廠來水水質(zhì)水量較穩(wěn)定，折板絮凝池、斜管沉淀池等工藝完全可以滿足該水廠的處理需求。綜合以上原因，本次凈水廠設(shè)計的凈水工藝選擇方案一。3.3 廠區(qū)平面布置及高程布置3.3.1 水廠平面布置（1）水廠平面布置原則1）按照功能，分區(qū)集中將工作上有直接聯(lián)系的輔助設(shè)施，盡量予以靠近，以利管理，一般水廠可分為：生活區(qū)：將辦公樓、值班宿舍、食堂、廚房、鍋爐房等建筑物組合為一區(qū)。生活區(qū)盡可能放置在進門附近，便于外來人員的聯(lián)系，而使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾?；炇铱稍O(shè)在生產(chǎn)區(qū)，也可設(shè)在生活區(qū)的辦公樓內(nèi)。維修區(qū)：將維修車間、倉庫、泥木工場以及車庫等，組合為一個區(qū)，這一區(qū)占用場地較大，堆放配件雜物較亂，最好與生產(chǎn)系統(tǒng)有所分隔，而獨立為一個區(qū)塊。加藥區(qū)：加礬、加氯間、藥庫等，一般設(shè)在沉淀池附近。最好有人行走道或天橋與沉淀池聯(lián)系，以便加藥操作人員對凈水效果的監(jiān)控。2）注意凈水構(gòu)筑物擴建時的銜接凈水構(gòu)筑物一般可以逐組添加，但二級泵房，加藥間，以及其他設(shè)施，往往不一定添建，為此在布置平面上應(yīng)注意遠期凈水構(gòu)筑物添建時對這些情況如何協(xié)調(diào)的可能性。3）考慮物料運輸和施工要求日常交通和物料運輸是水廠道路設(shè)計的主要目的，是水廠平面設(shè)計的主要組成。一般在主要構(gòu)筑物的附近必須有道路到達，為了避免施工的影響，某些構(gòu)筑物之間必須留有一定的間距，這些間距是根據(jù)構(gòu)筑物性質(zhì)和埋深，地質(zhì)條件和施工情況而定。4）因地制宜和節(jié)約用地為了節(jié)約用地，水廠布置應(yīng)根據(jù)地形，盡量注意構(gòu)筑物或輔助建筑物采用組合或合并的方式，力求組合成棟，增加綠地，節(jié)約造價而增大建筑體型，使天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）7水廠立面豐滿。（2）水廠平面布置時應(yīng)考慮以下幾點要求：1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管（渠）的長度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池；二級泵房盡量靠近清水池。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距和管（渠）道位置。2）充分利用地形，力求實現(xiàn)各處理構(gòu)筑物間的重力流銜接，以及挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費用。如沉淀池或澄清池應(yīng)盡量布置在地勢較高處，清水池盡量在地勢較低處。3）各構(gòu)筑物之間連接管（渠）應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。有時也需設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時，為保證必需供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施。4）建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。加氯間和氯庫應(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。5）有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，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。6）對分期建造的工程，即要考慮近期的完整性，又要考慮遠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。（3）水廠建筑物平面布置的方法水廠的基本組成分成兩部分：1）生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物（絮凝池、濾池） 、清水池、一級泵站、二級泵站、藥劑間等；2）輔助建筑物。其中又分生產(chǎn)輔助建筑物和生活建筑物兩種。前者包括化驗室、機修車間、倉庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍等。生產(chǎn)構(gòu)筑物即建筑平面尺寸由設(shè)計計算確定。生活輔助建筑面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。當(dāng)各構(gòu)筑物和建筑物的個數(shù)和面積確定之后，根據(jù)工藝流程和構(gòu)筑物及建筑物的功能要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，進行平面布置。處理構(gòu)筑物一般均勻分散布置。本次設(shè)計的凈水廠地處北方寒冷地區(qū)，絮凝池、沉淀池和濾池需設(shè)有采暖設(shè)備，均采用室內(nèi)布置方式，便于管理和實現(xiàn)自動化操作。（3）道路、綠化平面布置的方法通常一般構(gòu)（建）筑物應(yīng)設(shè)置人行道，寬度 1.5-2.0m；構(gòu)筑物和建筑物之間的車行道，其路面寬為 4-6m，轉(zhuǎn)彎半徑為 6m，縱坡一般不大于 1%-2%，路天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）8面一般采用混凝土、瀝青等材料。凈水構(gòu)筑物上的主要通道應(yīng)設(shè)欄，欄高1.0m。水廠布置還應(yīng)注意美觀、充分綠化。道路和綠化約占全廠面積的 20%-30%。本次設(shè)計水廠總占地面積為 3.3 萬平方公里，平面布置見凈水廠總平面及高程圖，圖號 06。3.3.2 水廠高程布置（1）水廠高程布置原則水廠的高程布置應(yīng)根據(jù)廠址地形、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及進水水位標(biāo)高確定。由于凈水構(gòu)筑物高程受流程控制，各構(gòu)筑物之間的高差應(yīng)按流程計算決定。輔助建筑物以及生活設(shè)施則可根據(jù)具體場地條件作靈活布置，但應(yīng)保持總體的協(xié)調(diào)。（2）水廠高程計算方法處理工藝流程中，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、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)，即沿程水頭損失和局部水頭損失。水頭損失應(yīng)通過計算確定并留有余地。各構(gòu)筑物之間的連接管（渠）斷面尺寸由流速決定。在確定流速和選定管（渠）尺寸時，應(yīng)適當(dāng)留有水量發(fā)展余地。連接管（渠）的水頭損失（包括沿程和局部）應(yīng)通過水利計算確定。然后進行高程布置。當(dāng)進行總平面初步設(shè)計時，可以查手冊估算個構(gòu)筑物的水頭損失和各構(gòu)筑物間連接管（渠）的水頭損失。凈水構(gòu)筑物水頭損失見表 3-2，連接管（渠）中允許流速和水頭損失見表3-3。表 3-2 凈水構(gòu)筑物水頭損失構(gòu)筑名稱 水頭損失混合器 0.40-0.50折板絮凝池 0.40-0.50沉淀池 0.15-0.30四閥濾池 2.00-2.50表 3-3 連接管中允許流速和水頭損失連接管段 允許流速（m/s） 水頭損失（m） 附注一級泵房至混合器 1.0-1.2 視管道長度而定混合器至反應(yīng)池 1.0-1.5 0.10反應(yīng)池至沉淀池 0.15-0.2 0.10 防止絮粒破壞沉淀池至濾池 0.6-1.0 0.30-0.50 流速宜取下限以留有余地天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）9濾池至清水池 1.0-1.5 0.30-0.50 流速宜取下限以留有余地濾池反沖洗水管 2.0-2.5 視管道長度而定 因間隙運用，流速可大些濾池排水管 1.0-1.2 視管道長度而定本初步設(shè)計時各階段水頭損失按表 3-2 和表 3-3 中所列經(jīng)驗值選取，清水池水頭損失忽略不計。然后進行高程具體計算，方法如下：取清水池最高水位與地面標(biāo)高平齊，即絕對標(biāo)高為 2.30m，該值加上從濾池至清水池連接管段的沿程水頭損失、各個局部水頭損失以及考慮濾站本身的水頭損失，得到濾池的過濾水位的絕對標(biāo)高，根據(jù)濾池高度設(shè)計，可以得到濾池池底和池頂標(biāo)高，依此類推到一泵站出水口。再根據(jù)水廠進水最低水位和一泵站出水口水位高差及二者間的水頭損失，確定一泵站所需揚程，根據(jù)揚程和流量選泵。各構(gòu)筑物初步設(shè)計的標(biāo)高見凈水廠總平面及高程圖，圖號 01。具體計算數(shù)據(jù)見表 3-4。表 3-4 凈水構(gòu)筑物及連接管段水頭損失及高程推算（管道采用鑄鐵管）連接管段流量（m 3/s）流速(m/s) 沿程水頭損失(m)構(gòu)筑物損失(m)總水頭損失(m)水面標(biāo)高(m)清水池 / / / / / 2.30濾池- 清水池0.608 0.96 0.35 / 0.35 2.65濾池 / / / 2.30 2.65 2.95沉淀池-濾池0.304 0.76 0.45 / 3.10 5.40沉淀池 / / / 0.30 3.40 5.70絮凝池-沉淀池/ 0.15 0.10 / 3.50 5.80絮凝池 / / / 0.50 4.00 6.30混合器-絮凝池0.304 1.08 0.10 / 4.10 /混合器 / / / 0.40 4.50 /一泵站-混合器0.304 1.08 0.02 / 4.52 /通過以上高程計算得知，本次設(shè)計水廠全部工藝流程中，從一泵站出水口至清水池，全程水頭損失共計 4.52m。一級泵站內(nèi)部吸、壓水管路的水頭損失取 2.50m。3.4 構(gòu)筑物設(shè)計天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）103.4.1 取水構(gòu)筑物本次設(shè)計的凈水廠在一泵站進水前設(shè)有預(yù)沉池，故不設(shè)有專門的取水構(gòu)筑物，而采用重力流由預(yù)沉池到一泵站吸水井取水，在預(yù)沉池和一泵站吸水井間設(shè)兩根管徑為 DN700 的鋼管為取水管，取水管進水端設(shè)有進水格柵。根據(jù)預(yù)沉池水位，取水管管道埋深為-2.50m（以管中心線計） 。3.4.2 一級泵房一級泵房采用半地下式泵房，泵房與吸水井分建。吸水井分兩格，兩格間以 DN700 的閘閥相連通，吸水井尺寸為 2.0m×8.8m×4.7m。=×HLB水泵機組采用直線單行布置。設(shè)計水量為高日均時流量加水廠自用水量，即流量 Q=608L/s，設(shè)計揚程參考凈水廠高程計算結(jié)果和預(yù)沉池水位，揚程H=12.0m（流量和揚程的詳細計算方法見第五章） 。一泵站選用 S300-12 型雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機型號為 Y225S-4，功率 40kW。一泵站中每臺泵均設(shè)有一根吸水管與吸水井連接，因為水泵安裝高度高于吸水井最高水位，故吸水管上不設(shè)閘閥。每臺水泵的出水管上設(shè)有止回閥、蝶閥、閘閥各一個，各泵的出水管用一條橫聯(lián)管連通，然后以兩條總出水管輸水至后續(xù)的處理構(gòu)筑物。本次設(shè)計一泵站為非自灌式泵站，需設(shè)置專門的啟動設(shè)備，選用型號為SZ—2J 的真空泵兩臺，一用一備，配套電機為 Y132M—4。泵房中設(shè)置集水池和排水溝，集水池內(nèi)設(shè)置排水泵，型號為 250QJ50-20/1。一泵站起重設(shè)備選用 CDI5-9D 型電動葫蘆。泵房凈高為 5.90m，室內(nèi)地面標(biāo)高 1.40m，泵軸高 2.30m，泵房平面尺寸為6.20m×17.00m=LB3.4.3 反應(yīng)池和沉淀池（1）反應(yīng)池本次設(shè)計采用折板絮凝池，設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量。為保證運行，設(shè)絮凝池兩座，單層布置，共用中間池壁。單池分 49 格，垂直水流方向 7 格，每格凈寬 1.5m，平行水流方向 7 格，每格凈長 0.7m。單池尺寸為8.0m×12.6m，有效水深 H=4.2m。=LB第Ⅰ絮凝段為多通道異波折板，共 7 格，平均流速為 0.26m/s，水流停留時間為 112s，G=144.9s -1；第Ⅱ絮凝段為多通道同波折板，共 14 格，平均流速為0.14m/s，水流停留時間為 212s，G=49.1s -1；第Ⅲ絮凝段為平行直板，共 28 格，平均流速為 0.08m/s，水流停留時間為 368s，G=15.3s -1。絮凝池總停留時間約 12min，平均值 G=68.3 s-1（一般為 20-70 s-1） ，天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）11GT=49176（一般為 1×104-1×105 之間） 。（2）沉淀池本次設(shè)計采用斜管沉淀池，設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量。為保證運行，設(shè)沉淀池兩座，單層布置，共用中間池壁。為配合折板絮凝池尺寸，沉淀池平面尺寸為 9.0m×12.6 m，有效高度 H=4.2m。=LB設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量，即 Q=52500 m3/d，表面負荷為10m3/ (m2·h)=2.8mm/s，斜管中沉淀時間 4.8min。為保證絮凝體穩(wěn)定，避免礬花破碎，沉淀池采用穿孔花墻進水，花墻孔洞流速為 0.1m/s，花墻布于 1.5m 高的配水區(qū)范圍內(nèi)，孔洞共分為四層，每層 50個。沉淀池采用淹沒式孔口集水槽集水，集水槽方向平行于水流方向，每池設(shè)12 條穿孔集水槽，槽底平坡。每條集水槽上設(shè)孔口 68 個，兩側(cè)交錯排列。沿沉淀池長邊設(shè)一條集水渠，渠寬 0.6m。兩座沉淀池每池設(shè)管徑為 DN700 的出水管，匯集至一根管徑 DN900 的總管，與濾池連接。為取得較好的排泥效果，沉淀池采用虹吸式吸泥機，污泥量 105 m3/d，含水率 98%。吸泥機往返一次需時 20min。設(shè)排泥管 8 根，長 9m，排泥管采用管徑為 DN15 的不銹鋼管。沉淀池放空時間 3h，放空管管徑 DN200。3.4.4 濾站本次設(shè)計設(shè)濾站一座，分 6 格，池型為四閥濾池，濾料選用石英砂濾料，最大膨脹率 45%，濾池雙排布置。設(shè)計濾速 10m/h，過濾周期 12h，反沖洗強度 12L/(s·m2) ，沖洗時間 6min。單池尺寸 8.70m×4.30m，單池面積=LB37m2。濾池高度：承托層高度 0.75m，濾料層高度 0.80m，濾層表面以上水深1.80m，超高 0.30m，總高 3.65m。濾池采用雙閥雙側(cè)布置，中間管廊為雙排濾池共用，上下雙層，即反沖洗水管廊和清水管廊，濾池兩側(cè)邊渠道也為雙層，上下分別為進水總渠和排水總渠，與濾池以公共渠道相連接，渠道寬 1.0m。濾站設(shè)總進水管一根，管徑DN900，管中流速 0.96m/s，進水渠寬 1m，設(shè)計水深 0.95m；清水總管一根，管徑 DN900，管中流速 0.96m/s，清水渠渠寬 1.0m；反沖洗水總流量0.444m3/s，設(shè)反沖洗來水管一根，管徑 DN500，管中流速 2.26m/s，反沖洗水渠與清水渠同寬，反沖洗排水總管一根，管徑 DN700，管中流速 1.15m/s，反沖洗排水渠與進水渠同寬。濾池洗砂排水槽中心距 1.70m，每池 5 根排水槽，排水槽長度 4.30m，采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，洗砂排水槽頂距沙面高度 1.00m。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）12濾池沖洗方式為水反沖，采用高位水箱沖洗，設(shè)圓形水塔，直徑 5.0m，沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽頂 7.0m。反沖洗水來源于清水池，取水水泵設(shè)于水塔底層，兩臺，一用一備，型號為 S500-13，選配電機 Y315S-6。配水系統(tǒng)：濾站設(shè)計采用大阻力配水系統(tǒng)，進水采用不銹鋼管，管徑DN800。每池 34 根支管，支管間距 0.26m，支管長度 4.00m，支管管徑DN100。每支管 43 個孔眼，孔眼中心距 0.19m。干管始端流速 0.89m/s，支管始端流速 1.68m/s，孔口流速 4.79m/s。濾站中心廊道內(nèi)設(shè)一條排水溝和一個集水坑，坑內(nèi)設(shè)型號為 QY-35 排水泵兩臺，一用一備，濾站中心管廊以 i=3%的坡度坡向排水溝，排水溝底坡度1%，坡向集水坑。濾池清水支管設(shè)有初濾水排放管，管徑 DN100，初濾水排入排水溝。濾站走道板及管廊壁上均設(shè)有人孔，以方便管廊檢修。濾站外墻緊貼池壁，墻厚 400mm，濾站平面尺寸 22.35m×35.20m。=LB3.4.5 清水池本次設(shè)計設(shè)矩形清水池兩個，每座清水池尺寸 B×L×H=25m×50m×4.5m，有效水深 4.0m，有效容積 10000 m3。根據(jù)設(shè)計流量布置清水池配管：清水池進水管共兩根，每池一根，管徑DN600，管內(nèi)流速 1.05m/s，管中心線標(biāo)高 1.30m，進水管進池后用彎管上彎，以避免由于清水池中水位變化而形成的進水管氣阻；出水管管徑選用 DN700，管中心線標(biāo)高-2.10m；清水池每池設(shè)溢流管一根，管徑與進水管相同，為DN600，管端為喇叭口，出口處設(shè)網(wǎng)罩，溢流管先經(jīng)溢流井再通至排水井，以避免清水受到污染；清水池每池設(shè)排水管一根，放空時間 2h，管徑 DN600。清水池單池設(shè) 16 個通風(fēng)管，四角各設(shè)一個人孔，尺寸 DN800。3.4.6 二級泵房二級泵房采用半地下式泵房，泵房與吸水井分建。吸水井分兩格，兩格間以 DN700 的閘閥相連通，吸水井尺寸為 2.80m×16.65m×6.20m，吸=×HLB水井最低水位-1.70m。水泵機組采用直線單行布置。設(shè)計水量為工業(yè)園區(qū)高日高時流量，即水廠設(shè)計水量乘以工業(yè)園區(qū)時變化系數(shù)，取小時變化系數(shù) Kh=1.30，即流量控制值 Q=752.3L/s。凈水廠設(shè)計出廠水壓不低于 0.38MPa，二泵站設(shè)計揚程參考出廠水最低水壓和二泵站吸水井最低水位，取設(shè)計揚程 H=45m（流量和揚程的詳細計算方法見第五章） 。二泵站選用 KP-1024-3/4 雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機型號為 355L2。二泵站中每臺泵均設(shè)有一根吸水管與吸水井連接，因為水泵安裝高度低于吸水井最高水位，故吸水管上需設(shè)置閘閥。每臺水泵的出水管上設(shè)有止回閥一天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）13個、閘閥兩個，各泵的出水管用一條橫聯(lián)管連通，然后以兩條總出水管輸水至后續(xù)的處理構(gòu)筑物?？倝核芄軓綖?DN700。本次設(shè)計二級泵站為非自灌式泵站，需設(shè)置專門的啟動設(shè)備，選用型號為SZ—2J 的真空泵兩臺，一用一備，配套電機為 Y132M—4。泵房中設(shè)置集水池和排水溝，集水池內(nèi)設(shè)置排水泵，型號為 250QJ50-20/1。二泵站泵站起重設(shè)備選用 CDI5-9D 型電動葫蘆。泵房凈高為 7.70m，室內(nèi)地面標(biāo)高 0.70m，泵軸高 1.70m，吸水管管軸標(biāo)高1.30m，泵房平面尺寸為 9.80m×26.20m。=LB二泵站選用 LUGB 型渦街流量，兩條總出水管上各設(shè)一個，二泵站共兩個流量計。3.4.7 加藥間及藥庫本次設(shè)計凈水廠設(shè)加藥間一座，藥劑倉庫一座。藥劑選擇：按照天津地區(qū)已有水廠的實際運行經(jīng)驗，除藻劑選用硫酸銅（根據(jù)水質(zhì)情況選擇投加） ，混凝劑選用聚合氯化鋁，助凝劑選用活化硅酸?；炷齽┳畲笸端幜咳?30mg/L，每日配置 3 次。藥劑投加方式為壓力投加，投加設(shè)備采用計量加藥泵，型號為 JZ-800/10，三臺，兩用一備。加藥間內(nèi)設(shè)溶液池和溶解池，平面尺寸 9.0m×10.0m。藥劑倉庫內(nèi)藥=LB劑儲存期 30d，平面尺寸 7.0m×10.0m。加藥間和氯庫合建，中間以墻壁=LB隔開，合建構(gòu)筑物尺寸 10.0m×16.0m×4.0m。H混凝劑投藥管管徑 DN20，投藥點為靜態(tài)混合器前 0.5m。助凝劑與混凝劑同時投加。除藻劑按季節(jié)及水質(zhì)變化選擇性投加在預(yù)沉池進水口處。3.4.8 加氯間及氯庫本次設(shè)計凈水廠設(shè)加氯間一座，氯庫一座。按照季節(jié)變化及來水水質(zhì)情況調(diào)整加氯方式，夏季三點加氯，即預(yù)氯化、濾前加氯和濾后補氯，冬季兩點加氯，即濾前加氯和濾后補氯。預(yù)氯化最大投加量 1.5mg/L，濾前加氯和濾后補氯最大投加量為 1.0mg/L。為保證安全和計量準(zhǔn)確，采用加氯機投氯，并設(shè)置校核加氯量的計量設(shè)備，選用 LS80-3 型轉(zhuǎn)子真空加氯機 6 臺，四用二備。氯庫儲備量按照 15d 最大用量計算，為 2.8t，選用 1t 的濾瓶 3 個。加氯間與氯庫合建，中間以墻壁隔開，合建構(gòu)筑物尺寸9.0m×16.0m×5.0m，其中加氯間平面尺寸 9.0m×10.0m，氯=×HLB =LB庫平面尺寸 7.0m×9.0m。3.4.9 其余附屬建筑物天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）14水廠的附屬建筑一般包括：辦公用房，化驗室，維修車間（機修、電修、儀表修理、泥木工場） ，車庫，倉庫，食堂，浴室及鍋爐房，托兒所，傳達室，宿舍及露天堆場等。根據(jù)水廠設(shè)計規(guī)模，參照設(shè)計手冊中參考值選擇廠區(qū)附屬構(gòu)筑物類型和尺寸，列入表 3-5 中。表 3-5 凈水廠附屬構(gòu)筑物及尺寸構(gòu)筑物 建筑面積（m 2）構(gòu)筑物 建筑面積（m 2）綜合辦公樓( 包括化驗室) 120 m2 ×3 層 維修車間(合建) 300停車場 640 倉庫 210浴室 54 管配件堆場 210食堂 144 傳達室 24幼兒園 108 堆砂場 100宿舍 1353.4.10 廠區(qū)給排水及道路圍墻凈水廠主要生產(chǎn)廢水來源于沉淀池排泥廢水和濾池反沖洗廢水，本次設(shè)計凈水廠設(shè)計專門的污泥處理工藝。由于沉淀池排泥水和濾池反沖洗廢水污泥濃度相差較大，為減小污泥濃縮池尺寸，本凈水廠將沉淀池排泥廢水和濾池反沖洗廢水分開處理，廠區(qū)內(nèi)設(shè)置沉淀池排泥水池和濾池反沖洗排水池各一座，可容納各自一天的排泥水量，分別收集沉淀池和濾池的生產(chǎn)廢水，并進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)和初步預(yù)沉。經(jīng)一定時間預(yù)沉后兩池上清液均回流至凈水廠前預(yù)沉池進水口處，下層渾水流入污泥濃縮池進行污泥濃縮，經(jīng)濃縮后污泥進入脫水間脫水，產(chǎn)生泥餅外運。本次設(shè)計廠區(qū)內(nèi)設(shè)有生活給水管道、排水管道、雨水管道，生活給水管道和排水管道設(shè)于綠地上，雨水管道設(shè)于道路中央。廠區(qū)內(nèi)生活給水管道由二泵站出水管引出，在場內(nèi)成環(huán)狀。廠區(qū)內(nèi)室外消火栓也由生活給水管道接出，管徑 DN100，在氯庫、藥庫、鍋爐房、食堂、宿舍、幼兒園附近各設(shè)置一個室外消火栓，廠區(qū)內(nèi)其余位置消火栓設(shè)置滿足規(guī)范要求，即間距不大于 120m。廠區(qū)內(nèi)綠地集中處設(shè)置灑水栓，管徑為 DN100。廠區(qū)內(nèi)排水管道接入凈水廠北側(cè)的市政排水管線，清水池溢流管線也接入排水管道檢查井。排水管線上檢查井設(shè)計滿足規(guī)范要求，間距不大于 40m。雨水管道接入廠區(qū)北側(cè)的市政雨水管線，天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）15檢查井間距不大于 50m。本設(shè)計凈水廠道路可分為三類：主廠道與場外入場道路相連接，直至水廠生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)交接處，道路寬 8.0m，兩側(cè)設(shè)置辦公樓、綠化帶；車行道為廠區(qū)內(nèi)各主要建筑物或構(gòu)筑物間的聯(lián)絡(luò)通道，生產(chǎn)及生活所需的各種器材物品可通過車行道運至各處：雙車道，道路寬 6.0m，布置成環(huán)形以方便車輛回程，轉(zhuǎn)彎半徑 6.0m，單車道 4.0m，轉(zhuǎn)彎半徑 4.0m；步行道為輔助道路，滿足場內(nèi)工作人員的步行交通及小型物件的人力搬運需要，必要時可單車駛?cè)耄缆穼?.0m，轉(zhuǎn)彎半徑 4.0m。場內(nèi)道路與構(gòu)筑物、建筑物之間空地均為綠化用地。根據(jù)工業(yè)園區(qū)示意圖知，設(shè)計水廠西鄰該工業(yè)園區(qū)主干道，所以本次設(shè)計水廠正門設(shè)于廠區(qū)西側(cè)，大門寬 15m，場內(nèi)門前設(shè)花壇、噴泉、建筑小品等美化場內(nèi)環(huán)境。廠區(qū)東南角設(shè)運輸小門，以方便廠內(nèi)生產(chǎn)生活所需何種物品進出，并保證水廠正門干凈整潔。本次設(shè)計水廠圍墻高 4.0m，磚混結(jié)構(gòu)，包圍整個廠區(qū)。廠區(qū)占地面積約3.3 萬平方米。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）16第四章 安全措施及人員編制4.1 安全措施4.1.1 供水安全措施由于本次設(shè)計水廠水源管線為單條引灤管線，考慮到供水安全，廠前設(shè)置預(yù)沉池，以調(diào)節(jié)水量，在水源切斷情況下，預(yù)沉池儲存水量仍可維持水廠供水范圍內(nèi) 24 小時供水需求。處理構(gòu)筑物均進行事故校核，并配有至少兩組構(gòu)筑物可以隨時工作，其中一組發(fā)生故障時，另一組仍可以保證供水安全。凈水廠進水和出水處都設(shè)有毒性監(jiān)測裝置，總進水管和出水管上均設(shè)有閘閥，一旦水源地或場內(nèi)發(fā)生水源污染或投毒等危害公共安全的事故時，可以立刻關(guān)閉閘閥，切斷供水，以保證用戶安全?；旌掀髦翞V池間設(shè)超越管，當(dāng)原水水質(zhì)很好時，水廠處理工藝流程可略過反應(yīng)沉淀池，而直接進入過濾，可以節(jié)約運行成本。加氯間和加藥間均設(shè)有安全監(jiān)控設(shè)施，保證供水水質(zhì)安全。4.1.2 供電安全措施凈水廠應(yīng)配置兩個獨立供電電源，保證供電安全，當(dāng)條件具備時，水廠應(yīng)配置自己的供電系統(tǒng)。場內(nèi)加強線路絕緣，提高供電可靠性。4.2 人員編制本次設(shè)計水廠為中型地表水廠，設(shè)計規(guī)模 50000m3/d，參照手冊中參考值確定水廠人員編制，列入表 4-1 中。表 4-1 水廠人員編制表名稱 人數(shù)（人） 名稱 人數(shù)（人）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）17一泵站 4 傳達室 2折板絮凝池 4 浴室 2斜管沉淀池 4 食堂 5濾站 4 倉庫 3二泵站 4 車庫 2行政辦公樓 5 管配件堆場 2化驗室 5 加藥間和藥庫 2機修間( 維修車間) 6 加氯間和氯庫 2水表間( 維修車間) 3 鍋爐房 2電修間( 維修車間) 3 生產(chǎn)管理用房 5泥木工間( 維修車間) 2 堆砂場 4污泥脫水間 4 綠化工人 2總計 81天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）18第五章 各構(gòu)筑物的設(shè)計計算5.1 設(shè)計水量的計算水廠設(shè)計供水量 5×104m3/d，水廠自用水量取總用水量的 5%，則水廠設(shè)計水量為 = 50000×1.05 = 52500m3/d。Q5.2 一級泵房的計算5.2.1 流量和揚程的計算一級泵房設(shè)計流量為高日流量加水廠自用水量，即 Q=52500m3/d=2187.5 m3/h=0.608 m3/s。預(yù)沉池到一泵站吸水井水頭損失取 0.3m。地面標(biāo)高為 2.30m，預(yù)沉池最高水位為 1.80m，預(yù)沉池有效水深 3.00m，則預(yù)沉池最低水位-1.20m，一泵站吸水井最低水位-1.5m，吸水井有效水深 2.5m。一級泵房內(nèi)吸、壓水管路水頭損失取 2.5m。根據(jù)第三章 3.3.2 節(jié)高程計算結(jié)果，絮凝池進水水位標(biāo)高為 6.30m，一泵站至絮凝池的凈揚程為Hp=6.30-(-1.50)=7.80m考慮到靜態(tài)混合器水頭損失（初步設(shè)計取 0.40m）和水泵吸、壓水管路的水頭損失，計算一級泵站水泵揚程為：m??23.105.24.87????取 12.0m。所以，一級泵房基本設(shè)計參數(shù)如下：Q=608L/s，H =12.0m。5.2.2 水泵及電機的選擇天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）19根據(jù)流量和揚程選泵，選用 S300-12 型雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機型號為 Y225S-4，功率 40kW。S300-12 型雙吸離心泵基本參數(shù)列入表 5-1 中。表 5-1 水泵基本參數(shù)型號流量（m 3/h）揚程 （ m）汽蝕余量（ m）進口直徑（ mm）出口直徑（ mm）效率（%）功率（kW）300S12 790 12 5.2 300 300 83 405.2.3 泵站布置300S12 水泵基礎(chǔ)尺寸： 1.00m×1.67m×1.00m。=×HLB泵站機器間最小平面尺寸： 。5.m1.考慮到檢修面積、配電設(shè)備、值班室、變壓器及主通道(寬 2.5m)等面積，泵站平面尺寸： 17m×6.2m。=5.2.4 水泵吸水管及壓水管設(shè)計單臺水泵流量 Q=0.22 m3/s。吸水管設(shè)計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：d250mm v 采用 1.0～1.2 m/sd≥250mm v 采用 1.2～1.8 m/s壓水管設(shè)計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：d250mm v 采用 1.5～2.0 m/sd≥250mm v 采用 2.0～2.8 m/s計算得吸水管管徑 DN450，管中流速 v=1.38m/s。計算得壓水管管徑 DN350，管中流速 v=2.29m/s。5.2.5 水泵安裝高度的設(shè)計根據(jù)選定的水泵，查出對應(yīng)的最大允許吸上真空高度 HS， S300-12 型離心泵 HS=5.2m，由于水泵的安裝地點的氣壓不是 10.33m 水柱，且水溫不是 20℃，對 HS 作出修正，變?yōu)?HS， ，由已知條件，水泵安裝點海拔高度 ha=2.30m，平均水溫 10℃。修正后 S300-12 型離心泵 HS， =5.02m；由下式計算該泵的安裝高度 HSS：（5-gvh2-1S,S??天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）201）式中 hS——吸水管中水頭損失；——安裝真空表處的水頭損失；gv21HSS 從吸水池最低水位算至泵軸，h S 包括從吸水喇叭口至真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部） ， 可以根據(jù)最大抽水量和真空表處的過水?dāng)嗝鎔v21積來計算。當(dāng)管道布置已定時，配件與管段也已定，所以吸水管中局部水頭損失 h 局部應(yīng)按水力公式計算，其中局部阻力系數(shù)由設(shè)計手冊查得。這時由于立管長度未定，見圖 5-1，沿程水頭損失未知，但水平的長度 L已知，可近似地令：H SS=X，圖 5-1 水泵安裝高度示意圖（5-??gvhiLH2--1S,S局??2）（5-ihgv??1-2-,S局局3）式中 i——吸水管段水力坡度，查表得到。h 水平 ——為吸水管水平段的水頭損失，h 水平 = iL，查水利計算表知i=0.005。吸水井距泵房距離為 4m，則最大的 L=10m。由上式計算得的 HSS 為最大允許安裝高度。水泵吸水管水頭損計算列入表 5-2 中。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）21表 5-2 水泵吸水管水頭損失計算表管件名 局部阻力系數(shù) ξ最大流量m3/s最大流速 m/sv12/2g局部水頭損失m水泵入口 1.00 0.100偏心漸縮管 0.19 0.019彎 頭 1.01 0.101×3喇叭口 0.560.22 1.38 0.1000.056總計 0.478代入數(shù)據(jù)計算HSS=4.07m，考慮到留有安全量，取安裝高度 HSS =3.80m。5.2.6 泵房高度的計算泵房起重設(shè)備采用 CDI5-9D 型電動葫蘆，故泵房凈高按下式計算：H=Hmin+d+e+f+g （5-4）式中 Hmin——電動葫蘆基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由手冊中查得，為 1.31m；d——起重繩垂直長度，為 0.85×1.0=0.85m；e——機組高度，由手冊中查得，為 1.31m；f——吊起物底部和機組頂部距離，此處取 0.80m；g——機組頂至室內(nèi)地坪高度，此處為 1.50。所以，泵房凈高計算得：H=1.31+0.85+1.31+0.80+1.50=5.77m，取 5.90m。5.2.7 泵房吸水井的計算一泵站吸水井布置如圖 5-2：天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）22圖 5-2 吸水井布置本次設(shè)計中取 D=1.5d，a =2D，b=1.5D，h 2=1.0m。計算出一泵站吸水井平面尺寸為 2.0m×8.8m×4.7m=×HLB5.2.8 泵房附屬設(shè)備選用（1） 真空泵二泵站一般用真空泵啟動，真空泵應(yīng)按起動最大的一臺水泵 S300-12 型離心泵計算。抽氣量按下式計算（5-??aSaP-HTWKQ??5）取水泵安裝高度作為計算真空度，這時真空泵按下列數(shù)據(jù)選擇：真空度 HVmax=HSS式中 WP，W S——為泵殼和吸水管體積，由吸入喇叭口到逆止閥，泵殼按圓柱體計算，此處 WP，W S 分別等于 0.12m3，3.2 m 3；K——漏氣系數(shù)，一般取 1.10；T——起動時間，取 2 分鐘，1/30h；Ha——大氣壓的水柱高度，此處為 10.31m；HSS 為最大允許安裝高度，H SS=3.80m；HVmax——真空度，可用水銀柱或百分數(shù)表示。計算得天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）23Q=173.51 m3/h，=280mm 汞柱或 36.8%。1.0768.3Vmax??H按計算得到的 Q 及 HVmax 在特性上查得合用的真空泵。選用的真空泵為SZ—2J 型，兩臺，一用一備，配套的電機為 Y132M—4。 。（2）真空表和流量計的選擇真空表選用金屬真空計；流量計選用 LUGB 型渦街流量計，在每條總壓水管上設(shè)一流量計，此泵站中共兩個。（3）排水設(shè)備此泵房中設(shè)置集水池和排水溝，排水泵選擇 250QJ50-20/1 型潛水泵。5.3 混合器的計算由 5.1 節(jié)計算知水廠總進水量為 = 50000×1.05 = 52500m3/d。水廠一泵站Q設(shè)總出水管兩條，管徑 DN600，兩條出水管上分別設(shè)有一個混合器。一泵站出水管流量 0.304 m3/s，管徑 DN600，則管中流速24×3605qv=1.05m/s，查水利計算表知 i=2.27‰。本設(shè)計水廠選用 SV 型管式靜態(tài)混合器，如圖 5-3 所示，規(guī)格 DN600。靜態(tài)混合器采用三節(jié)，靜態(tài)混合器總長 4600mm，混合器井占地面積采用6.0m×4.0m。圖 5-3 管式靜態(tài)混合器校核：混合器擾流元件節(jié)數(shù) n=3，混合時間 t=3s， 10℃時水的動力粘度=1.1×10-3Pa·s，則水頭損失：μm （5-31.0=×6.418.0=184.0=2.2nDQh6）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）24（5-1-3s950=×1980=tμhγG7）混合階段一般為 700-1000s-1經(jīng)檢驗以上計算數(shù)據(jù)合理。5.4 折板絮凝池的計算5.4.1 折板絮凝池尺寸的計算凈水廠設(shè)絮凝池設(shè)兩組，兩組絮凝池總流量為 52500m3/d，絮凝時間取 t = 12min，絮凝池水深 H = 4.2m。則每組絮凝池流量m3/d = 1093.75 m3/h = 0.304 m3/s2650Q每組絮凝池容積m3 （5-75.218×7.19=tW8）每組絮凝池面積 m2 （5-5=.4Hf9）絮凝池靜長取 L， = 10.5m，則凈寬取 B= =5m。,Lf將絮凝池垂直水流方向分為 7 格，每格凈寬 1.5m，平行水流方向分為 7 小格，每小格長 0.7m，共分 49 格，單格面積 1.5m×0.7。絮凝過程分三段，第Ⅰ絮凝段采用多通道異波折板，v 1s=0.3m/s；第Ⅱ絮凝段采用多通道同波折板，v2s=0.2m/s；第Ⅲ絮凝段采用直板，v 3s=0.1m/s。折板為不銹鋼板，折板寬 0.6m，厚 0.035m，折角 120°，折板凈長 1.2m，如圖 5-4 所示?？紤]到墻厚（采用鋼筋混凝土墻） ，外墻厚采用 300mm，內(nèi)墻采用250mm，則絮凝池實際長為：10.5+0.3×2+0.25×6=12.6m實際寬為5+0.3×2+0.25×6=7.1m各格折板的間距及實際流速：第Ⅰ絮凝段折板間距取 0.15m天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）25第Ⅱ絮凝段折板間距取 0.15m第Ⅲ絮凝段直板間距取 0.3m則絮凝池內(nèi)各絮凝段流速計算如下：m/s （5-26.0=7×3°45sin.07×.51=1AQv10）m/s （5-14.073°45sin.07.5122v11）m/s （5-08.=7×4°5sin3.07×.51=3AQv12）5.4.2 折板絮凝池水頭損失的計算絮凝池水頭損失數(shù)據(jù)計算如下：第Ⅰ絮凝段為多通道異波折板。第Ⅰ絮凝段分為 7 格，每格安裝三塊折板，即每格四通道，折角 120°，構(gòu)造如圖 5-5(a)所示。邊通道波峰間距 0.15m，中間通道波峰間距 0.15m，實際波峰流速（5-m/s34.0=6×5.13024=,1v13）邊通道波谷間距 0.50m，中間通道波谷間距 0.85m，實際波谷流速（5-/s10.725.36024,v14）單格平面尺寸 1.5m×0.7m，平均水深 4.2m，每通道 4 個縮放組合，沿長度方向分為 7 格，隔墻開洞寬 1.5m×高 1.0m，兩個串聯(lián)上下轉(zhuǎn)彎及通過孔洞流速（5-m/s20.=15.36024=,3v15）第Ⅰ絮凝段水頭損失計算如下：（5-gvh2,,1???16）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）26（5-gvFh21,122????????????????17）（5-gvξhi2=,318）（5-in???19）式中 h=h1+h2h1 為漸放段水頭損失（m） ；峰速 v1=0.34m/s，谷速 v2=0.10m/s，轉(zhuǎn)彎及孔口流速 v3=0.20m/s；ζ 1 為漸放段阻力系數(shù)， ζ 1=0.5；ζ 2 為漸縮段阻力系數(shù)， ζ 2=0.1；ζ 3 為轉(zhuǎn)彎或孔洞處的阻力系數(shù)，上轉(zhuǎn)彎 ζ 3=1.8，下轉(zhuǎn)彎或孔洞 ζ 3=3.0；F1 為相對峰的斷面積（m 2） ，F(xiàn) 2 為相對谷的斷面積（ m2） ；n 為縮放組合的個數(shù)。計算得數(shù)據(jù)如下： 027.8.92134.0521????h??m62?098.2.813i ???h單格水頭損失∑h=3