净水厂课程设计

一、设计基本资料及任务书…………………………………………2

一．设计目的和要求 ……………………………………………2 二．原水水质及水文地质资料……………………………… 2

二、设计计算内容 ……………………………………………………5

一.工艺流程……………………………………………………5

二．各设计构筑物的设计流量………………………………5 三． 选用混凝剂、消毒剂，决定其投量……………………6

四．管式静态混合器的设计……………………………………8

五 设置两套平行处理构筑物……………………………………9 六．消毒设计计算………………………………………………16 七．清水池平面尺寸的计算……………………………………16 八．水厂高程布置计算…………………………………………18 九．泵站设计计算 ………………………………………………19 十． 水厂平面布置及附属构筑物确定 ………………………21

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城市给水处理厂课程设计

1．基础资料及处理要求 （1）原水水质

原水水质的主要参数见表1。 项目 数据 钠离子和钾离子 （mg/L） 项目 总硬度 （度） 碳酸盐硬度 （度） 溶解固体 （mg/L） 耗氧量 （mg/L） 氨氮 （mg/L） 碱度 （mg/L） 色度 （度） 嗅味 pH 细菌总数 （CFU/mL） 大肠杆菌 （CFU/L） 数据 6.38 5.51 119 0.78 0.24 120 10 无 7.6 38000 1300 8.46 32.46 8.05 0.03 8.51 0.016 2.75 119.6 17.1 钙离子 （mg/L） 镁离子 （mg/L） 铁离子和亚铁离子（mg/L） 氯离子 （mg/L） 亚硝酸根 （mg/L） 硝酸根 （mg/L） 碳酸氢根 （mg/L） 硫酸根 （mg/L） 浑浊度 （NTU） 286最高1500 最低 20 （2）气象、水文、地质资料

题目 夏季平均气压 （毫巴） 年平均气温 （度） 最热月平均气温（度） 最冷月平均气温（度） 极端最高气温 （度） 极端最低气温 （度） 最热月平均相对湿度（%） 数据 1004.8 12.2 30.7 -8.2 39.7 -22.9 78 题目 最大积雪厚度 （厘米） 最大冻土深度 （厘米） 地下水位深度（厘米） 河水最低气温 （度） 河水最高气温 （度） 河水最低水位 （米） 河水最高水位 （米） 2 / 232 / 23 数据 22 69 297 3 29.5 33.0 37.5 平均年总降水量（毫米） 夏季平均风速 （米/秒） 年最多风向及频率（%） 最多风向及频率（%） 569.9 河水平常水位（90%）（米） 河水平均水位 （米） 34.0~36.4 2.6 35.5 NNW 8 河水冰冻时水位（90%）（米） 35.0~35.8 冬NNW 15冰冻厚度 （厘米）夏 SE 13 地震裂度 （度） 32.5 七度

（4）处理要求

出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求。

表1 水质常规指标及限值 指 标 1、微生物指标 总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL） 耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL） 大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL） 菌落总数（CFU/mL） 2、毒理指标 砷（mg/L） 镉（mg/L） 铬（六价，mg/L） 铅（mg/L） 汞（mg/L） 硒（mg/L） 氰化物（mg/L） 氟化物（mg/L） 硝酸盐（以N计，mg/L） 三氯甲烷（mg/L） 四氯化碳（mg/L） 溴酸盐（使用臭氧时，mg/L） 甲醛（使用臭氧时，mg/L） 亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时，mg/L） 氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时，mg/L） 3、感官性状和一般化学指标 色度（铂钴色度单位） 浑浊度（NTU-散射浊度单位） 臭和味 3 / 233 / 23

①限 值 不得检出 不得检出 不得检出 100 0.01 0.005 0.05 0.01 0.001 0.01 0.05 1.0 10 地下水源限制时为20 0.06 0.002 0.01 0.9 0.7 0.7 15 1 水源和净水技术条件限制时为3 无异臭、异味 肉眼可见物 pH （pH单位） 铝（mg/L） 铁（mg/L） 锰（mg/L） 铜（mg/L） 锌（mg/L） 氯化物（mg/L） 硫酸盐（mg/L） 溶解性总固体（mg/L） 总硬度(以CaCO3计，mg/L） 耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L） 挥发酚类（以苯酚计，mg/L） 阴离子合成洗涤剂（mg/L） ②4、放射性指标 总α放射性（Bq/L） 总β放射性（Bq/L） 无 不小于6.5且不大于8.5 0.2 0.3 0.1 1.0 1.0 250 250 1000 450 3 水源限制，原水耗氧量＞6mg/L时为5 0.002 0.3 指导值 0.5 1 ① MPN表示最可能数；CFU表示菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。 ② 放射性指标超过指导值，应进行核素分析和评价，判定能否饮用。

给水处理厂方案设计

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一、工艺设计流程 混凝剂 二泵站 ↓ ↑ 原水 → 一泵站→ 反应沉淀 → 过滤 → 清水

二、各构筑物的设计流量

（一）、反应池

单池设计水量

水厂总设计规模为48000 m3/d，絮凝池分为两个系列，每个系列设计水量为：

(480001.05)24Q1050m3h2

（二）、沉淀池

设计流量

n4取沉淀池个数，则

480001.05Q525m3/h 244

（三）、滤池 采用V型滤池8个构造相同的快滤池，布置呈对称双行排列，则每个滤池的设计流量为：Q=50400/8×24=262.5 m3/h=72.92L/s，滤速V=10m/h，冲洗强度为q=14L/（s·㎡）,冲洗时间为t=6min=0.1h,滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h。

（四）清水池

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最大流量计。

K1.5取时变化系数，则最大流量：

Q=KQ/24=1.5×48000/24=3000m3/h=0.83m3/h

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三 选用混凝剂、消毒剂，决定其投量 1.加药间

设计进水量为Q=48000 m3/d,自用水量取总用水量的5%，则总进水量为 Q=50400 m3/d=2100 m3/h。

根据原水的水质水温，参考上图，选用混凝剂为碱式氯化铝（PAC），最大投药量为a=20mg/L。每日调制次数n2次,投药浓度为10% 溶液池容积W1aQ2021005.04m3417bn417210

故此溶液池容积取6 m3

溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个溶剂为W1（一备一用）以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L×B×H=2.5×1.5×2.2，高度中包括超高0.3m置于室内地面上。

溶液池实际有效容积：W1’=2.5×1.2×2.2=6.6m3 满足要求 溶解池容积W2

W2=0.3W1=0.3×6=1.8m3

溶解池也设置为2池，单池尺寸L×B×H=1.5×1.0×2，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02m。

溶解池实际有效容积：W’=1.5×1.0×2=3m 溶解池的放水时间采用t=10min，则放水流量： Q0=W2/60t=3L/s 投药管流量：

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qW×2×10006.6×2×10000.153 L/s24×60×6024×60×60

2．药剂仓库的计算

（1）已知条件 混凝剂为碱式氯化铝，每袋质量是40Kg，每袋规格为 0.5m0.4m0.2m，投药量为40mg/L，水厂设计水量为2100m3/h。药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为30d。

（2）设计计算 氯化铝的袋数

Q24utQut43754030N0.0240.0243150(袋)

1000WW40有效堆放面积

NV31500.50.40.2105m2 AH(1e)1.5（1-0.2）仓库平面尺寸BL12m15m

3.加氯间的设计计算

3

（1）已知条件 计算水量Q=48000×1.05 =2100m/h，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最

大投加量为1mg/L。 （2）设计计算

QL=0.001aQ=0.001×1.5×2100=3.15kg/h 清水池加氯量为

QL=0.001aQ=0.001×1×2100=2.1kg/h 二泵站加氯量自行调节，在此不做计算。

为保证氯消毒时的安全和剂量正确，采用加氯机加投氯，并设校核氯量的计量设备。选用LS80-3转子真空机加氯机5台，3用2备。 4.液氯仓库

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（1）已知条件 计算水量Q=48000×1.05=2100m/h，预氯化最大投加量为1.5mg/L，清水池最

大投加量为1mg/L。

（2）设计计算 仓库储备量按照15天最大用量计算，则储备量为 M=24×（3.15+2.1）×15=1890kg 选用1t的氯瓶2个

四．管式静态混合器的设计

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（1）已知条件 设计进水量为Q=48000 m3/d,自用水量取总用水量的5%，则总进水量为Q=50400 m3/d。水厂进水管投药口至絮凝池的距离为20m，进水管采用两条DN800.v=0.92m/s

（2）设计计算

a.静态混合器管径为：

据D=800mm，q=50400/24×3600×2=0.29 m3/s D=

4q40.290.633m ，本设计采用D=700mm v3.140.92b.混合器选择 选用管式静态混合器，规格DN700。 c.混合单元数

N2.36v0.5D0.32.360.920.50.7790.32.65,本设计取N=3 则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.10.732.31m （3）、混合时间：T= （4）、水头损失：

Q20.583230.38m﹤0.5m，符合设计要求。 h=0.11844.4n0.11844.4d0.7（5）、校核GT值 G=

h98000.3811s，在700-1000之间，符合设计要求。 820.6s3T1.14102.51GT=820.62.512058.22000，水力条件符合设计要求。

五 设置两套平行处理构筑物（每套按1/2Q设） 1.机械搅拌絮凝

由于Q=50400m3/d,若选择隔板絮凝池要满足：间距a>0.5米。本设计Q小，所以不能选隔

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板。

设计机械搅拌絮凝池时应注意以下几点要求：

①、絮凝时间15~20min,水深3~4m；

②、絮凝池数不少于3个，絮凝池多分为3~4格，每格设1档转速的搅拌机，垂直搅拌

轴设在各格絮凝池中间，水平搅拌轴设于水深1/2处；

③、搅拌桨板速度按叶轮桨板中心点处线速度确定，第一挡搅拌机线速度一般取

0.50m/s，逐渐变小至末档的0.20m/s；

④、絮凝池分格隔墙上下交错设过水孔，过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度设

计。每格絮凝池池壁上安装1~2道固定挡水板，以增加水流紊动，防止短流。固定挡水板宽度0.1m左右；

⑤、每台搅拌机上桨板总面积取水流截面积的10%~20%，连同固定挡水板面积最大不

超过水流截面积的25%，一面水流随桨板同步旋转。每块桨板宽0.1~0.3m，长度不大于叶轮直径的75%；

⑥、同一搅拌轴上两相邻叶轮相互垂直。水平轴或垂直轴搅拌机的桨板距池顶水面

0.3m,距池底0.30~0.50m，距池壁0.20m。 ⑦、单格边长≯ 4.5米。

1、设计参数：Q设=50400×0.5=25200m3/d=1050m3/h 絮凝时间20min, 分为3条生产线。 2、设计计算

（1）、每条生产线设计流量：Q=Q设/3=350m3/h （2）、絮凝池容积：W=350×20/(3×60)=233.33m3

（3）、絮凝池尺寸：为和沉淀池配套，絮凝池分为3格，每格平面尺寸4.0m4.0m,有效水深H=233.33/(3×4×4)=4.86m，取超高0.30m,则絮凝池高为5.16m。 桨板挡水板面积和水利截面之比=（4）、叶轮旋转速度

取叶轮桨板中心点处相对池壁的线速度为： 第一格絮凝池搅拌机：v10.50m/s 第二格絮凝池搅拌机：v20.35m/s 第三格絮凝池搅拌机：v30.20m/s 则各格搅拌机旋转角速度和转速分别为： w10.500.463600.463rad/s n14.42r/min 1.0821220.12420.0522.5%，不大于25%

43.659 / 239 / 23

w2w30.350.324600.324rad/s n23.1r/min 1.0820.200.185600.185rad/s n31.77r/min

21.08（5）、隔墙过水孔面积

隔墙过水孔面积按照下一档桨板外缘线速度计算，由上面计算结果可求出： 第二格絮凝池搅拌机外缘线速度：v'21.75w21.750.3240.567m/s 第三格絮凝池搅拌机外缘线速度：v'31.75w31.750.1850.324m/s 每条生产线设计流量，Q=8400m3/d=0.097m3/d得：

第一、二格絮凝池间隔墙过水孔面积=0.097/0.567=0.171m2 第二、三格絮凝池间隔墙过水孔面积=0.097/0.324=0.299m2 （6）、搅拌机功率计算

设桨板相对水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75倍，则相对水流的叶轮转速为：

w'10.75v10.750.500.347rad/s r01.080.75v20.750.350.243rad/s r01.080.75v30.750.200.139rad/s r01.08w'2w'3如搅拌设备尺寸图所示的搅拌设备尺寸，取cD1.10,第一格絮凝池搅拌机所耗功率为：

P114cD41.1100034Lw'1(ri4r)2.00.3473[(1.6641.544)(1.144- di88P122.7131W'0.243340.9W 233W'10.3471.024)(0.6240.504)]=122.71W 同理求出：P2 P3P122.7131W'0.13938.77W 333W'10.347三台搅拌机合用一台电动计时，絮凝池所耗功率总和为： P122.7140.98.77172.38W 配置电功率：P172.380.328W

10000.750.70（7）、核算絮凝池速度梯度G值（按水温15C,1.14103Pas计算）

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第一格：G1P122.7111 42.96s3175V1.14103P240.91 24.8s3175V1.14103P38.771 11.48s3175V1.14103第二格：G2第三格：G3平均速度梯度：GP210172.381 29.39s31751.14103 GT=29.39206035268，在104～105范围内。

2.斜管沉淀池

本设计沉淀池采用斜管沉淀池，设计2组。 采用斜管沉淀池设计要求：

①、斜管沉淀区液面负荷应按相似条件下的运行经验确定，可采用5.0～9.0m3/ （m 2·h）；

②、斜管设计可采用下列数据：斜管管径为30～40mm；斜长为1.0m；倾角为60； ③、斜管沉淀池的清水区保护高度不宜小于1.0m；底部配水区高度不宜小于1.5m。 1、设计参数：设计流量为Q设=50400×0.5=25200m3/d=1050m3/h,斜管沉淀池和絮凝池合

建，池宽为12m,表面负荷q=9m3/m2h,斜管材料采用厚0.4mm塑料板热压成成六角形蜂窝管，内切圆直径d=30mm，水平倾角θ=60°，斜管长度l11.0m。 2、设计计算 （1）、平面尺寸计算

①、沉淀池清水区面积：A=Q/q=1050/8=131.25m

323232式中： q——表面负荷，一般采用5.0-9.0，本设计取8m/(mh)m/(mh) m/(mh)②、沉淀池的长度及宽度：L=A/B=.131.25/12=10.9375m≈11m

则沉淀尺寸为LB11×12=132 m2 ，进水区布置在一个15m的一侧。在15m的长度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03) A=(L-0.5)×B/k1=122.33m2

式中： k1——斜管结构系数，取1.03 ③、斜管出水口实际上升流速为： vs=0.29/122.33=0.004m/s=4mm/s

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④、斜管内流速： vo=4/sin60°=4.618mm/s ⑤、沉淀池总高度：

H=h1h2h3h4h50.31.20.8710.804.17m

式中： h1——保护高度（m），一般采用0.3-0.5m，本设计取0.3m； h2——清水区高度（m），一般采用1.0-1.5m，本设计取1.2m；

h3——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则h3sin60=0.87m； h4——配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本设计取1m； h5——排泥槽高度（m），本设计取0.8m。 （2）、进出水系统 ①、沉淀池进水设计

沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积： A2=Q/v=0.29/0.2=1.46m2

式中： v——孔口速度（m/s），一般取值不大于0.15-0.20m/s。本设计取0.2m/s。 每个孔口的尺寸定为15cm×8cm，则孔口数N=A2/15/8=14600/90=1622.22≈1623个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。 ②、沉淀池出水设计

沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积： A3=Q/v1=0.29/0.6=0.483m2

设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数： N=A3/F=0.483/0.001256=384.55

式中: F——每个孔口的面积(m2),F0.0420.001256m2.

4设沿池长方向布置8条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：L'=12/8=1.5m。，每条集水槽长L=(151)/27m， 每条集水量为：q=0.29/(2×8)=0.018m3/s

考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：q'1.2q1.20.0270.0324m3/s=1.2q=1.2×0.29=0.348

槽宽：b=0.9q0.4=0.9×0.3480.4=0.66m。 起点槽中水深： H1=0.75b=0.75×0.66=0.495m，

终点槽中水深： H2=1.25b=1.25×0.66=0.825m

为了便于施工，槽中水深统一按H'2=0.54m计。集水方法采用淹没自由跌落，淹没深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度：

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H=0.540.020.030.150.74m,集水槽双侧开孔，孔径为DN=25mm，每侧孔数为50个，孔间距为5cm

8条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.29m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为b=0.9Q0.4=0.55m，为施工方便采用0.8m，起端水深0.45m，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.02m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.02，同时考虑到集水槽顶相平，则集水渠总高度为：H=0.02+0.8+0.55=1.37m 出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度内损失。孔口损失：

v120.6220.037m h12g29.8式中：——进口阻力系数，本设计取=2.

集水槽内水深为0.3m，槽内水力坡度按i=0.01计，槽内水头损失为： h2iL0.0180.08m 出水总水头损失

hh1h20.0370.080.117m （3）、沉淀池排泥系统设计 采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿和水流垂直方向共设8根，双侧排泥至集泥渠。集泥渠长15m，B×H=0.3m×0.3m，孔眼采用等距布置，穿孔管长7.5m，首末端集泥比为0.5 ，查得k=0.72。取孔径d=30mm，孔口面积f=0.00071m²，取孔距s=0.4m，

l7.5117.75m2 孔眼总面积为：m=1s0.4孔眼总面积为：w017.750.000710.0126m2

穿孔管断面积为：w==m2

穿孔管直径为： D=

取直径为150mm，孔眼向下，和中垂线成45角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。 （4）、核算 ①、雷诺数Re 水力半径R=

d307.5mm0.75cm 44当水温t=20℃时，水的运动粘度=0.01cm2/s 斜管内水流速速为：v02.99mm/s0.299cm/s ReRv00.750.29922.425﹤500，符合设计要求

0.01式中： ——斜管安装倾角，一般采用600-750，本设计取600 ，

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②、弗劳德系数Fr

v00.2992 Fr1.22104 ，Fr介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。

Rg0.75981③、斜管中的沉淀时间T

T=，满足设计要求（一般在2～5min之间）

2式中： l1——斜管长度（m），本设计取1.0m

3.普通快速滤池的设计 设计计算：

设计水量Q=50400 m3/d=2100 m3/h

滤速V10mh，冲洗强度q14l(s.m2)，冲洗时间6min。 1、滤池面积及尺寸：

工作时间24小时，冲洗周期：12小时。

2423.8h 实际工作时间T240.112滤池面积F=Q/VT=50400/10×23.8=211.76m2

采用滤池数为6个，双排对称布置，每个滤池的面积为35.29m2。 采用滤池长宽比为：左右。

采用滤池尺寸为：L8.75m,B4.2m

校核强制滤速：V’=NV/N-1=6×10/6-1=12m/h 2、滤池高度:

支承高度：H10.3m

滤料层高：H20.7m 砂面上水深：H31.8m

超高：H40.3m

故滤池总高：HH1H2H3H43.1m

3、配水系统： A．干管

干管流量qg=fq=35.29×14=494.06L/s。采用管径为DN800mm，始端流速 v=1.09m/s B．支管

支管中心间距：采用aj0.25m

2l28.7570根 a0.25每根入口流量：qj=qg/nj=494.06/70=7.058。采用管径DN70mm,支管始端流速v=1.59m/s C．孔眼布置

每池支管数：nj14 / 2314 / 23

支管孔眼总面积和滤池面积之比K采用0.25%

孔眼总面积：FK=Kf=0.25%×35.29×10000=88225mm2 采用孔眼直径：dk12mm 每个孔眼面积：fk4dk2410278.5mm2

孔眼数：NK=Fk/fk=88225/78.5 =1124 Nk=NK/nj=1124/70=16.05=17个 每根支管孔眼数：

支管孔眼布置设二排和垂线450夹角向下交错排列： 每根支管长度：LJ0.5Bdg0.54.20.81.6m 每排孔眼中心距akLJ1.60.19m 0.5nk0.517D．孔眼水头损失

支管采用壁厚

25mm，流量系数为

20.68，所以水头损失为

1q114hk3.5m 2g10k2g100.680.25

E．复算配水系统

支管长度和直径之比不大于60： 孔眼总面积和支管总截面积之比为，

Fk0.0918750.2840.5，符合要求。 2nf0.785700.07Fg0.7850.821.87，符合要求。 干管截面积和支管总截面积之比2nf700.7850.07孔眼中心距0.19m小于0.2m，符合要求。

六．消毒设计计算

液氯消毒原理：

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已知设计水量Q=50400m3/d=2100m3/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。 预加氯量为

Q1=0.001aQ=0.001×1.5×2100=3.15kg/h 清水池加氯量为

Q1=0.001aQ=0.001×1×2100=2.1kg/h

二泵站加氯量自行调节，在此不做计算，则总加氯量为 Q=Q1+Q2=3.15+2.1=5.25kg/h

为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台ZJ —2转子加氯机，选用宽高为：330mm×370mm，一用一备.

储氯量（按20天考虑）为：

G=20×24Q=20×24×5.25=2520kg

液氯的储备于5个1吨氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1个0.5吨氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。

七．清水池平面尺寸的计算

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。清水池的调节容积：

V1=kQ=0.1×2000=200m³

式中：k——经验系数一般采用10%-20%；本设计k=10%；

Q——设计供水量Q=48000m³/d；

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：

V22523600/100180m3

根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：

V=V1+V2= 200+180=380 m³

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：

F= V/2h=380/2×4=47.5 m

2

2

取BL=19×3=57m ，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。

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管道系统

1）清水池的进水管：

D14Q40.510.637m（设计中取进水管流速为v=0.8m/s） nv20.8设计中取进水管管径为DN800mm，进水管内实际流速为：0.51m/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k=1.5，所以：

Q1=kQ/24=1.5×48000/24=3000m³/h=0.83m³/s

出水管管径：

D24Q140.7660.78m（设计中取出水管流速为v=0.8m/s） nv3.1420.8设计中取出水管管径为DN700mm，则流量最大时出水管内流速为：0.74m/s 3）清水池的溢流管

溢流管的管径和进水管相同，取为DN700mm。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：

D34V443800.57m tv236003.141.22 设计中取排水管径为DN600mm

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，保证氯和水的接触时间30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为8m，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

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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 （4）、覆土厚度：取覆土厚度为0.7 m。

八．水厂高程布置计算

构筑物高程布置和厂区地形，地质条件及所采用的构筑物形成有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，本设计采用清水池的最高水位和地面标高相同。本设计规定清水池的最高水位为±0.00m。 1、管渠的水力计算 （1）、清水池

清水池最高水位标高为±0.00m，池面超高为0.5m，则池顶标高为0.5m，有效水深4.0m,则池底标高为-4.0m。 （2）、吸水井

清水池到吸水井的管线最长为55m，管径为DN1000，最大时流量Q=0.58m3/s，查水力计算表：水力坡度为i=0.7‰，流速v=0.45m/s，沿线设有3个闸阀，进口和出口，3个90º弯头. 一个等径丁字管，局部阻力系数分别为0.06，1.0，1.0，1.05，1.05，则管中水头损失为：

v20.7hil55(0.0631.01.031.051.05)2g10000.80.25m29.812

因此，吸水井水面标高为-0.25m，加上超高0.5m，顶面标高为0.25m。 （3）、滤池

滤池到清水池之间的管长为：116m，设2根管，每根管流量为0.29 m3/s，管径为DN900，查水力计算表：流速v=0.9m/s，坡度i=0.98‰，沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，阻力系数分别为：0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：

v20.981.22hil116(0.0621.0511.01.0)2g100029.81

0.347m滤池的最大作用水头为2.0～2.5m，设计中取为2m。 （4）、反应沉淀池

沉淀池到滤池管长为L=60m, 设2根管，每根管流量为0.29m3/s，管径为DN900，查水力计算表：流速 v=0.9m/s,坡度i=0.98‰, 沿线设有两个闸阀，一个等径丁字管，进口和出口，局部阻力系数分别

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为0.06，1.05，1.0，1.0，则管中水头损失为：

v20.981.22hil60(0.0621.051.01.0)2g100029.81

0.199m絮凝池最大作用水头为：0.4～0.5m，设计中取0.4m。 沉淀池最大作用水头为0.2～0.30m，设计中取0.2m。 （5）、管式混合器

混合池到沉淀池之间的管线长为30.4m，设两根管，每根管流量为0.29/s，管径为DN900，查水力计算表：流速v=1.2m/s，坡度i=0.98‰，沿线有两个闸阀，一个等径丁字管，进口，出口的阻力系数分别是：0.06，1.05，1.0，1.0，则水头损失为：

v21.51.02hil17.07(0.0621.051.01.0)2g100029.81

0.263m管式混合器水头为0.05m。

九．泵站设计计算

1、一泵房采用三台水泵，四根吸管,其中一条备用,则每条吸水管设计流量为50400/3=16800 m3/d=700m3/h.输水管

D=600mm,1000i=2.4m,管长

L=1.6km.水头损失为

H1=1.62.4=3.84m，管式静态混合器的水头损失H2= 0.38m,絮凝池和取水口最低水位之差为H3=3.5-(-3)=6.5m,所以水泵的扬程为： . H=H1+H2+H3=3.84+0.38+6.5=10.72m。

选用300S12型水泵，其扬程为12m，流量为790m3/h.

一泵房的埋深：5m，泵房地面上高度为:4m，则泵房高度为：H=5+4=9m 一泵房的平面尺寸为：1089 2、二泵站的扬程为45米。

二泵站采用分级供水，流量为48000/24=2000 m³/h，选水泵为300S58,2用1备，电机型号为JS2-355-M2-4. 型号

水泵主要参数

流量 （m³/h） 扬程/m 转速 效率η 气蚀余量 进口直径(mm) （m） 19 / 2319 / 23

出口直径(mm) （r/min） （%） 576-972 50-65 1450 74-88 4.4 400 350 1、水泵吸水管水头损失 吸水管长8米，直径DN1=700mm,v1=1.37m/s,1000i=3.2m;压水管长5.5m, 直径DN2=600mm,v2=1.9m/s,1000i=7m.计算见下表：

吸水管局部水头损失计算表

名称 DN/mm 数量 局部阻力系数 流速(m/s) 喇叭口 1000 1 0.3 1.37 90°弯头 700 1 0.68 1.37 闸阀 700-400 1 0.06 1.37 渐缩管 700-400 1 0.2 2.69 水泵进口 400 1 1.0 2.69 水泵吸水管水头损失为：h1=(0.3+0.668+0.06)×1.37²+1.2×2.69²/19.6+3.2×8/1000=0.57m 水泵轴心标高为：Z=Z1+Zs=-0.5+6+（10.3-10.3）-0.81=4.69m,其中Z1为最低水位标高,m.考虑到吸水安全留有余地，采用水泵轴中心标高为4.6m。

二泵房室内低坪标高为：4.6-0.1-0.9=3.6m,其中，0.1为水泵基础高处是内地坪高度，0.9为水泵底座至轴心的高度。泵房所在的室外地坪标高为6.0m，二泵房室内地面低于室外2.4m。泵房为半地下室。

4、泵房高度：选用LH5t电动葫芦双梁桥式起重机，泵房地面上高度为：H1=a2+c2+d+e+h+n=1400+1120×1.2+1270+100+200=4.3m

式中，a2为行车梁高度，c2为行车梁底至其重钩中心的距离，a2+c2=1400mm；d为其重钩的垂直长度，电机宽1120mm,e为最大一台机组的高度，1270mm;h为吊起物底部和泵房进口处平台的距离：200mm；n为100mm．泵房地下高度H2=2.4m,则泵房高度H=H1+H2=4.3+2.4=6.6m

十．水厂平面布置及附属构筑物确定 1.工艺流程布置

根据任务书提供的厂区面积设计成直线型流程，这种流程生产联络管短，管理方便，便于以后扩建。

2．平面布置

按照功能，将水厂布置分成以下三区：

a.生产区 由各项水处理设施组成，呈直线型布置。

b.生活区 将办公楼、宿舍、食堂、锅炉房、浴室等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑过于分散，将办公楼和化验室，食堂和宿舍，浴室和锅炉房合建，使这些建筑相

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对集中。这些建筑布置在水厂进门附近，便于外来人员联系。

c.维修区 将机修间、水表修理间、电修间、泥木工间合建，仓库和车库合建，和管配件场、砂场组合在一个区内，靠近生产区，以便于设备的检修，为不使维修区和生产区混为一体，用道路将两区隔开。考虑扩建后生产工艺系统的使用，维修区位置兼顾了今后的发展。

d.加药区 加药间、加氯间设于絮凝沉淀池附近。

3.厂区道路布置 a.主厂道布置

由厂外道路和厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽6.0m，设双侧1.5m人行道，并植树绿化。

b.车行道布置 厂区内各主要构（建）筑物间布置车行道，道宽为4.0m，呈环状布置，以便车辆回程。 c.步行道布置

加药间、加氯间、药库和絮凝沉淀池间，设步行道联系，泥木工间、浴室、宿舍等无物品器材运输的建筑物，亦设步行道和主厂道或车行道联系。

主厂道和车行道为沥青路面，步行道为铺砌预制混凝土板块、地砖等。 4..厂区绿化布置

a.绿地

在厂门附近、办公楼、宿舍食堂、滤池、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。 b.花坛

在正对厂门内布置花坛。 c.绿带

利用道路和构筑物间的带状空地进行绿化，绿带以草皮为主，靠路一侧植树篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花卉。

d.行道树和绿篱

道路两侧栽种主干挺直、高大的树木如白杨，净水构筑物附近栽种乔木或灌木、丁香树。步行道两侧、草坪周围栽种绿篱，高度为0.6～0.8m，围墙采用1.8m高绿篱

5.厂区管线布置 a.原水管道

原水由两条输水管线进入水厂，阀门井后用联络管连接分别接入两个机械混合池，为事故检修不影响水厂运行，分别超越沉淀池、滤池设置超越管。

b.加药管和加氯管

为了防止管道腐蚀，加药管和加氯管采用塑料管，管道安装在管沟内，上设活动盖板，以便管道堵塞时管道清通，加药管线以最短距离至投加点布置。

c.水厂自用水管道

水厂自用水包括生产用水、冲洗和溶药用水、生活用水、消防用水等，由二级泵房压水管路接出，送至各构（建）筑物用水点。DN70以上埋地管采用球墨铸铁管，DN70以内采用复合管或塑料管。

d.消火栓布置

厂区内每隔120.0m间距设置一个室外消火栓。 e.排水系统布置

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厂区排水包括生活排水、生产排水（沉淀池排泥、滤池反冲洗排水）、排雨水三部分。生产排水经预沉后回流至机械混合池前接入生产管道系统，污泥经浓缩脱水后造田。生活污水系统单独设置，经处理后排放。

厂区平面布置见图。 6.高程布置

构筑物高程布置和厂区地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高，考虑到土方的填、挖平衡，本设计采用清水池的顶面标高和清水池所在地面标高相同。

①、生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物和清水池、二级泵房、药剂间等；

生产构筑物和建筑物 一泵房吸水井 一泵房 机械式搅拌絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 清水池 二泵房 药剂仓库 溶液池 溶解池 加氯间 冲洗水箱 二泵房吸水井 尺寸（长宽高）(m) 8513 1089 1243.95 15124.67 8.754.23.1 19134.5 18116.6 1215 1.41.41.6 10.81.2 105 DN=7 1286

各尺寸见下表：

附属构筑物 机修车间 电修间 仓库 车库 办公楼 食堂 传达室 面积（m） 2012 106 2010 2420 3720 1510 6.54.5 22 / 2322 / 23

2职工宿舍 俱乐部 堆场 1224 2418 2520 厂内道路多数为8米，包括人行道1.5米。所有道路的转弯半径均为6米。绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物和道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。水厂四周设置高2.50米的防护围墙，采用砖砌围墙。

为了使水厂整体效果比较好，所以要求建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系

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