1、天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1第一章 概论1.1 设计依据及设计范围1.1.1 设计题目包头市磴口自来水厂设计全套图纸加 1538937061.1.2 设计任务根据指定水源、厂址和有关设计资料，设计水厂一座。并满足：（1）设计供水规模 80000m3/d；（2）出厂水压要求 0.46MPa；（3）出厂水质要求：达到国家生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006) 。1.1.3 设计依据本次设计依据下列资料： （1）设计任务书（2）室外给水设计规范（GB 50013-2006）（3）给水排水设计手册（第一册、第三册、第十册、第十一册、第十二册）1.1.4 设计范围本次设
2、计的范围为设计建设包头市磴口自来水厂。其任务是担负城市居民生活用水的和工业企业的生产用水。1.1.5 设计要求（1）毕业设计是总结和巩固在校四年所学知识，培养学生将所学理论综合运用于解决工程实际问题，提高独立工作能力，培养刻苦钻研和创造的精神。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）2（2）在教师指导下，学生应独立地作出自己的毕业设计并提出个人的设计文件。如有可能，根据教师的意见，学生可结合自己情况对某些问题作深入一步的钻研，并提出相应的报告。（3）毕业设计中，学生应从搜集、分析资料开始至施工图设计为止，进行全部工艺设计过程，完成净水厂扩初工艺设计和部分处理构筑物的施工图设计。1.
3、1.6 设计步骤及成果（1）根据水质、水量、地区条件、施工条件和水厂运行情况、确定净水厂的处理工艺流程；（2）拟定各处理构筑物的设计流量，并根据确定的净水厂位置，选择适宜采用的处理构筑物，确定设计采用的处理构筑物的形式及数量；（3）进行各构筑物的设计计算，确定各构筑物和各主要构件的尺寸并绘制部分计算简图，设计时要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性，并符合要求。1）投药及混合根据原水水质、处理要求、货源及其他经济技术条件选定混凝剂品种及投加量，设计溶解池、溶液池，布置加药间及药库，画出草图；确定混合方式，进行混合工艺设计计算和设备选择。2）絮凝、沉淀（或澄清池）絮凝池和沉淀池应同时进行计算和设计
4、，并应注意两者的关系与配合，要使两池之间在高程、水流衔接、深度和池数等方面相互配合。根据设计流量，絮凝池、沉淀池应至少分为独立相同的两组，每组可根据需要分为若干格。也可根据水质情况选用澄清池，并进行设计计算。3）滤池在北方，滤池一般应设在室内，冲洗水泵房应尽可能与滤池合建。4）消毒选定消毒剂并根据水质有关参考资料确定其投加量，投加点应根据水质情况确定。进一步选择投加设备，布置加药间及药库，绘出草图。5）清水池清水池之间要既能互相连通，又能单池运行。清水池应根据水量大小、地形及设计高程而定，由单池容积和设计水深决定水池平面尺寸。（4）根据各构筑物的确定尺寸，确定各构筑物在平面位置上的确切位置，完
5、成平面布置；确定各构筑物间联接管道的位置，管径、长度、材料及附属设施，完成水厂的高程布置。（5）绘制净水厂平面及高程布置图，净水构筑物工艺平、剖面图。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）3（6）二泵站设计计算选泵台数不宜过多，也不宜过少，应能满足各种不同流量及扬程之需要为宜，一般 4-7 台，尽可能同型号。确定泵站形式，进行泵站设计计算；绘制二泵站工艺图。2设计成果要求（1）设计说明书一份（1.2 万字） ；参考文献10 篇；相关外文文献资料翻译 1 份（5000 汉字） 。（2）绘制的图纸折合零号图纸3 张。1.2 自然概况及水源选择1.2.1 地形概况水厂位于市区北部，厂区
6、占地面积约 5.3 万公顷，厂内地势平坦（略有起伏） ，地面标高 1004-1005m。1.2.2 工程地质（1）地下水位深度 170cm； 最大冰冻 170cm；（2）设计地耐力 13t/m2；地震等级 6 级；设计地震烈度 8 度。1.2.3 气象资料（1）气温 全年平均气温 6.5；最冷月平均最低气温18.5；最热月平均最高气温29.5；极端最高气温 38.4；极端最低气温31.4；（2）降雨量 年降雨量 308.9 mm，最大时降雨 33.1mm；最大日降雨 100.8mm； （3）风向夏季 东风、东南风 ；冬季 北风、西北风 ；夏季平均风速 3.3 m/s；冬季平均风速 3.2m/s
7、；夏季最多风向频率 15；冬季最多风向频率 17；（4）最大积雪深度 21mm；冰冻期 150 天；（5）相对湿度冬季空气调节 54%；最热月平均 58%；（6）气压大气压 888.4 毫巴；（7） 年蒸发量年蒸发量 2324.2mm。1.2.4 河流概况天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）4（1）河流冰冻情况冰冻期间 11 月 20 日-3 月；冰冻厚度 50-80cm。（2）河流水温原水最高温度 28 摄氏度；平均温度 21 摄氏度；河水最低温度 4 摄氏度；平均最低温度 6 摄氏度。（3）河水含砂量最高含砂量 6.36 公斤/立方米。1.2.5 水源选择经管线输入磴口自来
8、水厂。 （气象、水文、地质资料总结于表 1-1 中。 ）表 1-1 气象、水文、地质资料项目 数据 项目 数据气压 (毫巴） 888.4 最大积雪厚度 （毫米） 21年平均气温 （） 6.5 最大冻土厚度 （厘米） 170最热月平均最高气温 （） 29.5 地下水位深度 (厘米） 170最冷月平均最低气温 （） -18.5 河水最低水温 (） 4极端最高气温 （） 38.4 河水最高水温 （） 28极端最低气温 （） -31.4 河水平均最低水温（） 6最热月平均相对湿度 （） 58 河水平均最高水温（） 21均年总降水量 （毫米） 308.9 最大时降雨 (毫米) 33.1夏季平均风速 （米
9、/秒） 3.3 最大日降雨 (毫米) 100.8冬季平均风速 （米/秒） 3.2 冰冻期 (天) 150冬 NNW17 冰冻厚度 （厘米） 50-80最多风向及频率 （）夏 ESE15 冰冻期间 11 月 20 日-3 月地震烈度 （度） 8 度 地震等级 (级) 6 级设计地耐力 (吨/平方米) 13 厂区地面标高 (米) 1004-1006天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）5第二章 水质、水量、水压2.1 水质2.1.1 水源水质各项指标达到地表水环境质量标准（GB 3838-2002)中的类水质标准；2.1.2 出水水质达到国家生活饮用水卫生标准 （GB 5749-20
10、06） 。2.2 水量、水压2.2.1 最高日供水量 。380m/Qd2.2.2 出厂水压 P0.46MPa 。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）6第三章 水处理厂的工艺设计3.1 厂址的位置包头市自来水厂位于包市区东北部。3.2 设计原则（1）水处理构筑物的生产能力，以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。（2）水厂按近期设计，考虑扩建可能。根据使用要求和技术经济合理性等因素，对近期工程亦可做分期建造的安排。（3）水厂设计中考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。（4）设计中严格遵守设计规范的规定。（5）水厂内设备机
11、械化和自动化程度，本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求、技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高。3.3 处理流程方案的选定3.3.1 确定处理工艺的原则天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）7工艺先进，技术成熟，适应性强,管理方便，有一定的运转经验，根据原水水质水量,考虑气象、水文、地质条件，并结合水厂的设计规模及各个构筑物的优缺点确定水处理的工艺流程。3.3.2 确定处理工艺（1）确定处理流程设计水厂的水源其水质有很高的含砂量。从原水水质资料中看出，原水的浊度和细菌学指标不达标，但污染并不严重，并且没有重金属和有毒化学物质污染，经传统的混凝沉淀过
12、滤消毒处理工艺后应可达到供水水质标准。具体流程为：水源 泵站 絮凝池 沉淀池池滤 清水池 二泵站 给水管网图 3-1 水处理流程图（2） 方案确定由于包头地区较寒冷，冰冻期较长，处理构筑物需要有较好的保温措施，所以不选用平流沉淀池，以降低造价。综合池型匹配原则，以及机械搅拌絮凝池絮凝效果好，水头损失小，适应水质、水量的变化，适合于水量变化不大的水厂。和普通快滤池具有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好等优点；经比较后确定方案：原水 一泵站 机械搅拌絮凝池斜管沉淀池普通快滤池清水池二泵站城市配水管网图 3
13、-2 自来水厂工艺确定3.3.3 选择药剂(1) 选择混凝剂天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）8品种：三氯化铁，硫酸铝，碱式氯化铝（聚合氯化铝）等。选择原则：原水水质：如水温、pH、碱度、色度、浊度等；价格；运输条件；货源。根据表 1-1 中的气象水文资料和表 2-1 中水源水质资料，原水水温在 4C-28C，平均 pH 值 8.05。由于净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，温度适应性高，pH=59（适用范围宽） ，操作方便，腐蚀性小，设备简单，成本较 FeCl3 低。最终选择，碱式氯化铝（聚合氯化铝） 。（2）选择助凝剂包头地区冬季温度较低，冰冻期长，所以
14、在冬季处理低温水要加助凝剂。原水浊度较高，所以在冬季选择适宜处理低温水的活化硅酸作助凝剂。（3）加药和混合方式重力投加，操作较简单，投加安全可靠。水泵混合，在水泵吸水管吸水喇叭口处加药。混合效果好，节省动力，大中小型水厂均适用。3.3.4 选择消毒剂选择品种：氯消毒效果较好，而且可以形成余氯持续消毒，防止管网二次污染，技术成熟，价格便宜，综合考虑经济、技术等多方面因素，选择液氯作为消毒剂。投加点：二点加滤，一点在斜板沉淀池出水渠滤前加氯，另一点在滤池清水渠滤后加氯。3.4 水厂平面布置及高程布置3.4.1 水厂平面布置(1) 水厂平面布置原则按功能分区，配置得当。主要是指对生产、辅助生产、生活
15、福利各部分的布置，要做到分区明确，不过分独立分散。既有利生产，又避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全。在有条件时（尤其新建水厂和大水厂） ，最好把生产区和生活区分开，但二者之间不必设置围墙。功能明确，布置紧凑。首先应保证生产的需要，结合地形、地质、土方，结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）的长度，便于操作管理。符合工艺要求，确保安全供水。求紧凑，占地面积小，但操作管理要方便，留有施工、检修及堆放管件的场地，并考虑有分期修建和扩建的可能。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）9充分利用地形，力求实现各处理构筑物间的重力流衔接（尽量避免中途加
16、压）以及各构筑物的重力排泥和放空。水流方向要顺，管路尽可能短，并考虑施工、维修的方便，避免过多的立体交叉。应当考虑超越管。当原水水质有季节变化，如冬季浊度低，原水可以不经沉沙池而直接到反应池、沉淀池，甚至直接到滤池，但由于超越管口径较大，管线长，投资多，一般只绕不易修复部分或只有一组构筑物的部分。构筑物布置应注意朝向和风向，加药间，加氯（氨）间，氯（氨）仓库等，尽可能设在水厂主导风向的下风方向，泵房及其他建筑物，尽量布置成南北向。厂内生产区与生活区尽可能分开布置避免非生产人员在生产区逗留和出入，以确保生产安全。(2) 做水厂平面布置时，应考虑下述几点要求流程力求简洁，以减少水厂占地面积和连接管
17、（渠）的长度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池应紧靠滤池；二级泵房尽量靠近清水池。但各构筑物之间应留出必要的施工和检修间距和管（渠）道地位。尽量适应地形，力求挖土填方平衡以减少填、挖方量和施工费用。例如沉淀池或澄清池应减量布置在地势较高处，清水池尽量在地势较低处。各构筑物之间连接管（渠）应简单，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。此外，有时也需设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必需供应的水量采取应急措施。建筑物布置应注意朝向和风向。如加氯间和氯库应尽量在水厂主导风向的下风向；泵房及其它建筑尽量布置成南北向。有条件时（尤其大水厂）最好把生产区和生活区分开，以确保生产安全。近
18、远期协调，对分期建设的工程，既要考虑近期的完整性，又要考虑远期工程建成后整体布置的合理性。还应考虑分期施工方便。（3）水厂的平面布置内容和特点水厂的基本组成分成两部分：生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物（絮凝池、沉淀池、滤池） 、清水池、二级泵站、药剂间等；辅助建筑物。其中又分生产辅助建筑物和生活建筑物两种。前者包括化验室、修理部门、仓库、车库及值班宿舍等；后者包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。生产构筑物及建筑物平面尺寸由设计计算确定。生活辅助建筑面积应按水天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）10厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助构筑物面积根据水厂规模、工艺流程
19、和当地具体情况确定。当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后，根据工艺流程和构筑物及建筑物的功能要求，结合地形和地质条件，进行平面布置。生产构筑物、建筑物和辅助建筑物基本按南北向成一字形布置，三者各成一列，排列整齐，管理方便，能有效利用厂区面积。有人的构筑物、建筑物均按南北朝向建设。处理构筑物一般均分散露天布置，由于包头地区冬季较寒冷，有五个月冰冻期，处理构筑物需采取保温措施，清水池覆土保温，絮凝池、沉淀池、滤池建在室内，絮凝池与沉淀池合建，用导流渠连接，各建筑物需有采暖设备的，可采用室内集中布置。集中布置比较紧凑，占地少，便于管理和实现自动化操作。但结构复杂，管道立体交叉多，造价较高。（4）水
20、厂内道路、绿化、堆场等的平面布置方法：首先对生产构筑物和建筑物进行组合安排，在位置、操作条件、走向、面积等方面统盘考虑。安排时应注意高程、距离、管线和道路等。生产辅助建筑物布置；变电站临近用电量最大的二泵站。堆砂场应靠近滤池。车库、值班室宜放在厂区前。预留面积的考虑。主要指生产设施的扩建用地。生活辅助建筑物布置。宜放在厂前区内，如办公室尽量结合有关建筑物，地位应在水厂进门处，便于联系工作，水厂内的厕所应远离水池等生产构筑物，按防护带距离规定应不小于 10m。水厂生产区内不宜设职工宿舍。锅炉房尽量靠近采暖房屋中心附近的主导风向下方。堆煤场应靠近锅炉房。道路、围墙及绿化带的布置。通常一般构（建）筑
21、物应设置人行道，宽度 1.5-2.0m；构筑物和建筑物之间的车行道，其路面宽为 46m，转弯半径为 6m，纵坡一般不大于 1%2%，路面一般采用混凝土、沥青等材料。净水构筑物上的主要通道应设栏，栏高 1.0m。水厂布置还应注意美观、充分绿化，在沉淀池周围，不易种植乔木，以免落叶入池。道路和绿化约占全厂面积的20% 30%。（5）水厂总占地面积约为 4 公顷。3.4.2 水厂高程布置（1）水厂高程布置原则水厂的高程布置应根据厂址地形、地质条件、周围环境以及进水水位标高确定。由于净水构筑物高程受流程控制，各构筑物之间的高差应按流程计算决定。辅助建筑物以及生活设施则可根据具体场地条件作灵活布置，但应
22、保持总体的协调。（2）水厂高程布置及高程计算方法天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）11在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道、计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有余地。处理构筑物中的水头损失与构筑物形式和构造有关，该水头损失应包括构筑物内集水槽（渠）等水头跌落损失在内。 （数据详见给排水设计手册第三册。）各构筑物之间的连接管（渠）断面尺寸由流速决定，当地形有时当坡度可以利用时，可选用较大流速以减小管道直径及相应配件和阀门尺寸，当地形平坦时，为避免增加填、挖土方量和构筑物造价，宜采用较小
23、流速。在选定管（渠）到流速时，应适当留有水量发展余地。连接管（渠）的水头损失（包括沿程和局部）应通过水利计算确定。当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物形式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝沉淀池在地面上抬高而增加造价，尤其是当地质条价差、地下水位高时。本设计高程计算方法如下：以清水池最高水位为相对标高0.00，加上从清水池到滤池连接管段的沿程水头损失、各个局部水头损失以及滤站本身的水头损失，得到滤池的过滤水位相对标高，根据滤池高度设计，可以得到滤池底标高，以此类
24、推到絮凝池，检验絮凝池底标高是否高于最大冰冻深度，如果高于则将整套处理构筑物标高向下移动，直到池底在最大冰冻深度之下。再根据水厂进水水位和絮凝池水位高差及二者间的水头损失，确定一泵站所需扬程，根据扬程和流量选泵。同理根据市政管网供水压力要求和清水池水位差及二者间的水头损失，确定二泵站所需扬程，根据扬程和流量选泵。具体计算如下：1）处理构筑物水头损失：处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据设计手册第 3 册表 15-13（P868）进行估算，估算结果如下表所示。净水构筑物水头损失估算值：表 3-1 构筑物水头损失构筑物名称 水头损失（m/s）絮凝池 0.5沉淀池 0.29普通快
25、滤池 2.142）连接管线水头损失：天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）12连接管线水头损失（包括沿程和局部）应通过水力计算确定，计算常用的公式为： 212vhilg式中 沿程水头损失， ；1 m局部水头损失， ；2h单位管长的水头损失；i连通管段长度， ；l m局部阻力系数；连通管中流速， ；v/s重力加速度， 。g2（1）絮凝池至沉淀池，絮凝池与沉淀池合建，其损失取 0.1m。（2）沉淀池至滤池连接管线水头损失：a）沿程水头损失沉淀池至滤池连接管采用 钢管，管长 （按最不利情况计算）10DN2lm。i=0.016，管长 22m 算得沿程损失为： 0.160.352hfiLb
26、）局部水头损失：管内流速 ，则管路局部水头损失为：1.238/vms2.6.70.591lhgc）总水头损失： .3.20.87hif m（3）滤池至清水池连接管线水头损失a）沿程水头损失滤池至清水池连接管采用 钢管，管长 ，i =0.016。则四阀滤10DN35l池至清水池连接管沿程损失为： .60.hfiLmb）局部水头损失：管内流速 ，则管路局部水头损失为：1.238/vms天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）13221.384.70.79lvhmgc）总水头损失： 0.56if（4） 清水池至吸水井连接管线水头损失：a）沿程水头损失清水池至吸水井连接管采用 钢管，管长
27、，i =0.002770DN62lm至清水池连接管沿程损失为： .70.1hfiLb）局部水头损失管内流速 ，则管路局部水头损失为：1.26/vms2750.1498lhgc）总水头损失： .67.0.31hif m2. 处理构筑物高程确定水厂高程图见图。表 3-2 连接管段水头损失及高程推算连接管段管段长度（ m）沿程水头损失（ m）构筑物损失（m）局部水头损失（ m）水头损失总和（ m）起点水面高程（m）终点水面高程（m）清水池滤池35 0.56 2.14 0.37 3.07 0.00 3.07滤池沉淀池22 0.352 0.29 0.52 1.162 3.07 4.23沉淀池絮凝池进水渠
28、 0.5 0.1 0.6 4.23 4.83二泵站及吸水井的计算 根据清水池到吸水井的水头损失，吸水井最低水位和最高水位分别比清水池的最低和最高水位低 0.31 米,市政管网所需压力0.46MPa，约为 46 米水柱，泵站损失 2 米，吸水井损失 0.3 米，泵站扬程为天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1446+3.5+2.3=51.8m，为了留一定富裕量，二泵站扬程约为 53 米。以上所用高程均为相对标高，清水池最高液面标高0.00 米，绝对标高1005.03 米，即所有相对标高加上 1005.03 米的绝对标高。3.5 构筑物设计3.5.1 絮凝池机械搅拌絮凝池（水平轴式
29、机械搅拌絮凝池）（1）设计原则和要点为保证运行，应设两套平行的处理构筑物（每套按设计流量的 1/2 计算） 。考虑一套检修停产时，保证供水。 池型匹配：反应池和沉淀池的池宽池高尽量相等或一致。同宽：保证配水均匀；高度一致：避免不均匀沉降。机械搅拌絮凝池（水平轴式机械搅拌絮凝池）应注意以下几点：池数一般不少于 2 个。搅拌器排数一般为 34 排（不应少于 3 排） ，水平搅拌轴应设在池中水深 1/2 处。 絮凝时间宜为 1520min。池内搅拌设 34 档，浆板线速度由第一档的 0.5m/s 逐步减至末档的0.2m/s。 叶轮直径应比絮凝池水深小 0.3m，叶轮尽端与池子侧壁间距 0.2m 。水
30、平轴式絮凝池每只叶轮的浆板数一般为 46 块，浆板长度叶轮直径的 75%。每根搅拌轴上浆板总面积宜为水流截面积的 10%20%，不宜25%，每块浆板的宽度为浆板长的 1/101/15，一般为 1030cm。池身一般为 34m。（2）设计内容采用水平轴式机械搅拌絮凝池，两座，设计流量采用高日流量加上水厂自用水量，每座絮凝池处理水量 1750 m3/h。絮凝池单池总容积 583.33 立方米。为了和沉淀池宽度高度上能够匹配，设计每池池长 15m，宽 10.8m，池高为 3.6m，超高 0.3m。设计水平搅拌轴数为三排，每排设计三个搅拌器。每个搅拌器长 3.33m，搅拌器间的净距和其离壁的距离为 0
31、.2m。搅拌器外缘直径为 3.3m，搅拌器间的净距和其离壁的距离为 0.15m。每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度 b 采用0.2m。3.5.2 斜管沉淀池天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）15（1）设计原则和要点斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距 d 一般采用2535mm。斜管长度一般为 8001000mm 左右，可根据水力计算结合斜管材料决定。斜管的水平倾角 常采用 60o。斜管上部的清水区高度，不宜小于 1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖。斜管下部的布水区高度不宜小于 1.5m,为使布水均匀，再沉淀池进口处应设穿孔墙或隔栅等整流措施
32、。积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定。排泥设备可采用穿孔管排泥或机械排泥。斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清池相同，可采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。（2）设计内容每座设计处理水量 1750 m3/h，颗粒沉降速度：u=0.35mm/s，清水区上升流速 2.53.0mm/s，选用 v=3.0mm/s，即表面负荷 。)hm/(923q采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚 0.4mm，边距 d=30mm 水平倾角=600，清水区面积 163.3m2，其中斜管结构占用面积按 3%计，则实际清水区需要面积 168.2m
33、2,设计尺寸沉淀池宽 10.8m，池长 15.5m，设计平面尺寸10.8m15.5m。斜管总长按 1000mm 计。采用保护高度 0.3m，清水区高度 1.2m，布水区高度 1.5m，穿孔排泥槽高度 0.8m，斜管垂直高度 0.87m，总高 H 为 4.67m。集水系统采用集水穿孔管，设 20 个集水槽，槽中心距 1.4m，最外侧槽距池壁 1.4m，每槽流量 0.0245m3/s，流量超载系数为 1.21.5，取 1.5，集水槽宽 0.24m。中间设一条集水渠，宽为 0.68m。集水槽两侧各设置间距为 133mm 的小孔 37 个。进口采用穿孔墙，流速 ，采用 0.15m/s，单孔面积等于0.
34、152m/sv一块砖面积 0.0072 ， 孔口个数为 454。出水设导流渠。2m采用穿孔排泥。斜管内流速为 0.289m/s，沉淀时间为 5.77min。3.5.3 普通快滤池天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）16（1）设计原则和要点滤池数量的布置不得少于 2 个，滤池个数少于 5 个时宜采用单行排列，反之可用双行排列，单个滤池面积大于 50 平方米时，管廊中可设置中央集水渠。单个滤池的面积一般不大于 100 平方米，长宽比大多数在 1.25：1 1.5：1 之间，小于 30 平方米时可用 1：1，当采用旋转式表面冲洗时可采用1：1.2：1.3：1。滤池的设计工作周期一般在
35、 12 24 个小时，冲洗前的水头损失一般为2.0 2.5m。对于单层石英砂滤料滤池，饮用水的设计滤速一般采用 8 10 米/小时，当要求滤后水浊度为 1 度时，单层砂滤层设计滤速在 4 6 米/小时，煤砂双层滤层的设计滤速在 6 8 米/小时。滤层上面水深，一般为 1.5 2.0 米，滤池的超高一般采用 0.3 米。单层滤料过滤的冲洗强度一般采用 12 15L/sm2，双层滤料过滤冲洗强度在 12 16L/sm2。单层滤料过滤的冲洗时间在 7 5 分钟，双层滤料过滤冲洗时间在 8 6 分钟。（2）普通快速滤池在建造设计中注意的问题配水系统干管末端应装有排气管；滤池底部应设有排空管；滤池闸阀的
36、起闭一般采用水力或电力，但当池数少时且阀门直径等于小于 300mm 时，也可采用手动；每个池应装上水头损失计和取样设备；池内与滤料接触的壁面应拉毛，以避免短流造成出水水质不好；池底坡度约为 0.005，坡向排空；各种密封渠道上应设入孔，以便检修；（3）设计内容设计一座普通快滤池，内部为 8 个滤池。每个尺寸为L=9.4m，B=4.8m。面积为 45.12m2。滤池总面积为 360.96m2。.处理水量为 84000m3/d，滤速为 10m/h,实际工作时间为 23.8h，冲洗强度q=14L/(m2s)。进水渠断面：渠宽为 B=1m，水深为 0.8m，渠中流速：v1=1.21 m/s分两条总进水
37、管,每条进水管流量为 0.485m3/s，管径为 DN700mm, 管中流速为1.26m/s。滤池高度：天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）17支承层高度：H 1 采用 0.45m，滤料层高度：H 2 采用 0.7m，砂面层高度：H3 采用 1.6m，保护高度：H 4 采用 0.30m故滤池总高：H=H 1+H2+H3+H4=0.45+0.7+1.6+0.30=3.05m3.5.4 加药间及药库（1）设计原则和要点1）加药间布置加药间宜与药库合并布置，布置原则为：药剂输送、投加流程顺畅，方便操作与管理，力求车间清洁卫生，符合劳动安全要求，高程布置符合投加工艺及设备条件。加药间位
38、置应尽量靠近投加点，建设规模宜与水厂其他生产性建筑物的规模相协调，可布置成各种形状，一字形、L 形、 T 形较多。仓库和加药间应根据具体情况设置机械搬运设备，加药间室内应设有冲洗设施。加药间布置应兼顾电气、仪表自控等专业的要求。加药间应保持良好的通风。管沟应设有排水措施，并防止室外管沟积水的倒灌搅拌池边宜设置排水沟，四周地面坡向排水沟。由加药间至加注点的加药管根数不宜少于两根，并设置切换阀门，方便检修。根据药剂品种确定加药管管材，考虑地坪的防腐措施。加药间药液池边应设工作台，工作台宽度以 1-1.5m 为宜。当采用高位溶液池时，操作平台与屋顶的净空高度不宜小于 2.20m。对于有水解聚丙烯酰胺
39、溶液池的加药间，因有氨气放出，室内要加强通风设施。冬季使用聚丙烯酰胺的室内温度不低于 2oC。2）药库布置固体药库和液体药库储存池的储备量应符合设计规范的规定，一般可按最大投药量的 1530 天用量计算。药库宜与加药间合并布置，室外储液池应尽量靠近加药间。药库外设置汽车运输道路，并有足够的倒车道，一般设汽车运输进出的大门，门净宽不小于 3 米。混凝剂堆放高度一般采用 1.52.0 米。药库一般设置电动葫芦或电动单梁悬挂起重机。药库层高一般不小于 4 米，窗台高度高于药剂堆放高度。药库面积根据储存量和堆高计算确定，并留有 1.5 米左右宽的通道以及卸货的位置。天津大学仁爱学院 2011 届本科生
40、毕业设计（论文）18应有良好的通风条件，并应防止药剂受潮。地坪与墙壁应根据药剂的腐蚀程度采取相应的防腐措施。对于存储量较大的散装药剂，可用隔墙分格。（2）设计内容1）药剂选择选择混凝剂品种：三氯化铁，硫酸铝，碱式氯化铝（聚合氯化铝）等。选择原则：原水水质：如水温、pH、碱度、色度、浊度等；价格；运输条件；货源。根据气象水文资料和水源水质资料，原水水温在 4C28C，平均 pH 值8.05。由于净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，温度适应性高，pH=59（适用范围宽） ，操作方便，腐蚀性小，设备简单，成本较FeCl3 低。最终选择，碱式氯化铝（聚合氯化铝） 。（2）选择助凝剂包
41、头地区冬季温度较低，冰冻期长，所以在冬季处理低温水要加助凝剂。原水浊度较高，所以在冬季选择适宜处理低温水的活化硅酸作助凝剂。2）加药点和投加、混合方式重力投加，操作较简单，投加安全可靠。水泵混合，在水泵吸水管吸水喇叭口处加药。混合效果好，节省动力，大中小型水厂均适用。3）在加药管上安装转子流量计。4）加药量：选用碱式氯化铝，最大投加量 40mg/L，浓度 10%，泵前吸水喇叭口投加。5）溶液池容积 17m3 ，矩形，尺寸： （包括1.62m34高宽长超高 0.2m） ，同时备用一个同样尺寸的溶液池。溶解池容积 5.1m3， （包括超高 0.2m）2.1m5.2高宽长6）按 15 天储药量计算加
42、药间药库体积 m3，堆积高度 1.5m，药剂总4占地面积为 283.m2，考虑到药品的运输、搬运和磅秤算占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的 30计，则药库所需面积： ，设计药库大门净宽 3m，药库尺寸为279.3.81Am5长 宽 高 。3.5.5 加氯间及氯库（1）设计原则和要点1）加氯间的布置天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）19加氯间一般应设在靠近投加地点。加氯量大的加氯间，氯瓶和加氯机应考虑分格。在加氯间出入处，应设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等，照明和通风设备的开关应设在室外。加氯间内的管线不宜露在地面，应敷设在沟槽里。应设有磅秤作为校核设备
43、。加氯间及氯瓶间可根据具体情况设置每小时 12 次的通风设备，通风管材应考虑防氯腐蚀。加氯设备应保证不间断工作，一般每种不少于两套。通向加氯间的压力水管道应保证不间断供水，并尽量保持管道内水压稳定。当加氯间需要采暖时宜用暖气。2）液氯仓库液氯仓库建筑应防止强烈光线照射，可考虑设百叶窗。液氯的储备量应按供应和运输等条件确定，一般按最大用量的 1530 天计算。液氯仓库一般应设在水厂主导风向的下风向，并与厂外经常有人的建筑物保持尽可能远的距离。仓库外应设有检察漏气的观察孔。应有强制通风设备。消毒药剂仓库和加氯间应根据具体情况设置机械搬运设备。液氯仓库应设置漏氯报警仪及漏氯吸收装置或采取其他安全措施
44、。（2）设计内容1）加氯间与氯库合建，平面尺寸： 。5m14宽长2）投加点二点加滤，一点在斜管沉淀池出水渠滤前加氯，另一点在滤池清水渠滤后加氯。设计水量为最高日水量及水厂自用水量，加氯量为 3.0mg/L，仓库储量按 15 天计算 3780kg/月。3）氯瓶数量 4 个 1 吨氯瓶（HD=2020mm800mm）44）四台加氯机，两用两备，型号 REGAL2100，加氯量 1-20kg/h。5）为防止氯泄漏造成严重的环境影响，设置漏氯吸收装置，吸收液为NaOH。 3.5.6 清水池（1）设计原则和要点1）当缺乏制水曲线和供水曲线资料时，对于配水管网中无调节构筑物的清天津大学仁爱学院 2011
45、届本科生毕业设计（论文）20水池有效容量，可按最高日容水量的 10%20%考虑。要复核必要的消毒接触容量。2）清水池的池数或分格数，一般不少于两个，并能单独工作或分别放空。3）清水池进、出水管应分设，结合导流墙布置，以保证池水能经常流通，避免死水区。4）进水管管径按最高日平均时水量计算。5）出水管管径一般按最高日最高时水量计算。6）溢水管管径一般于进水管相同，管端为喇叭口，管上不得安装阀门，出口应设置网罩。7）排水管管径可按 2h 内将余水泄空计算，但最小管径不得小于 100mm，如清水池埋深大，排水有困难时，可在池外设置排水井，也可利用潜水泵直接由清水池抽除。池底应有一定底坡，并设置排水集水
46、坑。8）通气孔及检修孔的数目根据水池大小而定，通气孔应设置在清水池顶部并设有网罩，以结合导流墙布置，用气孔池外高度宜布置有参差，以利空气自然对流。检修孔宜设置于清水池进水管、出水管、溢流管和集水坑附近，同时宜成对角线布置，检修孔设置不宜少于两个，孔的尺寸应满足池内管配件进出要求，孔顶应设置防雨盖板。9）为避免水短流和满足加滤后接触时间的要求，清水池应设置导流墙，在导流墙底部隔一段距离设置流水孔，流水孔的底缘应与池底相平。10）池顶覆土厚度需满足清水池抗浮要求，避免池顶面直晒，并应符合保温要求。11）清水池应设置水位连接测量装置，水位仪应选择投入式或与池水不接触式，便于检修。（2）设计内容设两个
47、清水池，有效水深取 4.4m，超高取 0.55m，压池底水 0.3m，则池深为 5.25m。进水管：选 DN900mm 的铸铁管。出水管：选 DN1000mm 的铸铁管。溢流管管径与进水管管径相同，DN1000mm放空管：选 DN600mm 的铸铁管潜水泵：为便于排水，清水池底应有一定坡度，取 i=5。查手册，选用QXG1350-8.5-45 型潜水泵。其流量为 375L/s，扬程为 8.5m，转速 740r/min，电机功率 45kw，效率 83%。通气孔及检修孔：设 9 个通气孔，孔径为 200mm，设 2 个检修孔，孔径为 1000mm。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文
48、）21导流墙：池内每隔 10m 设一导流墙。导流墙上设过水小孔，孔尺寸为100mm100mm。导流墙与最高水位同高。设超声波水位指示仪进行水位指示。清水池方形，有效容积按最高日用水量 10%设计，单个清水池有效容积4000m3，平面尺寸：30m30m。3.5.7 厂区给排水及道路围墙（1）生产废水排入预沉池，经沉淀后送入一泵站吸水井。（2）厂区给水管网设计、消火栓、洒水栓布置，生活污水和雨水管网按给水排水设计手册第三册有关规定设计，给水管网、污水管网和雨水管网均设计为枝状管网，消火栓布置按有关防火规范规定，两消火栓间距离小于120m，详细布置见水厂总平面施工图。（3）厂区主干道 6m，转弯半径 6m；单车道 3.5m，转弯半径 3.5m；人行道取 2m，转弯半径 2m。（4）围墙为砖墙。3.5.8 其余附属构筑物其余附属构筑物详细布置见总平面图及高程图。第四章 安全措施及人员编制4.1 安全措施4.1.1 处理构筑物、闸门、跨越管等确保供水安全可靠的措施（1）处理构筑物和管线除滤站外均设两套设备，一套检修或出现故障时另一套仍可用。（2）设闸阀，供检修时使用。（3）跨越管作用1）水质好时，可超越絮凝池、沉淀池，直接过滤。2）池子或管路出现故障时使用。4.1.2 供电安全措施厂区设两套供电系统以备使用。4.2 人员编
