1、天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）1第一章 绪论1.1 城市概述邢 台 市 地 处 河 北 省 南 部 ， 山 脉 南 段 东 麓 ， 华 北 平 原 西 部 边 缘 。 位 于 北 纬36503747， 东 经 1135211549之 间 ， 东 以 卫 运 河 为 界 与 山 东 省 相 望 ，西 依 太 行 山 与 山 西 省 毗 邻 ， 南 与 邯 郸 市 相 连 ， 北 分 别 与 石 家 庄 市 、 衡 水 市接 壤 。 辖 区 东 西 最 长 处 约 185 公 里 ， 南 北 最 宽 处 约 80 公 里 ， 总 面 积 12486平 方 公 里 。 要求净水
2、厂出水水质满足我国生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）的要求。工业用水取自城市管网，对要求更高的水质自行处理。在解决实际问题中需综合各方面的利益。全套图纸加 1538937061.2 设计资料综述1.2.1 设计题目邢台市某区给水工程工艺设计1.2.2 原始资料原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。 ）根据相关设计资料，确定合理的工艺方案，使给水厂出水水质达到生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） ，并安全输配到用户，满足用户的需求。（1）设计水量：满足最高日供水量 13.5 104m3/d；（2）原水水质：各项指标达到地表水环境质量标准 （GB
3、 3838-2002)中的类水质标准；（3）气象水文资料 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）21）气温：年平均 13.1 ，极端最高 41.8 , 极端最低-22.4 ,最热月月平均最高 32 ，最冷月月平均最低 -8.3 。2）降水量：平均年总量 555.2 mm，最大日 304.3 mm，最大时 68.2 mm。3）相对湿度：最热月平均 77 。4）主导风向： 年最多风向 西风 ；夏季最多风向：6 月 西南风 、7 月 南风 、8 月 东北风 、冬季最多风向：12 月 西风 、1 月 西风 、2 月 西风 、5）风速:冬季平均： 1.9 m/s、夏季平均 2.0 m/s；
4、6) 平均气压： 995.8 mbar；7）最大冻土深度： 85 cm；8）最大积雪深度： 13 cm；（4）工程地质资料：土壤承载力满足基建设计要求，地下水水位相对标高 -5.0 m；（5）二泵站输水管起端节点水压 50 m。学生在毕业设计过程中熟悉相关的工作方法、工作过程，掌握主体工艺的设计计算和绘图，加强对所学基础知识的应用技能，为日后工作打下坚实基础。1.2.3 设计内容（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
5、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、沉淀絮凝池和沉淀池应同时进行计算和设计，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，天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）3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
6、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。（6）二泵站设计计算选泵台数不宜过多，也不宜过少
7、，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，其中至少包括手绘图 1 张，其内容应满足表 1 要求。表 1 毕业设计绘制图纸要求图纸内容 数量及尺寸要求1 水厂总平面和高程布置图 1 张，1 号2 絮凝和沉淀池平剖面图 1 张，1 号3 滤池平剖面图 1 张，1 号4 清水池平剖面图 1 张，1 号5 送水泵站平剖面图 1 张，1 号天津大学仁爱学院 2011 届
8、本科生毕业设计（论文）41.3 设计目的与要求1.3.1 设计目的给水工程毕业设计是本专业教学必不可少的极为重要的实践性教学环节之一，是检验学生掌握所学专业知识程度的重要手段。通过给水工程毕业设计，可使学生系统掌握给水工程设计原则及程序，设计步骤和方法，标准图集的参考与选用，以及对设计说明书和图纸的要求，使学生在工程设计方面得到一次全面锻炼。1.3.2 设计要求（1）应具备的能力知识方面：系统地掌握本专业所必须的基础理论知识，掌握工程水力学、水分析化学和污染控制微生物学等主要专业基础课的理论知识，具有系统的给水工程、排水工程等专业知识，对本专业的新工艺、新材料、新设备有一定的了解。能力技能方面
9、：具有给水、排水系统规划与工艺设计能力，具有本专业必需的制图、运算、计算机等方面的操作能力。（2）基本要求1通过毕业设计，应具有一定的综合技术分析能力、设计运用能力、运用计算机能力、工程制图及编制说明书的能力。2应在指导教师的指导下完成所规定的内容和工作量。3设计计算要正确，理论叙述要简洁明了，文理通畅。4毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图纸布置合理，正确清晰达到规范要求。5毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图纸布置合理，正确清晰达到规范要求。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）5第二章 净水厂设计2.1 设计水质水量及工艺的确定2.1.1 设计水质本设计给水处理工程设计
10、出水水质应满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006） ，处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害成分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。根据生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）对城市供水水质的要求，水源水的水质应符合下列要求：（1）水中不得含有致病微生物；（2）水中所含化学物质和放射性物质不得危害人体健康；（3）水的感官性状良好；（4）城市供水水质检验项目；2.1.2. 水质分析本设计中采用的是二类水质，需要处理。2.1.3 设计水量天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）6水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，
11、并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和排泥等方面。城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5%10%，本设计取 10%，则设计处理量为：Q 供=135000m /dQ 设=1.1 Q 供=1.1135000 m/d=148500 m/d=6187.5m/h式中 Q 设 水厂日处理量；a水厂自用水量系数，一般采用供水量的 5%10%，本设计取10%；Q 供 设计供水量（m 3/d） ，为 13.5 万 m3/d.2.1.4 给水处理工艺流程确定给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污
12、染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水 管式静态混合器 往复式隔板絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 液氯消毒 清水池 二泵站市政管网框图表示为原水管式静态混合器斜管沉淀池市政管网往复式隔板絮凝池普通快滤池二级泵房清水池碱式氯化铝液氯消毒天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）7图 1 给水工艺流程示意图2.2 混合2.2.1 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Al n(OH)mCL3n-m简写 PAC。本设计水厂混凝剂最大投药量为 20mg/L。其特点为：1）净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：P
13、H 值适用范围宽（在 PH=5 9 的范围内，可不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。2.2.2 混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。 计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用。2.2.3 加药间的设计设计要求：加药间尽量设置在投药点的附近；加药间和药剂仓库可根据具体情况设置机械搬运设备；加药管可以采用塑料管、
14、不锈钢或橡皮管，溶药用的给水管选用镀锌钢管，排渣管采用塑料管；加药间要有室内冲洗设施，室内地面要有 5的坡度坡向集水坑；加药间要通风良好，冬季有保温措施；加药间与仓库连在一起，仓库储量按最大投加期间的 715 天的用量计算。2.2.4 溶液池容积2.2.4.1 加药方式：泵前压力加药2.2.4.2 溶液池容积：= =7.34m 取 8m nb417QaW215687.033式中： 混凝剂（PAC）的最大投加量（mg/L）溶液浓度，一般取 5%-20%，本设计取 15%；天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）8处理水量，本设计为 6187.5 Qh/m3每日调制次数，一般不超过 3
15、 次，本设计取 2 次。n溶液池尺寸：LBH = 3m2m2m，高度中含超高 0.3m,置于地面之上。有效容积：W=321.7=10.2 ,满足条件。3每个溶液池设两个，一用一备，置于室内地面上，以便交替使用，保证连续投药2.2.5 溶解池容积2.2.5.1 溶解池容积：312m0.0.3W式中： 溶解池容积（ ） ，一般采用（ 0.2-0.3） ；本设2 1W计取 0.3 1溶解池尺寸：LBH = 2m1m1.6m，高度中含超高 0.2m，有效容积：W=211.6=3.2m,满足要求。溶解池设两个。溶解池的放水时间采用 t10min，则放水流量：q = = =5 L/s, 06tW2013查
16、水力计算表得放水管管径 DN100mm，相应流速 v=0.52m/s，管材采用铸铁管。溶解池底部设管径 DN100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。2.2.6 投药管投药管流量： q= = =0.21L/S 60241W602418查水力计算表得投药管管径 DN20mm，相应流速为 0.62m/s。2.2.7 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。2.2.8 计量投加设备本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:q= = =0.67m /h 12W0.3天津大学仁爱学院 2011 届本科生
17、毕业设计（论文）9式中： 溶液池容积（m 3）1W耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用2.2.9 药库的设计参数混凝剂聚合氯化铝（PAC）所占体积：T = Q15= 14850015=44550 =44.55t 150a102kg式中：T 药剂按最大投药量的 15d 用量储存15a硫酸铝投加量（ mg/l） ，本设计取 20mg/LQ处理水量（m /d） 。3聚合氯化铝的相对密度为 1.19，则算占体积 V= 34.719.5m药品放置高度按 1.5m 计，则所需面积为 24.96m 2考虑到药品的运输、搬运和磅秤所占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的 30
18、计，则药库所需面积：，则药库平面尺寸取 LBH=8m4.5m3m 。23.45m2.961A2.2.10 混合设备设计计算1.设计参数设计总进水量为 Q=148500m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的 1/3 处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速 v=1.5m/s。计算简图如图 2-1。图 2 管式静态混合器计算简图2.设计计算（1）设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）10m3/d 0.859m3/s7425018nQq则静态混合器管径为： ，本设计采用 D=900mm；
19、 854.014.39vD（2）混合单元数按下式计算，本设计取 N=3；25.84.0136.236.23.505. vN则混合器的混合长度为：L=1.1DN=1.1x0.9x3=2.97（3）混合时间 T= = =2.97s2.971（4）水头损失，符合设计要求。mndQh 5.049.3.08514.84.042.2 （5）校核 GT 值1-3- s6.234.10.9TG，水力条件符合设计要求。0762132.3 往复式隔板絮凝池设计计算2.3.1 设计参数絮凝池设计 n=2 组，每组设 1 池，每池设计流量为 ，絮凝时间 T=30min。smhnQ/859.0/7.3092418533
20、1 2.3.2 絮凝池有效容积31 25.10675.309TV考虑与斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取 1.5m，池宽取 B=32.0m。2.3.3 絮凝池有效长度天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）11m48.2135.0HBVL式中： H平均水深(m);本设计取超高 0.3m，H=1.5m；2.3.4 隔板间距絮凝池起端流速取 V1=0.6m/s，末端流速取 v6=0.3m/s。首先根据起，末端流速和平均水深算出起末端廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各段廊道宽度。廊道内流速采用 6 档，即V1=0.6m/s V2=0.55m/s V3=0.5m/s V4=0.
21、4m/s V5=0.35m/s V6=0.3m/s隔板转弯处的宽度取廊道宽度的 1.21.5 倍。应注意，表中所求廊道内流速均按平均水深计算，故只是廊道真实流速的近似值，因为，廊道水深是递减的。2.3.4.1 总容积 WW= = =3093.75( )606187.53060 32.3.4.2 单池平面面积 f f= = =1031.25( )H13093.7521.5 22.3.4.3 池长（隔板间净距之和）L= = =30m 1.31.251.22.3.4.4 池宽 B=ZL=1.2x30=36（m）廊道宽度和流速 廊道宽度 an，按廊道内流速不同分为 6 档 vn= = = （m）360
22、0vn1 6187.5360021.20.716将 的计算值，采用直 ，以及由此所得廊道内实际流速 = （m）的 ， 0.716an，计算结果，列入表中表 2 絮凝池设计流速表廊道宽度 an/m设计流速Vn/(m/s) 计算值 采用值设计流速 Vn， /(m/s)V1=0.6 a1=1.19 a1， =1.2 V1， =0.597V2=0.55 a2=1.302 a2， =1.3 V2， =0.551V3=0.5 a3=1.43 a3， =1.4 V3， =0.511V4=0.4 a4=1.79 a4， =1.8 V4， =0.398天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）12V5
23、=0.35 a5=2.05 a5， =2 V5， =0.298V6=0.3 a6=2.39 a6， =2.4 V6， =0.2982.3.4.5 水流转弯次数池内每三条廊道宽度相同的隔板为一段，共分六段，则廊道总数为6x3=18（条）隔板数为 18-1=17（条）水流转弯次数为 17 次池长复核（未计入隔板厚度）L=3(a1， +a2， +a3， +a4， +a5， +a6， )=3(1.2+1.3+1.4+1.8+2+2.4)=30.331m2.3.4.6 池底坡度根据池内平均水深 1.5m，最前端水深 1.1m，最深端水深 1.9m，则池底坡度i= 0.0271.91.1302.3.5 水
24、头损失计算按廊道内的不同流速分成 6 段进行计算。隔断水头损失按下段计算hn= n + （m）20222式中 该段隔板转弯处的平均流速，m/s;0该段廊道内水流转弯次数；廊道断面的水力半径，m；流速系数，根据 ，池底和池壁的粗糙系数 n 等因素确定； 隔板转弯处的局部阻力系数，往复式隔板为 3.0，回转隔板 1.0该段廊道的长度之和。= (m)1+21絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，则粗糙系数n=0.013。絮凝池前 5 段内水流转弯次数均为 =3，则第 6 段内水流转弯次数为 17-3x5=2。前 5 段中每段的廊道总长度为Ln=3B=3x36=108(m)天津大学仁爱学
25、院 2011 届本科生毕业设计（论文）13V0= (m/s)36000= 6187.536001.21=0.477式中 隔板转弯处面积，宽度取 1.2 。0 ， 将各段水头损失计算结果列入下表表 3 水头损失计算表段 Sn ln Rn 0 Vn Cn hn1 3 108 0.426 0.398 0.597 67.8 0.0932 3 108 0.451 0.367 0.551 68.37 0.0783 3 108 0.484 0.341 0.511 69.09 0.0654 3 108 0.561 0.265 0.398 70.66 0.0385 3 108 0.609 0.239 0.358
26、 71.51 0.0306 2 72 0.665 0.199 0.298 72.48 0.010总水头损失 hh=hn=0.314（mh 2o）=3.11x10 3Pa2.3.6 GT 值计算水温 T=20oC =1.0091X10-3Pa sG= =50.68h6104 1GT=50.68x20x60=60816 此 GT 值在 范围内，说明此设计合理。1041052.4 斜管沉淀池设计计算沉淀设备与反应设备合建，选用斜管沉淀池。 （水力条件好，沉淀效率高，处理负荷较高，池体小，占地少）2.4.1 设计参数天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）14沉淀池分两组，一组一池，每池的
27、设计流量为 Q= 1/2Q 设=74250m/d=0.86m/s，斜管沉淀池与絮凝池合建，池宽为 15m，表面负荷 q=10 m3/ m2h，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=25mm，长 1000mm，水平倾角 =60，斜管沉淀池计算简图见图 2-1.图 3 斜管沉淀池计算简图2.4.2 沉淀池清水区面积清水区净面积 AA =0.860.0035=245.722.4.3 沉淀池的长度及宽度2.4.3.1 斜管部分的面积 AA =245.70.95=25922.4.3.2 斜管部分的平面尺寸（长 宽）采用B L=7 36 沉淀池进水由边长为 36m 的一侧流
28、入，该边长度与絮凝池宽度相符。2.4.4 沉淀池总高度斜管区高度 1=sin=10.8660.9超高采用 0.3m清水区高度采用 0.9m配水区高度采用 1.3m排水槽高度采用 0.8m区区区天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）15有效池深 H=0.7+1+1.3=3.1m池子总高 H=H+0.8=0.3=4.2m2.4.5 管内流速 v00=sin60=3.5sin60=4.04/考虑到水边波动，采用 0=5/2.4.6 管长有效管长：根据 和 值，l/d=32，则0 0l=32d=32 60=800mm过渡段长度 l,采用 l=200mm斜管总长 L=l+l=1000mm2
29、.4.7 池宽调整池宽 B=B+L =7+1 =7.5mcos cos60斜管支承系统采用钢筋混凝土柱、小梁及角钢架设。2.4.8 复核雷诺数根据管内流速 ，管径 d=25mm，查表得雷诺数 Re=310=5/2.4.9 管内沉淀时间 tt=L/ =1000/5=200s=3.33min02.4.10 进口配水 进口采用穿孔墙配水，穿孔流速 0.1m/s沉淀池进水穿孔墙V=0.1m/s所以 2=0.860.1=8.62每个洞口尺寸定为 20cm 20cm则洞口数为： 孔8.60.20.2=216穿孔墙布水区 1.3m 的范围内，孔共为四层，每层 54 个。2.4.11 集水系统沿池子长方向布置
30、 22 条穿孔集水管，采用穿孔管排泥，穿孔墙上的洞口流速采用 =0.1m/s.洞口总面积为3v天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）16=Q/ =0.86/0.1=8.6m22 3每个洞口尺寸定为 bh=15cm8则洞口数为 8.6/(0.15x0.08)=716 个共分 层。每层 179 个。布于布水区 1.5 的范围内。4采用 200mm 铸铁管（壁厚 10mm）2.5 普通快滤池的设计2.5.1 设计参数选用四阀滤池（普通快滤池）原因：有成熟的运转经验，运行稳妥可靠；采用砂滤料，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，池身较浅；可采用降速过滤，水质较好。
31、水的过滤是水澄清处理的最终工序，也是水质净化工艺所不可缺少的处理过程。滤池选用普通快滤池，其运行管理可靠，池深较浅，适用范围广。主要由滤池本体、管廊、冲洗设施、控制室组成。设计内容包括池体个数、平面尺寸、高度、集水系统、配水系统冲洗水箱及廊道等。主要设计参数：设计水量 Q=148500 dm/3冲洗时间 in6t2.5.2 滤池面积和尺寸滤池工作时间为 24h，冲洗周期为 12h，滤池实际工作时间为：hT8.2314.02设计中选用单层滤料石英砂滤池，取 ，滤池面积为：hmv10取 624=1485001023.8=623.952 2每组滤池单格数为 N=10,布置成对称双行排列。每个滤池面积
32、为 :26mNFf设计中取 ，滤池的实际面积 ， BL4.,.9 24.61.9m实际滤速 =1=1010101=11.1/天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）172.5.3 滤池高度采用：承托层高度 1=0.50滤料层高度 2=0.70砂面上水深 3=1.70滤池超高 4=0.30所以滤池总高度为：=1+2+3+4=0.50+0.70+1.70+0.30=3.22.5.4 冲洗强度 q=43.21.45(+0.35)1.632(1+)0.632=0.910=0.91.50.5=0.675=43.20.6751.45(0.5+0.35)1.632(1+0.5)1.140.632
33、=12/(2) 式中 滤料平均粒径，mme 滤层最大膨胀率，%，采用 e=50%；v水的运动粘滞读，m /s,v=1.14 /s(平均水温为 c)。2 2 15。2.5.4.1 计算水量 Q=6187.53/2.5.4.2 单池冲洗流量 冲冲 =6212=0.7443/2.5.4.3 冲洗排水槽 断面尺寸两槽中心距采用 a=2.0m排水槽个数 1=6.42.0=3.23个槽长 l=B=9.6m槽内流速，采用 0.6m/s排水槽采用标准半圆形槽底断面形式，其末端断面模数为：= 4570= 126.42.045700.6=0.24 设置高度滤料层厚度采用 =0.7排水槽底厚采用 =0.05天津大学
34、仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）18槽顶位于滤层面以上的高度为：=+2.5+0.075=0.50.7+2.50.24+0.05+0.075=1.05 核算面积排水槽平面总面积与单个滤池面积之比为：52=520.246.462=0.2471642.85 m2，超高取 0.3m，则清水池净高度取 4.5 BLm。2.6.2 管道系统 2.6.2.1进水管进、出水管分开设置在不同的部位，促进水流循环。进水管标高因考虑避免由于池中水位变化而形成进水管的气阻，可采用降低进水管标高，或进水管进池后用弯管下弯，本设计采用后者。进水管管径由最高日平均时确定，管内流速在 0.71.0m/s 之间。（
35、设计中取进水管流速为 =0.8m/s） D1=4Q= 41.718753.1420.8=1.17 v设计中取进水管管径为 DN1000mm，进水管内实际流速为：1.00m/s进水管管径采用 DN1000，管内流速为 0.85m/s，满足要求。2.6.2.2出水管因为二泵房设有吸水井，故每个清水池设置一根至二级泵房吸水井的出水管。出水管的设置形式采用水泵吸水管直接弯入池底吸水坑吸水。管端设喇叭口，DN=1300mm。出水管管径按最高日最大时用水量计算，管内流速：0.71.0m/s。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：k1=24=1.
36、514850024 =2079003 =2.5783/出水管管径：（设计中取出水管流速为 =0.8m/s） D1=4Q= 42.5783.1420.8=2.053 v设计中取出水管管径为 DN1100mm，则流量最大时出水管内流速为：0.79m/s2.6.2.3溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为 DN1000mm。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。2.6.2.4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：D1=4= 415030236003.141.22=1.05设计
37、中取排水管径为 DN800mm2.6.3 清水池布置2.6.3.1导流墙天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）22在清水池内设置导流墙，以防池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于 30min。每座清水池内设置导流墙 4 条，间距为 6 米，将清水池分为 5 格，在导流墙底部每隔 1.0m 设 0.1 0.1m 的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。2.6.3.2检修孔在清水池顶部设圆形检修孔 2 个，直径为 1400mm。孔顶设置防雨盖板。2.6.3.3通气管为使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部共设 12 个DN200mm的通气管，均匀布置。通气管伸出地面的高度高低错
38、落，分别高出地面 900mm及 1400mm，以便于空气流通。2.6.3.4覆土厚度此处取清水池顶部覆土厚度为 0.5 m，并加以绿化。2.6.3.5集水坑集水坑尺寸为长宽高10m4.2m2m。2.7 消毒设计氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯消毒操作简单，价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。按现行国家标准，氯与水接触 30min 后，出厂水游离余氯应大于 0.3mg/L，或与水接触 120min 后，出厂水总游离余氯大于 0.6mg/L。设计加氯量应根据实验或相似条件下水厂经验，按最大用量确定，并使余氯符合要求。一般水源的滤后或地下水加氯为 0.51.0mg/L
39、的运行。2.7.1 加氯量计算采用液氯消毒（具有余氯的持续消毒作用；价格成本低；操作简单,投量准确；不需要庞大的设备）滤前加氯为 1.5mg/L；滤后加氯为 1.0mg/L。水和氯的接触时间不小于30min。液 氯 消 毒 原 理 ：+ O + +HOCl 2 2 + HOCl + + 预 加 氯 量 Q1 为Q1=0.001Q=0.0011.56187.5=9.28kg/h清水池加氯量为天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）23Q2 =0.001Q=0.00116187.5=6.19kg/h式中：a最大投氯量（ mg/L）Q需消毒的水量（m 3/h）2.7.2 加氯设备的选择加
40、氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。2.7.2.1 自动加氯机选择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=9.28+6.19=15.47kg/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 I 型转子加氯机，滤前一台，滤后一台，备用一台，共三台。2.7.2.2 氯瓶固定储备量在设计中按最大日用量的 7-15d 计算，储备量按最大日用量的7d 计算则： G=2024Q=202415.47=7425.6kg液氯储备于 6 个 1 吨氯瓶（HD=2020mm800mm采用焊接液氯钢瓶，型号 YL-500，最大充氯量
41、 500kg，外径高度 =6001800mm，选用 4 个氯瓶，分成两组，每组 2 个。 2.7.2.3 加氯控制根据余氯量，采用计算机进行自动控制投氯量。控制方式如图 4.9 所示。2.7.3 加氯间和氯库氯库和加氯间的集中采暖应用散热器等无明火方式。应有每小时换气 812 次.通风系统、加氯间和氯库的设计采用一些安全措施：库不能设置阳光直射的窗户；氯间必须与其他工作间隔开，并设置接通向外部并向外开启的门和固定观察窗。 库和加氯间应设置泄漏检测仪和报警设施，检测仪已设高低监测极限。库应设置漏氯的处理设施，储氯量大于 1t 时，应设漏氯吸收装置。其装置应设置在临近氯库的单独的房间内。氯间和氯库
42、应设置在净水厂最小频率风向的上风向，宜与建筑物通风口保持一定的距离，并远离居住区、公共建筑、集会和游乐场所。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）24FrIC注 入 率 演 算 式流量指示计过 滤 水 流 量 计 余氯指示计 余氯指示计操作器加氯机 加 氯 混 合 器 清 水 池计 算 机 控 制 余 氯 连 续测 定 仪图 4 计算机控制原理图第三章 二泵站的设计和计算天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）253.1 设计流量和扬程3.1.1 设计流量 = hQKd24= =8437.5m3/h=2343.75（l/s ）5.130式中 最高日供水量，10.510
43、 4m3/d；dK 时用水变化系数，1.5， （室外给水设计规范（GB500132006）规定 K 在 1.21.6 之间） 。3.1.2 设计扬程 Hp= Zc+ h 有效 + hv+ hs+ hc 式中 Zc二泵站输水管起端节点水压，50m；h 有效 清水池有效水深，4m；hv清水池至吸水井输水管损失，0.1m；hs泵房内损失，2m；hc安全水头， 2m；Hp =50+4+0.1+2+2=58.1（米） 3.2 水泵和电机的选择3.2.1 选泵 3.2.2.1 选泵要求： 1）在满足最大工况要求条件下，应尽量减少能量浪费； 2）应使选的泵工作在高效区并应合理利用各水泵效率段； 3）尽可能选
44、同型号泵，使型号整齐，互为备用； 4）尽量选大泵（大泵效率高） ，但也应按实际情况考虑大小兼备，灵活调配；5）保证吸水条件，照顾基础平正，减小泵站埋深； 6）考虑必要备用机组；7）需进行消防，事故用水时校核；8）考虑泵站发展，实行近远期相结合；9）尽量选当低能生产的水泵型号。3.2.2 泵的选型天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）26根据二泵站工作制度及选泵要求,统一供水二泵站型号为：5 台 500S35 型清水泵，其中一台备用；水泵性能如下表：表 5 500S35 型清水泵性能水泵型号 Q(m3/h) H(m) n(r/min) N(kw) () Hs(m) W(kg)500
45、S35 型清水泵16701770 4859 970 220300 8590 4 1610表 6 配套电机性能电机型号 N(kw) 电压(V) W(kg)Y450-46-6 219 6000 36003.3 二泵站设计计算3.3.1 二泵站形式的确定二泵站的工艺特点是水泵机组较多，占地面积较大。要求吸水条好，且要求减少挖土高程。因此，大多数二泵房建成地面或半地下式。3.3.2 设计计算3.3.2.1 机组基础尺寸的确定：进出口法兰及吐出锥管尺寸:进口: mdnmDmDN 260,670,620,50 1111 出口: ,5,4,3 22022吐出锥管: mdnmDmDN 60,670,6,5 3
46、3033 基础尺寸: 基础长:L= + + +(0.40.6)；1L23宽 B=b+(0.40.6)；高 H=(2.54.0)w/rLB；500S35 型清水泵基础（不带底座） ；表 7 机组基础尺寸表天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计（论文）27500S35 型清水泵外型尺寸及安装高度L1L2LB 11373.5 766 760 1350 6303BH 12H3800 1270 800 415 4154-d42Y450-46-6 电机1LHhBA1860 400 1200 1000 7104- 1d35L=766+760+1860+505=3891mm=3.89（m） ；B=1350+400=1750mm=1.75（m） ；H= =0.96（m） 75.189.3240)60(.500S59 型清水泵基础顶高 ：=800mm；1H电动机轴高： =400mm； 则高差： - =800-400=400mm； 1H电机基础高： =0.96+0.4=1.36m。 d3.3.2.2 吸水管路和压水管路设计: 每台水泵有单独吸水管与用水管，设计时。每台泵按流量最大的情况进形吸水管设计。1）吸水管: 天津大学仁爱学院 2011 届本科
