[優(yōu)秀畢業(yè)設計精品] 焦作市溫縣縣城給水工程初步設計

1、<p>　　焦作市溫縣縣城給水工程初步設計</p><p>　　摘要：地上式溶解氧法除鐵除、錳工藝流程，有幾種形式。選用什么樣的流程主要取決于原水的化學成分，如水的堿性；鐵和錳的含量。當水中堿度大于2.0mg/l；鐵小于2.0mg/l；錳小于1.5mg/l時可采用簡單曝氣一級過濾法處理，達到除鐵、除錳的目的。當水中鐵的含量大于5mg/l；錳大于1.5mg/l時一般采用二級過濾工藝，一級過濾先除鐵，二級過

2、濾再除錳原因是當鐵和錳同時存在于水中時，鐵能干擾錳的去除，特別是鐵和錳的含量較高時，除錳就更困難。必須采用曝氣→一級過濾→二次曝氣→二次過濾工藝流程,方能將水中的鐵和錳除去,若采用曝氣→一級過濾的簡單工藝是不可能達到除錳的目的。為了盡可能除錳，一級除鐵后的過濾出水，應增加了機械強制曝氣措施，其目的有二個，一是盡量除去一級處理出水中的二氧化碳，提高水的PH值（據有關資料介紹，表面曝氣法可以去除50%-70%的二氧化碳）；二是盡可能的向一級

3、出水中充氧（溶解氧飽和度可達80%-90%），將水中的二價錳大部分氧化成三價錳，然后進入二級過濾時，將水中的錳和一級過濾后殘留在水中的鐵徹底除去，保證出水水質。</p><p>　　關鍵詞 ：溶解氧法，除鐵，除錳，曝氣，二級過濾</p><p>　　Abstract ： Ground-DO Act iron, manganese process, there is several form

4、s. What kind of selection process mainly depends on the original chemical composition of water, as water alkaline; Iron and manganese content. When alkalinity is less than 2.0mg/l; Rail 2.0mg/l; Manganese is less than 1.

5、5mg/l deals with a simple aeration filter, in addition to iron, and manganese from the purpose. When the water content of the iron manganese than 5mg/l; than 1.5mg/l when two commonly used filtering technology</p>

6、<p>　　Key words: DO Act, removing iron, removing manganese, aeration, secondary filter </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ………………………………………………………………………………… Ⅰ

7、 </p><p>　　Abstract …………………………………………………………………………… Ⅱ</p><p>　　1 設計說明書1</p><p>　　1.1 工程設計基礎資料5</p&

8、gt;<p>　　1.1.1 城市概況5</p><p>　　1.1.2 氣候條件5</p><p>　　1.1.3 水文5</p><p>　　1.1.4 地貌6</p><p>　　1.1.6 給水量計算參數7</p><p>　　1.1.6.1 最高日人均給水定額7<

9、;/p><p>　　1.2 設計方案選擇的說明7</p><p>　　1.2.1 設計方案的提出7</p><p>　　1.2.2 方案的比較選擇8</p><p>　　1.3 濾池的選擇說明8</p><p>　　1.3.1 設計原則8</p><p>　　1.3.2 普通快

10、濾池與V型濾池的比較9</p><p>　　1.3.3 普通快濾池的設計要求9</p><p>　　1.4 除鐵濾池前曝氣說明10</p><p>　　1.5 除鐵濾池的設計說明10</p><p>　　1.6除錳濾池前曝氣說明10</p><p>　　1.7 除錳濾池的設計說明10</p&

11、gt;<p>　　1.8 消毒系統(tǒng)的說明11</p><p>　　1.9 清水池和二級泵房的設計說明11</p><p>　　1.9.1 清水池的說明11</p><p>　　1.9.2 泵房的說明11</p><p>　　1.10 水廠輔助設計說明11</p><p>　　1.10.1

12、水廠自動控制系統(tǒng)11</p><p>　　1.10.2 水廠面積規(guī)劃12</p><p>　　2 設計計算書13</p><p>　　2.1 用水量的計算13</p><p>　　2.1.1 最高日用水量：13</p><p>　　2.2 管網的水力計算14</p><p>

13、　　2.2.1 管材選擇與管網附件布置14</p><p>　　2.2.2 比流量計算15</p><p>　　2.2.3 沿線流量計算15</p><p>　　2.2.4節(jié)點流量計算16</p><p>　　2.3 除鐵濾池前簡單曝氣設備23</p><p>　　2.3.1 供氣設備23</p

14、><p>　　2.3.2 混合器23</p><p>　　2.4 除鐵濾池的設計計算23</p><p>　　2.4.1 設計參數23</p><p>　　2.4.2濾池面積及尺寸24</p><p>　　2.4.3 濾池高度24</p><p>　　2.4.4 濾他的各種管渠計算

15、25</p><p>　　2.4.5 反沖洗高位水箱26</p><p>　　2.4.6 配氣系統(tǒng)設置26</p><p>　　2.5 除錳濾池前曝氣設備26</p><p>　　2.6 除錳濾池的設計計算27</p><p>　　2.6.1 設計參數27</p><p>　　2.

16、6.2 濾他面積及尺寸27</p><p>　　2.6.3 濾池高度28</p><p>　　2.6.4 濾他的各種管渠計算28</p><p>　　2.6.6 配氣系統(tǒng)設置30</p><p>　　2.7回收水池及回收水泵30</p><p>　　2.8水池調節(jié)容積30</p>&l

17、t;p>　　2.9 廠內配水井31</p><p>　　2.10 消毒31</p><p>　　2.10.1 消毒設計計算31</p><p>　　2.10.1.1 加氯量31</p><p>　　2.10.2 加氯間、氯庫的設計要求32</p><p>　　2.11 吸水井32</p>

18、;<p>　　2.12 二泵房的設計32</p><p>　　2.12.1 泵的選型32</p><p>　　2.12.2 水管水頭損失33</p><p>　　2.12.3 水泵安裝高度的計算33</p><p>　　2.12.4 泵房平面尺寸34</p><p>　　2.12.5 泵房高

19、度的計算34</p><p>　　2.12.6真空泵的選型計算34</p><p>　　2.13 廠區(qū)內排水的計算35</p><p>　　2.13.1 雨水口布置35</p><p>　　2.13.2 集水坑計算35</p><p>　　2.13.3 潛水泵的選擇35</p><

20、p>　　2.14 構筑物及連接管水頭損失的計算36</p><p>　　2.15 水廠總體設計36</p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p><b>　　附 錄39</b></p><p><b>　　開題報告</b></p&g

21、t;<p><b>　　任務書</b></p><p><b>　　1 設 計說明書</b></p><p>　　1.1 工程設計基礎資料</p><p>　　1.1.1 城市概況</p><p>　　溫縣位于河南省西北部，黃河北岸，地理位置在東徑112°51'

22、至113°13'，北緯34°52'至35°02'之間，北界沁河與博愛為鄰，南隔黃河與鞏縣、滎陽縣相望，東連武陟縣，西鄰孟縣，西北與沁陽市接壤。東西長31公里，南北寬24公里，總面積477.2平方公里。</p><p>　　溫縣轄三鎮(zhèn)十鄉(xiāng)：溫泉鎮(zhèn)、趙堡鎮(zhèn)、祥云鎮(zhèn)，和岳村、招賢、番田、楊磊、黃莊、林肇、徐堡、北冷、武德鎮(zhèn)、南張羌等十鄉(xiāng)，249個村民委員會?？h城位于

23、縣中心偏南，面積62平方公里，轄29個村民委員會。</p><p>　　1.1.2 氣候條件</p><p>　　溫縣屬暖溫帶大陸性季風型氣候，旱年多、澇年少，夏秋熱，冬春寒冷干燥，年平均氣溫14.3°C，7月份最熱，月平均氣溫27.4°C，1月份最冷，月平均氣溫-0.1°C,歷史上最高氣溫42.3°C，最低溫度零下14.6°C。主導風向

24、東北、西南風，其次西北、東南風，多年平均風速9.8米/秒，歷史最大風速42米/秒。年平均降雨量552.4毫米，多集中在夏季7、8月份，日最大降雨量126.0毫米，最長連續(xù)降雨日數1966年7月21日至23日降雨量為179.4毫米。年平均無霜期214天，年平均日照時數2512小時。</p><p><b>　　1.1.3 水文</b></p><p>　　溫縣河流均系

25、黃河水系，主要河流有黃河、沁河及排澇河系，境內河道全長190公里，平均年徑流量近500億立方米，平均年利用量為2717.8萬立方米。溫縣境內還有高河、廣濟河、北冷澇河、興隆河、常濟河、姚莊澇河、老榮澇河、大平堰、番田澇河等河渠。</p><p>　　全縣水資源總量18402.7萬立方米，其中深層地下水5765.7萬立方米，淺層地下水12637萬立方米。1982年全縣地下水平均埋深11.98米，最大埋深20.51米

26、，總體是南區(qū)和東北區(qū)好，西部和中部缺水嚴重。水資源總量加入境水和引過境水，可利用量為16715.9萬立方米，已利用量為10217.8萬立方米。</p><p>　　溫縣縣城可供選擇的水資源有兩大類：地表水資源和地下水資源。</p><p><b>　　地表水資源</b></p><p>　　縣城附近的老蟒河、蚰蜒河、榮澇河，均屬排澇、排污河，不

27、宜作為飲用水源。新蟒河由于受上游工業(yè)排放廢水的污染，水質惡化、污染嚴重，也不宜作為飲用水水源。</p><p>　　流經溫縣縣城的黃河河段位于小花區(qū)間，該區(qū)間起始端有洛陽市吉利區(qū)的廢污水直接排入，還有洛河、汜水河、新蟒河、老蟒河、沁河、枯水河等支流水系相繼匯入，隨著流域經濟發(fā)展，這些支流都已遭受嚴重污染，也使得黃河干流水污染明顯加重，時常出現超Ⅲ類甚至超Ⅴ類標準，不能滿足《地面水環(huán)境質量標準》（GHZB1-200

28、5）Ⅲ類水域使用功能的要求，已不宜作為生活飲用水源。</p><p>　　1.1.3.2 地下水資源 </p><p>　　(1) 地下水資源現狀</p><p>　　縣城城區(qū)地下水由于多項水質指標超標，已嚴重危害了居民的身體健康、增加了工業(yè)生產成本，同時由于常年超量開采，地下水水位逐年下降，已引起部分地面下沉。</p><p>　　

29、城南3公里遠的黃河高漫灘區(qū)是整個縣城地下水的富水地段，此地帶的地下水補給源充分，補給條件好，年補給量與消耗大體相當。因此在本區(qū)內增建6萬米3/日的水源地，地下水資源量是有保障的。</p><p>　　(2) 地下水水質 </p><p>　　據取樣分析結果可知：本區(qū)地下水除鐵、錳含量超標外，其它均符合《城市供水水質標準》（CJ/T 206-2005），屬重碳酸鎂鈣型水，礦化度小于0.5g

30、/L，比較適于飲用。</p><p>　　(3) 水源地特點</p><p>　　水源地黃河高漫灘區(qū)還具有以下特點：</p><p>　?、俚匦纹教梗瑸﹨^(qū)距縣城僅3公里，施工、管理方便。</p><p>　　②區(qū)域內最富水的中層含水層組底板埋深僅150米左右，且含水層顆粒粗，導水性強，厚度大，易開采，有較好的天然保護層，不易被外界污染。&l

31、t;/p><p>　?、垭S著黃河小浪底工程的建成，該區(qū)域不再受黃河泛濫威脅。</p><p>　?、苓@里幾乎無工業(yè)分布，污染源少，水質比較好。</p><p><b>　　1.1.4 地貌</b></p><p>　　溫縣處黃河下游，總的地勢是西北高、東南低，屬黃、沁河沖積平原。由于黃、沁河歷史上多次泛濫、改道。使全縣形成

32、“南灘北洼中間崗”的地貌特征。</p><p>　　縣城地勢較為平坦，高程多在105～110米之間。城南水源地高程在105米左右，比城區(qū)地勢低。</p><p>　　1.1.5 工程地質</p><p>　　溫縣位居黃河北岸，全為第四系沖積平原，在大地構造上位于豫西降起和山西隆起的銜接地帶，處于濟源凹陷中部的南側，縣境北部與凹隆起帶相連，縣境南部邙山之斷裂層橫貫全境

33、?？h境之內，構造主體呈東西向，且被北東向斷裂三處切割?？h西有拓賢斷裂；縣北有北冷斷裂、徐堡斷裂；縣東有趙堡、南張羌斷裂；向西延伸，經縣城北轉為北東向，穿岳村鄉(xiāng)方頭村西側，向西南方向展布與黃河斷裂相接?？h城地質系沖擊層，土層較厚，地表面為中壤土和輕壤土，一般土壤承載力：西北方向為1.2～1.5kg/cm2，東南方向為1.0～1.2 kg/cm2。</p><p>　　縣城境內地震不多，震級不高，最大震級5.0級，震

34、前大都有氣象異常，但受外圍震波影響較頻繁，烈度較高。據1977年國家地震局武漢地震大隊編制的《河南省地震烈度區(qū)劃圖》所示，溫縣縣城地震烈度為六度。</p><p>　　1.1.6 給水量計算參數</p><p>　　1.1.6.1 最高日人均給水定額</p><p>　　根據溫縣縣城總體規(guī)劃及給水工程規(guī)劃，參照該縣城目前的人均生活用水指標，并結合《室外給水設

35、計規(guī)范（GB 50013-2006）》，考慮溫縣縣城的居民生活水平和節(jié)水意識，確定綜合生活用水定額q近期取210升/人·日；遠期215升/人·日。</p><p>　　1.1.6.2 人口規(guī)模</p><p>　　溫縣縣城2005年年末城區(qū)人口N0為7.5萬人，當年人口增長率為1.06%，則溫縣縣城規(guī)劃人口N=N0×(1+f)n至近期規(guī)劃年限，將達到12.

36、78萬人；至遠期規(guī)劃年限，將達到21.77萬人。</p><p>　　則綜合生活用水量Q1=qN近期為2.68萬噸/日，遠期為4.68萬噸/日。</p><p>　　1.1.6.3 工業(yè)用水Q2</p><p>　　據統(tǒng)計，2005年縣城城區(qū)工業(yè)產值Q20為6億元，到遠期工業(yè)產值增長率f為7.5%，因此，預計近期城區(qū)工業(yè)產值Q20×(1+f)n1為11

37、.5億元，遠期工業(yè)產值Q20×(1+f)n2為 22.1億元。根據河南省縣城平均水平、參照焦作地區(qū)相近縣城情況，溫縣縣城工業(yè)萬元產值耗水量q近期取為85噸/萬元，遠期取80噸/萬元。</p><p>　　則預計該縣城工業(yè)用水量Q2= Q20×(1+f)n×q近期2.68萬噸/日，遠期4.84萬噸/（注意單位換算）。</p><p>　　1.2 設計方案選擇的

38、說明</p><p>　　1.2.1 設計方案的提出</p><p>　　根據水源水質分析結果和《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》的對照，擬采用以下幾種工藝流程方案：</p><p><b>　　(1)方案一：</b></p><p>　　本設計中采用地下水，濁度、色度都在標準值之下，鐵錳超標，其它各項生化指標都合標準，所以可以采

39、用傳統(tǒng)除鐵錳工藝進行處理，就能達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》。</p><p>　　原水→曝氣→除鐵錳濾池→清水池→二級泵房→用戶</p><p><b>　　(2)方案二：</b></p><p>　　考慮到水中鐵錳含量比較高，采用一級過濾鐵離子干擾錳離子的去除，影響最終水質，因此采用二級過濾，先除鐵，再除錳。</p><p&

40、gt;　　原水→曝氣→除鐵濾池→除錳濾池→清水池→二級泵房→用戶</p><p><b>　　(3)方案三：</b></p><p>　　由于水源鐵含量高，采用二級過濾除鐵錳，并不能在一級過濾中徹底去除的鐵離子，在二級過濾中仍然會對錳離子的去除造成干擾。因此，在二級過濾前進行再次曝氣，使一級過濾后殘余的鐵離子在二級過濾中二次去除，以保證鐵錳去除率。</p>

41、<p>　　原水→簡單曝氣→除鐵濾池→二次曝氣→除錳濾池→二級泵房→用戶</p><p>　　1.2.2 方案的比較選擇</p><p>　　參考《水質工程學》、《給水工程》可以很容易的得出這個結論: 鐵小于2.0mg/l；錳小于1.5mg/l時可采用簡單曝氣一級過濾法處理，達到除鐵除錳的目的。當水中鐵的含量大于5mg/l；錳大于1.5mg/l時一般采用二級過濾工藝，一級過

42、濾先除鐵，二級過濾再除錳原因是當鐵和錳同時存在于水中時，鐵能干擾錳的去除，特別是鐵和錳的含量較高時，除錳就更困難。本設計中，原水中鐵含量為15mg/l，錳含量為5mg/l。采用方案一、二都不能較徹底的去除水中鐵錳離子。</p><p>　　另根據已建地下水處理工程（海拉爾自來水廠）運行經驗，當原水中鐵含量大于10mg/l，處理工藝采用方案二，出水管道中有大量錳質沉淀；在二級 濾池前增加二次曝氣裝置后，這種狀況得到

43、 明顯改善，再無沉淀積層，出水水質也明顯提高。</p><p>　　此外，二級曝氣只需增加曝氣構筑物即可，工藝較為簡單，水處理成本不會因此而</p><p><b>　　大大提高。</b></p><p>　　經以上工藝理論、工程實踐分析比較，本設計采用方案三。</p><p>　　1.3 濾池的選擇說明 </p

44、><p>　　1.3.1 設計原則</p><p>　　濾池的設計原則主要包括以下己方面內容:</p><p>　　(1)供生活飲用水的濾池出水水質經消毒后應符合現行《生活飲用水衛(wèi)生準》。</p><p>　　(2)供生產用水的過濾池出水水質，應符合生產工藝要求。</p><p>　　(3)濾池形式的選擇，應根據設計生產

45、能力、原水水質和工藝流高程布置等結合當地條件，通過技術經濟比較確定。</p><p>　　(4)濾料應只有足夠的機械強度和抗蝕性能，并不得臺有有害成分，一般可采用石無煙煤和重質礦石等。</p><p>　　(5)快濾池、無閥濾池和壓力濾池的個數及單個濾池面積，應根據生產規(guī)模和運1等條件通過技術經濟比較確定，但個數不得少于2個。</p><p>　　(6)濾池應按正常

46、情況下的濾速設計，并以檢修情況下的強制濾速校核。正常情況水廠全部濾池進行工作，檢修情況系指全部濾池中的一個或兩個停產進行檢修、翻砂。</p><p>　　(7)濾池的工作周期，宜采用12~24h。</p><p>　　(8)濾池的濾速及濾料組成，宜按規(guī)范采用。</p><p>　　(9)濾池的濾速及濾料組成，宜按規(guī)范采用。</p><p>　

47、　(10)快濾池宜采用大阻力或中阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)孔眼總面積與濾池面積比為0．20％~0.28％；中阻力配水系統(tǒng)孔眼總面積與濾池面積之比為0. 6％~0.8％。</p><p>　　1.3.2 普通快濾池與V型濾池的比較</p><p>　　單層濾料的普通快濾池有材料易得，單池面積大的特點，但閥門多，而且要全套得沖洗設備，適用于大中型水廠；雙層濾料的普通快濾池含污能力強，出水水

48、質好，單池面積不宜大于100m2,和單層濾料的普通快濾池相似。V型濾池一般采用單層濾料，配水系統(tǒng)一般采用ABS長柄濾頭，沖洗過程可自動控制。</p><p>　　本設計采用二級過濾 接觸氧化法除鐵錳，要求較大的濾層厚度和較小的濾速，對其它方面無特殊要求。再我國已經投產的除鐵錳凈水處理工藝中，V型濾池和普通快濾池都有較為廣泛的應用?？紤]到V型濾池構造較為復雜，造價較高，而普通快濾池在我國應用較為廣泛，技術較為成熟，

49、操作方便，依溫縣縣城的發(fā)展現狀和經濟勢實力，選用普通快濾池</p><p>　　1.3.3 普通快濾池的設計要求</p><p>　　普通快濾池的設計要求主要有以下幾個方面：</p><p>　?。?）快濾池沖洗閥的水頭損失，宜采用2.0~7.0m。每個濾池應裝設水頭損失計。（2）濾層表面以上的水深，宜采用1．5~2.0m。</p><p>

50、;　　（3）當快濾池采用大阻力配水系統(tǒng)時，其承托層宜按規(guī)范采用。</p><p>　?。?）大阻力配水系統(tǒng)按沖洗流量設計，并根據下列數據通過計算確定：配水干管(渠)進口處的流速為1.0~1.5m/s，配水支管進口處的流速為1.5m/s，孔眼流速為5~6m/s。干管(渠)上宜裝通氣管。</p><p>　?。?）三層濾料濾池宜采用中阻力配水系統(tǒng)。</p><p>　　

51、（6）洗砂排水槽的平面面積，不應大于濾池面積的25％，洗砂槽底到濾料表面的距離等于濾層沖洗時的膨脹高度。</p><p>　?。?）濾池沖洗水的供給方式可采用沖洗水泵或高值水箱。當采用沖洗水泵時，水泵的能力應按沖洗單格濾池考慮，并應有備用機組；當采用沖洗水箱時，水箱有效容積應按單格濾池沖洗水量的1.5倍計算。</p><p>　?。?）快濾池應有下列管：進水管0．8~1.2m／s；不超過1

52、.5m／s。其斷面宜根據下列流速通過計算確定：出水管1.0~1.5m／s；即沖洗水管2.0~2.5m／s ; 排水管1.0~1.5 m／s。</p><p>　　1.4 除鐵濾池前曝氣說明</p><p>　　根據原水水質分析認為，除鐵對解除提高值無特殊要求，選擇壓縮空氣裝置?？諝饬髁繛?4236l/s，選用 4臺靜壓力為49KPa的 LSR-WD250mm-I 型羅茨風機，轉速 14

53、50 r/min，流量 62.7 m3/min ，3用1備。在除鐵濾池前設置氣水混合器，水力停留時間為15s，直徑為 800mm。 </p><p>　　1.5 除鐵濾池的設計說明</p><p>　　擬采用2組濾池，每組分8個，呈雙行排列。單池設計尺寸為4.5m×9m。則每組過濾池的設計水量為Q=41000（），設計濾速6m/s，采用設計設計采用氣水反沖洗，先氣沖3mi

54、n，再水沖8min，水沖強度g為15L／(s·m2)，氣沖強度為20L／(s·m2)。濾池工作時間為24h，沖洗周期為20h。濾層采用無煙煤、石英沙雙層濾料。</p><p><b>　　除錳濾池前曝氣說明</b></p><p>　　除錳曝氣的主要目的是充分解除水中的二氧化碳，以提高水中的值。故采用葉輪表面曝氣裝置。曝氣池采用圓柱形，池深H與池徑

55、D相當，既H=D，則池直徑、高均6.5m葉輪直徑1.1m , 葉輪轉速84.93r/min, 葉輪的葉片26個，葉片高0.105m，葉片長0.105m,進氣孔直徑0.038m，葉輪浸沒深度0.074m,軸功率3.5。</p><p>　　1.7 除錳濾池的設計說明</p><p>　　擬采用2組濾池，每組分8個，呈雙行排列。單池設計尺寸為4.5m×9m。則每組過濾池的設計水量為

56、Q=41000（），設計濾速6m/s，采用設計設計采用氣水聯(lián)合反沖洗，先氣沖3min，再水沖8min，水沖強度g為15L／(s·m2)，氣沖強度為20L／(s·m2)。濾池工作時間為24h，沖洗周期為20h。濾層采用無煙煤、石英沙雙層濾料。</p><p>　　1.8 消毒系統(tǒng)的說明</p><p>　　消毒采用加氯消毒，根據《給水工程》可知，在缺乏實驗資料時，一般的

57、地面水經混凝、沉淀和過濾后，或清潔的地下水，加氯量可采用1.0-1.5mg/L，本設計中水源為水庫水，工藝流程包括混凝、沉淀和過濾，所以加氯量選用1.2mg/L，既可滿足出廠水游離余氯在接觸30min后不低于0.3mg/L，在管網末梢不低于0.05mg/L，達到《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》要求。加氯設備有自動加氯機和濾瓶，并設置余氯自動連續(xù)檢測和自動控制裝置，所有這些裝置都放在加氯間內，加氯間保持通風。</p><p>

58、;　　1.9 清水池和二級泵房的設計說明</p><p>　　1.9.1 清水池的說明</p><p>　　清水池容積按最高日用水量15%取,消防水量取15L/S，火災延續(xù)時間2個小時。</p><p>　　采用矩形鋼筋混凝土清水池,查規(guī)范,取用標準圖號為S833的清水池,設計單池容積為12100m³的清水池。單池內凈尺寸為：40.0m×50.

59、0m ；</p><p>　　單池外凈尺寸:40.20m×50.80m ，總高度5.5m ，最大水深5.3m。</p><p>　　1.9.2 泵房的說明</p><p>　　沿著泵房四周布置排水溝，排水溝尺寸（寬×高）0.6×1.2 ，排水溝底坡度取2% ，在檢修間下布置積水坑。泵基礎高出泵房地面0.3m ,以泵水平軸線分別向兩面地面

60、取2%坡度,坡向排水溝.集水坑取2min水量80m³ ,集水坑尺寸為4m×5m×4m=80m³ ,在坑中設有液位計,并設自動控制系統(tǒng),控制潛水泵的啟停,實現自動排除水泵房中的集水,防止損壞電機。</p><p>　　送水泵房建為半地下式，使水能自灌啟泵，不用考慮水泵安裝高度，泵軸線在清水池最低水位以上1.8m處。在吸水管和壓水管上安裝閥門，吸水管安裝低壓閘閥，壓水管安裝普通

61、型閘閥，吸水管流速取為1.3m/s ,壓水管流速取為2.1m/s 。</p><p>　　送水泵房內采用雙軌吊車進行搬運東西。</p><p>　　1.10 水廠輔助設計說明</p><p>　　1.10.1 水廠自動控制系統(tǒng)</p><p>　　水廠采用必要的自動控制系統(tǒng)，以便節(jié)約人力，降低成本。本設計水廠的自動控制系統(tǒng)參考海南瓊山市供水

62、工程設計。</p><p>　　水廠關鍵工藝單元采用自動控制系統(tǒng)，加藥采用SCN單因子控制技術，根據水水質和出水水質自動控制混凝劑的投加，節(jié)約投加量，加氯按濾池出水流量控制投加量，以余氯值反饋調整投加量，保證良好的消毒效果。濾池的過濾和反沖洗過程通過PLC進行自動控制。根據工藝監(jiān)測的需要，在重要的工藝環(huán)節(jié)設置流量、壓力、水位、濁度等的檢測儀表。</p><p>　　全場采用集散控制系統(tǒng)，水

63、廠中心控制室設主控機2臺，互為備用。在反應淀池、虹吸濾池、送水泵房、加藥間設4個現場監(jiān)控站，實現沉淀池自動排泥、虹吸濾池自動反沖洗、泵房的水泵自動開停、加藥間自動加藥加氯。主控機為全廠數據監(jiān)測與控制中心，實現數據采集、儲存、處理以及打印各種生產報表的功能等。</p><p>　　1.10.2 水廠面積規(guī)劃</p><p>　　水廠面積 按每生產萬m3水量的用地面積取3000m2，其中道路和

64、綠化約占35%，考慮到遠期發(fā)展，廠區(qū)實際設計尺寸：220m×325m。</p><p>　　1.10.3 其他說明</p><p>　　濾池的操作間、二級泵房、化驗室、檢修間、辦公室等應盡量南北布置，凈水構筑物上的主要通道應設欄桿，欄桿高度1.0 m。</p><p>　　本設計中焦作溫縣地處河南，所以冬季室外凈水構筑物不結冰。</p>&

65、lt;p>　　水廠原水管一般為兩個根，因閥門、配件和短管較多，常用鋼管或鑄鐵管。</p><p>　　水廠生產用水、沖洗和溶藥用水、生活用水、消防用水等管道由二級泵房接出，在廠區(qū)內自成給水系統(tǒng)。</p><p>　　加藥管和加氯管一般用塑料管或橡膠管，放在地溝內，上有活動蓋板，以便堵塞時</p><p>　　清通管線。水廠內排水系統(tǒng)只設一套，雨水、生活污水和生

66、產廢水合用一套，排入集水坑中，由潛水泵排入市政管網。電纜溝深為1m，寬度取0.8m，上有蓋板，溝底作成一定坡度，以利于排水。</p><p><b>　　2 設計計算書</b></p><p>　　2.1 用水量的計算</p><p>　　設計給水工程首先耍確定設計水量,通常將設計用水量作為設計水量。設計用水量是根據設計年限內用水單位數、用

67、水定額和用水變化情況所預測的用戶日用水總量。設計用水量包括下列用水：綜合生活用水量，包括居民生活用水量和公共建筑及設施用水；工業(yè)企業(yè)生產用水量；澆灑道路和綠地用水量；未預見水量及管網漏失量。</p><p>　　2.1.1 最高日用水量</p><p>　　2.1.1.1 綜合生活用水量</p><p>　　=0.215100%217700=46800（m3/d

68、） </p><p>　　式中，f為給水普及率，取100%；</p><p>　　為最高日綜合生活用水定額，取0.215m3/d；</p><p>　　為設計年限內計劃人口數，為217700。</p><p>　　2.1.1.2 工業(yè)企業(yè)生產生活用水量</p><p>　　=q2N2=（m3/d)

69、 </p><p>　　式中，為工業(yè)萬元產值用水量，取80m3/萬元；</p><p>　　為設計年限內日計劃萬元產值，為605.5萬元/天；</p><p>　　2.1.1.3 澆灑道路及綠地用水量</p><p><b>　　=</b></p>

70、;<p><b>　　=（m3/d）</b></p><p>　　式中，q3為道路用水指標,取1.0L/(m2·次) ，</p><p>　　為綠地用水指標，取1.5L/(m2·次)；</p><p>　　N1為設計年限內計劃人口數，為217700；</p><p>　　為人均道路面積，

71、取14.8 m2/人，</p><p>　　為人均綠地面積，取 1.5 m2/人 ；</p><p>　　為日道路澆灑次數，取2次/天，</p><p>　　為日綠地澆灑次數，取1次/天。</p><p>　　2.1.1.4 未預見及管網漏失水量</p><p>　　=15% （+++）=16000.9（m3/d）

72、</p><p><b>　　消防用水量</b></p><p>　　T =792 （m3/d）</p><p>　　式中，為一次滅火用水量L/s，取0.055/s；</p><p>　　為同一時間內火災次數，取2次；</p><p>　　T為火災持續(xù)時間，取2h。</p><

73、p>　　由以上可得最高日用水量為</p><p>　　+++=122673.71（m3/d）</p><p>　　2.1.1.5 最高時用水量</p><p>　　＝ ＝7155.8（m3/h）＝1987.72（L/s）</p><p>　　式中取1.4，即時變化系數。</p><p>　　2.1.1.6

74、 平均時用水量</p><p>　　即在上式中?。?.0時的用水量，</p><p>　?。?1.42（/s）</p><p>　　2.2 管網的水力計算</p><p>　　計算依據是設計流量，輸水水質，輸水區(qū)地形圖及工程地質資料，輸水起點，終點高程等。根據本設計中的地質資料確定兩條配水管線：考慮到經濟方面的因素，選擇如圖所示的一種方案。

75、</p><p>　　輸水管渠定線原則有：沿線有道路或規(guī)劃道路；盡量縮短輸水距離；充分利用地形高差，優(yōu)先考慮重力輸水；盡可能避開障礙物和工程地質條件下不良地區(qū)；減少拆遷，少占農田，不占良田；便于施工運行和維護。</p><p>　　管網水力計算的目的是確定管網各管段的管徑和水頭損失，為選配二級泵站提供依據。</p><p>　　管網水力計算，按配水源數目不同，可分為

76、單水源管網，多水源管網計算；按管網圖形結構不同，可分為樹狀管網環(huán)狀管網計算。根據本設計的圖形設計，比較安全情況，選環(huán)狀管網。即不同的計算課題，計算方法有所不同。</p><p>　　2.2.1 管材選擇與管網附件布置</p><p>　　應根據水壓，外部荷載，土的性質。施工維護和材料供應等確定。</p><p>　　2.2.2 比流量計算</p>

77、<p><b>　　，</b></p><p>　　式中，Q為管網總用水量，；為大用戶集中用水量總和，；為干管總長度，不包括無建筑地區(qū)的管線，只有一側配水的管線，長度按一半計算。</p><p>　　2.2.3 沿線流量計算</p><p>　　式中，為沿線流量，；為該管段的長度，m。</p><p>　　沿線

78、流量計算結果如表1</p><p>　　表格 1 沿線流量計算表</p><p>　　2.2.4節(jié)點流量計算</p><p>　　，其中節(jié)點13、14、18、19、22有集中流量，各個節(jié)點集中流量均為112.05。</p><p>　　管網中節(jié)點流量計算如表2</p><p>　　表格 2 接點流量計算表<

79、/p><p>　　2.2.5 管網平差結果計算</p><p>　　管網平差計算分為最高時、事故時、消防時三種工況：</p><p>　　（1）最高時時平差結果見下表3 </p><p>　　表格 3 最高時平差結果計算表</p><p>　?。?）事故時平差結果如表格4（節(jié)點流量為最高時的70%，控制點水壓為28.2，

80、斷開1-24管段）。</p><p>　　表格 4 事故時平差結果計算表</p><p>　?。?）消防時平差結果如下5(著火點設在節(jié)點8、節(jié)點28，控制點水壓為10)。</p><p>　　表格 5 消防時平差結果計算表</p><p>　　2.3 除鐵濾池前簡單曝氣設備</p><p>　　2.3.1

81、供氣設備</p><p>　　根據原水水質分析認為，對解除提高值無特殊要求，選擇壓縮空氣裝置。</p><p>　　取a=4,除鐵所需的溶解氧濃度：</p><p><b>　　[]=</b></p><p>　　空氣密度取1.2，氧在空氣中的質量百分比為0.231，溶解氧飽和度=30。</p><p

82、>　　濾前水的壓力取1個大氣壓，向單位體積水中加入的空氣體積為=0.25。</p><p><b>　　空氣流量為：</b></p><p>　　選用 4 臺靜壓力為49KPa 的LSR-WD250mm-I 型羅茨風機，轉速，流量 m3/min ，3用1備。</p><p><b>　　2.3.2 混合器</b>&l

83、t;/p><p>　　每座濾池處理水量41000，進水管800，流速1.20，上設氣水混合器一個，水在混合器中的停留時間為。根據公式0.8m，既混合器直徑D= 800mm 。 </p><p>　　2.4 除鐵濾池的設計計算</p><p>　　2.4.1 設計參數</p><p>　　擬采用2組濾池，每組分2個?？紤]到整個水廠的設

84、計都是一用一備，故該過濾池也是一用一備。則每組過濾池的設計水量為Q=41000（），設計濾速6m/s，采用設計設計采用氣水反沖洗，先氣沖3min，再水沖8min，水沖強度g為15L／(s·m2)，氣沖強度為20L／(s·m2)。</p><p><b>　　濾池面積及尺寸 </b></p><p>　　濾池工作時間為24h，沖洗周期為20h。濾池

85、實際工作時間為：</p><p>　　濾池面積：=286 m2 布置成對稱雙行排列，每組濾池單格數為8，每個濾池的面積為：</p><p><b>　　采用濾池長寬比為；</b></p><p>　　則考慮濾池設計尺寸為4.5m×9m，實際濾速為=5.3m／h，</p><p><b>　　校合

86、強制濾速＝。</b></p><p>　　2.4.3 濾池高度</p><p>　　承托層高：鋪設粒徑1~2mm，厚100mm的粗砂；</p><p>　　濾料層厚：采用雙層濾料，厚h=1200mm，其中無煙煤厚660mm，石英砂厚540mm；</p><p>　　濾層上最大水深1875mm；</p><p&g

87、t;<b>　　濾板厚130mm；</b></p><p>　　濾頭固定板下的氣水室高度為800mm；</p><p><b>　　超高300m。</b></p><p><b>　　濾池高度H為：</b></p><p>　　=100+1200+1875+130+800+30

88、0=4405mm；</p><p>　　每個濾他的配水系統(tǒng)：采用ABS長柄濾頭，L＝250mm，＝20mm，</p><p>　　每平方米設濾頭49個，每個濾池鋪設濾頭數為1984個。</p><p>　　洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距采用a＝9／5＝1．8m，排水槽設5根。</p><p>　　排水槽總長4.5m，每槽排水量為：</p&

89、gt;<p>　?。?5×4.5×1.8＝121.5L／s</p><p>　　采用三角形標準斷面，槽中流速采用V0＝1.0m／s。</p><p><b>　　排水槽斷面尺寸為：</b></p><p>　　z＝0．5(／1000)0.5＝0.5(121.5／1000×1.0)0.5=0.14m&l

90、t;/p><p>　　排水槽底厚度采用＝0.05m，</p><p>　　砂層最大膨脹率e＝45％；</p><p>　　洗砂排水槽頂距砂面高度He為：</p><p>　　＝+++＝45％×1.26+2.5×0.14+0.05+0.075=1.02m</p><p>　　洗砂排水槽總面積為：</

91、p><p>　　＝2Z×4×5＝6.3 m2</p><p>　　校核：／＝6.3／41＝15.4％＜25％．符合要求。</p><p>　　2.4.4 濾池的各種管渠計算</p><p>　　2.4.4.1 總進水管</p><p>　　設一條，進水管的流量為0.47m3／s，管中流速為1．2m／s

92、，則進水管直徑為</p><p>　　＝(4×0.47／1．2)0.5＝800mm</p><p>　　每條進水渠寬600mm，水深425m叫各個濾池進水管流量為0.06 m3／s，管中流速為0．72m／s，則各進水支管的管徑為：</p><p><b>　　＝350mm</b></p><p>　　2.4.4

93、.2 反沖洗水管 </p><p>　　流量為＝486L／s，管中流速為2．1m／s，則管徑為：</p><p>　　＝(4×0.486／2．1)0.5＝550 mm</p><p>　　反沖洗水進水渠寬為800mm，水深為260mm，渠內水為壓力流。</p><p>　　2.4.4.3 清水管 </p><

94、;p>　　清水總渠流量為0.47m3／s，渠中流速為1．2m／s，渠寬為600mm，水深為840mm，渠內水為壓力流。</p><p>　　每個濾他清水管的流量為0.06m3／s，流速采用1．0m／s，則清水支管的管徑為</p><p>　　＝(4×0．06／1.0)0.5＝300mm</p><p>　　濾后水總管直徑為800mm。</p&g

95、t;<p>　　2.4.4.4 反沖洗水排水 </p><p>　　排水流量為0.486m3／s，管中流速為2．5m／s，反沖洗排水管的直徑為：=500mm；</p><p>　　反沖洗排水渠寬800mm，高700mm。</p><p>　　2.4.5 反沖洗高位水箱</p><p>　　反沖洗高位水箔的容積為：V＝1．5fq

96、t=35m3；水深為3.5m，直徑為12m，超高0.3m。</p><p>　　水箱高度：取水箱底至濾池配水管網的沿程及局部損失之和1.0m；配水系統(tǒng)水頭損失為1.5m；</p><p>　　承托層水頭損失為 0.022m；</p><p>　　濾料層水頭損失為 0.79m；</p><p>　　安全富余水頭1.5m。</p>

97、<p>　　則得出沖洗水箱底高出洗砂排水槽為</p><p>　　=1.0+1.5+0.022+0.79+1.5=4.74m,取4．8m。</p><p>　　2.4.6 配氣系統(tǒng)設置 </p><p>　　供氣方式采用空壓機通過中間儲氣罐向濾池送氣?？諌簷C容量為：</p><p>　　W＝(0. 06×20×

98、40.5×3—10×6)×1．1／3＝31．46m3／min</p><p>　　配氣管的直徑計算：氣沖強度為20L／(s·m2)，單格面積為40.5 m2，則空氣流量為810L／s；4條配氣支管，管內的空氣流速為10m／s；2條配氣干管，管內的空氣流速為8m/s，則配氣支管直徑為 d6＝[4×800／( ×10×1000)]0.5＝0

99、.3m＝300m</p><p>　　配氣干管的直徑為 d7＝[4×810／( ×8×1000)]0.5＝0.35 m=350 mm</p><p>　　2.5 除錳濾池前曝氣設備</p><p>　　除錳曝氣的主要目的是充分解除水中的二氧化碳，以提高水中的值。故采用葉輪表面曝氣裝置。</p><p>

100、　　根據濾前水含鹽量得 =0.000022=0.0049</p><p>　　要求曝氣后的值=7.3，故曝氣后水的二氧化碳濃度</p><p>　　二氧化碳在水中的平衡濃度取0.7。</p><p>　　取，葉輪周邊線速度 =4。</p><p><b>　　曝氣所需停留時間：</b></p><p&

101、gt;<b>　　曝氣池的容積 ：</b></p><p>　　曝氣池采用圓柱形，池深H與池徑D相當，既H=D，則池直徑：</p><p><b>　　, 取6.5m</b></p><p>　　葉輪直徑: , 取1.1m</p><p><b>　　葉輪轉速：</b><

102、;/p><p>　　按照設計規(guī)范，葉輪的葉片26個，葉片高0.105m，葉片長0.105m,進氣孔直徑0.038m，葉輪浸沒深度0.074m,軸功率3.5。</p><p>　　2.6 除錳濾池的設計計算</p><p>　　2.6.1 設計參數</p><p>　　擬采用2組濾池，每組分2個。考慮到整個水廠的設計都是一用一備，故該過濾池也是一用

103、一備。則每組過濾池的設計水量為Q=41000（），設計濾速6m/s，本設采用氣水反沖洗，先氣沖3min，再水沖8min，水沖強度g為15L／(s·m2)，氣沖強度頂為</p><p>　　20L／(s·m2)。</p><p>　　2.6.2 濾他面積及尺寸 </p><p>　　濾池工作時間為24h，沖洗周期為20h。濾池實際工作時間為：&l

104、t;/p><p>　　T＝24-0．1×24／20＝23．88h</p><p>　　采用濾他長寬比為2 ：1；</p><p>　　濾池面積：=286 m2 布置成對稱雙行排列，每組濾池單格數為8，每個濾池的面積為：</p><p>　　f＝F／N＝35.75 m2</p><p>　　則考慮濾池設計尺寸

105、為4.5m×9m，實際濾速為=5.3m／h，</p><p>　　校合強制濾速＝8×5.3／(8—1)＝6.1 m／h。</p><p>　　2.6.3 濾池高度</p><p>　　承托層高：鋪設粒徑1—2mm，厚100mm的粗砂；</p><p>　　濾料層厚：采用雙層濾料，厚h=800mm，濾料采用天然錳沙（湘潭錳

106、沙）；</p><p>　　濾層上最大水深1875mm；</p><p><b>　　濾板厚130mm。</b></p><p>　　濾頭固定板下的氣水室高度為800mm；</p><p><b>　　超高300m；</b></p><p><b>　　濾池高度H為

107、：</b></p><p>　　H=100+800+1875+130+800+300=4005mm；</p><p>　　每個濾他的配水系統(tǒng) ： 采用ABS長柄濾頭，L＝250mm，＝20mm，</p><p>　　每平方米設濾頭49個，每個濾池鋪設濾頭數為1984個。</p><p>　　洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距采用a＝9／

108、5＝1．8m，排水槽設5根。</p><p>　　排水槽總長4.5m，每槽排水量為：</p><p>　　＝15×4.5×1.8＝121.5</p><p>　　采用三角形標準斷面，槽中流速采用＝1.0。</p><p><b>　　排水槽斷面尺寸為：</b></p><p>

109、　　z＝0．5(q。／1000)0.5＝0.5(121.5／1000×1.0)0.5=0.14m</p><p>　　排水槽底厚度采用＝0.05m，</p><p>　　砂層最大膨脹率＝45％；</p><p>　　洗砂排水槽頂距砂面高度He為：</p><p><b>　　He＝+++＝</b></p&

110、gt;<p>　　洗砂排水槽總面積為：</p><p>　?。?Z×4×5＝6.3 m2</p><p>　　校核：／f＝6.3／41＝15.4％＜25％．符合要求。</p><p>　　2.6.4 濾他的各種管渠計算</p><p>　　2.6.4.1 總進水管</p><p>

111、　　設一條，進水管的流量為0.47m3／s，管中流速為1．2m／s，則進水管直徑為</p><p>　?。?4×0.47／1．2)0.5＝800mm</p><p>　　每條進水渠寬600mm，水深425m叫各個濾池進水管流量為0.06 m3／s，管中流速為0．72m／s，則各進水支管的管徑為：</p><p><b>　?。?50mm</

112、b></p><p>　　2.6.4.2 反沖洗水管 </p><p>　　流量為＝486L／s，管中流速為2．1m／s，則管徑為：</p><p>　?。?4×0.486／2．1)0.5＝550 mm</p><p>　　反沖洗水進水渠寬為800mm，水深為260mm，渠內水為壓力流。</p><p&g

113、t;<b>　　清水管 </b></p><p>　　清水總渠流量為0.47m3／s，渠中流速為1．2m／s，渠寬為600mm，水深為840mm，渠內水為壓力流。</p><p>　　每個濾他清水管的流量為0.06m3／s，流速采用1．0m／s，則清水支管的管徑為</p><p>　?。?4×0．06／1.0)0.5＝300mm&l

114、t;/p><p>　　濾后水總管直徑為800mm。</p><p>　　2.5.4.5 反沖洗水排水 </p><p>　　排水流量為0.486m3／s，管中流速為2．5m／s，反沖洗排水管的直徑為： =500mm；</p><p>　　反沖洗排水渠寬800mm，高700mm。</p><p>　　2.6.5 反沖

115、洗高位水箱</p><p>　　反沖洗高位水箔的容積為： V＝1．5fqt=328m3；水深為3.5m，直徑為12m，超高0.3m。</p><p>　　水箱高度：取水箱底至濾池配水管網的沿程及局部損失之和1.0m；配水系統(tǒng)水頭損失為1.5m；</p><p>　　承托層水頭損失為 0.022m；</p><p>　　濾料層水頭損失為 0.7

116、9m；</p><p>　　安全富余水頭1．5m。</p><p>　　則得出沖洗水箱底高出洗砂排水槽為</p><p>　　Ho=1.0+1.5+0.022+0.79+1.5=4.74m , 取4．8m。</p><p>　　2.6.6 配氣系統(tǒng)設置 </p><p>　　供氣方式采用空壓機通過中間儲氣罐向濾他送氣

117、。空壓機容量為：</p><p>　　W＝(0. 06×20×40.5×3—10×6)×1．1／3＝31．46m3／min</p><p>　　配氣管的直徑計算：氣沖強度為20L／(s·m2)，單格面積為40.5 m2，則空氣流量為810L／s；4條配氣支管，管內的空氣流速為10m／s；2條配氣干管，管內的空氣流速為8m/s，則&

118、lt;/p><p>　　配氣支管直徑為 d6＝[4×800／( ×10×1000)]0.5＝0．3m＝300mm</p><p>　　配氣干管的直徑為 d7＝[4×810／( ×8×1000)]0.5＝350 mm</p><p>　　每格濾池內設一根直徑為25mm的排氣管。</p>&l

119、t;p><b>　　回收水池及回收水泵</b></p><p>　　回收水池主要用來將濾池的反沖洗水回收至配水井則,回收水池的容積為：</p><p>　　V＝=0.01×40．5×6×60＝145．8</p><p>　　設計水深3m，水池長12．3m，寬4m，水池超高0.3。</p><

120、;p>　　回收水泵房建于回收水池上，泵房凈寬6m，長9m，高 4.5。 </p><p><b>　　水池調節(jié)容積</b></p><p>　　清調節(jié)構筑物設計計算: 輸配水系統(tǒng)的調節(jié)構筑物，起著水量和水壓的調節(jié)作用；常用的形式有清水池、高地水池、水塔、加壓泵站和調節(jié)水池泵站等。這些構筑物憑一定的容積調節(jié)水量，以其位置高度或水泵揚程調節(jié)水壓。調節(jié)水量的確定，

121、可根據用水曲線與供水曲線，將連續(xù)逐時水量之差絕對值大的確定為廠外調節(jié)水量(網中調節(jié)水量)：根據供水曲線與制水曲線，將連續(xù)逐時水池、水塔、加壓泵站和調節(jié)水池泵站等。這些構筑物憑一定的容積調節(jié)水量，以其位置高度或水泵揚程調節(jié)水壓。 調節(jié)水量的確定，可根據用水曲線與供水曲線，將連續(xù)逐時水量之差絕對值大的確定為廠外調節(jié)水量(網中調節(jié)水量)：根據供水曲線與制水曲線，將連續(xù)逐時水量之差絕對值最高的確定為廠內調節(jié)水量(清水池調節(jié)水量)。顯然，供水曲