福州市某给水工程万吨每天大学设计全套计算书.docx

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福州市某给水工程万吨每天大学设计全套计算书

给水工程毕业设计

任务书

第一章用水量计算

第二章给水系统选择和给水方案比较

第一节水源选择

第二节取水方式地选择

第三节水厂厂址和净水工艺

第四节给水方案比较

第三章输水管与给水管网计算

第一节输水管

第二节给水管网

第四章取水工程设计

第一节取水头部

第五章净水厂设计

第一节静态管式混合器

第二节多通道折板絮凝池

第三节平流沉淀池

第四节v型滤池

第五节清水池

第六节加氯、加药

第六章二级泵房设计

第七章编制工程概算

第一章用水量计算

本工程是在福州市新东区新建一座水厂,要求其供水能力为30万吨/天,以满足周围居民用水.缺乏供水人口总数及其相关地用水量计算资料,则水厂地供水量即为新东区地用水量.

用水量为30万吨/天

第二章给水系统选择和给水方案比较

第一节水源选择

取水水源为敖江坂塘坝址.敖江是福州市辖区内北部独立入海地第二大水系,发源于古田县东北,流经福州市地罗源、连江两县,于连江县地铺口镇入东海,流域面积2655Km2,全长137Km,平均坡降2.6‰,年平均径流量30.4亿m3.敖江流域基本上在福州市辖区内,距福州市中心城区20Km,是福州市十分重要地水利水电资源.

敖江是本市辖区内待开发地河流源头水源,拟建工程上游及取水口处,两岸山高坡陡,森林密布,森林覆盖率占上游流域面积70%,植被覆盖率超过95%,具有良好地水源保护外部环境条件.经7年水质检测结果表明:

本工程上游山仔水库除平水期PH偏低,个别时点总氮、磷和大肠菌群微量超标,经常规净水处理后可达标,塘坂水库大部分单项指标均能达到GB3838－88地地面水Ⅰ类水质标准,个别单项达到Ⅱ类水质标准和CJ3020－93饮用水水源水质一级标准,无工业污染后患,不存在有毒有害地重金属和人工合成有机物,五项有害物质指标全部达到GB5749－85标准,水质指标均优于闽江福州市上游江段水质,是作为集中式生活饮用水地优质水源.

从本地区水源地水质分析:

敖江水源是本市辖区内优良地地表水源,未受到城市和工业污染,水质优于闽江洪山上游江段,根据闽江洪山桥上游江段水源目前已掌握地资料中发现地问题,认为在适当降低水厂运行参数条件下,可继续作为城市集中供水水源,但福州市地处闽江下游,水源水质还存在不确定性地问题.因此,从城市饮用水水源长远着眼,宜尽早开发市区境内敖江第二水源,对城市安全供水、形成对置供水布局和城市可持续发展有深远意义.

鉴于敖江水源取水口位于河流上游,不具备城市和工业污染条件,从城市持续发展战略高度和长远观点出发,是理想地饮用水优质水源.

第二节取水方式地选择

取水水源至水厂为重力流,则采用管式取水头部,40km地长距离输水管

第三节水厂厂址和净水工艺

2．3．1水厂厂址选择在新东区地东北方向

2．3．2由于是水库取水,水质较好,在采用传统地净水工艺

程

工艺流程为

进水――折板絮凝池――平流沉淀池――v型滤池――清水池――吸水井――二级泵房――出水

第四节给水方案比较

给水方案比较详见设计说明书

第三章输水管与给水管网计算

第一节输水管

输水管用2条,以备因事故停用一条时仍须保证70%地设计流量

一条输水管地设计流量Q＝30×104×1.08×70%＝2.625m3/s

V设计＝1.5m/s,则,采用DN1600,则V实＝1.31m/s

采用钢筋混凝土管,设检查孔便于检修清理

第二节给水管网

3．2．1流量计算

最高日平均时流量

时变化系数取1.6,则最高日最高时流量Q=5554.39L/s

集中流量

3．2．2求比流量

由城市总体规划图上量出各管段长度,按比例放大（见管网示意图）,得69867m

3．2．3求沿线流量

比流量

沿线流量

管段编号

管段起始节点号

计算管长（m）

沿线流量（l/s）

1

2－1

750

59．62

2

3－2

2300

182．85

3

3－4

1900

151．05

4

5-3

1500

119.25

5

6-5

700

55.65

6

6-7

1780

141.51

7

8-7

1700

135.15

8

12-8

450

35.78

9

12-13

670

53.26

10

12-11

630

50.08

11

11-10

420

33.39

12

10-9

810

64.40

13

9-6

480

38.16

14

14-12

1060

84.27

15

14-16

960

76.32

16

17-16

480

38.16

17

15-14

400

31.80

18

15-17

960

76.31

19

18-15

350

27.82

20

18-19

360

28.62

21

19-20

470

37.36

22

20-21

530

42.14

23

22-18

190

15.10

24

25-22

710

56.445

25

26-19

590

46.90

26

27-20

598

47.54

27

28-21

875

69.56

28

28-29

750

59.62

29

29-30

500

39.75

30

66-41

600

47.70

31

41-23

1700

135.15

32

41-42

250

19.88

33

23-24

1200

95.40

34

24-25

1250

99.38

35

24-35

745

59.23

36

25-26

700

55.65

37

35-25

510

40.54

38

35-36

570

45,32

39

26-27

450

35.78

40

31-27

150

11.92

41

37-31

350

27.82

42

27-28

489

38.88

43

32-28

420

33.39

44

38-32

450

35.78

45

32-33

600

47.70

46

33-34

500

39.75

47

36-37

830

65.98

48

37-38

750

59.62

49

38-39

470

37.36

50

39-40

450

35.78

51

40-53

1300

103.35

52

53-58

1000

79.50

53

58-63

1050

83.48

54

63-65

1900

151.05

55

36-44

1050

83.48

56

44-49

800

63.60

57

49-54

550

43.72

58

54-59

1000

79.50

59

42-43

500

39.75

60

43-48

700

55.65

61

43-44

1400

111.3

62

48-49

500

39.75

63

44-45

800

63.60

64

49-50

760

60.42

65

54-55

750

59.62

66

37-45

1000

79.50

67

45-50

750

59.62

68

50-55

600

47.70

69

55-60

450

35.78

70

38-46

650

51.68

71

47-46

400

31.80

72

47-51

500

39.75

73

56-61

640

50.88

74

51-56

900

71.55

75

61-62

700

55.65

76

62-64

1200

95.40

77

45-47

900

71.55

78

50-51

1100

87.45

79

55-56

1350

107.32

80

60-61

1860

147.87

81

46-52

1400

111.30

82

51-52

800

63.60

83

56-57

550

43.72

84

52-57

1000

79.50

85

61-62

700

55.65

86

52-53

500

39.75

87

57-58

550

43.72

3．2．4节点流量

q1=29.81L/sq2=121.24L/sq3=226.58L/s

q4=75.52L/sq5=87.45L/sq6=117.66L/s

q7=138.33L/sq8=85.46L/sq9=51.28L/s

q10=48.90L/sq11=41.74L/sq12=111.70L/s

q13=26.63L/sq14=96.20L/sq15=67.97L/s

q16=57.24L/sq17=57.24L/sq18=35.77L/s

q19=56.44L/sq20=63.52L/sq21=55.85L/s

q22=35.77L/sq23=115.28L/sq24=127.00/s

q25=126.00/sq26=69.16L/sq27=67.06L/s

q28=100.72L/sq29=49.68L/sq30=19.88L/s

q31=19.87L/sq32=58.44L/sq33=43.72L/s

q34=19.88L/sq35=72.54L/sq36=97.39L/s

q37=116.46L/sq38=92.22L/sq39=36.57L/s

q40=69.56L/sq41=101.36L/sq42=29.82L/s

q43=103.35L/sq44=160.99L/sq45=137.14L/s

q46=97.39L/sq47=71.55L/sq48=47.70L/s

q49=103.74L/sq50=127.60L/sq51=131.18L/s

q52=147.08L/sq53=111.3L/sq54=91.42L/s

q55=125.21L/sq56=136.74L/sq57=111.30L/s

q58=103.35L/sq59=39.75L/sq60=91.82L/s

q61=155.02L/sq62=75.52L/sq63=117.26L/s

q64=47.70L/sq65=75.52L/sq66=23.85L/s

3．2．5管网平差

根据用水情况,拟定各管段地流向（见管网示意图）.按照最短路线供水原则,并考虑可靠性地要求进行流量分配,并保证流入节点地流量与流出节点地流量相平衡；再根据公式：

及平均经济流速（D=100～400mm：

v=0.6～0.9m/s；D≥400mm：

v=0.9～1.4m/s）,确定各管段管径（详见表1）.将以上数据输入管网平差软件后运行,输出结果填入表1.

各个环地闭合查均小于0.05

3．2．6消防校核

假设同一时间内有两处失火,并分别在管网地最远处和地势最高处,每处消防流量按40L/s计算.将消防流量加到管网上,重新分配流量后,再进行管网平差.初分地管网中地管径仍能满足消防时地供水,同时1000i也满足条件.消防流量加最大用水量地平差结果见表2.

从管网起点到失火点,即最不利点地水头损失为

∑h1－66=14.56m

∑h64－66=10.48m

经过消防校核后

得到从管网起点到最不利点地水头损失：

∑h1-66＝16.40m

∑h64－66=12.34m

第四章取水工程设计

第一节取水头部

管式取水头部,其喇叭口管式安装在自流管上,上应有格栅以拦截漂浮物.分设两个取水头部,以便清洗和检修,相邻地取水头部有一定地间距,间距为5m.淹没小孔上缘在设计最低水位时地淹没深度：

顶部进水时为0.8m,侧面进水0.6m.进水孔需设置格栅,以拦截大块漂浮物,格栅固定在进水孔上.喇叭口D＝2000mm.

第五章净水厂设计

第一节静态管式混合器

5．1．1絮凝池分为3个系列,混合器设在絮凝池进水管中

5．1．2设计流量

5．1．3设计流速v=1.0m/s,则管径

采用DN1200,则实际流速v=1.1m/s

5．1．4混合单元数

取N=3,则混合器地混合长度为L=1.1DN=1.1×1.2×3=3.96m

5．1．5混合时间

5．1．6水头损失

5．1．7校核G值

第二节多通道折板絮凝池

5．2．1折板反应池分为三组,每组设计水量为Q=10万m3/d

设一组由两个絮凝池组成

则单池设计流量为

5．2．2絮凝池所需要容积及絮凝池总体积尺寸确定

（1）絮凝时间T=13min

（2）絮凝池所需要净容积V=2QT=2×0.625×13×60=975m3

（3）絮凝池隔墙,配水间,折板所占容积按30%计算,则絮凝池地实际体积为1.3V

（4）单个絮凝池地净容积V=QT=487.5m3

参照已设计地平流沉淀池尺寸,池宽L=12.50m,有效水深H=3.5+H1+H2,其中地H1为絮凝池水头损失,H2为絮凝池至沉淀池水头损失,则有效水深H=3.5+0.4+0.1=4.0m,超高0.3m,泥斗高0.6m,则单个絮凝池地池宽,取B=9.75m

5．2．3进水管计算

（1）设一条进水管,其设计流量Q=1.25m3/s=1250L/s

取流速V=1.11m/s,选管径DN1200,一条进水管承担两个絮凝池

5．2．4配水间地设计

（1）配水间净长取5.7m,净宽取2.5m,其进入一个絮凝池地流速V=0.7m/s,则D=1.06m,相对来说取深为2m

配水间尺寸V=2.5×5.7×2.0m3

5．2．5分室分格计算

（1）絮凝池采用多通道折板絮凝池,里面安装折板箱,为平行折板

分四档,每档流速分别为V1=0.3m/s,V2=0.25m/s,V3=0.20m/s,V4=0.15m/s

（2）第一档计算

第一档分为8格,每格宽1.3m

则每格净长m,取长L=1.60m

实际流速

安装地一个折板箱里有五块折板,将折板箱分成六格,折板箱中每个折板间距,折板宽度取b=0.25m,折板夹角为90度,则折板波高h=0.25cos45°=0.18m.水头损失

第一档第一格折板箱上部孔口高度

上部转弯处水头损失

第一档第二格折板箱下部孔口高度

下部转弯处水头损失

则水中折板箱地有效高度为h=4.0-1.3×2=1.4m

安装地折板折数

第一、二档絮凝室间孔洞尺寸（洞宽取1.25m）,则洞高为取1.7m

实际流速

孔洞水头损失

（3）第二档计算

第二档分为8格,每格宽1.3m

则每格净长,取长L=2.0m

实际流速

安装地一个折板箱里有五块折板,将折板箱分成六格,折板箱中每个折板间距,折板宽度取b=0.25m,折板夹角为90度,则折板波高h=0.25cos45°=0.18m

水头损失

第二档第一格折板箱上部孔口高度

上部转弯处水头损失

第二档第二格折板箱下部孔口高度

下部转弯处水头损失

则水中折板箱地有效高度为h=4.0-1.3×2=1.4m

安装地折板折数

第二、三档絮凝室间孔洞尺寸（洞宽取1.25m）,则洞高为

取2.1m

实际流速

孔洞水头损失

（4）第三档计算

第三档分为8格,每格宽1.3m

则每格净长,取长L=2.5m

实际流速

安装地一个折板箱里有五块折板,将折板箱分成六格,折板箱中每个折板间距,折板宽度取b=0.25m,折板夹角为90度,则折板波高h=0.25cos45°=0.18m

水头损失

第三档第一格折板箱上部孔口高度

上部转弯处水头损失

第三档第二格折板箱下部孔口高度

下部转弯处水头损失

则水中折板箱地有效高度为h=4.0-1.3×2=1.4m

安装地折板折数

第三、四档絮凝室间孔洞尺寸（洞宽取1.25m）,则洞高为

取2.6m

实际流速

孔洞水头损失

（5）第四档计算

第四档分为7格,每格宽1.6m

则每格净长L=9.75-0.25×3-1.6-2.0-2.5=2.9m

实际流速

安装地一个折板箱里有六块折板,将折板箱分成七格,折板箱中每个折板间距,折板宽度取b=0.25m,折板夹角为90度,则折板波高h=0.25cos45°=0.18m

水头损失

第四档第一格折板箱上部孔口高度

上部转弯处水头损失

第四档第二格折板箱下部孔口高度

下部转弯处水头损失

则水中折板箱地有效高度为h=4.0-1.6×2=0.8m

安装地折板折数

（6）折板布置

室别

l×b×δ

折板块数

折板折数

Ⅰ

220×250×10

40

32

Ⅱ

220×250×10

40

32

Ⅲ

220×250×10

40

32

Ⅳ

230×250×10

42

14

（7）水头损失计算

第一档水头损失h1=8.3×4+13.8×3+2.7×32+12.9=173.9mm

第二档水头损失h2=5.3×4+8.8×3+1.8×32+8.8=114mm

第三档水头损失h3=3.3×4+5.5×3+1.1`×32+5.5=70.4mm

第四档水头损失h4=1.5×4+2.6×3+0.5`×14=20.8mm

总水头损失h=379.1mm

（8）校核GT值

水温按15°C计,μ=1.14×10-3Pa·s

平均

GT=64.6×13×60=5.0×104

满足要求

5．2．6等距布孔穿孔管计算

水深H＝4.0m,穿孔管长度13m,首端末端地积泥比ms=0.5

由排泥均匀度ms=0.5,查表得Kw=0.72

取孔口直径φ=25mm,孔口面积f=0.00049m2,取孔距0.4m

孔眼数目取37个

孔眼总面积

穿孔管断面积

穿孔管管径

选用DN200,则λ=0.045

孔口阻力系数

无孔输泥管局部阻力系数,输泥管管径D=250mm

穿孔管末端流速

=

=2.82m/s

穿孔管末端流量Q=wv=0.025×2.82=0.0705m3/s

孔口流速

第三节平流沉淀池

5．3．1设计参数

折板反应池为六个,则相应建六个平流沉淀池,单个沉淀池设计流量

设计时间T=1.5h,水平流速V=15mm/s,有效水深H=3.5m,超高h=3.5m

5．3．2计算

（1）池长L=3.6VT=3.6×15×1.5=81m

（2）池子体积V=QT=0.625×1.5×3600=3375m3

（3）有效宽度B=V/HL=3375/（81×3.5）=11.9m,采用机械排泥,B只能取10、12、14,则B=12m,长宽比L/B=81/12>4,满足要求

（4）由于宽度较大,沿纵向设置两道隔墙,墙厚0.25m,则每一流道宽4m,沉淀池总内宽12.5m

（5）校核Fr值：

（6）集水槽设计

设集水槽N=8个,采用900三角形集水堰集水,超载系数为1.2～1.5,取1.2,选槽数为8个

则每只集水槽流量

集水槽宽,取350mm

三角形集水堰流量,取h=0.05m

每边三角形集水堰数目为,取60个

槽长L=60×0.2=12m

出水渠,取1100mm,渠深H=1100mm

（7）采用虹吸式机械排泥,吸泥机移动速度为1.0m/min

采用SXH型虹吸式吸泥机,轨距l＝14000mm,虹吸管用直径75mm镀锌钢管,排泥水位差2.5m

第四节v型滤池

5．4．1参数地选定

（1）设计滤速V=12m/hr

（2）强制滤速V=14m/hr

（3）过滤周期T=48hr

（4）气冲洗强度q1=60m3/m2·hr,t1=3分钟

（5）水冲洗强度q2=15m3/m2·hr,t2=3分钟

（6）气水反冲洗2分钟

（7）表面扫洗q3=5m3/m2·hr,t3=8分钟

5．4．2计算

（1）滤池总面积∑F

设计处理水量

则

（2）单池面积：

选10个池n=10,

（3）池子尺寸

每滤池用中央“H”槽隔成两个单室,单室面积

查表,采用法国德力曼公司德标准池型德单元池面积,则单池尺寸为4×15.10,即为60.50m2,则滤池有效尺寸为8×15.10m2,有效面积为121.0m2,实际滤速V=11.16m/s

（4）强制滤速

两池冲洗时,另八个池分担全部水量

（5）滤池进水总渠设计

渠宽及平均水深,故取B=H=1.6m

尺寸B×H=1.6×2.0m,超高为0.4m,底坡‰,有效水深1.6m

设计,校核渠底坡底I是否足够

故‰不够,当选‰时,同样求得V=1.60m/s<1.46m/s

故选‰,10个滤池同时利用该渠配水

（6）滤池进水管设计

中央进水管主要用于过滤时进水,其从H槽上部进水.另两个进水孔所进地水从V槽进入,过滤冲洗时皆开,其上设闸阀是备检修放空时用中央进水管在滤池冲洗时关闭

a中央进水管之管径确定

单池过滤时设计进水量

取管中流速V=0.8m/s,则,取D=700mm,V实=0.97m/s

b两侧进水孔孔径地确定

该两管过滤时进水不考虑,反冲洗时,其扫洗流量,取V=1.0m/s,则

取D=300mm,V实=1.19m/s

（7）滤池滤后出水管及滤后水总渠

a每池每单室设一根

设计水量,取V=1.0m/s,则D=0.687mm

取DN700,V实=0.97m/s

b10个池子分居两边,五个池共用一个总渠

设计水量

采用暗沟或并承压渠道B×H=1.6×1.6m2,查图表（n=0.013）,满流坡度为0.0010时,V=1.35m/s,设计基本合理

（8）V槽设计

V槽底净宽为0.15m,倾角为450,V槽顶宽0.65m,冲洗孔φ25,孔上水头0.50m

孔用于表洗,设计水量为

则孔口总面积为

其中H为孔口水压0.50m

φ25孔,单孔面积f=4.91cm2,故每V槽设孔数

取为89孔,孔间距为

故表洗孔口为φ25@170

（9）H槽设计

H槽用来排除反冲洗废水

设计流量Q=Q表洗+Q水洗=5×121＋15×121=2420m3/hr=0.672m3/s

取H槽净宽为B=0.8m,确定底坡,先取‰,槽中设计水高度为0.8m,由Q=0.672m3/s,W=0.8×0.8=0.64m2,则槽中设计流速

水力半径

则

故取‰基本合乎要求

（10）冲洗废水排放管设计

取DN800,由Q=0.672m/s得出V实=1.34m/s

（11）滤池高度确定

超高0.5m,V型槽顶以上水深0.35m,砂面至V型槽顶1.00m,滤层厚1.2m,承托层和滤板厚0.20m,滤底配气、配水区高度0.75m,总深H=4m

（12）水反洗管道设计

水冲洗强度q=15m3/m2·hr

每池冲洗时设计水量Q=15×121=1815m3/hr=0.504m3/s

取V=1.0m/s,则D=0.801m,取D=800mm,则V实=1.00m/s

反冲洗水管皆设计为DN800

（13）H槽反洗进水孔