给水2课程设计（水厂）

前 言 前 言

水是生命之源，城市给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统，水在日常和生产生活中占有极其重要的地位。

给水设计是本科生教学环节中重要的一环，通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，给水设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般思想，计算方法和设计技巧，为今后的实际工作奠定良好的基础。

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青海大学给水课程设计 第一部分 设计说明书

1 设计资料

1.1 设计任务

根据所给资料进行青海省湟源县给水工程初步设计，包括城市管网系统的初步设计，取水工程的初步设计，净水工程的初步设计，送水泵房的初步设计。取水工程分为取水头部的设计、选泵计算和一泵站泵房的设计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房的计算。

1.2 设计原始资料

1.2.1 概况

湟源县地处青藏高原东端的日月山下，湟水河上游。是青海省东部农业区与西部牧业区的结合部，宁格铁路、109国道、青新公路穿境而过。位于东经100°54ˊ至101°25ˊ，北纬36°20ˊ至36°53ˊ之间。东西宽41公里，南北长62公里，总面积1509平方公里。海拔在2470-4898米之间。属大陆性季风气候，年平均气温3.0℃，无霜期27-71天。

1.2.2 自然条件

1）地形

整个县城地势平坦，规划区域内地形高差较小。 2）气候

湟源县大陆性气候，光照时间长，太阳辐射强，气温日差大，春季多风，夏季凉爽，冬季干燥，无霜期短，冰雹、干旱频繁。最热的7月份平均气温为13.9℃，最冷的元月份平均气温为-10.5℃，年均气温为3℃，气候冷凉。年平均降水量为408.9毫米，多集中在7、8、9三个月。主风向为东南风，历年平均风速1.8-3.9m/s,标准冻深为1.29m。 3）水文地质

（1）水文

境内有大小河流86条，水资源十分丰富，湟水河年平均流量2.58立方米/秒，兴建梯级小型水电站前景广阔。

（2）工程地质

县城的土层结构大致如下：杂填土厚约0.5-4.6m;粉土厚约0.5-5.1m；砂土厚约0.5-3.3m。地下水位大约在地表下大于3.86m，对混凝土无腐蚀性。

1.2.3 水源状况

2 09级给水课程设计

1 设计资料 表1.1 原水水质分析结果

项 目 水 温C 色 度 （度）

浊 度 pH

总硬度mg/L（CaO）

铁 mg/L 锰 mg/L 氟化物 mg/L 氰化物 mg/L 砷 mg/L 汞 mg/L 镉 mg/L 铬（六价）mg/L 铅 mg/L 氨 氮 mg/L 亚硝酸盐 mg/L 高锰酸盐指数 mg/L 总大肠菌群 个/L 细菌总数 个/ml

o

化 验 结 果

最 大 27.0 / 500 /

最 小 3.0 / 5 /

平 均 18.8 10 25 7.7 100 0.06 0.05 0.04 无 无 无 无 0.02 0.03 0.5 0.10 2.96 1000 80

1.3 水处理用材料和药剂资料

1.3.1 混凝剂

根据所给原水的原始资料和该城所处地理位置是个冬季寒冷期较长，气温较低的地区，本设计选择Al2(SO4)3.18H2O作为絮凝剂，活化硅酸作为助凝剂。

1.3.2 用于消毒的药剂

液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。

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3

青海大学给水课程设计 2 设计用水量

2.1供水系统的选择

该城市用水主要以生活用水为主，工业及其它用水量少，且对水质无特殊要求，拟定采用统一供水系统。

2.2设计用水量

2.2.1 最高日用水量Qd

3Qd?130000m/d；

2.2.2 日处理用水量Q

设水厂自用水量系数为10%，则Q?1.1?Qd?1.1?140220?14300 m3/d

2.3 取水构筑物、一级泵站、原水输水管、水处理构筑物设计流量

Q?αQd?1.7m3/s T2.4 二级泵站设计流量

二级泵站设计流量（供水量）应逐时等于用水量。

2.5 清水输水管设计流量

清水管输水管设计流量与二级泵站设计流量密切相关，应取二级泵站最大供水时量作为其设计流量。如果二级泵站之前的水厂内调节构筑物（清水池）贮存有消防水量，其设计用水量还应考虑消防用水量。

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3 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择 3 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择

给水处理厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。

3.1设计原则

1)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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%—10%，必要时可通过计算确定。

2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素近期工 程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。

3)水厂设计中应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、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。

4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，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。

5)设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。

3.2 设计规模

给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即：

Q处??QdT（m3/h）

式中：Qd为水厂最高日供水量，?为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物类型、原水水质及水厂是否设有回收水设施等因素，一般在1.05-1.10之间，T为一级泵站每天工作小时数。

3.3 厂址选择

厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。 在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：

1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。

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3 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择 综上所述，普通快滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然阀门多，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用普通快滤池单层砂滤料。 2)尺寸:

选普通快滤池；采用滤池数N=8，布置成对称双行排列，每行4个。滤池尺寸L×B×H=11.1m

×7.4m×3.65m

3)冲洗设备 采用冲洗水箱冲洗。

3.5.6 消毒

1)消毒方式选择

(1)液氯消毒

优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用； 缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质。 (2)漂白粉消毒

优点：持续消毒杀菌；

缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%—25%。 (3)二氧化氯消毒

优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质；

缺点：ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害。 (4)臭氧消毒

优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便；

缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高；

综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设计采用液氯消毒。 2)加氯间

尺寸:L×B×H=18.0m×8.0m×6.0m。

3.5.7 清水池

采用两座矩形水池, 每座尺寸为L×B×H=70m×42m×6m。

3.5.8 吸水井

尺寸为L×B×H=26.6m×4m×8.6m。 综合上述本设计确定的水厂工艺流程为：

源水→混凝剂投入管式静态混合器→往复式隔板絮凝池→斜管沉淀池→普通快滤池→消毒→清水池→吸水井→二泵站→用户。

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青海大学给水课程设计 4 取水工程

4.1 取水构筑物

本设计用地表河水作为城市供水水源。

4.1.1 取水构筑物的设计原则

1）取水构造物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。枯水流量的保证率，对于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不低于 90％～97％

2） 对于河道条件复杂，或取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构造物，应进行水工模型试验。

3） 取水构造物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、为生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。

4.1.2 取水构筑物的形式

在本设计中，设置取水构筑物的河段的河岸地形、地貌情况较好，冰冻期长，便于机械 施工，因此采用了泵房地板呈现阶梯形式的合建式岸边取水构筑物。此形式可以减少泵房深度，减少投资。占地面积少，结构紧凑，水泵洗水管短，避免因冰冻造成的麻烦，但是水泵启动需采用抽真空方式，启动时间较长。

河水经过进水孔进入进水室，为保证以后水净化的方便，本设计仍然采用格栅和网格先后拦截的方式。

4.2 取水泵房

4.2.1 取水泵房的平面形式

取水泵房平面布置形式有矩形、圆形、椭圆形、半圆形、棱形及其他组合形式。矩形泵房常用于深度小于10m的泵房，水泵和管道易于布置。水泵台数多（4台以上）时更为合适。圆形泵房适用于深度大于10m的泵房，其水力条件和结构受力条件较好，在水位变化幅度大和泵房较深时比矩形泵房更为经济，但水泵台数不宜多，最好小于4台（立式泵出外）。椭圆形（适用于流速较大的河心泵房）和棱形平面的泵房可根据实际情况通过技术经济比较确定。

4.2.2 水泵吸水管和压水管布置

一般每台水泵设置单独的吸水管，当合用吸水管时，应尽量做到自灌进水，同时吸水管的根数不少于两条，当一条吸水管发生事故时，其余吸水管按设计水量的75％考虑。为了避免吸水管中积气形成空气囊，应采用正确的安装方法。吸水管应有向水泵上升的坡度（i≥0.01）。水泵吸水管在吸水间中的布置原则为水头损失小，不产生漩涡，防止井内泥砂沉积。

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4 取水工程 4.3 取水构筑物主要设计参数及设备

4.3.1 进水间

1) 自流管：DN1000

2) 格栅尺寸：B×H=1100mm×700mm 3) 格网尺寸：B×H=2380mm×2130mm 4) 设计尺寸：L×B×H=18.50m×5m×8.15m

4.3.2 吸水室

设计尺寸：L×B×H=18.50m×5m×8.15m

4.3.3 一级泵房

1 )设计规模：设计流量为140220m3/d。

2) 泵房尺寸：泵房高8.35m，长33.5m，平台至房顶高4.93m，泵房采用半地下式。 3) 水泵选型：选用24sh-18A型水泵三台，枯水位运行，两用一备。 4) 附属设备 ①起重设备

LDT8-S型电动单梁桥式起重机一台，起重量为5t，电动葫芦型号AS520-24 4/1，起升高度3.5-6m。

②排水设备

两台IS50-32-16A型离心泵，一用一备。流量为25m3/h，扬程为32m。配套电机型号为Y90L-2。机组平面尺寸L×B=945mm×390mm。

③通风设备

考虑到泵房整体较深，电动机功率较大，决定采用自然通风和机械通风的形式。风管的进口

与电动机的排风口相接，用风机抽风。风机设置在上层楼板上，置于出风口圈筒内，通风管沿壁安设。风管外壁与墙相距300mm。计算从略。采用T30型号的轴流抽风机4台，配用电动机JO2-51型，N=5.5KW。

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青海大学给水课程设计 5 二级泵房

5.1 设计规模

泵站的设计流量按最高日最高时用水量确定，Q＝1.7m3/s；

5.2 二级泵房

5.2.1 吸水井尺寸

L×B×H=27.60m×4.03m×8.6m。

5.2.2 泵房尺寸

L×B×H=43.2m×13.6m×8.9m。

5.2.3 水泵选型

选用600S75型离心泵三台和500S59型离心泵两台，运行时，同时开启一台500S59型水泵和两台600S75型水泵，另一台600S75型水泵备用。

5.2.4 附属设备

1）引水设备

SZ-2型水环式真空泵，Q=0.95-1.65,Hv=152-304毫米汞柱。选择2台，一台工作，一台备用。配用电机JO2-54-4型。

2) 起重设备

选择LDT5-S型电动单梁起重机，起重重量为5000kg，箱型主梁。跨度13.5m，起升高度3.5-6m，配用AS412-24 4/1型电动葫芦

3) 排水设备

采用Is50-32-16A型水泵：Q=10-30m/h，H=28.5-20m，N=2.2kw，n=2900r/min。配用电机Y90L-2型两台，一台工作，一台备用。

4）通风设备和计量设备

本设计采用自然通风，设置2台，流量计统一计量。

3

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09级给水课程设计

6 取水头部设计 第二部分 设计计算 6 取水头部设计

6.1 进水间设计

6.1.1 一级泵站设计水量

一级泵站按最高日平均时的流量计算，水厂自用水取10%，即a?1.1，则

aQd1.1?130000?5960m3/h?1.7m3/s； =

T246.1.2 格栅的设计 Q? 1) 格栅面积的计算

流过格栅得流速采用0.4m/s,格栅栅条净距采用b?50mm，直径s?10mm，格栅堵塞系数k1?0.75，则格栅引起的面积减少系数为

k2?b?0.83 b?s格栅面积F?Q1.7??5.7m2

v0?k1?k20.5?0.75?0.83设进水口有十二个，分上下两层，每个进水口尺寸为B1?H2?1000?600 总面积为10?0.6?6m

格栅采用B?H?1100?700 有效面积为0.59m。 栅条间孔数为15，栅条根数为16根。 2) 通过格栅得水头损失估计为0.08m。

3) 设置回转耙式除污机，该机优点是能清理较多的水草，树枝，树叶，果皮等残留物。外形尺寸较小，在水下无转动机构，维护检修方便。 4) 格栅布置成与水面90的倾角。

格栅标准图示意图

。2209级给水课程设计 15

青海大学给水课程设计 72,6725025010001100

图6-1 格栅示意图

6.1.3 格网的设计

过网流速采用0.4m/s，网眼尺寸采用b?b?10?10mm，网丝直径采用d?2mm，格网堵塞系数k2?0.5，收缩系数??0.7，则格网引起的面积减小系数

b2102k1???0.722(b?d)(10?2)

故平板格网面积

F?Q1.7??18.21m2

K1K2?v20.7?0.7?0.5?0.42设置6个网格，每个网格面积3.03m

选取给水排水工程标准S321-3，选C17型号，进口尺寸B1?H1?2250?2000

2网格尺寸：B?H?2380?2130,有效面积F?3.12m。

取通过格网水头损失为0.15m。 标准示意图如下：

16 09级给水课程设计

6 取水头部设计 3001502000225023802130

图6-2 格网示意图

6.2 取水头部及尺寸计算

6.2.1 取水头部及高程计算

进水间顶部标高=河水最高设计水位+浪高?0.5?2558?0.25?0.5?2558.75m 进水间最低动水位标高=河水最低水位-冰冻厚度-格栅水头损失

?2555-1.52-0.1-0.2?2553.18m

吸水间最低动水位标高=进水间最低动水位标高-格网水头损失

?2553.18-0.15?2555.03m。

吸水间底部标高=进水间最低动水位-格网高度

-0.2?2553.03-2.13-0.2-0.1?2550.6m。

式中平面网格尺寸净高2.0，其上缘应淹没在进水间最低动水位以下0.1m，其下缘高出吸水间底部0.2m。

上层进水口顶部标高=最高水位-0.5?2558-0.5?2557.5m 下层进水口底部标高=最低水位-0.5?2555-0.5?2554.5m。

吸水间深度=进水间顶部标高-吸水间底部标高?2558.75-2550.6?8.15m。

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青海大学给水课程设计 6.2.2 进水间平面尺寸及吸水间平面尺寸的计算

1）吸水喇叭口的最小悬空高低h1,h1过小将使用进水口处水的流线过于弯曲，水头损失增加，水泵效率降低，严重时冲刷池底。h1过大使吸水井地板落深，增加工程造价。

H1?0.7D?0.7?1300?910mm，取h1?1.0mm

2）喇叭口间净距a，和喇叭口与井壁间的间距b。

a?1.5D?1.5?1000?1500mm?1.5m，b?1.0D?1.0?1000?1000mm?1.0m。

3）吸水喇叭口的最小淹没深度h2.，与吸水井进水流速、吸水管流速，悬空高度、吸水井壁形状、喇叭口至后壁距离有关，h3取1.0m。

4）吸水间水位高h?h1?h2?1.0?1.0?2.0m

5）吸水间进水长度L?2D?2?1300?2600mm，取3m

6）吸水间长度按泵房尺寸确定（除掉配电闸），L?18.5m,吸水间宽度

，B?b?L?D?1.0?3?1.0?5m则进水间尺寸和吸水间相同，即采用18.5m?5m。

500500500023801150022501100500100018500

图6-3 进水间和吸水间示意图

18 09级给水课程设计

7 取水泵房的设计 7 取水泵房的设计

7.1 泵设计扬程的确定

通过取水头部计算，已知在最不利情况下所需静扬程，设水头损失0.3m，冰冻线深度为1.52m，河流最高水位为2558m，常水位255m，最低水位251m。

在最高水位水面标高：2558-1.52-0.2-0.1=2556.18m； 在常水位水面标高：2555-1.52-0.2-0.1=2553.18m： 在最低水位标高：2551-1.52-0.2-0.1=2549.18m：

输水干管水头损失从一泵站出来采用两条直径为1100mm的铸铁管输水到净水厂的配水井，当一一条管路检修时，另一条管路应通过75%的设计水量。

Q?0.75?1655?1241L/s

查表v=1.28m/s,1000i=1.551,则∑hi=0.51m。

取水泵站至配水井的距离为300mm，泵站内的水头损失估计为2m，安全工作水头1.2m，则水泵的设计扬程为：

最高水位时Hmax?4.72+0.51+2+1.2=8.43m； 常水位时H=7.72+0.51+2+1.2=11.43m； 最低水位时Hmin=11.72+0.51+2+1.2=15.43m。

7.1.1 选择水泵和机组

和常水位设计扬程H?11.43m，根据设计流量Q?1655L/s选用三台泵，两用一备，

则每台工作泵的流量为Q?1655/2?827.5L/s。

选用三台24SA-18A型卧式离心泵，主要参数：Q=833.3l/s,扬程H=23m,N=730r/min，hs=4.4m，泵重3300kg，同时选用电动机型号Y400-50-8,参数；功率为200kw；电机重3500kg。 水泵进口法兰直径为600mm，出口法兰直径500mm。

，7.1.2 机组尺寸的确定

布置要求：机组间距一不妨碍操作和检修的需要为原则，机组布置为保证运行安全，装卸，维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并考虑泵站有扩建的余地。机组排列形式为单行横向排列。水泵和电机安装在共同的基础上，基础的作用是支撑固定机组，使它运行平稳不致发生剧烈振动，更不允许基础沉陷。基础要坚实牢固，应该浇注在较坚实的地基上，不宜浇制在松软的地基或新填土上，以免发生基础下沉或不均匀沉陷。

查SA型泵外型及安装尺寸（不带基础），L=4484mm，B=1760mm。

则基础长为4484mm，取4.5m，基础宽为1760+300=2060mm，取2.1m。基础平面尺寸为

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青海大学给水课程设计 4.5×2.1㎡。

基础总重量：W?3300?3500?6800kg 基础深度H? 3W?0.9m。 LBr

式中 W-基础总重量；

L-基础长度； B-基础宽度；

3。 r-基础所用浇注材料混凝土的容重2400kg/m 实际深度连泵房底板在内为0.9+0.3=1.2m，取1.5m。

7.2 水泵的有关设计计算和校核

7.2.1 吸水管路和压水管路的计算

每台水泵有独立的吸水管和压水管。规范规定吸水管直径在250-100mm之间时，流速为1.2-1.6m/s：压水管直径在250-1000mm之间时流速为2.0-2.5m/s，吸压水管路左进右出

1)吸水管

已知Q1?827.5L/s,设采用铸铁管，取直径D=900mm，则v=1.27m/s,1000i=1.99。 2)压水管

在泵房内部采用铸铁管材，取直径700mm，则v=2.10m/s，1000i=7.54。

7.2.2水泵机组和道路布置

本设计采用的是岸边式合建式取水构筑物，泵房为矩形控制室及配电室在一端，水泵机组为单排顺列式。这种布置有以下优点:泵站跨度小，进出水管顺直，水力条件好，节省水头损失和节省电费，泵轴线呈一直线，起吊安装维修方便，起吊设备易于选择。

为了保证机组维修方便，以及保证正常通道，本设计取机组间距2.4m。 机组间内布置如下示意图：

cabLabac机组间布置图图7-1 机组间布置示意图

a-机组基础长度为4500mm；

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09级给水课程设计

青海大学给水课程设计 在泵房内部采取铸铁管材，取直径DN?700mm，则v?2.13m/s。1000i?7.73，出水法兰直径DN400，v?6.63m/s。

2）500-S-59型水泵 （1）吸水管

已知Q?566.67L/s，设采用铸铁管材取直径

D?700mm，v?1.48m/s ，1000i?3.73，进口法兰直径

DN?500mm,v?2.89m/s。

（2）压水管

DN?600mm，v?1.95m/s，1000i?7.75，出口法兰直径DN350mm，v?5.89m/s。

10.4.2 机组与管道布置

二泵站机组布置和一泵站的布置采取相似的形式。本节就不详细说明，可参见送水泵站的平立剖面图。

将五台机组并列排开，吸水管路和压水管路采用直进直出的方式这样可以减少管配件，以减少水头损失，节省电耗。出水管引出泵房通过三通管连接起来，并分配到两条送水管线。为了满足管道的尺寸要求和检修方便。在各个管路上安置渐缩渐扩管，同时相应的安置电动和手动的闸阀。

吸水喇叭的设计

吸水喇叭口一般采用D=(1.3-1.5)d； 吸水喇叭口最小悬空高度h1=（0.6-0.8）D； 吸水喇叭口最小淹没深度h2：

为了避免吸水池水面产生漩涡，使泵吸入空气，取h2=1.1m。 喇叭口净距a和喇叭口与井壁间距b a=（1.5-2.0）D； b=（0.75-1.0）D。； 1）对于600-S-75型水泵

吸水喇叭口D=（1.3-1.5）d=（1.3-1.5）*900=1170-1350，取D=1200mm；

吸水喇叭口最小悬空高度h1=（0.6-0.8）D=（0.6-0.8）*1200=720-960，取h1=800mm； a=（1.5-2.0）D=(1.5-2.0)*1200=1800-2400,取a=2000mm； b=（0.75-1.0）D=900-1200，取b=1000mm。 2）对于500-S-59型水泵

吸水喇叭口D=（1.3-1.5）d=（1.3-1.5）*700=910-1050，取D=1000mm；

吸水喇叭口最小悬空高度h1=（0.6-0.8）D=（0.6-0.8）*1000=600-800，取h1=700mm； a=（1.5-2.0）D=(1.5-2.0)*1000=1500-2000,取a=1600mm；

46 09级给水课程设计

10 送水泵站的设计 b=（0.75-1.0）D=750-1000，取b=800mm。

10.4.3 水泵安装高度的确定

水温在10℃时，饱和蒸汽压为0.12mH2O,海拔255m时大气压ha=10.1mH2O。 对于600-S-75型水泵：

'HS?HS-(10.33-ha)（-hva?0.24）?4?（10.33?10.1）?（0.24?0.24）?3.77m。

则泵轴允许标高=吸水室水面标高+水泵高度=249.1+3.77=252.87m， 泵房地面允许标高=253.18-0.95-0.15-0.2=252.87m。 电动机基础标高为252.87-0.95=251.92m； 水泵基础标高为251.92-0.63=251.29m； 泵房地坪标高为251.29-0.3=250.99m。

10.4.4 附属设备的选择

1）起重设备

最大起重重量为4550kg，故选择DT5-S型电动单梁起重机，起重连美国为

5000kg，箱型主梁。跨度22.5m，起升高度3.5-6m，配用AS412-24 4/1型电动葫芦

2）真空泵的选择

设置两台真空泵，一用一备。 真空泵抽气量

Q0?k?Wp?Ws?HaT?Ha?Hss?

0.92?1.02?0.65m3； 式中：Wp—泵站中最大一台水泵泵壳内空气容积Wp?3.144Ws—吸水管中空气容积Ws?0.196?8?1.568m3；

Ha—大气压水柱高，取10.33m； HSS—离心水泵的安装高度3.77m；

T—水泵引水时间，取3min； k—漏气系数，取1.1；

则

Q0?k?Wp?Ws?Ha

T?Ha?Hss??1.1??0.65?1.568??10.33?1.28m3/min3?10.33?3.77?；

最大真空H?2.66?760?202.16mmHg； 10

47

09级给水课程设计

青海大学给水课程设计 选用SZ-2型水环式真空泵，Q?0.95-1.65,Hv?152-304毫米汞柱。选择2台，一台工作，一台备用。配用电机JO2-54-4型。

3）排水设备由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设置排水设备即排水沟将水汇集到集水坑中。集水坑为500?500?500，取水泵站的排水量一般按20-40立方米考虑，排水扬程在30m以内。故采用Is50-32-16A型水泵：

Q?10-30m3/h，H?28.5-20m，N?2.2kw，n?2900r/min。配用电机Y90L-2型

两台，一台工作，一台备用。

4）通风设备和计量设备

本设计采用自然通风，设置2台起声流量计统一计量。 5）泵房高度的计算

泵房高度除了要满足采光和通风条件外，主要取决于起重设备的要求。由于本设计中送水泵房采用地下式泵房，故泵房高为H?H1?H2

其中：H1—为地上部分高度;

H2—泵房咋地面以下高度。

（1）H?a1?b?c1?d?e?h 式中：a1—行车轨道高度，取0.4m；

b—吊车梁高，取0.22m。

c1—行车轨道中心至起吊钩中心垂直距离，取0.54m。

d—起重绳的垂直距离，对于水泵为0.85X，对于电动机为1.2X，X为起重部件宽度。

0.85X?0.85?21.4?1.19m，1.2X?1.2?1.02?1.22m。

e—起吊物高度，本设计取最高者—水泵1.70m；

h—起吊物底部与泵房平台或者进口处至室内地坪距离 取0.5m。 H1?0.4?0.22?0.54?1.22?1.7?0.5?4.58m。

（2）水泵轴线标高为252.87m，水泵基础标高为251.29m，地坪标高为250.99m，水泵基础高出地坪0.2m，底座厚度0.1m。二泵站地面标高255.3m，H2?二泵站的地面标高-地坪标高?255.3-250.99?4.31m；

则H?H1?H2?4.58?4.31?8.89m，泵房高度为9.00m。

48

09级给水课程设计

参考文献 参考文献

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[4]上海市政工程设计研究院.《给水排水设计手册 第5册》城镇排水.中国建筑工业出版社

[5]上海市政工程设计院.《给水排水设计手册 第十一册》常用设备 .中国建筑工业出版社

[6] 严煦世主编.给水排水快速设计手册1给水工程.北京：中国建筑工业出版社，1999 [7]上海建筑设计研究院 《给水排水设计手册 材料设备》续册1：中国建筑工业出版社，1997

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[9]严煦世，刘遂庆主编.给水排水管网系统.北京：中国建筑工业出版史，2002 [10]姜乃昌主编,泵与泵站.（第五版）.北京：中国建筑工业出版社，2007 [11]《室外给水设计规范》GB13-86 [12]《全国通用给水排水标准图集》

[13]李亚峰、尹士君 《给水工程毕业设计指导书》 化学工业出版社 [14]崔玉川、员建 、陈宏平 《给水厂处理设施设计计算》 化学工业出版社 [15]张淑英主编.《给水工程主要构筑物及设备工艺设计计算》及其配套图集：同济大学出版社

09级给水课程设计 49

7 取水泵房的设计 b-机组基础间距离为2400mm； c-机组与墙之间间距为2000mm。

3000L0L1L2L3L4L5L6L72000

图7-2 吸压水管路布置示意图

7.2.3 吸水管在吸水间布置

吸水喇叭口一般采用D=(1.3-1.5)d=（1.3-1.5）×900=1170-1350，取1200mm。 吸水喇叭口最小悬空高度h1=（0.6-0.8）D=（0.6-0.8）×1200=720-960，取800mm。 吸水喇叭口最小淹没深度h2：

为了避免吸水池水面产生漩涡，使泵吸入空气，取h2=1.1m。 喇叭口净距a和喇叭口与井壁间距b：

a=（1.5-2.0）D=（1.5-2.0）×1200=1800-2400，取a=2000mm。 b=（0.75-1.0）D=(0.75-1.0) ×1200=900-1200,取b=1000mm。

7.2.4 水泵安装高度的确定

水温在10℃时，饱和蒸汽压为0.12mH2O,海拔255m时大气压ha=10.1mH2O。

'HS?HS-(10.33-ha)（-hva?0.24）?6.4?（10.33?10.1）?（0.12?0.24）?6.29m水泵进口法兰直径为600mm，则进口流速。V?2.87mls

v122.872??0.42m2g2*9.8 令∑hs=1.8m。

则水泵最大允许安装高度Hss=4.07m。

取Hss=4m，则泵轴允许标高=吸水室水面标高+水泵高度=249.18+4=253.18m， 泵房地面允许标高=253.18-0.95-0.15-0.2=251.88m。 式中：0.95为泵轴到底座高度；

09级给水课程设计

21

青海大学给水课程设计 0.15为底座厚度；

0.2为基础高出地面厚度；

7.2.5 吸水管中的水头损失

∑hs=∑hls+∑hfs

∑hfs=li×is=1.99×10-3×8.2=0.016m。 ∑hls==1.62×0.0822+0.21×0.417=0.21m。

?1—吸水管进口局部阻力系数，?1取0.75；

?2—DN900钢制90°弯头，?2取1.07；

?3—DN900手控闸阀，按开启度a/d=1/8，?3取0.15；

?4—DN900电动闸阀，按开启度a/d=1/8考虑，?4取0.15；

?5—偏心渐缩管DN900×600，?5取0.21。

∑hs=∑hls+∑hfs=0.016+0.22=0.226m。

7.2.6 压水管路水头损失∑hd

∑hd=∑hfd+∑hld

?hfd?(l4?l5?l6)id1?(l7?l8?l9)id2

=（4+3）×0.00754+（1.5+4.8+290）×0.000724=0.053+0.214=0.26m。

222v3v5v4?hld??62g?(?7??8??9)2g?(?10??11??12??13)2g

?6—DN500×700渐缩管，?6取0.24； ?7—DN700止回阀，?7取1.7； ?8—DN700闸阀，?8取0.15；

?9—DN700钢制90°弯头，?9取1.02； ?10—异径三通，?10取3.36；

?11—DN100钢制90°弯头，?11取1.08； ?12—DN100钢制90°弯头，?12取1.08；

?13—DN100闸阀，按开启度a/d=1/8计算，?13取0.15；

22 09级给水课程设计

7 取水泵房的设计 ∑

hld=0.24×0.853+（1.7+0.15+1.02）×0.225+（3.36+1.08+1.08+0.15）×0.368

=1.06m

∑hd=∑hfd+∑hld=0.26+1.06=1.32m。

从泵吸水口到输水干管上切换闸阀的全部水头损失为 ∑h=∑hs+∑hd=1.32+0.24=1.56m.

7.2.7 水泵实际扬程

∑h=∑hs+∑hd=1.32+0.24=1.56m

则最高水位是Hmax=4.72+2+1.56+1.2=9.48m； 常水位时H=7.72+2+1.56+1.2=12.48m； 最低水位时Hmin=11.72+2+1.56+1.2=16.48m； 所选水泵机组符合要求。

7.3 泵房设计及附属设备的选择

7.3.1 附属设备的选择计算

1)起重设备

最大重量为6800kg的电动机和水泵，故选择LDT8-S型电动单梁起重机，起重量为8000kg，箱型主梁，跨度16.5m，起什高度3.5-6m，配用AS520-24 4/1型电动葫芦。

2)通风设备

考虑到泵房整体较深，电动机功率较大，决定采用自然通风和机械通风的形式。风管的进口与电动机的排风口相接，用风机抽风。风机设置在上层楼板上，置于出风口圈筒内，通风管沿壁安设。风管外壁与墙相距300mm。计算从略。采用T30型号的轴流抽风机4台，配用电动机JO2-51型，N=5.5KW.

3)排水设施

由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设置排水设备即排水沟将水汇集到集水坑中。集水坑为1000×600×500，取水泵站的排水量一般按20-40立方米考虑，排水扬程在30m以内。故采用Is50-32-16A型水泵：Q=10-30m/h,H=28.5-20m，N=2.2kw，n=2900转/分。配用电动机Y90L-2型2台，一台工作，一台备用。

4)真空泵选择

当水泵在吸入式工作时，在启动前必须引水，故设置真空泵引水。 (1)真空泵抽气量的计算

3

QV?k(W1?W2)T(Ha?Zs)

W1—吸水管路中空气容积；

W2—泵壳内空气容积大致等于水泵吸入口面积乘以吸入口到出水阀门的距离； T—水泵引水时间，一般小于5min；

09级给水课程设计

23

青海大学给水课程设计 k—漏气系数，一般为1.05-1.00，取1.05 Zs—水泵轴心到吸水井最低水位高差；

1.05*（5.2?Qv?最大真空计算

*0.62*7）4?3.08m3/min4*（10.3?4）

?

Hsmax=73.6；Zs=73.6*4=294.4mmHg

选用SZ-2型水环式真空泵，Q=0.95-1.65,Hv=152-304mmHg，选择2台，一台工作，一台备用。配用电机型号JO2-52-4型。

7.3.2 泵房高度计算

1）泵房高度除了要满足采光和通风条件外，主要取决与起重设备的要求。由于取水泵房采用地下式泵房，故泵房高度为H=H1+H2.

其中：H1—为地上部分高度；

H2—泵房在地面以下高度。

H1?a1?b?c1?d?e?h

式中：a1—行车轨道高度，取0.4m； b—吊车梁高，取0.22m。

c1—行车轨道中心至起吊钩中心垂直距离，取0.54m。

d—起重绳的垂直距离，对于水泵为0.85X，对于电动机为1.2X，X为起重部件宽度。0.85X=0.85×2.1=1.79m，1.2X=1.2×0.82=0.984m，取1.79m。

e—起吊物高度，本设计取最高者—水泵1.48m；

h—起吊物底部与泵房平台或者进口处至室内地坪距离 取0.5m。 则H1=0.4+0.22+0.54+1.79+1.48+0.5=4.93m。 2)H2计算

水泵轴线标高=吸水井最低水位标高+水泵最大安装高度=249.18+4=253.18m； 水泵基础标高=水泵基础标高-基础到地坪的距离-底座厚度 =253.18-0.95-0.2-0.15=251.88m， 水泵基础高出地坪0.2m，底座厚度0.15m。 一泵站地面标高255.3m。

则H2?泵站的地面标高-地坪标高=255.3-251.88=3.42m 则H?H1?H2?4.93?3.42?8.35m 下图为泵房的简体高度计算草图：

24 09级给水课程设计

7 取水泵房的设计 a1bc1H1dehH2

图7-3 泵房高度示意图

09级给水课程设计

25

青海大学给水课程设计 8 净水构筑物的进算

8.1 设计供水量

Q?aQd?1.1?130000?1.7m3/s

式中：?—水厂自用水量系数，一般在1.05-1.10之间，取?=1.1

消防水量可储存于清水池中，故设计流量中不包括消防水量，以免水量过大，构筑物设计尺寸增大，造价增大而水量却过剩。

8.2 配水井计算

根据同类水厂的运行经验，本设计中配水井的停留混合时间取1.5分钟，则配水井的容积为：

V?1.7?1.5?60?160m

取配水井有效水深4.8m，超高0.3m，井体采用圆形，则配水井表面积：

3S?V4.8?1160.674.8?33.47m2R? ，

S??33.47?3.3m3.14

则配水井直径D?2R?6.6m.

为了防止一侧进水直接冲击出水管，应在进水侧设置一座挡水墙，墙高采用2.0m。出水管采用D=1200mm的铸铁管，其流量按照水量的75%进行计算：

v?

130000?1.1?0.75?1.18m/s21.2 24?3600?3.14?4下图为配水井的草图图10-1：

Dg1100300Dg12004800Dg=1100Dg=1200Dg1200Dg1100

配水井立面和平面图图8-1 配水井平立面示意图

26 09级给水课程设计

8 净水构筑物的进算 8.3 投药系统计算

本设计选择Al2(SO4)3.18H2O作为絮凝剂，活化硅酸作为助凝剂。采用药剂湿投法，并采用水射器压力投加。

213495671溶液池 2、4阀门 3投药箱 5漏斗 6高压水管7水射器 8原水进水管 9澄清池

8图8-2 投药系统示意图

8.3.1 用药量计算

取混合药剂的平均投加量38mg/m3,则38?1.1?130000?5.89t/d。 按30天存储计G?5.89?30?176.7t，密度??1620kg/m，则 V?3176.7?109.07m3。堆积高度按1.8m计，则平面尺寸 1.622 s?109.07/1.8?60.6m。

8.3.2 加药间和仓库

1)药剂仓库与加药间宜连接在一起，存储量一般按最大投加量期的1-3个月用量计算。 2)仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽车运输方便，留有1.5米宽的过道。

3)应有良好的通风条件，并组织受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的防腐措施。

8.4 混合设备（管式静态混合器）

管式静态混合器是目前广泛使用的管式混合器，混合器内按要求安装若干固定混合单元，每单元由若干叶片按一定角度交叉组成。水和药剂通过时，被单元体多次分割，改向并形成涡流，达到混合目的。该混合区构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速均匀，但

09级给水课程设计 27

青海大学给水课程设计 是水头损失稍大，与设置的分流板的数量和角度有关。

本设计分流板级数取3级。 下面图例是管式混合器：

药剂管道混合单元体管道原水管式静态混合器图8-3 管式静态混合器示意图

8.5 絮凝设备

设计参数：本设计中廊道内流速采用6档：

v1?0.5m/s, v2?0.4m/s, v3?0.35m/s, v4?0.3m/s, v5?0.25m/s, v6?0.2m/s

反应时间T?20分钟，池内平均水深H1?2.4m，墙超高H2?0.3m，池数n?2。

8.5.1 絮凝池参数的确定

1）絮凝池组数n?1,一组絮凝池由2个絮凝池组成。 2）絮凝时间取20min。

8.5.2 设计计算

143000?20?2142.25m3 总容积W?6010%是水厂自用水所占比例。

分为2池，每池净面积F?W/H1n?446.3m， 池子宽度B，按沉淀池宽采用，则B?22.2m， 池子长度（隔板间净距之和），l?F/B?20.1m 隔板间距按廊道内流速不同分成6档。

2140220Q24a1???0.67m3600nv1H13600?2?0.5?2.4取a1?0.7m,则实际流速v1?0.483m/s

28 09级给水课程设计

8 净水构筑物的进算 1402202a2??0.84?3600?2?0.4?2.4，取0.85m，则实际流速v2?0.376m/s

按上法计算得：

??0.338m/sa3?0.95m,v3； ??0.28m/s； a4?1.15m,v4

??0.241a5?1.35m,v5m/s； ??0.198m/sa6?1.7m,v6；

每一种间隔采取3条，则廊道总数为18条，水流转弯次数为17次，池子长度（隔板间净距之和）：

l??3(a1?a2?a3?a4?a5?a6)?3(0.7?0.85?0.95?1.15?1.35?1.7)?20.1m隔板厚度按0.2m计，则池子总长L?20.1?0.2?(18-1)?23.5m。

本设计省略了絮凝池的水头损失计算，根据国内同等规模水厂的絮凝池的经验数据，直接取水头损失h?0.3m。

下图为絮凝池平面图和剖面图图10-4：

20800I沉淀池进水22200

图8-4 絮凝池平面图 平面8.6 斜管沉淀池的计算

8.6.1 斜管沉淀池的设计要点

1）斜管断面一般采用蜂窝六角形，内径或者边距d一般采用25-35毫米。 2）斜管长度一般为800-1000mm常采用??60 3）斜管上部的清水区高度不宜小于1.0米以上。

4) 斜管下部的布水区高度不宜小于1.5米左右，为使布水均匀，在陈定池进口处穿孔

。09级给水课程设计 29

青海大学给水课程设计 墙或格栅。

5) 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。 6) 斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。

7）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。

8.6.2 设计计算

1)设计参数的选用

（1）采用2座沉淀池（2）颗粒沉淀速度u?0.4mm/s（3）清水区上升流速v?3mm/s。（4）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??60（5）

本设计中沉淀池采用穿孔墙进水，排泥采用穿孔管，集水系统采用穿孔管。 2)清水区面积

A?Q/V?270.49m2

其中斜管结构占用面积按3%计，则实际清水区面积：A??270.49?1.03?278.6m。 为了配水均匀采用清水区尺寸22.2?12.5m，使进水区沿22.2m以便布置。 3)斜管长度

管内流速v0?v/sin??3.5mm/s，斜管长度：

21.33v0??0Sin?1.33?3.5?0.4?0.866l?()d?()30?646.29mm?0Cos?0.4?0.5。

考虑管端紊流积泥等因素，过滤区采用300mm，按1000mm计。 4)池体高度

超高采用0.3m； 清水区采用1.2m； 布水区采用1.5m； 穿孔排泥斗槽高0.8m； 斜管高度h?lsinθ?0.87m；

故池子总高度H?0.3?1.2?0.5?0.8?0.87?4.67m。 5)进口穿孔墙设计

为了防止已形成的粗大的，具有良好的沉淀性能的絮凝体破碎，穿孔墙洞口流速取

v?0.15-0.2m/s之间，洞口面积不宜过大，本设计中采用的流速为0.15m/s。

配水墙穿孔面积F?0.701/0.15?4.67m 每个洞口尺寸定为200?150mm。

24.67?106?156个。 则洞口数

200?150孔眼布置：空洞布置称呼4排，每排39个。 6)积水系统穿孔管设计

沿沉淀池长度方向布置一条集水槽，所担负的流量为0.701m/s，每侧采用14条穿孔管，将水流入集水槽，两侧穿孔管距池壁0.65m，每根穿孔管间距为1.6m，每根穿孔管所

330 09级给水课程设计

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