水厂构筑物计算
西安市水厂工艺设计计算说明带详图概要
水质工程学课程设计专业给水排水工程专业班级给排水指导教师杨卫身、马立艳学生姓名学号2010年12月 26日目录1总论 (2)1.1设计任务及要求 (2)1.2基本资料 (2)1.2.1工程概况 (2)1.2.2地面水源 (2)1.2.3源水水质资料 (2)2总体设计概况 (3)2.1水厂规模 (3)2.2总体设计 (3)2.2.1确定给水处理厂工艺流程 (3)2.2.2处理构筑物及设备形式选择 (3)2.2.2.1取水构筑物 (3)2.2.2.2药剂溶解池 (3)2.2.2.3反应池 (4)2.2.2.4混凝 (5)2.2.2.5滤池 (11)2.2.2.6消毒 (23)2.2.3 其他设计 (24)2.2.3.1清水池 (24)2.2.3.2吸水井 (26)2.2.3.3二级泵房 (26)2.2.4 辅助建筑面积设计 (27)2.3 反水厂总体布置 (28)2.3.1水厂的平面布置 (28)2.3.2水厂的高程布置 (28)8设计体会 (28)参考文献 (28)1总论1.1设计任务及要求给水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。
课程设计的内容是根据所给资料，设计华东地区某给水厂设计，要求对初步方案进行设计，对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布置图、高程布置图、管线布置图、绿化施工图和某个单项处理构筑物（澄清池或过滤池）的单体图（包括平面图、剖面图，达到施工图深度）及设备选型，并简要写出一份设计计算说明书。
1.2基本资料1.2.1 工程概况本设计为华东地区某城市给水工程设计，水厂规模：日处理水量20 万吨。
设计中采用位于城市西南的河流上游作为水源地。
城市土壤种类为亚粘土。
地下水位深度 6 m。
冰冻线深度0.2m。
水厂设计(沉淀池、滤池)及计算公式(例)
净（制）构筑物根据人饮工程设计规模Q ＝6000m ³/d ，为自流引水处理，运行时间为24小时/天，日处理水量约6000 m ³，每小时水处理能力为250 m ³/h 。
水厂建两组净水建筑物，每组日处理水量约3000 m ³，每小时水处理能力为125 m ³/h 。
水厂建净水建筑物两组四座，单组净化能力Q ＝125m ³/h 。
水源水质化验结果表明，浑浊度、大肠菌群、细菌总数三项指标超标。
为保证人民生活饮水卫生达国标GB5749-85要求，拟定净水构筑物工艺流程为：进水→旋流孔室反应→斜管沉淀→重力式无阀滤池→清水池。
现只计算一座（1500 m ³）的净水结构：一．穿孔旋流孔室式反应池设计参数：反应池采用6格，反应时间20分钟，池高度拟定为3.7m ，V 进口＝1.0m/s ，V6＝0.2（m/s ）。
反应池总容积W=QT/60＝62.5×20/60＝20.83（m ³）反应池面积F=W/H=20.83/2.5=8.332(㎡)单格池面积f ＝F/n ＝8.332/6＝1.389（㎡）设计拟定为正8边形内切圆直径为1.3m 的单个反应池的面积为1.4㎡，满足设计要求。
各单池进孔口流速=1.0+0.2-0.2×T t n )12.00.1(122-+ =1.2-0.2T t n241+ 第一格进口管径采用0.15mtn ＝n Tn '' 式中n ''——第n 格序数n ＝6格t1＝3.33（min ） t2＝6.67（min ）t3＝10（min ） t4＝13.33（min ）t5＝16.67（min） t6＝20（min）V1=1.2-0.2×sqrt((1+24×3.33/20))＝0.75（m/s）V2=1.2-0.2×sqrt((1+24×6.67/20))＝0.6（m/s）同理可求得：V3=0.48（m/s） V4=0.38（m/s）V5=0.28（m/s） V6=0.2（m/s）各格进口尺寸，1—6格拟定为正8边形由流量公式得：Q＝62.5m3/h＝0.01736 m³/s据公式Fn=Q/Vn计算得：F1=0.01736/0.75＝0.0231（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.11×0.22=0.0242（㎡）F2=0.01736/0.6＝0.0289（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.12×0.24=0.0288（㎡）同理得：F3＝0.0363（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.14×0.27=0.0378（㎡）F4＝0.0462（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.16×0.29=0.0464（㎡）F5＝0.0613（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.18×0.34=0.0612（㎡）F6＝0.0868（㎡）实际采用孔口尺寸：b×h＝0.21×0.42=0.0882（㎡）GT值计算，要求梯度值GT在104—105之间由公式G式中h＝1.06 V2n/2g为孔口水头损失经计算得：H进口＝0.054 h1＝0.03 h2＝0.019 h3＝0.012 h4＝0.008 h5＝0.004则h＝h进口+h1+h2……h5＝0.111（m）G2010029.160111.05004⨯⨯⨯⨯-＝21.2（L/s）（G=20~60s-1）GT=21.2×1500＝31800≈3.18×104在104—105之间，故能满足要求。
高程布置计算
7.3高程布置在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流，两构筑物之间的水面差，即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道计量设备水头损失。
水头损失通过计算确定，并留有发展余地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。
为使土方量平衡，在进行高程布置时，以清水池最高水位与清水池所在地面标高相平为依据。
7.3.1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（P865）进行估算，估算结果如下表所示：表7-2 净水构筑物水头损失估算值7.3.2构筑物之间的水头损失水头损失一般应通过计算确定，也可参照规范进行估算，并考虑水头跌落损失，本次设计构筑物内部的水头损失参照规范，构筑物之间的水头损失通过计算，计算公式如下所示：∑∑∑gv ξil h h h j f 2+=+=2；式中h f - 两构筑物之间的沿程损失，m ；h j - 两构筑物之间的局部损失，m ； i - 管道坡度； l - 管道长度，m ； v - 管道流速，m/s ；1. 清水池至吸水井清水池到吸水井管线长15m ，管径DN1000，最大时流量Q=640L/s ，查水力计算表可知，水力坡度i=0.00072，v=0.82m/s ，沿线设有两个闸阀，进口和出口，局部阻力系数分别为0.06,1.0,1.0,则管线中的水头损失为：设计中取=0.09m2.滤池到清水池滤池到清水池之间的管线长为15m ，设两根管，管径为DN800，每根流量为429L/s 查水力计算表，v=0.89m/s ，i=0.00125,沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别是0.06,1.0,1.0，则水头损失设计中取=0.11m滤池的最大作用水头为2.0-2.5m,设计中取2.3m 。
2. 沉淀池到滤池沉淀池到滤池管长为L=15m ，Q=0.859m 3/s ，v=1.05m/s ，DN1000,i=0.00128，沿线有两个闸阀，进口和出口局部阻力系数分别是0.06,1.0,1.0，则水头损失设计中取=0.14m表7-3 水厂各构筑物当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。
水厂部分构筑物计算说明书
平流沉淀池设计（1）设水厂自用水量为5%，则设计水量为1.05d Q =1.05⨯18556.8=19484.643m /d =811.863m /d2）沉淀池停留时间取 1.5T h =，单池容积Qt W=n = 811.86 1.5=608.8952⨯mm/h 3）沉淀池水平流速取10v =。
沉淀池长为： 3.6 3.610 1.554L v T m =⨯⨯=⨯⨯=4）有效水深取H=3m ，沉淀池表面积： 2T 811.86 1.5405.93H 3Q A m ⨯===； 5）沉淀池宽为：405.93=7.5254A B m L ==，两个滤池：B 7.52b===3.76m 22 6）沉淀池有效水深为H +h H =有效超高=3+0.3=3.3m ，（取超高为0.3 m ）滤料选用双层滤料：石英砂和无烟煤1）滤池面积及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0.124T=24--0.62=23.8-1.2=22.6h 12⨯⨯ 设滤池的正常滤速1v =9m/h 。
滤池面积2119484.64==95.79m T 922.6Q F v =⨯ 每组滤池单格数为N=4，布置成单行排列。
每个滤池面积95.7923.954F f N === 采用滤池长宽比为7:3，滤池设计尺寸为7⨯3 实际滤速19484.6410.26/73422.6Q v m h FT ===⨯⨯⨯ 校核强制流速410.2613.68/13Nv v m h N ⨯===- 2）滤池高度承托层高度：1450H mm =滤料层高度：2750H mm =（其中无烟煤350mm ，石英砂400mm ） 滤层最大水深：31700H mm =保护高度（超高）：4300H mm =故滤池总高度：123445075017003003200 3.2H H H H H mm m =+++=+++==3）配水系统①. 干管取冲洗强度214/()q L s m =⋅干管流量2114294/g q f q L s =⋅=⨯=查阅资料，采用管径600g d mm =，（干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置） 干管始端流速 1.05/g v m s =②. 支管支管中心距离，采用0.25m 每池支管数：22756()0.25j L n a ⨯===根 每根支管入口流量：gj j q 294q ===5.25/n 56L s 采用管径60j d mm =，支管始端流速 1.75/j v m s =③. 孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比K 采用0.25%孔眼总面积220.25%210.052552500k F K f m mm =⋅=⨯== 采用孔眼直径：10k d mm = 每个孔眼面积2220.7851078.54k k f d mm π==⨯= 孔眼总数：52500668.79670()78.5k k k F N f ===≈个 每个支管孔眼数k 670n =12.4113()54k j N n ==≈个 每根支管孔眼布置成两排，与垂线呈45︒夹角向下交错排列 每根支管长度：()()1130.6 1.222j g l B d m =-=-= 每排孔眼中心距 1.20.185111322j k k l a m n ===⨯ ④. 孔眼水头损失支管壁厚采用5mm δ=流量系数0.67μ=水头损失221114 3.5621029.8100.670.25k q h m g K μ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭ ⑤. 配水系统校核支管长度与直径之比应不大于60，1.220600.06jj l d ==< 孔眼总面积与支管总横截面积之比应小于0.520.05250.330.5560.7850.06k j j F n f ==<⨯⨯ 干管横截面积与支管总横截面积之比一般为1.75~2.0220.7850.6 1.786560.7850.06gj j f n f ⨯==⨯⨯，在范围之内。
给水处理厂净水构筑物的设计计算
2 配水井设计
2.1 配水井设置 一般按照设计规模一次建成，停留时间取 30s。 2.2 配水井有效体积 V=Q t=2.12×30=63.6m 3 =64m 3 2.3 配水井尺寸确定 设进厂原水管道经济流速为 2.0m/s，则水厂进水管管径 D 际取 D 进水=1100mm，对应流速为 2.23 m/s。
r——搅拌机半径，r=D0/2=1.15m； （3）轴功率 a.计算轴功率 = B 408 = 0.5 1000 × 4.35 × 2 × 2 × 0.29 × 1.15 = 22.86（kw） 408 × 9.81
N2——计算轴功率； w——搅拌机旋转角速度,4.35rad/s； C——阻力系数，0.2~0.5,取 0.5； γ——水的容重,1000kg/m3； Z——搅拌器叶数，取 2； e——搅拌器层数，取 2 层； B——搅拌器宽度， B= （0.1~0.125） D0， 本设计中 B=0.125×2.3=0.29m； R0——搅拌器的半径，1.15m； b.需要轴功率 = 1000 = 0.9691 × 10 63.6 × 600 = 22.19（kw） 1000
W=QT=2.12×60=63.6m³ 混合池深取 4.3m，故混合池尺寸为 6.1×4.8×4.3m3。
4.4.4 搅拌机转速，旋转角速度和轴功率
（1）搅拌机转速 n0=
=60×3/（π×2.3）=24.91（r/min）
n0——搅拌机垂直轴转速； v——浆板外缘线速度，1~5m/s，本设计取 3m/s； D0——搅拌机直径（1/3~2/3）D，其中 D 为矩形混合池等效为圆形的直 径为 4.6m，本设计中 D0 取 2.3m； （2）搅拌机旋转角速度 w=v/r=5/1.15=4.35(rad/s) w——搅拌机旋转角速度； v——浆板外缘线速度，5m/s；
水厂设计计算书
设计计算书第一节、水量计算该水厂设计产水量为 18500 m ³/d 自用水系数 10%水厂的井水量为 Q=18500（1+0.1）=20350 m ³/d=847.92h /m 3=0.24s m /3第二节、混凝1.混凝剂药剂的选用根据任务书，选取药剂为三氯化铁，三氯化铁的投加量选取为10㎎/L ，其特点为：三氯化铝的混凝效果受温度影响小，絮粒较密实，适用原水的pH 值约在6.0--8.4之间。
药剂投加方式干式与湿式的优缺点的比较：投加方式一般有重力投加和压力投加，大多数情况下水厂采用压力投加，本设计采用水射器投加方式。
如下图：混凝剂的湿式投加系统如下图：2、加药间的设计计算设计要求：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、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1～3个月的用量计算。
3、溶液池容积 n b Q a W ⨯⨯⨯=4171= 21041792.84710⨯⨯⨯ =1.02m 3 取1.5 m 3式中：a —混凝剂（三氯化铁）的最大投加量（mg/L ），本设计取10mg/L ； b —溶液浓度，一般取5%-20%，本设计取10%；Q —处理水量，本设计为847.92h /m 3 n —每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。
溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2座，一备一用，保证连续投药。
单池尺寸为L ×B ×H=1.5×1.0×1.6，高度中包括超高0.3m ，沉渣高度0.3m ，置于室内地面上。
溶液池实际有效容积：1W = L ×B ×H=1.5×1.0×1.0=1.5m 3，满足要求。
净水厂设计计算书
二 设计计算内容一、 水厂规模及水量确定综合生活用水量：Q 1=270000×250×96％=64800000L/d=64800m 3/d 生产用水量：Q 2=12000+12000+12000+8000=44000m 3/d 工业企业用水量：Q 3=[(25×1600×3+35×400×3+60×400×3)+(25×1600×3+35×400×3+40×400×3)+(25×1000×3)+(25×1600×3)]／1000=639m 3/d 浇洒绿地用水量：Q 4=(Q 1 +Q 2 +Q 3 )×10％=(64800+44000+639) ×10％=10944m 3/d 未预见用水及管网漏水量: Q 5=20％×(Q 1+Q 2+Q 3+Q 4)=24077 m 3/d 设计水量：Q d =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5=144460 m 3/d=6019 m 3/h=1.67 m 3/s 水厂自用水量取5% Q I =1.05×TQd=6320.125 m 3/h 消防水量:Qx=55×2=110L/s=9504 m 3/d二. 给水工艺流程的确定及构筑物的选择 2.1工艺流程的确定水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。
原水混 合絮凝沉淀池滤 池混凝剂消毒剂清水池二级泵房用户图1 水处理工艺流程2.2构筑物形式的选择根据已选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反应池选用折板絮凝池，沉淀池选用平流式沉淀池，滤池选用V 型滤池，采用加氯消毒。
三、 给水单体构筑物设计计算 （一） 混凝剂配制和投加 1. 设计参数根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选聚合氯化铝为混凝剂。
给水处理厂设计计算书
度时尤为显著。 2．温度适应性高，PH 适应范围宽（PH:5-9）,因而可不加碱剂。 3． 使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。 4． 是无机高分子化合物。
四、 投加量 混凝剂投加量应根据原水水质检验报告，用不同的药剂作混凝试
当进水管管径 D1 900mm 时， v 1.18m / s （在 1.0～1.2 m/ s 范围内）。 （3）矩形薄壁堰 进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入 2 个水斗再由管道接入 2 座后续
3.选择各构筑物的形式和数目，初步进行水厂的平面布置和 高程布置。在此基础上确定构筑物的形状、有关尺寸安装位置等。
4.各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的 尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性，并符合建筑摸数的要求。
5、根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置 上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物间连接管 道的位置。
二、 设计步骤
城市自来水厂课程设计可以参照下列步骤进行。 1、根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运 转情况确定处理工艺流程和选定处理方案。 2.拟定各种构筑物的设计流量。当原水设计浊度不超过
1000～2000 毫克/升时，设计流量按 Q=Q×1.05 计算。Q为水厂净产水量，1.05
为水厂自用水量。（一般取 5～10）
毫克/升 毫克/升
个/升 个/毫升
292
10.3 18.6 33.7 5.3 7.6 2.9 12 205 22000
3、厂区地形图（1:500）
4 水厂所在地区为 华南 地区，厂区冰冻深度 0 米， 厂区地下水位深度 -4.2 米，主导风向 东南 风。
(完整word版)自来水厂设计—计算书
目录第一部分说明书3第一章净水厂厂址选择3第二章处理流程选择及说明 4第一节岸边式取水构筑物8第二节药剂投配设备10第三节机械搅拌澄清池10第四节普通快滤池11第五节消毒间12第六节清水池14第七节送水泵站14第三章水厂的平面布置16第一节水厂的平面布置要求 16第二节基本设计标准16第三节水厂管线16第四节水厂的高程布置17第四章排泥水处理20第一节处理对象20第二节处理工序20第二部分计算书21第一章岸边式取水构筑物21第一节设计主要资料21第二节集水间计算21第三节泵站计算22第二章混凝设施26第一节药剂配制投加设备26第三章机械搅拌澄清池计算 35第一节第二反应室35第二节导流室35第三节分离室36第四节池深计算37第五节配水三角槽38第六节第一反应室39第七节容积计算40第八节进水系统40第九节集水系统41第十节污泥浓缩斗42第十一节机械搅拌澄清池，搅拌机计算43第四章普通快滤池计算48第一节设计参数48第二节冲洗强度48第三节滤池面积及尺寸49第五节配水系统49第六节洗砂排水槽50第七节滤池各种管渠计算51第八节冲洗水泵52第五章消毒处理54第一节加氯设计54第二节加滤量计算54第三节加氯间和氯库54第六章清水池计算56第一节清水池有效容积56第二节清水池的平面尺寸56第三节管道系统56第四节清水池布置56第七章送水泵站58第一节流量计算58第二节扬程计算58第三节选泵58第四节二级泵房的布置59第五节起重设备选择59第六节泵房高度计算60第七节管道计算60第八章给水处理厂的总体布置61第一节平面布置61第九章泥路计算64第一节泥、水平衡计污泥处理系统设计规模64第二节排泥水处理构筑物设计计算67结束语73致谢74参考文献75第一部分说明书第一章净水厂厂址选择净水厂一般应设在工程地质条件较好、地下水位底、承载力较大、湿陷性等不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工.水厂还应考虑防洪措施，同时尽量把水厂设在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。
水厂常用设计参数
水厂常用设计参数净水构筑物的允许流速、水头损失和池总高度斜板（管）沉淀池设计数据1. 斜板垂直净距一般采用80-120mm，斜管直径一般采用50-80mm；2. 斜板（管）长度为1-1.2m；3. 倾角一般为60°；4. 斜板（管）底部缓冲区高度一般为0.5-1m；5. 斜板（管）上部水深一般为0.7-1m；6. 池内停留时间：初次沉淀≤30min；二次沉淀≤60min。
竖流式沉淀池设计数据1. 池直径或正方形边长与有效水深的比值≤3，池直径一般采用4-7m；2. 当池直径或正方形边长< 7m时，澄清水沿周边流出。
个别当直径≥7m时，应设辐射式集水支渠；3. 中心管内流速≤30mm/s；4. 中心管下口的喇叭口和反射板要求：1）反射板板底距泥面≥0.3mm；2）反射板直径及高度为中心管直径的1.35倍；3）反射板直径为喇叭口直径的1.3倍；4）反射板表面对水平面的倾角为17°；5）中心管下端至反射板表面之间的缝隙高为0.25-0.5m，缝隙中心污水流速，在初次沉淀池中≤30mm/s，在二次沉淀池中≤20mm/s；5. 排泥管下端距池底≤0.2m，管上端超出水面≥0.4m；6. 浮渣挡板距集水槽0.25-0.5m，高出水面0.1-0.15m，淹没深度0.3-0.4m。
平流式沉淀池设计数据1. 长宽比以3-5为宜；2. 长与有效水深比一般采用8-12；3. 池底纵坡一般采用0.01-0.02，机械刮泥时不小于0.005；4. 初次沉淀池最大水平流速为7mm/s,二次沉淀池为5mm/s；5. 进出口处挡板位置1）高出池内水面0.1-0.15m；2）进出挡板淹没深度一般为0.5-1.0m；3）出口挡板淹没深度一般为0.3-0.4m；4）挡板距进水口0.5-1.0m，距出水口0.25-0.5m；6. 非机械刮泥时，缓冲层高度0.5m，机械刮泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；7. 刮泥机行进速度一般为0.6-0.9m/min；8. 排泥管直径为< 200mm；9. 入口整流墙的开孔总面积为过水断面的6%-20%；10. 出水锯齿形三角堰，水面宜位于齿高的1/2处。
污水处理厂常见构筑物构造分析设计
污水处理厂常见构筑物构造分析设计本文主要分析了污水处理厂常见构筑物构造设计的内容要点，首先阐述了单体构造设计的内容，其次在污水处理厂构造建筑物构造设计中存在难点，同时提供了相关的控制措施，希望通过研究为该领域的员工提供一些参考。
一、单体构造设计在单体构造设计过程中，必须严格按照设计规范的要求设计粗格子、细格子、氧化沟等构造内容，保证设计效果,满足工程需要。
(1)粗电网的构造设计关于粗格子的构造设计，通常主要涵盖两个内容，分别是内力的计算和耐上浮稳定性的管理等。
关于2个内容的前者，通常必须设定为地下6~llπι,精细测量并认定其中相关的矩形池和下沉状况。
构筑物的构造设计一般对池壁的计算应按照双向板的布局方式实施，相关载荷类型主要是三角形和梯形。
对于池壁厚度设计，厚度通常设定为嵌入深度的1/12—1/15规格。
相应底板厚度的可能值是池壁根部厚度的1.2倍，需要确保与根底池壁的嵌接。
根底反力的计算一般要复盖池内正常情况下的水的重量和协助各种操作的部件的重量，由于该建筑物具有较深的地下构造，自重的重量小，因此根底的反力一般较小。
与此同时，可以通过相关的精细计算以最小的钢筋率实施根底底板钢筋设计。
这样，就需要适当加强上下钢筋，开展钢筋的系统管理和实时测量，确认其操作效果没有问题。
池壁的计算主要涵盖抗折、剪切力和压力等的计算，请务必确认其各指标符合规定的标准。
弯矩的计算一般需要区别化分析，本文列举的内容以最大值为执行基准。
(2)细电网的构造设计细格子的构造设计主要涵盖矩形池塘、水路、圆形池塘等内容，其高度通常设定为比地面高1-3m左右。
在构造的构造和施工中，一般以钢筋混凝土构筑的梁柱等为承重主体,实现对全池体的支承和承受。
通常，水路的净宽度请控制在600~900ram,水深请控制在InI左右。
由于池塘水的负荷小，池塘壁的设计和内力的计算按照悬臂板的具体规格实施,池塘壁的厚度控制在200~250πιπι的区间，采用双重双向配筋方式构成。
给水厂课程设计计算说明书
设计说明与计算书第1章设计水质水量与工艺流程的确定1.1 设计水质水量1.1.1原水水质及水文地质资料ss最高/(mg/L) 700最大时变化系数 1.2512水文地质及气象资料河流水文特征最高水位----------m，最低水位----------m，常年水位-----------m气象资料历年平均气温-----------，年最高平均气温--------，年最低平均气温-----------。
年平均降水量：-----------，年最高降水量----------，年最低降水量-----------。
常年风向-----------，频率--------。
历年最大冰冻深度20cm3 地质资料第一层：回填、松土层，承载力8 kg/cm2，深1~1.5m；第二层：粘土层，承载力10kg/cm2，深3~4m；第三层：粉土层，承载力 8kg/cm2，深3~4m；地下水位平均在粘土层下0.5m。
1.1.2、设计水量设计人口6.1万人均用水量标准（最高日）200L/d工厂A（万立方米/d）0.4工厂B（万立方米/d）0.7工厂C（万立方米/d）0.9工厂D（万立方米/d）1.4一般工业用水占生活用水% 195第三产业用水占生活用水%90Qd=1.067×﹝(200×6.1×(1+1.95+0.9)/1000+0.4+0.7+0.9+1.4﹞=86400立方米/d1.1.3、分析原水水质显著特点为ss含量较高，水量变化较小，故在后续工艺设计中会针对上述两个特点做出设计，以求实现工艺的优化。
1. 2 给水处理流程确定1.2.1 给水处理工艺流程的选择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。
一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。
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。
如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。
净水厂设计计算使用说明
福州市西区水厂一期扩建工程设计说明书1自然条件1.1地形、地质福州市地处闽江下游福州盆地，盆地总面积约200Km2，四周有鼓山、旗山、五虎山莲花峰等群山环抱。
地貌类型以平原为主，地势由西北向东南倾斜，市中心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。
市区高程一般为5～15m（黄海高程系），闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害，需沿江、河筑堤。
市区主要有两类地质：一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约0.25Mpa；二是淤积、冲积地区为高压缩性土，范围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为0.05～0.08MPa，地下水位高，一般在地面下0.5～2.0m。
1.2气象条件福州市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。
（1）气温年平均：19.6摄氏度极端最高：41.1摄氏度（1950年7月19日）极端最低：－2.5摄氏度（1940年1月25日）（2）水量年平均：1355.8mm年平均降水天数：151.2天24小时最大降水量：167.4mm暴雨主要出现月份：5～9月（3）霜冻年无霜期326天（4）风常年主导风向为西北风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。
平均风速：2.8m/s极大风速：40.7m/s基本风压：0.6KN/m2台风影响本市始于5月，结束于11月中旬，以7月中旬至9月中旬次数最多。
（5）湿度年平均相对湿度77%最大相对湿度84%最小相对湿度5%（6）蒸发量年平均蒸发量1451.1mm1.3水文条件闽江是福建省最大河流，水量充沛。
闽江在淮安以下分为两支，北支为北港，穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km，平均水面坡降0.15‰，枯水季水面宽150～200m。
南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长34.4km，进入河口段经亭江、倌口、琅歧流入东海。
水工构筑物案例分析
水工构筑物案例分析本文对某水厂扩建工程的施工实践，对水工构筑物案例进行分析。
标签：软土地基；构筑物；工程1 工程概况1.1 反应沉淀池结构形式反应沉淀池为现浇钢筋混凝土结构，分东、西2个池体，每个沉淀池底板尺寸为宽×长＝15.64m×114.40m，设4条伸缩缝将结构划分为5段（18.1m+3×23.9m+24.4m）。
沉淀池采用D=426mm水泥粉煤灰碎石桩复合地基，桩体按立方体抗压强度≥15MPa控制。
CFG桩横向×纵向排距＝1900×1900mm、1900×2000mm、1900×1750mm，其中964根碎石桩有效桩长为15.0m，91根碎石桩有效桩长为14.0m，133根高压旋喷桩桩长为14.0m，水泥掺量为30%～35%。
在CFG桩顶先铺设30cm砂石褥垫层，其上浇筑10cm厚素混凝土垫层后再施工沉淀池结构。
1.2 工程地质情况沉淀池场地地面标高为2.20m，根据岩土勘察报告，施工场地在沉淀池施工影响范围内的土体均为第四纪松散沉积物，成因以滨海相沉积为主，主要分成如下6个工程地质层，自上而下依次为：素填土：灰色，湿，以粉质粘土为主，夹较多植物根茎，土质松散，不均匀。
层底标高-0.02～1.43m，层厚0.30～2.40m。
粉质粘土：黄色，湿～饱和，土质较均匀。
层底标高0.46～0.53m，层厚0.0～0.90m。
淤泥质粉质粘土：灰黄～灰色，饱和，土质较均匀。
层底标高-13.07～-11.19m，层厚11.70～13.60m。
粘土：灰～灰黄色，饱和，可塑，夹少量淤质粘性土条带，土质较均匀。
层底标高-12.97～-12.79m，层厚0.0～1.60m。
粘质粉土：黄色，湿，夹较多软塑状粘性土薄层，土质欠均匀。
层底标高-14.32～-13.57m，层厚0.0～1.50m。
粉砂：黄～灰色，饱和，局部密实，夹少量淤质粘性土条带，土质欠均匀。
水厂设计计算说明书
净水处理构筑物设计计算宾川县二水厂工程的设计规模为2.0万m 3/d ，分两期实施。
一期工程规模为1.0万m 3/d 。
一期工程设计流量Q=2410.110000⨯=458.33 m 3/h=0.127 m 3/s 。
1.配水混合井配水井按二期设计，一次修建完成。
分为3格，每格均为正方形（2.0m ×2.0m ），有效水深2.0m ，保护高度0.5m 。
原水进入配水井中间一格后通过池壁底端的连通渠向两边均匀分流，并在外侧的两格装有推进式机械浆板混合装置，搅拌器直径0.68m ，外缘线速度4.6 m/s ，搅拌功率2.5Kw 。
向配水井内投加混凝剂后，经机械混合器快速混合，混合时间1min ，然后由配水井上端连接的DN400配水管向网格絮凝池均匀配水。
在浊度较低季节或水厂网格絮凝－斜管沉淀池检修时，可以超越网格絮凝－斜管沉淀池，投药后配水混合井直接配水到无阀滤池进行直接过滤。
]2.网格反应池 2.1设计数据（1）设计流量Q=0.127 m 3/s ； （2）反应时间t ＝12.5min ； （3）每个反应池有6个竖井；（4）过网流速分四档，分别为：0.25m/s ，0.19m/s ，0.10m/s ，0.07m/s ；2.2主要计算（5）平面尺寸反应池容积ϖ＝Qt ＝0.127×12.5×60＝95.25 m 3 反应池有效水深H ’＝3.6 m反应池的总面积F ＝46.266.325.95'==H ϖm 2 反应池分6格，每格的面积f ＝ 41.4646.266==F m 2 单格平面尺寸2.1 ×2.1m （6）反应池的总高度HH ＝H 1＋H 2＋ H 3H 1——排泥斗高度，取1.1m ； H 2——池中有效水深，取3.6m ； H 3——保护高，取0.4m ； H ＝1.1＋3.6+0.4＝5.10m根据泥斗尺寸验算斗底坡度为52.3°，排泥顺畅。
给水厂计算说明书
1.给水处理厂课程设计任务书一、目的和内容净水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。
课程设计的内容是根据所给资料，设计一座城市净水厂，要求对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布置图、高程布置图和某个单项处理构筑物(絮凝沉淀池、澄清池或滤池)的工艺设计图(应达到初步设计的深度)，并简要写出一份设计计算说明书。
设计题目: 某市自来水厂工艺设计二、原始资料（1）水厂规模：11.6万m3/d(2)水源为河流地面水，原水水质分析资料如下：(3)厂区地形：(比例1:500, 按平坦地形和平整后的设计地面高程32.00m设计), 水源取水口位于水厂东北方向150m，水厂位于城市北面1 km。
(4)工程地质资料1)地质钻探资料土壤承载力:20 t/m2.2)地震计算强度为186.2kPa。
3)地震烈度为9度以下。
4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。
(5)水文及水文地质资料10 历年三小时最大水m/3h 1.04位涨落地下水位：在地面以下1.8m(6)气象资料该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.90C，七月极端最高温度达390C，一月极端最低温度－15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，历年最大日量降雨量328.4mm。
常年主导风向为东北偏北（NNE），静风频率为12％，年平均风速为3.4m/s。
土壤冰冻深度：0.4m。
风向玫瑰图2 水厂选址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方面：⑴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。
⑵水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。
水厂构筑物接地电阻的计算与测量的新方法
接 地电阻是指当电流 由接地体流人土壤 时 ， 接地体土壤 周
围形成 的电阻。它包括接地体设备 间的连接 电阻、 接地体本身
的电阻和接地 体与土壤间的电阻总 和。 值等 于接地体对大地 其 零 电位 的电压和流经接地 体的电流 的比值 。 通过接地极流人地 中的工频交流 电求得 的接 地电阻称 为工频接地电阻 ， 简称接地
闭合矩形接地体形状 系数 的 Ａ值
长短 】
边 比
２ ３ 矩形基础的接地电阻近似计算式为： ＝ ．Ｋ 。 ．ｍ， Ｒ Ｉ１２ ＿ ｐ
Ｌ １
裹１
８ ９
式 中 Ｒ 为接地 电阻 ， ｐ为土 壤 电阻率 ， 。 Ｌ 接地 体的长边 ， Ｋ： 为形状 系数 ， 由图 １ 查得。
＝１ ８ ． ５Ｑ
Ｌ１
３２ ． 测量 接地 电阻的电磁场 理论
（１／＝３ ／ ６ ． ， Ｉ＝ ．／１＝０ １４ ｐ取 １０ Ｉ） Ｌ／． ５ １＝２２ ｔ ａ ２ ３ ６ ．４ ， ａ ／ ０ Ｑ． ｎ ３ １２一般构筑物接地电阻的计算 ．．
对原有的建筑物 、 构筑物 ， 由于 时间长及其 它原 因 ， 不知 道
使上式中：１一 一 百
ｏ
根据 测量接地 电阻的方法 ，可令 ｄ２ ｄ】 （ ） ｌ ｌ ＝ ｌｄ 卜 ， ｄ】 代入上式 ， 并解一 元二次方程得 ：
＝
Ｏ ６１ ． ８
计 算结果表明 ， 若电流极不 置于无穷远处 ， 电压极 必须 则 放在 电流极与接地体两者之 间， 距接 地体的距离为 Ｏ ６ ８ 且 ．１ｄ
图 ２变 电所接地网测量接地 电阻 电极分布图
ｌ 接 地 体 ・一 电压 极 ・一 电流 极 一 ２ ３
处， 即可测得接地 体的真实 的接地电阻值。 该结论 的应用前题是接地体为半球 形 ， 土壤的 电阻率在水
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根据卡罗塞氧化沟工艺流程的特点，需要进行设计计算的污水处理构筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、Carrousel氧化沟、二次沉淀池、紫外线消毒池等。
1 泵前中格栅格栅是由一组平行的金属或塑料栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵集水井处，用以拦截污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。
根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），粗格栅栅条间距50～100mm,中格栅栅条间距为16～40mm，细格栅栅条间距为3～10mm。
格栅与水泵房的设置方式：中格栅——提升泵房——细格栅。
污水处理厂的进水中格栅按远期设计，即设计秒流量Q=1182L/s＝1.182m3/s，设计中选择N＝2组中格栅，每组格栅的设计流量为0.591m3/s。
1.设计参数根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），采用格栅栅条间隙b=20mm,格栅倾角为75°，过栅流速v2=0.9m/s。
图3-1 中格栅计算草图2.设计计算（1）栅条间隙数2sin bhv Q n α=式中 n ——格栅栅条间隙数（个）；Q ——设计流量（m 3/s ）；α——格栅倾角（°） 本设计取75。
； b ——栅条间隙（m ）； h ——栅前水深（m ）； 2v ——过栅流速（m/s ）。
()个419.065.002.075sin 591.0≈⨯⨯︒⨯=n（2）格栅槽宽度bn n S B +-=)1(式中 B ——格栅槽宽度（m ）；S ——每根格栅条的宽度（m ）；设计中取S ＝0.01m 。
22.14102.0)141(01.0＝⨯+-⨯=B m（3）进水渠道渐宽部分的长度1112αtg B B l -=式中 1l ——进水渠道渐宽部分的长度（m ）； 1B ——进水渠宽（m ）；B 1＝1.00m ；1α——进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20°。
30.020200.122.11＝︒⨯-=tg l m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度15.0212==ll m（5）通过格栅的水头损失αβsin 2223/41gv b S k h ⎪⎭⎫ ⎝⎛=式中 1h ——水头损失（m ）；k ——系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用3； β——格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形时83.1＝β；g ——重力加速度。
09.075sin 29.002.001.083.1323/41＝︒⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=gh m （6）栅槽总高度21h h h H ++=式中 H ——栅后槽总高度（m ）；2h ——槽前渠道超高（m ），一般采用0.3m 。
h —-—栅前水深m B h 5.0200.121===。
0.189.03.009.05.0≈++=＝H m（7）格栅槽总长度αtg H l l L 1210.15.0++++= 式中 L ——格栅槽总长度（m ）；1H ——槽前渠道深（m ）；2.2755.03.00.15.015.03.0≈︒+++++=tg L m（8）每日栅渣量1000864001W Q W =式中 W ——每日栅渣量（m 3/d ）；1W ——每日每103m 3污水的栅渣量（m 3/103m 3污水），格栅间隙为16～25mm 时，W 1=0.10～0.05。
设计中取W 1=0.05 m 3/103m 3污水）。
d m d m W /2.0/1.5100005.0182.18640033>⨯⨯=＝应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，本设计采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
（9）进水与出水渠道城市污水管DN1000mm 送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B 1=1.00m ，进水水深0.5m ，出水渠道宽度B 2=1.00m ，出水水深0.5m 。
2 泵后细格栅污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物，利于污水的后续处理。
设计中泵后细格栅按近期设计秒流量设计，即Q max =0.788m 3/s ，选N ＝2组格栅，每组格栅与沉砂池合建，每组格栅的设计流量为0.394m 3/s 。
1.设计参数根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），采用格栅栅条间隙b=10mm,格栅倾角为75°，过栅流速v 2=0.9m/s ，栅前部分长度0.5m 。
设计中取栅前水深h=0.6m 。
2.设计计算 （1）栅条间隙数2sin bhv Q n α=式中 n ——格栅栅条间隙数（个）；Q ——设计流量（m 3/s ）； α——格栅倾角（°）； b ——栅条间隙（m ）； h ——栅前水深（m ）； 2v ——过栅流速（m/s ）。
()个529.06.001.045sin 394.0≈⨯⨯︒⨯=n（2）格栅槽宽度bn n S B +-=)1(式中 B ——格栅槽宽度（m ）；S ——每根格栅条的宽度（m ）；设计中取S ＝0.008m 。
00.15201.0)152(008.0≈⨯+-⨯=B m（5）通过格栅的水头损失αβsin 2223/41gv b S k h ⎪⎭⎫⎝⎛= 式中 1h ——水头损失（m ）；k ——系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用3； β——格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为锐边矩形时42.2＝β；g ——重力加速度。
m gh 20.045sin 29.001.001.042.2323/41＝︒⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯= （6）栅后槽总高度21h h h H ++=式中 H ——栅后槽总高度（m ）；2h ——槽前渠道超高（m ），一般采用0.3m 。
10.13.02.06.0＝++=H m（8）每日栅渣量1000864001W Q W =式中 W ——每日栅渣量（m 3/d ）；1W ——每日每103m 3污水的栅渣量（m 3/103m 3污水），格栅间隙10mm 时，取W 1=0.05 m 3/103m 3污水）。
d m d m W /2.0/4.3100005.0788.08640033>⨯⨯=＝根据计算，本设计中采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
（9）进水与出水渠道污水经泵房提升通过DN800mm 的钢管道送入细格栅的进水渠道，设计中取细格栅的进水渠道宽度B 1=1.12m ，进水水深0.6m ，出水渠道B 2=B 1=1.12m ，出水水深0.6m。
3 旋流式沉砂池因旋流式沉砂池按设计秒流量Q max =0.788m3/s，采用二组旋流式沉砂池，分别与细格栅连接，每组沉砂池的设计流量为394L/s。
再根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），选用550型号的旋流式沉砂池Ⅰ，其尺寸示意图见图3-3，各部分尺寸见表3-3。
图3-3 旋流式沉砂池Ⅰ尺寸示意图表3-3 旋流式沉砂池Ⅰ型号及尺寸（mm）型号流量L/S A B C D E F G H I J L55 7 800 14504 A2/C氧化沟氧化沟设计流量按照最大日流量6万m3/d设计，设四组氧化沟，每组氧化沟设计流量为1.5万m3/d。
1.设计参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内混合液污泥浓度（MLSS）X值一般采用2000～6000mg/L，为提高系统抗负荷变化的能力，本设计中取X=4000mg/L。
7.0/==MLSSMLVSSf。
（2）污泥龄本设计在考虑去除BOD 5的同时，还考虑反硝化，并且考虑中型污水处理厂不进行厌氧或好氧消化稳定，因此设计污泥龄取d c 20=θ，使其部分稳定。
（3）回流污泥浓度r SVIX r ⋅=610式中 r X ——回流污泥浓度（mg/L ）；SVI ——污泥容积指数，设计中取100＝SVI ； r ——系数，一般采用2.1＝r 。
L mg X r /120002.1100106＝⨯=（4）污泥回流比%504000120004000%100=-=⨯-=X X X R r2.平面尺寸计算（1）前置厌氧区有效容积根据《室外排水设计规范》GB 50014-2006（2014年版）6.6.13条，生物反应池的始端厌氧选择池，水力停留时间宜采用0.5~1.0 h 。
本设计取t=1.0 h 。
厌氧区有效容积31625424160000m N t Q V =⨯⨯=•=（2）好氧区有效容积因考虑到同时去除BOD 5和进行硝化作用，可按活性污泥法动力学公式计算氧化沟好氧区容积()()c d V ce K X S S YQ V θθ+-=102式中 2V ——好氧区有效容积（m 3）；Y ——污泥净产率系数（kgVSS/kgBOD 5），宜根据试验资料确定，无试验资料时一般取0.4～0.8，设计中取5.0=Y ；Q ——污水设计流量（m 3/d ）；0S 、e S ——分别为进、出水BOD 5浓度（mg/L ）； c θ——污泥齡（d ）；V X ——混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）（mg/L ），其中X fX X v 7.0==；d K ——污泥内源呼吸系数（1/d ）；对于城市污水，一般采用0.03～0.10。
设计中取08.0＝d K 。
()()147123008.017.04000202043.253600005.02＝⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯=V m 3（3）缺氧区有效容积 反硝化区脱氮量()()e e S S YQ N N Q W ---=00124.0式中 W ——反硝化区脱氮（kg/d ）；0N 、e N ——分别为进、出水TN 浓度（g/L ）；()103510002043.253600005.0124.010002073.5160000＝-⨯⨯⨯-⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=W kg/d 反硝化区所需污泥量DNV WG =式中 G ——反硝化区所需污泥量（kg ）；DN V ——反硝化速率[kgNO 3-/kgMLSS·d]；根据试验结果，DN V 值介于0.019～0.26之间；设计中取02.0＝DN V 。
5177202.01035＝=G kg 反硝化区有效容积XG V =3 式中 3V ——反硝化区有效容积（m 3）。
129434517723＝=V m 3 （4）总有效容积32V KV V +=式中 V ——氧化沟总有效容积（m 3）；K ——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右；设计中取6.0＝K37463129436.014712＝+=V m 3（5）预反硝化区前置预反硝化区，其容积为本系统总体容积的15%34562037463%15%15m V V =⨯==（6）氧化沟平面尺寸氧化沟共设N ＝2组，并联运行。