给排水专业各章节计算公式给排水专业各章节计算公式汇编汇编
给排水专业各章节计算公司汇编
第一篇第一篇：：给水工程
第1章：给水总论 一、用水量计算 序号 计算公司 说明
1 城镇或居住区最高日生
活用水
Q 1=Σq i N i （m 3/d ）
q i —不同卫生设备住居区最高日生活用水定额（m 3/d ·人）
N i —设计年限计划用水人数 2 工业企业生产用水和工
作人员生活用水量
Q 2=Σ（Q i +Q i + Q i ）（m 3/d ）
Q i —各工业企业生产用水量（m 3/d ），由工艺确定 Q i —各工业企业职工生活用水量（m 3/d ），一般采用25~35l/( 人·班)，是变化系数为2.5~3.0 Q i —各工业企业职工淋浴用水量（m 3/d ），一般采用40~60l/( 人·班)，淋浴延续时间为1h
3 公共建筑用水量
Q 3=Σq j N j （m 3/d ） Q j —公共建筑最高日用水定额 N i —各公共建筑的用水单位数（人、床·
···） 4 浇洒道路绿化用水量
Q 4=Σq l N l （m 3/d ） Q l —用水定额, 浇洒道路和场地为2.0~3.0l/( m 2·d),每日浇洒2次，绿化用水量
1.0~3.0l/( m 2·d)，每日浇洒2次
N i —每日浇洒道路和绿化的面积与次数
5 未预见水量和管网漏水量Q 5=（0.15~0.25）X(Q 1+Q 3+ Q 4)+аQ 2 （m 3/d ） 未预见水量和管网漏水量可按最高日用水量
的15%~25%计算，工业企业未预见水量系数а，根据工业发展情况定，远距离输水渗漏量较大，应通过调查研究计算确定
6 消防用水量 Q 5=Σq s N s （l/s ） q i —一次灭火用水量，（l/s ）
N i —同一时间内的火灾次数
7 最高日设计流量 Q d =（ 1.15~1.25）X(Q 1+Q 3+ Q 4)+(1+а)Q 2 （m 3/d ）
8 最高日最高时设计流量 Q h = K h ·Q d /86.4 （l/s ） 9 最高日平均时设计流量 Q ‘h = K h ·Q d /86.4 （l/s ） K h —时变化系数
Q d --最高日设计流量 （m 3/d ）
最高日最高时和平均时流量按一天运行24小时
算出，否则按实际运行时间换算
注：工业企业生产用水量在不能由工艺要求确定时，也可以按下式估算： Q i =Qb(1-n)
Q i --工业企业生产用水量 m 3/d
q---城市工业万元产值用水量，m 3/万元 B—城市工业总产值；
n—工业用水重复利用率。
二、流量关系及调节构筑物容积——重点掌握 1.给水系统的设计流量 图1 水处理构筑物及以前的设施水处理构筑物及以前的设施：：高日平均时用水量
地表水源
地下水源 T——一泵站每天工作时间一泵站每天工作时间，，不一定为24h 管网设计流量管网设计流量：：满足高日高时用水量
二泵站二泵站：：满足管网高日高时用水量 不分级供水——高日高时流量 分级供水——最高一级供水量 清水输水管清水输水管：：满足管网高日高时用水量 无水塔时与管网设计流量同
有水塔时按二泵站最高一级供水量设计 2.调节构筑物容积计算
清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3) W1——清水池调节容积 W2——消防贮水量消防贮水量，，2h 灭火用水量 W3——水厂用水量水厂用水量，，水厂自用水量 W4——安全贮水量安全贮水量，，一般为0.5m 深 清水池的作用之一是清水池的作用之一是（（调节一调节一、、二泵站供水的流量差二泵站供水的流量差））。 ——清水池的调节作用
水厂
Q h 管网 最高日平均时流量 高日高时流量
调节容积 W1=阴影面积A 或者B (m3)
无供水曲线时估取 W1=(10~20)%Qd
0 t 1 t 2 24 时间(h)
供水量 (m 3
/h )
)10.1~05.1)(/(3
==ααh m T Q Q d h )
1)(/('3==α即上式中的h m T
Q Q d h )
/(3h m T Q K Q d h h =
水塔的有效容积 W=W1+W2 W1——水塔调节容积
水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额 依二泵站供水曲依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算线和用户用水曲线计算 或按Qd 的百分数估取——教材P13 W2——消防贮水量消防贮水量，，10min 室内消防水量 3、水泵扬程的确定
A 、一级水泵扬程的确定
Hp=H0+∑h ——扬程计算通式
H0——从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差 （取水构筑物吸水井最低水位——混合池最高水位混合池最高水位）） ∑h——从吸水管起点到出水管终点的总水头损失 ∴ Hp=H 0+∑h= H 0+ ∑h s + ∑h d B 、二二级泵站扬程计算
? 无水塔管网的二泵站扬程 起点起点：：清水池或吸水清水池或吸水井最低水位井最低水位 终点终点：：管网控制点最小服务水头液面
? 设网前水塔管网的二泵站扬程 起点起点：：清水池或吸水井最低水位 终点终点：：水塔最高水位
? 设对置水塔管网的二泵站扬程 设计时设计时：：同无水塔管网 最大转输校核时最大转输校核时：：终点终点：：水塔最高水位 掌握扬程计算基本公式掌握扬程计算基本公式：：Hp=H 0+∑h 4、 水塔高度的计算 依据能量方程依据能量方程，，根据管网控制点最小服务水头 Ht=Hc+h n -(Zt-Zc) H t——水塔高度水塔高度，，水柜底高于地面的高度水柜底高于地面的高度，，m Hc—控制点C 要求要求的最小服务水头的最小服务水头,m
hn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，，m Zt—设置水塔处的地面标高设置水塔处的地面标高，，m Zc--控制点C 处的地面标高处的地面标高，，m
与水塔在管网中的位置无关 Zt 越高越高，， Ht 越小越小：：建在高处建在高处，，水塔造价低
第2章 输水和配水工程
用户的用水量包括集中用水量和分散用水量
1、 (对分散用水量)比流量qs ：假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管
长度上长度上，，此时此时，，单位管长向外配出的流量称比流量。
)
/(m s L l
q Q q s ??=∑∑
Q——设计流量设计流量，，Qh ∑q——集中流量总和 ∑l ——管网总计算长度
l——管段计算长度 ：
管段配水情况 管段计算长度l
双侧配水 为管段实际长度 单侧配水 为管段实际长度的一半 不配水
为0
2、 沿线流量q l ：在假设全部干管均匀配水前提 下，沿管线向外配出的流量沿管线向外配出的流量。。 q l = q s l （与计算长度有关与计算长度有关，，与水流方向无关与水流方向无关））
3、节点流量节点流量：：
集中用水量一般直接作为节点流量 分散用水量经过比流量分散用水量经过比流量、、沿线流量计算后折算为节点流量沿线流量计算后折算为节点流量，，即节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半。。 q i =0.5∑q l
0.5——沿线流量折算成节点流量的折算系数 4、 管段计算流量qij ——确定管径的基础 5、 管段流量qij 与沿线流量ql 的区别的区别：： 计算目的不同计算目的不同，，算法不同算法不同：： ql ：在假定前提下在假定前提下，，管段向外沿线配出管段向外沿线配出，，其值的大小沿线减小其值的大小沿线减小，，无水流方向问题无水流方向问题，，只有数值大小只有数值大小，，用以定节点流量及管段流量用以定节点流量及管段流量；；
qij ：是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量，， 含义上qij=本段沿线流量的折算流量q+本段向下游转输的q t ，依据水流连续性计算依据水流连续性计算，，有方向性方向性，，用来确定管径用来确定管径、、计算水头损失 前提条件前提条件：：必须满足节点流量平衡条件必须满足节点流量平衡条件，，即满足节点连续性方程 i 点的连续性方程: q i +∑q ij =0 （流入i 点和流出i 点的流量代数和为0） qi——i 点的节点流量
qij——从节点i 到节点 j 的管段流量的管段流量，，“流入为负流入为负，，流出为正” 6、管径计算
由“断面积断面积××流速=流量” ，得
树状管网水力计算步骤
)
(4m q D πυ=
环状管网环状管网水力计算的步骤水力计算的步骤——结合例题
管网校核 消防时
最高时流量+消防流量消防流量：：Q h+Q x 水压要求水压要求：：10m 事故时
事故供水量事故供水量：：最高时流量最高时流量××70%： Q h ×70% 水压要求同最高用水时
最大转输时
最大转输时流量最大转输时流量：： Q t
水压要求水压要求：：能够供水至水塔最高水位
在各校核流量在各校核流量、、水压要求下水压要求下，，较核设计时所选水泵是否能提供相应的流
量及扬程
三、输水管渠水力计算
位置水头H=Z - Z 0是固定的是固定的，，正常供水时和事故时可利用的水头差相等正常供水时和事故时可利用的水头差相等；； 平行设置的几根输水管若管径相同平行设置的几根输水管若管径相同，，则各条输水管的摩阻相等则各条输水管的摩阻相等；； 输水管分段若是等分的输水管分段若是等分的，，则各段的摩阻相等则各段的摩阻相等；； 事故供水量应为设计水量的70%以上以上。。 平行2根输水管根输水管，，
通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa ≥70%Q 设计
正常供水时正常供水时：：
事故时事故时：：
又 H 1=H 2，则n =3.86≈4段
第3章 取水工程
1、进水孔格栅面积的设计（P55） F 0=Q/K 1K 2v 0
F 0—进水孔或格栅面积进水孔或格栅面积，，m 2 Q--进水孔的设计流量进水孔的设计流量，，m 3/s v 0--进水孔的设计流速水孔的设计流速，，m/s K 1—栅条引起的面积减少系数栅条引起的面积减少系数：：
K 1=b/b+s, b 为栅条净距为栅条净距，，s 为栅条厚度为栅条厚度（（或直径或直径）） K 2--格栅阻塞系数格栅阻塞系数。。采用0.75，水流通过格栅的水头损失水流通过格栅的水头损失，，
一般采用0.05~0.1m 2、 平板式格网的面积可按下式计算平板式格网的面积可按下式计算：：
（P56） F 1=Q/K 1K 2εv 1
F 1—平板式格网的面积板式格网的面积，
，m 2 Q—通过网格的流量通过网格的流量，，m 3/s V 1--通过网格的流速通过网格的流速，，m/s 一般采用0.2~0.4 m/s K 1—栅条引起的面积减少系数栅条引起的面积减少系数：：
K 1=b/（b+d ）2, b 为网眼尺网眼尺寸寸，一般为5*5~10*10mm ，d 为网眼网眼直径直径,
一般为1~2mm
K 2--格栅阻塞系数格栅阻塞系数。。一般一般采用采用0.5， ε—水流收缩系数水流收缩系数，，一般采用0.64~0.80 水流通过格栅的水头损失水流通过格栅的水头损失，，一般采用0.1~0.2m 3、旋转格网的有效过水面积可按下式计算旋转格网的有效过水面积可按下式计算：：
（P57） F 2=Q/K 1K 2 K 3εv 1
F 2—旋转格网的有效过水面积旋转格网的有效过水面积，
，m 2 Q—通过网格的流量通过网格的流量，，m 3/s V 2--通过网格的流速通过网格的流速，，m/s 一般采用0.7~1.0 m/s
2
12
('Q nS H =Q
Q Q S Q S n H a a a 75.0,'2(')1(222=+?=而
K 1—栅条引起的面积减少系数栅条引起的面积减少系数：：
K 1=b/（b+d ）2, b 为网眼尺寸为网眼尺寸，，一般为5*5~10*10mm ，d 为网眼直径,
一般为1~2mm
K 2--格栅阻塞系数格栅阻塞系数。。一般采用0.75， K 3—由框架引起的面积减少系数由框架引起的面积减少系数。。一般采用0.75 ε—水流收缩系数水流收缩系数，，一般采用0.64~0.80 旋转格网在水下的深度:
H= F 2/2B-R
H—格网在水下部分的深度格网在水下部分的深度，，mm B--格网宽度格网宽度：：m
F 2--旋转格网的有效过水面积旋转格网的有效过水面积，，m 2 R—网格下部弯曲半径网格下部弯曲半径，，目前使用的标准滤网的R 值为0.7m 当为直流进水时当为直流进水时，，可用B 代替式中的代替式中的（（2B ）来计算H ，水流通过旋转格网的水头损失头损失，，一般采用0.15~0.30m
第4章 给水处理
1、速度梯度G G= √P/μ
G——速度梯度速度梯度，，s －1；
p——对单位水体的搅拌功率对单位水体的搅拌功率，，W/m3； μ——水的动力粘度水的动力粘度，，Pa?s 。
2、速度梯度计算 机械搅拌机械搅拌：：
G——速度梯度速度梯度，，s －1；
p——对单位水体的搅拌功率对单位水体的搅拌功率，，W/m 3； N—电机功率电机功率，，kw μ——水的动力粘度水的动力粘度，，Pa?s 。 η1--搅拌搅拌设备机械效率设备机械效率设备机械效率：：约为0.75 η2—传动系统的效率传动系统的效率：：约为0.6~0.9 η总—总效率总效率：：约为0.5~0.7
水力搅拌：
G——速度梯度速度梯度，，s －1； ρ—水的密度水的密度（（约为1000kg/ m 3,详见P98表1-4-5）； h—流过水池的水头损失流过水池的水头损失，，m; μ——水的动力粘度水的动力粘度，，Pa?s 。
dy du G =V N V P p G μηημμ21===T gh G μρ=
T—水的停留时间水的停留时间：：s g—重力加速度重力加速度，，9.81m/s 2 3、G 、GT 值范围 混合池混合池：： G ＝500～1000s －1 T=10～30s ，（<2min ） 絮凝反应池絮凝反应池：： G ＝20～70s －1
GT ＝10 4～10 5 （10～30min ） 例题例题：：P98
4、混凝剂的投加
（1）投加量——通过实验确定 （2）投加系统 湿法投加湿法投加：： 固体固体－－溶解池溶解池－－溶液池溶液池－－计量设备计量设备－－投加 固体储存量15～30天（规范7.3.12） *溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2 溶液池容积W2 ＝aQ/417cn W1 ， W2—m3； a—混凝剂最大投加量混凝剂最大投加量，，mg/L ； Q—处理水量处理水量，， m3 /h ； c—配制的溶液浓度配制的溶液浓度，，一般取5％～20％(按固体重量计)，带入公式时为5～20； n—每日调制每日调制次数次数次数，，一般不超过3次。 （规范7.3.4、7.3.5） 五、混合设备 混合要求混合要求、、G 、T 值范围 混合方式
机械混合机械混合：：水泵叶轮混合水泵叶轮混合（（取水泵距反应池100m 以内以内）、）、机械混合池机械混合池 水力混合水力混合：：管式静态混合器管式静态混合器、、压力水管混合压力水管混合（（投药点及流速要求 P102）
等
絮凝要求絮凝要求；；G 、GT 值范围值范围；；反应池出口做法 絮凝池分类絮凝池分类：：机械搅拌机械搅拌、、水力搅拌 1、机械搅拌絮凝池机械搅拌絮凝池：：水平轴式水平轴式、、垂直轴式 分3～4档，串连流过
各自的适用范围及设计参数各自的适用范围及设计参数及例题及例题 P103 例题 P103
六、影响混凝效果的因素 1、水温
原因：水温影响混凝剂的水温影响混凝剂的水解水解
提高低温水混凝效果的方法 P107 2、浊度与悬浮物
原因：浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心 高浊水高浊水、、低浊水所需混凝剂量都较大 提高高浊水提高高浊水、、低浊水混凝效果的方法 P107~108 3、水的PH 值
原因：每种混凝剂都有其最佳的PH 值范围
铝盐铝盐、、铁盐水解时产生H ＋离子离子，，消耗水的碱 度，碱度不足时投加石灰碱度不足时投加石灰，，石灰投量公式石灰投量公式：：
AL2(SO4）3：
【CaO 】=3【a 】－【x 】+【δ】 FeCL 3 ：
【CaO 】=1.5【a 】－【x 】+【δ】 式中 【CaO 】－】－纯石灰纯石灰CaO 投量,mmol/L ；
【a 】－】－混凝剂投量混凝剂投量混凝剂投量，，mmol/L; 【x 】－】－原水碱度原水碱度原水碱度，， mmol/L ，按CaO 计; 【δ】－】－剩余碱度剩余碱度剩余碱度，，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO 计。 例题例题：：原水总碱度为0.1mmol/L （以CaO 计，），投加精制硫酸铝投加精制硫酸铝投加精制硫酸铝（（含Al2O3约16％）26 mg/L 。若剩余碱度取0.2mmol/L ，试计算水厂石灰试计算水厂石灰（（市售品纯度为50%）投量需多少mg/L ？
（已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）
解：投药量折合Al2O3为26×16％＝4.16 mg/L
Al2O3分子量为102，故投药量相当于4.16/102＝0.041mmol/L 则【CaO 】=3【a 】－【x 】+【δ】
＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223 mmol/L ＝0.223×56 mg/L=12.49 mg/L 水厂需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98 mg/L
4.3 沉淀
1、离散颗粒的沉淀速度离散颗粒的沉淀速度（（自由沉淀自由沉淀）） 三个区的沉淀速度公式 P109 例题 P110
2、理想沉淀池中u 0与表面负荷q 0的关系
L=vt 0 H=u 0t 0 u 0=Q/A=q 0
理想沉淀池的基本特性：特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷
（但两者在物理意义上完全不同但两者在物理意义上完全不同）） u ≥u 0的颗粒被全部去除的颗粒被全部去除，，其去除率为1－x 0 u ＜u 0的颗粒能够部分去除 三、沉淀池的基本结构与基本设计参数 1、基本结构基本结构：：进水区进水区、、沉淀区沉淀区、、出水区出水区、、污泥区 2、沉淀池基本设计参数 （1）基本设计参数 u0（ q0 ）、H 、T 、v ， q0是最基本参数 （2）参数取值
若u0由试验得到由试验得到，，则u0设 ＝η u0试 η＝0.6～0.8 查设计手册得到的u0值可直接应用值可直接应用，，已考虑安全系数 P117
3、平流式沉淀池
结构结构、、优缺点
《室外给水设计规范室外给水设计规范》》规定的参数及要求 P118
衡量沉淀池水流状态的参数衡量沉淀池水流状态的参数：：Fr （弗劳德数弗劳德数））和Re （雷诺雷诺数数），希望Fr 大、Re 小（方法方法，，设隔墙设隔墙，，减小水力半径减小水力半径））Fr ：一般在1*10-4
~1*10-5，Re ：一般在4000~15000，
Fr=v 2/RGg: v—水流速度 R—水力半径 g—重力加速度 设计方法 选u 0（ q 0 ，），再从再从H 、T 、v 中选2个（按规范要求按规范要求）） 例题例题：： V=18mm/s ，B=3H ，Fr ＝0.6×10－5。在池的1/3，2/3 处各加一道隔墙处各加一道隔墙，，忽略隔墙厚度忽略隔墙厚度，，求新的Fr 。 解：（1）Fr=v2/Rg （2）
（3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6
Fr2= 0.6×10－5 ×1.6= 1.08×10－5
3、斜板斜板（（管）沉淀池 (1)斜板斜板（（管）沉淀池的原理与特点 原理
根据Ei ＝ u i / u 0 ＝ u i /(Q/A)= u i A/Q A 越大越大，， Ei 越大越大；；若Ei 不变不变，，A 也不变也不变，，池中加隔板池中加隔板，，原池A=BL ，新池A=BXn ， 则X ＝L/n 。（n 为层数为层数））,在去除率不变的情况下在去除率不变的情况下，，池深越浅池深越浅，，池长就越短池长就越短，，池容越小————浅池理论 (2)斜板沉淀池产水量计算
异向流斜板沉淀池 式1-4-23 式中式中ηη斜＝0.6～0.8
同向流斜板沉淀池 式1-4-24 侧向流斜板沉淀池 式1-4-22 从公式看出从公式看出：：斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池 斜板沉淀池的液面负荷q 斜＝Q/A ，A 为斜板区池面面积为斜板区池面面积，，与平流式沉淀
池中的表面负荷概念基本一致池中的表面负荷概念基本一致。。表面负荷 U 0= q 0=Q/ A 斜。
异向流斜板沉淀池的q 斜＝9.0~11.0m 3/(m 2.h)
斜管沉淀池利用q 斜计算计算，，见《给水工程给水工程》》P306 斜管中水流速度斜管中水流速度：：v=Q/(A'sin θ) (3)异向流斜板异向流斜板（（管）沉淀池 适用范围适用范围：：浊度小于1000NTU 设计参数设计参数：：P124(或设计规范)
533233
212H
H H H H R H H H H H R =
+×==+×=
例题例题：：异向流斜管沉淀池异向流斜管沉淀池，，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m ，结构系数1.03, 斜管长1m ，安装角60 度。求斜管内轴向流速求斜管内轴向流速。（。（斜管中的停留时间斜管中的停留时间斜管中的停留时间）） 解《：《给水工程给水工程给水工程》》教材P306 （1）v=Q/(A'sin θ)
式中 Q －－沉淀池流量
A‘－－－－斜管净出口面积斜管净出口面积
θ－－－－斜管轴向与水平面夹角斜管轴向与水平面夹角 （2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2
（3）s mm h m v /89.2/43.1060
sin 23.92200000
==×=
4.4 过滤
沉淀沉淀（（澄清澄清））池出水浊度10NTU 以下以下，，滤 后可达1NTU 以下以下，，可去除2～5μm 以上的颗粒以上的颗粒。。 一、过滤原理 1、过滤技术分类 （1）表层过滤表层过滤－－－－－－机械筛滤机械筛滤 （2）深层过滤深层过滤－－－－－－机理为接触絮凝机理为接触絮凝 滤池工作机理滤池工作机理：：接触絮凝和机械筛滤接触絮凝和机械筛滤，，前者为主 2、强制滤速强制滤速－－－－－－用于校核滤池设计是否合理用于校核滤池设计是否合理 全部滤池中全部滤池中的的1个或2个停产检修或反 冲洗时冲洗时，，其他滤池的滤速其他滤池的滤速。。不要太大不要太大。。 平均强制滤速平均强制滤速：：
三、滤料
1、滤料材质与规格 （2）滤料规格
表示滤料规格的参数
dmax 和dmin
有效粒径d10 反映细滤料尺寸 不均匀系数K80 越大越大，，对过滤和反冲越不利 K80=d80/d10＞1
我国采用dmax 、dmin 和K80 （新规范采用d10和K80）
四、滤池的基本构造 1、滤料层
2、配水系统和承托层 （1）大阻力配水系统
构成构成：：“丰”字型穿孔管字型穿孔管＋＋卵石垫层卵石垫层＋＋冲洗水泵或高位水箱 参数参数：：开孔比为0.2~0.28%
正强＝v n n
v 1
?
v 孔，h 孔，d 孔，h 总＝6～8m 等，P140
优缺点优缺点：：配水均匀配水均匀；；所需反冲洗水头大 （2）小阻力配水系统
构成构成：：底部进水空间底部进水空间＋＋穿孔板穿孔板（（滤头或滤砖滤头或滤砖）） 参数参数：：开孔比为1.0~1.5% h 总＝1m 左右
优缺点优缺点：：不需设反冲洗设备不需设反冲洗设备；；配水均匀性比大阻力系统差 （3）中阻力配水系统
开孔比为0.6~0.8%
4.5 消毒
一、消毒概论 1、消毒目的
消毒标准消毒标准：：细菌学指标 2、消毒方法
氯、二氧化氯二氧化氯、、臭氧臭氧、、紫外线 优点及问题 3、消毒剂的投加点
滤后加氯滤后加氯（（清水池前投加清水池前投加）） 出厂补充加氯出厂补充加氯（（二泵站处二泵站处）） 预加氯预加氯（（取水口或水厂入口取水口或水厂入口，，防止藻类繁殖防止藻类繁殖），），目前不提倡目前不提倡目前不提倡，，改用 KMnO4、O3、
H2O2等。 中途补氯中途补氯（（用于大型管网用于大型管网））
二、氯消毒 1、氯消毒原理
液氯转化为气态投加
若水中无氨若水中无氨，，则生成HOCL 和OCL －，＋1价的CL 具有氧化具有氧化、、杀菌作用杀菌作用。。 氯消毒原理 P157, HOCL 起主要作用
HOCL 和OCL －的比例与水的PH 值及水温有关值及水温有关，， 低温低温、、低PH 值消毒效果好
若水中有氨氮若水中有氨氮，，则生成氯胺则生成氯胺，，消毒消毒原理仍为原理仍为HOCL 杀菌杀菌。。各种氯胺的比例与PH 值
及氯及氯、、氨比有关 有效氯包含有效氯包含：： 自由性自由性（（游离性游离性））氯（ HOCL 和OCL － ） 化合性氯化合性氯（（各种氯胺各种氯胺））
余氯余氯－－－－－－剩余的有效氯剩余的有效氯 2、加氯量 加氯量加氯量＝＝需氯量需氯量＋＋余氯量 规范规定 P158 3、氯消毒工艺 （1）折点氯化法
水中氨氮含量少时采用水中氨氮含量少时采用。。 经验经验：：原水氨氮含量小于0.3mg/L 时折点加氯时折点加氯；；
（2）氯胺消毒法 持续杀菌能力强持续杀菌能力强；；减少消毒副产物
先氯后氨先氯后氨－－－－－－－－－－－－有大型管网时有大型管网时 清水池前折点加氯清水池前折点加氯，，出厂时加氨出厂时加氨；； CL 2:NH 3=3~6:1 (重量比)
化合性的氯胺消毒法化合性的氯胺消毒法－－－－－－－－－原水原水原水氨氮含量高时氨氮含量高时 清水池前投加氯清水池前投加氯，，利用清水池接触利用清水池接触（（大于2h ）； 含氨量不高时含氨量不高时，，可氯可氯、、氨同时投加
4、加氯设备
加氯要求 规范7.7.1~7.7.16（新规范强制条款很多新规范强制条款很多）） 储氯量15～30天 4.6 地下水除铁除锰 一、含铁含锰地下水 存在形态存在形态：：Fe ＋2、Mn ＋2 ，常共存常共存，， 一般浓度Fe ＋2 ＞ Mn ＋2 二、地下水除铁除锰原理 1、除铁原理 （1）原理
Fe ＋2 +［O ］→ Fe ＋3 ， Fe （OH ）3→过滤 （2）方法
空气氧化 P165 式1-4-42 要求要求：：PH ＞6，最好＞7；含硅水PH ＜7 特点特点：：属自催化氧化
药剂氧化 （CL2，），需需CL2计算 P166 2Fe2＋ Cl2 2×55.8 2 ×35.5 1 x 2、除锰原理 （1）原理
Mn ＋2 +［O ］→ Mn ＋4 ，MnO2→过滤 （2）方法
空气氧化 P166 式1-4-47,需O2计算
药剂氧化 （CL2）P166 式1-4-48,需CL2计算 （3）特点
反应慢反应慢，，需自催化需自催化，，滤料为锰砂 要求PH ＞7.5 铁锰共存时铁锰共存时，，先除铁后除锰先除铁后除锰。。 Fe ＋2、Mn ＋2 浓度低时浓度低时，，采用一个滤池采用一个滤池，，上层除
铁下层除锰铁下层除锰；；浓度高时浓度高时，，采用2个滤池
二、地下水除铁除锰工艺与设备 1、处理方法 （1）原水曝气原水曝气→→接触氧化过滤 （2）原水曝气原水曝气→→氧化氧化→→过滤 （3）药剂氧化药剂氧化→→过滤
2、处理工艺流程
各种工艺流程的适用条件 3、曝气设备 4、过滤设备
滤料与过滤工艺参数 P170
1）离子交换树脂对水中离子的选择性
强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序（（低浓度低浓度））：
Fe3+＞Al3+＞ Ca2＋＞Mg2＋＞ K ＋ =NH 4＋ ＞ Na ＋ ＞ H ＋ 强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序（（低浓度低浓度））： SO42- ＞ NO3-＞Cl- ＞ HCO3-＞OH -＞ HSiO3- 2）离子交换平衡与可逆性 RH+ Na ＋? RNa+ H ＋
软化时软化时，， RH → RNa 再生时再生时，，由于H ＋浓度很大浓度很大，，RNa → RH
RH ，RNa 通过的流量 (RH 以Na ＋泄漏为运行终点泄漏为运行终点，，任何时候都不会出现酸水)
计算计算：：
Q(1-H ％)A 原-QH ％S=QA 残
注：式中浓度均为当量粒子摩尔浓度
适用范适用范围围：P181 3）除盐工艺流程
基本工艺流程 P182～183 RH 放在ROH 前面的原因 3、离子交换软化除盐设备 1）固定床 顺流式顺流式、、逆流式 计算计算：：Fhq=QTHt
式中 F －离子交换器截面积离子交换器截面积，，m2； h －树脂层高度树脂层高度，，m ； q －树脂工作交换容量树脂工作交换容量，，mmol/L ； Q －软化水量软化水量，， m 3/h ； T －软化工作时间软化工作时间，（，（软化开始至硬度泄漏软化开始至硬度泄漏软化开始至硬度泄漏））h; Ht －原水硬度原水硬度，，当量粒子mmol/L 。 2）连续床 3）混合床
Na
H
K Na RH H RNa ＝］］［［］］［［＋
+S
A A A H ＋－原残
原=%
二、冷却塔热力计算的设计任务与基本方法
1、基础资料基础资料：： 1、）、冷却水量冷却水量Q （m 3/h ）
2、）、冷却水进水温度冷却水进水温度t 1(℃) 3)、冷却出进水温度t 2(℃) 4、）、气象参数气象参数气象参数：： 干球温度干球温度θθ1(℃)：当地空气温度当地空气温度θθ 湿球温度湿球温度ττ1(℃)或相对湿度或相对湿度（（ψ）：：代表了在当地的气温条件下代表了在当地的气温条件下代表了在当地的气温条件下，，水通过湿式冷却所
能冷却到的最低极限温度能冷却到的最低极限温度。。也即冷却塔出水的理论极限温度也即冷却塔出水的理论极限温度。。
大气压力P(Pa) 风向风向、、风速 冬季最低气温冬季最低气温。。 5、）、淋水填料试验和运行资料淋水填料试验和运行资料淋水填料试验和运行资料，，包括淋水填料热力特性和空气阻力特性 三、循环冷却水循环冷却水系统系统 1、循环冷却水的水循环冷却水的水质污染质污染
沉积物沉积物－－－－－－结垢结垢结垢（（无机盐沉淀无机盐沉淀）） －－－－粘垢粘垢粘垢（（微生物微生物）） －－－－污垢污垢污垢（（悬浮物悬浮物、、腐蚀剥落物等腐蚀剥落物等）） 2、要求水质稳定要求水质稳定，，控制指标控制指标：：腐蚀率腐蚀率、、污垢热阻 1、）、腐蚀率计算腐蚀率计算腐蚀率计算：：
C L =8.76*(P 0-P)/ρFF 式中式中：：C L --腐蚀率腐蚀率，， mm/a P 0—腐蚀前金属重腐蚀前金属重，，g P—腐蚀后金属重腐蚀后金属重，，g ρ—金属密度金属密度，，g/cm 3
F—金属与水接触面积金属与水接触面积，㎡，㎡ t—腐蚀作用时间腐蚀作用时间，，h 2)、经水质处理后腐蚀率降低的效果称经水质处理后腐蚀率降低的效果称：：缓蚀率 η=（C 0- C L ）*100%/ C 0 式中式中：：C 0—循环冷却水未处理时腐蚀率 C L —循环冷却水经处理后腐蚀率 3、）、污垢热阻污垢热阻
Rt=1/Kt-1/K 0=1/ψt K 0-1/K 0 式中式中：：Rt—即时污垢热阻即时污垢热阻，㎡，㎡，㎡··h ·℃/kJ K 0—开始时开始时，，传热表面清洁所测得的总传热系数传热表面清洁所测得的总传热系数，，kJ/㎡·h ·℃ K t —循环水在传热面经t 时间后所测得的总传热系时间后所测得的总传热系数数，kJ/㎡·h ·℃ ψt —积垢后传热效率降低的百分数积垢后传热效率降低的百分数。。 3、循环水循环水水质稳定水质稳定水质稳定判断判断 1、）、饱和指数法饱和指数法饱和指数法：： I L =PH 0- PH S 式中式中：：I L —饱和指数(朗格里尔指数) PH 0—水的实际PH 值
PH S —水的碳酸钙饱和平衡时的PH 值
根据饱和指数I L ，可对水质进行判断可对水质进行判断：：
· 当I L =PH 0- PH S ＞0时，水中CaCO 3处于饱和状态处于饱和状态，，有结垢倾向有结垢倾向；；
· 当I L =PH 0- PH S =0时，水中CaCO 3刚好处于平衡状态刚好处于平衡状态，，不腐蚀不腐蚀，，不结垢不结垢；； · 当I L =PH 0- PH S ＜0时，水中CO 2处于过饱和处于过饱和，，有腐蚀倾向有腐蚀倾向；； 2）稳定指数法稳定指数法（（P223）PH 在6.0~7.0时，基本稳定基本稳定，，低于就结垢低于就结垢，，高于就腐蚀 3) 临界PH 值法 PH ＞PH c 时，水结垢水结垢；；PH ＜PH c 时，水腐蚀水腐蚀；；PH c 为实测值
1、水量损失 水量损失水量损失：：蒸发蒸发、、风吹风吹、、渗漏渗漏、、排污 补充水量Q m ＝ Qe ＋ Qw ＋ Q f ＋ Q b
Q m –补充水量
Qe—蒸发损失水量
Qw—风吹损失水量 Q f —渗漏渗漏损失水量损失水量 Q b —排污排污水量水量
补充水率P ＝∑水量损失率=Q m / Q R 各种损失率计算 按损失率计算按损失率计算：：P m ＝ Pe ＋ Pw ＋ P f ＋ P b 1)、蒸发损失水量蒸发损失水量：： Pe=K ZF ·Δt ·100% Pe--蒸发损失率
Δt—进水与出水水温差进水与出水水温差：： ℃ K ZF —与环境温度有关的系数与环境温度有关的系数，，1/℃ 其余损失见书本P230
2、浓缩倍数
N=C R /C M 补充水含盐量补充水含盐量＝＝损失水量带出系统的含盐量 C M P Q R = C R (P- P e ) Q R
得 N ＝C R /C M ＝P/(P- P e )= Q m /(Q m - Qe ) 规范中水量损失不考虑Q f （5.0.3.1条）
N 一般控制在2～3（规范要求不宜小于3，3.1.9条）
排污量计算排污量计算：：
选定N ，并计算Pe →P ，并根据P W 、P f → P b
第二篇：排水工程
第1章 排水系统概论
1、排水系统的体制及其选择
排水系统的体制排水系统的体制：【：【雨水雨水雨水，，污水污水（（生活生活、、生产生产））
】 分流制排水系统分流制排水系统（（新建城区新建城区，，工业企业工业企业））
完全分流制排水系统 不完全分流制排水系统
合流制排水系统合流制排水系统（（截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统））
排水体制的选择排水体制的选择：：(规范1.0.4）
环境保护要求 技术安全可靠 经济造价分析 维护管理费用
2、城市排水系统的组城市排水系统的组成成 城市污水排水系统
室内污水管道系统及设备 室外排水管道系统 污水泵站及压力管道 城市污水处理厂 出水口及事故排出口 城市雨水排水系统城市雨水排水系统：：
建筑物的雨水管道系统和设备 居住小区或工厂雨水管渠系统 街道雨水管渠系统 排洪沟 出水口
3、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的任务城市排水系统总平面布置的任务：： 确定干管确定干管、、主干管的走向
确定污水处理厂和出水口的位置 城市排水系统总平面布置的原则城市排水系统总平面布置的原则：： 管网密度合适管网密度合适，，管道工程量小管道工程量小，，水流畅通 充分利用地形地势充分利用地形地势，，顺坡排水顺坡排水，，避免提升 地形起伏较大的地区地形起伏较大的地区，，采用高采用高、、低区系统分离 尽量减少中途加压尽量减少中途加压泵站的个数泵站的个数
截流干管的布置要使全区污水管道能便捷截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、、直接地接入 4、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的常见形式城市排水系统总平面布置的常见形式：（：（教材图教材图教材图）） 直流正交式直流正交式（（适用于雨水适用于雨水）） 正交截留式正交截留式（（合流制合流制）） 平行式平行式（（排水坡度过大排水坡度过大、、减小流速减小流速、、避免冲刷避免冲刷）） 高低分区式高低分区式（（地形起伏过大地形起伏过大，，减少提升能耗减少提升能耗）） 辐射分散式辐射分散式（（城区大城区大、、中心地势高中心地势高、、出路分散出路分散））
环绕式环绕式（（中小城市中小城市、、排水出路集中排水出路集中））
第2章 污水管道系统的设计 1、污水设计流量的计算
污水设计流量污水设计流量：：
生活污水量生活污水量＋＋工业废水量工业废水量＋（＋（＋（地下水渗入量地下水渗入量地下水渗入量）） 最大日最大时最大日最大时（（高日高时高日高时））污水流量 流量单位流量单位－－L/S （升/秒）
污水量变化系数污水量变化系数：：均日均时
高日高时
高日均时高日高时均日高日时日=×=×=K K K Z 污水设计流量的基本计算公式污水设计流量的基本计算公式：：
排水个体数排水个体数××排水定额排水定额××变化系数
设计流量设计流量＝＝
排水时间排水时间××单位换算
Q 1－ n －居民生活污水定额居民生活污水定额（（L/人.d ）；80－90％用水定额用水定额（（表2－2－1） N －设计人口设计人口（（人；）；设计人口设计人口设计人口＝＝人口密度人口密度××服务面积 K Z －生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数，（，（表表2－2－2
Q －A －过水断面面过水断面面积积，m2， v －流速流速，，m/s ； R －水力半径水力半径（（过水断面面积与湿周的比值过水断面面积与湿周的比值）），m ； I －水力坡度水力坡度（（水面坡度水面坡度，，管底坡度管底坡度））； C －流速系数流速系数（（谢才系数谢才系数））； n －管壁粗糙系数管壁粗糙系数（（表2－2－7）
污水管道水力计算的设计规定污水管道水力计算的设计规定：：(新规范有变化)
管壁粗糙系数管壁粗糙系数（（n ）－）－表表2－2－7 设计充满度设计充满度（（h/D ）（0.55－0.75）——表2－2－8 最小设计流速最小设计流速（（vm （）（管道管道:0.6m/s ，明渠:0.4m/s ） 最大设计流速最大设计流速（（vx （）（金属管道金属管道:10m/s ，非金属:5m/s ）
最小设计坡度最小设计坡度（（I （）（街区内街区内街区内：：0.004，街道下街道下：：0.003） 最小管径最小管径（（街区内街区内：：200mm ，街道下街道下：：300mm ） 最大允许埋深最大允许埋深（（干燥土壤干燥土壤：：7－8m ） 最小覆土厚度最小覆土厚度（（冰冻冰冻，，动荷载动荷载，，支管衔接支管衔接）） ——P252
污水管道水力计算的方法污水管道水力计算的方法（（图表法图表法））
： 根据所选管材根据所选管材，，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表的水力计算图表；； 根据设计流量根据设计流量（（Q ，），初步确定管径初步确定管径初步确定管径（（D ）； 使用相应管径使用相应管径（（D ）的水力计算图表进行水力计算的水力计算图表进行水力计算；； 设定1个未知参数个未知参数（（I ，v ，h/D ，），求定另外求定另外2个： 坡度坡度（（I ）控制法——尽量采用最小设计坡度尽量采用最小设计坡度，，减小埋深减小埋深；； 流速流速（（v ）控制法——流速逐段增大流速逐段增大，，参照上段流速参照上段流速；； 充满度充满度（（h/D ）控制法——尽量采用尽量采用最大允许充满度最大允许充满度最大允许充满度，，以降低工程造价以降低工程造价。。
污水管道水力计算的步骤污水管道水力计算的步骤（（教材P261－263例题例题））
编制污水主干管水力计算表编制污水主干管水力计算表，，列入所有已知数据列入所有已知数据；；
根据设计流量Q 和最小管径D ，确定起始管段未知参数确定起始管段未知参数（（I ，v ，h/D ，），可可
根据情况设定1个，求定另外2个； 根据设计流量Q 的变化的变化，，设定下游管段管径D ，遵循流速随流量增大而增
大或不变的原则设定设计流速大或不变的原则设定设计流速，，然后确定该管段其它未知参数然后确定该管段其它未知参数（（I ，h/D ），通过试算定夺通过试算定夺；； 计算管段上计算管段上、、下端的水面标高下端的水面标高、、管内底标高及埋设深度管内底标高及埋设深度：：根据管段长度和坡
度求坡降度求坡降，，根据管径和充满度求水深根据管径和充满度求水深；； 根据管段衔接方式根据管段衔接方式，，确定下确定下游管段上端的管内底标高游管段上端的管内底标高游管段上端的管内底标高。。
设计管段及设计流量的确定设计管段及设计流量的确定：：
设计管段的划分:流量流量、、管径管径、、坡度不变的直线管段 设计管段的设计流量设计管段的设计流量：： 本段流量(q 1)：沿线街坊沿线街坊，，起点进入 转输流量(q 2) ：上游上游、、旁侧管段 集中流量(q 3) ：工厂工厂，，大型建筑
第3章 雨水管渠系统的设计
1、暴雨强度公式暴雨强度公式
暴雨强度公式是描述降雨量暴雨强度公式是描述降雨量、、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式