【畢業(yè)設計】給水廠設計【含CAD圖】,畢業(yè)設計,含CAD圖,水廠,設計,CAD 摘要 近年來由于農業(yè)對地下水的開采，工農業(yè)爭水矛盾越來越大。另外，城市生產及生活用水量也在逐年增加，且增長速度很快，原有的供水設施在常年負荷下運行也不能滿足需要。這種現狀已嚴重影響了城市各行業(yè)的發(fā)展及居民的正常的生活。為了緩解供水緊張狀況，除考慮有效的利用水資源及節(jié)約用水以外，必須盡快興建新的供水設施。 考慮到東莞市的經濟結構調整和持續(xù)發(fā)展的需要和石碣鎮(zhèn)的自然條件（地理位置、地形及氣象條件）的特點,進行給水廠設計。選擇東江作為水廠的水源。 水廠的工藝如下： ↓混凝劑 ↓加氯 原水→網格絮凝池、平流沉淀池（合建）→普通快濾池→ 清水池→二泵站出水 設計過程中充分考慮各工藝在實際運行中的應用情況,以及結構的復雜情況等。 本設計說明書主要內容包括：設計原始資料，凈水廠工藝流程，生產自用水回收工藝，總體布置，建筑物、構筑物設計。 關鍵詞：水量 絮凝沉淀池 普通快濾池 水處理工藝 Abstract In recent years, industrial and agricultural water an increasingly serious conflicts，as the exploitation of agriculture on groundwater. In addition,production and urban water consumption has increased year by year and the growth rate soon, the original water supply facilities in the years running load can not meet the need. This state of affairs has seriously affected the cities of the development of the industry and the residents of a normal life. In order to alleviate the supply tension, in addition to efficient use of water resources and water conservation must as soon as possible the construction of new water supply facilities. According the characteristic of the natural conditions of and the stone tone tablet town of economic restructuring and sustainable development of Dongguan (geographical position, topography and meteorological condition), for the water works to design. Choose Dongjiang as the source of water of the water works. The craft of the water works is as follows:. ↓Coagulant Raw water→Grid flocculation pond, rapid filter ↓Chlorination (Jointly built)→Ordinary quick filter tank→ clear water reservoir→two water pumping station The process of designing fully consider all of the practical operation of the situation and structure of the complex situation. The specification of the design including the original design information, water purification, design of water main structures. Key words: Storage; Flocculation sedimentation tanks; rapid filter; Water treatment technology 目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 設計說明書 7 1.1 總論 7 1.1.1項目建設背景 7 1.1.2編制目的、范圍和依據 7 1.1.3工程概況 8 1.1.4自然條件 8 1.2 總體規(guī)劃和方案制定 9 1.2.1水源選擇一般原則 9 1.2.2凈水廠廠址選擇和方案確定 10 1.3工程方案內容 11 1.3.1 設計原則 11 1.3.2工程項目規(guī)模及內容 11 1.4 凈水廠構筑物設計說明 12 1.4.1取水構筑物 12 1.4.2絮凝池 12 1.4.3 平流沉淀池 13 1.4.4普通快濾池 14 1.4.5清水池 14 1.4.6送水泵站（二級泵站） 15 1.4.7加氯間 15 第二章 取水構筑物設計 17 2.1取水構筑物位置的選擇 17 2.2取水構筑物形式的設計 18 2.3集水井設計 18 2.4一泵站的設計 20 2.4.1設計流量和揚程的確定 20 2.4.2選擇水泵 21 2.4.3基礎尺寸 21 2.4.4吸水管路和壓水管路的計算 21 2.4.5水泵安裝高度的確定與泵房高度計算 22 2.4.6輔助設備的確定 22 第三章 凈水構筑物的設計 25 3.1混合、反應 25 3.1.1混凝劑的選擇和投加 25 3.1.2藥劑的調制及投加設備的選擇 26 3.1.3加藥間及藥庫 27 3.2靜態(tài)混合器設計計算 29 3.2.1設計參數 29 3.2.2設計計算 29 3.3隔板混合池的設計 30 3.3.1設計計算 30 3.4 反應設備的設計 33 3.4.1絮凝池設計 33 3.4.2網格絮凝池設計計算 34 3.5平流沉淀池的設計 36 3.5.1工藝選型 36 3.5.2設計計算 36 3.5.3進出水系統設計 37 3.5.4 排泥設置 38 3.6 濾池的設計 39 3.6.1濾池的選用及適用條件 39 3.6.2 普通快濾池設計要點 41 3.6.3 普通快濾池設計與計算 42 3.7消毒 47 3.7.1 氯消毒原理 48 3.7.3加氯機的選擇 48 3.7.4 氯瓶的選擇 48 3.7.5加氯間及氯庫設計 49 3.7.6氯庫 49 3.8 清水池 50 3.8.1平面尺寸計算 50 3.8.2管道系統 51 3.8.3清水池布置 52 第四章 送水構筑物設計 54 4.1水泵設計 54 4.1.1初估水泵揚程 54 4.1.2設計流量 54 4.1.1選泵要點 54 4.1.2選擇水泵和電機 54 4.1.3 機組基礎設計 55 4.2管路設計計算 57 4.2.1吸水管設計 57 4.2.2壓水管設計 58 4.3 水泵泵軸標高的確定 60 4.4泵房高度設計 60 4.4.1選擇起重機 60 4.5附屬設備 61 4.5.1真空設備 61 4.5.2排水泵 62 4.5.3計量設備 62 4.5.4吸水井設計 63 第五章 泥處理構筑物設計 64 5.1設計條件 64 5.2計算 64 5.3各構筑物設計計算 65 5.3.1排泥池 65 5.3.2濃縮池 65 5.3.3調節(jié)池 66 5.3.4脫水機房 67 第六章 凈水廠總體布置 68 6.1凈水廠的流程及平面布置 68 6.2水廠管線 68 6.3 附屬建筑物 70 第七章 構筑物高程計算 71 7.1水處理構筑物高程計算 71 7.2給水處理構筑物高程計算 73 7.3泥處理構筑物高程計算 73 設計總結 75 參考文獻 76 致謝 77 第一章 設計說明書 1.1 總論 1.1.1項目建設背景 東莞市位于廣東省中南部，北接廣州，南連深圳，是近年來珠江三角洲經濟發(fā)展和城市化進程較快的地區(qū)。多年以來，東莞市一直把基礎設施建設作為提高城市競爭力的戰(zhàn)略工程，以超前的意識和巨額的投入，形成了良好的投資環(huán)境，經濟得到迅猛發(fā)展。2003年實現國內生產總值947.53億元，完成工業(yè)總產值2411.43億元，出口額241.04億美元。 根據供水資料顯示，2004年市政供水量為420萬m3／d，但無法滿足需水要求，供水高峰期缺水量為40～50萬m3／d，為保證東莞市經濟的飛速發(fā)展，考慮到東莞的經濟結構調整和持續(xù)發(fā)展的需要，市政府決定在石碣鎮(zhèn)鰲峙塘建設石碣水廠。 1.1.2編制目的、范圍和依據 1.編制目的 編制本說明書主要目的，是在深入調查研究的基礎上，探討利用已探明水源作為城市供水水源的技術與經濟可行性，提出切合實際的供水方案，為進一步的工程建設工作提供決策依據。 2．編制范圍 本工程的范圍包括取水工程、凈水廠工藝設計、輸水工程三部分，不包括二泵房向城市輸水的輸水管線和城市配水管網部分。 3.編制依據 《中華人民共和國水法》； 《中華人民共和國水污染防治法》； 《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）； 《室外給水工程設計規(guī)范》（GB50013-2006）； 《室外排水工程設計規(guī)范》（GB50014-2006）； 《城鎮(zhèn)給水廠附屬建筑和附屬設備設計標準》（CJJ41-91）； 《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2005） 《地下水質量標準》（GB/T14848-9） 《城市供水水質標準》（CJ/T206-2005） 《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》（GB/T5750-2001） 《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB50015-2003） 《建筑設計放火規(guī)范》 《污水綜合排放標準》（GB8976-96） 《建筑抗震設計規(guī)范》 《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標準》 《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》 《工業(yè)企業(yè)采暖、通風及空氣調節(jié)設計規(guī)范》 1.1.3工程概況 1.工程規(guī)模：考慮到東莞的經濟結構調整，水廠的工程規(guī)模為日處理水量20萬m3／d。。 2.水質與水壓：出廠水水質在符合國家生活飲用水衛(wèi)生標準的基礎上，力爭出廠水濁度小于0.5NTU。 3.廠址范圍：根據規(guī)劃，石碣水廠建在東江南岸，廠區(qū)地形平坦，建設廠址在石碣鎮(zhèn)鰲峙塘。參考座標為： X1：＝417860.117 Y1：＝558967.734 X2：＝418058.896 Y2：＝559083.437 X3：＝418269.677 Y3：＝558720.158 X4：＝418070.739 Y4：＝558604.730 1.1.4自然條件 1．供水范圍 根據規(guī)劃要求，石碣水廠在正常情況下，供水范圍包括石碣、中堂、石龍部分鎮(zhèn)區(qū)。 2．氣象條件 東莞市屬南亞熱帶海洋性季風氣候。極端最高氣溫38.7℃、最低0.2℃，最熱月月平均最高32.0℃、最低10.5℃。24h最大降雨量354.6mm，多年平均1933.3mm，常年主導風向為南東東和北北東，年平均風速為2.6m／s，基本風壓0.70KN／m2。 3．工程地質狀況 石碣水廠廠址地勢較為平坦，屬東江河灘區(qū)，地下水位較淺，施工時應注意防水。 4．原水水質資料 原水水質的主要參數見表1-1。 表1-1 東江原水水質資料 序號 項目 單位 數值 序號 項目 單位 數值 1 渾濁度 度 54.2 13 錳 mg/L 0.07 2 細菌總數 個/mL 280 14 銅 mg/L 0.01 3 總大腸菌群 個/L 9200 15 鋅 mg/L <0.05 4 色度 色度單位 20 16 五日生化需氧量 mg/L 1.96 5 嗅和味 - 17 陰離子合成劑 mg/L - 6 肉眼可見物 微粒 18 溶解性總固體 mg/L 107 7 pH 7.37 19 氨氮 mg/L 3.14 8 總硬度(CaCO3) mg/L 42 20 亞硝酸鹽氮 mg/L 0.055 9 總堿度 mg/L 47.5 21 硝酸鹽氮 mg/L 1.15 10 氯化物 mg/L 15.2 22 耗氧量 mg/L 2.49 11 硫酸鹽 mg/L 13.3 23 溶解氧 mg/L 6.97 12 總鐵 mg/L 0.7 5.設計水位條件 東江常年水位：8.3m，枯水位：0.6m，洪水水位：11.80m。 1.2 總體規(guī)劃和方案制定 1.2.1水源選擇一般原則 水源選擇遵循的一般原則有： （1）水源選擇前，必須進行水資源勘察。 （2）水源選用應通過技術經濟比較確定，一般應滿足下列要求： 水量充沛可靠；原水水質符合要求；符合衛(wèi)生要求的地下水，優(yōu)先作為生活飲用水的水源；與農業(yè)、水利綜合利用；取水、輸水、凈化設施安全經濟和維護方便；具有施工條件。 （3）用地下水作為供水水源時，應有確切的水文地質資料，取水量必須小于容許開采量，嚴禁盲目開采。 （4）用地表水作為城市供水水源時，其設計枯水流量的保證率，應根據城市規(guī)模和工業(yè)大用戶的的重要性選定，一般可采用90%-97%。 （5）確定水源、取水點和取水量等，應取得有關部門的同意。 （6）生活飲用水水源的水質和衛(wèi)生防護，應符合現行的《生活飲用水衛(wèi)生標準》的要求。 1.2.2凈水廠廠址選擇和方案確定 1.水廠廠址選擇的一般原則 水廠廠址的選擇，應根據下列要求，通過技術經濟比較確定。 給水系統布局合理；不受洪水威脅；有較好的廢水排除條件；有良好的工程地質條件；有良好的衛(wèi)生條件，便于設立衛(wèi)生防護地帶；少拆遷、不占或少占良田；施工、運行和維護方便。 2.水處理方案的選擇 根據上述論證，東莞口市水處理工程可形成兩個基本方案，具體方案見圖1-1和圖1-2 原水→管式靜態(tài)混合器→隔板混合池→網格絮凝池→平流沉淀池→普通型濾池→清水池→二泵房→用戶 圖1-1 原水→管式靜態(tài)混合器→機械攪拌澄清池→普通快濾池→清水池→二泵房→用戶 圖1-2 3.方案確定 通過綜合技術經濟比較和當地的水廠經驗，第一套方案更具有綜合優(yōu)勢，近期采用該方案。 1.3工程方案內容 1.3.1 設計原則 本工程設計遵循的主要設計原則有： 1.以批準的城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和給水專業(yè)規(guī)劃為主要依據，水源選擇、凈水廠位置、輸配水管線路等的確定應符合相關專項規(guī)劃的要求。 2.從全局出發(fā)，綜合考慮水資源的節(jié)約、水生態(tài)環(huán)境保護和水資源的可持續(xù)利用，正確處理各種用水的關系，符合建設節(jié)水型城鎮(zhèn)的要求。 3.給水工程設計應貫徹節(jié)約用地原則，合理利用土地資源。建設用地指標應符合《城市給水工程項目建設標準》的有關規(guī)定。 4.給水工程應按遠期規(guī)劃、近遠期結合、以近期為主的原則進行設計。近期設計年限采用5～10年，遠期規(guī)劃設計年限采用10～20年。 5.給水工程中構筑物的合理設計使用年限為50年，管道及專用設備的合理設計使用年限按材質和產品更新周期經技術經濟比較確定。 6.以提高供水安全可靠性和供水水質，降低能耗、藥耗、水耗，節(jié)約能源和資源，優(yōu)化運行管理，提高科學管理水平，降低運行操作人員的勞動強度，降低工程造價和運行成本，增加經濟效益為主旨，在不斷總結生產實踐經驗和科學試驗的基礎上，積極采用行之有效的新技術、新工藝、新材料和新設備。 7.給水系統的選擇應根據當地地形、水源情況、城鎮(zhèn)規(guī)劃、供水規(guī)模、水質及水壓要求，以及原有給水工程設施等條件，從全局出發(fā)，通過技術經濟比較后綜合考慮確定。 8.生活用水的給水系統，其供水水質必須符合現行的生活飲用水衛(wèi)生標準的要求，專用的工業(yè)用水給水系統，其水質標準應根據用戶的要求確定。 1.3.2工程項目規(guī)模及內容 1.工程規(guī)模 設計水量：一期工程設計供水量：20萬m3/d。 出水水質：出水水質達到生活飲用水衛(wèi)生標準。 水壓：管網最大水頭損失按0.254 MPa考慮。水廠出廠水壓60m。 2.工程內容 工程設計內容包括：凈水廠工藝流程，生產自用水回收工藝，總體布置，建筑物、構筑物設計。 參照給水工程規(guī)劃、設計規(guī)范要求，各取水構筑物、取水泵聯絡管道、輸水管道按最高日平均時設計，水廠處理構筑物按最高日平均時設計，二級泵房按最高日最高時用水量設計，并能夠適應用水量變化。 1.4 凈水廠構筑物設計說明 1.4.1取水構筑物 1.取水構筑物選型 根據所確定的取水位置，綜合其位置的水深，水位及其變化幅度，采用自流管及設集水孔進水井取水構筑物形式。 2.取水頭部選擇 選用管式取水頭部（垂直式），具有以下的特點： ①.構造簡單 ②.造價較低 ③.施工方便 ④.喇叭口上應設置格柵或者其他攔截大漂浮物的裝置 ⑤.格柵的進水流速一般不宜過大，必要時應考慮有反沖或清洗設備 3.進水孔的設計 進水孔分上、下兩層，但設計時，按河流最低水位計算下層進水孔面積，上層可與下層相同。進水孔設計流速取，柵條采用扁鋼，厚度,柵條凈間距采用,格柵阻塞系數采用,柵條引起的面積減少系數為。進水孔尺寸選用，格柵尺寸選用。 1.4.2絮凝池 1.混凝與沉淀 快速混合；適當的絮凝時間；較穩(wěn)定的沉淀效果，為達到以上目的,本工程采用管式靜態(tài)混合器和隔板混合池快速混合。 2.混凝劑的配制和投加 ①．根據所給的水源水質確定混凝劑為聚合硫酸鋁。聚合硫酸鋁投加量為61.3mg/L。 ②.加藥間和庫房:設在投藥點的附近;室內有沖洗設施,有5‰坡度坡向集水坑,通風良好且東季有保溫措施。 ③．投加高錳酸鉀以達到除鐵的效果，選用SAM型加藥設備。 3、調節(jié)池 溶液池溶解為，形狀為矩形。 溶解池攪拌設備采用中心固定式平板漿式攪拌機攪拌，溶解池和溶液池。材料都采用鋼筋混凝土，內壁襯以聚乙烯板。 3.混合 為提高混合效果，采用管式靜態(tài)混合器,加藥點設在混合器進口處,并增加藥液擴散器,使混凝劑在管道內很好的擴散,形成均勻混合.具有投資較低，無需額外提供能源，易于安裝，無需經常維修，混合效果良好的顯著優(yōu)點。 按要求在混合器內設置若干固定混合單元，每一混合單元由若干固定葉片按一定角度交叉組成，當加入藥劑的水通過混合器時將被單元體分割多次，同時發(fā)生分流交流和混凝以達到混合效果.口徑和輸水管道配合，分流板的級數一般取三級，錐形冒夾角90度。 管式靜態(tài)混合器共設四個，直徑為DN900，水頭損失為0.21m。 分析水質指標，發(fā)現鐵的指標略微超標，故采用投加定量高猛酸鉀來降低鐵的含量，為延長所投加高錳酸鉀的溶解反應時間，在采用靜態(tài)混合器的基礎上，采用了隔板混合池。 4.絮凝 絮凝池采用網格絮凝池.優(yōu)點，1.絮凝時間短；2.絮凝效果好；3.構造簡單。 絮凝池共設置四座，每座的有效容積為：，流速分為三段， 絮凝池尺寸為 1.4.3 平流沉淀池 平流沉淀池的優(yōu)點： 1.造價較低；2.操作管理方便，施工較簡單；3.對原水濁度的適應性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4.帶有機械排泥設備時排泥效果較好 1.設計 共設置四座沉淀池； 每座處理水量為量： 采用數據： 停留時間， 沉淀池水平流速 沉淀池長 沉淀池寬設計中取 有效水深取H=3.2m 2.排泥 為取得較好的排泥效果，可采用虹吸式機械吸泥機排泥,選用HJX1-12型桁架式吸泥機。 1.4.4普通快濾池 設計中共設普通快濾池兩座，每座濾池又分成八格 設計水量： 設計參數 采用：設計濾速總沖洗時間，沖洗周期。 1. 濾池面積及尺寸 單格濾池面積為，單格濾池的尺寸為 2. 濾池高度 濾池超高為，濾池口水深，濾層厚度，承托層厚度，則濾池總高度為。 3.沖洗方式 普通快濾池目前只采用單水反沖洗的方式 1.4.5清水池 清水池共設四座，池子有效水深取，超高取，覆土厚取，采用矩形清水池，清水池平面尺寸為 進水管： 出水管： 溢流管： 排水管： 通風管：取，每池設9根，上配濾網 檢修孔：每個清水池上設兩個檢修孔 1.4.6送水泵站（二級泵站） 1.選泵 根據設計流量和設計揚程選擇水泵的型號和數量，選用5臺24SA-10型單級雙吸離心清水泵，其中四用一備，流量為Q=3420m3/h揚程為H=71m。電動機型號：JSQ1510-6。 2.泵房布置 水泵機組的排列是泵房布置的重要內容，它決定泵防建筑面積的大小，機組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。 因所選的泵的是S型水泵是側向進水和側向出水的水泵，所以采用橫向排列可能要適當增加泵房的長度，但跨度小，進出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。 ①水泵凸出部分到墻的凈距； ②出水側水泵基礎與墻的凈距（包括一個止回閥和一個閘閥的長度）； ③進水側水泵基礎與墻的凈距（包括一個閘閥的長度）； ④水泵基礎之間的凈距3m； 選用L×B=42m×12m 矩形泵房。 3.起重設備的選型與布置 采用LDH型電動單梁環(huán)形起重機 1.4.7加氯間 1.自動加氯機的選擇 選用ZJ-II型轉子真空加氯機三臺，兩用一備，每臺加氯機得加氯量為，加氯機外形尺寸為，加氯機安裝在墻上，安裝高度在地面以上，三臺加氯機之間的凈間距為。 2、氯瓶 采用容量為的氯瓶，氯瓶外形尺寸為：外徑，瓶高，氯瓶自重，公稱壓力，氯瓶采用兩組，每組八個，一組使用，一組備用，每組使用周期為 3、加氯間和氯庫布置 加氯間是安置加氯設備的操作間，氯庫是貯備氯瓶的倉庫，采用加氯間和氯庫合建的方式，中間用墻分開，但留有供人通行的小門，加氯間平面尺寸為長，寬，氯庫平面尺寸為長，寬 第二章 取水構筑物設計 2.1取水構筑物位置的選擇 取水構筑物位置的選擇，應符合城市總體規(guī)劃的要求，在保證水質的前提下，盡可能接近用水地點，以節(jié)省投資和經常運行費用。在取水位置的具體選擇時，還應考慮以下因素。 1、水質因素 （1）在泥沙量較多的河流，應根據河道中泥沙的移動規(guī)律和特性，避開河流中含沙量較多的地段。 （2）在含沙量沿水深有變化的情況下，應根據不同深度的含沙量分布，選擇適宜的取水高程。 （3）取水口應選擇在水流暢通和靠近主流地段，避開河流中的回流區(qū)和死水區(qū)，以減少水中懸浮物、雜草、泥沙等進入取水口。 2、河床及地形 取水河段形態(tài)特征和岸邊條件是選擇取水口位置的重要因素取水口位置應根據河道水文特征和河床演變規(guī)律，選在比較穩(wěn)定的河段，并能適應河床的演變。 3、上下游構筑物的影響 在選擇取水構筑物位置時，應對取水河段鄰近的人工和天然障礙物進行分析，盡量避免各種不利因素。 4、污水排出口 生活用水水源應選在污水排出口上游100米或下游1000米以外的地方，并應建立衛(wèi)生防護帶。 5、冰凌因素 取水口應設在不受冰凌直接沖擊的河段，并應使冰凌順暢地在其附近順流而下。 6、工程地質條件 （1）取水構筑物應盡量選在地質構造穩(wěn)定，承載能力高的地基上。 （2）取水構筑物不宜設在斷層、流沙層、滑坡、風化嚴重的巖層和巖溶發(fā)育地段。 （3）在有地震影響的地區(qū)，取水構筑物不宜設在過坡的岸邊和山腳下，以及其它易崩塌的地區(qū)。 7、施工條件 取水口應考慮選在對施工有利的地段，盡量做到交通運輸方便，有足夠的施工場地，較小的土石方和水下工程量。 需考慮施工技術力量，施工工具，動力設備等條件。 2.2取水構筑物形式的設計 影響取水構筑物形式的因素有：河流水位變幅、河床及岸坡的地形條件、河流含沙量、取水規(guī)模及安全度、航運要求、冰情條件。 根據設計條件采用固定式取水構筑物，集水井與泵房合建，底板水平布置，采用臥式泵。 集水井與泵房合建特點：設備布置緊湊，總建筑面積較小;吸水管路短，運行安全，維護方便。適用條件：河岸坡度較陡，岸邊水流較深，且地質條件好以及水位變幅和流速較大的河流；取水量大和安全性要求高的取水構筑物。底板水平布置，集水井與泵房布置在同一高程上，水泵可設于低水位下，啟動方便。 本設計采用集水井與泵房合建式，平面形狀為矩形，用于集水井深度不大，也可大開槽施工。集水井由進水室、格柵、格網和吸水室組成，也可聯結自流管或虹吸管。集水井上設操作平臺，并有閥門、格柵、格網等起吊裝置，在寒冷地區(qū)操作平臺可設在室內，平臺以上的房屋高度應按設備尺寸和起吊高度確定。 2.3集水井設計 1、進水室設計 本設計進水室采用兩個分格，一個分格布置一根進水管。河流水位變化幅度不大，岸邊式集水井采用單層進水孔口。 2、格柵計算 1）格柵面積 （2-1） 式中 Q：設計流量m3 V0: 過柵允許流速，取0.2m/s； K1: 堵塞系數，取0.75； K2: 柵條引起的面積減少系數；K2=b/(b+s) b: 柵條凈間距，取50mm； S: 柵條厚度，取10mm； K2 =50/(50+10)=0.83 F0 =2.43/0.2×0.75×0.83=19.45m2 選擇格柵規(guī)格：標準圖號S321-1，型號 14，進水口尺寸B1=1600mm H1=800mm ,格柵尺寸B=1700mm H=900mm,柵條間孔數 25，柵條根數 26，有效面積 1.07。 2） 通過格柵水頭損失：0.05～0.10m。 3、格網及格網室 格網有平板格網和旋轉格網兩種，選用時應根據水中漂浮物數量，每臺水泵的出水量等因素確定。 本設計采用平板格網。格網設在進水室與吸水室之間的隔墻之后。 1）平板格網面積計算 （2-2） 式中 Q：同上； V1：過網流速，取0.4m/s； K1: 網絲引起的面積減少系數， （2-3） 其中 b:網眼尺寸，取8mm； d:網絲直徑，取2mm； ； 式中 K2：格網堵塞引起的面積減少系數，取0.5； ：收縮系數，取0.7； 故格網總面積 F1 = m2 設8個網格，F=F1/8=27.12/8=3.39m2 采用C18型，有效面3.90m2。 2)通過格網的水頭損失，一般采用0.10～0.15m 3)平板格網一般采用槽鋼做成框架，把金屬網固定在框架上。 4、集水井尺寸設計 根據取水水泵吸水管路間距的要求，以及滿足水流均勻穩(wěn)定的要求，集水井設計尺寸為長15米，寬8米，其中進水室寬4米，吸水室寬4米。 2.4一泵站的設計 一泵站又叫進水泵站或取水泵站，原水經過它的提升從河流進入凈水廠，進行凈水處理。本設計工程，取水形式采用的是固定式河床取水，吸水井和泵房合建。由于設計水量較大，因此如何降低泵房的體積，減少泵房面積，從而降低工程造價，是最重要的問題。給水泵房設計符合《室外給水設計規(guī)范》，同時滿足《泵站設計規(guī)范》及其他有關規(guī)范與標準。 2.4.1設計流量和揚程的確定 1、流量的確定 泵房近期設計流量，采用兩根鋼管并聯作為源水輸水干管，當一根檢修時，另一根輸水管應通過70%的設計流量，即 查《給水排水設計手冊第一冊》水力計算表得管內流速v=0.79m/s,水力坡度i=2.28‰。 2、揚程的確定 一級泵房的揚程為： Hp=H0+hs+hd （2-4） 式中 H0：靜揚程，等于水源吸水井最低水位和處理構筑物起端最高水位之差(m)； Hs：由最高日平均時供水量加水廠自用水量確定的吸水管線的水頭損失(m)； Hd：由最高日平均時供水量加水廠自用水量確定的壓水管線和泵站到混合池的水頭損失(m)。 (1)靜揚程的確定 設格網水頭損失0.2m,則吸水室最高水面標高為11.8-0.2=11.6m,最低水位標高為0.6-0.2=0.4m。凈水構筑物最高標高為20.8m。 故一泵站水泵靜揚程： 洪水時：Hst=20.8 -11.8=9m 枯水時：Hst=20.8-0.6=20.2m (2)輸水干管中的水頭損失∑h取0.7m (3)泵站內管路的水頭損失hp估計為3米。 (4)安全水頭取2米。 那么，最高水位時Hmin=9+0.7+3+2=14.7m 最低水位時Hmax=20.2+0.7+3+2=26.9m 2.4.2選擇水泵 Q = 2.43m3 /s H=26.9m，取27 m. 選用3臺24SA-18型水泵（兩用一備） 水泵性能： Q：810m3/h H: 32m n: 730 r/min N:559kw η:87.0% Hs:9.4m 配套電機： JSQ147—6型 軸功率:570kw 總重：5100kg 2.4.3基礎尺寸 SA型泵不帶底座的基礎尺寸[5]： 基礎長度L= 3300mm 基礎寬度B=1400 mm 基礎高度 H=1.65m 基礎高度應不小于50～70cm，基礎頂面應高出室內地坪10～20cm。 2.4.4吸水管路和壓水管路的計算 采用的水泵型號：32SA-19E 1、吸水管路： 采用鋼管，DN＝900mm，v=1.43m/s （滿足1.2m/s≤v吸≤1.6m/s）； 2、壓水管路 采用鋼管，DN＝700mm，v=2.34m/s （滿足2.0m/s≤v壓≤2.5m/s）。 2.4.5水泵安裝高度的確定與泵房高度計算 為了便于用沉井法施工，將泵房機器間底板放在吸水間底板同一標高，已知最低動水位標高0.6m,取水頭部上邊緣設在最低水位下0.5m,標高為0.1m，，泵房室外地面標高為14.6m，故泵房地下部分高為12.6m，地上部分高度要滿足采光通風，吊車起吊高度等因素，取5.0m, 水泵軸標高為：3.23m 水泵吸水管中心線標高為：2.75m 水泵壓水管中心線標高為：2.54m （2-5） 其中 H1：泵房高度（米） ：從天花板到梁頂部距離，不小于0.1m,取0.3m ：行車梁高度 取0.53m ：行車梁底至起重鉤中心距離 取1.150m ：起重繩的垂直長度 取3m ：最大一臺水泵或電動機的高度 取1.7m ：汽車高度 取0.8m ：吊起物與汽車高差 取0.3m ：檢修平臺厚 取0.2m 那么，H1=0.3+0.53+1.150+3+1.7+0.8+0.3+0.2=7.98m 2.4.6輔助設備的確定 （1）起重設備 一臺LDH型電動單梁起重機，其電動葫蘆型號CD1型，電動機型號ZDY 21-4 ,功率2×0.8kw,n=1380r/min,起重量為10t，起升高為9m，跨度13.5m+,起重機總重量5.6t。[3] （2）引水設備 飲水設備采用水射器引水。 （3）排水設備 泵房較深，故采用電動水泵排水，沿泵房內壁設排水溝，將水匯集到集水坑內，然后用泵抽出。 取水泵房的排水量按20—40m3/h考慮，排水泵揚程在30m以內，故選用65—50—160A型立式單級單吸水泵，一用一備。 其流量23.4m3/h,揚程28米，電機Y112M-2。[3] （4）通風設備 采用機械排風的方式，取風量為2000—3000m3/h選用離心風機，型號為T35-11型軸流通風機，約10min換一次風。配電動機型號：YSF-5632，功率0.18kw. （5）計量設備: 在進水廠內安裝計量設備故本站不安裝。 圖2-1 取水泵房平面布置圖 第三章 凈水構筑物的設計 3.1混合、反應 3.1.1混凝劑的選擇和投加 1、混凝劑的作用 天然水中含有各種懸浮物、膠體和溶解物等雜質，使水呈現出渾濁度、色度、嗅和味等。水質的混凝處理是向水中投加混凝劑，通過混凝劑的水解產物壓縮膠體顆粒的擴散層，即所謂壓縮雙電層，達到膠體脫穩(wěn)而互相凝結，或者通過混凝劑的水解和縮聚反應，而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使顆粒被吸附粘結，或者通過投入大量鋁鹽和鐵鹽，而形成大量高聚合度的氫氧化物的沉淀物的吸附卷掃作用，吸附卷掃水中的膠粒進行沉淀分離。 混凝處理工程包含了凝聚和絮凝兩個階段，凝聚階段要求水的紊動快速而劇烈，使藥劑迅速均勻地擴散到水中，以利于混凝劑快速水解、聚合、顆粒脫穩(wěn)，并借助于布朗運動形成異向凝聚，在通過凝聚階段以形成較大的顆粒。在絮粒的形成中，不但能吸附懸浮顆粒，還能吸附一部分細菌和溶解性物質，絮?？稍谝欢ǖ某恋項l件下從水中分離出來。 2、藥劑的選擇及用量的確定 應用于水質凈化中的混凝劑應滿足以下要求：混凝效果好，對人體健康無害，使用方便，貨源充足，價格低廉。 該市位于我國南方地區(qū)，常年水溫變化較大，最低水溫接近零度，而該水源Ph值偏堿；因此應該選擇水溫和Ph值適應范圍都較寬的技術上可行經濟上合理的混凝劑。通過比較，根據南方水廠的設計經驗本設計中采用PAS，即聚合硫酸鋁，通式為 Al2(SO4)3?18H2O，它具有如下特點： 適用于水溫為20-40℃；pH=5.7-7.8時，主要去除水中懸浮物；pH=6.4-7.8時，處理濁度高，色度低的水，一般水廠配制濃度在5%-10%，投加量少的小水廠可為1%-2%。較大水廠可提高到10%-15%。溶液過濃時不易控制投藥量，濃度過低時會增大溶液池容積，還會水解而堵塞加藥管。一般情況下都可使用，原水須有一定堿度，特別是投加量大時。處理低溫低濁時，絮體松散效果較差，投加量大時有剩余Al或SO4離子，影響水質。[9] 藥劑的投加量參照以往經驗，再加上設計手冊確定最高投加量為61.3mg/L，平均38.0mg/L。 3、投藥方法 常用藥劑投加方法有干投法和濕投法兩種，本設計中采用目前國內普遍采用的濕投法。 投加方式一般有重力加投和壓力加投兩種，本設計中采用重力加投。其混凝處理的工藝流程如下圖所示： 3.1.2藥劑的調制及投加設備的選擇 1、調制方法：水力調制。 2、調制計算： （1）溶液池容積[4] W1=uQ/(417bn) （3-1） 式中 Q：處理水量（m3/h）； U：混凝劑最大投量（mg/L），取61.3； B：溶液濃度（％），一般5~20，取16； N：每日調制次數，一般不宜超過3次，取2次。 W1=61.3×8750/（417×16×2）＝40.20（m3） 溶液池分兩池，每池容積20.1m3。 單池設計尺寸：L×B×H=4×3.5×2.1，超高0.3m，沉渣高度0.3m； 單池實際有效容積：W1ˊ=4×3.5×1.5=21m3。 池旁設工作臺，寬1.0m,池底坡度為0.02m。底部設置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內壁用環(huán)氧樹脂驚醒防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管DN50mm一條，于兩池分設放水閥門，按1h放滿考慮。 （2）溶藥池容積 W2=(0.2~0.3)W1 （3-2） 計算得， W2=0.3W1＝0.3×42＝12.6（m3）。 分兩池，每池5.25m3。 單池設計尺寸：L×B×H=3.5×2×1.6，超高0.3m，底部沉渣高0.2m。 溶解池單池實際有效容積：3.5×2×1.0=10.5 m3。 溶解池采用鋼筋混凝土結構，內壁用環(huán)氧樹脂驚醒防腐處理，池底設0.02坡度，設DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN50mm，按10min放滿溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管。 （3） 計量泵選擇 加藥量：Q’=42×2/24=3.5m3/h 選兩臺J-DM2000/1.6型計量泵，單泵流量Q=2000L/h。 型號 流量L/h 排出壓力 泵速 功率 直徑 重量 廠家 J-DM2000/1.6 2000 1.0~1.6 91 4 40 365 重慶水泵廠 3、調制設備： 采用機械攪拌，攪拌槳為平槳板，中心固定式，并進行防腐處理。 4、高錳酸鉀的投加 鐵的含量為0.7mg/L，相應所需要的高錳酸鉀的濃度為0.658mg/L，選用SAM型加藥設備。計量泵為LPH7P，一天調制一次，分兩條加藥設備。 3.1.3加藥間及藥庫 1.加藥間和藥庫設計原則 （1）加藥間應設在加注點附近，一般靠近一級泵房或絮凝池，并和藥劑倉庫毗鄰。 （2）加藥間、藥庫的地坪和墻壁一般采用素混凝土，不作防腐處理，但對腐蝕性強的凝聚劑應采用相應的防腐措施。室內地坪標高略高于室外。地坪有1%3%的坡度，并坡向集水坑，以排除沖洗地坪的廢水。 （3）高度在4m以上，應有可供運輸工具出入的大門。 （4）在大、中型水廠多數采用單軌和手動或電動葫蘆。 （5）產生臭味或粉塵的凝聚劑，應在通風良好的單獨房間內配制溶液，需要時應安裝通風設備。 （6）水管用鍍鋅鋼管，加藥管用塑料管或橡皮管，排渣管用塑料管或陶土管。 （7）藥管線一般在2條以上，放在有蓋板的地溝內，地溝設排水管以免積水. （8）凝聚劑固定儲存量可按最大投藥量的15-30天用量計算，周轉儲存量按當地藥劑供應情況和運輸條件確定。固體凝聚劑堆放高度可采用1.5-2.0m，有機械搬運設備時，堆放高度可適當增加。按凝聚劑儲存量和堆放高度確定有要考慮汽車運輸的方便，通道寬度為3-4m左右。 2.加藥間和藥庫設計 ①．加藥間 各種管線布置在管溝內：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥間內設兩處沖洗地坪用水龍頭DN25mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度≥0.005，并坡向集水坑。 加藥間尺寸：L×B×H=14×9×7 ②．藥庫 藥劑按最大投加量的7d用量儲存。 PAS所占體積： （3-3） 其中 ——7天PAS用量（t） ——PAS投加量（mg/L） 取61.3 Q——處理水量（m3/d） 那么， PAS的相對密度：1.62 則儲存藥體積：90.11/1.62=55.6m3。 設堆放高度為1.5m, 占地面積：55.6/1.5=37.1m2。 考慮到藥劑的運輸、搬運和磅秤所占面積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30%計，則藥庫所需面積： 37.1×1.3=48.2m2，設計中取50 m2。 藥庫尺寸：L×B×H=12×9×7 m3。 庫內設電動單梁懸掛起重機一臺，型號為DX0.5-10-20。 3.2靜態(tài)混合器設計計算 3.2.1設計參數 設計總進水量為Q=210000m3/d，水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布，進水管采用兩條，流速v=1.0m/s。計算草圖如圖2-1。 圖3-1 管式靜態(tài)混合器計算草圖 3.2.2設計計算 1.設計管徑 設計流量：； 則靜態(tài)混合器管徑為： ，本設計采用DN900mm； 2.混合單元數 按下式計算 ，本設計取N=3； 則混合器的混合長度為： 3.混合時間 4.水頭損失 （<0.5m,符合設計要求） 5.校核GT值 ，在700-1000之間，符合設計要求。 ，水力條件符合設計要求。 3.3隔板混合池的設計 在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運行成本。本設計中在采用靜態(tài)混合器的基礎上又采用分流隔板式混合槽，以延長所投加高錳酸鉀的溶解反應時間。 3.3.1設計計算 1.設計流量 2.設計流速 （1）槽中流速采用 =0.6m/s （2）通道孔洞流速采用 =1.0m/s， 3.混合槽尺寸計算（采用四個） （1）槽的橫斷面積f （3-4） （2）末端隔后水深 H 采用 H=0.7m （3）槽寬B （3-5） （4）隔板通道的水頭損失 （3-6） 三道隔板的總水頭損失為: （3-7） （5）中部隔板 ①通道孔洞斷面 中部隔板通道分兩側開設，每側通道孔洞斷面 ②中部隔板的水深 ③中部隔板通道孔洞的凈高度 通道孔洞的淹沒水深取0.13m ④中部隔板通道的寬度（單側） （6）末端隔板 ①末端隔板通道孔洞的斷面 ②末端隔板后水深 ③通道孔洞的淹沒水深深取0.13m ④末端隔板通道的寬度 （7）首端隔板 ①首端隔板通道孔洞的斷面 ②首端隔板后水深 ③首端隔板通道孔洞的凈高度 通道孔洞的淹沒水深深取0.16m ④首端隔板通道孔洞的寬度 （8）隔板間距 ,設計中取3m。 4.混合時間 5.校核GT值 （3-8） ，水力條件符合要求。 隔板混合池的平面布置圖如下： 圖3-2 隔板混合池平面布置 3.4 反應設備的設計 3.4.1絮凝池設計 投加混凝劑并經充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒相互接觸碰撞，以形成更大絮粒的過程稱作絮凝。完成絮凝過程的構筑物為絮凝池，習慣上也稱作反應池。 設計參數選?。? 絮凝時間：，有效水深3.5m（與后續(xù)沉淀池水深相配合），超高0.3m，池底設泥斗及快開排泥閥排泥，泥斗高0.6m； 絮凝池分為三段： 前段放密網格，過柵流速，豎井平均流速； 中段放疏網格，過柵流速，豎井平均流速； 末段不放網格，豎井平均流速。 前段豎井的過孔流速為，中段，末段[1]。 3.4.2網格絮凝池設計計算 1.設計水量 水廠設計水量為2100000，水廠自用水量為5%，分成四個系列，每個系列分兩組，則每池流量為 2.設計計算 ①．絮凝池的有效容積[4] （3-9） —絮凝時間，一般采用10~15min。設計中采用13.6 min。 則0.304×=239.085 ②．絮凝池面積 （3-10） 設計中取H=3.5m，則 ③．單格面積 （3-11） —豎井內流速，設計中取0.12，則 為配合沉淀池尺寸，設每格為矩形，長邊取1.77m，短邊取1.43m，每格實際面積為2.6053，由此得分格數為： 個 每行分4格，每組布置7行。 實際絮凝時間為： （3-12） H—水深，設計中取3.0m則 池的平均有效水深為3.5m，超高取0.40m，泥斗深度0.60m，得池的總高度為： H=3.5+0.40+0.6=4.50m 3.過水孔洞和網格設置 過水孔洞流速從前向后分4檔遞減，每列取一個流速，進口為0.3，出口為0.1，則從前至后各行隔墻上孔洞尺寸為0.72m×1.4m、0.92m×1.4m、1.35m×1.4m和2.17 m×1.4m。 網格布置分3段，前段共8個格，每格安裝3層，共24層，網格尺寸50mm×50mm；第二段共11格，前6格每格安裝2層，共12層，網格尺寸80mm×80mm；后5格每格裝安1層，共5層，網格尺寸100mm×100mm；最后一段6格，不安裝網格。 4.水頭損失計算 （3-13） 式中 —每層網格水頭損失。 —每個孔洞水頭損失。 —柵條網格阻力稀疏，前段1.0，中段0.9。 ① .第一段水頭損失計算如下： 豎井8個，每個設3層，共計24層，=1.0，過柵流速v1=0.259,7個空洞，=3.0，過孔流速v=0.3~0.2。則： ②．第二段水頭損失計算如下： 豎井11個，前六格每格2層，后5格每格1層，共計17層，=0.9，過柵流速v2=0.218,11個空洞，=3.0，過孔流速v=0.20~0.15。則： ③.第三段水頭損失計算如下： 孔數為6個，過水流速為v=0.15~0.10。 5.GT校核 （3-14） 在之間，滿足要求。 采用穿孔排泥管，DN150mm，安裝快開排泥閥。 3.5平流沉淀池的設計 3.5.1工藝選型 根據本設計水質、水量情況，凈水廠平面和高程布置的要求，結合反應池結構形式等因素，本設計采用平流沉淀池四座。其優(yōu)點為造價較低；出水水質較好，排泥方便，操作管理方便，施工簡單；對原水濁度適應性強，潛力大，處理效果穩(wěn)定；適用于大中型水廠。 平流沉淀池長度僅取決于停留時間和水平流速，而與處理規(guī)模無關，當水量增大時，僅需增加池寬即可。因此單位水量的造價指標隨著處理規(guī)模的增大而明顯減小，所以平流沉淀池比較適用于本水量大的設計。 3.5.2設計計算 本設計為平流沉淀池四座。設計水量Q =8750 m3/h 單池流量：Q=1/4×8750=2187.5m3/h=0.608m3/s 采用數據：1）沉淀時間：T1=2h 2)絮凝時間：T2=20min 3)沉淀池平均水平流速：v =20m/s 4)絮凝池采用變流速：vn =0.5～0.2 m/s 1、沉淀池有效容積： V=QT （3-15） 式中 Q：同上； T：沉淀時間，取2h； V=2187.5×2=4375m3 2、沉淀時長度