毕业设计（论文）-2万立方米天给水处理厂设计（全套CAD图纸）

山东建筑大学毕业设计说明书 全套全套 CADCAD 图纸，图纸，QQ153893706QQ153893706 目 录 摘 要 6 ABSTRACT 7 前 言 1 1 给水厂处理设计任务书 .2 1.1 设计任务书 .2 1.1.1 设计题目 .2 1.1.2 设计原始资料 .2 1.1.3 设计任务 .1 1.1.4 设计要求 .1 1.2 给水处理厂设计水质及水量要求 .1 1.2.1 城市用水要求 .1 1.2.2 给水处理厂设计水量的确定 .2 2 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 2 2.1 设计原则 2 2.2 设计规模 3 2.3 厂址选择 3 2.4 水厂工艺流程选择 .3 2.5 处理构筑物的选择 4 2.5.1 混凝工艺选择 .4 2.5.2 混合工艺 6 2.5.3 絮凝池形式的选择 .7 2.5.4 沉淀工艺 8 2.5.5 过滤工艺 .9 2.5.6 消毒工艺 11 2.5.7 清水池 11 2.6 给水处理厂工艺流程的确定 11 山东建筑大学毕业设计说明书 3 加药构筑物设计 .12 3.1 混凝剂的储存及配制 .12 3.1.1 药剂仓库 .12 3.1.2 溶液池容积计算 12 3.1.3 溶解池容积计算 .13 3.1.4. 计量设备 13 3.2 混合 14 4 絮凝构筑物设计 15 4.1 设计参数 15 4.2.池体设计 .15 4.3 竖井设计计算 16 4.3.1.絮凝池单个竖井的平面面积 .16 4.3.2. 竖井的个数 .16 4.3.3.竖井内栅条的布置 .16 4.3.4.竖井隔墙孔洞尺寸 .18 4.3.5.絮凝池出口穿孔尺寸 .19 4.4 水头损失 .19 4.第一段计算 19 4. 第二段计算 .20 4.第三段计算 20 4. 校核： .21 4.6 排泥 21 5 沉淀设备设计 22 5.1 设计参数 22 5. 池体尺寸 .22 5.清水区面积 22 5.2.2 沉淀池长度及宽度 .22 5.2.3 池体高度 22 5.3 沉淀池进口穿孔花墙 .23 5.4 集水系统 23 5.4.1 集水槽 .23 5.4.2 孔眼计算 .24 山东建筑大学毕业设计说明书 543 出水管及出水总渠 25 5.5 沉淀池斜管的选择 26 5.6 排泥系统 .26 5.7 校核 27 5.7.1.雷诺数 .27 5.7.2.弗劳德系数 .27 5.7.3.斜管中的沉淀时间 .27 6 普通快滤池设计 28 6.1 平面尺寸计算 28 6.1.1 滤池的总面积： 28 6.1.2 单格面积 28 6.2 滤池高度 29 6.3 配水系统 29 6.3.1 最大粒径滤料的最小化态流速 29 6.3.2 反冲洗强度 30 6.3.3 反冲洗水流量 30 6.3.4 干管始端流速 30 6.3.5 配水支管流速 31 6.3.6 单根支管入口流量 31 6.3.7 支管入口流速 31 6.3.8 配水支管上孔口总面积 32 6.3.9 配水支管上孔口流速 32 6.3.10 单个孔口面积 .32 6.3.11 孔口总数 .33 6.3.12 每根支管上的孔口数 .33 6.3.13 孔口中心距 .33 6.3.14 孔口平均水头损失 .33 6.3.15 配水系统校核 .34 6.4 洗砂排水槽 34 6.5 滤池反冲洗 36 6.5.1 高位冲洗水箱的容积 36 6.5.2 承托层的水头损失 36 山东建筑大学毕业设计说明书 6.5.3 冲洗时滤层的水头损失 37 6.5.4 冲洗水箱高度 37 6.6 进出水系统 38 6.6.1 进水总渠 38 6.6.2 反冲洗进水管 38 6.6.3 清水管 38 6.6.4 排水渠 38 7 消毒构筑物设计 39 7.1 加氯量计算及相关问题 39 7.2 加氯间布置 39 8 清水池及吸水井的设计 .40 8.1 清水池尺寸 40 8.2 清水池各管管径的确定 41 8.2.1 清水池的进水管 41 8.2.2 清水池的出水管 41 8.2.3 清水池的溢流管 42 8.2.4 清水池的排水管 42 8.3 清水池的布置 42 8.4 吸水井布置 42 9 二级泵站设计 44 9.1 初选水泵 .44 9.1.1 设计流量 44 9.1.2 设计扬程 44 9.1.3 选泵 44 9.2 水泵管路布置 45 9.2.1 管路设计管径 45 9.2.2 吸水管布置 45 9.2.3 出水管布置 46 9.2.4 管路附件选配 46 9.3 选泵校核 .47 9.3.1 每台泵吸水管水头损失 .47 9.3.2 每台泵压水管路水头损失 .48 山东建筑大学毕业设计说明书 9.3.3 水泵扬程的确定 48 9.3.4 校核 49 9.4 水泵基础设计 .49 9.5 各工艺标高计算 50 9.5.1 水泵轴心标高的确定 .50 9.5.2 泵房高度的计算 50 9.5.3 其他工艺标高 51 9.6 附属设备的选择 .51 9.6.1 起重设备 .51 9.6.2 排水设备 .51 9.6.3 通风设备 .52 9.6.4 引水设备 .52 9.6.5 计量设备 53 10 给水处理厂的总体布置 .53 10.1 平面布置 .53 10.1.1 地表水厂的组成 .53 10.1.2 平面布置 .54 10.2 高程布置 .55 10.2.1 管渠水力计算 .55 10.2.2 给水处理构筑物高程计算 .58 10.2.3 给水处理构筑物高程布置 .58 结 论 .59 谢 辞 .60 参考文献 .61 山东建筑大学毕业设计说明书 摘 要 本设计为 2 万立方米/天给水处理厂设计，主要是给水处理厂的设计该厂的水源为 地表水，水质情况良好，水库位于城市给水处理厂东北方向 50 米，水厂位于城市北 面公里处，原水水质其中的一些常规的检测项目已经符合生活饮用水水质卫生规 范（2001） 的要求，需要处理的为水源的浊度、残渣及细菌的灭活。由于水源没有 受到污染无需预处理及深度处理，则该水厂的处理工艺流程为常规处理。即：原水 混凝沉淀过滤消毒用户。主要构筑物为：栅条絮凝池、斜管沉淀池、普 通快滤池和清水池。水厂布置采用了直角型，水厂地面标高 0.00 米，服务水头 60 米，Kh为 1.30。 关键词：关键词：给水厂；处理工艺；低浊度 山东建筑大学毕业设计说明书 Abstract This is designed to20,000 cubic meters / day water treatment plant design, mainly to the design of water treatment plants。The water plant can be updated every year for the water of river the water, quality in good condition, some of these conventional detection project has been confirmed, “Health and life quality of drinking water norms (2001)“ and the need to address the turbidity of the water, Residue and bacteria inactivated. Since water pollution has not been without pretreatment and depth of processing, then the water plant for the treatment process conventional treatment. which was: raw water flocculation water works; treatment process; low turbidity 山东建筑大学毕业设计说明书 前 言 我这次的毕业设计的题目是二万立方米每天给水处理厂设计，主要是给水厂的设 计，确定合适的处理工艺。给水处理工艺在国内外已相当成熟。根据原水的水质特点， 选择常规处理工艺：原水混凝沉淀过滤消毒清水池吸水井二级泵房用 户。本次设计严格遵守有关规范，使处理出水符合生活饮用水水质卫生规范（2001） 的要求。 结合这次毕业设计的资料，知道这次的主要问题是水源的浊度、残渣的去除及细 菌的灭活。我根据有关规范和手册，选择合适的处理工艺流程，力图使处理过程有效、 简便、经济等。 这次的毕业设计主要是对自己四年来的学习的一个总结，使自己对这四年的知识进 行系统的巩固与进一步的理解。是走出大学校门的最后一次演练，应把握这一次的机会。 山东建筑大学毕业设计说明书 1 给水厂处理设计任务书 1.1 设计任务书 1.1.1 设计题目 2 万立方米/天给水处理厂设计 1.1.2 设计原始资料 1.1.21自然条件 该市位于我国的华北地区，冰冻深 0.5 米，土壤为砂粘土，地下水位距地表 5 米； 当地主导风向东南，气温（月平均）最高 28，最低-1.9。 1.1.22水源情况 该水库位于城市给水处理厂东北方向 50 米，水厂位于城市北面公里处，原水水质 资料见附件一 原水水质 项目数量项目数量 混浊度 200500NTU 总硬度4 度（德国度） 色度1 度氯根 21mg/L 水温 020 硫酸根 32 mg/L PH 值 7.3 固体残渣 22 mg/L 细菌总数1000 个/毫升硝酸根 0.05 mg/L 大肠菌群1 个/升铁 0.1 mg/L 臭和味无亚硝酸根 0.04 mg/L 碳酸盐硬度4 度碱度4 度 地面标高 0.00 米。服务水头 60 米，Kh为 1.30。 山东建筑大学毕业设计说明书 1.1.3 设计任务 1、确定给水处理厂净水工艺流程 2、确定各处理构筑物及设备的类型和数量 3、进行各处理构筑物及设备的工艺设计计算 4、确定水厂的附属构筑物和建筑物 5、取水泵房的设计计算 6、进行水厂的平面布置以及各种管渠等总体布置 7、进行水头损失计算，确定水厂的高程布置 1.1.4 设计要求 1.1.41 设计说明书要求 说明书内容要全面完整，叙述应简明扼要。在设计说明书中，对该给水处理厂处理 流程的确定、处理构筑物的选型要加以分析说明。给水处理主体单元的工艺设计计算应 全面；在设计说明书中，应列出所采用的全部计算公式，计算参数的选择应加以说明， 并注明其资料来源，所计算之构筑物，皆应绘出相应的计算草图。根据水厂规模，估算 出水厂人员编制数目，并初拟水厂附属建筑物的占地面积等。并应附以必要的草图及表 格说明。设计说明书的文句要通顺，段落须分明，字迹要工整。 1.1.42.设计图纸要求 须设计图纸包括： 给水处理厂平面布置图 给水处理厂的处理工艺高程布置图 给水处理厂主要处理构筑物：吸附滤池、反洗、再生工艺设计 1.2 给水处理厂设计水质及水量要求 1.2.1 城市用水要求 城市设计用水量为 2 万 m3/d，城市给水处理厂出水应满足生活饮用水水质卫生 规范（2001） 要求。 山东建筑大学毕业设计说明书 1.2.2 给水处理厂设计水量的确定 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，水厂自 用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或絮凝池排泥等方面，一般采用供水量的 5%10%，本工艺采用 5%，故给水厂的设计处理量为： Q=Qd(1+5%)=20000(1+5%)=21000/d875/h 3 m 3 m 2 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 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。 2.1 设计原则 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。 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， 对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。 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。 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 山东建筑大学毕业设计说明书 供应情况，妥善确定。 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。 2.2 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： （） T Qd Q 处 /hm 3 式中 为水厂最高日供水量， （） ； d Q/hm 3 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。 水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行核。 2.3 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： 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。 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电 线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 2.4 水厂工艺流程选择 给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通 过调查研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比 山东建筑大学毕业设计说明书 较后确定。由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多 样。 方案1 以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或 澄清、过滤及消毒。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 方案2 当原水浊度较低（一般在50度以下） ，不受工业废水污染且水质变化不 大者，可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料池直接过 滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合直接过滤消毒清水池二泵站用户 高分子助凝剂 方案 3 当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀效果，减少混 凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图： 源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二 泵站用户 （澄清） 本设计以地表水为水源，水源水质较好，少许异臭味，所以采用工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 2.5 处理构筑物的选择 2.5.1 混凝工艺选择 2.5.11 混凝剂的选择与投加 精制硫酸铝 .18 342 )(SOAlOH2 制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为20 40 当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8时， 处理浊度高，色度低（小于30度）的水。 粗制硫酸铝 .18 342 )(SOAlOH2 山东建筑大学毕业设计说明书 制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有 20%30%不溶物，其他同精制硫酸铝 硫酸亚铁 .7 4 FeSOOH2 絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用 好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐 蚀性较高 三氯化铁 .6 3 FeClOH2 不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，渣少，对金 属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水 PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著 聚合氯化铝 ，简称PAC mnnCl OHAl)( 62 净化效率高，用药量少，出水浊度低，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著 温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5-9） ，因而可调PH值，操作方便，腐蚀性小， 劳动条件好，成本低。 聚丙烯酰胺 又名三号絮凝剂，简写PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积， 目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他 混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量 2.5.12混凝剂投加方式选择 水泵投加 采用计量泵投加，不需另设计量设备 水射器投加 采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损 重力投加 将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加 方式安全可靠，但溶液池位置较高 结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂 综上所述，PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂 前加液氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本设计采用聚 山东建筑大学毕业设计说明书 合氯化铝混凝剂，无机高分子混凝剂操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低， 净化效率高，用药量少，温度适用性高，采用计量泵投加，因为其使用方便，操作 简单，工作可靠，广泛应用于加药系统，即混凝剂采用聚合氯化铝PAC计量泵投加 2.5.13溶液池 采用两个溶液池,每个溶液池尺寸为:LBH=1.20m1.20m1.30m 2.5.14溶解池 采用一个溶液池,每个溶液池尺寸为:LBH=0.80m0.80m1.10m 2.5.2 混合工艺 2.5.21混合方式 混合的主要作用是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的 胶体颗粒充分作用完成脱体脱稳，以便进一步去除，对混合的基本要求是快速与均 匀，一般混合时间10-30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合，水力 混合简单，但不能适应流量的变化，机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化， 具体采用何种混合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量 以及维修条件等因素确定。 管式混合 优点：混合简单，无需建混合设施 缺点：当混合效果不稳定，流速低时混合不充分 静态混合器 优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀 缺点：当流量降低时，混合效果下降 水泵混合 优点：混合效果好，不需增加混合设施，节省动力 缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用 机械混合 优点：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂 缺点：需增加混合设备和维修工作 综上所述，因为水厂水量变化不大，以整体经济效益而言是最具有优势的，本 计采用管式静态混合器。 山东建筑大学毕业设计说明书 2.5.22 尺寸 静态混合器直径为 DN500 2.5.3 絮凝池形式的选择 絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运 行经验或通过试验确定。 隔板式絮凝池 往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便 缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎 适用条件：水量大于30000的水厂，水量变动小者/dm 3 回转式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便 缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥 适用条件：水量大于30000的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适/dm 3 用 旋流式絮凝池 优点：容积小，水头损失较小 缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：一般用于中小型水厂 折板絮凝池 优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小 缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高 适用条件：流量变化较小的中小型水厂 涡流式絮凝池 优点：絮凝时间短，容积小，造价较低 缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：水量小于30000的水厂/dm 3 山东建筑大学毕业设计说明书 网格、栅条絮凝池 优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短 缺点：末端池底易积泥 机械絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化 缺点：需机械设备和经常维修 适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者 综上所述，由于水厂水量变化不大，水量为20000，故采用栅条絮凝池/dm 3 2.5.4 沉淀工艺 2.5.41沉淀池类型的选择 选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考 虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过 技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。 经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水 或低湿低浊度原水时，不宜超过15度。 设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进 出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排 泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。 平流式沉淀池 优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效 果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好 缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥 时，排泥困难 适用条件：一般适用于大中型水厂 斜管（板）沉淀池 优点：沉淀效率高，池体小，占地小 缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时， 排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦 山东建筑大学毕业设计说明书 适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜 结合优缺点，本设计处理水量为2万立方米/d，属于小型水厂，故采用斜管沉淀 池 2.5.42 排泥方法 1.人工排泥 优点：1.池底结构简单，不需要其他设备 2.造价低 缺点：1.劳动强度大，排泥历时长 2.耗水量大 3.排泥时需要停水 适用条件：1.原水终年很清，每年排泥次数不多 2.一般用于小型水厂 3.池数不少于 2 个，交替使用 2.多斗底重力排泥 优点：1.劳动强度较小，排泥历时较短 2.耗水量比人工排泥少 3.排泥时可不停水 缺点：1.池底结构复杂，施工较困难 2.排泥不彻底 适用条件：1.原水浑浊度不高 2.每年排泥次数不多 3.地下水位较低 4.一般用于中小型水厂 3.穿孔管排泥 优点：1.劳动强度小，排泥历时较短 2.耗水量少 3.排泥时不停水 4.池底结构较简单 缺点：1.孔眼易堵塞，排泥效果不稳定 2.检修不便 3.原水浑浊度较高时，排泥效果差 适用条件：1.原水浑浊度适应范围较广 2.每年排泥次数较多 3.地下水位较高 4.新建或改建的水厂多采用 综上所述，本设计斜管沉淀池采用穿孔管排泥 2.5.5 过滤工艺 2.5.51过滤形式的选择 供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的 要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应 根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过 山东建筑大学毕业设计说明书 技术经济比较确定。 普通快滤池 优点：有成熟的运转经验，运行稳妥可靠，采用用砂滤料，材料易得价格便宜， 采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅，可采用降速过滤，水质较 好。 缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备 适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于 100 2 m V型滤池 优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统 一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制 缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长 适用条件：适用于大中型水厂 虹吸滤池 优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便 缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如 变速过滤 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30 2 m 双阀滤池 单层砂滤料 优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤， 水质好，减少两只阀门 缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30 2 m 移动罩滤池 单层砂滤料 优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不 需冲洗设备；占地少，节能 缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高；起始滤速 较高，因而平均设计滤速不宜过高 适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于10 2 m 山东建筑大学毕业设计说明书 综上所述，普通快滤池适用范围广且运行经验丰富，出水水质好，运行可靠稳 妥，本设计采用普通快滤池单层砂质滤料。 2.5.52反冲洗形式选择 本设计采用高位水塔进行反冲洗。 2.5.6 消毒工艺 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 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% 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 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 2.5.7 清水池 采用两座矩形水池, 每座尺寸为LBH=35m15m4.3m 山东建筑大学毕业设计说明书 2.6 给水处理厂工艺流程的确定 通过以上各种工艺的比较及目前技术方面的要求，采用基本处理流程如下： 原水 加药 混合 栅条絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 消毒 清水池 二级泵房 出水 3 加药构筑物设计 混凝剂用碱式氯化铝，水厂混凝剂最大投药量为 12mg/l，库存储量，固体以 30 天计。混凝剂投加采用液体投加，投加方式选用计量泵投加，在药液池内直接吸 取药液，加入压力水管内。溶解设备采用建造混凝土溶解池并配以搅拌装置。搅拌 是为了加速药剂溶解，搅拌装置选用机械搅拌。 3.1 混凝剂的储存及配制 3.1.1 药剂仓库 碱式氯化铝的袋数 N： N=24Qut/1000w 式中 Q-水厂设计水量，； 3 /d m u-投药量，12mg/l； t-药剂储存期，30d； w-每袋药剂质量，25Kg。 N=248751230/(100025)=304 袋 有效堆放面积 A： A=NV/H(1-e) 式中， H-药剂堆放高度，1.5m； 山东建筑大学毕业设计说明书 V-每袋药剂体积，0.50.40.2=0.04 ； 3 m e-堆放孔隙率，堆放时 e=20%。 A=3040.04/1.5(1-0.2)=10m2 3.1.2 溶液池容积计算 溶液池容积为： W=uQ/(417bn)=12875/(417102)=1.26 m3 式中， 近期设计流量,取 875m3/h；Q 最大投加量，取 u=12mg/L；u 溶液浓度，取 b=10%；b 1 天调制次数，取 n=2。n 溶液池设置 2 座，每个容积为（一备一用） 。有效高度为 1.0m，其中包括 1w 超高 0.3m，溶液池的形状采用矩形，尺寸为：长宽高 =1.21.21.3，置于室 内地面上，则有效容积=1.21.21=1.44 m3。 1w 3.1.3 溶解池容积计算 溶解池容积为： W2=0.3=0.31.44=0.432 m3 1w 取溶解池容积为 0.5 。 3 m 溶解池的放水时间采用 t=10min，则平均放水流量： q= W2/60t=0.51000/6010=0.83L/s 查水力计算表得放水管得，管径 d=25mm,相应流速=1.60m/s，1000i=316， 0v 溶解池底部设管径 d=100mm 的排渣管一根。 投药管流量：SL w q/00579 . 0 606024 10005 . 0 606024 1000 2 查水力计算表得投药管管径=20mm，相应流速 =0.62m/sdv 山东建筑大学毕业设计说明书 溶解池底部设管径=100mm 的排渣管一根d 溶解池设置 1 座，每座容积为=0.5，有效高度取 0.8m，超高 0.3m。溶解池 2w 的形状采用矩形，尺寸为：长宽高=0.80.81.1，池底坡度采用 2.5。 溶解池搅拌设备采用挂壁式机械搅拌机。溶解池置于地下，池顶高出室内地面 0.5m。 溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁涂衬聚乙烯板 3.1.4. 计量设备 每小时计量泵的投加量为： q=W1/12=1.44/12=0.12m3/h=120L/h 式中 q-计量泵每小时的投加量，L/h W1-溶液池的容积 m3，设计取溶液池的有效容积 1.44 m3 设计选择 JZ125/3.2 型柱塞计量泵。 流量 125L/h，排出压力 1.6-3.2MPa。泵速 102 次/min. 电动机功率：0.75KW。 生产单位重庆水泵厂，重量 230Kg.一用一备。 3.2 混合 混合设备采用热锓镀锌管式静态混合器一个。 混合器处理水量为 0.243,水流速度为（1.0-1.5）m/s,静态混合器设 2 节混 3 /s m 合组件，即 n=2。混合器距离絮凝池 10m，混合时间（10-60）s，设计取 15s. 混合设备到絮凝池的管径取 DN500mm,V=1.25m/s,1000i=4.10. 故静态混合器直径取 DN500mm. 水流过静态混合器的水头损失为： h=0.1184nQ/D4.4=0.118420.2432/0.54.4=0.295f+g=0.946+0.5=1.446m H=a+b+c+d+e+h+H2 山东建筑大学毕业设计说明书 a为单轨吊车梁高度，600mm b为滑车高度 c为起重葫芦钢丝绳绕紧状态长度 b+c=930mm d起重绳的垂直长度，250s65 宽度为 850mm，d=8500.8=680mm；电 机宽度为 780mm,d=1.2780=936mm ,取最大者 936mm. e最大一台水泵或电机高度，796mm h设计取 200mm H2为泵房间地下部分高度，3.00m 所以泵房的总高度为: H= 600+930+936+796+200+3000=6427mm=6.427m,设计取 6.5m. 9.5.3 其他工艺标高 见表： 水泵 型号 进水 管管中 心相对 标高/m 泵 轴至 基础 顶面 高度 /m 泵轴中 心线高 于进水 管管中 心距离 /m 泵轴中 心线高 于出水 管管中 心距离 /m 泵轴 的相对 标高/m 出水管 管中心 标高/m 250s65-2.5400.4500.2400.300-2.300-2.600 9.6 附属设备的选择 9.6.1 起重设备 机组重量 1300Kg，选用 LD-A2t 型电动梁起重机, 跨度 7.522.5m.工字型钢号： 20a-45Ccb706-65 配用电动葫芦 CD1-9D 型，起升高度 9m，起升速度 8m/min,运行 速度 20m/min. 山东建筑大学毕业设计说明书 9.6.2 排水设备 泵房是半地下式，采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水集中到集水坑， 再用泵抽吸到室外下水道。 泵房排水按照 20-40计，排水泵静扬程按 5m 计，水头损失约 2m。所以总扬 h m3 程 7m 左右，可选用 IS65-50-160A 离心泵，流量（11.7-23.4），扬程（7-28） h m3 m，配用的电机 Y100L-2，均设两台，一用一备。 各种管沟、排水沟等均应与排水管相连，并应有 i0.01 坡度坡向集水井；电缆 沟应与排水集水井相连以排除沟内的积水，但连接处需设阀门等隔断措施，以免排 水倒入电缆沟，并还需在主泵进出管的最低点或出水室的底部设放空管。排水沟的 尺寸为：0.2m0.1m. 采用集水井时，井的有效容积按 6-8 小时的漏水量确定，有效容积为： 1.01.01.0 m3。 9.6.3 通风设备 泵房是半地下式，采用自然通风。 9.6.4 引水设备 启动引水设备，选用水环式真空泵，真空泵的最大抽气量： )( )( Sa asp v ZHT HWW kQ 式中 泵站中最大一台水泵泵壳内空气容积，相当于水泵吸入口面积乘以吸入 p W 口到出水闸阀间的距离,0.07071.37=0.0970.1m 从吸水井最低水位算起的吸水管中空气容积，0.07077=0.4940.5m3 s W 水泵引水时间，一般不超过，设计中取Tmin5min3 漏气系数，采用k10 . 1 05 . 1 Ha-大气压的水柱高度，为 10.33 m； 山东建筑大学毕业设计说明书 -水泵的安装高度,=1.8m. s Z s Z min254 . 0 )8 . 133.10(3 33.10)5 . 01 . 0( 05 . 1 )( )( 3 m HHT HWW kQ ssa asp v 最大真空值 Hvmax=9.81=1.89.81=17.66KPa s Z 选用一台 SZ-1J 型水环式真空泵，尺寸为 L2H1=590mm472mm,抽气量为 0.92m3/min. 配用电机型号 Y112-M-4，功率 4KW，转速 1450r/min,带底座机组尺寸为： LH=1001mm472mm. 9.6.5 计量设备 在压水管上设电磁流量计，选用两台 LD-500A 电磁流量计，一用一备，工作压力 为 10 公斤/,外形尺寸为 LAH=900mm670mm740mm.重量为 300Kg 2 cm 10 给水处理厂的总体布置 10.1 平面布置 10.1.1 地表水厂的组成 1、生产构筑物：直接与生产有关的构筑物，如静态混合器，栅条絮凝池，斜管沉 淀池，普通快滤池，清水池，加药间，加氯间，二级泵房，药库等。 2、辅助及附属建筑物：为生产服务所需要的建筑物，分为生产和生活辅助设施。 生产辅助设施包括化验室，检修车间，材料仓库，车库，堆砂场，管配件场， 办公室。 生活辅助设施包括食堂，浴室，锅炉房，值班宿舍，门卫室等。 山东建筑大学毕业设计说明书 3、各类管道：厂区管道包括生产管道，厂区给水管道，排水管道，加药管，排雨 水管，电缆沟，供热管道，消防管道等。 4、其他设施：道路，绿化照明，围墙及大门等。 10.1.2 平面布置 10.1.21 平面布置要求： 1. 布置紧凑，以减少水厂占地和连接管长度；但各构筑物间应留出必要的施工检 修的窨和管道位置； 2. 充分利用地形，力求挖填方平衡减少土石方量； 3. 各构筑物间的连接管简单、短捷，尽量减少交叉，并考虑施工检离心方便。此 外应设置必要的超越管； 4. 沉淀池排泥及滤池冲洗废水排除方便，重力排泥； 5. 建筑物布置应注意朝向和风向； 6. 有条件时将生产区和生活区分开； 10.1.22 平面布置： 按功能，将水厂分为以下三区 1、生产区：除系统流程布置要求外，还对辅助性生产构筑物进行合理安排。 加药间应尽量靠近投加点，以般可设在沉淀池附近，形成相对完整的加药区。 2、生活区：将办公楼、化验室合建，宿舍、食堂、锅炉房、浴室合建，组合在一 个区内，布置水厂进门附近。 3、维修区：将机修间、车库、仓库合建，水表修理间、管配件场、堆砂场组合在 一个区内，靠近生产区，两区用道路隔开。 10.1.23 水厂附属建筑物 10.1.24 厂区道路布置 1、主厂道布置：由厂外道路与厂内主要构筑物连接的道路采用主厂道，道路宽度 为 6.0 米，两侧进行植被绿化。 2、 车行道布置: 一般为单车道，宽度为 3.5 米，布置成环状，以便车辆回程。 3、步行道布置： 加药间、加氯间、药库与絮凝池之间设步行道联系，宿舍办公 楼等无物品器材运输的建筑物之间，设步行道与主厂道或车行道联系，宽度一般为 山东建筑大学毕业设计说明书 1.5-2.0 米。 4、车行道、主厂道采用沥青路面，步行道采用铺砌预制混凝土板砖或地砖。 5、道路坡度：丘陵地带道路采用纵坡，一般为 0.06 以下，最大不应超过 0.08， 平坦地区纵坡一般为 0.01-0.02，最小可为 0.04，以便雨水排出。 10.1.25 绿化布置 1、绿地：在厂门附近、办公楼、宿舍、食堂、滤池、泵房门前空地以及道路的 交叉附近预留扩建场地，修建草坪。 2、花坛：在办公楼前布置花坛。 3、绿带：利用道路与构筑物间的带状空的进行绿化，沿道路一侧进行绿化，绿 带以草皮为主，靠路一侧植绿篱，邻靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一 些花卉。 4、行道数和绿篱：道路两侧栽种主干挺直高大的树木如白杨，净水构筑物附近 栽种敲门或灌木，丁香树。步行道两侧草坪周围栽种绿篱，高度为 0.6-0.8 米，围 墙采用 1.8 米的高绿篱。 5、水厂的管线布置 10.2 高程布置 在处理工艺流程中，各处理构筑物之间水流为重力流，包括构筑物本身、连接管 道、计量设备等水头损失在内。 各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程与水厂地形、地 质条件及所采用的构筑物形式有关，而水厂应避免反应沉淀池在地面上架空太高， 考虑到土方得填、挖平衡，本设计采用清水池的最高水位与清水池所在的地面标高 相同。 10.2.1 管渠水力计算 净水构筑物及管道的允许流速，水头损失如下： 山东建筑大学毕业设计说明书 表 10.1 净水构筑物及管道的允许流速 10.2.11 清水池 清水池最高水位标高 0.00 米，池面超高 0.3 米，则池顶标高为 0.8 米（包括顶盖厚 500mm)，有效水深 4.0 米，则池底标高为-4.00 米。 10.2.12 吸水井 清水池到吸水井的管线长 5 米，管径 DN700，水力坡度 1000i=1.20,v=0.82m/s,沿 线设有两个阀门，进口和出口，局部阻力系数分别为 0.1，0.1，1.0，1.0，则管线中 的水头损失为： h=iL+V2/2g 式中 h-吸水井到清水池的管线水头损失，m 名称允许流 速 （m/s） 管径 （mm） 1000i 实际流速 （m/s） L（m）水头损 失（m） 取水泵 房到絮 凝池 1.01 .5 5004.101.2545.80.188 絮凝池 0.4 絮凝池 至沉淀 池 0.15 0.2 0.1 沉淀池0.01 0.025 0.2 沉淀池 至滤池 0.61 .0 600 1.510.8421.330.032 滤池810m /h 2.0 滤池至 清水池 0.81 .2 600 1.510.8462.150.094 山东建筑大学毕业设计说明书 i-水力坡度 L-管线长度，m -管线上的局部阻力系数之和 v-流速，m/s g-重力加速度，m/s2 h=0.00125+(0.1+0.1+1+1) 0.822/2g=0.081m 因此，吸水井的水面标高为-0.081 米，加上超高 0.3 米，吸水井顶面标高为 0.219 米。 10.2.13 滤池 滤池到清水池之间管线的沿程损失为 0.094 米，沿线设有两个阀门，进口与出口 局部阻力系数分别为 0.1，0.1，1.0，1.0，则水头损失为： h=iL+V2/2g 式中 h-滤池到清水池的管线水头损失，m i-水力坡度 L-管线长度，m -管线上的局部阻力系数之和 v-流速，m/s g-重力加速度，m/s2 h=0.094+(0.1+0.1+1+1) 0.842/2g=0.173m 设计中取 0.18 米。 滤池的最大作用水头为 2.0-2.5 米，设计中用 2.0 米。 10.2.14 沉淀池 沉淀池到滤池之间管线的沿程损失为 0.032 米，沿线设有两个阀门，进口与出口局 部阻力系数分别为 0.1，0.1，1.0，1.0，则水头损失为： h=iL+V2/2g 式中 h-沉淀池到滤池的管线水头损失，m 山东建筑大学毕业设计说明书 i-水力坡度 L-管线长度，m -管线上的局部阻力系数之和 v-流速，m/s g-重力加速度，m/s2 h=0.032+(0.1+0.1+1+1) 0.842/2g=0.111m 设计中取 0.12 米。 10.2.2 给水处理构筑物高程计算 1、清水池最高水位=清水池所在地面标高=0.00m 2、滤池水面标高=清水池最高水位+清水池到滤池出水连接管取得水头损失+滤池 的最大作用水头=0.00+0.18+2.00=2.18m 3、沉淀池水面标高=滤池水面标高+滤池进水管到沉淀池出水管之间的水头损失+ 沉淀池出水渠的水头损失=2.18+0.2+0.1=2.48m 4 絮凝池与沉淀池连接渠水面标高=沉淀池水面标高+沉淀池配水穿孔墙的水头损失 =2.48+0.05=2.53m 5、絮凝池水面标高=沉淀池与絮凝池连接渠水面标高+絮凝池的水头损失 =2.53+0.26=2.79m 10.2.3 给水处理构筑物高程布置 处理工艺流程为静态混合器、栅条絮凝池、斜管沉淀池、普通快滤池、清水池、 吸水井、二级泵房。 山东建筑大学毕业设计说明书 结 论 这次的毕业设计是二万立方米每天给水处理厂设计，主要的任务是根据原水水质确 定合理的处理工艺流程，并进行有关构筑物的水力计算。 由于该水厂为小型水厂，处理水质较好，选择常规处理工艺。原水混凝沉淀 过滤消毒用户。主要工艺为：絮凝工艺选择的是栅条絮凝池，沉淀工艺选择的是斜 管沉淀池，滤池选择普通快滤池。此外选择立方米的水塔进行反冲洗。 在设计中碰到一些问题，如水厂内的管渠水力计算等。 山东建筑大学毕业设计说明书 谢 辞 为期十三周的毕业设计圆满结束了，在设计过程中得到了武道吉老师的辛勤指导。 他严谨的治学态度、悉心的指导，使我顺利完成了本次设计。设计工程中，设计老师们 不仅在教给我设计的基本知识，还教给了我许多如何做人、如何工作、如何面对困难、 如何解决困难的方法，这将是我一生中非常宝贵的财富。在此对各个领导表示最衷心的 感谢！ 在本次设计中，除了武道吉老师的言传身教外，同组的几位老师和同学也给予了大 力的支持和帮助，在此一并表示最真诚的感谢。 再次衷心地感谢所有帮助过我的人！ 山东建筑大学毕业设计说明书 参考文献 1.给水工程 （第四版）严煦世，范瑾初主编， 北京，中国建筑工业出版社，1999 年 2. 给水厂处理设施设计计算 崔玉川 员建 陈宏平 主编 北京， 化学工业出版，2003 年 3. 给水工程技术及工程实例 高湘主编 北京， 化学工业出版，2002 年 4. 水泵与水泵站 （第四版）姜乃昌，主编 北京，中国建筑工业出版社，1998 年 5. 水处理工艺设计计算 崔玉川主编 北京，中国建筑工业出版社，1988 年 6. 净水厂设计 钟淳昌主编 北京，中国建筑工业出版社，1986 年 7. 给水净化新工艺 陈培康 裘世昌主编 北京，学术书刊出版社，1990 年 8. 给水排水工程专业毕业设计指南 北京， 化学工业出版，2003 年 9. 国内外给水工程设计实例 丁亚兰主编 北京， 化学工业出版，1999 年 10. 给水排水工程设计手册 （第二版）1、3、10 册 北京，中国建筑工业出版 2001 年 11. 给水排水工程快速设计手册(第一册) 12. 室外给水设计规范 （GBJ13-86） 13. 生活饮用水卫生标准 （GB5749-85） 14. 给水排水制图标准 （GBJ106-87） 给水排水常用数据手册 （第二版） 北京，中国建筑工业出版 2002 年 山东建筑大学毕业设计说明书