给水厂设计毕业设计书Word格式文档下载.doc
《给水厂设计毕业设计书Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《给水厂设计毕业设计书Word格式文档下载.doc（39页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
2.5.5核算平均速度梯度G值及GT值 15
2.6V形滤池的设计计算 16
2.6.1设计参数.............................................................................................................................16
2.6.2单池格数和平面尺寸 16
2.6.2滤池反冲洗 17
2.6.2.1冲洗强度和冲洗历时.............................................................................................
2.6.2.2冲洗流量.................................................................................................................
2.6.2.3冲洗设备................................................................................................................
2.6.2冲洗管道....................................................................................................................
2.6.3进水系统...........................................................................................................................20
2.6.4鼓风机...............................................................................................................................21
2.6.5V型槽 22
2.7臭氧接触池及活性炭滤池的设计计算 22
2.7.1臭氧消毒设备的选用 22
2.7.2活性炭滤池 24
2.8加药与消毒 25
2.8.1设计参数 25
2.8.2设计计算 25
2.8.3加氯间、氯库的布置 26
2.9其他构筑物的设计计算 26
2.9.1清水池的设计计算 26
2.9.2泵站设计 28
2.10水厂平面和高程布置 29
2.10.1水厂平面的布置 29
2.10.2水厂高程布置 31
第3章设计总结 34
3.1设计补充：
34
3.2设计总结：
参考文献 35
致谢词 36
前言
1.总体目标
按照工程实际的具体要求完成T城市自来水厂工程设计规模为108000的城镇给水处理厂的工艺设计，包括工艺计算和图纸绘制两部分工作，计算成果达到扩大初步设计要求。
工艺选择和设计要能满足现行国家规范和标准的要求，经构筑物处理后的水即要保证城市用水量要求，又要满足出厂水达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的具体标准值。
2.具体目标
1．完成设计说明书1份
内容完整、方案合理、格式规范、论证合理、章节设置合理、层次分明、计算正确、文字通顺、图表清晰；
2．完成工艺专业图1套
图纸深度基本上达到初步设计要求、图面整洁、表达正确、布局合理、线条分明、尺寸标注规范；
3．意义
通过对水厂的设计，能在学习理论知识的同时，有效的将理论知识与生产实际相结合，在对水厂处理工艺和处理流程进行计算设计的同时，进一步掌握并熟练运用城镇给水处理厂工艺设计的相关理论知识和设计方法、程序、技巧等，并学会充分利用现今发达的网络资源进行辅助设计和资料查询，为今后走上工作岗位，能够胜任工作打下基础。
第1章设计任务书
1.1设计题目
本次设计题目为：
T城自来水厂工程设计
1.2基本资料
1.2.1水厂产水量
108000。
1.2.2水源水质情况
水源为水库水，原水水质如下：
原水水质表表1.1
项目
数量
浑浊度
色度
水温
PH值
细菌总数
大肠菌数
臭和味
耗氧量
CODMn
30~300mmg/L
16度
0~25℃
7.8
12000个/mL
3000个/mL
略有
3.69ml/L
6mg/L
总硬度
碳酸盐硬度
氯根
硫酸根
硝酸根
铁
亚硝酸根
碱度
藻类
150度
4度
21mg/L
32mg/L
0.05mg/L
1mg/L
0.003mg/L
5度
104
1.2.3水厂所在地的地质条件
厂区地形平坦，地面标高为黄海高程140.0m，水厂占地0.7m2/m3.d。
厂区地下水位高：
-4.5m（水厂相对地面标高为0.00m）。
1.2.4水厂所在地地形图一份
比例尺（1：
1000）
1.2.5水厂的气象条件
当地气象资料：
风向：
主导风向西北（冬）东南（夏）；
气温（月平均）：
最高30℃，最低-1.9℃。
1.2.6水厂取水口情况
水源取水口位于水厂东北方向，水厂位于城市北面2km处。
二级泵站扬程为0.45MPa。
1.3设计内容
1、确定水厂的处理工艺流程及净水构筑物、设备的类型和数量。
2、进行净水构筑物及设备的工艺设计计算。
3、进行水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体设计。
4、进行水厂平面布置及高程布置设计并绘图。
1.4设计成果
1、设计说明书一份
2、设计图纸3-4张，其中包括：
（1）水厂平面布置图（1：
100-1：
500）；
（2）水厂高程布置图；
（3）絮凝沉淀池或滤池的工艺布置图（平剖面图）（1：
100——1：
200）。
第2章计算说明书
2.1总体设计
2.1.1工艺流程的确定
根据所给资料，原水水质属于微污染水源，考虑出水水质的要求，确定水厂的工艺流程为：
原水→配水井→静态混合器→机械搅拌絮凝池→平流沉淀池→V形滤池→臭氧接触池→活性炭滤池清水池→二级泵站→用户
2.1.2处理构筑物及设备形式的选择
混合设备选择静态混合器，絮凝池选择垂直轴式絮凝池，沉淀池选择平流沉淀池，滤池选择V形滤池，絮凝剂选择碱式氯化铝，投加方式为溶液投加，消毒剂选择液氯消毒。
选择理由如下表所示：
所选工艺优点表表2.1
项目
优点
静态混合器
1.设备简单，维护管理方便；
2.不需要土建构筑物；
3.在设计流量范围，混合效果较好；
4.不需要外加动力设备。
机械搅拌絮凝池
1.随水量水质变化；
2.调节容易，易实现自动控制；
3.絮凝效果好，大、中、小水厂均可。
平流沉淀池
1.造价较低；
2.操作方便，施工简单；
3.对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定；
4.带有机械排泥设备时，排泥效果好。
V形滤池
1.运行稳妥可靠；
2.采用砂滤料，材料易得；
3.滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好；
4.具有气水反冲洗和水表面扫洗，冲洗效果好。
臭氧—生物
活性炭工艺
1.常规加氯工艺处理的自来水的Ames致突变试验结果多为阳性.而臭氧一生物活性炭工艺处理后为阴性；
2.臭氧～活性炭工艺对有机污染物的去除率为50%以上.比常规处理提高15～2O个百分点；
3.提高色度和嗅眯的去陈率，改善感官性指标；
4.提高对铁、锰的去除率；
5.可以去除氨氮到9o%左右.水中的氨氮和亚硝酸盐可被生物氧化为硝酸盐。
从而减少了后氯化的投氯量降低了三卤甲烷等消毒副产物的生成；
6.有效去除AOC、蛋白氨氮，提高处理水的生物稳定性.提高管刚水臆；
7.臭氧和活性炭联合使用.还可以延长活性炭的运行寿命.减少运行费用。
碱式氯化铝
1.絮凝体成型快，活性好，过滤性好；
2.不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变；
3.适应PH值宽，适应性强，用途广泛
4.处理过的水中盐份少；
5.能除去重金属及放射性物质对水的污染；
6.有效成份高,便于储存、运输。
液氯消毒
1.液氯成本低；
2.工艺成熟；
3.效果稳定可靠。
2.2混合设备的设计计算
2.2.1设计流量
混合设备选用管式静态混合器，设计2组，自用水系数为0.05，设计流量为
2.2.2设计管径计算
静态混合器设在絮凝池进水管中，取设计流速为1.0m/s，设计管径为：
，
取管径为DN900mm，实际流速为1.03m/s。
2.2.3混合单元的确定
混合单元数按下式计算：
取3个，则混合器的混合长度为：
2.2.4混合时间
2.2.5水头损失
2.2.6水力校核
（在）
符合要求。
2.3反应设备的设计计算
2.3.1溶液池的设计计算
考虑自用水系数，水厂的设计水量为
选用混凝剂为碱式氯化铝，最佳投加浓度为，设计溶液配比溶度为15%，每日调制次数次，则溶液池的容积为：
溶液池设两个一用一备，取有效水深为，保护高度，贮渣深度为，则总深度为：
。
溶液池采用钢筋混凝土结构，设计池形为矩形，溶液池的实际容积取9，有效容积7.2设，包括超高0.5m,置于室内地面上，池底坡度采用0.03。
池旁设工作台，宽1.5m，池底坡度为0.02，底设DN100mm的放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂作防腐处理，沿地面接入稀释用DN80mm给水管，于两池分设排水阀，按1.5h放满考虑。
2.3.2溶解池的设计计算
溶解池容积,取，溶液池设两个一用一备，取有效水深为，保护高度，贮渣深度为，则总深度为：
溶液池采用钢筋混凝土结构，设计池形为矩形，设长为2m，宽为1.2m。
则实际容积为。
池旁设工作台，宽1.5m，池底坡度为0.02，底设DN100mm的放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂作防腐处理，沿地面接入稀释用DN80mm给水管，于两池分设排水阀，按1h放满考虑。
2.3.3贮液池的设计计算
药剂按最佳投加量的10d贮存，溶液池和贮存池之间设抽吸泵，将原液送入溶液池中，则，贮存池的容积为：
贮存池采用钢筋混凝土结构，平行设置两个，设计有效水深为1m，超高0.3m，贮渣深度0.2m，则总高，池形设计为正方形，
则单池尺寸为：
，实际贮存池容积为：
2.3.4投药管的设计
投药管的流量：
查水力计算表得投药管管径为DN20mm，相应流速为
2.3.5溶液池、溶解池和贮液池的平面布置
溶液池尺寸为：
溶解池尺寸为：
贮液池尺寸为：
各池的平面布置图如下图所示：
图2.1反应设备的平面布置图
2.4平流沉淀池的设计计算
平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳定，是一种常用的沉淀池形式，一般用于大、中型水厂，单池处理水量一般在以上。
在小型水厂因池子较长布置困难，单位造价相对较高而采用较少。
平流式沉淀池占地面积相对较大，只有在水厂用地足够大时才可采用。
2.4.1设计流量
（2.1）
式中：
——单池设计水量（）；
——设计日产水量（）；
——水厂用水量占设计日用水量的百分比，一般采用；
——沉淀池个数，一般采用不少于2个。
设计中取=万，，
2.4.2平面尺寸计算
设计数据选用表面负荷（Q/A）=0.45mm/s=38.88，沉淀时间T=2h,水平流速v=14mm/s,单格沉淀面积
1.沉淀池有效容积
（2.2）
式中：
——沉淀池的有效容积（）；
——停留时间（），一般采用。
设计中取
2.沉淀池长度
（2.3）
式中——沉淀池长度（）；
——水平流速（），一般采用。
取101m
3.沉淀池宽度
（2.4）
实际沉淀面积
实际表面负荷（Q/A）=37.43
式中——沉淀池宽度（m）；
——沉淀池有效池深（m），一般采用。
H=
取水深H=3.2m,池深3.5m
实际停留时间
实际水平流速
复核沉淀池中水流的稳定性，计算弗劳德数
（2.5）
式中——弗劳德数；
——水力半径（m），其值为：
；
（2.6）
——水流断面积（m2）；
——湿周（m）；
——重力加速度（m/s2）。
设计中，，
弗劳德数介于之间，满足要求。
计算雷诺数
（2.7）
式中——雷诺数
——运动粘度（按水温20℃计算为）
，符合要求。
2.4.3进出水系统
1.沉淀池的进水部分设计
絮凝池与沉淀池之间采用穿孔花墙进水方式，则孔口总面积为：
（2.8）
式中——孔口总面积（m2）；
——孔口流速（m/s）；
一般取值不大于。
每个孔口的尺寸定为15cm×
8cm，则孔口数为个取274个。
沿水面以下30cm，池底以上50cm均匀布置，沿水深方向开孔11排，每排25孔，共275孔。
进口水头损失为：
（2.9）
式中h1——进口水头损失（m）；
ξ——局部阻力系数。
设计中取ξ=2
2.放空管
沉淀池放空时间按3h计，则埋设一根放空管的直径，取
可以看出，计算得出的进水部分水头损失非常小，为了安全，此处取为0.05m。
2.沉淀池的出水部分设计
槽长等于池长的1/8-1/10=101/8=12.625m，取13m,共8条，每条流量,间距2m每条集水槽的流量为：
，集水槽的宽度等于集水槽水深度，则：
，取0.3m。
集水方式采用集水孔两侧开的圆孔，孔口淹没深度0.07m，
则每孔的流量：
，则集水槽每边开孔数为个，孔间距为125mm。
汇入出水总渠，其布置如下图所示。
图2.2集水槽集水孔的布置图
集水槽集水流入出水渠后，在出水渠中间设置出水管流入滤池。
出水渠渠宽取1.0m,则出水渠起端水深
为了保证出水均匀，集水槽出水应自由跌落△H=0.385m，则出水渠底应低于沉淀池水面的高度为：
H’=出水渠起端水深+集水槽水深（等于集水槽宽）+集水槽孔口跌落高度（采用0.05m）+集水槽孔口淹没深度=0.385+0.33+0.05+0.07=0.835m。
沉淀池的出水管管径根据界限流量表选DN600mm，此时管道内的流速为：
（2.13）
v3——管道内的水流速度（m/s）；
D——出水管的管径（m）。
2.4.5排泥设备选择
沉淀池底部设泥斗，每组沉淀池设3个污泥斗，污泥斗顶宽1.2m，底宽0.5m，污泥斗深0.7m。
采用HJX2-14型虹吸式泥机，驱动功率为0.55×
2kW，虹吸式真空泵的功率为1.5kW，行车速度为1.0m/min。
2.4.6沉淀池总高度
H=h3+h4+h（2.15）
式中H——沉淀池总高度（m）；
h3——沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m；
h4——沉淀池污泥斗高度（m）。
设计中取h3=0.3m，h4=0.7m
H=0.3+0.7+3.0=4.0m
2.4.7平流沉淀池的计算草图
根据计算结果，绘制平流式沉淀池的示意图，见附图。
2.5机械搅拌絮凝池的设计计计算
机械絮凝池分水平轴式和垂直轴式，当水量较大时，通常采用水平轴式。
本次设计水量较大，所以选择水平轴式。
2.5.1絮凝池尺寸计算
t=20mim
絮凝池有效容积
根据水厂高程布置，水深H取3.4m,B=15m,采用三排搅拌器，则水池长度
2.5.2搅拌器尺寸
每排上采用四个搅拌器，每个搅拌器长
式中0.2-搅拌器间的净距和其离壁的距离为0.2m
搅拌器外缘直径
式中0.5-搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离
每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用0.2m,每根轴上桨板总面积
占水流截面积的
2.5.3每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功
各排叶轮桨板中心点线速度采用
叶轮桨板中心点旋转直径：
=3.1-0.2=2.9m
叶轮转数及角速度分别为：
第一排：
第二排：
第三排：
桨板宽长比B/L=0.2/3.5=0.057<
1,所以=1.10
第一排每个叶轮所耗功率
，同理，第二排每个叶轮所耗功率为0.058kw,第三排叶轮所耗功率为0.011kw.
2.5.4电动机功率
第一、二、三排所需功率
设三排搅拌器合用一台电动机带动，则絮凝池所耗总功率为
电动机功率（）
2.5.5核算平均速度梯度G值及GT值（按水温20℃计，μ=）
第一排
第二排
第三排
反应池平均速度梯度
经核算，G值和GT值较合适
2.6V形滤池的设计计算
2.6.1设计参数
滤速；
单独气洗时，气洗强度；
汽水同洗时，气洗强度，水洗强度；
单独水洗时，水洗强度；
反冲洗横扫强度.冲洗时间共计14min=;
单独气洗时间；
气水同洗时间,单独水洗时间；
冲洗周期为T=48h.
2.6.2单池格数和平面尺寸设计计算
假定该座快滤池分为n格，出水阀门自动调节，保持等水头等速过滤运行。
当1格检修1格冲洗时，该两格滤池原来过滤的水量扣除表面扫洗的水量后平均分配到其他各格滤池，增加进水量的滤池滤速应小于10m/h,
则有,得n7.5
设计一组分为8格双单元滤池，对称双排布置，中间为管廊
单池流量：
设计滤速v=8m/h,则单池过滤面积，池长度不小于11m,滤池中央气水分配槽将滤池宽度分为两半，每一半的宽度不宜超过4m,单格滤池的实际面积
长宽比为2.64:
1,正常过滤滤速
当一格检修一格冲洗时，其它几格的强制滤速。
2.6.3滤池反冲洗系统
反冲洗时，8格单池中只有一格处于冲洗状态，所以，水冲洗系统和气冲洗系统均按照单层粗砂级冲洗配滤池表面扫洗时单池冲洗所需的水量、气量计算。
正常
强制滤速
2.6.3.1冲洗强度和冲洗历时
2.6.3.2冲洗流量
空气流量
反冲洗水流量
表面扫洗水从单格滤池两单元的V形扫洗槽中进入，每条V形槽扫洗水流量
2.6.3.3冲洗设备
1.冲洗水泵扬程确定及选型
1）、水头损失的计算
采用水泵冲洗时，
（2.20）
（2.21）
式中——水泵出水量（L/s）;
q——冲洗强度[L/（s.m2）];
f——单个滤池面积（m2）
H——所需水泵扬程（m）；
——洗砂排水槽顶与吸水池最低水位落差（m）;
——配水系统水头损失
——承托层水头损失（m）;
——滤池水头损失
——富裕水头，左右
反冲洗水池最低水位与排水槽顶的高差H0按5m计，
（1）水泵到滤池配水系统的管路水头损失h1。
反冲洗配水干管用钢管，管径为DN600,管内流速v水干为1.115m/s,布置管长总计85m,反冲洗总管沿程水头损失
冲洗管配件及局部阻力系数见下表
冲洗水泵到系统的水头损失
（2）滤池配水系统的水头损失
a.气水分配干渠内的水头损失h反水，气水分配干渠的水头损失按气水同时反冲洗时计算，此时渠上部是空气，下部是反冲洗水，按矩形暗管（非满流，n=0.013）,近似计算，此时气水分配渠内水高：
水力半径：
水利坡降：
反渠=（nv渠/）2=（0.013×
1.5/）2=0.0058
渠内水头损失
反水=反渠×
反水=0.0058×
13=0.072m
b.气水分配干渠底部配水方孔水头损失h方孔。
由反冲洗配水系统的断面计算部分内容可知，配水方孔的实际总面积
方孔=40A小孔=40×
0.=0.315m2
方孔=0.05m
c.反冲洗水经过滤头的水头损失，h滤。
根据有关资料，h滤0.22m。
d.气水同时经
升级会员 