xx县城给水处理厂初步设计计划书

- 0 - 第一章 总论 一 设计任务及要求 一、 设计任务 给水工程课程设计题目是“ 初步设计阶段），其内容包括以下部分： 1用水量的计算，水厂设计规模确定。 2净水工程方案比较和选择。 3各类水处理构筑物型式的比较和选择。 4对单项构（建）筑物（如预沉池，沉砂池，反应池，沉淀池或澄清池，滤池，清水池，二级泵站，加药及加氯设备等）进行简要设计计算。 5附属构筑物确定。 6水处理厂平面布置。 7水处理厂高程系统布置。 8设计说明计算书编写。 9 给水处理厂平面布置图及高程系统图绘制。 二、 设计要求 压的要求 说明近、远期用水量计算（说明生产用水量计算的依据资料；确定生活用水和消防用水定额、变化系数以及未预见水量百分比的考虑原则；编制用水量计算表，包括用水总量，近、远期生产、生活、公共建筑、消防、绿化用水量等），对水质、水压的要求和工程规模、工程分区的确定。 根据总体规划、分期建设、自然条件，提出方案进行比较，从技术、经济和耗用能源及主要材料等全面衡量，论证方案的合理性和先进性，择优确定。 说 明水源选择及取水构筑物型式的确定，给水系统方案比较，净水构筑物（预沉池、混合池、反应池、沉淀池、滤池、清水池、二级泵站、加药设备、消毒设备等）的方案比较和设计计算，辅助建筑物的设计，水厂平面布置、高程布置以及各种管线的设计。 - 1 - 设计说明书和计算书要求装订成册，内容包括：目录、总说明、水量计算、水厂选址、工艺流程选择、方案比较、构筑物的选型、水厂的平面和高程布置以及处理构筑物的简要设计计算，附有必要的计算图和计算表格。请参考课程设计指示书中的相关内容与要求。 （ 1）给水处 理厂平面布置图（ 1： 500）； （ 2）给水处理厂高程布置图； （ 3）说明 (包括工程概况、管材选用、设计规模及施工安装注意事项 )。 二 设计原始资料 该县城地处西南中部，属亚热带，西南季风气候，年平均气温 绝对最高气温为 最低气温 年平均降雨量 130080%以上的降雨发生在 6月至 10月的五个月中，多年平均最大时降雨量为 年最大风速为 s，主导风向为西南风。该县水源主要为河流。有工厂近两百个， 地震频繁，为 8度地震设防区。 城市用水按近期人口 5 9万人，远期规划人口 7 12万人计算，室内卫生设备情况为：室内有给排水设施，有淋浴设备。 出厂水要求水压 源至水厂为重力输水，水头损失为 16m。 工厂总用水量为 8500m3/d，职工总人口数为 12000人，热车间人数占总人数的 10%。淋浴人数占 40%。 水质要求 :同生活饮用水水质。 医院用水量为 700m3/d，学校用水量为 800m3/d，用水时间 10h。 （ 1）道路洒水 近期 60米 3/日 远期 80米 3/日； （ 2）绿化用水 近期 80米 3/日 远期 100米 3/日； （ 3）消防用水按规范计算； （ 4）配水管网漏损按 10% 12%计，未预见水量按 8% 10%计； - 2 - （ 5）给水普及率按 100%计算； 不能大量开采。 （ 1）河流概述：河床稳定、主流靠岸，枯水季节水深大于 2米，岸陡、岸边系红砂岩构造，位于县城西北方向。 （ 2）水位、流速、流量资料： 水位 水位标高 流速 流量 最高水位 1965米 5米 /秒 12200米 3/秒 最低水位 1952米 4米 /秒 1万米 3/秒 分析项目 单位 测定值 最大 最小 水温 色度 度 50 2 浑浊度 度 700 小于 60 菌总数 个 /毫米 1004 48 大肠菌群 个 /3 3 耗氧量 离氨 总硬度 度 19 0 0 铜 铁 锰 砷 - 0 锌 硒 0 0 氰化物 0 0 汞 0 0 铬 0 0 镉 - 3 - 第二章 水厂规模 一 城市用水量计算 1. 城市居民用水量计算 居民生活最高日用水量： 近期： 60*60000=9600m3/d 远期： 160*120000=19200 m3/d 2. 公共建筑物用水量计算 00+800=1500 m3/d 3. 生产单位用水量计算 生产用水 8500 m3/d 职工生活用水： 12000*90%*25*2000*10%*35*15 m3/d 淋浴用水： 12000*90%*10%*40*3+12000*10%*10%*60*3=201.6 m3/d 500+915+616.6 m3/d 4. 道路及绿化 用水量计算 近期： 0+80=140 m3/d 远期： 80+100=180 m3/d 近期： 1%*(2+4)=m3/d 远期： 11%*（ 3+ =3354.6 m3/d 近期： 2+4+m3/d 远期： 3+ =m3/d 设计水量： 近期： (2+4+6)*m3/d 远期：（ 3+ *m3/d 注： 水厂自用水量取 8% 从城市用水量计算得出： 规模 时期 近期 远期 水厂规模 计算规模 考虑到该县城今后发展的不确定性因素等，现确定该县城净水厂的规模为： 规模 时期 近期 远期 - 4 - 水厂规模 设计规模 30000 45000 第三章 总体设计 一 供水工程整体方案确定 给水系统有如下几种 1. 分质系统：由于供水水质要求不一，采用分系统供应； 2. 统一系统：该系统统一按生 活饮用水水质供水，为一般中、小城镇所采用； 3. 分区系统：按地区形成不同的供水区域。对于地形起伏较大的城镇，其高、低区域采用由同一水厂分压供水的系统；采用增压泵房（或减压措施）从某一区域取水，向另一区域供水的系统。 根据所给原始资料，城市地形较平坦，不宜采用分压供水，同时分质供水的成本比较高，根据目前国内城镇规划经验、技术经济条件及该县城的经济、发展状况；经比较得出 ： 该县城的供水工程给水系统方案选定“ 统一给水系统供水 ”。 二 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。 依据上理论厂址设在取水点附近。地形相对城区有一定的高度。（ 三 处理工艺流程的选择和布置 1. 处理工艺流程的选择 据设计原始资料中给出的水源水质资料和生活饮用水卫生标准以得出：该县城的水源水中金属含量少、无剧毒物质、铁锰含量低、总硬度低及无其他难以去除的物质，所以该县城净水厂的工艺流程中不需要设置深度处理工艺；同 时水源水中色度、浑浊度都很低把基本方案定为： 一、 方案范围确定 方案 原水混凝沉淀过滤消毒处理水 方案 原水混凝沉淀 - 5 - 二方案确定 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，生活引用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。工业生产用水一般为原水、混凝、沉淀的处理工艺。 综上，选择方案作为此次的设计方案。 工艺流程 为： 原水配水井混合池反应池沉淀池过滤 池清水池二级泵站 第四章 各构筑物的选择及设计计算 一 配水井 由取水构筑物经输水管渠的取、输送水量确定，从取水构筑物取水量到自来水厂的水量应等于水厂的远期规模 45000m/d。 据经验数据给排水设计规范，选定的配水井为直径为 4m，有效水深为 3个配水出水口：两个为近期设计使用，另一个为远期规划预留，可分别为三组处理单元构筑物均匀分配水量。每根配水管道的配水能力为 ： 5000/24=1875 m/h， 600=m/s。 由设计 手册有，配水管的允许流速 s，所以取 v=s，则配水管直径 D=（ 4 v） 1/2=4 1） 1/2=以取配水管直径 D=900 二 药剂投配系统 一、药剂选择 根据原水的水质水温和 用混凝剂为碱式氯化铝（又名聚合氯化铝或羟基氯化铝），投加浓度为 10%，最大投加量为 50（ ）。 二、药剂投配系统及加药间设计计算 该设计采用聚合氯化铝絮凝剂，投加量 50 （说明：药剂投配系统按远期规划计算） 容积 W1=)=40 (55000/24)/(417 10 3)= 取 溶液池有两个，每个容积均为 溶液池形状为矩形，尺寸为：长宽高 =2 3 其中超高 - 6 - 容积 3用量 (1) 设计参数： 水量 Q=55000/24=h 最大加药量 a=50 仓库储量按 30且与加氯合并布置 (2) 设计计算 量 R=50 1055000=2750kg/d 30天的用量： 30 2750=82500体按 92%计算：则 30天需 (82500 10%)/92%= 固体每袋重 50 0= 取 180袋 采用计量泵投加，不必另设计量设备，泵有计量标志，可通过改变计量泵行程改变药液投量，适用于絮凝剂自动控制系统。 三 混合构筑物设计 一、混合构筑物的选择 本设计中采用管式静态混合器，故不单独设构筑物。 二、混合构筑物的计算 近 期采用两条进水管，管径为配水管管径 D=600式静态混合器口径与配水管相同 =600 折板絮凝池 本设计采用折板絮凝池。 折板絮凝池是在絮凝池内，放置一定数量的折板，水流沿折板上、下流动，经过无数次折转，促进颗粒絮凝。这种絮凝池因对水质水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂，因此选用次絮凝池。 设计计算： 1 单组絮凝池有效容积 Q=30000/24=1250m3/h V=250*12/4/60=取 H=- 7 - L=V/H/B=凝池长度方向用隔墙分成三段，首段和中段均为 段格宽为 墙厚为 絮凝池总长度为 L=*. 各段分隔数 与沉淀池组合的絮凝池池宽为 三道隔墙分成四组，每组池宽为 B=244=段分成 10格 则每格长度 10=段每格面积为 过首段单格的平均流速为 250/3600/4/s 中段分为 8格，末段分为 7格，则中段和末段的各格格长、面积、平均流速分别为 s s 3. 水头损失计算 相对折板 取 s s 1+2） 2g=h=行折板 取 v=.6*g=*（ =行直板 h 1=3*水头损失为 H=- 8 - 五 平流沉淀池 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 2*104m3/水力循环澄清池的投药量大，须较高的进水压力，对原水水质和水量的适应性较差相比，平流沉淀池更优，故本设计选择平流沉淀池。 由于 Q=30000m3/d,分两池后， 则 每池流量 Q=0000/24)=625m3/h (沉淀池停留时间 T=2h 沉淀池水平流速 v=14mm/s 表面积 A=625 24/ 长度 L=14 2 =效水深取 度 B=625*2/取 B=4m 絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔墙的孔口流速采用 0.2 m/s，则孔口总面积为 个孔口尺寸定位 15 10 个数计算： n=76个 放空管径计算：放空时间按 2h D=(5 76 )/(2 3600)1/2=取 D=300水渠起端水计算：出水渠起端采用薄壁溢流堰，断面采用矩形 ,取宽度为 渠道底坡为零时 H=，出水堰保护高度采用 出水渠深度为 4. 水力校核 动力粘度取 20 水流截面积 A=4*流湿周 X=2 =力半径 R=劳德数 满足要求 六 冲洗和表面扫洗相结合的方式。冲洗水仅为常规冲洗水量的 1/4，大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水，所有扫洗时不加重滤池负担，是一种滤速较高、生产能力强、节水 - 9 - 经济的滤池。与虹吸滤池冲洗强度随滤池出水量的降低而降低，反冲洗时会浪费一部分水量相比。 此本设计采用 v=10m/h n=2 每组滤池所需面积 F=Q/n/v=1250/10/2=62.5 N=2 f =F/N= 取单格池宽为 为 f=B*L=3v=1250/4/33=h =Q/ s 250/2/3600/. 滤池总高度 H=6+8+ 消毒剂 一、消毒剂的选择 氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为 在 0压力大于 0时每升液氯的重量为 样重量的液氯，其体积仅为气态氯的 1/457。在 10以下时，在氯的饱和溶液中会析出氯的水化结晶物，这种现象会造成加氯设备故障。 氯之所以能消毒，主要是它能破坏细菌中的酶系统。主要反应如下： 2O H+据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求。投加量一 般取决于滤化的目的，并随水中的氨氮比、 温和接触时间等变化 ,滤后水或地下水的加氯量为 。投量取 2，管网末端含量 ，接触时间不少于 32 大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因， - 10 - 国内水厂目前已少采用。本设计采用 簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平衡水箱及水射器等组成。分 种。 设置 加氯间，要注意风向，加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向下游。加氯、加氯间应尽量靠近投加点。 加氯机至少应分为两组，即加氯机至少设置两台，分别有两根加氯管通到加氯点，互作备用。加氯机按最大投氯量来选用，原则上以一台加氯机对接一只氯瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑 10用台，但备用台数不得少于 1台。 加氯管采用管径为 150 二、加氯量及加氯间面积计算 加氯量 W： 取 b=m3 q=Q*b=0000=21kg/d 储氯量： 存储 303021=620瓶： 氯瓶容量 50020/500= 取 2瓶。 另有 2瓶周转，共 4瓶。 加氯机选 3台 用一备。 加氯间面积： 加氯间面积： 4 4m 氯库面积： 4 7m 八 清水池 一、清水池的设计 清水池容量由两部分组成，一是调节容量，一是储备容量，前者为调节用水 负荷而必须储存的水量，后者为消防或其他特殊需要而储备的水 量，这部分水量 在一般请情况下是不动用的。清水池的总调节容量可按水厂产水量 10%设计，池 子个数不应少于 2个。本设计中采用两个池子，每个池子容积 2500规定要求，当容积大于 2000采用矩形水池。 储备水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，发生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考虑。小城镇用水量不多，消防用水量所占 - 11 - 的比例应增大。 二、清水池的计算 V=5%*30000=4500水池共 2座，则每座清水池有效容积为 500/2=2250每座清水池的面积 A=V1/h=2250/4=清水池宽度为 22m, 则长度为 L=2=取 26m 则清水池实际有效容积为 26*22*4=2288水池超高取 ，清水池总高 H=4+ 其他 一、附属构筑物的设计 水厂运行过程中，当有处理构筑物发生故障不能正常运行时，用超越管将加药的原水从混合池引流到滤池。超越管的管径为 房： 源水来自河水，河 水的最低水位是 1952m，从水源地到水厂的水头损失为16m，而水厂所在地的高程最高处为 者高差大于水头损失，所以从水源地到水厂无需一级泵站来提升。 当处理后的水进入管网时，需要有 30没有提升设备的情况下，不能满足此项要求。所以要建设二级泵站。 选 3台 12， 2台为工作泵，一台备用 经计算：加上泵房内机修间及值班室的面积 300房的长： 20m ；宽： 15m ；高： 7m) 吸水井与二级泵房合建，吸水井的尺寸分别是：长： 宽： 10m ；高： 厂用电的负荷等级为二级负荷，允许短时断电，在断电的情况下可用其他方式短时间供水，根据水厂的规模，采用的电压等级为 10 配电室面积为 40中长为 8m，宽为 5m。 合楼包括办公、化验等场所。综合楼长为 12m，宽为 10m，共四层。 厂内须有一定的绿化面积。绿化面积占水厂面积的 30%左右。 具体布置详见水厂平面布置图。 - 12 - 十 管材的选用及管道的布置 一、管材的选用 照以下标准选择： （ 1）管材性能可靠，抗震、防震、防爆裂性能好，输水水质好，能承受要求的内压和外压； （ 2）来源可靠，管配件齐全，货源有保障，运输条件好； （ 3）施工方便，工程进度快； （ 4）使用年限长，寿命 50年，维修工作量小； （ 5）输水能力好，在相同条件下，输水能力长期保持不变； （ 6）工程造价低，技术经济指标合理。 目前可采用的管材主要有：钢筋混凝土（ 、铸铁管、玻璃钢（ 、卫生级聚氯乙烯（ 、聚乙烯（ 等。 作为供水管和输水管的几种管材评述如下： 凝土（ 抗震性能好，管壁光滑，水力条件好，耐蚀性良好，爆管率低，工作压力可以达到 水质影响小，使用寿命 30 50年，采用钢配件连接，管道基础要采用砂垫层，管材自身重量大，不便于运输和安装、检修，综合造价低。 铸铁管分为灰口铸铁管和球墨铸铁管。 a 灰口铸铁管 有较强的耐腐蚀性，但材质较脆，抗冲击和抗震能力较差，自重较大，承压低，且经常发生接口漏水，水管断裂和爆管事故，对管网水质有影响，使用寿命 50年，采用标准配件连接，管道需要做砂垫层基础，安装不方便，劳动强度大，综 合造价略低。 抗耐腐蚀性能远高于钢管； 性能较灰口铸铁管有较大的提高，是灰口铸铁管的多倍； 适应地基变形能力及抗震效果好； 重量轻，承压高，发生漏水、渗水、爆管事故现象很少，从而减少了管道的漏损和维修费用； 使用寿命长，一般大于 50年，采用标准配件连接； 安装方便，劳动强度小，管道不需要作砂垫层基础。 综合造价略高。 - 13 - 耐腐蚀，不结垢，能长期保持较高的输水能力，对水质无影响，使用寿命 50年，强度高，粗糙系数小。与同管径的预应力钢筋混凝土管和铸铁管相比 ，过流量要大 30%，重量只有钢管的 1/4左右，是预应力钢筋混凝土管的 1/5 1/10，因此便于运输和施工，采用玻璃钢标准配件连接，管道基础要采用砂垫层，综合造价低。 可适应较大水量，有一定强度、表面光滑、不结垢、水头损失小、耐腐蚀、重量轻、加工方便，抗震和水密性较好、不易漏水，可以提高施工效率，降低施工费用。但管材的强度较低，膨胀系数较大，用在长距离管道时，需考虑温度补偿措施。采用标准配件连接，管道基础要采用砂垫层，综合造价低。 良好的卫生性能，不结垢、不滋 生细菌； 长久的使用寿命，对高低温适应能力强，在额定的温度、压力下可安全使用 50年以上，对于受地形限制发展规模受限的镇区，使用年限长是较为有利的。可充分发挥管材的作用； 可靠的连接性能； 良好的施工性能，由于管道质地轻，焊接工艺简单，施工方便，运行、维护方便，大口径管道综合造价高，但口径在 热导率低，抗拉、抗压、抗弯强度较大，较好的耐冲击性，物理机械性能较高，是 倍，表面光滑、摩阻小，输水能力高且可以适应较大水量变化； 表面光滑、水头损失小； 抗腐蚀 性能良好，比重小、重量轻，不易漏水； 保温性能好，属新型管材。 属于新型管材，国外应用极为广泛，云南省内近年来在一些工程上常作为供水管采用，使用情况良好。 在供水管网管材选择中，要综合管材的物理机械性能、耐蚀性、液体输送能力，生物毒性等技术因素，同时还要根据工程的具体情况，对技术、经济、安全、工期等方面分析比选，综合平衡后确定。 （ 1）物理机械性能比较 传统管材（铸铁管、混凝土管）在硬度、抗拉、抗压、抗冲击强度等方面要优于新型管材（夹砂玻璃钢管、 但是在耐蚀性方面，由 于自身组成化学成分的原因，新型管材要优于传统管材。根据一些资料显示，新型管材的绝对粗糙系数远远小于传统管材。相同条件下，过流量要大于传统管材的 1/31/4，在新型管材中， - 14 - （ 2）卫生性能比较 铸铁管属于高碳钢，混凝土管的主要成分为水泥，偏碱性。玻璃钢管为不饱和聚酯， 属材料的管道和钢筋混凝土管会因腐蚀、滋生微生物等原因而污染水质，夹砂玻璃钢管、 易滋生藻类物质，不会影响身体健康。 （ 3）实 际施工、运用效果比较 从云南省大多数城镇以前供水管网管材使用的情况看，预应力钢筋混凝土（ 使用效果不好，由于施工要求等情况，导致管道接头容易脱落，不宜采用。同时，口径小于 口铸铁管价格适中，曾在云南省很多地形高差比较大的地区使用，但由于其强度低、低韧性的特点，曾导致渗漏、爆管，影响到供水的安全性和供水水质，属于国家淘汰的产品。 球墨铸铁管虽然综合造价较高，但在口径大于 400以上的管道，其综合造价不比塑料管高，且重量较轻，适应地基变形的能力及抗震效果 好，发生漏水、渗水、爆管事故的现象很少，减少了管道的漏损和维修费用。采用标准配件连接，管道不需要做砂垫层基础，安装方便，劳动强度小。 度有限，容易脆化，用在长距离管道时，需考虑温度补偿措施。而 物理机械强度较 倍，在小口径管道范围内，价格也具有一定的优势，综合运行维护费用低，从长远来看，综合造价较有优势。 近些年来，随着对水质要求的提高，在国外使用的供水管道采用最多的是中 在云南省瑞丽市、保山市、大理、丽江等多处的供水工程中已普遍采用，使用效果不错，是比较安全、可靠的供水管材。 综上所述，相对来看 力条件优越，水质良好，能够保证健康，重量轻，方便运输，不需要采取防腐措施，安装费用低，使用寿命长，运行维护方便，长期投资条件优越等优点，也比较适合猴桥镇的埋设条件和施工条件。 因此，管径 400毫米的供水管网管材推荐选用聚乙烯（ ，管道压力等级选用 部高压地段选用 径 400毫米的供水管网管材推荐选用球墨铸铁，管道压力等级选用 二、管道的布置 由设计手册