毕业设计论文--深圳市笔架山净水厂初步设计—20万吨-天自来水厂初步设计.docx

兰州交通大学毕业设计（论文）摘要随着人口增长、经济发展及人类生活水平的提高，人类对水的需求日益增长，对水质、水量的要求越来越高。 本设计的内容是深圳市笔架山水厂20万吨/天自来水厂初步设计。桥头镇南面为东江，原水就是取自东江，目前东江作为香港、深圳及东莞的供水水源，江面宽阔，河岸地质条件良好，水量丰富，受污染较轻，可作为取水水源。 水源：采用地表水。取水方式：岸边合建式取水构筑物取水。净水工艺流程为：原水取水泵站预臭氧接触池折板絮凝池平流式沉淀池后臭氧接触池生物活性碳滤池普通快滤池液氯消毒清水池送水泵站用户。根据原水水质及水温，混凝剂选用三氯化铁。选液氯消毒剂，采用滤后加氯。水厂绿化面积占水厂总面积的35%。出水水质符合生活饮用水卫生标准。根据用户分布情况和水质要求，城市给水管网采用统一供水，管网水压、水质、水量均满足用户用水要求。关键词：岸边式取水构筑物；平流式沉淀池；普通快虑滤池；生物活性炭滤池。第一部分 设计说明书第一章 概述第一节 设计题目 深圳市笔架山净水厂初步设计20万吨/天自来水厂初步设计。第二节 取水水源水质概况 表1.1 水质资料 项 目实测值(max.) ghzb11999(ii类)生活饮用水水源水质标准(二级)氨氮 (以氮计)2.380.51.0亚硝酸盐 (以氮计)0.784 0.1生化需氧量(bod5)12.4 3.0耗氧量(kmno4法)或高锰酸盐指数16.7或5.13高锰酸盐指数46总磷0.142 0.1溶解氧min.3.95 6第三节 城市概况深圳市是我国现代产业协调发展的综合性经济特区，珠江三角洲地区区域性经济中心，是现代化的国际性城市。深圳市位于广东省南部珠江口东岸，南与香港陆地接壤。全市土地面积2020 km2。深圳市地处北回归线以南，属南亚热带海洋性季风气候。多年平均气温22c，极端最高气温38.7c，极端最低气温0.2c。雨量充沛，但降水相对集中在汛期59月，多年平均降雨量1933.3 mm，汛期雨量约占全年降雨量的80%。年平均风速2.6m/s，极端最大风速大于40m/s，风力超过12级。深圳市地势东南高、西北低，地貌类型包括丘陵、台地和平原。第二章 净水厂设计第一节 净水厂厂址的选择净水厂，一般应设在工程地质条件比较好、地下水位底、 承载力较大、湿陷性不高、岩石较少的地层以降低工程造价，且便于施工。水厂还应该考虑防洪措施同时尽量把水厂设在靠近电源、交通方便的地方以便于减小输电线路的造价和便于管理。设计中水源选择一般要按以下原则进行考虑：1 所选的水源水质良好水量充沛便于卫生防护；2 所选的水源可使取水、输水、净化设施维护方便和安全经济；3 所选的水源具有施工条件。市区南面为湘江，江面宽阔，河岸地质条件良好，水量丰富，受地面污染较轻，可作为取水水源。根据水文资料：东江水面标高：最高水位18m，最低水位10.5m，变化不大；东江河岸较稳定，河岸较陡，有足够水深。设计选择岸边式取水构筑物，并且集水间和取水泵房合建。第二节 工艺流程的选择根据水源水质分析结果和生活饮用水质标准的对照，拟采用以下几种工艺流程方案：方案一：采用活性炭预前处理，在加城市自来水厂常规工艺。原水粉末活性炭絮凝沉淀砂虑消毒出水方案二：生物法组合工艺。原水生物接触氧化常规处理出水方案三：深度处理，臭氧活性炭工艺原水絮凝沉淀砂滤臭氧+生物活性炭消毒出水方案四：预处理加深度处理原水预臭氧絮凝沉淀砂滤臭氧活性炭消毒出水深圳市笔架山水厂原水有机物含量高，氨氮含量更是达到2.38mg/l,方案一和方案二所处理水氨氮含量一般为0.651.2，该水厂不适用，故在方案三和方案四中选取，考虑到方案三方案四出水都可满足水质标准，方案四采用臭氧预处理后，不但可以降低其常规工艺中各处理构筑物的负荷，而且因后面深度处理要制备臭氧所以预处理使用臭氧成本不高，不用专门制备，也可以减轻深度处理的难度，所以经过比选，选择方案四作为最终方案。常规处理方案的选择：表1 混合池的类型及特点类 型特点适用条件水泵混合优点：混合效果好，节省动力；缺点：投量大，对水泵叶轮有腐蚀，以过早在管中形成絮凝体大中小型水厂均可采用管式混合优点：混合效果好，不需另建设备，简单易行；水头损失小；缺点：流量小时效果下降中小型水厂机械混合优点：混合效果好，不受水量影响；缺点：增加机械设备及维修工作各种规模水厂根据以上各种混合池的特点以及我国的实际情况并进行比较，本设计选用管式（静态）混合器。表2 絮凝池的类型及特点类 型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：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，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适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难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：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，造价高流量变化较小的大中型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥一般用于中小型水厂根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用竖流式折板絮凝池。沉淀池:常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。表3 各种形式沉淀池性能特点和适用条件型式性能特点适用条件平流式优点： 1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应强，潜力大，处理效果稳定； 4、有机械排泥设备时，排泥效果好缺点： 1、不用机械排泥装置，排泥较困难2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大1、一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池竖流式优点：1、排泥较方便2、与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小缺点： 1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，沉淀效果较差；2、施工较平流式困难1、一般用于小型净水厂；2、常用于地下水位较低时辐流式优点： 1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点： 1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难用于大中型净水厂；2、高浊度水地区作预沉池斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管（板）耗用材料多，价格高；2、排泥较困难1、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用平流式沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，综上，根据实际情况并比较，此工艺采用平流式沉淀池。表4 滤池的类型及特点类 型特点普通快滤池优点：运转成熟，运行稳定，出水水质好缺点:阀门较多，管理较为不便，造价略微偏高双阀滤池与普通快滤池类似无阀滤池优点：构造简单，价格低廉，且能自动进行反冲洗；缺点：清砂换砂不便，反冲洗配水不均匀。用于小型水厂 移动罩滤池设备维修量较大，要求较高，难于控制，国内已很少使用虹吸滤池缺点：占地面积大、池较深、处理效果不稳定、滤料冲洗频率大、耗能高等；用于中型水厂v型滤池优点：v型滤池采用均质深层滤料，不均匀系数很小，过滤周期延长（比一般滤池长23倍），滤料层利用率高，且滤后水质好，高效节能，高度自动化程序控制；缺点：造价高，管理技术水平需求高，维护费用高且难度大。综上，此设计选择普通滤池。经过比较，可以得出水厂常规工艺流程如下：原水管式静态混合竖流式折板絮凝池平流式沉淀池普通快滤池清水池二级泵房管网水厂总工艺流程：原水预臭氧管式静态混合往复式隔板絮凝池斜管沉淀池后臭氧接触池活性炭滤池普通快滤池清水池二级泵房管网第三节 药剂的选择一、混凝剂选择及其投加方式1、硫酸铝 硫酸铝有固、液两种形态我国常用的是固态硫酸铝。其价格较低，运输方便；精制产品纯度较高；使用方便对水温要求高，当水温较低时，硫酸铝水解较困难，形成的絮凝体比较松散效果不及铁盐混凝剂；混凝效果较好。2、三氯化铁三氯化铁是铁盐混凝剂中最常用的一种。三氯化铁的混凝机理与硫酸铝相似但是混凝特性与硫酸铝又略有区别。一般三甲铁使用的ph值范围较宽；形成的絮凝体比铝盐絮凝体要密实；处理低温或低浊水的效果优于硫酸铝。但三氯化铁腐蚀性较强且固体产品易吸水潮解不宜保管。3、硫酸亚铁硫酸亚铁固体产品是半透明的绿色结晶体俗称绿矾。硫酸亚铁，在水中离解出的是铁离子水解产物只是单核配合物故不具有的优良混凝效果。故采用硫酸亚铁作混凝剂时，应将氧化成。4、聚合氯化铝聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。聚合氯化铝作为混凝剂处理水时，有下列优点：(1)对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。(2)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果，因此在我国北方地区更适用。(3)矾花形成快；颗粒大而重，沉淀性能好，投药量般比硫酸铝低。(4)适宜的ph值范围较宽，在59间，当过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。(5)其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小，且处理后水的ph值和碱度下降较小。为保证稳定的出水效果选用碱式聚合氯化铝作为混凝剂，最大投药量a=20mg/l。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加计量泵每小时投加药量:，耐酸泵型号25fys-20选用2台，一备一用.二、消毒消毒并非要把水中的微生物全部消灭只是要消除水中致病微生物的致病作用。消毒的方法很多分为物理法和化学法两种。前者在水中不加化学剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等，后者在水中加化学剂如氯、臭氧、重金属、其它氧化剂等。下面就几种消毒方法作一简单的比较。1、液氯消毒因液氯消毒，操作过程简单，价格较低并且经济有效，使用历史悠久安全可靠，在管网中有持续杀菌消毒作用，是目前国内外应用最广泛的消毒剂它除具有消毒作用外，还具有氧化作用。但氯和有机物发生反应可生成对健康有害的物质，有被其它消毒剂取代的趋势。2、二氧化氯消毒二氧化氯在常温常压下是一种黄绿色的气体，具有和氯相似的刺激性气味，沸点110c，凝固点-590c极不稳定，气态和液态均易爆炸所以必须以水溶液的形式现场制取，即使使用。二氧化氯消毒的主要优点是：消毒能力比氯的要强，故在同等的条件下投加量比氯少且二氧化氯在管网中保持的时间较长，二氧化氯在水中以溶解气体的形式存在不发生水解反应，消毒效果受ph值的影响很小，二氧化氯还具有很强的氧化性能有效地降低或去除水的色、嗅及铁、锰、酚等物质，但是采用二氧化氯消毒或者作为氧化剂也存在很大的问题，二氧化氯本身和产生的副产物clo2-对人体的血红细胞有损害，还对认得神经系统和生殖系统有损害。另外制取二氧化氯的价格也比较高，这也限制了二氧化氯消毒的广泛应用。3、氯胺消毒氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比自由氯要若。但是氨氯消毒也有它的优点其优点是：当水中含有有机物和酚时氨氯消毒是不会产生氯臭和氯酚臭，同时，大大减少了产生的可能性；能够保持水中余氯较久、适用于供水管网较长的情况。不过，因杀菌能力弱，所以单独采用氯胺消毒的水厂很少，通常作为辅助消毒剂来抑制管网中细菌的再繁殖生长。4、漂白粉消毒漂白粉是由氯气和石灰加工而成的。为白色粉末，有氯的气味，易受光、热和潮气作用而分解使有效率降低所以必须放在阴凉干燥和通风良好的地方。漂白粉消毒，一般用于小水厂或临时性给水。5、次氯酸钠消毒次氯酸钠也是强氧化剂和消毒剂，但是消毒效果没有氯的强。次氯酸钠是用发生器的钛阳极电解食盐水而制得的。由于次氯酸钠容易分解必须采用次氯酸钠发生器在现场制取就地投加，不宜贮运。制作成本就是食盐和电耗费用。次氯酸钠消毒通常用于小型水厂。6、臭氧消毒臭氧是由三个氧原子组成，在常温常压下，它是淡蓝色的具有强烈刺激性气味的气体。臭氧密度是空气的1.7倍，易溶于水并且在空气或水中均容易分解消失。并且臭氧对人体健康还有影响，当空气中臭氧浓度达到1000mg/l时即有致命的危险，所以在水处理中散发出来的臭氧尾气必须处理。臭氧不仅消毒剂，更是氧化能力很强的氧化剂。在水中投入的臭氧进行消毒或者氧化通称为臭氧化。作为消毒剂，由于臭氧在水中不稳定易消失，故在臭氧消毒后往往仍需投加少量的氯、二氧化氯或氨氯以维持水中剩余消毒剂。臭氧作为唯一的消毒剂的极少。当前臭氧作为氧化剂去除水中有机物更为广泛。臭氧生产设备较复杂，投资较大电耗也较高，目前我国很少用。综上所述，选择液氯消毒。第三章 各构筑物的设计成果第一节 取水构筑物根据所查资料，河流岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质较好，城市土壤为黏土，地质条件较好，水位变幅相对不大。因此，经过比较，本设计决定采用的取水构筑物形式为岸边合建式。该构筑物的特点：1进水间与泵房合建在一起，设在岸边，河水经过格栅进入集水井的进水间，再经过格网进入吸水间，由水泵输送到净水厂。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。2合建式的优点是：布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便。3合建式的缺点是：土建结构复杂，施工较困难。考虑到取水的便利、管线布置等多方面因素，将取水泵房位置确定在河流上游处较窄、流速较大的地方。一、进水间 合建式岸边取水构筑物，汉江支流河水经过进水孔进入进水间的进水室，再经过格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂的澄清池。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物设在进水间中的格网用以拦截水中的细小漂浮物。采用八个格栅，上层四个下层四个，型号为s321-1/7，格栅尺寸为bh1100mm1300mm，格栅格网的起吊设备采用cd或型电动葫芦。采用八个格网，型号为c18，格网尺寸为bh2380mm2630mm，进水口尺寸b1h12250mm2500mm。二、取水泵房泵房： 长宽=17.71m12.19m水泵：选用四台kqsn600n27/466泵，三用一备。配套电机为y355m36。均配带底座。泵的主要功能参数如下：型号流量（）扬程(m)转数(r/min)轴功率（kw)电动机功率(kw)效率（）气蚀余量npsh（m）600-n27434.924990163.2200635.9742.820166.084869.714155.674选用电动单梁起重机，起重量，跨度。单轨吊车梁配置 电动葫芦,起升高度为。第二节 预臭氧接触氧化池一、设计要点及参数设计水量q=202000m3/d=8416.7m3/h。1.预臭氧接触池采用密闭式结构.2.池顶设置尾气排放管和自动气压释放阀.二、设计成果座数：1尺寸：lbh=14.5m10m4.5m出水：采用薄壁堰跌落出水第三节 管式静态混合器一、设计要点及参数1设计水量：q=202000 2.设计流速：v=1.5m/s3. 投药管插入管径的1/3处二、设计成果个数：2个管径：d=1000mm混合器的混合长度为:l=2.2m混合时间：t=1.5s第四节 折板絮凝池一、设计要点及参数1、单池设计流量 q = 50500m/d = 2104.2.m/h = 0.58m/s2、絮凝时间宜为815min；3、絮凝过程中的流速应逐段降低，分段数不宜少于三段，第一段流速可为0.25 0.35m/s，第二段流速为0.150.25m/s，第三段流速为0.100.15m/s。4、折板夹角可为90o120o。二、设计结果座数：4单池尺寸：lb=14.66总絮凝时间：t=15.33min进水：采用宽高0.9m0.8m的渠配水出水：絮凝池最后一格接宽1m的廊道至穿孔花墙第五节 沉淀池一、设计要点及参数1.单池流量 q = 50500m/d = 2104.2.m/h = 0.58m/s2.设计流速v=0.015m/s二、设计成果座数： 4尺寸：blh=121083.9进水系统：采用穿孔墙进水方式出水系统：采用薄壁堰跌落出水放空管管径：dn400排泥系统：hjxh212.3型桁车式虹吸吸泥机第六节 普通快滤池一、设计要点及设计参数1.单池流量：q = 50500m/d = 2104.2.m/h = 0.58m/s2.滤料：采用双层滤料，上层为无烟煤，厚度h1=400mm，下层为石英砂，厚度h2=400mm。3.滤速：取v = 10m/h4.工作周期：24h5.反冲洗方式：水冲6.冲洗强度：15l/(s.m2)7.冲洗时间：7min二、 计算结果座数：4单格滤池尺寸：bl=4m10m格数：5滤池总高：h=3.45m 滤池总高度支撑层高度：150mm；承托层高度：400mm；滤料层高度：800mm；滤层表面以上水深：1.8m；超高：0.3m。配水干管：d=800mm配水支管：d=60mm反冲洗水箱尺寸：水箱内水深取2.5m，底面为圆形，d14m水箱高度：高出洗砂排水槽面高度7.3m风机选型：根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力，风量要求选 3台lg50风机。风量50m3/min，风压49kpa，电机功率60kw，两用一备 表3.7 反冲洗泵的设计参数型号流量q(m3/h)扬程h（m）轴功率（kw）电动机功率p（kw）允许吸上的真空高度（m）6129001014.530.333.04050第七节 生物活性炭滤池一、设计要点及参数1.设计水量：q=202000 2.空床流速 ：8 m/h3.第一步气冲冲洗强度：,4.第二步水冲洗强度：, 5.第一步气冲洗时间 ：,6.第二步水冲时间：;7.冲洗周期：。二、设计成果1.座数：162.每座分格数：23.单格尺寸：bl=3.5m10m4.座填充活性炭的质量：g=52.5t5.活性炭每年补充次数：n=16.反冲洗配水干管：dn7007.反冲洗用气量 ：0.84 8. 反冲洗配气干管用钢管：dn3009.进水总渠：宽为0.8m，水面高为0.52m。10.排水渠：宽取0.8m，渠内水深1.0m。第八节 清水池 一、设计重点和参数1.设计水量：q=202000 2.清水池有效容积取最高日用水量的18%二、设计成果座数：4座尺寸：高度：h=4.8m超高：清水池的有效水深：h=4.5m进水管管径：出水管管径：溢流管： d=1000mm排水管：第九节 消毒采用液氯消毒。加氯量： 8.25kg/h储氯量（15天）加氯间尺寸： 15m5m 加氯机台数： 3台 型号： regal2100型加氯量： 120kg/h，第十节 输水泵站吸水井： lb=26.86m95m。泵房： lb=29.38m10.84m水泵：选用四台kqsn600-n13/606型泵，三用一备，配套电机型号为y400l6，功率400kw第四章 平面高程布置第一节 平面布置一、布置内容水厂的基本组成分为两部分：生产构筑物和建筑物包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等；辅助建筑物。其中又分为生活辅助建筑物和生产辅助建筑物这两种。前者主要包括办公楼、食堂、浴室、宿舍等；后者主要包括化验室、修理部门、仓库、车库等。水厂平面布置的主要内容有：各种构筑物和建筑物的平面定位；阀门、管道及管道配件的布置；排水管的布置；道路、围墙、绿化及供电线路的布置等。二、水厂布置应考虑的因素:1、布置要紧凑以减少净水厂占地面积，生产构筑物间连接管的长度便于操作管理但是各构筑物间要有必要的距离。2、要充分的利用地形尽量做到土方量平衡。3、各构筑物之间连接管应该简单、短捷尽量的避免立体交错并考虑施工、检修方便此外应设有必要的超越管线。4、澄清池的排泥和滤池的排水要方便尽量靠重力排除避免用排泥泵。5、构筑物的布置要注意朝向和风向例如加氯间和氯库应该尽量布置在主导风向的下风向。6、如果有条件的话尽量把生产区和生活区分开。7、应该考虑水厂的扩建的可能并留有发展的余地。8、水厂应该设有必要的道路。水厂内应设置通向各构筑物和附属建筑物的道路一般可按以下要求设计：主要车行道的宽度：单车道为3.5 米双车道为6 米并应设有回车道。人行道路的宽度一般为1.52.0 米。大型水厂一般可设双车道中、小型水厂一般设单车道。车行道转弯的半径不宜小于6 米。9、水厂要充分的绿化并设有围墙其高度一般不宜小于2.5 米。根据以上要求及水厂的规模决定的辅助构筑物平面尺寸布置的水厂总平面图见图纸。第二节 高程布置水厂处理构筑物高程布置,应该充分利用原有的地形坡度构筑物之间应该为重力流。构筑物之间的水面高差即流程中的水头损失包括构筑物、连接管道、计量设备的水头损失。水头损失应通过计算来确定。设计中采用直线型。直线型是最常见的布置方式从进水到出水整个流程呈直线这种布置方式生产联系管线段管理方便有利于日后水厂的发展。水厂水处理构筑物的平面及标高计算详见计算书，计算结果见下表：各构筑物高程见表4.1第二部分 设计计算书第五章 设计水量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，并以水质最不利情况进行校核，水厂自用水量主要用于滤池冲洗和絮凝池排泥等方面，城镇水厂自用水量采用供水量的1%，则设计处理量为： 式中： q-水厂日处理量 a-水厂子用水量系数，一般采用供水量的5%10%，本设计采取10%,并考虑到了未预见用水量 qd-设计供水量（）为20万第六章 取水构筑物的设计计算第一节 岸边合建式取水构筑物 根据所查资料，河流岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质较好，城市土壤为黏土，地质条件较好，水位变幅相对不大。因此，经过比较，本设计决定采用的取水构筑物形式为岸边合建式。该构筑物的特点：1进水间与泵房合建在一起，设在岸边，河水经过格栅进入集水井的进水间，再经过格网进入吸水间，由水泵输送到净水厂。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。2合建式的优点是：布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便。3合建式的缺点是：土建结构复杂，施工较困难。考虑到取水的便利、管线布置等多方面因素，将取水泵房位置确定在河流上游处较窄、流速较大的地方。第二节 进水孔该河流的最高水位98.0m，最低水位(97%)89.5m，由于98.0-89.5=8.5m6 m，因此采用2层的分层进水孔，并采用分层并列布置。下层进水孔的下缘至少高出河床0.5m，上缘在设计最低水位以下0.5m，即89.5-0.5=89.0 m，并确与冰盖下缘不少于0.2m。上层进水孔的上缘在洪水位以下1.0m，即98.0-1.0=97.0 m。进水孔的高宽比应配合格栅、格网、闸门等设备的起吊装备和冲洗系统。第三节 格栅设计格栅面积式中：q流量，m3/s； k1格栅阻塞系数，0.75； k2栅条引起的面积减小系数， b栅条净距，50mm； s栅条厚度，10mm； v过栅流速，0.41.0m/s，取0.8m/s。采用八个格栅，上层四个下层四个，型号为s321-1/7，格栅尺寸为bh1100mm1300mm，进水口尺寸b1h11000mm1200mm。过栅水损取0.1m。相邻进水间设dn600连通管，上设阀门。第四节 一泵站设计一、设计流量和扬程的计算1、设计流量q2、设计扬程h1）水泵所需静扬程hst 絮凝池水位标高为103.44m，吸水间最低动水位标高为89.25m，则 hst103.4489.2514.19m2）输水管中的水头损失根据手册15.4.2.1的规定，一泵房至混合池的设计流速去1.01.2m/s。本设计输水管选用两条dn1100的钢管并联输水，管中流速1.218m/s。当一条输水管检修时，另一条设计通过75的流量，则流速为1.83m/s，1000i3.16m。泵站到净水厂管线全长60m，则沿程水损h10.19m局部水损h2净水厂内丁字管水损弯头水损0.3+0.140.44m则输水管中总水头损失h1h20.63m3）泵站内水损hp取2.0m，安全水头取2.0m则水泵设计扬程hhsthp14.190.632.02.018.82m3、水泵和电机的选择二、方案比较方案一：选用四台kqsn600n27/466泵，三用一备。配套电机为y355m36。均配带底座。泵的主要功能参数如下：表3.1 方案一水泵参数表型号流量（）扬程(m)转数(r/min)轴功率（kw)电动机功率(kw)效率（）气蚀余量npsh（m）600-n27434.924990163.2200635.9742.820166.084869.714155.674方案二：选用五台kqsn500m19/434泵，四用一备。配套电机为y355m16。均配带底座。泵的主要功能参数如下：表3.2 方案二水泵参数表型号流量（）扬程(m)转数(r/min)轴功率（kw)电动机功率(kw)效率（）气蚀余量npsh（m）500-m19323.224990106.0160714.8538.720125.886646.417126.286方案比较：虽然从泵的效率上来讲方案二比方案一要高，但泵的台数增多，泵房面积增大，土建造价也就增大。经经济比较，选用方案一。选用电动单梁起重机，起重量，跨度。单轨吊车梁配置 电动葫芦,起升高度为。第五节 吸水管路计算吸水管内流量q0.772m3/s，采用dn900管径，流速v1.214m/s，满足要求。管端设喇叭口，根据泵站设计规范（gb/t5026597）第9.2款的规定，取喇叭口直径d1200mm，悬空高度900mm，喇叭管中心线距后墙1200mm，距进水室进口2000mm。电动阀门后接900600偏心渐缩管至水泵吸口。主要配件及尺寸见表3.3表3.4吸水管路主要配件及尺寸名称型号规格主要尺寸（mm）喇叭口dn900钢制9001200偏心渐缩管dn900dn600l=75090弯头dn900r=900，l=900电动碟阀dn900l=520第六节 压水管路计算压水管内流量q0.772m3/s，采用dn700管径，流速v2.006m/s，满足要求。泵出口依次接500700渐扩管，dn700电动蝶阀及dn700止回阀。至阀门井后合并至两根dn1100输水管。主要配件及尺寸见表3.4表3.5出水管路主要配件及尺寸名称型号规格主要尺寸(mm)渐扩管dn500dn700l=550止回阀dn700，xh41x1.0/700l=1400电动碟阀dn700l=57090弯头dn700r=700，l=700渐扩管dn700dn900l=550十字管dn900dn900l=1100渐扩管dn900dn1100l=550电动蝶阀dn900l=520闸阀dn1100，z945t10l=900第七节 泵房布置根据给水排水工程快速设计手册3.7节的规定，泵房深度小于10m时一般宜用矩形泵房，即节省成本且有利于泵及管道的布置。由于本设计中河流的最高和最低水位相差相对较小，且采用非自灌式引水以减小泵房深度，节省泵房造价，故本设计取水泵房采用矩形。四台泵分两排布置，两台正转，两台反转。两排泵净距2m。取泵距墙2m，管道距最近的机组1.6m。最近一排泵在泵房内的吸水管长度为1m。经计算，求得泵房总平面尺寸为17.71m12.19m。第八节 高程计算吸水管中心线标高92.4m吸水管管顶标高92.4+0.4592.85m泵房地面标高92.850.30.430.2191.91m压水管中心线标高91.91+0.21+0.46592.585m压水管管顶标高92.585+0.3592.935m泵房地下部分高度99.591.917.59m第九节 泵房建筑高度的确定泵房地下高度已知为7.59m。操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为6.0m，从平台楼板到房顶底板净高为6.50m。第七章 各构筑物的选择及设计计算第一节 配水井的计算设计参数1、流量q=202000m3/d=2.338m3/s计算配水井有效容积, 取2min停留时间.v水=202000120/(246060)=280.56m3(取280m3）2、设计采用圆形的配水井：圆形直径8m，水深5.5m，超高0.5m，则配水井部分体积：3、进水管流速： v=1.0.m/s (最大流量时，流速可介于1.01.5m/s之间，在最低流量时，流速不得小于0.40.6m/s，特殊渠道流速可减至0.20.3m/s.)4、进水管截面积a=q/v=2.3385、采用两个进水管进水，进水管直径：=2.1m直径取d=2.00m6、出水管流速： v=1m/s 7、出水管截面积a=q/(2v)=0.588、出水管直径：d= 1.0m 配水井设有2个dn2000的进水管，2个dn1000的出水管9、矩形薄壁堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续处理构筑物。每个后续处理构筑物的分配水量为0.58m3/s。配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。10、堰上水头因单个出水溢流堰的流量为0.58m3/s=580 ，一般大于100 采用矩形堰，小于100 采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量公式为：式中矩形堰的流量，；流量系数，初步设计时采用；堰宽，取堰宽；堰上水头，。代入下式，有：m11、堰顶宽度根据有关试验资料，当时，属于矩形薄壁堰。取，这时（在00.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。第二节 预臭氧接触氧化池设计计算一、设计参数预臭氧接触池采用密闭式结构，池顶设置尾气排放管和自动气压释放阀，设计水量q=202000m3/d=8416.7m3/h。二、设计计算1、臭氧接触池容积的计算 = 式中：q处理水量，/h t水力停留时间，min。本设计取4min2、 接触池平面尺寸 式中：h有效水深，取4m 超高，取0.5m 一般接触池长宽比取2:11:1，所以取 lb=14.5m10m 有效容积v=1454=580560.1，符合要求。 出水采用薄壁堰跌落出水。3、臭氧发生器 臭氧需要量 =1.068416.71.0=8921.7 式中：臭氧需要量，g/h； q处理水量，； c臭氧投加量，本设计取1.0. 臭氧化（干燥）空气量 = 式中：臭氧化干燥空气量，； 臭氧化空气浓度，一般去1014 ，设计取12. 要求臭氧发生器的工作压力 h=23m 臭氧接触池水深，m，本设计为4m 臭氧接触池扩散装置水头损失，一般取1010m，本设计取14m； 输气管水头损失取5m。臭氧发生器采用wh-cf-g -3000g型卧管式发生器，每台臭氧产量为3000g/h，共采用台，3用2备，备用率为2/350%臭氧采用安装在池底部的多孔扩散装置分散成微小气泡后进入水中，扩散装置具体布置见图纸。4、干燥器进入干燥器的湿空气量 = 式中: 进入干燥器的湿空气量，； 进入干燥器湿空气的气压，kpa，取240kpa； 进入干燥器湿空气的绝对温度，k,=283k; 进入臭氧发生器的干燥空气量，; 进入臭氧发生器干空气的气压，kpa，=h=230kpa； 进入臭氧发生器干空气的绝对温度，k,=293kpa； k干燥器再生耗气系数。取k=1; (1.21.5)安全系数，取1.4. 干燥器的吸湿量 =963.5524(0.00973-0.00003)=1121.5 干燥器的吸湿量，kg； 湿空气量，； 湿空气的饱和含湿量，；取9.73； 干燥空气的饱和含湿量， 干燥器的工作周期（h） 取t=5d 干燥剂的重量，由于硅胶干燥剂的吸附容量为分子筛的一半，分子筛干燥剂用量为 =11215 式中： 干燥器的重量，kg 干燥剂的吸附容量（kg水/kg干燥剂） 取10%；干燥剂的容积 = 式中： 干燥剂的容积，； 干燥剂的容重， ，可取700； 取干燥器直径为500mm，高度为2.5m，每台干燥器的容积为0.5m3 ，则共需分子筛干燥剂32台. 故设64台分子筛干燥器，32台为一组并联运行，一组共组另一组再生。尾气处理设备 采用活性炭法，活性炭用量 = 式中： 活性炭用量，kg； 尾气臭氧浓度，可取=0.1; 活性炭吸附容量，g/g炭，取5g/g； 活性炭吸附工作周期，d，取30天； 活性炭吸附柱有效容积 = 式中： 活性炭吸附柱有效容积， 活性炭的容积，,取450 活性炭吸附柱直径取300mm，高度取1.2m，则需要活性炭柱个数为 取2个 所以选择四台直径300mm高度1.2m的活性炭吸附柱，两台工作，两台再生。 第三节 加药间设计计算一、设计参数已知计算水量q=202000m3/d=8416.7m3/h。根据原水水质，参考上图，选碱式氯化铝（pac）为混凝剂，据原水水质浊度判断，混凝剂的最大投药量a=20mg/l，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。二、设计计算1、溶液池容积 ，取14m3 式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/l），本设计取20mg/l; q设计处理的水量，8416.7m3/h; b溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%； n每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为w1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为，高度中包括超高0.5m，置于室内地面上.溶液池实际有效容积：满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置dn100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管dn60mm，按1h放满考虑。2、溶解池容积 式中： 溶解池容积（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。 溶解池实际有效容积： 溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量：，查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。3、投药管投药管流量 查水力计算表得投药管管径d15mm，相应流速为0.99m/s。4、溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5、计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:式中：溶液池容积（m3）耐酸泵型号25fys-20选用2台，一备一用.6、药剂仓库估算面积为150m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m15.0m。第四节 混合设备设计计算一、设计参数设计总进水量为q=202000m3/d，投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1.5m/s。二、设计计算1、设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量；则静态混合器管径为： ，本设计采用d=1000mm； 2、混合单元数按下式计算，本设计取n=2；则混合器的混合长度为： 3、混合时间 t= 4、水头损失0.5m,符合设计要求。5、校核gt值 ，在700-1000之间，符合设计要求。第五节 折板絮凝池设计计算一、设计参数选用竖流式单通道折板絮凝池。采用四座絮凝池并联的运行方式。为配合沉淀池的尺寸，每座絮凝池宽度b=12m，有效水深h=3.3m，超高=0.3m。每座絮凝池又分并联运行的三组，每组的宽度为3900mm，组与组之间用宽150mm的隔墙隔开。经计算，每组处理水量为0.193 m/s。每组絮凝池又分三部分：第一部分采用异波折板，第二部分采用同波折板，第三部分采用平板。每部分又分为串联运行的三格。折板夹角采用90，板宽500mm，则波高c0.355m，材料选用钢丝网水泥板，板厚t50mm。二、设计计算1、异波区设计计算（1）参数计算设通道宽m为1.4m，中间水流峰速v10.33m/s，则中间峰距中间谷距 b2b1+2c0.42+20.3551.13m；侧边峰距 b30.92m；侧边谷距 b4b3+c0.92+0.3551.28m；中间谷速 m/s；侧边峰速 侧边谷速（2）各部分水损计算中间渐扩部分：h10.20.0010m；中间渐缩部分：侧边渐扩部分：h30.20.0001m；侧边渐缩部分