河北建筑工程学院2万吨日给水厂全套毕业设计（包含图纸11份）.doc

唐山市丰润（2万m3/d）给水厂工艺设计大摘要一、设计目的通过毕业设计，熟悉并掌握给水工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行工艺设计培养从工艺流程选择、方案比较、施工方法、生产及运行管理等各方面综合考虑，进行合理的组合、布置、设计的工程设计思想。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。二、设计内容取水工程、给水处理工程三、城市概况丰润区系河北省唐山市所辖，改革开放使其地理、资源优势转换为产业、商品优势，农业、工业、建筑业和以商贸为主的第三产业快速发展。先后被国家命名为粮食生产、花生出口等基地。2002年原“丰润县”与原唐山市“新区”合并后由县改区，更名为“丰润区”。随着社会经济的快速发展，需水量也迅速增长。为满足工业生产和人民生活用水增长的需要，需建立新的供水工程。目前，丰润区地下水资源已遭严重破坏，形成一地下水位下降漏斗，且仍在继续下降。境内有水库4座，4级以上河流5条，还乡河、陡河、泥河纵贯全境。目前滦河水已进入陡河水库，陡河水库位于丰润区东约10km处，该水库是一集发电、调节供城市用水及养殖等多种功能为一体的水库，库容较大，水质很好，是一个较为理想的城市供水水源。（2） 自然条件1） 地理位置及地形丰润位于东经11745-11821,北纬3932-4004，地处环渤海、环京津开放开发中心地带。102、112两条国道和京秦、唐遵两条铁路在区内交汇，京沈高速公路丰润出口和唐山新机场设在丰润近郊。丰润距北京、天津、秦皇岛均在140-150公里，距唐山市区22公里。距京唐港、秦皇岛港、天津港均为百余里。丰润北依燕山，中南部偎冀东平原，由东北到西南层次分明的分为低山、平原、洼地三类地区，海拔高度在1-648米之间。新建水厂距陡河水库约8km,给水厂地面标高27m。2）气象资料丰润属于北半球暖温带半湿润大陆性季凤气候，呈冬夏长、春秋短、四季分明、季风显著的气候特征。年平均气温10.8度，1月份平均气温为-5.5度，7月份平均气温为25度，年无霜期约211天。年平均降水量710毫米。多集中在69月份。年平均相对湿度52%。最大积雪深度：130mm。最大冻土深度： 730mm。年平均蒸发量：110mm3）、工程地质及地震资料地址结构为亚黏土及淤泥质黏土，地基承载力为：亚粘土：1.21.5公斤/cm2淤泥质亚粘土：0.70.9公斤/cm2。地震烈度为8度地区。4）、水文资料水位:历年平均为32.7m;历年最高（1%）：38.5m;历年最低（97%）：28.7m。含砂量：平均含砂量：0.18kg/m3，最大含砂量：3.00kg/m3，最小含砂量：0.02kg/m3。5）水质分析结果表1水质分析结果指标maxmin平均指标maxmin平均温度/416氰0.002/色度/13砷0.002/浊度300020175汞/ph8.56.27.4cr6+0.050.0020.03硬度25020250铅/fe2+0.200.030.09nh-n0.220.080.10mn2+/bod/铜/cod3.00/0.10锌/大肠杆菌139845氟1.500.400.80细菌总数8920四、设计原则1、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，并以原水水质最不利情况进行校核。2、水厂应按近期设计，考虑扩建可能。根据使用要求和技术经济合理性等因素，对近期工程亦可作分期建造的安排。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。3、水厂内设备机械化和自动化程度，应本着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供应情况，妥善确定，逐步提高。4、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。例如，主要设备 (如水泵机组)应有备用量。城镇水厂内处理构筑物一般虽不设备用量，但通过适当的技术措施，可在设计允许范围内提高运行负荷。5、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)，则必须通过科学研究，证明确实行之有效后，方可付诸工程实际，但对于确实行之有效、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。五、重要水质指标1、汞在标准中是作为保证人体健康及安全食用水生生物的毒理学指标制定的。自然界的汞主要以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，价态有3种：零价（元素汞）、+1价（亚汞化合物）、+2价（正汞化合物）。各种形态的汞都有可能在环境中存在。汞对人体危害很大，汞中毒可以是急性的，也可以是慢性的。急性中毒可以使人致死，在人体中积累的慢性汞中毒，可以对人体造成不可恢复的疾病，直至死亡。而且水生物对汞有很强的富集作用，这是对人类产生的又一个危害。人的口服致死汞盐剂量为20 mg-3.0g。慢性汞中毒是长期暴露于少量汞而产生的。当食汞量达毫克数量级时造成死亡。每人每天摄汞量（包括空气、水、食物各种来源）不应超过30 g，假定每天平均饮水2l，饮用水的标准为2g/l，每天摄人4g。美国环保局制定生活用水保障人体健康基准为0.144g/l。汞在藻类和其他水生植物累积的速率很快，而排除的速率很慢，以致浓缩系数达到3000倍，甚至更高。鱼的浓缩系数高达周围水体含汞量的10000倍以上。 美国epa 1976年在制定安全食用水生生物的基准时指出： “0.05g/l这一总汞评价标准将能提供一个既保障淡水水生生物生存又保障人类食用的合理浓度”。不仅需要把水体中的汞限制在保证饮用水的安全浓度，而且必须把生物链的富集作用考虑进去。2、氟化物是作为保证人体健康及防止地方病的毒理学指标规定的。氟是地球表面分布最广的元素之一，是自然界中固有的化学物质。水中含氟量波动范围极大。氟对人体的影响随着摄人量而变动，当缺氟时，儿童龋齿发病率高，摄人适量的氟可预防龋齿，有利于儿童生长发育，还可预防老年人骨质变脆。氟过量时可影响细胞酶系统的功能，破坏钙磷代谢平衡。所以人体的氟既不可缺少，但又不可摄人过多。由于地理因素的关系，而使水中含氟量高，在人体摄入偏多时就会引起地方性氟中毒。这个病的主要特征是氟斑牙和氟骨症。成人每天约摄人0.3-4.5mg，其中35来自食物，65来自饮水。饮水含氟量在0.5mg/l以下，龋齿发病率增高，0.5-1.0mg/l是龋齿和氟斑牙发病率最低范围，无氟骨症发生；在1.0mg/l以上时，随水中氟含量的增高，氟斑牙发病率上升；当大于4 mg/l时，氟骨症逐渐增多。如果处于热带或亚热带地区，地表水蒸发快，人们饮水量增加，水中含氟量应适当降低。3、传统水硬度是以水与肥皂反应的能力来衡量的，硬水需要更多的肥皂才能产生泡沫。事实上水硬度是由多种溶解性多价金属离子形成的，主要是钙、镁，其次是钡、铁、锰、银和锌。自然界中含钙量100mg/l的水是常见的，高于200mg/l则比较少见。可溶性镁盐一般在水中的质量浓度不超过10mg/l，超过100mg/l则非常罕见。因而，水硬度主要由钙形成。硬度的表达通常折算为每升水中含碳酸钙多少毫克。当水的硬度低于60mg/l时，为软水。硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。水硬度的自然来源主要是沉积岩及土壤中溶解性多价金属离子的渗出。大多沉积岩中含有钙、镁离子，尤以石灰岩中为多。所有食物中均含有钙和镁，乳制品富含钙，而镁主要存在于肉及植源性食物中。饮用水碳酸钙硬度一般在10-500mg/l，以成人每天饮用2l水计，每天摄入镁2.3mg（饮用软水）或52.1mg（饮用硬水）。钙和镁的主要来源是膳食，每天从膳食中约摄入1000mg钙及200-400mg镁，其中80以上来源于食物，5%-20%来源于饮用水。由于水ph值和碱度等因素的影响，水中碳酸钙硬度大于200mg/l时，可能会在管网中产生沉淀。相反，水中碳酸钙硬度小于100mg/l时，管网中产生沉淀的可能性下降，管网易于腐蚀，导致镉、铜、铅和锌等金属溶入饮用水。六、工艺过程原水机械混合池往复式隔板絮凝池平流沉淀池v型滤池清水池二泵房用户七、净水厂总体布局本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料的运输、施工要求以及远期扩建等因素来安排布置。首先，考虑到此水厂位于东北，冬季气候比较寒冷，故将主要处理构筑物：隔板絮凝池、平流沉淀池、v型滤池合建在一个大的净水车间内；其次，将综合楼、宿舍、食堂等建筑建在一起称为生活区；再次，将维修车间、电修间、仓库、堆场等建筑和为一体，称为维修区；此水厂中还同时设有污泥处理构筑物，将这些构筑物建在一起称为污泥区。净水构筑物按直线型布置，依次为配水井、管式静态混合器、机械搅拌澄清池、v型滤池、清水池、吸水井和送水泵房。为了保证日常交通和物料运输的方便，在主要构筑物的附近都有道路到达。为了避免施工的影响，所有构筑物之间都留有一定的间距。高程布置中，各构筑物之间水流为重力流，两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。净水厂的附属建筑按功能分生产性和生活性两大类。生产性包括：化验室，机修间，车库，办公用房等；生活性包括：食堂，浴室，锅炉房，传达室，宿舍等。此外水厂内其他一些建筑物；如堆场，车棚，围墙，篮球场。厂内主干道宽度为8米，次干道宽度为5米。所有道路的转弯半径均为5米。绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物与道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。为了使水厂整体效果比较好，所以要求建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系。设计说明书第一章 总 论1.1 项目建设背景城市供水的主要问题及工程建设的必要性：近年来，随着经济的迅速发展，城市建设发生了日新月异的变化。老城区被迅速改造，城市标志性建筑日益增加，成片开发的居住小区不断涌现，随之配套建设了不同规模的公共建筑。工业企业数量也不断增加，生产规模也在逐渐扩大。居住小区的改造使得建筑层数增加，单位土地面积上居民人口增加，居民家庭的卫生设施档次提高，导致生活用水量增加；城市公共建筑的增加导致服务用水量增加，工业企业的发展增加了工业用水量的需求。另一方面，城市化的加速使得城市规模迅速增加，用水区域也相应迅速扩大。总之，城市总用水量不断增加。但是，城市供水设施的建设不能适应城市发展的要求，主要表现为两个主要方面：其一为过去建设的城市输配水管网系统管径偏小，输配水能力不足；其二为水源供水能力不足，水质不很理想。为适应城市经济发展和人民生活水平提高的需要，加强城市基础设施的服务水平，保证供水安全，必须开发增加城市给水系统的供水能力。1.2 编制目的、范围和依据1.2.1 编制目的编制本说明书主要目的，是在深入调查研究的基础上，探讨利用已探明水源作为城市供水水源的技术与经济可行性，提出切合实际的供水方案，为进一步的工程建设工作提供决策依据。1.2.2 编制范围本工程的范围包括取水工程、净水厂工艺设计两部分，不包括二泵房向城市输水的输水管线和城市配水管网部分。1.2.3 编制依据中华人民共和国水法；中华人民共和国水污染防治法；地表水环境质量标准（gb3838-2002）；室外给水工程设计规范（gb50013-2006）；室外排水工程设计规范（gb50014-2006）；城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准（cjj41-91）；生活饮用水卫生标准（gb5749-2005）地下水质量标准（gb/t14848-9）城市供水水质标准（cj/t206-2005）生活饮用水卫生规范（gb/t5750-2001）建筑给水排水设计规范（gb50015-2003）建筑设计放火规范污水综合排放标准（gb8976-96）建筑抗震设计规范工业企业卫生标准城市给水工程规划规范工业企业采暖、通风及空气调节设计规范1.3 城市概况1.3.1 城市概况丰润区系河北省唐山市所辖，改革开放使其地理、资源优势转换为产业、商品优势，农业、工业、建筑业和以商贸为主的第三产业快速发展。先后被国家命名为粮食生产、花生出口等基地。2002年原“丰润县”与原唐山市“新区”合并后由县改区，更名为“丰润区”。随着社会经济的快速发展，需水量也迅速增长。为满足工业生产和人民生活用水增长的需要，需建立新的供水工程。目前，丰润区地下水资源已遭严重破坏，形成一地下水位下降漏斗，且仍在继续下降。境内有水库4座，4级以上河流5条，还乡河、陡河、泥河纵贯全境。目前滦河水已进入陡河水库，陡河水库位于丰润区东约10km处，该水库是一集发电、调节供城市用水及养殖等多种功能为一体的水库，库容较大，水质很好，是一个较为理想的城市供水水源。1.3.2 自然条件（1）、地理位置及地形丰润位于东经11745-11821,北纬3932-4004，地处环渤海、环京津开放开发中心地带。102、112两条国道和京秦、唐遵两条铁路在区内交汇，京沈高速公路丰润出口和唐山新机场设在丰润近郊。丰润距北京、天津、秦皇岛均在140-150公里，距唐山市区22公里。距京唐港、秦皇岛港、天津港均为百余里。丰润北依燕山，中南部偎冀东平原，由东北到西南层次分明的分为低山、平原、洼地三类地区，海拔高度在1-648米之间。新建水厂距陡河水库约8km,给水厂地面标高27m。（2）、气象资料丰润属于北半球暖温带半湿润大陆性季凤气候，呈冬夏长、春秋短、四季分明、季风显著的气候特征。年平均气温10.8度，1月份平均气温为-5.5度，7月份平均气温为25度，年无霜期约211天。年平均降水量710毫米。多集中在69月份。年平均相对湿度52%。最大积雪深度：130mm。最大冻土深度： 730mm。年平均蒸发量：110mm（3）、工程地质及地震资料地址结构为亚黏土及淤泥质黏土，地基承载力为：亚粘土：1.21.5公斤/cm2淤泥质亚粘土：0.70.9公斤/cm2。地震烈度为8度地区。（4）、水文资料水位:历年平均为32.7m;历年最高（1%）：38.5m;历年最低（97%）：28.7m。含砂量：平均含砂量：0.18kg/m3，最大含砂量：3.00kg/m3，最小含砂量：0.02kg/m3。第二章 重要水质指标2.1汞汞在标准中是作为保证人体健康及安全食用水生生物的毒理学指标制定的。自然界的汞主要以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，价态有3种：零价（元素汞）、+1价（亚汞化合物）、+2价（正汞化合物）。各种形态的汞都有可能在环境中存在。汞对人体危害很大，汞中毒可以是急性的，也可以是慢性的。急性中毒可以使人致死，在人体中积累的慢性汞中毒，可以对人体造成不可恢复的疾病，直至死亡。而且水生物对汞有很强的富集作用，这是对人类产生的又一个危害。人的口服致死汞盐剂量为20 mg-3.0g。慢性汞中毒是长期暴露于少量汞而产生的。当食汞量达毫克数量级时造成死亡。每人每天摄汞量（包括空气、水、食物各种来源）不应超过30 g，假定每天平均饮水2l，饮用水的标准为2g/l，每天摄人4g。美国环保局制定生活用水保障人体健康基准为0.144g/l。汞在藻类和其他水生植物累积的速率很快，而排除的速率很慢，以致浓缩系数达到3000倍，甚至更高。鱼的浓缩系数高达周围水体含汞量的10000倍以上。 美国epa 1976年在制定安全食用水生生物的基准时指出： “0.05g/l这一总汞评价标准将能提供一个既保障淡水水生生物生存又保障人类食用的合理浓度”。不仅需要把水体中的汞限制在保证饮用水的安全浓度，而且必须把生物链的富集作用考虑进去。2.1.1国外标准（1）饮用水水质标准：欧洲经济共同体、世界卫生组织、捷克：0.001mg/l；美国：0.002mg/l；前西德：0.004 mg/l；日本：不得检出。（2）饮用水水源的地表水标准英国、瑞士：0.001 mg/l；加拿大：0.001 mg/l；巴西、美国亚拉巴马州和亚利桑那州：0.002 mg/l；日本：不得检出；前西德：a级0.0005mg/l，b级0.001 mg/l；欧洲经济共同体：指导值为0.0005mg/l，管理值为0.001 mg/l。（3）地表水质量标准韩国：不得检出；前苏联、捷克、墨西哥：0.005mg/l（最大允许浓度）；日本：0.000 5 mg/l。2.1.2我国标准（1）饮用水卫生标准：0.001mg/l；（2）渔业水质标准：不超过0.0005mg/l；（3）农田灌概水质标准：0.001mg/l。2.2氟化物 氟化物是作为保证人体健康及防止地方病的毒理学指标规定的。氟是地球表面分布最广的元素之一，是自然界中固有的化学物质。水中含氟量波动范围极大。氟对人体的影响随着摄人量而变动，当缺氟时，儿童龋齿发病率高，摄人适量的氟可预防龋齿，有利于儿童生长发育，还可预防老年人骨质变脆。氟过量时可影响细胞酶系统的功能，破坏钙磷代谢平衡。所以人体的氟既不可缺少，但又不可摄人过多。由于地理因素的关系，而使水中含氟量高，在人体摄入偏多时就会引起地方性氟中毒。这个病的主要特征是氟斑牙和氟骨症。成人每天约摄人0.34.5mg，其中35来自食物，65来自饮水。饮水含氟量在0.5mg/l以下，龋齿发病率增高，0.51.0mg/l是龋齿和氟斑牙发病率最低范围，无氟骨症发生；在1.0mg/l以上时，随水中氟含量的增高，氟斑牙发病率上升；当大于4 mg/l时，氟骨症逐渐增多。如果处于热带或亚热带地区，地表水蒸发快，人们饮水量增加，水中含氟量应适当降低。2.2.1国外标准（1）饮用水水质标准世界卫生组织：可接受的浓度范围为（0.61.7）mg/l，理想标准为（0.60.8）mg/l；欧洲经济共同体：最大允许浓度为(0.7-1.5)mg/l；英国：最大允许浓度为1.5mg/l；美国：2.0mg/l；前苏联：最大允许浓度为1.5mg/l。（2）饮用水水源地标准加拿大萨斯克彻温州：1.5mg/l；美国环保局推荐的最高值：(1.42.4)mg/l（随温度而异）；巴西圣保罗州：1.4mg/l；日本0.8mg/l；前西德、瑞士：1.0mg/l；欧洲经济共同体：a1指导值为（0.71.0）mg/l，管理值1.5mg/l；a2,a3指导值均为（0.71.7）mg/l。（3）地表水水质标准美国华盛顿州：目标值为0.5mg/l，标准值为1.0mg/l；前苏联：水体中最大允许浓度为1.5mg/l。2.2.2国内标准（1）饮用水卫生标准：1.0mg/l；（2）渔业用水水质标准：不超过1.0mg/l；（3）农灌水质标准：高氟区镇2.0mg/l，一般地区3.0mg/l。2.3硬度 传统水硬度是以水与肥皂反应的能力来衡量的，硬水需要更多的肥皂才能产生泡沫。事实上水硬度是由多种溶解性多价金属离子形成的，主要是钙、镁，其次是钡、铁、锰、银和锌。自然界中含钙量100mg/l的水是常见的，高于200mg/l则比较少见。可溶性镁盐一般在水中的质量浓度不超过10mg/l，超过100mg/l则非常罕见。因而，水硬度主要由钙形成。硬度的表达通常折算为每升水中含碳酸钙多少毫克。当水的硬度低于60mg/l时，为软水。硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。水硬度的自然来源主要是沉积岩及土壤中溶解性多价金属离子的渗出。大多沉积岩中含有钙、镁离子，尤以石灰岩中为多。所有食物中均含有钙和镁，乳制品富含钙，而镁主要存在于肉及植源性食物中。饮用水碳酸钙硬度一般在10-500mg/l，以成人每天饮用2l水计，每天摄人镁2.3mg（饮用软水）或52. lmg（饮用硬水）。钙和镁的主要来源是膳食，每天从膳食中约摄人1000mg钙及200400mg镁，其中80以上来源于食物，5%20%来源于饮用水。由于水ph值和碱度等因素的影响，水中碳酸钙硬度大于200mg/l时，可能会在管网中产生沉淀。相反，水中碳酸钙硬度小于100mg/l时，管网中产生沉淀的可能性下降，管网易于腐蚀，导致镉、铜、铅和锌等金属溶人饮用水。第三章 总体规划和方案论证3.1 水源论证3.1.1水源选择一般原则水源选择遵循的一般原则有：（1） 水源选择前，必须进行水资源勘察。（2）水源选用应通过技术经济比较确定，一般应满足下列要求：水量充沛可靠；原水水质符合要求；符合卫生要求的地下水，优先作为生活饮用水的水源；与农业、水利综合利用；取水、输水、净化设施安全经济和维护方便；具有施工条件。（3）用地下水作为供水水源时，应有确切的水文地质资料，取水量必须小于容许开采量，严禁盲目开采。（4）用地表水作为城市供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应根据城市规模和工业大用户的的重要性选定，一般可采用90%-97%。（5）确定水源、取水点和取水量等，应取得有关部门的同意。（6）生活饮用水水源的水质和卫生防护，应符合现行的生活饮用水卫生标准的要求。3.2 净水厂厂址选择和方案确定3.2.1、水厂厂址选择的一般原则水厂厂址的选择，应根据下列要求，通过技术经济比较确定。给水系统布局合理；不受洪水威胁；有较好的废水排除条件；有良好的工程地质条件；有良好的卫生条件，便于设立卫生防护地带；少拆迁、不占或少占良田；施工、运行和维护方便。3.2.2、水处理方案的选择1、 根据上述论证，丰润供水系统工程可形成两个基本方案：方案一：原水管式静态混合器网格絮凝池平流沉淀池普通快滤池清水池二泵房用户方案二：原水管式静态混合器机械搅拌澄清池v型滤池清水池二泵房用户3.2.3方案确定通过综合技术经济比较可见，第二套方案更具有综合优势，近期采用该方案。第四章 工程方案内容4.1 设计原则本工程设计遵循的主要设计原则有：1.以批准的城镇总体规划和给水专业规划为主要依据，水源选择、净水厂位置、输配水管线路等的确定应符合相关专项规划的要求。2.从全局出发，综合考虑水资源的节约、水生态环境保护和水资源的可持续利用，正确处理各种用水的关系，符合建设节水型城镇的要求。3.给水工程设计应贯彻节约用地原则，合理利用土地资源。建设用地指标应符合城市给水工程项目建设标准的有关规定。4.给水工程应按远期规划、近远期结合、以近期为主的原则进行设计。近期设计年限采用510年，远期规划设计年限采用1020年。5.给水工程中构筑物的合理设计使用年限为50年，管道及专用设备的合理设计使用年限按材质和产品更新周期经技术经济比较确定。6.以提高供水安全可靠性和供水水质，降低能耗、药耗、水耗，节约能源和资源，优化运行管理，提高科学管理水平，降低运行操作人员的劳动强度，降低工程造价和运行成本，增加经济效益为主旨，在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极采用行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。7.给水系统的选择应根据当地地形、水源情况、城镇规划、供水规模、水质及水压要求，以及原有给水工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。 8.生活用水的给水系统，其供水水质必须符合现行的生活饮用水卫生标准的要求；专用的工业用水给水系统，其水质标准应根据用户的要求确定。4.2 工程项目规模及内容4.2.1工程规模工程设计规模：20000m3/d，全天连续供水。4.2.2工程内容工程设计内容包括：水源地取水工程、输水管道工程、水厂以及相应的供配电、自动化监控、土建工程。参照我省类似城市用水情况和给水工程规划、设计规范要求，本工程用水日变化系数取1.4，时变化系数取1.75。各取水构筑物、取水泵联络管道、输水管道按最高日平均时设计，水厂处理构筑物按最高日平均时设计，二级泵房按最高日最高时用水量设计，并能够适应用水量变化。第五章 净水厂5.1 取水构筑物5.1.1取水构筑物选型根据所确定的取水位置，综合其位置的水深，水位及其变化幅度，采用自流管及设集水孔进水井取水构筑物形式。水库取水。5.1.2取水头部选择选用蘑菇取水头部其适用于中小型取水构筑物，有如下特点； 1 头部高度较大，要求枯水期有一定的水深； 2 进水方向系自帽盖底下曲折流入，一般泥沙和漂浮物带入较少； 3 帽盖可做成装配式，便于拆卸和检修； 4 施工较困难；取水头部外形选用菱形a取60度，水力条件较好，施工条件，设备布置和安装方便。5.1.3进水孔的设计1 进水孔布置成侧面开孔；2 进水孔在最低水位下的淹没深度为0.53m，进水孔下缘距河床的距离为0.8m；3 进水孔格栅面积f0=1.07m2分两格高为0.7m宽为0.9m总宽1.8m；5.2 混凝5.2.1混凝与澄清快速混合;适当的絮凝时间;较稳定的沉淀效果.为达到以上目的,本工程采用静态混合器快速混合。5.2.2混凝剂的配制和投加1、根据所给的水源水质确定混凝剂为碱式氯化铝。碱式氯化铝投加量为20mg/l2、加药间和库房:设在投药点的附近;室内有冲洗设施,有5坡度坡向集水坑,通风良好且东季有保温措施。3、调节池溶液池调节容积 5.25 溶液池设两个，每池容积为 2.63，形状采用矩形溶解池搅拌设备采用中心固定式平板浆式搅拌机搅拌，溶解池和溶液池料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板5.2.3混合:为提高混合效果，采用管式静态混合器,加药点设在混合器进口处,并增加药液扩散器,使混凝剂在管道内很好的扩散,形成均匀混合.具有投资较低，无需额外提供能源，易于安装，无需经常维修，混合效果良好的显著优点。按要求在混合器内设置若干固定混合单元，每一混合单元由若干固定叶片按一定角度交叉组成，当加入药剂的水通过混合器时将被单元体分割多次，同时发生分流交流和混凝以达到混合效果。口径和输水管道配合，分流板的级数一般取三级，锥形冒夹角90，锥形冒顺水流方向投影面积为进水管总面积的1/4,孔板的面积为进水管面积的3、4混合时间13秒水头损失0.30.4管长度不小于500mm。水厂进水管投药口到絮凝池距离为15m，进水管采用两条。投药管流量:q为5.83m3/s查水力表得投药管管径d=50mm,v=0.26m/s。5.3 澄清池设计中选择机械搅拌澄清池代替絮凝沉淀设备。因为机械澄清池有以下优点：1、比水力澄清池更能适应流量变化处理效果较稳定；2、处理效率高，单位面积产水量大；3、适用于处理浊度低于50000度的水，而原水浊度最大为800度，大大减小了水厂面积。本设计按照不加斜板进行，考虑以后加斜板，计算过程中对进水、出水。集水等案2q进行校核。机器设置两座，则 q=（1+5%）/2=875/h （其中5%为水厂自用水量）5.3.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量： = 5q = 0.61/s 第二絮凝室导流板截面积a1=0.035，流速1=0.04m/s 第二絮凝室截面积： 第二絮凝室内径： 第二絮凝室壁厚：=0.25m第二絮凝室外径为 第二絮凝室高度为： 5.3.2 导流室导流室内导流板截面积：a2=a1=0.035m2 导流室面积：2=1=15.25m2导流室内径： 导流室壁厚=0.1m导流室外径： =+2=10.2m 第二絮凝室出水窗高度为： =1.35m 导流室出口流速6=0.04m/s导流室出口面积为 =/=36.18 出口断面宽为=1.3m 出口垂直高度 5.3.3 分离室 分离室流速=0.001m/s分离室面积为： 澄清池总面积为： 澄清池直径为 5.3.4 池深 水停留时间取为t=1.5h池子有效容积： 考虑增加4%的结构容积，则池子计算总容积： 取池子超高ho=0.30m 池子直壁部分高度h4=1.80m 池子直壁部分容积为 圆台部分高度为：h5=2.8m；池子圆台斜边倾角为45底部直径为 澄清池底部采用球壳式结构，球冠高度h6=1.00m 圆台容积： 球冠半径： 球冠容积： 池子实际有效容积： 实际总停留时间： 池子总高度： 5.3.5 配水三角堰出水孔总面积： 孔口直径为0.10m，每孔面积为，出水孔总数为36个；沿三角堰，每10o设置一孔。 孔口流速 5.3.6 第一絮凝室 第二絮凝室底板厚度=0.15m第一絮凝室上端直径为 第一絮凝室高度为 伞形板延长线交点处直径为： 泥渣回流量为=4q，回流速度=0.15m/s，回流缝宽度 裙板厚度为=0.06m，伞形板下端圆柱直径： 按照等腰三角形计算，伞形板下端圆柱体高度： 伞形板离池体高度为： 伞形板锥部高度为： 5.3.7 容积计算 第一絮凝室：= 165.68 第二絮凝室：=66.26 分离室：=437.06各室容积之比： 二反应室：一反应室：分离室=66.26：156.68：437.06=1：2.36：6.60 澄清池内各室停留时间： 第二絮凝室： 9.09min 第一絮凝室： 21.45min 分离室： 60min 5.3.8 进水系统 进水流速为=1.00m/s 进水管管径5.3.9 集水系统 集水槽采用辐流式集水槽和环形集水槽，设计时，辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑。 1、辐流式集水槽： 槽起点断面高：0.53m；槽终点断面高：0.52m；每槽孔口直径设计为25mm每槽三角堰总数 取13个 2、环形集水槽：环形槽超高0.30m，则环形槽断面高1.02m. 3、总出水槽：槽宽b3=0.7m槽内坡降为0.10m，槽长5.0m槽内重点水深：h6=0.22m 槽内起点水深：h5=0.13m5.3.10 排泥及排水的计算 1、污泥浓缩室： 分设2斗，则每斗容积 两斗总容积： v4=3.162=6.32 2、排泥周期： 本池在重力排泥时，进水悬浮物含量s1=一般1000mg/l，出水悬浮物含量s4一般5mg/l，污泥含水率p=99%，又浓缩污泥容重=1.01，所以排泥周期： 澄清池排泥周期表s1-s490190290390490590690790890995t098.446.630.622.718.115.012.811.210.08.9 3、排泥历时：污泥管直径dg100， 排泥历时：=178.16s 4、放空时间： 池底中心排空管直径dg200 放空时间：t=2.65h5.3.11 机械设备（搅拌机） 搅拌机是机械澄清池的主要设备，由于进水悬浮物含量最高位800mg/l，一般不超过1000mg/l，所以无需设置刮泥机设备，搅拌机可使池内液体形成两种循环流动，以达到使水澄清的目的，其作用有二：一是机械反应，由提升叶轮的桨叶在第一反应室内完成机械反应，使经过加药混合产生的絮凝颗粒与回流中的原有矾花碰撞接触而形成较大的颗粒。；二是澄清分离，提升叶轮将第一反应室内形成絮凝颗粒的水体提升到第二反应室，再经折流到澄清区进行分离，清水上升，泥渣从澄清区下部再回流到第一反应室。 叶轮的外径：d=3.4m 叶轮转速：n=8.426转/分 叶轮的出水口宽度： b= 0.30m 叶轮提升消耗功率：=1.24kw桨叶消耗功率：=0.796kw 搅拌功率：n=+=2.04kw电动机（采用自锁蜗杆）功率：=n/=4.25kw（=0.48）搅拌机轴扭矩： =2313.3nm 驱动：采用电磁调速电机，减速方式采用三角带和蜗轮减速器两级减速。因叶轮需调整出水口宽度，故需设计专用立式蜗杆减速器。 选用电动机：jzt424 功率5.5kw 转速1201200转/min减速比：i=1200/8.426=142.45.4 过滤 在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水货的澄清的工艺过程。它是保证饮用水安全的重要措施。滤池有多种形式，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久。为充分发挥滤料层截留杂质能力，又出现了双层，多层及均质滤料滤池等。现在国内水厂应用较多较多的有普通快滤池、v型滤池、虹吸滤池等。其中v型滤池采用气水反冲洗，又具又表面横向扫洗功能，冲洗效果好，节水。现在正在国内逐渐推广应用，很多大中型水厂扩建改建大部分采用此种滤池，技术也日臻成熟、完善。适应社会发展，从节水、过滤效果考虑，设计中采用v型滤池。本设计采用v型滤池 v型滤池全称为aquazur v型滤池，是由法国得利满水处理有限公司首创的专利技术。六十年代末期在巴黎奥利水厂首先采用，七十年代逐渐在欧洲广泛使用，受到各国好评，逐步在国际上得到推广。八十年代以来，我国也认识到国外革新后的气水反冲洗技术的独特冲洗效果，陆续引进国外先进的气水反冲洗工艺，用于新扩建水厂中。我国第一座v型滤池1990年7月在南京投产。近年来，设计常 规处理水厂工程时，规模在10万以上（包括10万）的水厂，在工艺 程的构筑物选型中，大多设计了v型滤池，以改善制水工艺，提高水厂自动化程度和生产管理水平。 v型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。v型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.40m），粒径也较粗（0.951.35mm）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。v型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为7090，甚至可达100以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于0.5ntu。 v型滤池的冲洗一般采用的工艺为气洗气水同时冲洗水冲洗+表面扫洗冲洗强度设计为5l/（sm）,比双阀滤池的水冲洗强度15 l/（sm）,要节约反冲洗用水量2/3，若以一个15万水厂为例，全年可节省反冲洗水量约为60万，若以0.4元/ 水价计算，年节省反冲洗水量费用达24万元之多，可见其经济效益之显著。但实践表明，此种滤池对施工的精度和操作管理水平要求甚严，否则，势必影响正常运行，达不到设计的效果。当前，在部分水厂v型滤池生产运行中常遇到的一些问题，主要表现在反冲洗不均匀，有较严重的短流现象发生；跑砂；滤板接缝不平、滤头套管处密封不严，滤头堵塞甚至发生开裂；阀门启闭不畅等现象时有发生。相信随科学研究的逐渐深入，种种缺陷会得到不断改进。设计计算 选三格型滤池,分为并列的两组,每组1座,共2座,每座面积为48 m,总面积为96m。单格宽3.0m，长5.3m，面积为31.5m。滤速为9.11m/h，强制滤速20m/h。第一步气冲冲洗强度13l/(s.m2)；第二步气-水同时反冲，空气强度为13l/(s.m2)，水强度为4l/(s.m2)；第三步水冲强度为4l/(s.m2)。第一步气冲时间为3min，第二步气-水同时反冲时间为4 min ，单独水冲时间为5 min ，冲洗时间共计12 min = 0.2 h 。冲洗周期为48 h 。滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径为0.961.35mm，不均匀系数为1.201.60。每座滤池过滤水量为437.5m3/h。清洁滤料层过滤，滤池液面比滤料层高1.2m 。滤池超高为0.3 m，通过控制出水阀门的开启度来保证滤层上的水深为1.5 m，滤料厚度为1.2 m，滤板厚度为0.10m，滤板下布水区高度为0.85 m，滤池总高为3.65 m。水封井平面尺寸为0.8m1.5m，堰底板比滤池底板低0.3 m，水封井出水堰总高为1.18 m。反冲洗用水量为0.064m3/s。反冲洗配水干管用钢管，dn300，流速为1.0m/s。配水干管dn250,流速1.2m/s。沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水孔，共40个，孔中心间距0.265m，每个孔的面积为0.0025m，每个孔口尺寸取0.05m0.05m。反冲洗水过孔流速为0.5m/s。反冲洗用气量为0.24m3/s，反冲洗配气干管用钢管dn200，流速为2.32m/s。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个。布气小孔面积为0.0013 m，孔口直径取40mm 。反洗空气过孔流速为9.23m/s。气水分配渠宽取1.0 m，起端高取1.09 m，末端高取0.96 m。两侧沿程各布置20个配气小孔和20个布水方孔，孔间距0.265m ，共40个。排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5 m，排水集水槽起端高为1.21 m，末端高为1.08m，排水集水槽底坡为0.02。集水槽超高0.3 m ，槽内水位高0.21 m ，槽宽1.0 m ，水流速度为0.7m/s。排水槽设一个电动蝶阀，dn200。 进水总渠宽0.41m ，水面高1.0m 。中间孔口面积为0.0192 m，孔口宽0.16 m ，高0.12m ，两个侧孔的面积均为0.0192 m，侧孔宽0.16m，高0.12m，侧孔与中间孔口的间距为0.4m。v型槽槽底设表扫水出水孔，直径取0.040 m ，间隔0.40m ，取v型槽槽底的高度低于表扫水出水孔0.07 m。表面扫洗时v型槽内水位高出滤池反冲洗时液面0.50 m 。v型槽倾角50o，垂直高度0.34m ，壁厚0.08 m ，反冲洗时v型槽顶高出池内液面的高度为0.5m 。反冲洗时选用两台型号为14sh-28a单级双吸离心泵，一用一备流量为240350l/s，扬程为1610m，转速为1470转/分。根据反冲洗系统对空气的压力、风量要求选三台lg40风机，风量40m3/min，风压49kpa，电机功率55 kw ，两用一备，正常工作鼓风量为80m3/min。5.5 清水池拟建两个清水池，池子有效水深取 hu = 4.5 m，超高取0.3m，覆土厚取0.7m，采用方形清水池，清水池尺寸为27m15m。进水管：dn300; 出水管：dn400; 溢流管：dn400; 排水管：dn500通风管：取dn200，每池设4根，上配滤网检修孔：每个清水池上设两个检修孔d1000。5.6 吸水井为了使配水均匀，配水井分成两格，水停留时间180s，则配水井尺寸为10m3m。5.7 送水泵站（二级泵站）5.7.1 选泵根据设计流量和设计扬程选择水泵的型号和数量，选用4台250s65（三用一备）流量q=360612m3/h扬程h=7158m的水泵。电动机型号：y250m-2。 5.7.2 泵房布置水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作