给水排水工程毕业设计15万吨净水厂设计说明书.doc

i 目目 录录 1 1 概述概述 .1 1.1 设计依据.1 1.1.1 设计任务书 .1 1.1.2 主要规范和标准 .1 1.1.3 主要参考资料 .1 1.2 城市概况.2 1.2.1 自然条件 .2 1.2.2 城市现状及总体规划 .2 2 2 总体设计总体设计 .4 2.1 工程规模.4 2.2 水质及水压要求.4 2.3 水源选择.5 2.4 给水系统.5 3 3 一级泵站设计一级泵站设计 .6 3.1 设计流量 .6 3.2 设计扬程.6 3.3 水泵和电机的选择 .6 3.4 吸、压水管路计算 .6 3.5 管路水损校核 .7 ii 3.6 泵房布置 .8 3.7 水泵最大安装高度计算 .10 3.8 配套设备 .11 3.9 泵房建筑高度的确定 .12 3.10 阀门井设计.13 3.11 吸水井设计.13 3.12 配水井设计.14 4 4 净水厂工程设计净水厂工程设计 .15 4.1 工艺方案.15 4.1.1 主要内容 .15 4.1.2 确定依据 .15 4.1.3 方案确定 .16 4.2 往复式絮凝池.20 4.2.1 混凝剂投量的计算 .20 4.2.2 混凝剂的配制和投加 .20 4.2.3 加药间及药库 .21 4.2.4 混合设施 .21 4.2.5 设计计算 .21 4.3 平流式沉淀池.23 4.3.1 设计流量 .23 iii 4.3.2 平面尺寸计算 .23 4.3.3 进出水系统 .23 4.4 普通快滤池.25 4.4.1 设计参数 .25 4.4.2 相关计算 .25 4.5 生物活性炭滤池.28 4.5.1 平面尺寸计算 .28 4.5.2 滤池高度 .29 4.5.3 配水系统 .29 4.5.4 排水槽 .29 4.5.5 支承系统 .30 4.6 消毒.30 4.6.1 加氯量计算 .30 4.6.2 设备选择 .31 4.6.3 加药间与仓库 .31 4.7 清水池.32 4.7.1 平面尺寸 .32 4.7.2 管道系统 .32 4.7.3 清水池布置 .32 4.7.4 吸水井 .33 iv 4.8 二级泵站.34 4.8.1 设计输水量和扬程 .34 4.8.2 水泵和电机的选择 .35 4.8.3 吸、压水管路计算 .35 4.8.4 机组与管道布置 .35 4.8.5 水泵最大安装高度计算 .36 4.8.6 高程计算 .36 4.8.7 配套设备 .36 4.8.8 泵房建筑高度的确定 .38 5 5 水厂平面和高程布置水厂平面和高程布置 .39 5.1 平面布置.39 5.2 高程布置.40 6 6 水厂附属建筑、道路和绿化水厂附属建筑、道路和绿化 .42 7 7 仪表及自控设计仪表及自控设计 .43 7.1 设计原则.43 7.2 控制方式设计.43 7.3 过程检测仪表的配置.43 8 8 水厂供电设计水厂供电设计 .45 8.1 供电电源.45 8.2 供配电设计原则.45 v 8.3 计量及无功补偿.45 8.4 电机控制方式.45 8.5 继电保护.45 8.6 照明.46 8.7 电缆的选择与敷设.46 8.8 防雷接地.46 9 9 运行管理运行管理 .47 9.1 管理体制.47 9.2 管理机构、岗位定员.47 9.2.1 工程等级及标准 .47 9.2.2 机构定员设计 .47 9.2.3 经营管理 .48 9.3 运行机制.48 9.4 服务体系.49 -1- 1 概述 1.1 设计依据 1.1.1 设计任务书 邯郸市 15 万 m3/d 净水厂工艺设计设计任务书 1.1.2 主要规范和标准 室外给水设计规范gb50013-2006 室外排水设计规范gb50014-2006 给水排水制图标准gb/t501062001 给水排水设计基本术语标准gbj12589 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范gb5023698 泵站设计规范gb/t50265-97 城市给水工程规划规范gb5028298 城市排水工程规划规范gb503182000 城市工程管线综合规划规范gb5028998 给水排水工程构筑物结构设计规范gb500692002 给水排水构筑物施工及验收规范gbj14190 混凝土外加剂应用技术规范gb50119-2003 地表水环境质量标准gb3838-2002 室外给水排水工程设施抗震鉴定标准gbj4382 汽车库、修车库、停车场设计防火规范gb5006797 1.1.3 主要参考资料 严煦世、范瑾初主编水质工程.中国建筑工业出版社，2009 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册 第 1 册常用资料.中国建筑工业出 版社 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册 第 3 册城镇给水.中国建筑工业出 版社 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册 第 11 册常用设备.中国建筑工业出 版社 姜乃昌主编,泵与泵站 （第五版）.北京：中国建筑工业出版社，2007 全国通用给水排水标准图集 -2- 崔玉川、员建 、陈宏平 给水厂处理设施设计计算.化学工业出版社 市政公用工程设计文件编制深度规定.中华人民共和国建设部 1.2 城市概况 1.2.1 自然条件 1)地理位置：河北省邯郸市 2)地形地貌： 邯郸市地势自西向东呈阶梯状下降，高差悬殊，地貌类型复杂多样。以京广铁路为 界，西部为中、低山丘陵地貌，东部为华北平原。海拔最高 1898.7 米，最低 32.7 米，相 对高差 1866 米，总坡降为 11.8。全市自西向东大致可分为五级阶梯：西北部中山区、 西部低山区、中部低山丘陵区、中部盆地区、东部冲积平原。 3)气象资料 (1)邯郸市属典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，日照充足，雨热同期，干冷同季， 随着四季的明显交替，依次呈现春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒 冷干燥； (2)年平均气温 13.5，最冷月份（一月）平均气温-2.3，极端最低气温-19，最 热月份（七月）平均气温 26.9，极端最高气温 42.5，全年无霜期 200 天，年日照 2557 小时； (3)平均降雨量：715.5mm； (4)常年主导风向：西南风； (5)冰冻线冻土厚度：1.52m； (6)城市土壤种类：亚粘土； (7)地下水位深度：8.6cm。 4)地面水源资料 (1)河流流量：最大流量 500 m3/s，最小流量 100 m3/s； (2)河水最大流速：3.7m/s； (3)河水位：最高水位 258m，常水位 255m，最低水位 251m； (4)最大冰冻厚度：1.1m。 1.2.2 城市现状及总体规划 邯郸，位于河北省南端，河北省第三大城市。中原经济区第二大城市，中原地区经 济第二增长极。邯郸市是国家历史文化名城、中国优秀旅游城市、国家园林城市、 全国 双拥模范城和中国成语典故之都，入选首批国家智慧城市试点。国务院批准具有地方立 法权的“较大的市”（河北省共 3 个，全国共 18 个）和市区人口超百万的大城市。邯郸市 位于河北省南端，地处东经 1140340，北纬 362044之间，西依太行山脉，东接华 -3- 北平原，与晋、鲁、豫三省接壤，辖 5 区(丛台区、复兴区、邯山区、高开区、峰峰矿区） 1 市、14 县总面积 1.2 万平方公里，总人口 993.1 万人。 该市规划区范围为 1515 平方公里，到 2020 年，中心城区城市人口控制在 220 万人 以内，城市建设用地控制在 209 平方公里以内。进一步优化城市空间布局，引导人口合 理分布。 -4- 2 总体设计 2.1 工程规模 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澄清池排泥等方面，则设计处 理量为，在本设计中取dqq/m1496001 . 1136000a1 3 d ）（ 最高日 。dq/m150000 3 最高日 式中： 水厂最高日处理量，； 最高日 qd/m3 平均日用水量,为 136000； d qd/m3 a水厂自用水量系数，一般采用供水量的 5%10%，本设计取 10%。 同时，最高日最高时用水量为，dqkq/m2100004 . 11500000 3 h 最高日最高日最高时 式中： 水厂最高日最高时处理量，； 最高日最高时 qd/m3 居民用水时变化系数，一般小城镇为 1.41.8，本设计取 1.4。 h k 2.2 水质及水压要求 出水水质：本设计处理之后的水必须达到生活饮用水卫生标准。 (1）为防止介水传染病的发生和传播，要求生活饮用水不含病原微生物。 (2)水中所含化学物质及放射性物质不得对人体健康产生危害，要求水中的化学物质 及放射性物质不引起急性和慢性中毒及潜在的远期危害（致癌、致畸、致突变作用） 。 (3)水的感官性状是人们对饮用水的直观感觉，是评价水质的重要依据。生活饮用水 必须确保感官良好，为人民所乐于饮用。 (4)生活饮用水水质标准共 35 项。其中感官性状和一般化学指标 15 项，主要为了保 证饮用水的感官性状良好；毒理学指标 15 项、放射指标 2 项，是为了保证水质对人不产 生毒性和潜在危害；细菌学指标 3 项是为了保证饮用水在流行病学上安全而制定的。 水压：管网最大水头损失按 0.30 mpa 考虑。水厂出厂水压应满足最不利点处服务水 头 0.28mpa 的要求。 -5- 2.3 水源选择 本设计处理的水为南水北调的水。 南水北调是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程。我国南涝北旱， 南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，大大缓解我国北方水资源严重短缺问题， 促进南北方经济、社会与人口、资源、环境的协调发展。 2.4 给水系统 给水系统是指从水源地将原水引进给水处理厂，经水厂内的设施对原水中含有的悬 浮物质、胶体、藻类、微生物等除去使原水净化达到使用标准，再经过城市管网、建筑 配水管件将水送入千家万户。本设计重点对水厂内部的处理设施进行介绍并计算各处理 单元水池尺寸。 -6- 3 一级泵站设计 3.1 设计流量 一泵站的设计流量即为该工艺处理最高日生产能力，即。dq/m150000 3 最高日 3.2 设计扬程 本设计的泵扬程为mhhhhhh3 . 70 . 15 . 23 . 05 . 00 . 3 54321 。 式中： 设计扬程；h 沿程水头损失； 1 h 絮凝池的水头损失； 2 h 沉淀池的水头损失； 3 h 快滤池的水头损失； 4 h 活性炭滤池的损失。 5 h 3.3 水泵和电机的选择 根据设计流量和设计扬程 h=7.3m，选用 4 台泵，3s/1736/m150000 3 ldq 最高日 用 1 备，则每台工作泵的流量为 q=。s/67.578 3 1736 l 选用三台 500s13 型单级双吸离心泵，主要参数：q=578.66 l/s, 扬程 h=12.55m,n=730r/min，hs=4.4m，泵重 3300kg；同时选用电动机型号 y400-50-8,主 要参数：功率为 110kw，电机重 3500kg。 水泵进口法兰直径为 600mm，出口法兰直径 500mm。 3.4 吸、压水管路计算 每台水泵有独立的吸水管和压水管。规范规定吸水管直径在 250-100mm 之间时，流 速为 1.2-1.6m/s：压水管直径在 250-1000mm 之间时流速为 2.0-2.5m/s。 吸压水管路左进右出。 1)吸水管 已知 q=,则采用铸铁管，取直径 d=900mm，则s/67.578 3 1736 l v=1.27m/s,1000i=1.99。 -7- 2)压水管 在泵房内部采用铸铁管，取直径 d=700mm，则 v=2.10m/s，1000i=7.54。 3.5 管路水损校核 1）吸水管中的水头损失： hs=hls+hfs hfs=liis=1.9910.38.2=0.016m。 hls= g2 v g2 v 2 2 5 2 1 4321 ）（ =。m21 . 0 g2 86 . 2 21 . 0 g2 27 . 1 15 . 0 15 . 0 07 . 1 75 . 0 22 ）（ 式中： 吸水管进口局部阻力系数，取 0.75； 1 1 dn900 钢制 90弯头，取 1.07； 2 2 dn900 手控闸阀，按开启度 a/d=1/8，取 0.15； 3 3 dn900 电动闸阀，按开启度 a/d=1/8 考虑，取 0.15； 4 4 偏心渐缩管 dn900600，取 0.21。 5 5 hs=hls+hfs=0.016+0.22=0.226m。 2）压水管路水头损失hd hd=hfd+hld 29871654 )()(h ddfd illlilll =（4+3）0.00754+（1.5+4.8+290）0.000724=0.053+0.214=0.26m。 g v g v g v ld 2 )( 2 )( 2 h 2 5 13121110 2 4 987 2 3 6 式中： dn500700 渐缩管，取 0.24； 6 6 -8- dn700 止回阀，取 1.7； 7 7 dn700 闸阀，取 0.15； 8 8 dn700 钢制 90弯头，取 1.02； 9 9 异径三通，取 3.36； 10 10 dn100 钢制 90弯头，取 1.08； 11 11 dn100 钢制 90弯头，取 1.08； 12 12 dn100 闸阀，按开启度 a/d=1/8 计算，取 0.15。 13 13 =0.240.853+（1.7+0.15+1.02）0.225+（3.36+1.08+1.08+0.15）0.368 id h =1.06m hd=hfd+hld=0.26+1.06=1.32m。 从泵吸水口到输水干管上切换闸阀的全部水头损失为 h=hs+hd=1.32+0.24=1.56m. 所选水泵机组符合要求。 3.6 泵房布置 1）布置原则 （1）机组间距不应当妨碍操作和维修的需要，应保证运行安全，装卸、维修和管理 方便； （2）应使管道长度最短、接头配件最少、水头损失最小； （3）考虑泵站有扩建的余地。 2）布置形式 （1）纵向单排，即各机组轴线平行单排并列。适用于小泵房中单级单吸悬臂式离心 泵，如 is 型泵和单级双吸离心泵，如 s 型泵。 （2）横向单排，适用于侧向进出水的水泵，如单级双吸卧式 s、 sa 型离心泵在中 小型水厂广泛采用，水泵的台数一般不超过 5-6 台。 （3）横向双行，这种布置形式两行水泵的转向从电机方向看去是彼此反向的，在设 置中应说明。适用于大型双吸卧式离心泵，水泵一般在 6 台以上;起重设备需考虑采用桥 式吊车。 3）布置要求 -9- （1）相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道。有起吊设备:电动机功率 20-55kw 时，基础间距不小于 0.8m，电动机功率大于 55k w，基础间距不小于 1.2m。地下式泵房、 活动式取水泵房或电动机的功率小于 20kw 时，间距可适当减小。但在任何情况下，设备 的突出部分与墙壁的间距不小于 0.7m，电机功率大于 55kw 时，不小于 1.om。无起吊设 备时:至少在每个机组的一侧，设有比机组宽度大 0.5m 的通道，以保证泵轴和电机转子 在检修时能拆卸。 （2）辅助泵(排