给水处理厂处理水量为6万立方米天毕业论文.doc

给水处理厂处理水量为6万立方米天毕业论文目 录前 言1第一章 给水厂处理设计任务书21.1 设计题目21.2 工程设计背景21.3 本给水处理厂毕业设计的主要内容21.4 毕业设计的要求3第二章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择52.1 设计原则52.2 厂址选择52.3 方案类型设计进行方案说明62.4 各种构筑物的对比及选型6 2.4.1混合设备的选择6 2.4.2絮凝设备的选择7 2.4.3沉淀池的选择8 2.4.4 滤池的选择102.5 拟设计方案11 2.5.1拟设计方案流程图11 2.5.2工艺叙述12结 论14致 谢15参 考 文 献16附录1、 毕业设计计算书2、 英文原文3、 译文4、 附图 图1 污水处理厂平面布置图 图2 污水处理厂管线布置图 图3 污水处理厂高程布置图 图4 机械絮凝池平、剖面示意图 图5 斜管沉淀池平、剖面示意图 图6 移动罩滤池平、剖面示意图 图7 清水池平、剖面示意图 图8 二级泵房平、剖面示意图 图9 加氯加药间平、剖面示意图.前 言水是生命之源，是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。给水工程是的任务是向城镇居民、工矿企业、公共设施等提供用水，且保障水质、水量、水压要求。水在日常和生产生活中占有极其重要的地位，我的毕业设计题目就是处理水量为60000t/d的给水处理厂设计。 毕业设计是本科生教学环节中重要的一环，通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上学到的知识系统化。从这个意义上说，毕业设计是大学生在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它使学生本人可以掌握工程中的一般思想、计算方法和设计技巧，为今后的实际工作奠定良好的基础。所以说毕业设计也是一次最重要最正规的大型考核。我这次的毕业设计的题目是60000t/d给水处理厂设计，主要是给水厂的设计以及确定合适的处理工艺。给水处理工艺在国内外已相当成熟。根据原水的水质特点确定选用常规处理工艺：原水混凝沉淀过滤消毒清水池吸水井二级泵房用户。本次设计严格遵守有关规范，使处理出水符合生活饮用水水质卫生规范（2001）的要求。结合这次毕业设计的资料，本次设计主要问题是水源的浊度、残渣的去除及细菌的灭活。为了使处理过程有效、简便、经济等，本次设计根据有关规范和手册，选择合适的处理工艺流程和构筑物.第一章 给水厂处理设计任务书1.1设计题目60000t/d给水处理厂设计1.2工程设计背景1）该城市的总体情况该城市地处北亚热带湿润气候区，年平均气温约为18，最高气温约为40，最低气温约为-10。年平均降雨量为1000mm。城市规模有近期与远期规划，厂址选在水库附近，设计地面标高22 m，净水厂出水水压为4045m。全年主导风向自定。给水排水设备的使用人数较多，瞬时的给水量和排水量较大，必须具备安全可靠的水源，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善处理排水管道的通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。考虑到高层建筑给排水的特点，本设计采用独立设计生活给水系统、消防给水系统。2）水源情况该城市水源为水库水根据水质化验报告，该水库水质良好，设计水源水质如下：BOD53mg/L，COD16mg/L，TN=0.8mg/L，TP=0.03mg/L。3）出水水质要求要求处理后水质达到如下生活饮用水水质标准：浊度1 NTU，色度15，硬度450mg/L（CaCO3计），pH6.58.5，菌落总数100 CFU/ml，总大肠菌群和粪大肠菌群不得检出，余氯与水接触30 min不低于0.3mg/L（管网末端0.05mg/L）等。各项其它指标详见生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）。1.3本给水处理厂毕业设计的主要内容1）设计用水量的计算，供水规模的确定2）给水系统选择与方案比较3）水厂工艺选择与设计计算确定给水厂厂址；根据原水水质与水厂设计水量确定给水厂的工艺流程；根据选定的工艺流程，选定各类生产构（建）筑物型式和设备及其工艺设计计算；水厂内各类管渠的定线和水力计算；水厂的总体布置（平面与高程布置）及辅助建筑物与其它设施的选定。 4）配水管网设计计算1.4毕业设计的要求具有初步调查研究、收集资料及一定的阅读中外文文献的能力；具有一定的理论分析及设计计算能力；熟悉并掌握与工程建设有关的方针政策、标准规范；具有工程制图及编写说明书（论文）的能力。具体要求如下：1）毕业设计成果应满足下述要求：毕业设计说明书和计算书的编写应按本次毕业设计（论文）的撰写要求进行，要做到选择的参数有依据，说明的内容简要、文字通顺、论据充分；设计的图纸要规范、清晰、详细。2）毕业设计应按时并独立完成所规定的毕业设计内容和工作量；3）毕业设计应严格按照进度要求进行；4）毕业设计期间应遵守学校关于毕业设计的有关管理规定。第二章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择2.1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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要时可通过计算确定。2） 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。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、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。 4） 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，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。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，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、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。2.2厂址选择 厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题： 1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。 2）水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。3）水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。2.3方案类型设计进行方案说明设计时考虑本设计背景提供的资料，综合考虑各项构筑物采用的类型，取水类型可采用河床式取水构筑物，投加混凝剂为聚合氯化铝，采用机械混合的方式，清水池采用标准水池。查阅相关专业资料后，可知水厂主要构筑物的变化主要在反应池、沉淀池和滤池，目前较适用的工艺主要有斜管沉淀池、平流沉淀池、折板絮凝池、机械絮凝池、穿孔旋流絮凝池、普通快滤池、移动罩滤池。通过研究可选定两种工艺： 方案一：可采用如下工艺：普通快滤池平流沉淀池折板絮凝池 方案二：可采用如下工艺：移动罩滤池斜管沉淀池机械絮凝池 两种工艺的确定以及各构筑物的优缺点的比较可见下述分析2.4各种构筑物的对比及选型2.4.1混合设备的选择见表2.1表2.1 给水厂混合设备的类型及特点类型特点使用条件水泵混合优点：1.设备简单2.混合充分，效果较好3.节省动力缺点：1.距离太长不宜用，混合时间一般不大于30s2.吸水管较多时，头摇设备要增加，安装管理较麻烦适用于各种水量的水厂一级泵房距离絮凝池应小于120m管式混合管道混合优点：1.设备简单，占地少2.水头损失较小缺点：1.当流量减小时，可能在管中产生沉淀2.效果较差适用于流量变化不大的管道及各种水量的水厂。投药点至末端出口应不小于50倍管道直径。管式混合优点：1.混合均匀、快速、效果好2.构造简单，安装方便缺点：1.水头损失较大2.当流量较小时混合效果下降混合池混合多空隔板混合槽优点：混合效果好缺点：1.水头损失较大 2.当流量变化时，影响混 合效果（可调整淹没孔口数以适应流量的变化）适用于中小型水厂分流隔板混合槽优点：混合效果好缺点：1.水头损失较大2.占地面积较大适用于大中型水厂桨板式机械混合槽优点：1.混合效果好，受水量变化影响较小2.水头损失较小缺点：1.需耗动能，一般每立方米设备容量需要0.175kw2.管理维护较复杂适用于各种水量的水厂 根据任务书的要求并参考上述表2，可选用机械混合。其具有设备简单且混合充分，效果较好，节省动力的特点。2.4.2絮凝设备的选择参见表2.2 表2.2 给水厂絮凝池的类型及特点类型特点使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，转折处矾花易破碎水量大于30000t/d的水厂；水量变化小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥水量大于30000t/d的水厂；水量变化小者；改建和扩建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困难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，造价较高流量变化较小的中小型水厂涡流式絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，造价较低缺点：池子较窄，底部施工较困难，絮凝效果较差 水量小于30000t/d的水厂网格栅条絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短缺点：末端池底易积泥机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，造价较低缺点：需机械设备，经常维修 大小水量均适用，而且能适用水量变化较大者悬浮絮凝池加隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，造价较低缺点：斜挡板在结构处理上较困难，重颗粒泥沙易堵塞在斜挡板底部 中小型水厂 通过对比，再根据任务书提供的水量及水量变化情况，可选用机械絮凝池作为该工艺的絮凝设备。且其具有大小水量均使用的优点。2.4.3沉淀池的选择 沉淀池可分为以下几类： 1）平流式沉淀池由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。 2）竖流式沉淀池池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。 3）辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。 4）新型沉淀池近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，还有在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。通过对比，可选用新型沉淀池中的斜管沉淀池作为该工艺的构筑物之一。其具有沉淀效率高、沉淀时间短、占地面积小等优点。2.4.4 滤池的选择滤池的种类包括：1）虹吸滤池虹吸滤池同普通快滤池相比具有许多优点。一是不需要大型闸阀及相应的电动或水力等控制设备；二是不需设置冲洗高位水箱或冲洗水泵；三是可根据进水量变化来自动均衡地调节各个单元滤池的滤速，不需设滤速控制装置；四是可保证正水头过滤，不会发生负水头现象；五是各控制闸阀及管路均集中在滤池中央真空罐周围，操作管理方便。因而不仅可降低工程投资20%30%（同快滤池比），且可节省金属材料30%40%。但因该滤池深度较大（一般56m）和采用小阻力配水系统，致使单位滤池面积不宜过大，适用于中小型规模的给水水厂。此外它的冲洗水头不高，常发生滤料、滤层冲洗不干净的情况，因而不宜用于除铁锰水质处理的水厂。2）移动冲洗罩滤池移动冲洗罩滤池的特点是：滤池的冲洗水量由工作滤格的过滤水供给，不需另设冲洗塔或冲洗水泵，而且各滤格共用一套冲洗设备，简化了滤池构造。滤池各格顺序进行冲洗，不会出现全部滤层处于最大积污情况，因而所需期终水头损失要比其它各类型滤池小；一般池深较浅，土建构造简单，故基建投资较省，造价约为普通快滤池65%80%，而且占地面积少，节约能源消耗。3）三层滤料滤池三层滤料滤池具有：过滤效果好，过滤周期长，滤速高及占地少、投资省等优特点，更适用于旧滤池改造挖潜工程。三层滤料滤池易产生轻质滤料流失、气阻现象、泥球等问题，为此要注意：排水槽顶距砂石高度宜控制1.21.3m为宜，滤速不要超过35m/h，冲洗强度控制在1518L/s；冲洗方式最好采用表面水辅助冲洗、不宜用气、水冲洗；进水方式用一般闸阀或虹吸管较为适宜。4）澄清滤池 澄清滤池的优点： 处理范围广，适应性强。当原水浑浊度在2020000mg/L时，能稳定运行。 基建费用低，占地面积小。澄清滤池缩短了工艺流程，减少了构筑物数量，因而基建投资和占地面积都相应减少。 药剂用量省，运转费用低。当原水浊度低于80mg/L时，可以直接进行接触过滤。在一般情况下药剂费用可节约12%，维护费用降低15%18%。澄清滤池存在有冲洗水量大，管理要求高，澄清池内部不便于检修等缺点。根据上述各种滤池的特点，结合任务书上面的要求，可选用移动冲洗罩滤池。其具有简化设备、减少积泥、水头损失小、造价较低、占地面积较小、节约能耗等特点。通过对两种工艺所用的不同构筑物进行对比，结合设计背景提供的情况，由于水质较好，采用机械絮凝池可满足条件，造价合理，管理方便。平流沉淀池与斜管沉淀池相比较来说，沉淀效率稍低，且占地面积较大。普通快滤池与移动罩滤池相比较，移动罩滤池简化了滤池构造，水头损失要比其它各类型滤池小，基建投资较省，造价约为普通快滤池的65%80%，而且占地面积少，节约能源消耗。再结合两种工艺主要构筑物的造价，综合考虑并分析后，推荐采用方案二。2.5 拟设计方案2.5.1 拟设计方案流程图一级泵站斜管沉淀池移动罩滤池清水池二级泵站池机械絮凝池配水池池机械混合加氯消毒池图2.1 设计方案流程图2.5.2 工艺叙述原水首先经过一级泵房提升，然后进行加药，通过机械混合进行混凝，在通入机械絮凝池进行一系列反应后，水中小分子颗粒形成易于沉淀处理的大分子悬浮颗粒后，通入斜管沉淀池进行沉淀，一段时间后进入移动罩滤池进行过滤去除水中杂质，然后进行消毒处理后进入清水池。最后将达到水质要求的处理后的水通过配水池、二级泵房输送给用户。 各构筑物的功能及原理： 一级泵房：主要由泵、管道及电机组成。以及泵站具有考江临水的特点，通过水源地取水输送至水厂进行处理。 配水池：主要用于向用户输送一定的水量。可以根据水厂的规模，不同用户对水量的需求以及不同季节不同时间段水量的变化来对水量进行分配。 二级泵房：主要由泵、管道及电机组成。通常是建在水厂内，抽送的是清水，所以又称为清水泵房。供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。大型企业、自来水厂、矿山、电厂、居民生活区等生活、生产地点都需要建有泵房，安装相应型号的水泵，以满足生产、生活需要。结 论这次的毕业设计是六万立方米每天给水处理厂设计，主要的任务是根据原水水质确定合理的处理工艺流程，并进行有关构筑物的水力计算。由于该水厂为小型水厂，处理水质较好，选择常规处理工艺。原水混凝沉淀过滤消毒用户。主要工艺为：絮凝工艺选择的是机械絮凝池，沉淀工艺选择的是斜管沉淀池，滤池选择移动罩滤池。致 谢为期十三周的毕业设计圆满结束了，做设计的过程中我遇到了很多问题，在辅导老师张老师的悉心指导和解说下，我都一一解决了。张老师在我们的毕业设计过程中经常给我们进行辅导，定期解决我们在设计过程中遇到的问题。我们遇到的任何一个问题，她都会不厌其烦的给我们细心的讲解，直到我们全部弄明白。在此，特别感谢张老师。是在她的指导下，我圆满的完成了自己的设计。 设计过程中还要感谢各位同学。有时候遇到问题时，大家也经常一起进行讨论，把自己懂得和不懂的进行交流，既解决了不少设计中存在的问题，也加深了彼此的友谊。通过本次设计，不仅让我们学到了很多知识，巩固加深了以前所学的专业知识，还让我学会了许多做人的道理以及如何工作、如何面对困难、如何解决困难的方法，这将是我一生中非常宝贵的财富。在此对各个关心和帮助过我的所有老师和同学表示最诚挚的感谢！最后，在此感谢所有的老师和同学。衷心的祝福各位老师身体健康，说一声老师，您辛苦了！祝所有的同学实现自己的理想，有一个美好的未来！参 考 文 献1 中国建筑标准设计研究所. 给水排水标准图集S3. 北京：中国建筑标准设计研究所，1996.2 夏卫红宝鸡市冯家山水厂设计介绍J中国给水排水，2000.13 Jeppsson et al. Status and Future of ICA in Wastewater Treatment-A European Perspective. Wat. Sci. Tech. 2002，45(4/5):485494.4 陆柱，蔡兰坤，丛梅给水与用水处理技术M北京：化学工业出版社，2004.5 张勤，张建高. 水工程经济M. 北京：中国建筑工业出版社，2004.6 李圭白，张杰. 水质工程学M. 北京：中国建筑工业出版社，2005.7 Peng Yongzhen et al. Use of ORP for Controlling SBR Aeration Cycle. WEFTEC Asia Singapore，1988.8 姜乃昌. 水泵及水泵站M. 北京：中国建筑工业出版社，2006.9 水网中国/ .10 南国英，张表刚. 给水排水工程工艺设计M. 北京：化工工业出版社， 2004.11 严煦世，刘遂庆. 给水排水管网系统M. 北京：中国建筑工业出版社，2005. 12 游浩，王景文. 市政工程设计施工系列图集J. 北京：中国建筑工业出版社， 2003.附录一 毕业设计计算书1 混合反应1.1混凝剂的选择本设计中采用PAC，即碱性氯化铝，通式为。PAC是无机高分子化合物，具有如下特点：净化效率高，耗药量小，出浊度低、色度小、过滤性能良好，原水高浊度时尤为显著；温度适应高，pH适应范围宽（59），因而可不投加碱剂；使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低。药剂的投加量参照以往经验，再加上设计手册所提供的工程资料，确定最高投加量为65.2mg/L，最低34.7mg/L,平均48.8mg/L。1.2投药系统计算1）混凝剂的投加方法混凝剂的投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。2）混凝剂的调制方法混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用于中小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂。本设计采用机械方法调制混凝剂。3）溶液池容积 式中:处理水量（ ）； 混凝剂最大投量（），取65.2； 溶液浓度（），一般取520，取10； 每日调制次数，一般不宜超过3次，取2次。 则 溶液池分三池，每池容积7.2m3。设计尺寸：LBH=2m2m1.8m。4）溶药池容积 （m3）。设计尺寸：LBH=2m1.5m1.4m。5）调制设备采用机械搅拌，以电动机驱动浆板或涡轮搅拌溶液。1.3加药间及药库1）加药间各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。加药间尺寸：LBH=13.3m9m6m。2）药库药剂储量以15d用量计PAC所占体积： 式中:T1515天PAC用量（t）； PAC投加量（mg/L） 取65.2mg/L； 处理水量（m3/d）。则PAC的相对密度：则储存药体积：64548/1.62=39.84m3。设堆放高度为：2m 占地面积：39.84/2=19.92m3。药库设计尺寸：LBH=5m5m2m。1.4混合设施采用桨板式机械混合桨板式机械混合是通过桨板式机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的的过程。桨板式结构简单，加工制造容易，受水量变化影响较少，水头损失小，且混合效果好。故考虑采用。2 机械絮凝池2.1设计参数1） 设计流量设计水量为60000m3/d，自用水取5% 。2） 采用垂直轴式机械絮凝池。3） 为防止产生水流短路，可设置固定挡板。2.2絮凝池尺寸絮凝时间取25min,絮凝池有效容积：为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为六组，每组四格，每格尺寸3.03.0m。絮凝池水深：絮凝池超高取0.3m，总高度为5.4m。絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。为加强搅拌效果，在池子周壁设四块固定挡板。2.3搅拌设备1）叶轮直径取池宽的80%，采用2.5m。叶轮桨板中心处线速度采用：v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.3m/s，v4=0.2m/s。桨板长度不大于叶轮直径的75%，取l=1.3m（桨板长度与叶轮直径之比l/D=1.3/2.5=52%）每块桨板的宽度为桨板长度的1/10-1/15,一般采用10-30cm。桨板宽度取b=0.15m。每根轴上桨板数为8块，其中内、外侧各4块。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为：四块固定挡板宽高为0.22.0m。其面积与絮凝池过水断面积之比为桨板总面积占过水断面积为10.2%+10.5%=20.7%，小于25%的要求。由Q=Av=BHv（H为隔墙至水面或池底的高度），及每组絮凝池四格中的流速v可得出，每个隔墙至水面或池底的高度H分别为：0.486m/s,0.606m/s,0.81m/s,1.215m/s。采用垂直轴式机械絮凝池，上桨板顶端应设于池子水面下1.4m处，下桨板底端，设于距池底1.0m处，桨板外缘与池侧壁间距不大于0.25m2）叶轮桨板中心点旋转直径D0（如图1）为 图1 垂直轴搅拌设备 叶轮转速分别为： W1=0.531rad/s W2=0.425rad/s W3=0.318rad/s W4=0.212rad/s桨板宽长比b/l=0.15/1.31，由给排水手册第3册表7-25可得=1.10 桨板旋转时克服水的阻力所消耗的功率为：第一格搅拌轴功率为：第二格搅拌轴功率为：第三格搅拌轴功率为：第四格搅拌轴功率为：（3）设四台搅拌设备共用四台电动机，则絮凝池所耗总功率为： N0=0.080+0.041+0.017+0.005=0.143KW电动机功率（取1=0.75，2=0.7）： 由给排水手册第十一册表2-1查得，可选用型号为Y801-2的小型三相鼠笼式异步电动机。2.4核算平均速度梯度G值及GT值（按水温20计，=10210-6kgs/m2）:第一格：第二格：第三格：第四格：絮凝池平均速度梯度： GT=28.42560=4.26104经核算，G值和GT值均比较合适。3 斜管沉淀池3.1设计参数1） 设计流量设计水量为60000m3/d，自用水取5% 。2） 采用两个斜管沉淀池，每个沉淀池设计流量为=0.729/2=0.3645m3/s。3） 采用塑料斜管，斜管断面为正六边形，内切圆直径d30mm,斜管长L1m，倾角60，斜管高度h3Lsin600.87m，斜管板厚0.4mm。4） 超高h1=0.5m； 布水区高度h2=2.4m； 清水区高度h4=1.2m。5）清水区上升流速q2.5mm/s9m/h,颗粒沉淀速度u0.4mm/s。3.2平面计算1）清水区有效面积 式中：A斜管沉淀池的表面积（）； 表面负荷,一般可采用9.011.0， 设计中取为9。则沉淀池采用两座,则每座清水区面积沉淀池初拟面积，斜管结构占用面积按5计2）沉淀池长度和宽度设计中取L=18m,则每个沉淀池宽度 式中：B沉淀池宽度(m)。,取9m。3）沉淀池总高度 式中：沉淀池总高度(m)； 超高,取0.5m； 布水区高度, 取2.4m； 斜管高度(m)；清水区高度, 取1.2m穿孔排泥斗槽高, 取,1.3m。则=1.3+2.4+0.87+1.2+0.5=6.27m。3.3进出水系统1）沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙,则孔口总面积 式中：孔口总面积(m2)； 孔口流速(m/s),一般取值不大于0.150.20m/s,取0.14m/s ；则每个孔口孔径采用d150mm，则Fd0.0177m2所需孔数个设五排，每排数量148/529个排距300mm，高50.31.50m孔间距8.8/290.3m，取300mm。2）沉淀池出水设计A.沉淀池的出水采用两侧淹没孔口集水槽,集水方式采用淹没式自由跌落，淹没深度取5cm，跌落高度5cm，槽的超高取0.10m。 设集水槽个数N N=12 集水槽中心距 aL/N18/121.5 每个集水槽流量q q/N0.3645/120.03 考虑池子的超载系数为20%，故每个集水槽流量q10.031.20.036 。B.每个集水槽所需孔眼总面积 式中:集水槽流量（）； 流量系数，取0.50 ； 孔口淹没深度（）； 孔眼总面积（）。C.单孔面积A0 孔眼直径采用d25mm，则单孔面积A0/4d20.00049m2 每个集水槽孔眼个数n0.061/0.00049125.5个，取126个。D.每个集水槽有两边,则每边孔眼个数为 n/2125/263个。E.孔眼中心距 S0B/63=9/63=0.12m,孔眼从中心向两侧排列。3）沉淀池排泥系统设计采用穿孔管排泥，沿池长（L=12m），横向铺设12条槽（前后另加2条）槽宽1.5m，槽壁倾角，槽高1.3m考虑到斜板支撑系统的高度及维修要求，排泥槽顶端距斜板采用2.4m.4）复算管内雷诺数、弗劳德数及沉淀时间管内雷诺数Re 式中:斜管水力半径 ；斜管内流速 ； 运动粘度0.01(t=20)。则（20时）所以水流在沉淀池内是层流状态。弗劳德数 介于0.0010.0001之间，满足设计要求。管内沉淀时间 一般介于47min，满足设计要求。4 移动罩滤池4.1设计参数设计流量设计水量为60000，自用水取5% 。 滤池分为四组每组设计流量为Q=0.729/4=0.1823m3/s=656m3/h运行参数:平均滤速v=9m/h冲洗强度q=15l/(sm2)冲洗历时t=7min运行周期T=8h冲洗时滤池最大膨胀率取e=45%4.2 滤池面积和尺寸1)滤池面积F滤池有效工作系数kk=1-t/(60T)=1-7/(608)=0.985每组滤池过滤面积FF=Q/(kv)=74.00m2 每格滤池面积采用f=2.4m2，平面形状取正方形，则边长a=1.55m(数据参照南通市自来水公司)每组滤池面积n=F/f=76.14/2.4=31,取32格2)每组滤池滤格部分平均尺寸单格组合确定横排数为n8=4格，纵向数n1=8格.分格隔墙厚中间分隔墙采用钢筋混凝土预制板厚度采用b=0.1m，池壁的隔墙厚度采用b1=0.2m池长ll=an1+b(n1-1)+2b1 =13.5m加进水出水系统后池长l=17.8m，详见后面计算池宽BB=an2+b(n2-1)+2b1=6.9m3)配水系统配水系统采用钢筋混凝土滤板，滤板开孔数为156只/ m2 孔口呈喇叭形，上口孔径为25mm，开孔面积为7.65%。下口孔径为13mm，开孔面积为2%，滤板厚度0.1m，滤板上铺30目尼龙筛网一层。4)滤池高度H滤池底部集水渠高度取H1=0.5m尼龙网多孔配水滤板厚度H2=0.1m砾石承托层厚度H3=0.35m石英沙滤层厚度H4=0.7m滤层上面最大水深H5=1.7m超高H6=0.3m则 H=3.65m5)滤池内各分格隔墙高度H0从实际运行情况来看，用增加移动罩下部直壁高度来减少分隔墙高度是经济的，这样滤层到分隔墙顶的高度一般为0.1至0.2m即可。本设计为避免冲洗后滤料串格，取H7=0.55m则H0=H3+H4+H7 =1.6m6)罩下部直壁高H8假设H7=0.2m则H8=Eh4-H7+0.05=0.165m（式中0.05为预留膨胀高度）7)出水堰顶高度为保持正水头过滤，避免滤层发生气阻现象，使出水堰顶水位高于滤层面，本设计采用该堰顶高度高出滤层面0.15m，即高出池底高度H10=0.5+0.1+.35+0.7+0.15=1.8m这样，其设计过滤水头为1.5mH2O。8)池壁顶面用弹性较好的38-52橡胶管，用螺栓固定在和池顶接触部分的罩体上。9)进水系统配水墙距滤格池壁k1=0.5m，距滤池池壁k2=0.3m。配水墙上开若干配水孔，在第一滤格前设消力栅。进水管管径进水流速采用v1=1.4m/s，则其直径d1=0.41m取进水管管径为DN400，则实际流速v1=1.49m/s，I=0.00772。10)出水系统出水虹吸管钟罩取出水流速为0.6m/s，则中心管径D1 D1 =0.40m外径D1=0.6m钟罩内径 D2 = D1=0.85m外径D2=1.05m水位恒定器出水虹吸管的虹吸破坏管直径d=v2 破坏管进气流速.取60m/sQg 破坏管平均进气量，钟罩式Qg=4-5q，q=w/tq 出水虹吸管的平均进气量w 虹吸管存气体积，取1.1m3t 虹吸管破坏时间，60-120s则 Qg =41.1/60=0.073m3/sd=0.039m采用d=40mm浮筒自重 RF=3.14KHd210-7/3.92k 安全系数，取2H 虹吸破坏管进气口处最大负压值，取16.7k pa所以，RF =23.141670040210-7/3.92=4.3 kg 浮筒克服自重后的有效浮力 pi=3.14mdp10-6 m 水位恒定器顶尖与进气口接触面宽度，取m=2mm p 顶尖与进气口接触面密封压力，取p=1.6105pa则 pi=23.14401.9610510-6 =49.26N浮筒直径D=h-浮筒高度，取h=10cmp-水的密度，为1g/m3 则D=34.5cm取D=35cm，h=12cm出水管采用DN600铸铁管11)冲洗罩虹吸管采用DN200短流活门孔口面积a=f vmax/(3600 v0)f-单个滤池面积vmax冲洗后最大初始滤速，为设计滤速的2-3倍，取vmax=3v=39=27m/hv0 短流孔流速，为0.3-0.5m/s所以a=2.427/(3600 0.5)=0.036m2 开启活门所需的力PH=9.81(ka hmax+G)/K 安全系数，取1.1hmax 短流孔中心点外压差最大值，取0.6mH2O 压力换算值10m/(kgcm2)G 活门，牵引绳或连杆的自重与滑轮，转轴的摩阻，取G=4kg则 PH=9.81(1.1360 0.6+104)/ 10=272.3N活门的启闭采用牵引浮筒，则自重应该大于PH，取为275N。5 消毒5.1设计参数1） 设计流量 Q=6104 m3/d 自用水量 10% 总流量 Q=6.6104 m3/d。2） 最大加氯量 前加氯 3mg/L 后加氯 1mg/L 则总加氯量 4 mg/L。5.2加氯量及氯瓶的确定 （5.42)式中: 加氯量（kg/d）；最大投氯量（mg/L），取4 mg/L；需消毒的水量（m3/d）。 =46.610410-3=264 kg/d11kg/h氯瓶选500kg级 ，出氯量 33.5kg/h 取3kg/h 进行计算，则需 11/3=3.6（个），取4个工作氯瓶。取7天的量为备用量，则需氯瓶7264/500=3.696（个），取 4个。所以总共需8个氯瓶，其中4个工作，4个备用。5.3加氯机及漏氯处理1）加氯机选择前加氯机，8kg/h ，流量比例式真空加氯机；后加氯机，4kg/h ，复合环真空加氯机。2）氯瓶选择采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg,公称压力2MPa。3）漏氯处理加氯间设有漏氯报警系统及漏氯中和吸收装置，中和吸收能力为500kg级。考虑排风设施，在接近地面处设置四台轴流风机，保证泄露的氯气快速，安全的扩散而不引起中毒事故。设置电动单梁悬挂起重机，起吊高度5m，起吊重量为2吨。起重机附有氯瓶专用吊具。5.4加氯间及氯库设计计算为了保证安全，在设计中采取如下措施：直接通向外部且向外开的门；可以观察室内情况的观察孔；在加氯间出入处，设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等，照明和通风设备的开关设在室外；加氯间内的管线设置在沟槽里；氯气管使用无缝钢管，配置成一定浓度的加氯水管使用，给水管使用镀锌钢管；设置磅秤作为校核设备，为方便放置氯瓶，磅秤面与地面相平；加氯间及氯瓶间设置通风设备，使得每小时换气12次，由于氯气比重大，排气孔设置在低处；加氯设备保证不间断工作，考虑一定的设置备用数量；通向加氯间的压力管线保证不间断供水，并尽量保持管内水压稳定；加氯间采用暖气采暖，暖气散热片距离氯瓶和加氯机一定的安全尺寸。加氯间及氯库平面尺寸为： 长宽高9m7.2m6m。 清水池6.1清水池设计作用及特点一般情况下，取水构筑物和净水厂规模是按照最高日平均时设计的，而配水设施则是满足供水区的逐时用水量变化，为此需要设置清水池构筑物，以平衡两者的负荷变化。清水池内设置混合段和反应段，使氯与滤后水充分接触反应，起到接触消毒的目的。清水池池底标高与净水厂现有蓄水池池底标高相同为94.89m，其出水水位满足输水管道系统对水压的要求，净水厂工艺流程的确定可依此为准。6.2设计参数1） 设计流量设计水量为60000，自用水取5% 。2） 清水池分两组。6.3清水池有效容积 清水池的有效容积,包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的总有效容积 式中：清水池的总有效容积（）； 经验系数，一般采用10%-20%； 设计供水量（）。设计中取=16.7%, 。6.4清水池的平面尺寸清水池的面积 式中：-清水池的面积()；清水池的有效水深(m)。设计中取为4.6m,则取清水池宽度为47m,则清水池长度L为(取长度为48.2m)，则清水池的实际有效容积为48.2 47 4.610420 m3。清水池超高h1取0.5m清水池高度H=h+h1=4.6+0.5=5.1m。建2座清水池，每座尺寸为： 48.2 23.5 5.1清水池进水管为800mm，出水管为1000mm，逸水管为800mm，排水管为300mm，进水管流速为0.37m/s。清水池设2个检修孔，检修孔直径为800mm，池顶设6条通气管，直径为200mm。池顶的覆土厚度为0.5m。7 配水池计算为了使配水均匀，配水井分成2格，水停留时间为120s，则配水井有效容积为：所以每格正常水量为42，吸水井底需要比清水池底降低1.5m，考虑水量的变化，令池尺寸为：LBH=7.5m4m7.95m 8 二级泵房8.1 流量和设计扬程估算设计流量Q1）泵站内的水头损失hp粗估为2mH2O2）泵至配水池高度约7m3）设计扬程H根据已知条件，净水厂出水水压为4045m，取市政管网控制点所需水头42m可得：H=42+2+7=51m8.2 选水泵和电机选用S300-58B卧式离心泵6台。四用两备。Q=504m3/h，H=47.2m，n=1450rd/min,N=88.8,W=135,=73,Hs=5.2m,叶轮直径D=394mm.泵外形尺寸：L=1138.5mm,L1=615mm,L2=520mm,b=1070mm,b1=530mm,b3=450mm,h=830mm,h1=510mm,hs=250mm,h4=310mm,e=300mm.安装尺寸：L=2342.5mm,L1=1200mm,L2=818mm,B=500mm,H1=355mm,A=610mm,C=4mm,4-d=30mm.电机型号：JS2355S24外