某縣自來水公司凈水廠畢業(yè)設計.doc

徐州某學院畢業(yè)設計說明書圖書館收藏中圖分類號： 密級：udc： 編號：畢業(yè)設計設計題目名稱：某縣自來水公司凈水廠設計學 生 姓 名： 專業(yè)名稱：給水與排水工程班 級：學 制：學 號：學歷層次：指導教師：評 閱 人：論文（設計）提交日期： 2008年6月 18日論文（設計）答辯日期： 2008年6月 19日 二八年 六月 十八日 畢業(yè)設計成績評定書 專業(yè)、班級 姓名 日期 1、設計題目 某縣自來水公司（開發(fā)區(qū)）凈水廠 2、設計指導教師（簽名） 3、設計評閱人（簽名） 評閱日期 4、評定意見及成績 年 月 日目 錄1.概述11.1設計要求及資料11.2設計說明21.3設計依據(jù)2 2.設計水量計算32.1最高日用水量計算32.2設計流量確定33.取水工藝計算53.1取水頭部設計計算53.2集水間設計計算54.泵站計算64.1取水水泵選配及一級泵站工藝布置64.1.1揚程計算64.1.2選泵64.1.3水泵機組的布置74.1.4水泵房的尺寸84.1.5泵房高度計算84.1.6泵房管道計算94.2送水泵選配及二級泵站工藝布置104.2.1流量計算104.2.2揚程計算104.2.3選泵104.2.4二級泵房的布置114.2.5起重設備選擇124.2.6泵房高度計算124.2.7管道計算134.2.8通風與抽水設備計算135.凈水廠工藝計算145.1機械攪拌澄清池計算145.2普通快濾池計算226.清水池計算267.配水池計算278.投藥工藝及加藥間計算289.加氯工藝及加氯間計算299.1消毒劑選擇299.2設計要求209.3投加與調(diào)制設備299.4加藥間及藥庫布置29參考文獻30致謝31摘 要本設計為某縣自來水公司（開發(fā)區(qū)）地面水廠給水工程，是為了滿足該區(qū)近期和遠期用水量增長的需要而新建的。整個工程包括取水工程，凈水工程和輸配水工程三部分。其工藝流程如下：水源取水頭自流管一級泵房自動加藥設備機械攪拌澄清池普通快濾池清水池配水池二級泵房配水管網(wǎng)用戶同時，本設計課題還包括：水廠占地面積，人員配備，廠內(nèi)建筑物布置和管線定位等。關鍵詞：最高日用水量、設計流量、揚程、水頭損失1.概述 1.1設計要求及資料設計要求：通過畢業(yè)設計，使學生熟悉并掌握給水工程的設計內(nèi)容、設計原理、方法和步驟，學會根據(jù)設計原始資料正確地選定設計方案，正確計算, 具備設計中、小城鎮(zhèn)水廠的初步能力。對取水工程、輸水管道、凈水廠進行設計。要求學生對總體布置的設計思想，從工藝流程、操作聯(lián)系、生產(chǎn)管理以及物料運輸?shù)雀鞣矫婵紤]，而進行合理的組合布置設計。掌握設計說明書、計算書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。設計內(nèi)容：取水工程：水源選擇、取水方案及位置的確定、取水構(gòu)筑物形式和設備設計計算并繪圖。輸水工程：輸水管道工程的設計計算并繪圖。給水處理工程：凈水廠場址選擇、水處理方案的比較與選擇、建構(gòu)筑物型式、尺寸及設備選擇計算并繪圖。設計資料：水源和水質(zhì)：地下水：江蘇省響水縣開發(fā)區(qū)基本無地下水可以開采利用。地表水：灌河貫通響水縣全境，其水文情況為：歷年最大流量為952m3/s，最小流量為8.25m3/s,最高水位66.82m(p=1%) ，最小水位59.98m(p=97%)，平均水位62.84m。浪高1.1m。灌河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標準二級標準。城市規(guī)劃與供水規(guī)模：規(guī)劃到2008年，城區(qū)人口規(guī)模為2.8萬人，生活用水量標準200l/人d，日工業(yè)產(chǎn)值80萬元，萬元產(chǎn)值耗水量140m3/萬元，日變化系數(shù)1.20，未預見漏失量20q日計。規(guī)劃到2010年，城市人口規(guī)模為4萬人，日工業(yè)產(chǎn)值120萬元，萬元產(chǎn)值耗水量100m3/萬元，綜合生活用水量標準200l/人d，日變化系數(shù)1.10，未預見漏失量20q日計。供水水質(zhì)及水壓：水廠出廠水質(zhì)統(tǒng)一按現(xiàn)行國家生活飲用水衛(wèi)生標準考慮。水廠出廠水壓為0.38mpa，以滿足接管點處服務水頭0.25mpa。氣象：該市屬亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫18攝氏度，最高氣溫39攝氏度，最低氣溫零下9攝氏度，最高月平均氣溫29.2攝氏度，最低月平均氣溫5.6攝氏度。日照時速1850小時，無霜期260天左右，有冰雹、暴雨、干旱等災害氣候影響。降雨量：多年平均降雨量為1600-2000mm左右，最高降雨量2672.5mm，最小降雨量1432.6mm.境內(nèi)氣候濕潤溫和，四季分明。1.2設計說明響水開發(fā)區(qū)給水工程，是為了滿足該區(qū)近期和遠期用水量增長的需要而新建的。該工程分為兩組，最終的供水設計規(guī)模為4萬m3/d，整個工程包括取水工程，凈水工程和輸配水工程三部分。其工藝流程如下：水源取水頭自流管一級泵房自動加藥設備機械攪拌澄清池普通快濾池清水池配水池二級泵房配水管網(wǎng) 用戶同時，本設計課題還包括：水廠占地面積，人員配備，廠內(nèi)建筑物布置和管線定位等。整個工藝流程中主要構(gòu)筑物的設計時間為：機械攪拌澄清池池：1.28h普通快濾池沖洗時間：6min普通快濾池的濾速為：13.3m/h1.3設計依據(jù)給水工程、室外給水設計規(guī)范、給排水工程規(guī)范、水泵風機站房、水處理理論基礎、全國通用給水排水標準圖集、給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設計指南、給水排水設計手冊、給水排水設計手冊、實用建筑給水排水工程設計與cad2設計水量計算2.1最高日用水量計算綜合生活用水量 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量 未預見水量和管網(wǎng)漏失水量 消防用水量 最高日用水量由于總用水量較小和消防水量相差不大則2.2設計流量確定取水構(gòu)筑物、一級泵站、原水輸水管、水處理構(gòu)筑物設計流量 二級泵站設計流量因為無用水變化曲線也沒相似地區(qū)資料故不設置調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，其設計流量為清水輸水管設計流量同二級泵站設計流量配水管網(wǎng)設計流量同二級泵站設計流量3.取水工藝計算3.1取水頭部設計計算取水頭部選用蘑菇取水頭部，頭部外形選用菱形，分兩格。進水孔設計：進水孔布置成側(cè)面進水。進水孔高程：進水孔上緣距最低水面為0.53m，下緣為0.8m進水孔、格柵面積f計算： 格柵的尺寸為：h=1.2m，b=1.67m；自流管計算：自流管選用管徑dg=500mm的鋼筋混凝土管，l=231.5m，v=0.94vm/s，水頭損失為0.089m3.2集水間設計計算集水間采用合建，淹沒式格網(wǎng)面積計算總寬為4.5m。4泵站計算4.1取水水泵選配及一級泵站工藝布置4.1.1揚程計算最低水面到凈水廠處理構(gòu)筑物的高度；富余水頭損失；吸水管水頭損失；輸水管水頭損失；4.1.2選泵根據(jù)揚程和設計水量確定水泵，選用12sh-13型水泵3臺（兩用一備）流量配套：底閥1個，止回閥1個，吐出錐管1個，鉤扳手1個?？紤]遠期發(fā)展則選用一臺10sh-19a的泵流量電動機型號：水泵經(jīng)校核符合流量和揚程的要求。其他各尺寸都和前面所選泵相同給泵留相應的空間。4.1.3水泵機組的布置水泵機組的布置是泵房布置的重要內(nèi)容,他決定泵房建筑面積的大小.機組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。一級泵房有3臺水泵及1臺遠期預留泵的空間,3臺泵的尺寸為l=2234mm,b=765mm一臺遠期預留泵的尺寸為因sh泵是側(cè)向進水和側(cè)向出水的水泵,所以采用橫向排列.橫向排列可能要曾加泵房的長度,但跨度小,進出水管順直,水力條件好,可減少水頭損失,省電費。水泵凸出部分到墻壁的凈距： 出水側(cè)水泵基礎與墻壁的凈距：選用一個止回閥選用一個閘閥但是水泵出水側(cè)管理操作的要道所以=3m進水側(cè)水泵基礎與墻壁的凈距此處安裝一個閘閥,同出水管l=0.51m,但不得小于1m所以=2.3m電動機凸出部分與配電設備的凈距,應保證電動機轉(zhuǎn)子檢修時能拆卸,并保持一定的距離 水泵基礎之間的凈距4.1.4水泵房的尺寸選用直徑為19m的圓形。起重設備的選型和布置：因泵房重最重物體的重量為709kg，且在0.5t2.0t之間。所以采用電動單軌吊車梁，采用u形布置方式。選用dx型電動單梁懸掛起重機：4.1.5泵房高度計算采用自灌式引水方式，所以其泵軸心低于吸水井的最低水位即可。泵房的高度在有吊車起重設備時，其高度通過計算確定。本泵房屬單軌吊車梁地下式泵房：4.1.6管道計算吸水管:流速為1.15m/s,管徑dn450,用鑄鐵管,l=3m;出水管:流速為2.0m/s,管徑dn350,用鋼管,l=627m;通風與抽水設備計算通風系統(tǒng)計算電動機的散熱量消除室內(nèi)余熱所需空氣量l和需風機風量l 設2臺t30-7直徑為700mm的軸流風機.當量面積0.385m,流量為11500,電動機為。安裝尺寸： 排水設備： 4.2送水泵選配及二級泵站工藝布置4.2.1流量計算二級泵房的設計流量應等于最高日最高時的水量。4.2.2揚程計算 水廠出廠水壓為0.38mpa：4.2.3選泵選用s300-58b臥式離心泵6臺（四用兩備）。 遠期泵選用:進出口法蘭及吐出錐管尺寸:進口:出口:吐出錐管:成套供應范圍:電動機1臺,底閥1臺,閘閥1臺,止回閥1臺,吐出錐管1臺,鉤扳手1個.水泵經(jīng)校核符合流量和揚程的要求.4.2.4二級泵房的布置 水泵機組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容,機組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則.因二級泵房的泵選用的是s型雙吸臥式離心泵,所以用橫向排列.橫向排列可能要適當曾加泵房的長度但是,跨度較小,特別是進出水管順直,水力條件好,可減少水力損失.故廣泛采用,因水泵較多采用橫向雙行布置.橫向排列的各部分尺寸應符合下列要求:泵凸出部分到墻壁的凈距 出水側(cè)水泵基礎與墻壁的凈距選用但是水泵出水側(cè)管理操作的要道所以=3m進水側(cè)水泵基礎與墻壁的凈距此處安裝一個閘閥,同出水管l=0.42m,但不得小于1m所以=2.0m電動機凸出部分與配電設備的凈距,應保證電動機轉(zhuǎn)子檢修時能拆卸,并保持一定的距離水泵基礎之間的凈距水泵房的尺寸：4.2.5起重設備選擇因泵房采用的是雙排橫向布置,所以要用橋式行車,泵房中最重物體為980kg在加上電動葫蘆的重量要超出1t.所以選用dl型電動單梁橋式起重機,起重量為2t.操縱形式為操縱室控制.4.2.6泵房高度計算 采用橋式吊車地面式4.2.7管道計算 二級泵房中水泵的吸水管的管徑:流速v=1.37m/s則d=350mm; 出水管的管徑:流速v=2.0m/s則d=300mm;泵選用一個dn500,h45x-2.5型旋啟式底閥d640.4.2.8通風與抽水設備計算通風系統(tǒng)計算電動機的散熱量消除室內(nèi)余熱所需空氣量l和需風機風量l 設4臺t30-6直徑為600mm的軸流風機.流量為10000,電動機為.安裝尺寸： 排水設備： ,5凈水廠工藝計算5.1機械攪拌澄清池計算其特點是利用機械攪拌澄清池的提升作用來完成泥渣回流核接觸反應,加藥混合后進入第一反應室,與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動下進行接觸反應.然后經(jīng)葉輪提升到第二反應室繼續(xù)反應以結(jié)成大的顆粒,再經(jīng)導流室進入分離室沉淀分離.二反應室：凈產(chǎn)水能力為采用2組且每組2個池來計算則每池的流量,二反應室計算流量一般為出水流量的3-5倍.設第二反應室內(nèi)導流板截面積為0.02m,u=0.05取第二反應室直徑=3.6m,反應室壁厚考慮構(gòu)造布置選用,設導流板4塊.導流室： 導流室中導流板截面積:導流室面積:導流室直徑:取導流室導流室壁厚.導流室出口流速:,出口面積:則出口截面寬:出口垂直高度:分離室： 取,分離室面積：。池總面積：池的直徑：池深計算：池深如圖所示，取池中停留時間t為1.5h。有效容積：考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積：，取池超高。設池直壁高：。池直壁部分的容積：。取池圓臺高度。池圓臺斜邊傾角45，則池底部直徑。本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高。圓臺容積球的半徑：。球冠體積：池實際容積：。實際總停留時間：池總高：配水三角槽： 逆水流量增加1%的排泥水量，設槽內(nèi)流速。三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同。出水孔總面積=采用d=0.1m的孔徑，每孔面積為0.007854m。則出水孔數(shù)=。為施工方便采用沿三角槽每18設置一孔，共20孔，孔口實際流速第一反應室： 二反應室板厚。容積計算： 則實際容積比：二反應室：一反應室：分離室=45.38：84.44：317.29=1：1.86：6.99池各室停留時間：第二反應室=第一反應室=分離室=7.796其中第一反應室和第二反應室停留時間之和為22.3分。進水系統(tǒng) ： 進水管選用出水管選用集水系統(tǒng)： 本池因池徑較小部水均勻性本身能達到要求。采用沿外圓周外側(cè)作環(huán)行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水質(zhì)，小型的采用鋼絲網(wǎng)水泥，結(jié)構(gòu)較多，也有采用塑料制作的，但后者變形大，老化快，造價高，故采用不多。國外剛制的較多，由于防銹工作量大，故每年要維修孔?？卓冢涵h(huán)行集水槽：槽寬取0.3m，考慮施工方便槽底取為平底，槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深設槽內(nèi)水深為0.43m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m，超高0.3m槽斷面高為0.43+0.3+0.05+0.07=0.85m總出水槽：設計流量，槽寬，總出水槽按矩形渠道計算，槽內(nèi)水流流速，槽坡降0.02m。槽內(nèi)流速：0.9槽內(nèi)起點水深：0.41m槽內(nèi)終點水深：0.43m設計取用槽內(nèi)起點水深為0.4m終點為0.45m，超高0.3m，h=0.45+0.3=0.75m 排泥及排水計算：污泥濃縮室總?cè)莘e據(jù)經(jīng)驗按池總?cè)莘e1%考慮污泥斗上底面積：下底面積：污泥斗容積：污泥斗容積是池容積的1%。排泥周期：90190290390490590690790890990t19190.459.24435.129.124.921.719.317.35排泥歷時：設污泥斗排泥直徑dg100，其斷面w01=0.00785m2，管長5m，排泥歷時放空時間：設池底中心排空直徑dg250mm，管長15m，瞬時排泥量：。放空時間：機械攪拌澄清池，攪拌機計算：提升葉輪： 槳葉： 驅(qū)動： 電動機功率：采用自鎖蝸桿時電磁調(diào)速電動機效率為0.8，三角皮帶傳動效率為0.96，蝸輪減速器效率為0.7，軸承效率為0.9，則總效率為前面所有效率相乘既0.48刮泥機計算： 采用懸掛式中心傳動刮泥機：刮泥機外緣直徑為7.5m，外線流速：3功率計算：刮泥機懸掛部件的重力w=10000n，旋轉(zhuǎn)支承的鋼球直徑為3.2m，滾動摩擦力臂k=0.05cm安全系數(shù)為3旋轉(zhuǎn)時的阻力設鋼球槽的中心圓直徑為0.5m。旋轉(zhuǎn)功率。澄清池有效容積：進水量：干污泥量：干污泥量換算成含水率為98%的污泥量為0.93。刮泥機每轉(zhuǎn)所需時間：刮泥機每轉(zhuǎn)的刮泥量刮泥機功率：設刮板按2/3的直線處線速度為2。電動機功率為：標準代號參數(shù)s774（一）s774（二）s774（三）s774（四）s774（五）s774（六）s774（七）s774（八）葉 輪直徑（m）222.52.23.53.54.54.5轉(zhuǎn) 速（r/min）4.8-14.548-14.53.8-11.43.8-17.42.86-8.572.86-8.572.07-6.222.07-6.22外緣線速（）0.5-1.50.5-1.50-5-1.50.5-1.50.5-1.50.5-1.50.5-1.50.5-1.5開度（）0-1100-1700-1750-2400-2300.-2900-3000-410攪拌槳外緣線速（m/s）0.3-1.00.3-1.00.3-1.00.3-1.00.3-1.00.3-1.00.3-1.00.3-1.0電動機型號jzt32-4jzt32-4jzt41-4jzt41-4jzt42-4jzt42-4jzt51-4jzt51-4功率（kw）33445.55.57.57.5轉(zhuǎn)速（r/min）120-1200120-1200120-1200120-12001.2-12001.2-1200120-1200120-1200速比皮帶減速器1.21.21.571.57222.682.68蝸輪減速器6969676770707272總速比82.882.8105.2105.2140140192.96192.96重 量（kg）19001900225522603828382867506750 本機械攪拌澄清池的攪拌機和刮泥機同s774（三）型。5.2普通快濾池計算設計水量：設計數(shù)據(jù)：濾速，沖洗強度，沖洗時間6min。計算：濾池面積及尺寸：工作時間24小時，沖洗周期：12小時。實際工作時間：濾池面積：采用濾池數(shù)為四個，單行布置，每個濾池的面積為34.16。采用濾池長寬比為：。采用濾池尺寸為：校核強制濾速：濾池高度： 支承高度：濾料層高：砂面上水深：超高：濾池總高： 配水系統(tǒng)：a干管干管流量。采用管徑為800mm（干管埋入池底，頂部設濾頭或開孔）b支管支管中心間距：采用每池支管數(shù)：每根入口流量：采用管徑：85mm支管始端流速為：1.45m/sc孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比k采用0.25%孔眼總面積：采用孔眼直徑：10mm每個孔眼面積：78.5孔眼數(shù)：1088個每根支管孔眼數(shù)：19個支管孔眼布置設二排與垂線45夾角向下交錯排列：每根支管長度：每排孔眼中心距d孔眼水頭損失支管采用壁厚6mm，孔眼直徑與壁厚之比為：1.67，流量系數(shù)為0.68，所以水頭損失為e復算配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不大于60：孔眼總面積與支管總截面積之比為0.259小于0.5，符合要求。干管截面積與支管總截面積之比1.527在1.25-2.0之間，符合要求?？籽壑行木?.168小于0.2，符合要求。洗砂排水槽：洗砂排水槽中心距采用2.0m。排水槽根數(shù)為4根。排水槽長度為4m。每槽排水量采用三角形標準斷面：槽中流速采用0.6槽斷面尺寸：排水槽底厚采用0.06m。砂層最大膨脹率e=45%。砂層厚度：h2=0.7m。洗砂排水槽頂距砂面高度洗砂排水槽總平面積：復算排水槽總面積與濾池面積之比為0.135小于0.25，符合要求。 濾池各種管渠計算：a進水總水量為0.3685分兩條總進水管,管徑為600mm, 管中流速為0.73m/s。進水渠斷面采用寬0.6m，渠中水深0.6m。b沖洗水 沖洗水總流量為0.478，采用管徑600mm，管中流速為1.69m/sc清水清水總流量為進水總流量既0.3685，采用管徑800mm，管中流速為1.3m/s。d排水排水流量同沖洗水流量，排水渠斷面采用寬1.2m，渠中水深0.8 m，渠中流速為0.995m/s采用排水管的管徑為600m，總排水管的管徑為800mm。e沖洗水箱沖洗時間為6min，沖洗水箱容積。水箱底到濾池配水間的沿途及局部損失之和為：，配水系統(tǒng)水頭損失為，承托層水頭損失：，濾料層水頭損失：，安全富余水頭：1.5m，沖洗水箱底應高于洗砂排水槽面：.沖洗水泵：流量為。而揚程應和沖洗水箱底高出洗砂排水槽高相一致為6.8m采用sh型雙吸離心泵，型號為24sh-28a，流量650-950l/s，揚程17.5-13.0m，允許吸上高度為2.5m。配氣系統(tǒng)設置：供氣方式采用空壓機通過中間儲氣罐向濾池送氣。空壓機容量：，配氣管的直徑計算：氣沖洗強度為，單池面積為34.16，則空氣流量為478.24l/s；四條配氣管內(nèi)空氣流速為10m/s，兩條配氣干管，管內(nèi)流速為8m/s；配氣支管配氣干管每格濾池內(nèi)設一根直徑為25mm的排氣管。設一臺的羅茨鼓風機，風量。6清水池計算水廠內(nèi)建2座清水池，每座清水池的有效容量為：7配水池計算為了使配水均勻，配水井分成2格，水停留時間為120s，則配水井有效容積為：所以兩格總?cè)萘繛?7.2，吸水井底需要比清水池底降低1.5m，池尺寸為：831.48投藥及加藥工藝計算流河水水溫不太低，濁度中等，水生生物不多，所以采用鋁鹽中的聚合綠化鋁，其絮凝能力強。投量小，沉淀效果好，能對濁度高，色度高和溫度變化的適應性強。ph值使用范圍較寬，腐蝕性小，設備簡單，操作方便。河最低氣溫達-9度，且受洪水的影響。所以在氣溫較低，濁度高時采用助凝劑。骨膠：是一種動物膠，無毒，無腐蝕性。易溶于水，助凝效果好，在原水濁度為100度到1000度時，骨膠：混凝劑=1：21：3 調(diào)配濃度一般為0.5%左右（不超過1%）。加系統(tǒng)采用dcw-ii自動加藥設備。適用水量5002000m3/h，外形尺寸（長寬高）溶藥裝置：200020001500，投藥裝置：8005001500。監(jiān)控裝置：500300800，控制柜：5003001500。藥庫布置 采用的藥劑的堆高為2.0m，藥劑之間有0.8m的寬度，藥庫的面積按則藥庫的面積為。采用藥庫的高為4.5m，地坪應有1-3%的坡度，選用sg-0.5型手動單軌小車，起重量為0.5t，起升高度310m，主要尺寸：工字鋼型號，總重為13.5k。，采用l型布置。具體布置見圖紙。9加氯工藝及加氯間計算9. 1消毒劑選擇采用氨胺消毒 能減低三鹵甲烷和氯酚的產(chǎn)生。能延長管網(wǎng)中余氯持續(xù)時間抑制細菌生成。防止管網(wǎng)中鐵細菌繁殖?？山档图勇攘?，減輕氯消毒時產(chǎn)生氯酚味。9.2設計要求用氯胺消毒保持的比例為1：4。先氯后氨可達較好的效果。與水接觸時間采用2.5小時。氨的投加采用液氨，可減少硫氨造成的設備腐蝕，使用方便，節(jié)省原材料費用較經(jīng)濟。需加溫時采用水淋氨瓶。 9. 3投加與調(diào)制設備加氯量計算，分兩組每組為0.95kg/h。選用3臺（兩用一備）sbd型加氯機，加氯量在1.0k