某港口經(jīng)濟區(qū)的凈水廠建設(shè)工程布局設(shè)計21000字【論文】

摘要：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計過程中的進度安排，本設(shè)計的階段和完成的內(nèi)容分別有：池和V型濾池。用CAD軟件進行給水廠主要構(gòu)筑物的繪制。福州可門港經(jīng)濟區(qū)距A縣城約40公里，距福州市區(qū)約85公里，位于羅源灣的南部?？砷T港經(jīng)濟區(qū)背靠高山，港口交通便利。本次設(shè)計的規(guī)劃范圍從北茭開始至馬透平原，北部為羅源灣，南面定海灣、黃岐灣，總用地約340平方公里，建設(shè)用地規(guī)模達79.5平方公里，其中中心區(qū)用地65平方公里。隨著可門港經(jīng)濟區(qū)的不斷發(fā)展與開發(fā)，各方企業(yè)投資的力度加大，各類工業(yè)項目的建設(shè)，不僅人口在增多，且需水量也在逐步增加，客觀上要求供水設(shè)施應(yīng)優(yōu)先建設(shè)。結(jié)合可門港經(jīng)濟區(qū)的開發(fā)建設(shè)速度和經(jīng)濟發(fā)展要求，興建現(xiàn)代化的凈水廠是十分必要和迫切。根據(jù)用水量預(yù)測，本設(shè)計凈水廠采用近期(2015年)4.0萬m3/d的規(guī)模設(shè)計。關(guān)鍵詞：給水廠，需水量，工藝流程摘要 I 11.1工程設(shè)計期限 11.2工程服務(wù)范圍 11.3用水量預(yù)測 11.3.1預(yù)測方法 11.3.2預(yù)測指標(biāo) 11.4遠期需水量預(yù)測 3 1.5近期用水量預(yù)測 4 5 4.3給水處理方案及比選……4.3.1凈水工藝………4.3.2構(gòu)筑物形式…… 6.2管徑計算 53第七章給水廠平面及高程布置 547.1平面布置 54 55(1)清水池標(biāo)高 55 55 56(6)二級泵站標(biāo)高 56 60 60第1章緒論設(shè)計期限：近期至2015年，中期至2020年，遠期至2030年。安凱、下宮等9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。法。隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平的提高，萬元用水量逐步下降，居民的生活用水量增長趨于緩慢，同時由于缺少各類用戶的長期用水量數(shù)1.3.2預(yù)測指標(biāo)福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院和福建省城市建設(shè)協(xié)會在對福建省進行大該標(biāo)準(zhǔn)于2010年11月1日開始實施。該標(biāo)準(zhǔn)適用于福建省縣級以上城市(含縣城)的給水排水工程規(guī)劃及市政設(shè)計中的用水量預(yù)測。該標(biāo)準(zhǔn)主要水量指標(biāo)如下：表1-1最高日人均居民生活用水量指標(biāo)(L/p/d)設(shè)區(qū)市縣級市、縣城最高日平均日最高日平均日表1-2人均綜合用水量指標(biāo)(L/p/d)設(shè)區(qū)市縣級市、縣城最高日平均日最高日平均日表1-3最高日單位居住用地用水量指標(biāo)(m3/(hm.d))設(shè)區(qū)市縣級市、縣城表1-4最高日單位工業(yè)用地用水量指標(biāo)(m3/(hm2.d))類別用水量指標(biāo)主要適用工業(yè)類別瓷制品制造、金屬工具制造、結(jié)構(gòu)金屬制品制造、不銹鋼制造及類似的日用金屬制品制造);特種裝備制造(印刷、醫(yī)藥、日化制造、特種裝備制造、農(nóng)林牧漁、特種工程)等。中用水量藥生產(chǎn)(生物和生化產(chǎn)品生產(chǎn))、非金屬礦產(chǎn)品工業(yè)；通用設(shè)備制造(鍋爐/驅(qū)動機械制造、金屬加工機械制造、金屬鑄造、鍛造)等。高用水量紡織業(yè)(棉花、合成紡織品及印染劑、羊毛纖維及染整劑等);毛皮及其制品工業(yè)(皮革鞣制和加工);人造纖維的制造；鋼鐵和金屬加工業(yè)；有色金屬精加工和壓延行業(yè)；飲料生產(chǎn)(酒精，酒制造，軟飲料生產(chǎn))等設(shè)區(qū)市縣級市、縣城考慮到《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》較貼合福建省的實際情況，本設(shè)計主要按照《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)合其他相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行水量預(yù)1.4遠期需水量預(yù)測1.4.1分類用水量指標(biāo)法《福州可門港經(jīng)濟區(qū)總體規(guī)劃修編方案初稿》只對規(guī)劃中心區(qū)進行遠期 (2030年)的用地平衡分析，未對城鄉(xiāng)統(tǒng)籌區(qū)及可門港近期、中期進行用地平衡分析，近期、中期可門港的工業(yè)用地、道路面積、綠化面積等指標(biāo)數(shù)據(jù)無法選取，故只能對可門港中心規(guī)劃區(qū)遠期的用水量進行分類估算。根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》以及《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》,可門港中心規(guī)劃區(qū)分類估算法預(yù)測遠期用水量如下：(1)居民生活綜合用水量居民生活用水量根據(jù)最高日居民生活用水指標(biāo)法進行計算。表1-6最高日居民生活用水量預(yù)測遠期規(guī)劃人□(萬人)指標(biāo)取值(L/p/d)居民生活用水量(萬m3/d)(2)工業(yè)企業(yè)用水綜合考慮《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50282-2016和《福建城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/T13-127-2010,工業(yè)企業(yè)用水量如下：表1-8工業(yè)企業(yè)用水量預(yù)測工業(yè)用地(ha)指標(biāo)(m3/hm2.d)(3)道路澆灑和綠地用水量道路和綠化面積(ha)指標(biāo)(L/m2.d)(萬m3/d)(4)管網(wǎng)漏損水量和未預(yù)見水量根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50282-2016和《福建城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/T13-127-2010,管網(wǎng)漏損水量和未預(yù)見水量按(1)~(3)款水量之和的10%~25%取值，本設(shè)計取20%。表1-10管網(wǎng)漏損和未預(yù)見水量預(yù)測居民生活用水量(萬m3/d)工業(yè)企業(yè)用化用水量(萬系數(shù)管網(wǎng)漏損水量和未預(yù)見水量(萬(6)總用水量表1-11總用水量預(yù)測(單位：萬m3/d)居民生活用水量工業(yè)企業(yè)用水量道路澆灑和綠化用水量管網(wǎng)漏損水量總用水量根據(jù)《福州可門港經(jīng)濟區(qū)總體規(guī)劃修編方案初稿》,僅對可門港遠期規(guī)港用地定位以港口物流、鐵路物流、生態(tài)居住、綜合服務(wù)、生態(tài)旅游社區(qū)、旅游度假、產(chǎn)業(yè)制造為主，因此本工程遠期的單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)取福建省縣城平均值，即0.30萬m3/km2●d。規(guī)劃建設(shè)用地面積單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)(萬m3/km2.d)用水量(萬m3/d)1.5近期用水量預(yù)測由于《福州可門港經(jīng)濟區(qū)總體規(guī)劃修編方案初稿》未對可門港經(jīng)濟區(qū)近期、中期發(fā)展進行詳細(xì)規(guī)劃，故只能采用經(jīng)驗法來確定可門港經(jīng)濟區(qū)近期需水量規(guī)模。預(yù)測近期(2015年)可門港經(jīng)濟區(qū)人口約為21.98萬人。生活用水量Qi=0.2×21.98=4.4萬m3/d工業(yè)用水量Q?≈1.7萬m3/d其他用水量Q3=(4.4+1.7)×0.5=3.05萬m3/d近期總用水量Q=Qi+Q?+Q3=4.4+1.7+3.05=9.15萬m3/d1.6工程規(guī)模確定根據(jù)需水量預(yù)測及供水平衡分析，確定可門港經(jīng)濟區(qū)近期設(shè)計可門港第一水廠按4.0萬m3/d規(guī)模建設(shè)，中遠期供水規(guī)模擴建4.0萬m3/d,總規(guī)模為8.0萬m3/d。第二章配水管網(wǎng)設(shè)計目前常用的管網(wǎng)定線形式有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)的優(yōu)點是造價較低，施工方便。但供水安全性較差，一旦出現(xiàn)管網(wǎng)中途漏損，將會嚴(yán)重影響不利點的供水。環(huán)狀管網(wǎng)的供水安全性較高，供水水壓相對穩(wěn)定，但造價相對較高，施工過程復(fù)雜。考慮到可門港經(jīng)濟區(qū)的主要用地類型為居住和制造業(yè)，根據(jù)可門港經(jīng)濟區(qū)的地形情況，結(jié)合可門港地區(qū)其余水廠的用水量平衡分析，本設(shè)計定線采用環(huán)狀管網(wǎng)配水的形式。2.2管材選擇由于本設(shè)計規(guī)劃的范圍較大，管線長度較長，因此設(shè)計的管徑較大。因此需要進行管材的方案比選，采取既經(jīng)濟，水頭損失又小的方案。目前常見的管材有很多，考慮到造價和地形因素，本設(shè)計僅對鋼管、PE管和球墨鑄鐵管進行比較。管材名稱優(yōu)缺點備注鋼管優(yōu)點：1.機械強度高，使用壽命較長2.內(nèi)襯圖層后抗腐蝕性強大2.焊接的強度要求比較嚴(yán)格2.耐腐蝕性強，可以適應(yīng)各種腐蝕性的條件3.重量輕，水頭損失比較小缺點：適合用于溫度較低的條件球墨鑄鐵管優(yōu)點：1.耐腐蝕性的能力強2.建造成本低，安裝方便3.機械性能好缺點：壁厚較大，內(nèi)襯涂推薦管材綜合考慮，雖然管徑過小或過大的情況會導(dǎo)致球墨鑄鐵管的造價比較高，但球墨鑄鐵管的機械性能和技術(shù)性能較好，且耐腐蝕性強，結(jié)合造價概算的情況考慮，本設(shè)計配水管網(wǎng)決定采用球墨鑄鐵管。第三章配水管網(wǎng)計算3.1流量計算配水管網(wǎng)設(shè)計流量按最高日最高時流量計算，參考《GB50013.2配水干管的有效長度計算根據(jù)上述的定線原則，確定供水方向，同時進行經(jīng)濟管道編號管長(m)有效管長管道編號有效管長(m)03.3比流量計算ZL—一管網(wǎng)配水干管總計算長度，m。一側(cè)配水的管段(例如只有一側(cè)配水的管道)計入實際長度的一半。對于兩側(cè)配水的管段，計算長度與實際長度相對應(yīng)；兩邊沒有配水的管道的長度不計算在內(nèi)(即不穿越廣場、公園等無建筑物地區(qū)的管線長度)。管道編號管長(m)有效管長(m)比流量00干管布置及節(jié)點分布如下圖所示：各節(jié)點的節(jié)點流量計算表如下：節(jié)點編號節(jié)點總流量(L/s)3.5管網(wǎng)平差計算表分配：平差計算依據(jù)和結(jié)果1、平差類型反算水源壓力2、計算公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I計算溫度：13℃v=0.0000013、局部損失系數(shù)：1.10無參數(shù)水源點編號節(jié)點流量(L/s)節(jié)點壓力(m)最大管徑(mm):900.00最小管徑(mm):200.00最大流速(m/s):3.889最小流速(m/s):0.010水壓最低點53壓力(m):59.66自由水頭最低點49自由水頭(m):28.00節(jié)點編號流量(L/s)地面標(biāo)高(m)節(jié)點水壓(m)自由水頭(m)123456789管道編號管徑)管長(m)流量(L/s)流速(m/s)千米損失(m)管道損失3.5消防與事故校核3.5.1消防校核平差計算依據(jù)和結(jié)果1、平差類型消防校核2、計算公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*計算溫度：13℃v=0.0000013、局部損失系數(shù)：1.10無參數(shù)5、管網(wǎng)平差結(jié)果特征參數(shù)水源點編號節(jié)點流量(L/s)節(jié)點壓力(m)最大管徑(mm):900.00最小管徑(mm):200.00最大流速(m/s):4.009最小流速(m/s):0.008水壓最低點52自由水頭最低點49自由水頭(m):28.00節(jié)點編號流量(L/s)地面標(biāo)高(m)節(jié)點水壓(m)自由水頭(m)1234579管道編號管徑(mm)管長(m)流量(L/s)流速(m/s)千米損失管道損失鴻利軟件進行事校核，將管段19-2設(shè)為事故管段進行校核。平差計算依據(jù)和結(jié)果1、平差類型事故校核V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I計算溫度：13℃v=0.0000013、局部損失系數(shù)：1.10無參數(shù)水源點編號節(jié)點流量(L/s)節(jié)點壓力(m)最大管徑(mm):900.00最小管徑(mm):500.00最大流速(m/s):2.305最小流速(m/s):0.027水壓最低點53壓力(m):63.33自由水頭最低點19自由水頭(m):28.00節(jié)點編號流量(L/s)地面標(biāo)高(m)節(jié)點水壓(m)自由水頭(m)13456789編號管徑管長(m)流量(L/s)流速(m/s)千米損失(m)管道損失(m)第四章給水廠布置及工藝選擇工程地點附近的水源有：(1)鰲江(2)鰲江流域水庫(3)蓮花山水庫(4)財溪水庫(5)塘坂引水工程根據(jù)分析，鰲江流域是本工程地點附近最可靠水源，無論水質(zhì)還是水量均可滿足本工程的需求，而且考慮到塘坂水庫下游存在許多污染，故本方案二：鶯頭村廠址方案。該方案凈水廠廠區(qū)位于官坂鎮(zhèn)鶯頭村現(xiàn)狀201省道南側(cè)，廠區(qū)占地約70.9畝，現(xiàn)狀地面標(biāo)高約為11~33m,凈水廠水處理區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高約為19m,污水、污泥處理區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高約為11m。方案三：白鶴嶺廠址方案。該方案凈水廠廠區(qū)位于文山隧道出口西側(cè)約1.60km處，白鶴嶺西北面的山頭上，廠區(qū)占地約130畝，現(xiàn)狀地面標(biāo)高約為30~65m,凈水廠水處理區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高約為35m,污水、污泥處理區(qū)設(shè)計地面標(biāo)高約為25m。經(jīng)綜合比較，方案三原水、配水干管線路較長，投資較高，僅規(guī)劃為遠期凈水廠廠址。方案一、方案二原水管道和配水干管線路長度基本相同，與方案二相比，方案一的場地面積更大，投資更低，更能充分利用塘坂引水工程在文山隧道附近的水壓，故選擇方案一：官嶺村廠址方案作為本設(shè)4.3給水處理方案及比選4.3.1凈水工藝凈水工藝的流程根據(jù)原水水質(zhì)的不同而各異，下表對各種情況的水質(zhì)所適合的常用工藝流程進行比較：工藝流程適用條件成本備注在水源井處投加消毒劑比較淺層的地下水低設(shè)置高位水池，在水源井到高位水池中間投加消毒劑較低沉淀+過濾后投加消毒劑，必要時設(shè)置水塔調(diào)蓄原水濁度小于50NTU的地表水較低推薦工藝過濾前投加混凝劑和消毒劑原水濁度小于100NTU的地表水較低在水源和泵站中間投加凝聚劑和消毒劑，采用接觸過濾和綜合凈水器的處理工藝當(dāng)原水濁度大于100NTU且小于500NTU中等由于引水水源是塘坂水庫，水庫的水質(zhì)較好，濁度不高，結(jié)合廠址選地的實際情況，本設(shè)計決定選用沉淀加過濾后消毒的工藝流程。同時為了防止在遠期的水質(zhì)會有波動的情況，在水廠內(nèi)預(yù)留空間以備遠期再建設(shè)深度處理工藝，初步設(shè)計流程為臭氧加生物處理，凈水廠的出水濁度控制目標(biāo)在0.5NTU以內(nèi)。(1)混合方式優(yōu)缺點適用條件備注優(yōu)點：1、單位功率產(chǎn)生的流量大2、剪切率小3、分布均勻3、需要建混合池適用于各種規(guī)模的水廠推薦工藝管式靜態(tài)混合器2、結(jié)構(gòu)相對緊湊3、管段截面各處濃度均勻3、占地面積大變化幅度小的各種規(guī)模的水廠為適應(yīng)原水水量的變化幅度，經(jīng)過綜合考慮分析后，本設(shè)計決定采用機械攪拌混合池。絮凝與混合密切相關(guān)，分為水力攪拌和機械攪拌兩種。其原理是在原水中形式優(yōu)缺點適用條件備注2、能耗可以控制在較低的水平缺點：1、運行的周期較長2、出水流量容易波動，不易控制1、不適合水量太小的水廠幅度不大隔板絮凝池回轉(zhuǎn)式2、能量的損失少3、管理、施工及維修方便，成本低不易控制1、不適合水量太小的水廠2、水量變化幅度不大3、水廠的擴建和改造中較為常見折板絮凝池時較少修保養(yǎng)不方便2、運行效率受水質(zhì)的影響水量變化幅度較小的水廠推薦工藝網(wǎng)格(柵條)絮凝池時較少方便，成本低缺點：水量變化影響絮凝效果水量變化幅度較小的水廠機械絮凝池2、能耗低3、能較好地適應(yīng)水質(zhì)變化成本較高水量變化幅度較小的水廠根據(jù)上表對比，結(jié)合其他同類型水廠的運行管理經(jīng)驗，考慮到后期的設(shè)備維護保養(yǎng)的投資，本設(shè)計采用立式折板絮凝池。(3)沉淀一般沉淀池用于分離原水混凝過程產(chǎn)生的絮體。由于其他常見類型的沉淀池對水質(zhì)的適應(yīng)性不如平流式和斜板沉淀池，而且考慮到水廠運行能耗及投資的問形式優(yōu)缺點適用條件優(yōu)點：1、維護和保養(yǎng)比較容易2、不存在運行效率被水質(zhì)影響而大幅度波動的問題3、通常會設(shè)置機械排泥設(shè)備一般用于大、中型凈水淀池缺點：1、投資和成本相對較高2、比較占用面積廠3、如果使用重力排泥效率較低淀池優(yōu)點：1、前期建造的成本不高3、面積占用不大缺點：后期的維護和保養(yǎng)花費較高1、不適合大型水廠2、不適合溫度變化大的地區(qū)3、進水的水量不宜過大經(jīng)上述表格的綜合比較，結(jié)合福建省相關(guān)的規(guī)范及其他相似類型的水廠設(shè)計，考慮到本設(shè)計水廠進水水質(zhì)可能會有較大的變化，且水量可能時常不均，因此在控制前期投入成本的情況下，本設(shè)計采用平流沉淀池。(4)過濾過濾的作用是在濾池中把沉淀池中無法過濾的殘渣、固體懸浮物等大小中等的顆粒進一步排出，目前應(yīng)用的比較廣泛的構(gòu)筑物形式是V型濾池。下表對V型濾池和翻板濾池進行比較：優(yōu)點以延長過濾的周期2、沖洗所用的水量相對比較少3、能和現(xiàn)狀大部分自動化系統(tǒng)配套，管理方便5、占地面積不大設(shè)計經(jīng)驗較豐富7、投入產(chǎn)出比高1、建造構(gòu)筑物時施工進度較快，周期較短2、反沖洗布水布?xì)獗容^均勻，不3、由于是自動翻版，因此出現(xiàn)負(fù)水頭的概率較低4、能和現(xiàn)狀大部分自動化系統(tǒng)配套，管理方便5、濾料的流失的概率比較低缺點1、后期維修保養(yǎng)會比較復(fù)雜2、建造的成本較高1、建造的成本較高2、池體中的懸浮物無法排除徹養(yǎng)從上表的比較可以看出，兩種類型的濾池均可適合本設(shè)計現(xiàn)狀規(guī)模下的水廠。但考慮到V型濾池在目前應(yīng)用的更廣泛，有較多的水廠設(shè)計經(jīng)驗可以作為參考，且后期的運行管理經(jīng)驗也比較多。經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計決定采用V型濾池。(5)預(yù)氧化處理工藝預(yù)氧化是在常規(guī)水處理工藝的基礎(chǔ)上，提高混凝效果的一種工藝。其主要特點是可以除去水中引起色度的物質(zhì)。為求出水水質(zhì)的指標(biāo)達到目標(biāo)，本設(shè)計決定增加預(yù)氧化的比選。預(yù)氧化類型特點備注氯氣預(yù)氧化氯氣氧化的效果較好，但比較容易產(chǎn)生三致物質(zhì)二氧化氯預(yù)氧化目前二氧化氯的投加安全濃度暫時沒有標(biāo)準(zhǔn)高錳酸鉀預(yù)氧化推薦臭氧預(yù)氧化處理效果比較好，但缺點是原料成本比較高，投資大經(jīng)過上表比較分析，氯氣的氧化效果雖然比較好，效率高，但比較容易產(chǎn)生致癌物質(zhì)。而臭氧的制造成本較高，因此為了適應(yīng)遠期水質(zhì)的變化，本設(shè)計采用在投加混凝劑之前進行高錳酸鉀預(yù)氧化的方式。(6)投藥種類及方式混凝劑：混凝劑一般分為無機和有機，但有機混凝劑的造價成本較高，因此本設(shè)計僅考慮無機混凝劑?；炷齽┑姆磻?yīng)原理是通過投加高分子物質(zhì)，使水中的懸浮顆粒和大顆粒物質(zhì)凝聚形成漂浮的絮凝體。鋁系混凝劑中常用的混凝劑是聚合氯化鋁，即PAC,適合使用的PH范圍是5.5~8.0。而鐵系混凝劑適用的PH較鋁系更廣，為5.0~11.0。但鐵系無機混凝劑比較容易腐蝕，因此本設(shè)計對僅聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁進行比選?；炷齽┟Q優(yōu)缺點備注聚合氯化鋁(PAC)優(yōu)點：1.凈水的效果好2.同等凈水量的成本比聚合硫酸鋁略低3.采用PAC做凈水劑可以不用投加堿劑聚合硫酸鋁(PAS)優(yōu)點：1.凈水效果比任何傳統(tǒng)的凈水劑都要出色2.絮凝的速度快，絮體形成及沉淀快3.活性高，能夠適應(yīng)各種情況的水質(zhì)缺點：存放和保存條件比較嚴(yán)苛推薦通過上表的比較分析，兩者的凈水效果都比較出色，但經(jīng)過綜合考慮，為了適應(yīng)遠期水廠內(nèi)水質(zhì)的波動，本設(shè)計決定采用聚合硫酸鋁，即PAS作投加方式：常見的混凝劑投加方式如下：投加方式適用條件備注重力投加一般適用于中小型的水廠，不需要投加設(shè)備，成本較低，操作簡單，但條件是必須設(shè)置高位罐壓力投加缺點是需要設(shè)置水泵，運行耗費成本比較高推薦虹吸投加法虹吸法也能在一定范圍內(nèi)通過調(diào)整高差控制投加的量，比較穩(wěn)定，條件是必須設(shè)置高位罐經(jīng)過比較，由于采取的凈水工藝流程不太適合設(shè)置高位水罐，而且為了適應(yīng)遠期的水質(zhì)變化，需要精準(zhǔn)控制投加藥劑的量，因此本設(shè)計決定采活性炭的投加：為了將出水水質(zhì)控制在目標(biāo)內(nèi)，本設(shè)計采用投加活性炭的方法進一步強化后續(xù)流程的反應(yīng)。粉末活性炭的吸附效果是最好的，但容易產(chǎn)生揚塵。顆?；钚蕴康耐都迎h(huán)境較好，但由于顆粒較大，比表面積相對較小，因此吸附效果不如粉末活性炭。綜合考慮，決定采用濾前投(7)消毒系統(tǒng)消毒方式優(yōu)缺點備注紫外線消毒缺點：2.運行維護的成本相對較低3.設(shè)備空間小，節(jié)省空間1.消毒的效果受外界因素影響較大2.不能做到持續(xù)消毒氯消毒優(yōu)點：缺點：1.運行維護的成本相對較低2.消毒的速度快，周期短3.所用的設(shè)備簡單，后期維修保養(yǎng)方便容易產(chǎn)生致癌致畸和致突變的物質(zhì)次氯酸鈉消毒優(yōu)點：消毒處理的效率高大3.處理后的水沒有異味殘留推薦工藝臭氧消毒優(yōu)點：缺點：1.消毒的效率高2.不會產(chǎn)生難以處理的積累性物質(zhì)1.投資大、成本高花費較高本設(shè)計的水廠近期規(guī)模為4.0萬m3/d,參考其他同類型水廠的設(shè)計經(jīng)驗，第五章給水廠工程計算5.1機械混合池近期設(shè)計1座機械混合池，設(shè)計規(guī)模為4.0萬m3/d,水廠自用水系數(shù)(1)混合池容積設(shè)計俯視尺寸為正方形，邊長2.0m。所以有效水深H=4.15m,設(shè)計超高取0.40m。實際混合池高度等于4.15+0.4=4.55m。(2)擋水板設(shè)計擋水板共4塊。長度和寬度分別為1.30m和0.15m,擋水板底部距離池底0.50m,距離自由水面0.50m。(3)攪拌器攪拌器分為兩層4塊葉片，每塊葉片寬L=0.30m,半徑r=0.70m。下層葉片距池底0.90m,兩層葉片間距1.85m。(4)攪拌功率公式(5-1)CD—一繞流阻力系數(shù)w—一槳板旋轉(zhuǎn)角速度，rad/sr—一槳板外邊緣半徑，m取攪拌器邊緣線速度v=3.5m/s,則旋轉(zhuǎn)角速度w=3.5/0.70=5rad/s。選用電機功率=1.2P=6.42kW,設(shè)計中配備變頻攪拌機，功率為7.5kW。(5)攪拌速度梯度公式(5-2)P-一耗散在水體上的功率，WV-一反應(yīng)池容積，m3μ—一水的動力黏度，Pa.s取20℃時水的動力黏度μ=1.0×10-3Pa.s5.2折板絮凝池近期設(shè)計1座折板絮凝池，折板絮凝池與混合池合建，設(shè)計規(guī)模為4.0萬m3/d,水廠自用水系數(shù)取5%,絮凝池分隔為可獨立運行的2組，每組2.0萬m3/d。絮凝池有效水深取3.6m,超高取0.4m。為確保絮凝充分完整進行，取水力停留時間20min。絮凝池容積W=60QT=60×0.243×20=291.6m3公式(5-3)設(shè)計反應(yīng)池的長16.2m,那么每組反應(yīng)池寬B=5m。則絮凝池的實際尺寸為L×B×H=17.0m×10.5m×4.0m,折板的最小設(shè)計要求夾角90°,寬度設(shè)計為5.2.1第一段絮凝設(shè)第一段絮凝區(qū)底部通道寬為1.6m,峰速v?取0.30m/s,則滿足設(shè)計要求的峰距bi:b?=0.243/(0.30×1.6)=0.5谷距b?為：b?=b?+2c=0.51+2×0.2=0.91m公式(5-4)v?=0.243/(0.91×1.6)=0.1側(cè)邊峰速vo?為：Vo1=0.243/(0.38×1.6)=0.側(cè)邊谷速vo2為：Vo?=0.243/(0.58×1.6)=0.2公式(5-6)(1)中段部分第一段絮凝區(qū)的水頭損失為：中部階段絮凝區(qū)的水頭損失：公式(5-8)本設(shè)計采用6個漸縮和6個漸放，所以每格水頭損失：h=6×(0.0032+0.0036)=0.0(2)側(cè)邊段部分公式(5-10)則側(cè)邊段的水頭損失為：ho=6×(0.0023+0.0055)=0.0(3)進口處和轉(zhuǎn)彎處的水頭損失進水流速v?取0.3m,則第一段轉(zhuǎn)彎中：第二段轉(zhuǎn)彎中：則每格進口及轉(zhuǎn)彎損失hoo為公式(5-11)(4)總水頭損失綜合絮凝區(qū)設(shè)計要求每格總損失：公式(5-12)第一部分的總水頭損失：H?=3×Zh=3×0.116=0.348m公式(5-13)第一部分設(shè)計的停留時間：公式(5-14)第一部分設(shè)計的平均G?值：5.2.2第二段絮凝與上述計算的第一段絮凝的計算方法類似。結(jié)果如下：通道寬度：采用m中段部分的最高峰速值v?采用0.2m/s中段部分最低流速值v?=0.12m/s側(cè)邊段的最大峰速值vo?=0.43m/s側(cè)邊段的最低流速值vo2=0.25m/s第二段絮凝區(qū)的總水頭損失H?=0.271m第二段絮凝區(qū)的停留時間T?=4.12min第二段絮凝區(qū)的平均速度梯度G?=103s-15.2.3第三段絮凝與上述計算的第一段絮凝的計算方法類似。結(jié)果如下：通道寬度：采用m中段部分的最高峰速值v?采用0.15m/s中段部分最低流速值v2=0.09m/s側(cè)邊段的最大峰速值vo?=0.35m/s側(cè)邊段的最低流速值vo2=0.22m/s第二段絮凝區(qū)的總水頭損失H?=0.12m第二段絮凝區(qū)的停留時間T?=6.17min第二段絮凝區(qū)的平均速度梯度G3=56s-15.3沉淀池本設(shè)計近期采用1座平流沉淀池。沉淀池與清水池、折板絮凝池合建，設(shè)計規(guī)模為4.0萬m3/d,水廠自用水系數(shù)取5%,絮凝池分隔為可獨立運行的2組，故n=2,每組2.0萬m3/d。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，沉淀所需的時間采用1h到3h,本設(shè)計取沉淀時間T=1h。水流的平均速度一般為10~25mm/s,故本設(shè)計水流平均流速取v=14mm/s。單組池容積W:W=QT=0.243×1×3600=874.8m3(公式5-16)沉淀池長度L:L=3.6vT=3.6×14×2=84m(公式5-17)每組沉淀池寬B:絮凝池寬度為10.5m,則沉淀池寬應(yīng)該和絮凝池寬度相同，即也為10.5m。池體墻壁厚度為125mm。兩組沉淀池中間設(shè)計用導(dǎo)流墻隔開，導(dǎo)流墻厚度取350mm。故沉淀池的寬度為9.4m,每組寬度4.7m。沉淀池有效水深H:H=W/LB=874.8/(84×4.7)=2.22m(公式5-18)不符合3.0~3.5m的要求，因此設(shè)計取3.0m,超高取0.5m。沉淀池凈尺寸為L×B×H=84m×9.4m×3.0m沉淀池實際尺寸為L×B×H=84.3m×10.5m×3.5mL/B=84/9.4=8.94>4,長寬比大于4:1,因此符合設(shè)計要求L/H=84/3.0=28.0>10,長深比大于10:1,因此符合設(shè)計要求介于1×10-?~1×10?的范圍中，因此符合設(shè)計要求。(公式5-19)(公式5-20)沉淀池的進水采用布孔進水的方式，進水面的墻壁厚度9.4m,高度3.5m。進水布孔總面積A:小孔的個數(shù)N計算如下：小孔采用尺寸為12cm×12cm的正方形，則小孔個數(shù)：設(shè)計取170個(公式5-21)(公式5-22)小孔一共設(shè)計分為5排，每排24個，每個小孔間距200mm,則所有小孔所垂直方向的小孔距離設(shè)計為200mm,則所有小孔所占高度H為：沉淀池末端出水采用不銹鋼穿孔集水槽集水。設(shè)計中取集水槽的長度與單組沉淀池的寬度接近，即4.7m。間距2m,共20條，每組沉淀池各10條。每條流量q=0.243/20=0.0122m3/s集水槽起始位置的水深約等于槽寬，則B=0.9q?.4=0.9×0.01220.4=0.155m(公式5-23)在集水槽的兩邊設(shè)置d=25mm的小孔用于進水，設(shè)計小孔的淹沒深度,相鄰的小孔間距約為783mm。沉淀池的水經(jīng)過集水槽后流入出水渠，從出水渠中間設(shè)置的出水管流入濾池。設(shè)計出水渠的寬度為1.5m,則出水渠的水深集水槽內(nèi)出水設(shè)計為自由跌落。出水渠寬度設(shè)計為1.5m,水深0.3m。5.3.5沉淀池排泥設(shè)計沉淀池排泥采用刮泥機，底部設(shè)計排泥槽。污泥通過刮泥機進入排泥槽后到達排泥管。排泥的放空時間取6h,則排泥管直徑d:(公式5-24)根據(jù)沉淀池的實際布局情況，設(shè)計取排泥管直徑為200mm。排泥設(shè)備選擇：2臺水下刮泥機，B=9.4m。平流沉淀池出水后通過連接出水渠的尺寸為DN800管進入V型濾池。V型濾池按近期4.0萬m3/d規(guī)模設(shè)計，,布置形式為中間布置管廊，兩側(cè)布置濾池，預(yù)留其中一側(cè)用于遠期濾池的建設(shè)，水廠自用水系數(shù)取5%。沖洗時間共計t=1+6+5=12min=0.2h,沖洗周期取T=24h,設(shè)計濾速v=8m/s。5.4.1池體設(shè)計(1)設(shè)計水量QQ=1.05Q’=1.05×40000=42000m3(2)濾池工作時間(3)濾池面積(4)濾池分格濾池格N設(shè)計取5格。每格濾池單床長度為L單=8.18m,寬度為B單=3.0m,則每格濾池面積f=2L單B單=2×8.18×3=49.08m2(公式5-27)設(shè)計中取50m2。濾池占地的總面積為：F'=Nf=5×50=250m2(公式5-28)修正濾速為校核強制濾速則設(shè)計濾池平面尺寸為39.5m×11.68m。(5)濾池高度的確定池內(nèi)超高設(shè)計為Hs=0.3m,濾池的有效水深為H?=1.48m,濾料的厚度H?=1.2m,濾板厚度H?=0.05m,濾板下部的高度H?=1.0m。則濾池的實際高度H:H=H?+H?+H?+H?+H?=1.0+0.05+1.2+1.48+(6)水封井的設(shè)計濾層材料采用均勻石英砂。濾層的水頭損失計算如下：(公式5-31)其中運動粘度取0.0101cm2/s,濾料孔隙率取0.5,過濾速度取8m/h,濾料顆粒的球度系數(shù)取0.8。則：每座濾池流量h水封=[Q單/(1.84b堰)]2/3=[0.11/(1.84×2]2/3=0.072m(公式5-33)濾料層的水頭損失取0.2m。則反沖洗后開始過濾時水頭損失計算如下：△H開始=0.3+0.22=0.52mH水封=0.3+H?+H?+H?=0.2+1+0.05+1.2=2.45m5.4.2反沖洗反沖洗泵房與V型濾池合建。反沖洗的三個階段分別為：a.氣洗+掃洗氣洗強度為：15L/s●m2,掃洗強度為：2L/s●m2;b.氣水反沖洗+掃洗沖洗歷時：6min,氣洗強度為：15L/s●m2,水洗強度為：3L/s●m2,沖洗時間為：5min,水洗強度為：5L/s●m2,掃洗強度為：2L/s●m2。Q反=Q反水+Q表水=0.1+0.1=0.2m3/s(公式5-33)(2)反沖洗配水。反沖洗水管徑為DN500mm,則流速為：(公式5-34)A小孔=Q反水/V水支=0.1/0.6=0.17m2(公式5-35)A小孔=0.17/28=0.006m2V水支=Q反水/(28A小孔)=0.1/(28×0.01)=0.36m/s(公式5-36)(4)配氣計算。反沖洗供氣管設(shè)計取管徑為DN300mm,則管內(nèi)的氣流速度計V氣干=(4Q反氣)/(Ⅱd2干)=(4×0.1)/(3.14×0.32)=1.42m/s氣洗的供氣孔位于濾板的下方，設(shè)計布?xì)饪椎拈g距取580mm,與布水孔一A氣孔=A氣支/72=0.5/72=0.007m2d氣孔=√4×0.007/3.14=0.004mQ氣孔=Q反氣/72=0.75/72=0.01m3/s=37.5m3/h5.4.3設(shè)備的選型設(shè)計安裝3臺反沖洗水泵。因為本設(shè)計為近期規(guī)用GLF200K-18型不銹鋼臥式離心泵(Q=430m3/h,H=16m,N=37kW),該型設(shè)計安裝3臺鼓風(fēng)機。傳統(tǒng)設(shè)計使用較為常見的是羅茨鼓風(fēng)機，但為了配套遠期另一側(cè)濾池的建設(shè)，決定設(shè)計使用KG/KGV160-18型無油螺桿鼓風(fēng)機 (Q=1398m3/h,N=75kW)。這種鼓風(fēng)機對比傳統(tǒng)羅茨鼓風(fēng)機的特點是：而言從0.5BAR壓力開始能耗減少約25%,在壓力大于0.8BAR壓力下能耗減少大約35%。2.進氣的過濾精度可以達到15um,壓力損失不超過500Pa。防護等級為IP54。設(shè)計安裝2臺空氣壓縮機，為濾池的氣動閥門提供氣源。選用ADV-11型永磁變頻螺桿式空壓機(Q=0.90~1.80m3/min,Pn=0.7MPa,N=11kW)。清水池疊建于折板絮凝平流沉淀池下部，近期共設(shè)1座清水池，設(shè)計反應(yīng)沉淀池下部清水池調(diào)節(jié)容積為供水規(guī)模的9.0%。5.5.1清水池有效容積安全用水量W?W?=40000×0.5%=200m3(按設(shè)計水量0.5%計消防用水量W?根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014,當(dāng)相同時間時可能發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)2次時，那么每次滅火所用水的量為45L/s,假設(shè)火災(zāi)的持續(xù)時間為2h,則則W=W?+W?+W?=3600+200+650=4450m3設(shè)計取4500m35.5.2清水池尺寸5.5.3管道布置(1)進水管(2)出水管(3)溢流管(4)檢修人孔5.6.1尺寸設(shè)計二級泵站土建按8.0萬m3/d規(guī)模設(shè)計。根據(jù)管網(wǎng)平差計算再結(jié)合可門港地區(qū)其他水廠的供水平衡分析，設(shè)計揚程取為38m。泵房長度為33.7m,泵房通過兩根DN600和一根DN700的吸水管與吸水井連接。吸水井的體積按水泵吸水水力條件及輸送泵在5min內(nèi)通過的流量設(shè)計，尺寸為21.885.6.2設(shè)備選擇設(shè)計種二級泵房的送水泵采用EBARA公司的IFW型單機端吸泵(最大流量Q=1800m3/h,最大揚程H=150m,最大工作壓力1.37MPa)三臺，兩用一備。該型號水泵的特點是：1.低NPSH性能，即汽蝕余量較低。2.機械密封配置較好，軸承強度高，適合不同介質(zhì)下的工況要求。3.零部件互換性強，過流部件的強度較高。4.適用的溫度范圍-50℃~200℃,能應(yīng)用的范圍較廣。5.7溶液池(公式5-37)在公式中，根據(jù)處理的水量為1749.6m3/h,則設(shè)計藥劑投加量30混合比例取5%,投加次數(shù)n取2次，則設(shè)計取有效高度ho=2.5m,超高h’=0.2m,則溶解池的實際高度為：(公式5-39)L?×B?×H?=2.7m×2.7m×2.7m4.8溶解池L?×B?×H?=2.5m×2.5m×2m放空時間取t=10min,則放空流量5.9攪拌與投藥設(shè)備設(shè)置一臺攪拌機，查閱《給排水設(shè)計手冊》(第11冊，常用設(shè)備),根據(jù)溶解池尺寸L?×B?×H?=2.5m×2.5m×2m,溶解池的攪拌設(shè)備選擇ZJ折槳式攪拌機，旁入式攪拌，型號為ZJ-700,功率為4kW,轉(zhuǎn)速為85r/min。本設(shè)計中，在充分考慮本水廠的設(shè)計情況過后，確定每天投藥次數(shù)1次，則設(shè)計取5臺電動加藥折槳式攪拌機(N>4kW),2臺耐腐蝕液下泵(Q=12m3/h,H=12m,N=1.1kW),2臺隔膜式計量泵(Q=1200L/h,H=3bar,N=1.5kW)5.10藥庫設(shè)計前面的設(shè)計中混凝劑選用的是聚合硫酸鋁(PAS),消毒藥品選用為成品次氯酸鈉。根據(jù)相關(guān)的廠家提供的資料大概得知每袋PAS質(zhì)量W=25kg,尺寸大約為0.5m×0.3m×0.15m。聚合硫酸鋁的保質(zhì)期大約為2年。藥劑的最長存放時間按t=15d設(shè)計，藥劑的堆放后的最大高度取H=4.0m,混凝劑的最大投加量μ=30mg/L。當(dāng)孔隙率取0.3時，有效堆放面積A為：(公式5-41)(公式5-42)5.11排泥水調(diào)節(jié)池排泥水調(diào)節(jié)池按遠期8.0萬m3/d的規(guī)模設(shè)計。(1)設(shè)計參數(shù)根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊(第03冊)城鎮(zhèn)給水》,排泥池平均含固率為C?=0.01%,經(jīng)排水池的排泥水平均含固率為C?=0.03%。濾池反沖洗排水量(2)排泥池的尺寸設(shè)計S=(K?C?+k?D)k?Q×10-?(公式5-3)S=(32×1.76+4×1.53)×設(shè)計澄清池進入排泥池的排泥水的含固率為0.7%,則排泥水的量為：(公式5-4)調(diào)節(jié)池分為可獨立運行的兩格，單格平面凈尺寸為9.70×12.00m,有效水深3.2m,總平面尺寸為12.80×20.50m。設(shè)計取潛水?dāng)嚢铏C4臺，每臺功率為2.2kW;潛水泵4臺，2用2備，每臺潛水泵Q=11.1L/s,H=10m,N=3kW。5.12濃縮池污泥濃縮池采用重力式濃縮池，參考《GB50013-2018室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》4.0.9。排泥池排放至濃縮池的廢水量約325m3/d,設(shè)計濃縮池2座，直徑8m,因此，設(shè)計直徑8m的濃縮池2座。濃縮池中設(shè)計配置一臺潛水?dāng)嚢杵?，N=8.5kW。5.13污泥脫水間設(shè)計一座污泥脫水機房，取干化周期T=60d,G=200kgTDs/m2,則干化廠人工排水層下設(shè)透水層，則干化場面積取1500m2。設(shè)計干化場5格，每格進泥螺桿泵4臺，Q=60m3/h,H=6bar;污泥螺桿泵2臺，Q=45m3/h,H=12bar;平衡池內(nèi)潛水?dāng)嚢铏C兩臺，N=2.2kW。第六章取水管設(shè)計6.1設(shè)計取水量設(shè)計最高日供水量為4.0萬m3/d,水廠自用水量為設(shè)計供水量的5%。則設(shè)計取水量為4.2萬m3/d。由于本設(shè)計由塘坂水庫引水，水庫的標(biāo)高整體高于水廠的標(biāo)高，因此取水管道采用重力流的方式。6.2管徑計算參考《GB50013-2018室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)吸水管：直徑小于250mm時，為1.0-1.2m/s;直徑在250-1000mm時，為1.2-1.6m/s;直徑大于1000mm時，為1.5-2.0m/s。出水管：直徑小于250mm時，為1.5-2.0m/s;直徑在250-1000mm時，為2.0-2.5m/s;直徑大于1000mm時，為2.0-3.0m/s。本設(shè)計中吸水管采用三用一備，管徑取800mm,則管道流速為第七章給水廠平面及高程布置7.1平面布置(1)充分利用場地，盡量平衡開挖和回填，降低建設(shè)成本；(2)沉淀池的排泥、澄清池的排泥和過濾池的漂洗水易于排出，并盡量采(3)設(shè)置空地以防臨時擺放管材、設(shè)備；(4)建筑朝向設(shè)計要做好；(5)綜合區(qū)域和生產(chǎn)區(qū)不能互相干擾；(6)遠期水廠如果計劃擴建，需要預(yù)留空地；(1)清水池清水池自由水位高度-0.15m,池面超高0.3m,頂蓋厚度0.4m,則清水池頂面標(biāo)高為0.55m。有效水深3.8m,則清水池底面標(biāo)高為-3.95m。(2)吸水井吸水井自由水面高加上超高0.9m,吸水井頂面標(biāo)高為0.50m。經(jīng)計算，清水池到濾池的水頭損失為3.38m,進水渠的水損為0.1m。V型濾池自由水面標(biāo)高=清水池自由水面高+清水池至濾池的水損進水渠自由水面高=V型濾池自由水面高+進水渠到濾池的水損(4)平流式沉淀池沉淀池到V型濾池的水損為0.11m,出水渠水損為0.21m。沉淀池自由水面高=濾池自由水面高+管線到濾池的水損+出水渠水損(5)折板絮凝池絮凝池與沉淀池連接渠自由水面高=沉淀池自由水面高+沉淀池墻壁上配水絮凝池自由水面高=絮凝池與沉淀池連接渠自由水面高+折板的水損(6)二級泵站第八章給水廠處理費用及造價概預(yù)算設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量1水下刮泥機2刀閘閥排泥閥不銹鋼排泥槽排泥管沖洗栓長柄濾頭氣動閘板閥5氣動調(diào)節(jié)蝶閥5氣動蝶閥5氣動蝶閥5氣動蝶閥5加固型可屈撓橡膠接頭5加固型可屈撓橡膠接頭5加固型可屈撓橡膠接頭5加固型可屈撓橡膠接頭5反沖洗泵房不銹鋼臥式離心泵3無油螺桿鼓風(fēng)機3手動蝶閥3靜音止回閥3手動蝶閥3手動蝶閥3安全閥2止回閥3消聲器3雙法蘭限位伸縮接頭3雙法蘭限位伸縮接頭3雙法蘭限位伸縮接頭6單機端吸泵3手動蝶閥3電動蝶閥2電動蝶閥1電動蝶閥2電動蝶閥1靜音止回閥2靜音止回閥1雙法蘭限位伸縮接頭3雙法蘭限位伸縮接頭4雙法蘭限位伸縮接頭1雙法蘭限位伸縮接頭1DL-3,LK=9.5m1加藥間折槳式攪拌機5耐腐蝕液下泵Q=12m3/h,H=12m,N=1.1kW2隔膜式計量泵Q=1200L/h,H=3bar,N=121電動單梁懸掛起重機CD1型1排泥水調(diào)節(jié)池4潛水泵4手動蝶閥2軟密封閘閥4止回閥4加固型可屈撓橡膠接頭2加固型可屈撓橡膠接頭4濃縮池N=8.5kW1中心傳動懸掛式濃縮機2軟密封閘閥9止回閥4加固型可屈撓橡膠接頭9污泥脫水間進泥螺桿泵4污泥螺桿泵2N=2.2kW2配套管及閥門、配件18.2給水廠構(gòu)筑物造價本次設(shè)計的給水廠處理規(guī)模為4萬m3/d,部分構(gòu)筑物預(yù)留遠期規(guī)模的空地，部分設(shè)備安裝按照遠期的規(guī)模配套設(shè)計。通過對上述設(shè)備統(tǒng)計表的粗略估算，給水廠內(nèi)構(gòu)筑物的造價概預(yù)算如下表：編號工程費用及名稱建筑工程安裝工程需裝設(shè)備無需設(shè)備合計1折板絮凝平流沉淀池23清水池4加藥間5二級泵房6排泥水調(diào)節(jié)池7濃縮池8污泥脫水間9吸水井綜合樓機修間運輸設(shè)備凈水廠總平根據(jù)上表的造價概算得知，本次設(shè)計的給水廠總造價約為4797.43萬元。8.3給水廠運行費用給水廠每日的運行費用主要包括投加藥劑的成本、運行電費費用、自用水消耗的費用。根據(jù)同規(guī)模其他類似水廠的運行