给水厂设计计算说明书

1目录第一章设计任务及要求....................................11.1设计任务及工作要求....................................11.2设计原始资料...........................................1第二章总体设计...........................................32.1设计原则................................................32.2厂址选择................................................32.3水厂工艺流程选择.......................................42.4水处理工艺的选择.......................................5第三章净水构筑物的计算................................133.1设计水量...............................................133.2药剂投配设备设计......................................133.3混合设备的设计........................................153.4絮凝设施的设计........................................153.5沉淀设施的设计........................................203.6过滤设施的设计........................................233.7消毒设施的设计........................................3323.8清水池.................................................34第四章送水泵房的计算....................................384.1流量设计...............................................384.2扬程计算...............................................384.3选泵....................................................384.4动力设备的配置........................................404.5泵站机组的布置........................................404.6吸水管和压水管的设计.................................414.7水泵安装高度的计算...................................424.8泵站内主要附属设备的选择............................434.9水泵、管路主要附件的选择............................434.10水头损失校核.........................................43第五章水厂平面和高程布置...............................445.1平面布置...............................................445.2高程布置...............................................44参考文献....................................................47外文资料中文译文3致谢1第一章设计任务及要求1.1设计任务及工作要求1.1.1设计题目蚌埠市某区给水工程工艺设计1.1.2设计任务（1）确定净水厂的处理工艺流程；（2）完成构筑物形式的选择和确定；（3）完成各构筑物的设计计算；（4）完成水厂的平面及高程布置；（5）绘制净水厂平面及高程布置图，净水构筑物工艺平、剖面图；（6）完成二泵站设计计算。1.1.3设计要求（1）设计说明书一份（≮1.2万字）；参考文献≮10篇；相关外文文献资料翻译1份（≮5000汉字）。（2）绘制的图纸折合零号图纸≮3张，其中至少包括手绘图1张，其内容应满足表1要求。表1毕业设计绘制图纸要求图纸内容数量及尺寸要求1水厂总平面和高程布置图≥1张，1号2絮凝和沉淀池平剖面图≥2张，1号3滤池平剖面图≥1张，1号4清水池平剖面图≥1张，1号5送水泵站平剖面图≥1张，1号1.2设计原始资料21.2.1设计水量满足最高日供水量9.5×104m3/d。1.2.2原水水质各项指标达到地表水环境质量标准（GB3838-2002)中的Ⅱ类水质标准；1.2.3气象水文资料1）气温：年平均15.1℃，极端最高41.3℃,极端最低-19.4℃,最热月月平均最高32.6℃，最冷月月平均最低-2.8℃。2）降水量：平均年总量905.4mm，最大日154.0mm，最大时68.7mm。3）相对湿度：最热月平均80％。4）主导风向：年最多风向为东北偏东；夏季最多风向：6月为东南偏南、7月为东北偏东、8月为东北偏东、冬季最多风向：12月为东北偏东、1月为东北偏东、2月为东北偏东、5）风速:冬季平均为2.6m/s、夏季平均为2.3m/s；6)平均气压：1002.3mbar；7）最大冻土深度：15cm；8）最大积雪深度：35cm[1]；1.2.4工程地质资料土壤承载力满足基建设计要求，地下水水位相对标高-5.0m；1.2.5二泵站输水管起端节点自由水压二泵站输水管起端节点自由水压为50m。3第二章总体设计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性等因素，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]。2.2厂址选择在选择厂址时，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。(4)当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的4地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定[2]。2.3水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。合给水水质的特点，水处理工艺流程见表2.1。表2.1各净水工艺流程的特点净水工艺流程适用条件Ⅰ原水→简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质。Ⅱ原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般进水浊度不大于2000~3000NTU，短时间内可达5000~10000NTUⅢ原水→接触过滤→消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻内繁殖Ⅳ原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）原水→自然预沉→接触过滤→消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高Ⅴ原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTUⅥ原水→（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理Ⅶ原水→混凝→气浮（沉淀）→过滤→消毒经常浊度较低，采用气浮澄清；洪水期浊度较高，则采用沉淀工艺52.4水处理工艺的选择2.4.1混凝剂1)混凝剂的选择与投加(1)精制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%—52%；适用于水温为20—40℃。当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7—7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4—7.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。(2)粗制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%—25%；含有20%—30%不溶物，其他同精制硫酸铝(3)硫酸亚铁FeSO4·7H2O絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高(4)三氯化铁FeCl3·6H2O不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形。原水PH=6.0—8.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著(5)聚合氯化铝简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著。温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5—9），因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低。(6)聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写PAM处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池6容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。2)混凝剂投加方式选择(1)水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设备。(2)水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损。(3)重力投加将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。综上所述，本设计采用计量泵投加混凝剂，混凝剂选用精制硫酸铝。2.4.2混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂