毕业设计说明书-给水毕业设计

摘 要

本设计为金湖县给水工程设计，主要进行水厂和输配水这两部分的设计。根据相关设计资料，确定合理的工艺方案，使给水厂出水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），并安全输配到用户，满足用户的需求。

净水厂处理流程采用的常规处理流程，即“混凝——沉淀——过滤——消毒”。混凝包括混合和絮凝两部分，混合是在静态混合器中投加聚合氯化铝，絮凝采用的是是机械絮凝池。沉淀采用的是斜管沉淀池，其中沉淀池与絮凝池合建。过滤采用的是V型滤池，最后投加液氯进行消毒。经过处理后，达到饮用水要求，经过配水管网输金湖县各个村庄。 关键词：给水工程；净水厂设计

Abstract

This design is a Jin Hu country water supply engineering design, the main water plant and water supply design the two parts. According to relevant design data, determine the reasonable process scheme, make to the water plant effluent water quality reaches \water health standards\(GB5749-2006), and safety distribution to users, meet the needs of users.Treatment process using conventional treatment process, namely \sedimentation, filtration, disinfection\Coagulation including mixing and flocculation of two parts, is mixed in the static mixer with polyaluminium chloride, flocculation is the mechanical flocculation pool is used. Precipitation is inclined tube sedimentation tank, settling tank and flocculation pool &. Filter USES a V type filter, finally adding the liquid chlorine disinfection. After processing, to fulfill the requirements of drinking water, after water distribution pipe network lose Jin Huxian villages. Keywords: the intake works ；treatment plant design

目 录

第一章 水厂设计 .................................................................................................. 4

1.1 配水井 .................................................................................................................. 4 1.2 混凝剂的选择、溶解和投加 .................................................................. 4 2.1 水泵混合 ............................................................................................................. 5 2.2 机械絮凝池 ....................................................................................................... 6 2.3 斜管沉淀池 ....................................................................................................... 9 2.4 V型滤池 ............................................................................................................ 13 2.5 消毒单元 ........................................................................................................... 19 2.6 清水池 ................................................................................................................ 21 2.7 二级泵房 ........................................................................................................... 24 2.8 泥处理构筑物 ................................................................................................ 25 2.9 附属构筑物 ..................................................................................................... 27 2.10 净水厂的总体布置 ................................................................................... 28 2.11 水厂人员编制 ............................................................................................. 30

第二章 参考资料和文献 ..................................................................................... 31

第一章 水厂设计

1.1 配水井

设计流量Q?30000?1.08?32400m3/d?0.375m3/s 考虑虹吸管事故时调节时间为2min 虹吸管淹没于动水位以下的深度为6m 故配水井的直径为

D?240Qt240?0.375?2??3.09m，取3.5m πH3.14?61.2 混凝剂的选择、溶解和投加

（1）药剂溶解池和溶液池的计算

由本水厂设计流量Q?30000m3/d?1250m3/h?0.348m3/s，水量较小，故选用的药剂也较少。

1．聚合氯化铝溶液池的容积计算

W1?24?100aQ

1000?1000cn其中，W1???溶液池容积，m3

3 Q???处理的水量m，/h

a???混凝剂的最大投加量，mg/L

15% c???溶液的浓度，取2次取 n???每日调试次数，

则W1?24?100aQ24?100?20?1250??2m3，取2m3

1000?1000cn1000?1000?15?2溶液池设置两个，一备一用，每个体积都为2m3，溶液池有效深度为1m，超高0.3m,则溶液池尺寸为2m?1m?1.3m，一般为了能够用重力投药，溶解池基本采用高架式设置，池周围设置有工作台，池底坡度不小于0.02，底部设置排空管，采用机械搅拌。选用LFJ-280型反应搅拌机。

2．聚合氯化铝溶解池容积

W2?(0.2?0.3)W1 本设计采用0.25

故溶解池容积W2?0.25?2m3?0.5m3，取0.5m3

一般为了方便药剂投加，溶解池高程一半设置在地面以下，池顶高出地面0.2m，池底坡度不小于0.02，池底设有排渣管。溶解池尺寸可设置为1m×1m×0.5m，采用机械搅拌。选用ZJ-700型折板式搅拌机，转速85r/min，功率4KW

（2）药剂投加系统

本设计采用加药泵加药，加药泵流量Q加药?aQ?15%?0.03m3/h，选用J-Z32/32.0计量泵三台，两用一备，流量32L/h，电功率1.5KW。加药间的平面尺寸定为15m?7m

药剂仓库

已知条件，混凝剂为碱式氯化铝，每袋质量是40kg，

m?0.5m0?每袋规格是0.700.m2，0投药量为20mg/l，水厂设计水量

150000m3/d，药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为15天

设计计算

碱式氯化铝袋数N?有效堆放面积A?Q?24ut250000?20?15??1875袋

1000w1000?40Nv1875?0.70?0.50?0.20??110m2

H?1?e?1.5??1?0.20?仓库面积尺寸为B?L?16m?7m

2.1水泵混合

水泵混合设计要点：

（1）将药剂溶液加入每一水泵的吸水管中，越靠近水泵效果越好，通过水泵叶轮的高速转动达到混合效果；

（2）为防止空气进入水泵吸水管内，需加设一个装有浮球阀的水封箱； （3）对于投加腐蚀性较强的药剂，应注意避免腐蚀水泵叶轮和管道；

（4）一级泵站距净水构筑物距离不宜过长。

2.2机械絮凝池 2.2.1设计参数

本设计采用机械絮凝池，其优点是对水质水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂而得到应用。

设计要点：

根据《室外给水设计规范》GB50013-2006 1﹑絮凝时间宜为15~20min， 2﹑池内设3~4档搅拌机

3﹑搅拌机的转速应根据桨板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一档的0.5 m/s逐渐变小至末档的0.2 m/s

4﹑池内宜设防止水体短流的设施。

机械絮凝池分垂直轴式和水平轴式两种，水量小时采用垂直轴式，水量大时采用水平轴式。本设计由于水量偏小，故采用垂直轴式机械絮凝池。设计流量为Q?30000?1.05?31500m3/d?0.365m3/s，采用两组絮凝池，每组

1流量为Q?0.183m3/s，絮凝时间取T=15min。

22.2.2设计计算

（1）絮凝池有效容积

QT0.183?54000??164.7m3 W?6060 配合沉淀池尺寸，絮凝池分三格，布置三台搅拌机，每格尺寸3.8×3.8。

则絮凝池总长为11.4m ，取12m。

则絮凝池水深H?W164.7??3.61m取3.7m A12?3.8絮凝池超高取0.3m，则絮凝池总高为4m 故絮凝池尺寸为12m×3.6m×4m

絮凝池分格墙上过水孔道上下交错布置，为加强搅拌效果，于池子周壁设四块固定挡板。

（2）搅拌设备

①桨板

叶轮直径取池宽的80%，采用3.04m

叶轮桨板中心点线速度采用：v1?0.5ms，v2?0.35ms，v3?0.2ms

桨板长度取l=1.4 m（桨板长度与叶轮直径之比l/D= 1.4 / 3.04=0.46）

桨板宽度取b=0.15m

每根轴上桨板数八块，内外侧各四块，桨板如图1-1

图1-1 桨板安装示意图

旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为：

8?1.4?0.15?11.05%，满足

4?3.810%到20%的要求

四块固定挡板宽?高=0.2?1.4，其面积与絮凝池过水断面积之比为：

4?0.15?1.2?4.7%

4?3.8桨板总面积占过水断面积为11.05% + 4.7% =15.75% ，符合小于25% 的要求

②搅拌轴功率 叶

轮

桨

板

中

心

点

旋

转

直

径

D0为

：

D0?2?(L?L0)/2?L0???(1320?500)/2?500??2?1820mm?1.82m

式中 D0为叶轮桨板中心点旋转直径（mm）；

L为桨板轴中心至外桨板外缘的距离(mm)； L0为桨板轴中心至内桨板内缘的距离(mm)。 设计中取L =1320mm, L0=500mm。 叶轮转速分别为 ：

n1?60v160?0.5??5.25r/min?D03.14?1.82

?1?0.525rad/sn2?60v260?0.35??3.67r/min?D03.14?1.82

?2?0.367rad/sn3?60v360?0.2??2.10r/min?D03.14?1.82

?3?0.210rad/s 桨板宽长比b/l?0.15/1.4?1,故??1.10，则系数为

k???2g?1.10?1000?56，其中

2?9.81K为系数；

?为阻力系数；

?为水的密度（1000kg/m3）； g为重力加速度（m/s2）

桨板旋转时克服水的阻力所耗功率：

第一格外侧桨板 ：

ykl?3444?56?1.4?0.5253?(1.254?1.134)N?(r2?r1)??0.090kw

408408'01 第一格内侧桨板 ：

ykl?3444?56?1.8?0.5253?(0.6854?0.5654)N?(r2?r1)??0.013kw

408408''01 第一格搅拌机轴功率为N01=N'01?N''01?0.090?0.013?0.103kw

以同样方法，可求得第二三格搅拌机轴功率分别为：

N02=0.031+0.004=0.035kw，N03=0.006+0.001=0.007kw

③电动机功率

设三台搅拌设备合用一台电动机，则絮凝池所耗总功率为：

?N=N001'''?N?0.10?30.?0350.?00k7w0.145 10.103+0.035+0.007=0.145kw 0?1N0 电动机功率N??N??120?0.1450.145?kw?0.2420.242kw

0.750.75??0.80.7④核算平均速度梯度G值（按水温15o计，??116.2?10?6kg?s/m2） 第一格：G1?102N01102?0.103?1 ??45.4s?6?W1116.2?10?43.83102N02102?0.035?1 ??26.47s?6?W2116.2?10?43.83102N03102?0.007??11.8s?1 ?6?W3116.2?10?43.83 第二格：G2? 第三格：G3? 絮凝池平均速度梯度：

G?102?N0?102?0.145?1?31.1s 116.2?10?6?131.5 ?W （G值满足20~60s?1的要求）

?33?20?60=2.799×?3.96?104 GT=31.1×15×

经核算，G值和GT值均符合要求 （3）排泥设施

每格絮凝池中设置一根DN200排泥管，采用3%坡度，泥流入池两边排泥总槽，总槽中设置一根DN400排泥管将泥排除。

2.3斜管沉淀池 2.3.1设计参数

斜管沉淀池由于是在沉淀池内装置许多直径较小的平行倾斜管的沉淀池，所以池子容积小，占地面积小，沉淀效率高，而且斜管沉淀池的水力半径很小，因

而雷诺数更低，沉淀效果更显著。

设计要点：

根据《室外给水设计规范》GB50013-2006

（1） 斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形，其内径或边距d一般采用25~35mm。

（2）斜管设计可采用下列数据：斜管管径为 30～40mm ；斜长为 1.0m ；倾角为 60°。可根据水力计算结合斜管材料决定。

（3） 斜管沉淀区液面负荷应按相似条件下的运行经验确定，可采用 5.0～9.0m3/(m2·h) 。

（4）斜管上部的清水区高度不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖;下部的布水区高度不宜小于1.5m，为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿孔墙或格栅等整流措施。

（5）积泥区高度应根据沉泥量，沉泥浓缩程度和排泥方式等确定。排泥设备采用穿孔管排泥或机械排泥等。

（6）斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜。

（7）斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置与一般澄清池相同，可采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。

采用两组斜管沉淀池，设计流量为Q?30000?1.05?31500m3/d?0.365m3/s，

1每组一个斜管沉淀池，由于构筑物自用水，所以单组进水量为Q?0.183m3/s ，.

2表面负荷q取9m3/（m2.h)=0.0025 m / s，斜管管壁厚采用0.4mm，塑料板热压成六角形，斜管管径d=35mm,斜管长l=1000mm,水平倾角为60o

2.3.2 设计计算

（1）清水区面积

A?Q0.183??73.2m2 q0.0025 为了配水均匀，进水区布置在15m长的一侧，考虑斜管结构系数1.03，则净出口面积

A'?73.2?1.03?75.40m2，取76m2。取沉淀池尺寸为L×B=20×3.8 =76m2

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