某县给水处理厂设计工程设计.docx
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某县给水处理厂设计工程设计
摘要
本设计为巴塘县给水工程设计,主要是给水处理厂的设计。
该厂的水源为地表水,水质情况良好,原水水质其中的一些常规的检测项目已经符合《生活饮用水水质卫生规范》的要求,只需要处理水源的浊度。
由于水源没有受到污染无需预处理及深度处理,所有该水厂的处理工艺流程为常规处理。
即:
原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→用户。
主要构筑物为:
网格絮凝池、斜管沉淀池、普通快滤池和清水池。
水厂布置采用了直线型,水厂地面标高2687.00米,Kh为1.74。
关键词:
给水厂;处理工艺;低浊度
Abstract
ThisisdesignedtoBATANGWatersupplyengineeringdesign,mainlytothedesignofwatertreatmentplants。
Thewaterplantcanbeupdatedeveryyearforthewaterofriverthewater,qualityingoodcondition,someoftheseconventionaldetectionprojecthasbeenconfirmed,"Healthandlifequalityofdrinkingwaternorms"andtheneedtoaddresstheturbidityofthewater.Sincewaterpollutionhasnotbeenwithoutpretreatmentanddepthofprocessing,thenthewaterplantforthetreatmentprocessconventionaltreatment.whichwas:
rawwater→flocculation&coagulation→filtration→disinfection→consumer.Themainstructuresconsistofmechanicalflocculationpond,Gridflocculationpool,sedimentationtanksoftheramp&conventionalrapidfilter.Plantlayoutadoptedlineartype.Watersurfaceelevation2687.00meters,Khwas1.74.
Keywords:
citypipenetwork;waterworks;treatmentprocess;lowturbidity
目录
摘要I
AbstractIII
目录I
第一章工程概述1
1.1巴塘县基本概况1
1.1.1城市概况1
1.1.2给水现状及规划1
1.2设计任务及其范围1
1.2.1设计任务1
1.2.2设计范围2
1.3主要设计资料2
1.3.1气象资料2
1.3.2水文地质资料2
1.3.3工程地质资料2
1.3.4其它资料3
第二章给水水源及取水4
2.1水量计算4
2.1.1城市规划中的用水量计算4
2.1.2设计参数的选取及用水量计算4
2.2输水工程的设计4
2.2.1水源种类、取水地点、输水方式的选择4
2.2.2输水管道降压消能方式的比较和选择5
第三章输配水工程7
3.1给水管网的设计7
3.1.1管网布置形式及原则7
3.1.2管网布置方案及选择8
第四章净水工艺选择9
4.1概述9
4.1.1设计内容与步骤9
4.1.2设计原则9
4.2给水处理厂处理工艺9
4.2.1概述9
4.2.2原水水质分析9
4.2.3净水工艺的比较与选择9
4.2.4具体工艺确定及构筑物的选型10
4.3厂址选择10
第五章水处理工程12
5.1配水井12
5.2药剂投配设备12
5.3混合设备13
5.3.1混合设备概述及选择13
5.3.2混合设备设计13
5.4反应设备14
5.4.1反应设备概述及选择14
5.4.2网格絮凝池设计14
5.5沉淀设备15
5.5.1沉淀设备概述及选择15
5.5.2斜管沉淀池设计15
5.6过滤设备16
5.6.1过滤设备概述及选择16
5.6.2普通快滤池设计16
5.7消毒工艺设计17
5.7.1消毒工艺概述及消毒剂选择17
5.7.2消毒设备及消毒间设计18
5.8清水池设计18
5.8.1清水池概述18
5.8.2清水池尺寸设计18
第六章水厂布置20
6.1水厂总体布置20
6.1.1水厂组成20
6.1.2工艺流程布置20
6.2水厂平面布置20
6.2.1平面布置概述20
6.2.2水厂处理构筑物21
6.2.3水厂附属构筑物设计21
6.3水厂人员编制22
6.4水厂管线设计22
6.4水厂高程布置22
6.4.1高程布置概述22
6.4.1高程布置设计23
结束语错误!
未定义书签。
参考文献25
巴塘县给水工程设计说明书
第一章工程概述
1.1巴塘县基本概况
1.1.1城市概况
巴塘县位于四川省西北部,青藏高原东南边缘,金沙江中游东岸的川、滇、藏三省(区)结合地带;地跨东经98°57ˊ53"-99°44ˊ21",北纬29°2ˊ9"-30°37ˊ50"。
巴塘县主要民族组成有藏族、汉族、纳西族、回族和其他民族,是一个以藏族为主的多民族聚居区。
随着国家政策对民族地区支持力度加大,中心城区生活环境的改善,巴塘区域交通设施的不断建设完成,旅游产业及生态产业的发展,城市吸引力提升,巴塘县城人口的增长速度将提高。
1.1.2给水现状及规划
巴塘县自来水厂修建于1983年,2010年进行了扩建设计,占地面积5435平方米,设计规模为2.5万吨/日,规划占地面积2.0公顷。
供水方式为重力流,全长23500米,消防用水量是90T/d,供水规模为1.25万吨/日。
水厂位于县城东面,巴久曲河右岸的鹦哥嘴处,电厂附近,距县城3.5公里,该处地势较为平坦,距离县城现状建成区3.5公里净水厂占地面积5435㎡,以巴久曲河为水源,采用常规的沉淀、过滤工艺,设有1575m³的清水池,取水、输水、净水及配水均为重力自流。
截至2012年底,实际供水规模3184吨/日。
1.2设计任务及其范围
1.2.1设计任务
1.给水系统处理工艺的选择
包括设计用水量的计算、供水规模的确定等
2.水厂布置以及各构筑物的设计计算
包括输水管网的布置、取水工程的设计计算、净水工程的设计计算和输配水工程的设计计算、水厂平面布置等。
1.2.2设计范围
本项目近期包括巴塘县中心城区(夏邛镇茶雪村、中真村、通嘎顶村、茶树山村、独角龙村、四里龙村、道冉村)和党巴乡、竹巴笼乡,远期为总体规划确定的远期(2030年)建设范围。
1.3主要设计资料
1.3.1气象资料
巴塘属亚热带气候,冬长夏短,四季变化不分明,干雨季分明;垂直气候明显;雨热同季。
年无霜期184天。
气温:
年平均气温12.7°C,最高气温37.9°C,最低气温-11.7°C,一月最冷,七月最热。
降雨量:
多年平均降雨量469.7毫米,一日最大降雨量42.4毫米。
相对湿度:
年平均相对湿度为47%。
蒸发量:
多年平均蒸发量为1711.4毫米。
日照:
常年平均日照时数2644.4小时。
风:
南风为主导风向,年平均风速为1.4m/s,年最大风速为30m/s。
1.3.2水文地质资料
巴塘县城区内地表水主要有巴曲、巴久河两大水系,分别从县城的北部和东部穿城,并在县城中部汇合后向南流入金沙江;地下水埋藏很深,钻探深度10.0米内未见地下水。
巴曲河与巴久河属于长江源头支流,水量较大,水质较好,加之巴塘县城所在地地下水位很低,因此选取地表水作为巴塘县饮用水水源。
巴曲河、巴久河在巴塘县城周围污染较重,不适宜作为饮用水水源,远距离取水耗资巨大。
根据巴塘县地表水文资料,巴塘县巴楚饮水灌溉工程左干渠设计流量1.5m³/s,水量较大;引水处接近巴久河源头,水质优良。
1.3.3工程地质资料
巴塘县城四面环山,两面临河,区内共分为三级阶地,其中一级阶地阶面不平整,宽窄不一,沿两河分布,地基承载力较强,无不良地质现象;二级阶地,即巴塘冲洪积裙,面积广阔,状如宽扇,地形较为平坦,地势由东南倾向北西,坡度在2-3%之间,地质条件单一,地基承载力强,无不良地质现象;三级阶地,即沿山麓一带,地质条件复杂,有冲沟、滑坡、泥石流及断裂破碎边坡等不良地质现象。
1.3.4其它资料
本工程水源所在的左干渠主要渠段设计管沟底高程为3234m—3229m之间(数据来源于工程施工图集),水厂备选厂址高程在2725m—2745m之间。
水源到自来水厂相对高差保守估计在480m上下。
巴塘县城主要位于二级阶地,即巴塘冲洪积裙之上。
主城区最低点(2520m)与最高点(2610m)高程相差90m左右,主城区最高点与拟建水厂高差保守估计100m以上。
第二章给水水源及取水
2.1水量计算
2.1.1城市规划中的用水量计算
城市设计用水量是指城市最高日用水量,它是居民综合用水量、工业企业用水量、未预见和管网漏失水量、道路浇洒之和,不包括消防用水量。
消防用水量用于校核清水池容积。
2.1.2设计参数的选取及用水量计算
1.居民综合生活用水量
用水普及率f取100%,人均生活用水定额q=300(L/cap*d),得Q1=7500m3/d。
2.工业企业用水量
工业用水量取居民生活用水量的20%来近似估算。
Q2=Q1*20%=1500m3/d。
3.未预见和管网漏失水量
按照最高日用水量的25%来计算,Q4=(Q1+Q2+Q3)*25%
所以Q4=(7500+1500+750)/4≈2450m3/d。
4.绿地浇洒用水量
以最高日生活用水量的10%来计算。
绿地用水和道路浇洒用水Q3=7500*10%=750m3/d.
绿地用水和道路浇洒用水为750m3,分两个小时浇洒,6-7点一次,18-19点一次,一次375m3。
2.2引水工程的选择和设计
2.2.1水源种类、引水地点、输水方式的选择
1.水源种类和引水地点的选择
巴塘县城区内地表水主要有巴曲、巴久河两大水系,分别从县城的北部和东部穿城,并在县城中部汇合后向南流入金沙江;地下水埋藏很深,钻探深度10.0米内未见地下水。
巴曲河与巴久河属于长江源头支流,水量较大,水质较好,加之巴塘县城所在地地下水位很低,因此选取地表水作为巴塘县饮用水水源。
巴曲河、巴久河在巴塘县城周围污染较重,不适宜作为饮用水水源,远距离取水耗资巨大。
根据巴塘县地表水文资料,巴塘县巴楚饮水灌溉工程左干渠设计流量1.5m³/s,水量较大;引水处接近巴久河源头,水质优良。
结合现场勘察结果,拟将左干渠渠水作为巴塘县饮用水水源。
2.输水方式的选择
由于引水点和水厂的高程差过大,整个输水管道可以采用重力流输水,因此可以不设计取水构筑物和一泵站。
输水方式有明渠输水,暗渠输水和管道输水。
为了使原水不被污染,本次设计采用管道输水的方式。
2.2.2输水管道降压消能方式的比较和选择
由于引水点和水厂的高程差过大,应沿线采取有效的降压消能措施,以防止管道因压力过大而损坏。
大落差的重力流输水管道的降压消能措施有如下几种:
1.孔板、洞塞消能工
孔板消能工消能机理是:
在孔板泄洪洞内设置一级或多级混凝土环,水流在孔板处流线突然变化、水流势能降低,并在孔板的上、下游侧产生环状的收缩水流,在收缩水流与泄洪洞周边之间的区域发展为漩涡区,漩涡区水流强烈紊动、混掺和水流内部的剪切作业使得在水流内部产生剪切摩擦与碰撞,将一部分动能转变为热能,从而达到减小流速、减少磨损的目的。
洞塞消能工是在泄洪洞内设置一定长度的混凝土塞,塞内沿水流方向开设一个或多个出水管或洞,利用水流的突缩突扩作用消能,具有结构简单、流态稳定、水流参数易于控制等优点。
2.阀口消能工
阀口消能是在高压输水管道中设置一个锥形阀门,当水流流过锥阀时,由于锥阀前部锥体的导向作用,使来流以辐射型的散射出去。
水流在排放到大气过程中,会以宽广的锥形角度扩散,并分解为稀薄喷淋形态,通过水流和空气大面积的摩擦产生雾化,达到极佳的消能效果。
3.底流淹没水跃消能
为了形成淹没水跃,下游水深应该大于与收缩断面水深相应的共轭水深。
为了形成并保持淹没水跃,通常采用消力池或减压池。
在实际供水工程的,用的较多的是减压阀消能和减压池消能。
但是减压阀消能的可靠性不高,所以本设计采用分级减压池消能。
本设计采用分段输水方案,输水管线分成三段,每段的地形落差不超过120m,全线管道最大静水压力控制在1.6MPa之内,各分段间用减压池连接,前后管段构成独立运行系统。
减压池上段设出水管,距离池顶1-1.5m。
进水管和出水管均为无缝钢管,管径DN250,粗糙率0.011,可承压0.6-1.8MPA。
输水管道内高压水进入减压池后,利用射流强烈冲击池的底部,受水垫的作用,水流和井底、井壁剧烈碰撞后,向上翻滚,消耗大量能量后,经减压池上端的出水管溢流排走,进入下一级输水管道。
减压池结构见图2。
第三章输配水工程
3.1给水管网的设计
3.1.1管网布置形式及原则
给水管网的布置形式
给水管网的布置形式主要有树枝状管网和环状管网两种。
1、树枝状管网
从引水点至用水点的管线布置成树枝状,管径随用水点的减少而逐步变小。
它适合于用水点较分散的情况,对分期发展的公园有利。
树状网构造简单,造价低,管线长度短,但供水的安全可靠性差,并且在树状网末端,因用水量小,管中水流缓慢,甚至停留,致使水质容易变坏,而出现浑浊水和红水的可能。
2、环状管网
给水管线纵横相互接近,形成闭合的环状管网。
环状管网中任何管道都可由其余管道供水,保证供水的可靠性,环状管网还可降低管网中的水头损失,减轻水锤造成的影响,但环状网增加了管线长度,投资增加。
给水管网的布置原则
给水管网的布置要求供水安全可靠,投资节约,一般应遵循以下原则:
1、按照总体规划布局的要求布置管网,并且需要考虑分步建设。
2、干管布置方向应按供水主要流向延伸,而供水流向取决于最大的用水点和用水调节设施(如高位水池和水塔)位置,即管网中干管输水距它们距离最近。
3、管网布置必须保证供水安全可靠,干管一般按主要道路布置,宜布置成环状,但应尽量避免布置在园路和铺装场地下敷设。
4、力求以最短距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量费用。
5、在保证管线安全不受破坏的情况下,干管宜随地形敷设,避开复杂地形和难于施工的地段,减少土方工程量。
在地形高差较大时,可考虑分压供水或局部加压,不仅能节约能量,还可以避免地形较低处的管网承受较高压力。
6、为保证消火栓处有足够的水压和水量,应将消火栓与干管相连接,消火栓的布置,应先考虑在主要建筑。
7、与其它管线的水平距离。
8、管线的埋深:
冰冻线以下40cm,无冰冻区不小于70cm。
9、阀门井500米左右设一处,消防栓120米设一处与道路相区不大于2米。
3.1.2管网布置方案及选择
本次设计采用环状管网,以保障供水的安全。
由于巴塘县有明显的三级阶梯,北部地势高,宜采用分区供水的措施。
方案2没有分区供水,会导致北部配水区富余水头过高或者西南方向的居住区自由水头过低。
所以,本次设计采用方案1所示的管网设计。
3.1.3管网布置
如上图所示,11-3-1为高区配水管道(15-11为高区输水管道),其余部分为低区供水管道,其中15-13为低区输水管道,9-10不配水。
3.1.4管网水力计算
高区:
管道
管长m
管径mm
流量(L/s)
流速(m/s)
千米损失m
水头损失m
15-11
2089.6
250
-35
0.72
3.64
7.6
11-3
700.4
200
11.8
0.74
5.13
3.6
3-1
1374
150
23.2
0.67
6.31
8.7
低区:
管道编号
管径(mm)
管长(m)
流量(L/s)
流速(m/s)
千米损失(m)
管道损失(m)
2-6
100
925.7
4.719
0.555
4.031
3.731
2-4
100
127.5
2.923
0.344
1.641
0.209
2-7
100
725.8
4.785
0.563
4.138
3.004
4-10
125
590.9
10.537
0.794
6
3.546
4-8
100
690.4
2.226
0.262
0.991
0.684
5-6
100
419.8
2.932
0.345
1.65
0.693
6-7
125
160.3
9.105
0.686
4.54
0.728
8-10
125
485.5
10.439
0.786
5.894
2.862
9-7
100
297.9
3.949
0.465
2.881
0.858
10-9
200
28.9
28.494
0.839
3.701
0.107
12-14
125
794.3
2.433
0.183
0.388
0.308
12-6
250
405.7
30.107
0.571
1.355
0.55
13-9
250
685.3
39.31
0.746
2.254
1.544
13-12
250
494.4
39.511
0.75
2.276
1.125
14-13
200
856
13.96
0.411
0.955
0.817
15-13
400
752.4
107
0.803
1.463
1.101
第四章净水工艺选择
4.1概述
4.1.1设计内容与步骤
1.工艺流程的确定
根据原水水质情况并考虑远期对出水水质的要求合理确定水处理工艺流程。
2.水厂厂址的确定
4.1.2设计原则
净水工艺选择的原则应是针对当地原水水质的特点以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质。
水厂选址的原则:
1.厂址应选择在工程地质条件较好的地方;
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.水厂应少占农田或不占农田,并留有适当的发展余地;
4.水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方,以利于施工管理,降低输电线路的造价;
4.2给水处理厂处理工艺
4.2.1概述
给水处理是对不符合用水对象水质要求的水,进行改善的过程。
给水处理工艺有常规处理,深度处理等。
4.2.2原水水质分析
左干渠水质好,水量充足,采用常规处理即可达到出厂水质的要求。
4.2.3净水工艺的比较与选择
工艺流程1:
原水-混凝沉淀-过滤-消毒;
适用条件:
一般地表水厂广泛采用的常规流程,进水悬浮物允许含量同上,出水浊度小于3度,含藻,低温低浊度水处理时沉淀工艺可采用气浮池或浮沉池。
工艺流程2:
原水-接触过滤-消毒;
适用条件:
一般可用于浊度和色度低的湖泊或水库处理,比常规流程省去沉淀工艺。
进水悬浮物含量一般应小于50mg/l,水质稳定变化较小且无藻类繁殖时。
可根据需要预留建造沉淀池的位置,以适合今后原水水质的变化。
工艺流程3:
原水-预沉淀-混凝沉淀-过滤-消毒;
适用条件:
适用于含沙量大,沙峰持续时间较长时,预沉后原水含沙量可降低到1000mg/l以下。
第二种处理工艺也不符合水质要求,而本次设计中原水的含沙量不是很大且工程造价也很大第三种也不适合,只有第一种符合本次设计的要求。
4.2.4具体工艺确定及构筑物的选型
混凝剂:
硫酸铝
混合设备:
管式静态混合器
絮凝池:
网格絮凝池
沉淀池:
斜管沉淀池
滤池:
普通快滤池
消毒:
氯气
下图为水厂的初步设计工艺流程:
4.3厂址选择
方案1(右)
方案2(左)
输水管线长度
基本一致
基本一致
交通运输运距
较近
较远
电力供应情况
较为方便
不太方便
占地性质
非农田
非农田
工程地质
平地
平地
备注
风速快
风速慢
在其他情况差不多的条件下,鉴于方案1风速较快,宜选取方案2的位置建设水厂。
第五章水处理工程
5.1配水井
水厂处理构筑物往往建成多座并联运行,配水均匀与否,成为一个重要的问题。
配水井的目的是均匀配水,使后续构筑物负荷相近,以利出水水质。
为达到此目的,同时为了方便施工,采用矩形配水井,并联建两座,每座设置两个出水管,分别连至混合池。
设计计算中只进行单井计算,另外一个配水井与其参数相同。
配水井设计规模为:
Q总=12200×1.1=13420m3/d=0.155m3/s。
配水井停留时间T=3min,进水管采用无缝钢管。
配水井有效容积V=Qd*T=14m3,设计水深3.2m,超高0.5m。
配水井尺寸2.1x2.1x3.7,有效容积2.1x2.1x3.2=14.1m3。
进水管管径D1=300mm,配水管管径D2=200mm。
放空管、排泥管合用,采用DN200。
溢流管管径D4=300。
5.2药剂投配设备
为了达到混凝作用所投加的各种药剂统称为混凝剂。
按混凝剂在混凝过程中所起的作用可分为凝聚剂、絮凝剂和助凝剂。
习惯上把常用的凝聚剂称为混凝剂。
凝凝聚剂通常指在混凝过程中主要起脱稳作用而投加的药剂;絮凝剂主要通过架桥作用;助凝剂是为了改善混凝效果而投加的各种辅助药剂。
给水处理中常用的混凝剂:
硫酸铝:
运输方便,使用方便,在水温低时,硫酸铝水解较困难,形成的絮凝体比较松散,效果不及铁盐絮凝剂。
近年来在南方地区较广泛采用。
三氯化铁:
对金属腐蚀性大,对混凝土也腐蚀,对塑料管也会因发热而引起变形,不受温度影响,絮体结得大,沉淀速度快,效果较好,易溶解原水PH=6.0-8.4为宜。
处理高浊度水时,用量比硫酸铝少,处理低浊度水时,效果不显著。
硫酸亚铁:
腐蚀性较高,絮体形成较快,较稳定,沉淀时间短。
适用于碱度高,浊度高,不论在冬季或夏季使用都很稳定,混凝作用良好,但原水的色度较高时不宜采用。
根据设计背景资料,巴塘县属亚热带气候,四季变化不分明、日照充足、干雨季分明、年无霜期184天,年平均气温12.7°C,最高气温37.9°C,最低气温-11.7°C,而原水浊度低,采用硫酸铝能达到较好的混凝效果。
三氯化铁和硫酸亚铁不具有的适应性都比较差。
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。
结合上述优缺点,采用计量泵投加混凝剂。
5.3混
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