佛山市某自来水厂工程毕业论文
2022-04-11 20:49:11
论文总字数：24195字
摘 要
本设计由于是对北江进行取水，因此在常规工艺的基础上，加上生物接触氧化法作为预处理工艺,因为生物接触氧化池处理时间短，能够克服污泥膨胀问题，可以间歇运转，维护管理方便，不需要回流污泥。而在常规工艺的构筑物选择上，选用隔板往复式絮凝池和平流使沉淀池合建，V型滤池等构筑物，以及加氯消毒的方法对水进行消毒处理，选用这些工艺是因为这些工艺技术已经成熟，且成本不高，操作简便，维修方便。同时本工艺还加入了排泥水处理工艺来对水进行进一步的处理回用，本设计排泥水处理主要采用的是传统的“水量调节-污泥浓缩-污泥调质-污泥脱水-泥饼处置”工艺，对水厂排泥水进行进一步的处理，使得水资源得到充分的利用，节约了用水，符合环保的理念。
第一章 设计资料
1.1 设计规模
本工程近期设计水量为30万m3/d，中期、远期设计水量为30万m3/d，20万m3/d。
1.2水文及水质资料
1.3.1水文资料
水厂水源取自北江干流水道河口饮用渔业用水区，其河岸平坦，枯水期主流离岸较远，河流流量Q为332～13200m3/s。北江全长468km，总流域面积为46710 km2
北江水质目前保持良好，除总大肠菌群数为爯地表水环境质量标准爲( GB 3838—2002) 中的Ⅲ类水标准外，其余水质指标均符合Ⅱ类水标准，可见取水河段水质良好，原水经常规净化处理( 如絮凝、沉淀、过滤、消毒等) 后，出水水质即可达到爯生活饮用水卫生标准爲( GB 5749—2006) ．
第二章 取水构筑物计算
2.1 河床式取水构筑物
由于水厂水源取自北江，其河岸平坦，枯水期主流离岸较远，故选用河床式取水构筑物较为合适。用自流管深入河心取水，进水间与泵站合建，采用矩形结构。
2.2 取水头部设计计算
2.2.1 取水头部形式选择
考虑到本工程取水口位置在枯水位( 98% 保证率) 时的水深较浅，仅 2． 58 ～ 2． 78 m，采用桩架式取水头部不能满足引水管吸水的水力条件要求．故选择箱式取水头部，取水头部上设固定标志，在常水位时通航船只能观察到，以避免船只碰撞。
2.2.2 取水头部进水口面积计算
河水流速为0.8~1.5m/s,多年统计月平均水温2.5~23.8℃,因此河水无冰絮，而河床式取水构筑物无冰絮是为0.2~0.6m/s，因此设计进水流速取0.4m/s。
（2-1）
式中，Q——设计流量，m3/s；
K1——堵塞系数，采用0.75；
K2——栅条引起的面积减小系数；
(2-2)
式中，b——栅条间净距，mm；
s——栅条厚度，mm；
v0——过栅允许流速，m/s。
进水孔设4个，分别设在两侧，每个进水孔面积：
进水孔尺寸采用：
格栅尺寸为：
进水孔总面积为：
实际进水孔流速为：
通过格栅的水头损失一半采用0.05m-0.1m，设计采用0.1m。
取水头部上缘距最枯水位深取1.2m，进水孔下缘距河床底高度取0.8m，进水箱底部埋入河底下深1.2m。
进水孔位置设置要求，侧面进水孔的下缘至少高出河床0.5m，设计取0.8m；上缘在最枯水位时不小于0.3-0.5m，设计取1.00m。
2.2.3 取水头部位置设计
取水头部设于河床主流流向除，以保证有足够的取水深度，根据取水头设计尺寸，取水头最小水深不应小于3.0m。为防止头部被水流冲刷，头部基础设在河床以下1.2m，在冲刷周围抛石加固。
2.3 自流管设计
自流管设置4根。
每条自流管设计流量：
自流管流速采用1.0m/s，则自流管管径：
采用管径DN1000的铸铁管，管内实际流速：
考虑到使用自流管后结垢及淤积情况，粗糙系数取0.016，自流管长度为800m。
自流管水力半径：
流速系数：
水力坡度：
自流管的沿程水头损失：
自流管上设喇叭进水口一个，焊接90°弯头一个，阀门一个，出口一个，区局部阻力系数分别为：
喇叭管进口：
弯头：
阀门：
出口：
自流管局部损失：
正常工作时，自流管的总水头损失为：
自流管采用在河流高水位时单根重力流正向冲洗的方式。
2.4 进水间设计
进水间用隔墙分成进水室和吸水室，为便于清洗和检修，进水室用一道隔墙分成两部分，吸水室用三道墙分成四部分。
进水间隔墙上设连通管DN600，连通管上设阀门。
2.4.1吸水室
吸水室下部进水孔上的格网采用平板格网。
平板格网的面积：
（2-3）
式中，Q——设计流量，m3/s；
v1——过网流速，一般采用0.3-0.5m/s，不应大于0.5m/s；
K1——网似引起的面积减小系数
(2-4)
式中，b——网眼尺寸，mm，采用5mm；
d——网丝直径，mm，采用2mm；
K2——格网堵塞面积减小系数，一般为0.5；
——收缩系数，可采用0.64-0.8，取0.75。
由于格网面积较大，所以选择用两层格网，第二层的网眼尺寸为25mm×25mm，直径采用3mm，增强网的强度。
每个格网的面积：
进水部分尺寸为B2×H2=2250mm×2000mm。
格网尺寸选为B×H=2380mm×2130mm，型号为C17。
通过格网的水头损失一般采用0.10-0.15m，本次设计取0.15m。
2.4.2 进水间高程计算
进水间平台标高为
进水室最低动水位标高为：
河流最枯水位-冰盖厚度-取水头部进水格栅水头损失-自流管水头损失
吸水室最低水位标高为：
进水室最低动水位-吸水室进水孔格网水头损失
进水间井底标高：
格网净高2.00m，其上缘应淹没在最低水位以下，取0.1m，共下缘应高出井底，取0.5m，故进水间井底标高为：
进水间深度为：
平台高度 室内与平台高差-井底标高
一根自流管停止工作时校核：
当一根自流管清洗或检修停止工作时，另3个自流管按最低枯水位仍需要通过全部流量的70%计，此时，管中的流速为
自流管沿程水头损失：
局部水头损失：
一根自流管的总水头损失为：
设计中取0.78m。
一根进水管时吸水室最低水位为：
此时，吸水室中水深为：
可满足水泵吸水要求。
2.4.3起吊设备计算
格网起吊重量计算：
（2-5）
式中，G——平板格网和钢绳重量，共约0.15t；
p——格网前后水位差所产生的压力，去水位差0.2m，则p=0.2t/m2；
F——每个格网的面积，m2；
f——格网与导槽间的系数；
K——安全系数。
设计中取安全系数K为1.5，格网与导槽间的系数 f为0.44。
格栅（常水位时）起重量计算：
（2-6）
设计中取G约为0.2t，p=0.2t，f=0.44，K=1.5
格网起吊高度为：
平台高度-格网下缘高度 格网高度 格网与平台最小距离 格网吊环高
采用MD12-30D型电动葫芦，起重量2t，起吊高度30m。
起吊架高度计算：
平板格网高2.13m，格网吊环高0.25m，电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离为0.685m，格网至平台以上的距离取0.2m，平台标高为42.80m，起吊架工字梁下缘标高应为：
m
第三章 泵房设计
3.1设计流量的确定和设计扬程估算
3.1.1 设计流量Q
30万m3/d=12500m3/h=3.47m3/s
3.1.2 设计扬程H
泵所需静扬程：
从取水头部到泵房吸水间的水头损失为0.78mH2O，则吸水间中最高水面标高为，最低水位标高为。所以泵所需静扬程为：
洪水位时：
枯水位时：
输水干管中的水头损失：
设采用4条DN900钢管并联作为原输水干管，当一条输水管检修时，另三条输水管应通过75%的设计流量（按远期考虑），即：
查水力计算表的管内流速，，所以：
泵站内管路中的水头损失：粗估为2m
则泵的设计扬程为：
枯水位时：
洪水位时：
3.2 水泵机的选择
首期: 选用 3 台大泵，1 台小泵( 1 台大泵备用) ，大泵 Q = 6 750 m3 /h，H = 170 kPa，小泵Q = 3 400 m3 /h，H = 170 kPa; 二期: 增加 2 台同型号大泵，共 6 台泵．
表3-1 600s-47性能参数
