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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

型号

流量Q

(m3/h)

扬程H

(m)

转速n

(r/min)

轴功率

(kw)

电机功率

(kw)

效率η

(%)

必须汽蚀余量(m)

重量

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