3201 某水廠給水工程設(shè)計

3201 某水廠給水工程設(shè)計,水廠,給水,工程設(shè)計 厭氧塘處理含有淀粉的污水：泰國的研究實例B.K.Rajbhandari，A.P.Annachhatre亞洲環(huán)境工程和管理技術(shù)研究所， 4#信箱， Klong Luang， Pathumthani 12120，泰國2004.1.20 修改稿 2004.1.26 審定稿 2004.3.12 可在線閱覽摘要 因為厭氧塘可達到沉降固體顆粒和去除有機物的雙重目的，所以它能夠特別有效地處理含有高濃度可生物降解固體顆粒的污水。人們在熱帶氣候條件下評定一個用于處理含有高濃度有機碳、可生物降解淀粉顆粒和氰化物的污水處理系統(tǒng)的處理效果。每天大約有5000 立方米來自淀粉廠的污水被一系列厭氧塘處理，其中包括 7.39 公頃的厭氧塘和 29.11公頃的臨時處理塘，可以達到 90%以上的 COD、TSS 去除率和 51%的 CN 去除率。厭氧塘沉降物和散裝液中活性微生物群的產(chǎn)甲烷率為：每克 VSS 可產(chǎn)生 20.7ml 和 11.3ml 的甲烷。污泥的氰化物降解能力為：每克 VSS 可將 10mg/l 和 20mg/l 的氰化物分別降解為 0.43mg/l和 0.84mg/l。淀粉污水沉降實驗表明，120 分鐘的沉降時間足以去除 90---95%的 TSS。關(guān)鍵詞：厭氧塘；氰化物降解能力；有機碳；沉降特性；專門的產(chǎn)甲烷細菌活動；淀粉廠污水1.介紹厭氧塘被廣泛用于處理食品廠、紙漿廠、制糖廠、和蒸餾廠所產(chǎn)生的的有機污水。厭氧塘能夠特別有效地處理含有高濃度可生物降解懸浮固體的污水。在這樣的情況下，厭氧塘的流層起到沉淀池的作用，同時，厭氧塘的生物降解主要發(fā)生在厭氧塘的沉降物中。沉降物中的厭氧反應(yīng)包括：可生物降解顆粒物質(zhì)的溶解、酸化反應(yīng)、乙?；磻?yīng)和產(chǎn)甲烷反應(yīng)。散裝液中所發(fā)生的反應(yīng)與厭氧塘中所發(fā)生的反應(yīng)相比可以忽略。因此，厭氧塘達到了沉降顆粒物質(zhì)和進行有機物厭氧轉(zhuǎn)化的雙重目的。然而，厭氧塘的運行也存在很多內(nèi)在的問題，如大量的土地需求，硫化氫、二氧化碳、甲烷等令人厭惡的溫室氣體的排放。盡管存在這些問題，厭氧塘在土地充足的地方還是特別受到歡迎的。淀粉廠所排放的污水就是一種廣泛被厭氧塘處理的污水。世界很多盛產(chǎn)木薯的地方都生產(chǎn)淀粉。木薯根含有 20---25%的淀粉。淀粉的提取過程必不可少地包括木薯根的預(yù)處理，淀粉的提取、分離和干燥。這一過程產(chǎn)生的污水量為：生產(chǎn)每噸淀粉可產(chǎn)生 20---60 立方米。pH 值為 3.8---5.2。污水本身含有很高的有機物，其化學(xué)需氧量可達到 25000mg/l。污水本身含有高濃度的 TSS，其濃度為 3000---15000mg/l，在自然條件下可高度生物降解。含有木薯淀粉的污水也含有高濃度的氰化物，其濃度可達到 10---15mg/l。氰化物濃度為 0.3mg/l時就會對水生生物產(chǎn)生劇毒作用。根據(jù)報道，現(xiàn)在的水污染問題很嚴(yán)重。污水的酸性特征可以傷害水生有機體，并減少納污河流的自凈化能力。污水存在的懸浮性固體顆粒能夠沉降在河床上，傷害水中的魚類。因為這些固體顆粒主要是有機物質(zhì)，它們可以很容易地被降解掉，從而減少水中的溶解氧。類似的，污水中的高濃度的 COD 會使納污水體中的溶解氧很快減少并促進令人厭惡有機體的生長。據(jù)報道，在亞洲很多國家，特別是印度和泰國，由生產(chǎn)木薯淀粉所引起的水污染已經(jīng)是一個很嚴(yán)重的問題。木薯含有合成氰化物，并將其作為自然防御物。在淀粉的制作過程中，木薯根部以里那苦苷酸形式存在的合成氰化物被水解成里那苦苷酶，然后分解為氰化氫流入污水中。淀粉污水中的氰化物在厭氧處理過程中可以有效地被去除。厭氧污泥上流系統(tǒng)能夠有效地處理淀粉污水，特別是去除其中的氰化物。有資料記載，產(chǎn)甲烷菌對氰化物的適應(yīng)濃度為 5---30mg/l。因此，用厭氧塘處理木薯淀粉污水可以達到三個目標(biāo)：顆粒物質(zhì)的沉降、有機物質(zhì)的厭氧轉(zhuǎn)化和氰化物的去毒。據(jù)此，現(xiàn)在的工作就是評定厭氧塘處理木薯淀粉廠污水的能力，特別是關(guān)于去除 COD、 TSS 和氰化物的的能力。既然厭氧塘是作為淀粉顆粒沉降池來使用的，那么其沉降特性也應(yīng)該由實驗來評定。此外厭氧塘沉降物和散裝液中的厭氧微生物的產(chǎn)甲烷活動（SMA ）應(yīng)當(dāng)由專門的產(chǎn)甲烷實驗來測定。氰化物的降解率也需要評定。2、方法坐落在泰國中央省份的木薯淀粉廠和葡萄廠每天可生產(chǎn) 250 噸的淀粉，人們對那里的厭氧塘處理系統(tǒng)作了調(diào)查。這些工廠使用地下水作為工藝用水水源，每天產(chǎn)生大約 5000 立方米污水。調(diào)查期間的環(huán)境溫度為 30---35 攝氏度。2.1 處理塘圖 1 為淀粉廠穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)的示意圖。這一處理系統(tǒng)由 21 個厭氧塘和臨時處理塘組成，它們連接在一起，共占地 36.5 公頃。它們當(dāng)中，6 號塘是占地 7.39 公頃的厭氧塘，15號塘是占地 29.11 公頃的臨時處理塘。現(xiàn)在重點研究的是厭氧塘處理系統(tǒng)。在研究期間，僅有 4 個厭氧塘在運行。厭氧塘的常用尺寸大約是長 250m 、寬 100m、深 4---5 m 。厭氧塘的運行參數(shù)列在表 1 中。該厭氧塘處理淀粉廠和葡萄糖廠產(chǎn)生的污水。淀粉廠污水首先流入 2 號塘，然后流入 4 號塘；而葡萄廠的污水首先流入 3 號塘，然后流入 5 號塘。淀粉廠污水和葡萄糖廠污水最后匯在 5 號塘。匯合后的污水流入一系列臨時性處理塘，處理后，最終排入地表水體。2.2 污泥活性實驗SMA 實驗的示意圖如圖 2。為了測定 SMA，把來自 4 號塘一定量的污泥清洗 3 次以去除存在的 COD，裝入 115ml 的溶漿瓶。同時在 4 號塘中取 100ml 散裝液裝入溶漿瓶中以測定散裝液沉降污泥的 SMA。將一定量的淀粉廠污水作為底物加入溶漿瓶中，使其中的COD 達到 2000----2500mg/l 的水平。加入營養(yǎng)物質(zhì)以保證碳：氮：磷為 300：5：1。將 pH 值調(diào)整為 7---7.8，將 2g/ml 的碳酸氫鈉溶液作為緩沖溶液隨底物一起加入溶漿瓶中，以確保實驗中的 pH 值為中型。接下來，用氮氣將瓶中的氧氣清除掉并安上移液系統(tǒng)，之后，用橡膠隔膜和鋁質(zhì)瓶帽將溶漿密封起來。移液瓶裝有 3%的氫氧化鈉溶液。在 48 小時的不同時間間隔內(nèi)測量甲烷的產(chǎn)生情況，每次測定氣體之后，進行人工旋流將溶漿瓶中的漿體混合。該實驗在 30 攝氏度恒溫室內(nèi)進行。同樣，厭氧塘沉降物中的氰化物分解活動也在溶漿瓶中進行。將 4 號塘沉降層中一定量的污泥保存在溶漿瓶中，并灌滿 70ml 含有類似 SMA 實驗所使用營養(yǎng)物質(zhì)的污水。將儲存好的氰化物溶液加入每個溶漿瓶中，使其中的氰化物濃度分別達到 10mg/l 和 20mg/l。然后用氮氣對溶漿瓶進行沖洗并立刻用橡膠隔膜和鋁質(zhì)瓶塞將其密封。將瓶子保存在 30 攝氏度的恒溫室中。在 48 小時內(nèi)，每 8 個小時用漢密爾頓管取出樣品并分析其氰化物含量。2.3 懸浮固體沉降實驗在靜態(tài)條件下，用直徑為 10cm 和高度為 2.0m 的沉降柱來測定淀粉廠污水總懸浮固體（TSS）的沉降特性。沉降柱可適應(yīng)不同濃度的 TSS?？捎米詠硭♂尭邼舛任鬯畞砼渲盟?TSS 濃度的污水。污水經(jīng)完全攪拌后流入沉降柱內(nèi)，在 2---60 分鐘內(nèi)的不同時間間隔內(nèi)收集沉降柱頂部的樣品液并分析其 TSS 濃度。2.4 分析程序根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法來分析 COD、BOD 、VSS 、DS 等參數(shù)。根據(jù) VSS 來測定污泥活性實驗中使用的污泥量。所有的樣品都要用 0.45um 的玻璃纖維過濾器進行過濾以測定其中的溶解性 COD 和 BOD。用分光光度計來測定其中的氰化物。2.5 數(shù)據(jù)分析厭氧塘的處理效果用九個算術(shù)平均值加上或減去標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。SMA 可用兩個平行實驗來測定。可用線性回歸曲線來描述兩次平行實驗的結(jié)果以及甲烷產(chǎn)量與所用時間之間的關(guān)系。根據(jù)回歸曲線的斜率和所用的污泥量來計算 SMA。同樣，可以在氰化物累積分解量和所用時間之間建立線性關(guān)系。沉降實驗中的數(shù)據(jù)可以用來在半去除時間和流入的總懸浮性固體濃度之間建立線性關(guān)系?？梢杂梦④浌镜?Excel2000 來進行所有的數(shù)據(jù)分析。3 結(jié)果和討論3.1 現(xiàn)有污水處理過程的分析原污水的特性：厭氧塘系統(tǒng)大約每天可以處理 4500 立方米的淀粉污水和 500 立方米的葡萄糖污水。厭氧塘的工藝流程和取樣點見圖 3。原污水、流入處理系統(tǒng)的污水和排出處理系統(tǒng)的污水的特性參數(shù)見表 2。表 2 中的 a 列和 d 列分別對應(yīng)淀粉廠污水和葡萄糖廠污水。淀粉廠污水酸性很高，而葡萄糖廠污水酸性較低，接近中性。從表 2 中可以看出，淀粉廠污水的 BOD 含量為 12776+499mg/l，而葡萄糖廠的 BOD 含量為 1046+153 mg/l。淀粉廠污水 TSS 含量為 9130+3067mg/l，主要是極易生物降解的淀粉顆粒。淀粉廠污水氰化物濃度為 17.5+1.5 mg/l，而葡萄糖廠污水中檢測不出氰化物。厭氧塘的處理效果：厭氧塘面積的詳細情況和污水滯留時間已列在表中?？倻魰r間為：淀粉廠污水是 33+5 天；葡萄糖廠污水是 1813+3 天。每天總量為 4999+785 立方米的污水平均污染負荷是每天 63258+10198kg 的 COD，其中淀粉廠污水的 COD 為62732+10152kg，葡萄糖廠污水的 COD 為 658+138kg。厭氧塘總的平均容積負荷是每天每立方米有 497+82 kgBOD（即每天每立方米有 514+82kgCOD） 。在六個厭氧塘中，1 號塘和 6 號塘在研究期間并沒有運行。1 號塘被淀粉廠污水的淀粉顆粒填滿，以便于淀粉廠污水流入 2 號塘。2 號塘的 COD、BOD 和 TSS 的平均去除率很低，大約分別為 10.5+6.8%。8.6+6.2%和 18.0+10.9%。2 號塘也部分被淀粉顆粒填滿，其中的污水經(jīng)一個修建好的渠道流入 4 號塘。這表明 1 號塘、2 號塘主要是作為懸浮顆粒的沉降池來運行的，因此，它們必須定期排泥。由于淀粉顆粒的沉積，污水在厭氧塘的滯留時間也減少了。2 號塘的 pH 值是酸性的，在 4.1---4.3 之間。這樣的條件對產(chǎn)甲烷菌的生長是很不利的，故在這樣的條件下是不會產(chǎn)生甲烷的。2 號塘 BOD 的去除率小于 10%進一步驗證了這一事實。然而 4 號塘和 5 號塘是處于厭氧條件的，其 pH 值在 6---8 之間。事實上，這兩個厭氧塘存在活躍的生物活動，因為這兩個塘中有大量氣泡形成而且在塘水表面存在懸浮污泥。根據(jù)資料記載，適于產(chǎn)甲烷菌的最佳 pH 值在 6.0---8.0 之間，但對整個生物群體來說最佳pH 值接近 7.0?；诒?3 的數(shù)據(jù)，4 號塘和 5 號塘的處理效果是令人滿意的，而 4 號塘的處理效果是最好的，COD、BOD 和 TSS 去除率分別達到了 88.6+0.6%，90.5+0.6%，87.6+2.8% 。2 號塘有很高的平均容積負荷，達到了每天每立方米有 1031+165kgBOD，而 3 號塘的平均容積負荷非常低，僅為每天每立方米有 6+2 kgBOD。4 號塘和 5 號塘的平均容積負荷分別為每天每立方米有 716+128 和 300+47 kgBOD，均在大多數(shù)資料所規(guī)定的范圍內(nèi)。淀粉污水中含有 17.5+1.5mg/l 的氰化物。因為這些厭氧塘已經(jīng)運行了 20 多年，所以這些厭氧塘中的污泥已經(jīng)很好適應(yīng)了污水中存在的氰化物。2 號塘、4 號塘和 5 號塘的氰化物去除率分別為2.8+2.5%、38.4+ 2.6%和 9.2+5.0%。COD、BOD 和 TSS 總的去除率分別為 96.2+0.6%、98.2+0.4%和 94.7+1.3%。而 DS 和CN 的去除率分別為 71.4+1.0%、51.2+1.1%。然而，經(jīng)過厭氧塘處理后的污水仍然達不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此對厭氧塘處理后的污水進行進一步的處理是必要的。COD 的去除要達到上向流污泥流化床（UASB）的處理效果。Pena 研究了在相同環(huán)境條件下厭氧塘和 UASB 處理相同生活污水的效果，得出了這兩個系統(tǒng)具有類似處理效果的結(jié)論。3.2 污泥活性厭氧塘沉降層活性污泥的 SMA 實驗結(jié)果表明：在開始的 13 個小時內(nèi)，甲烷的產(chǎn)量很低，13 個小時之后，產(chǎn)量開始增加。這表明了淀粉廠污水中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)甲烷菌所需的有機酸大約需要 13 個小時。而厭氧塘散裝液中存在剩余有機酸，所以可以立即觀察到散裝液中的污泥存在產(chǎn)甲烷活動。表 4 列出了 SMA 實驗結(jié)果，其它數(shù)值已有資料記載。從表 4 可以看出，厭氧塘沉降物和散裝液的甲烷產(chǎn)率分別是每天每克 VSS 可產(chǎn)生 20.7 和11.3ml 甲烷，這要低于資料記載的數(shù)據(jù)。這可以解釋與 UASB 相比，厭氧塘為什么需要相對較長的污水滯留時間。厭氧塘的處理效率比較低，它們需要 1.2 天的污水滯留時間，25攝氏度左右的環(huán)境溫度，以確保可以達到 70---80%的 BOD 去除率，而這一處理效果的取得要根據(jù)污水濃度。UASB 可以達到相同的處理效果，但其污水滯留時間較短大約為 6---8小時。對 4 號塘沉降層中的厭氧污泥進行氰化物降解實驗所需要的氰化物濃度分別為 10mg/l和 20mg/l。濃度為 10mg/l 的氰化物，其直線斜率表明了其氰化物平均降解率為每天 4.02 mg/LCN, 即每天每克 VSS 可降解 0.43mgCN。同樣，濃度為 20mg/l 的氰化物，其氰化物平均降解率為每天 7.83 mg/LCN，即每天每克 VSS 可降解 0.84mgCN。3.3 厭氧塘懸浮性固體的沉降厭氧塘有機物的去除是通過沉降和厭氧分解來達到的。厭氧污水穩(wěn)定塘被認為是最重要的處理步驟，因為它們可以分離原污水中可沉降物質(zhì)?？紤]到沉降懸浮性顆粒的重要性，要進行沉降實驗來研究淀粉廠污水懸浮性顆粒的沉降特性。不同懸浮性顆粒濃度下的沉降時間和顆粒去除率之間的關(guān)系見圖 6。實驗數(shù)據(jù)表明，濃度在 1600mg/l 以上的 TSS，由于沉降作用，在 120 分鐘內(nèi)可達到 90---95%的去除率。而濃度在 630mg/l 和 490mg/l 的 TSS在 120 分鐘內(nèi)的去除率分別只有 70%和 60%。和厭氧塘的污水滯留時間相比， 120 分鐘的沉降時間是非常短的，這表明懸浮性固體的沉降主要發(fā)生在厭氧塘的進口區(qū)。然而，厭氧塘實際懸浮性固體顆粒去除率小于沉降實驗所測得的數(shù)值，這一方面由于2 號塘淀粉顆粒沉降所形成的短暫環(huán)流，另一方面由于厭氧塘實際容積的減少。就 3 號塘、4 號塘和 5 號塘來說，由于微生物代謝所形成的氣泡和厭氧塘出口附近的出流對沉降物的沖刷，沉降顆粒會重新懸浮起來。厭氧塘出流所攜帶的重新懸浮的顆粒是厭氧塘固體顆粒去除率降低的原因。Tay 提議使用方程 1 給出的沉降模型，而這一沉降模型建立在沉降池懸浮物的沉降特性和水力特性之上。該模型分別將污水滯留時間和年沉降時間作為水力特性和沉降特性。將流入污水 50%的懸浮固體所用沉降時間作為半去除時間。半反應(yīng)時間與沉降實驗中的懸浮性固體濃度之間的關(guān)系見圖 7。TSS 值為 1600mg/l 時的半反應(yīng)時間有些特殊，忽略這一數(shù)據(jù)，則曲線為直線，遵循方程 2 所給出的典型關(guān)系：TSS 值為 500mg/l 和 12500mg/l 時的半反應(yīng)時間分別為 9 分鐘和 40 分鐘。以上結(jié)果如圖 6 所示。沉降實驗中，大多數(shù) TSS 值超過 630mg/l 的半反應(yīng)時間在 9 分鐘和 40 分鐘之間。這也暗示了該模型可以用于確定淀粉廠污水的沉降特性。4、結(jié)論這項研究主要集中于評價厭氧塘對木薯淀粉廠所排放的含有有機碳和氰化物污水的處理效率。對厭氧塘沉降物和散裝液中的污泥 SMA 進行測定以確定污泥的相對轉(zhuǎn)化率。也需要測定厭氧塘沉降層中氰化物的降解率。此外，還要對淀粉廠污水中 TSS 的沉降特性進行調(diào)查。現(xiàn)存的厭氧塘處理系統(tǒng)有效得去除了有機碳和懸浮性固體，然而，需要對處理后的排放液進行進一步處理，使其在流入地表水體之前滿足排放水標(biāo)準(zhǔn)。處理效果為：COD 和TSS總的去除率可以達到 90%以上，例如， 13941+359mg/l 的 COD 可以減少到 700mg/l 以下，9130+3067mg/l 的 TSS 可以減少到 600mg/l 以下。可以去除 51%的 CN，其濃度可由淀粉廠污水的 17.5+1.5mg/l 減少到厭氧塘處理系統(tǒng)排放液的 8.5+0.7mg/l。厭氧塘沉降物和散裝液中的活性生物群 SMA 分別為每天每克 VSS 可產(chǎn)生 20.7 和11.3ml 甲烷。同樣，污泥氰化物濃度分別由最初的 10 mg/l 和 20 mg/l 減少到 0.43 mg/l 和0.84 mg/l.。淀粉廠污水的沉降柱實驗表明 120 分鐘的沉降時間足以去除 90---95%的 TSS。感謝“丹麥國際發(fā)展基金”所資助的“環(huán)境和資源管理模型工具”工程和“瑞典國際發(fā)展機構(gòu)”所資助的“亞洲地區(qū)環(huán)境技術(shù)研究項目”中的污水處理和管理工程對本次研究提供了很大幫助，在此表示感謝。同時，作者對盧森堡 Jean-Luc VASEL 教授和比利時的 Arlon 教授在整個研究過程中所提出的批評性建議表示感謝。給水工程畢業(yè)設(shè)計任 務(wù) 書指導(dǎo)教師： 喬 慶 云學(xué)生姓名： 陳 楊 輝設(shè)計題目： 內(nèi)蒙古包頭市磴口水廠給水工程發(fā)題日期： 2005 年 2 月 25 日設(shè)計期限： 2005 年 2 月 25 日 至 6 月 15 日答辯日期： 2005 年 6 月 19 日揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水教研室1畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計任務(wù)接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的學(xué)生應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成給水工程設(shè)計。給水工程設(shè)計范圍包括：取水工程、凈水工程與輸配水工程。設(shè)計內(nèi)容一般有：1、水量計算，編制總用水量計算表，確定設(shè)計規(guī)模；2、給水系統(tǒng)選擇和給水方案比較——選擇水源與取水方式。確定水廠廠址與凈水工藝，提出可行的給水系統(tǒng)，并進行方案比較；3、取水工程設(shè)計；4、凈水廠設(shè)計；5、二級泵站設(shè)計；二、原始資料1、地形概況：內(nèi)蒙古包頭市位于中國北方，黃河以北。城市現(xiàn)有青山水廠、昆山水廠兩座，分別位于城市的東北和西部。而磴口水廠位于城郊，城市的東南方。磴口水廠可設(shè)置在黃河邊上，位于城市東南方的城郊，遠離居民區(qū)，附近有糖廠、鋁廠、磚瓦廠，所在位置地面標(biāo)高約為 1004 米，地形為北高南低，不平坦。磴口水廠也可設(shè)置在城市東南方向，靠近城市的邊緣，地面標(biāo)高約為1050 米?？蛇M行方案比較確定。2、供水要求規(guī)劃城市人口數(shù)：10 萬人，用水普及率：100%。1）出水要求達到衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)程》 ；2）最高日供水量：6.5 萬噸/日；3）出廠水壓：38 米水頭。3、工程地質(zhì)：地下水位深度：170 厘米；最大冰凍：175 厘米；設(shè)計地耐力：13 噸/米 2；地震等級：6 級；設(shè)計地震烈度：8 度。4、氣象資料：1)氣溫： 年平均：6.5℃；極端最高：38.4℃；極端最低：-31.4℃；最冷月平均最低：-18.5℃；最熱月平均最高：29.5℃。2)相對濕度： 冬季空氣調(diào)節(jié)：54%； 最熱月平均：58%。3)風(fēng)速與風(fēng)向頻率：2夏季平均風(fēng)速：3.3 米/秒； 冬季平均風(fēng)速：3.2 米/秒；夏季最多風(fēng)向：東風(fēng)、東南風(fēng)；冬季最多風(fēng)向：北風(fēng)、西北風(fēng)；夏季最多風(fēng)向頻率：15； 冬季最多風(fēng)向頻率：17；4)大氣壓： 888.4 毫巴。5)降水量： 年降水量：308.9 毫米；最大時降水量：33.1 毫米； 最大日降水量：100.8 毫米。6)年蒸發(fā)量： 2342.2 毫米。7)最大積雪厚度： 21 厘米。8)冰凍期： 150 天。5、黃河河流概況：1）河流流量：河流平均流量 824 米 3/秒；河流最小流量 43 米 3/秒；河流最大流量 5390 米 3/秒。2）河流水位：河流平均水位 998 米；河流最低水位 994 米；河流最高水位 1001 米；河流正常水位 996 米。3）河流流速： 河流平均最低流速 1.4 米/秒。4）河水溫度：河水最高溫度：28℃；河水平均最高溫度：21℃；河水最低溫度：4℃；河水平均最低溫度：6℃。5）河水冰凍情況：冰凍期間 11 月 20 日—3 月；冰凍厚度：50—80 厘米。6）河水含砂量： 最高含砂量：6.36 公斤/米 3。6、水源選擇指定選擇黃河磴口處水源。渾濁度最高值 1000 度；平均值 200 度；最低值 50 度。水源水質(zhì)項目 數(shù)量 項目 數(shù)量色度 5 度 總硬度 16.38 德國度嗅和味 無 細菌總數(shù) 不可數(shù)個/毫升pH 值 8.05 大腸菌群數(shù) 1000 個/毫升溶解氧 7.56 mg/l 2NO? 0.44 毫克/升非離子氮 0.02 mg/l 3 0.39 毫克/升溶解固體 50 毫克/升 4H?0.16 毫克/升3三、水處理所用材料1、混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵 、堿式氯化鋁等有供應(yīng)。2、濾料：石英砂、無煙煤、鐵礦石等有供應(yīng)。3、石英砂篩分結(jié)果4、消毒藥劑：液氯、二氧化氯等有供應(yīng)。5、日用水量變化規(guī)律小時 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8% 2.18 2.25 1.99 2.03 2.94 3.74 4.48 5.29小時 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16% 5.72 5.88 5.62 5.54 5.71 4.60 4.89 5.01小時 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24% 4.96 4.89 4.73 4.36 4.18 3.61 3.10 2.30四、畢業(yè)設(shè)計進度計劃表第 1-2 周：熟悉任務(wù)書內(nèi)容，查閱各種參考資料、翻譯外文資料，審核有關(guān)設(shè)計參數(shù)，確定初步設(shè)計方案。第 3～4 周：進行初步設(shè)計，繪制設(shè)計鉛筆底圖。第 5～9 周：擴初設(shè)計，繪制設(shè)計圖紙。第 10～11 周：整理設(shè)計說明書、計算書，并交指導(dǎo)老師審閱。修改部分圖紙。第 12 周：設(shè)計成果交評閱老師，并準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。第 13 周：畢業(yè)答辯。要求嚴(yán)格按照進度表完成各階段的設(shè)計任務(wù)，并按階段進行檢查。通過該號篩的重量篩號 篩孔（mm）留在篩上的砂重量（克） 重量（克） 百分率（%）12 1.68 2.514 1.41 8.416 1.19 18.618 1.00 23.320 0.84 20.625 0.71 12.435 0.50 7.845 0.35 4.6底盤 1.84主要參考資料：1、給水工程（第四版） 中國建筑工業(yè)出版社2、給水排水工程規(guī)范匯編 中國建筑工業(yè)出版社3、凈水廠設(shè)計知識 中國建筑工業(yè)出版社4、給水排水設(shè)計手冊 中國建筑工業(yè)出版社5、市政工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 中國建筑工業(yè)出版社6、凈水廠設(shè)計 中國水利電力出版社7、給水排水工程施工手冊 中國建筑工業(yè)出版社8、凈水廠工藝設(shè)計計算 中國建筑工業(yè)出版社9、給水工程主要構(gòu)筑物及設(shè)備工藝設(shè)計計算 蘭州大學(xué)出版社10、給水排水工程設(shè)計相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)圖集11、給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 中國水利水電出版社12、各類專業(yè)雜志相關(guān)論文摘要：本設(shè)計的主要任務(wù)是內(nèi)蒙古包頭市磴口水廠給水工程設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：設(shè)計規(guī)模的確定、給水系統(tǒng)選擇、給水方案比較、取水工程設(shè)計、 凈水廠設(shè)計和二級泵房設(shè)計。設(shè)計書由設(shè)計資料、設(shè)計說明 書和設(shè)計計算書三部分組成。本設(shè)計的設(shè)計規(guī)模是 6.5 萬 m3/d，以黃河干流為水源。采用的給水系統(tǒng)為：源水→斗槽（一泵房）→管式靜態(tài)混合器→機械絮凝池 + 往復(fù)式隔板絮凝池 →平流式沉淀池→V 型濾池→清水池→二泵→城市管網(wǎng)。 選用硫酸鋁為混凝劑，液 氯為 消毒劑。水廠出水水質(zhì)要求達到生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范（2001）。水廠位于包頭市郊，城市的東 南方，地面 標(biāo)高為 1058m，總占地面積 4.70 公頃，綠化面積約占 25％，附屬面積約占總 面積的 15％，內(nèi) 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化籃 球場和排球場，力爭創(chuàng)建一個清新怡人的現(xiàn)代化水廠。關(guān)鍵詞：斗槽，機械絮凝池，隔板絮凝池，平流沉淀池，V 型濾池， 泵房Abstract:The main task of my design is for the water supply engineering of dengkou water plant in the city of Baotou,Nengmenggu province. The design mainly includes: the calculation for the volume of the required daily water supply;the choice of the water supply system;the comparison for the process of water supply;the design of water source engineering;the design of the water plant and the secondary pumping station.The design file consists of three parts which are design data,explanation file and calculation file.The volume of the required daily water supply of my design is 65000 m3/d .Huanghe River is the source of the water supply. The system of the water supply which is adopted in my design is following:water source → bucket basin(first pumping station) →mixer →machinery flocculating tank+ baffleplate flocculating tank→advection sediment basin→v filter→clear-water reservoir→secondary pumping station→water network. Al2 (SO4) 2 is used as coagulant while Cl2 is used as disinfectant. The quality of processing water must satisfy the norm of domestic drinking water(2001).The water plant is located in the southeastern suburb of the city of Baotou whose elevation is 1058m.The plant covers 47000m2,which includes 25% green area and 15% accessory area.Besides,standardized basketball and volleyball grounds are set up in order to build a beautiful and harmonious water plant.Keywords:bucket basin, machinery flocculating tank, baffleplate flocculating tank, advection sediment basin, v filter, pumping station.揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝1. 設(shè)計資料1.1 概況1.1.1 地形概況：內(nèi)蒙古包頭市位于中國北方，黃河以北。城市現(xiàn)有青山水廠、昆山水廠兩座，分別位于城市的東北和西部，而磴口水廠位于城郊，城市的東南方。磴口水廠可設(shè)置在黃河邊上，位于城市東南方的城郊，遠離居民區(qū)，附近有糖廠、鋁廠、磚瓦廠，所在位置地面標(biāo)高約為 1004 米，地形為北高南低，不平坦。磴口水廠也可設(shè)置在城市東南方向，靠近城市的邊緣，地面標(biāo)高約為 1050 米。可進行方案比較確定。1.1.2 供水要求：規(guī)劃城市人口數(shù)：10 萬人，用水普及率：100%。1）出水要求達到衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)程》 ；2）最高日供水量：6.5 萬噸/日；3）出廠水壓：38 米水頭。1.1.3 工程地質(zhì)：地下水位深度：170 厘米；最大冰凍：175 厘米；設(shè)計地耐力：13 噸/米 2；地震等級：6 級；設(shè)計地震烈度：8 度。1.1.4 氣象資料：1)氣溫：年平均：6.5℃；極端最高：38.4℃；極端最低：-31.4℃；最冷月平均最低：-18.5℃；最熱月平均最高：29.5℃。2)相對濕度： 冬季空氣調(diào)節(jié)：54%； 最熱月平均：58%。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝23)風(fēng)速與風(fēng)向頻率：夏季平均風(fēng)速：3.3 米/秒； 冬季平均風(fēng)速：3.2 米/秒；夏季最多風(fēng)向：東風(fēng)、東南風(fēng)； 冬季最多風(fēng)向：北風(fēng)、西北風(fēng)；夏季最多風(fēng)向頻率：15； 冬季最多風(fēng)向頻率：17；4)大氣壓：888.4 毫巴。5)降水量：年降水量：308.9 毫米；最大時降水量：33.1 毫米； 最大日降水量：100.8 毫米。6)年蒸發(fā)量：2342.2 毫米。7)最大積雪厚度：21 厘米。8)冰凍期：150 天。1.1.5 黃河河流概況：1）河流流量：河流平均流量 824 米 3/秒；河流最小流量 43 米 3/秒；河流最大流量 5390 米 3/秒。2）河流水位：河流平均水位 998 米；河流最低水位 994 米；河流最高水位 1001 米；河流正常水位 996 米。3）河流流速： 河流平均最低流速 1.4 米/秒。4）河水溫度：河水最高溫度：28℃；河水平均最高溫度：21℃；河水最低溫度：4℃；河水平均最低溫度：6℃。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝3 5）河水冰凍情況：冰凍期間 11 月 20 日—3 月；冰凍厚度：50—80 厘米。6）河水含砂量： 最高含砂量：6.36 公斤/米 3。1.1.6 水源選擇：指定選擇黃河磴口處水源。渾濁度最高值 1000 度；平均值 200 度；最低值 50 度。表 1-1 水源水質(zhì)表1.1.7 水處理所用材料：（1）混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵 、堿式氯化鋁等有供應(yīng)。（2）濾料：石英砂、無煙煤、鐵礦石等有供應(yīng)。（3）石英砂篩分結(jié)果見下表。表 1-2 石英砂篩分結(jié)果表（4）消毒藥劑：液氯、二氧化氯等有供應(yīng)。項目 數(shù)量 項目 數(shù)量色度 5 度 總硬度 16.38 德國度嗅和味 無 細菌總數(shù) 不可數(shù)個/毫升pH 值 8.05 大腸菌群數(shù) 1000 個/毫升溶解氧 7.56 mg/l 2NO?0.44 毫克/升非離子氮 0.02 mg/l 30.39 毫克/升溶解固體 50 毫克/升 4H?0.16 毫克/升通過該號篩的重量篩號 篩孔（mm）留在篩上的砂重量（克） 重量（克） 百分率（%）12 1.68 2.5 97.5 97.514 1.41 8.4 89.1 89.116 1.19 18.6 70.5 70.518 1.00 23.3 47.2 47.220 0.84 20.6 26.6 26.625 0.71 12.4 14.2 14.235 0.50 7.8 6.4 6.445 0.35 4.6 1.8 1.8底盤 1.8揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝4 (5) 日用水量變化規(guī)律：見下表。表 1-3 日用水量變化規(guī)律表1.2 設(shè)計任務(wù)：（1）水量計算，確定設(shè)計規(guī)模；（2）給水系統(tǒng)選擇和給水方案比較——選擇水源與取水方式。確定水廠廠址與凈水工藝，提出可行的給水系統(tǒng)，并進行方案比較；（3）取水工程設(shè)計；（4）凈水廠設(shè)計；（5）二級泵站設(shè)計。2. 設(shè)計說明2.1 方案比較2.1.1 預(yù)選方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，采用的水源水來于黃河磴口（黃河干流） 。設(shè)計中選擇給水水源，一般應(yīng)考慮以下原則：（1） 所選水源應(yīng)當(dāng)水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護。水質(zhì)良好，要求原水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定或符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定；水量充沛，要求地下水取水量小于等于允許開采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取水量。水源可取水量既要保證近期用水量，也要滿足遠期用水量；便于衛(wèi)生防護，要求所選水源衛(wèi)生防護地帶設(shè)置符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定。小時 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8% 2.18 2.25 1.99 2.03 2.94 3.74 4.48 5.29小時 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16% 5.72 5.88 5.62 5.54 5.71 4.60 4.89 5.01小時 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24% 4.96 4.89 4.73 4.36 4.18 3.61 3.10 2.30揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝5 （2） 符合衛(wèi)生要求的地下水，宜優(yōu)先作為生活飲用水源。（3） 所選水源可使取水、輸水、凈化設(shè)施安全經(jīng)濟和維護方便。（4） 所選水源有條件時應(yīng)集中與分散取水，地下取水與地表取水相結(jié)合。（5） 所選水源具有施工條件。黃河磴口水源滿足生活飲用水的水質(zhì)、水量要求，符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 ，可以直接作為飲用水水源，不需要進行預(yù)處理。由于黃河磴口水源有一定的含砂量，所以采用雙向斗槽取水，起到預(yù)沉作用。進行綜合考慮之后，擬采用以下兩種工藝流程：加礬方案一： 源水 斗槽（一泵房） 機械絮凝池 + 往復(fù)式隔板絮凝池? ?? ??加氯 平流式沉淀池 V 型濾池 清水池 吸水井 ?? ?? ?? ? ?? ??二泵 城市管網(wǎng)??加礬方案二： 源水 斗槽（一泵房） 網(wǎng)格絮凝池 斜管沉淀池? ?? ?? ??加氯普通快濾池 清水池 吸水井 二泵 城市管網(wǎng)?? ?? ?? ? ?? ??2.1.2 方案技術(shù)比較從這兩個方案來看都符合一般的流程要求而且出水的水質(zhì)可以得到保障，所不同的主要是單體構(gòu)筑物有區(qū)別，現(xiàn)將其比較如下：（1）絮凝工藝：方案一 采用機械絮凝池和往復(fù)式隔板絮凝池組合使用機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，節(jié)省藥劑；水頭損失小；可適應(yīng)水質(zhì)水量的變化。 揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝6 缺點：需機械設(shè)備和經(jīng)常維修。往復(fù)式隔板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好；構(gòu)造簡單；施工方便。缺點：容積較大；水頭損失較大；轉(zhuǎn)彎處絮粒容易破碎；出水流量不易分配均 勻；出口處易積泥，適用于流量每日大于 3 萬立方米且水量變化較小的水廠。兩種形式絮凝池組合使用有如下優(yōu)點：當(dāng)水質(zhì)水量發(fā)生變化時，可以調(diào)節(jié)機械 攪拌速度以彌補隔板往復(fù)式絮凝池的不足；當(dāng)機械攪拌裝置需要維修時，隔板往復(fù)式絮凝池仍可繼續(xù)運行。此外，若設(shè)計流量較小，采用往復(fù)式隔板絮凝池往往前端廊道寬度不足 0.5m，不利于施工，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足。方案二 采用網(wǎng)格絮凝池。優(yōu)點：絮凝效果好；水頭損失??；絮凝時間短。缺點：存在池底積泥現(xiàn)象，如有積泥現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)及時清除。（2）沉淀工藝：方案一 采用平流沉淀池優(yōu)點：造價較低；操作管理方便；施工簡單；對源水濁度適應(yīng)性較強；處理效果穩(wěn)定；采用機械排泥設(shè)施時，排泥效果好。缺點：需要維護機械排泥設(shè)備；占地面積較大；水力排泥時排泥困難；一般使用于中型水廠。方案二 采用斜管沉淀池優(yōu)點：沉淀效率高；池體?。徽嫉孛娣e小。缺點：斜管耗材多；對源水適應(yīng)性較平流沉淀池差；若不設(shè)排泥裝置時排泥困揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝7 難若設(shè)排泥裝置，維護管理麻煩；尤其使用于沉淀池改造擴建和挖潛。（3）過濾工藝：方案一 V 型濾池優(yōu)點：可以采用均質(zhì)濾料，截污能力大，反沖洗干凈，過濾周期長，處理水質(zhì)穩(wěn)定，節(jié)省反沖洗水量。缺點：對施工的精度和操作管理水平要求甚嚴(yán)，否則會產(chǎn)生如下問題：反沖洗不均勻，有較嚴(yán)重的短流現(xiàn)象發(fā)生；跑砂；濾板接縫不平、濾頭套管處密封不嚴(yán)，濾頭堵塞甚至發(fā)生開裂；閥門啟閉不暢等現(xiàn)象時有發(fā)生。方案二 采用普通快濾池優(yōu)點：運行管理可靠，有成熟的運行經(jīng)驗，池深較淺。缺點：閥件較多，一般為大阻力沖洗，需設(shè)沖洗設(shè)備。2.1.3 方案經(jīng)濟比較：因為斗槽、取水泵站、吸水井、二泵、管網(wǎng)系統(tǒng)在兩個方案中相同，不再做比較，僅在其流程的不同單體構(gòu)筑物上進行經(jīng)濟上的比較。參考《技術(shù)經(jīng)濟手冊》 ，估算出兩種方案各主要處理構(gòu)筑物的造價，分別為：方案一：機械絮凝池 + 隔板往復(fù)絮凝池（參考設(shè)計水量為每日六萬立方米，采用一座）指標(biāo)基價：781508.00建筑安裝工程費用：1155384.00設(shè)備購置費用：736447.00總計：2673339.00 平流沉淀池（參考設(shè)計水量為每日三萬立方米，采用兩座）指標(biāo)基價：1747952.00揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝8 建筑安裝工程費用：2521720.00總計：3969672.00V 型濾池（參考設(shè)計水量為每日十萬立方米，采用一座）指標(biāo)基價：3845255.00建筑安裝工程費用：5424141.00總計：9269396.00單體構(gòu)筑物費用之和：15912407.00方案二網(wǎng)格絮凝池（參考設(shè)計水量為每日兩萬五立方米，兩組池子）指標(biāo)基價：1366336.67建筑安裝費用：1942488.33設(shè)備購置費用：500301.00總計：3809126.00斜管沉淀池（參考設(shè)計水量為每日兩萬五立方米，兩組池子）指標(biāo)基價：1883050.00建筑安裝費用：265712.00設(shè)備購置費用：985514.00總計：2895276.00普通快濾池 （參考設(shè)計水量為每日七萬五立方米，采用一座）指標(biāo)基價：4808854.00建筑安裝費用：6635712.00設(shè)備購置費用：1337452.00總計：12782018.00揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝9 單體構(gòu)筑物費用之和：19486420.00由以上比較可見：方案一的單體構(gòu)筑物費用之和明顯小于方案二的單體構(gòu)筑物費用之和，即方案一在經(jīng)濟上明顯優(yōu)于方案二。 2.1.4 方案綜合比較各方案評分矩陣評價：評價項目的基準(zhǔn)權(quán)數(shù)按其重要程度進行級差量化處理，本設(shè)計中按判別準(zhǔn)則的相對重要性分為五等，評價項目的效果值按 5 分制評分。表 2-1 按重要程度的權(quán)數(shù)分等級重要程度 極重要 很重要 重要 應(yīng)重要 意義不大加權(quán)數(shù) 12n?16 8 4 2 1表 2-2 按符合準(zhǔn)則程度評分完善程度 完美 很好 可以通過 勉強 很差 不相關(guān)評分 5 4 3 2 1 0根據(jù)以上項目，則兩方案的評分矩陣具體見下表：表 2-3 各方案評分矩陣表（一） （二）評價項目 基 準(zhǔn)權(quán) 數(shù) 評價 得分 評價 得分對工業(yè)布局變化的適應(yīng)性 4 4 16 4 16對用水增長的適應(yīng)性 8 5 40 3 24施工困難度 4 4 16 5 20技術(shù)日常管理和維修 2 4 8 3 6經(jīng)濟 造價 8 5 40 3 24揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝10 總得分 120 86根據(jù)上表，方案一較好，故本設(shè)計中采用方案一給水處理工藝流程。2.2 水廠設(shè)計說明2.2.1 設(shè)計規(guī)模設(shè)計用水量定額是確定設(shè)計用水量的主要依據(jù)，它可影響給水系統(tǒng)相應(yīng)設(shè)施的規(guī)模、工程投資、工程擴建的期限、今后水量的保證等方面，所以必須慎重考慮，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀和規(guī)劃資料并參照類似地區(qū)或企業(yè)的用水情況，確定用水定額。城市生活用水和工業(yè)用水的增長速度，在一定程度上是有規(guī)律的，但如果對生活用水采取節(jié)約用水措施，對工業(yè)用水采取計劃用水、提高工業(yè)用水重復(fù)利用率等措施，可以影響用水量的增長速度，在確定設(shè)計用水量定額時應(yīng)考慮這種變化。居民生活用水定額和綜合用水定額，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃和水資源充沛程度，在現(xiàn)有用水定額基礎(chǔ)上，結(jié)合給水專業(yè)規(guī)劃和給水工程發(fā)展條件綜合分析確定。最高日設(shè)計用水量內(nèi)容包括：城市最高日綜合生活用水量（包括公共設(shè)施生活用水量） 、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量、工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量、澆灑道路和大面積綠化用水量、未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然發(fā)生的，不累計到設(shè)計總用水量中，僅作為設(shè)計校核用。但是對于較小規(guī)模的給水工程，消防用水量占總用水量比例較大時，應(yīng)將消防用水量計入最高日用水量。設(shè)計任務(wù)書已給出最高日用水量為： ＝65000 ，水廠自用水系數(shù)按 5％計，dQ3m則設(shè)計水量為： = 65000 1.05 = 68250 。dQ?32.2.2 取水方式選擇2.2.2.1 黃河水系特點：黃河水系多分布在我國的黃土高原及黃土丘陵地帶，沿岸溝壑縱橫，土質(zhì)細而疏松，水土流失嚴(yán)重。這些河流徑流量雖不大，但受氣候的影響，季節(jié)性變揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝11 化很大。冬季幾乎不降水，流量很小，不少支流發(fā)生斷流現(xiàn)象。夏季降水量集中，不僅河流的流量雨水位驟增，河水的含砂量也很高。一般河水含砂量大于 ~ 時，就15320/m公 斤產(chǎn)生渾液面沉降現(xiàn)象，稱為高濁度河道。黃河水系高濁度河道，由于泥沙運動的結(jié)果，常具有游蕩性河段的特性，即河床與河岸的可動性都較大，河床內(nèi)砂無法與河岸連接，在河床中形成不規(guī)則的江心灘、江心洲及汊道，游蕩性河段河身寬而淺，河灘密布，水流湍急，河床變形迅速，主流游蕩不穩(wěn)。此外，黃河水系的部分河段位于北緯 ~ ，氣候寒冷，冰情嚴(yán)重。河套地區(qū)常出30。 41。現(xiàn)冰壩、 “麻浮” 、水淺、流急、水內(nèi)冰現(xiàn)象。2.2.2.2 鑒于黃河水系的上述特征，選用固定式取水構(gòu)筑物時，采用雙向斗槽式取水構(gòu)筑物，如下圖。 圖 2-1 斗槽示意圖（1）具有順流式和逆流式斗槽的特點；（2）夏秋汛期河水含砂量大時，可利用順流式斗槽進水，當(dāng)冬春冰凌嚴(yán)重時，可利用逆流式斗槽進水。2.2.3 取水構(gòu)筑物2.2.3.1 斗槽斗槽全部設(shè)置在河床內(nèi)，適用于河床較陡或主流離岸較遠以及岸邊水深不足的河流。設(shè)置斗槽后，還應(yīng)注意不影響洪水排泄。閘 門 取 水 口 下 層 水 流上 層 水 流閘 門揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝12 斗槽工作室的大小，應(yīng)根據(jù)在河流最低水位時，能保證取水構(gòu)筑物正常的工作，使?jié)摫细。嗌吵恋?，水流在槽中有足夠的停留時間及清洗方便等因素：（1）槽底泥沙淤積高度取 0.5~1.0 m，取 0.8 m；（2）槽中的冰蓋厚度為河流冰蓋厚度的 1.35 倍；（3）槽中最大設(shè)計流速采用 0.05~0.15 ；s（4）水在槽中的停留時間不小于 20 分鐘，取 30 分鐘；（5）斗槽尺寸應(yīng)考慮挖泥船能進入工作。該設(shè)計中，斗槽入口處的水位差為 0.1 m ，河水平均流速為 1.4 ，斗槽中水流方sm向與河中水流方向的叉角為 180 ，河流中冰蓋最大厚度為 0.8 m ，進口孔口頂邊至冰。蓋下的距離為 0.70 m ，進水口直徑為 2.80 m ，進水孔口底欄高度為 1.0 m ，工作室深度為 5.68 m 。斗槽設(shè)計流量為 0.80 ，設(shè)計流速為 0.025 ，斗槽寬度為 6m 。s3 s冰凌期最低河水位時斗槽中的水深為 4.50 m ，潛水的上浮速度取 0.002 。洪水s期槽中的平均流速為 0.05 ，斗槽內(nèi)泥沙的沉降速度為 0.05 ，斗槽總長為 171.6 m s s。采用絞吸式挖泥船，挖泥船每年工作天數(shù)為 240 天，每天工作時數(shù)為 16 小時，挖泥船設(shè)計生產(chǎn)能力為 68.9 ，選定 40 半液壓式挖泥船，船總長為 17.7 m ，共 2hm3h3艘。 2.2.3.2 堤壩斗槽的堤壩可以用當(dāng)?shù)氐纳百|(zhì)粘土材料砌筑，非淹沒式堤壩的壩頂應(yīng)高出最高水位0.5～0.75m 以上，取 0.8m，寬度一般為 2.0~4.0m ，取 3.0m 。堤壩兩側(cè)邊坡按筑壩材料而定，沙質(zhì)粘土 ~ ，取 1：3.5。堤壩邊壩(尤其是靠河的一側(cè) )及壩端，易遭水1:2.53.流的沖刷及冰塊的撞擊，應(yīng)予加固，靠河一側(cè)的堤壩邊坡可采用雙層的石鋪面（干砌石塊） 、石籠、混凝土及鋼筋混凝土，甚至擋土墻等加固，壩端可采用雙層石鋪面、拋石、混凝土及鋼筋混凝土、擋土墻等加固；壩腳可采用拋石或沉排等加固。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝13 2.2.3.4 取水頭部采用管式取水頭部（喇叭口取水頭部） ，取水頭部外形為圓形。2.2.3.5 操作平臺為便于操作檢修，將操作平臺設(shè)于地面之上。2.2.3.6 取水進水間與吸水間進水間橫向分成四格，進水孔分上下兩層。吸水間與進水間尺寸相同，均為：。1031650LBHm???A 格柵格柵總面積為 3.20m2 ，過柵允許流速取 0.4 ，柵條間凈距取 50mm，柵條厚度s10mm，每個進水間各設(shè)置一個格柵，工作時三用一備。采用 S321-1 的格柵標(biāo)準(zhǔn)，型號為6，其進水口 B H 為 1000 1000mm，格柵尺寸為 1100 1100mm（標(biāo)準(zhǔn)尺寸） ，柵條間孔??數(shù) 15 孔，柵條根數(shù) 16 根，有效面積 0.84m2。并配置 QL 型鋼絲繩牽引葫蘆抓斗式格刪除污機，升降速度 8m/min，寬度與柵條配套，電動機功率 4.5kw，設(shè)備重量 3000kg。配備的起重設(shè)備為 SC 型手動單軌小車，起重量 0.5~10T，起升高度 3~12m 。格柵與水平面最好布置成 ~ 的傾角，但實際上可采用 。格柵斷面為扁鋼，65。 7。 90。格柵由金屬框架與柵條組成，框架的外形為矩形。通過格柵的水頭損失，一般采用 ~ ，取 0.10m，則四個為 0.40m。0.1mB 格網(wǎng)采用平板格網(wǎng)，設(shè)在進水室與吸水室之間的隔墻之間，格網(wǎng)面積 13.07 m2；過網(wǎng)流速采用 0.3 ；網(wǎng)眼尺寸取 5 5mm ；網(wǎng)絲直徑取 2.0mm 。用三個格網(wǎng)備一個隔網(wǎng)，每個sm?格網(wǎng)面積 3.27m2 。采用型號是 C12 格網(wǎng)，進水口尺寸 1750 2000mm，網(wǎng)格尺寸?1880 2130mm（標(biāo)準(zhǔn)尺寸） ，有效面積 3.42m 。起重設(shè)備采用 SDQ 手動單梁起重機，起?2重量 1~10T，起升高度 3~10m 。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝14 2.2.3.7 水泵型號和機組的布置選四臺型號為 12sh-6 單級雙吸離心泵，三用一備。將四座基礎(chǔ)交錯并列布置成兩排，四臺水泵，兩臺正向旋轉(zhuǎn)，兩臺反向旋轉(zhuǎn)，每臺水泵均有單獨的吸水管和壓水管，吸水管直徑為 DN500，壓水管直徑為 DN400，四根壓水管在泵房內(nèi)連成兩根 DN500 出水管，然后分別引出泵房，在泵房外，兩根出水管再與一根 DN1000 的輸水管相連。水泵吸水管上設(shè)一個 DN500 的閘閥和一個 DN500×300 的漸縮管。壓水管上設(shè)兩個 DN400 蝶閥，一個DN400 止回閥，一個 DN200×400 的漸擴管和一個 DN400×500 的漸擴管。另配有 彎90。頭等配件。2.2.3.8 泵房高度最低動水位標(biāo)高為 994m，最高動水位標(biāo)高為 1001m，水泵 軸心標(biāo)高為 996.45m，泵房底板標(biāo)高為 995.80m，泵房地面下高度為 9.17m，泵房地面上高度為 4.74m，泵房筒體總高度為 13.91m。2.2.3.9 排泥、排水、起吊設(shè)備及真空設(shè)備A 排泥集水井往往會沉積泥沙，為在運行中及時清理排除，選排污泵兩臺（一用一備） ，型號：PWA，流量 Q=72 =28 ，揚程 H=11m，轉(zhuǎn)速 n=970 轉(zhuǎn)/分，配電機功率：hm310Ls,允許吸上真空高度： 。307.5KW:6H?設(shè)五個具有高壓水的噴嘴，用來沖動底部沉積的泥沙及網(wǎng)格。在格網(wǎng)前后裝設(shè)測量水位的標(biāo)尺，以便于運行管理和清洗格網(wǎng)。為了清洗平板格網(wǎng)可采用電動吊車，將格網(wǎng)沿導(dǎo)向槽提起，用壓力水沖洗。格網(wǎng)選用 PGZ 型平面鋼閘門，進水洞口尺寸為：20?；外形尺寸為： 。1BHm?? 240BHm???B 排水及通風(fēng)揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝15 取水泵房排水按照 20-40 計，排水泵靜揚程按 7 m 計，水頭損失約 2 m。所以總hm3揚程 9 m 左右，可選用 ZS-80-50-200A 離心泵，流量 22 ，揚程 9.5m，配用的電機s3Y160L-4，均設(shè)兩臺，一用一備。通風(fēng)設(shè)備選用一臺 T35-11 型軸流風(fēng)機，配用的電機 YSF-8026。C 起吊設(shè)備啟閉閘門的啟閉機選用 QPL3 手動兩用螺桿式起閉機，啟閉能力為 3 噸。起吊設(shè)備選用 JJM-5 型慢速卷揚機，額定靜拉力為 5 噸。泵房內(nèi)選用 LH5t 型電動葫蘆雙橋式起重機。D 真空設(shè)備選用兩臺 SZ-1 型真空泵，一用一備，功率 4KW，抽氣量 。30.64min2.2.4 混凝劑的配制與投加。混凝劑投加采用如下流程：攪拌 －→ 提升 －→ 貯液 －→ 計量 －→ 投加根據(jù)原水出水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)凈水廠運行經(jīng)驗，選用精制硫酸鋁, 最大的投加量為 40mg/l，混凝劑每日配置次數(shù)為 3 次，藥溶液濃度為 10％，不用助凝劑。2.2.4.1 溶液池分成兩格，備用一格。每格的有效容積為 4.55 ，形狀采用矩形，有效高度為3m1.2m，超高 0.3 m，每格的實際尺寸為 1.9m 2.0m 1.5m，置于室內(nèi)地面上。?2.2.4.2 溶解池溶解池分成兩格，每格有效容積為 1.40 ，有效高度 0.7m，超高 0.3m，每格的實際3尺寸 1.0m 2.0m 1.0m。溶解池的放水時間采用 10min，放水管管徑取 50mm。溶解池底?部設(shè)管徑為 100mm 排渣管一根，池底坡度采用 2.5％。溶解池攪拌設(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機，槳直徑為 750mm，槳板深度 800mm，質(zhì)量 200kg。溶解池置于地下，池頂高出室內(nèi)地面 0.5m。溶解池和溶液池材料都采用鋼筋混凝土，內(nèi)壁襯以聚乙烯板。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝16 2.2.4.3 投藥管投藥管采用硬聚氯乙烯管（塑料管） ，投藥管的管徑 25mm，相應(yīng)的流速 0.43 。sm2.2.4.4 投藥計量設(shè)備采用 JM 型微型機械隔膜計量泵。 2.2.4.5 藥劑倉庫混凝劑為精制硫酸鋁，每袋質(zhì)量是 40kg，每袋規(guī)格為 。藥劑堆放0.5.40.2m?高度為 1.5 m，藥劑儲存期為 30 d 。倉庫平面尺寸為： 。1BL?2.2.4.6 投藥間投藥間靠近投藥點，與藥劑倉庫相連，設(shè)置兩條投藥管路，具有良好的通風(fēng)和采光效果。投藥間要求有值班室，面積在 15 左右。2m2.2.5 混合設(shè)備采用 2 個熱浸鍍鋅管式靜態(tài)混合器，水廠進水管投藥處至絮凝池的距離為 30m ，進水管采用兩條 DN700 鋼管。靜態(tài)混合器設(shè)三節(jié)混合元件，混合時間為 30s，兩個靜態(tài)混合器共用一個混合器井，混合器井的尺寸為：長 寬=3m 6m。投藥點應(yīng)該靠近水流方向第一?節(jié)的混合元件，投藥管插入管內(nèi)徑 即可。132.2.6 絮凝池2.2.6.1 絮凝池選用因為 Q=65000 ，故應(yīng)屬于小型水廠，當(dāng)采用隔板絮凝池時，往往前端廊道寬度3md不足 0.5m，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足，故采用機械絮凝池前置，隔板絮凝池后置來組合適用。在這樣的條件下，機械絮凝池機械設(shè)備不多，可減少設(shè)備運行維修工作量，當(dāng)需要檢修時，又有隔板絮凝池起保護作用，從而較好地適應(yīng)了水量水質(zhì)要求。2.2.6.2 機械絮凝池機械絮凝池設(shè)成兩組，每組又有六池，均采用垂直軸式機械絮凝池，每組設(shè)計流量為揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝17 34125 。絮凝時間為 10 分鐘，平均水深 3.3m，每格尺寸為 ，單格面積為3md 3.45m?，絮凝池超高取 0.3 m，總高度為 3.6 m。絮凝池分格墻上過水孔洞上下交錯布置，21.9每格設(shè)一臺攪拌設(shè)備。葉輪直徑采用 2.76 m，槳板長度為 1.93 m，槳板寬度取 0.12 m。每根軸上槳板數(shù)為 8 塊，內(nèi)外側(cè)各 4 塊。每格設(shè)四塊擋板，尺寸為：寬 高=0.2m 1.0m。葉?輪槳板中心點線速度分別采用：第一格和第二格相同取 ，第三格和第四格相同取0.5s，第五格和第六格相同取 。葉輪槳板中心點旋轉(zhuǎn)直徑為 2.04 m。六臺攪0.4ms0.3s拌設(shè)備各配備一臺電動機，每臺電動機所需功率為 0.175kw，選用型號為 Y801-2 小型三相鼠籠式異步電動機。進水管管徑取 DN700，進水流速為 。進水孔洞流速分別?。?.01s第一個孔洞和第二個孔洞相同，取 ；第三個孔洞和第四個孔洞相同，取 ；0.5ms 0.4s第五個孔洞和第六個孔洞相同，取 。進水孔洞直徑分別為：第一個孔洞和第二個.3孔洞相同，為 1.00 m；第三個孔洞和第四個孔洞相同，為 1.12 m；第五個孔洞和第六個孔洞相同，為 1.30 m。絮凝池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿抹面。2.2.6.3 往復(fù)式隔板絮凝池往復(fù)式隔板絮凝池分為兩組，每組設(shè)計流量為 34125 。絮凝時間取 10 分鐘，池3d內(nèi)平均水深取 2.3 m，每組絮凝池總?cè)莘e為 ，面積為 103 m 。隔板厚度按 0.2 m 計。3272池子寬度與平流沉淀池寬度相同，為 7.30m。廊道內(nèi)流速采用四檔，分別為： 、0.3s、 、0.15 。隔板間距按廊道內(nèi)流速不同分成四檔，分別為：0.65 0.25s.0sm、0.70 m、0.70 m、0.80 m。各段水深分別對應(yīng)為：2.0 m，2.3 m，2.8 m，3.3 m 。廊道總數(shù)為 20，根據(jù)間距不同分為四段，第一段和第四段各取 4 個廊道，第二段和第三段取 6個廊道，池子總長為 17.80 m 。絮凝池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿抹面。為減小水流轉(zhuǎn)彎處水頭損失，轉(zhuǎn)彎處過水?dāng)嗝娣e取廊道過水?dāng)嗝娣e的 1.2 倍，同時，水流轉(zhuǎn)彎處應(yīng)做成圓弧形。池底平均坡度為 7.3% 。2.2.7 平流沉淀池揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝18 平流沉淀池設(shè)為兩組，每組設(shè)計流量為 34125 。沉淀池表面負荷為3md=43.2 ，停留時間取 2.0 h ，沉淀池水平流速取 。每組沉淀0.5ms32.)(d 15ms池表面積為 790 m ，長度為 108 m ，寬度為 7.30 m ，池壁寬取 0.3 m 。沉淀池有效水深為 3.6 m ，保護高為 0.3 m ，沉淀池總高為 3.9 m 。由于往復(fù)式隔板絮凝池末端水深與沉淀池有效水深不一樣，為了便于前后銜接，故在兩者之間設(shè)一個過渡段。過渡段與沉淀池之間采用鋼筋混凝土穿孔布水墻，墻高 3.9m，有效水深為 3.6m，超高 0.3m，共開 98 個孔口，每個孔口尺寸為 ，分五排布置，每排 20 個孔口。158c?集水方式采用兩側(cè)三角鋸齒形集水槽集水，每組沉淀池的集水槽個數(shù)為四個，集水槽槽寬取 0.4 m，堰口溢流率為 ，每個集水槽長度取 10 m ，槽中水深統(tǒng)一取340(.)md0.5 m 。跌落高度取 0.05 m ，槽起高取 0.15 m ，集水槽總高度為 0.70 m，每條集水槽的設(shè)計流量為 。采用 出水三角堰，堰上水頭采取 0.07 m ，堰口下緣與出水槽30.12s9。水面之距為 0.05m，每個三角堰的流量為 ，每條集水槽的三角堰個數(shù)為 64 個，30.19s三角堰中距為 0.3 m。集水渠寬取 0.8 m ，集水渠水深統(tǒng)一取 1.0 m ，自由跌水高度取 0.07 m ，則集水渠總高度為 1.99 m。在集水渠的末端設(shè)置一個 DN700 的出水管。沉淀池放空時間按 3 h 計，采用 DN450 的鋼管。采用軌距為 8m 的 HJX2 型虹吸式機械吸泥機。2.2.8 V 型濾池 選雙格型濾池，分為并列的兩組，每組 3 座，共 6 座，每座面積為 63 m ，總面積為2378 m 。單格寬 3.0 m ，長 10.50 m ，面積為 31.5 m 。濾速為 8 ，強制濾速 202 2h?。h第一步氣沖沖洗強度為 15 ；第二步氣-水同時反沖，空氣強度為2(.)Ls15 ，水強度為 4 ；第三步水沖強度為 5 。2(.)Lsmm2(.)Lsm揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝19 第一步氣沖時間為 3 min ，第二步氣-水同時反沖時間為 4 min ，單獨水沖時間為 5 min ，沖洗時間共計 12 min = 0.2 h 。沖洗周期為 48 h ，反沖橫掃強度 1.8 。濾2(.)Lms池采用單層加厚均粒濾料，粒徑為 ~ ，不均勻系數(shù)為 ~ 。0.96135m1.206每座濾池過濾水量為 504 。清潔濾料層過濾，濾池液面比濾料層高 0.83 m 。h3濾池超高為 0.3 m，通過控制出水閥門的開啟度來保證濾層上的水深為 1.5 m，濾料厚度為 1.0 m，濾板厚度為 0.13m，濾板下布水區(qū)高度為 0.9 m，濾池總高為 3.83 m。水封井平面尺寸為 ，堰底板比濾池底板低 0.3 m，水封井出水堰總高為 2.93 2?m。反沖洗用水量為 0.315 ，表面掃洗用水量為 0.12 。反沖洗配水干管用鋼管，3s3sDN500，流速為 。配水支管 DN500，流速為 。沿渠長方向兩側(cè)各均勻布1.60m1.60置 15 個配水孔，共 30 個，孔中心間距 0.6 m，每個孔的面積為 0.01 m ，每個孔口尺寸取2。反沖洗水過孔流速為 。0.1.?1.07s反沖洗用氣量為 0.945 ，反沖洗配氣干管用鋼管 DN500，流速為 。布氣3s 4.81s小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計 30 個。布氣小孔面積為 0.00315 m ，孔2口直徑取 65mm 。反洗空氣過孔流速為 ，每孔配氣量為 113.4 。9.4msh3氣水分配渠寬取 1.2 m，起端高取 1.5 m，末端高取 1 m。兩側(cè)沿程各布置 15 個配氣小孔和 15 個布水方孔，孔間距 0.6 m ，共 30 個。排水集水槽頂端高出濾料層頂面 0.5 m，排水集水槽起端高為 1.03 m，末端高為 1.53 m，排水集水槽底坡為 0.0477。集水槽超高 0.3 m ，槽內(nèi)水位高 0.73 m ，槽寬 1.2 m ，水流速度為 ，過流能力為 6.07 。排水槽設(shè)一個電動蝶閥，DN500 。6.93s3s進水總渠寬 1 m ，水面高 0.5m 。中間孔口面積為 0.09 m ，孔口寬 0.30 m ，高20.30m ，兩個側(cè)孔的面積均為 0.065 m ，側(cè)孔寬 0.25m，高 0.25m，側(cè)孔與中間孔口的間距為2揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝20 1.05m。寬頂堰堰寬 5 m ，寬頂堰與進水總渠平行設(shè)置，與進水總渠側(cè)壁相距 0.5 m ，堰上水頭為 0.079 m 。濾池配水渠寬 0.5 m ，渠高 1 m ，渠總長等于濾池總寬為 7.2 m 。V 型槽槽底設(shè)表掃水出水孔，直徑取 0.025 m ，間隔 0.15 m ，取 V 型槽槽底的高度低于表掃水出水孔 0.15 m 。表面掃洗時 V 型槽內(nèi)水位高出濾池反沖洗時液面 0.50 m 。V型槽傾角 ，垂直高度 1.0 m ，壁厚 0.05 m ，反沖洗時 V 型槽頂高出池內(nèi)液面的高度為45。0.80 m 。反沖洗時選用兩臺型號為 14sh-28A 單級雙吸離心泵，一用一備流量為 240～350 ，Ls揚程為 16～10m，轉(zhuǎn)速為 1470 。轉(zhuǎn) 分。根據(jù)反沖洗系統(tǒng)對空氣的壓力、風(fēng)量要求選三臺 LG40 風(fēng)機，風(fēng)量 ，風(fēng)壓340min，電機功率 55 kw ，兩用一備，正常工作鼓風(fēng)量為 。49KPa 38i2.2.9 清水池設(shè)兩座矩形清水池，每座清水池總?cè)莘e為 6775 m 。清水池的水深 4.5 m，超高 0.3 3m，每座清水池的平面尺寸為長 寬=30m 50m。清水池進水管管徑 700 mm，設(shè)計流速?1.0 ，出水管管徑 900 mm，設(shè)計流速 1.0 ，溢流管與進水管直徑相同取 900mm，s s其出水接入水廠下水道系統(tǒng)，但是溢流管不與下水道直接相連，采用溢流井，溢流井內(nèi)設(shè)拍門，出口處要有尼龍網(wǎng)罩之類的包扎以防護。放空管管徑 700mm ，放空流速 2.5 。sm集水坑比池底落差 1.2m ，出水管和放空管由此接出 。導(dǎo)流墻砌筑到清水池最高水位，使頂部空間保持通暢，有助于空氣流通。導(dǎo)流墻底部每隔一定距離開一個流水孔，尺寸 200200mm，便于排泄池底廢水，考慮到水中有氯氣，導(dǎo)流墻采用材料要防止氯的腐蝕。通?風(fēng)管的設(shè)計根據(jù)清水池容量要求，采用的通氣管直徑 200mm ，通氣管數(shù)量 6 個，管口高出池頂 700mm 以上，并且在氣孔上裝有防護網(wǎng)。每只清水池設(shè)兩只人孔，人孔直徑為揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝21 1000mm，靠近溢水管和出水管處，便于管道安裝和維護。人孔上緣要高出覆土面一定距離，并且裝有鎖栓的蓋板。扶梯與人孔配套設(shè)置，直立靠壁安裝，其材料應(yīng)該可以防腐。水位尺安裝于池頂，選擇水流緩和處架立。池頂?shù)母餐梁穸葹?0.7 m 。2.2.10 吸水井根據(jù)需要設(shè)置分建式吸水井，靠近泵房一側(cè)與二泵平行設(shè)置，與泵房之間的距離為 2 m，分成獨立的兩格，中間隔墻上安裝閥門以保證足以通過鄰格最大吸水流量。其調(diào)度管理方便，吸水管道短，水泵運行安全程度高。其存水量經(jīng)常變化，井口水位隨清水池水位漲落而變化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。水在吸水井的停留時間為 ，吸水井的有效容積為 142.0 。有四個吸水管，每個吸水管的管徑為 600 3in3mmm，吸水管喇叭口直徑取 1m，喇叭口最小淹沒深度為 1.2m，喇叭口與吸水井井底距離為0.8m，吸水井寬度取 4.5m，吸水井長度為 15.80 m，吸水井最低水位標(biāo)高為 1053.20m。2.2.11 二泵房本設(shè)計采用的是泵直接從吸水井中將水抽出送到管網(wǎng)，選四臺型號為 單級Ash920?雙吸離心泵，三用一備。泵房所在室外地坪標(biāo)高 1058m， 二泵房室內(nèi)底板標(biāo)高 1055.8m，水泵基礎(chǔ)高出室內(nèi)地坪高度 0.1m，水泵底座到軸心的距離 0.9m，二泵房的地面下高度為3.07m，地面上高度為 5.66m，泵房筒體高度為 8.73m。水泵房內(nèi)有一值班室，高低壓配電間，變電間。有兩臺真空泵（一用一備） ，一條排水溝，一個集水坑，一臺排水泵。真空泵泵殼內(nèi)的空氣體積為 0.39 ，吸水管中的空氣體積為 3.08 ，泵的安裝高度 3.5m ，選3m3m用 SZ-2 型真空泵，配帶動力 10kw ，水消耗量 30 ，一字形布置，尺寸為：L in=4100mm, H=1500mm, B=700mm。排水選一臺 ZS-80-50-200A 離心泵，流量 22 ，揚sm3程 9.5m，配用的電機 Y160L-4。包頭市位于中國北方，故采用熱水集中供暖，泵房內(nèi)自然通風(fēng)。2.2.12 消毒揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝22 向濾后水加液氯消毒，水和氯的接觸時間大于 30min ，加氯量為 2.844 ，儲氯量hkg為 2048 。選用三臺 LS80-4 轉(zhuǎn)子真空加氯機，兩用一備，氯瓶選用四只 YL-50 型焊30kgd接鋼瓶，重量 0.5t，外徑 600mm ，高度 1800mm 。要設(shè)置中間氯瓶，沉淀氯氣中的雜質(zhì)，還可以防止水流進氯瓶。根據(jù)氯瓶的重量，設(shè)置磅秤型號 TXS500B。加氯間低處要設(shè)置排風(fēng)扇及時排除室內(nèi)積聚的氯氣，氯庫和加氯間應(yīng)該設(shè)漏氣報警儀。氯水管線敷設(shè)在地溝內(nèi)直到加氯點，地溝內(nèi)有排水設(shè)施防止積水，氯水管管材用橡膠管，氯氣管用無縫鋼管，給水管用鍍鋅鋼管，在氯庫引入 DN32 的給水管，通向氯瓶上方，供噴淋用。為搬運方便，氯庫內(nèi)設(shè) CD11-60 單軌電葫蘆一個，軌道在氯瓶上方，軌道通道氯庫大門以外。2.2.13 給水處理廠平面和高程布置水廠的基本組成包括兩部分：生產(chǎn)構(gòu)筑物和附屬建筑物。生產(chǎn)構(gòu)筑物尺寸根據(jù)計算確定，生活附屬建筑物建筑面積應(yīng)按管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定，生產(chǎn)附屬建筑物應(yīng)根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。各構(gòu)筑物數(shù)量、平面尺寸確定后，根據(jù)構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，進行水廠平面布置。處理構(gòu)筑物一般均應(yīng)分散露天布置，北方寒冷地區(qū)可采用室內(nèi)集中布置。2.2.13.1 平面布置水廠平面布置的內(nèi)容包括：各構(gòu)筑物的平面定位，各種管道（處理工藝用的原水管、加藥管、沉淀水管、清水管、反沖洗水管、加氯管、排泥管、放空管、水廠自用水管、廠區(qū)排水管、雨水管、電纜線、通訊線路等） ，閥門及配件布置，廠區(qū)道路、圍墻、綠化等。水廠平面布置要求：A 構(gòu)筑物間距宜緊湊，但應(yīng)滿足各構(gòu)筑物和管線的施工要求。B 構(gòu)筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向，如加氯間和氯庫應(yīng)盡量設(shè)置在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，泵房及其它建筑物應(yīng)盡量布置成南北向。C 生產(chǎn)構(gòu)筑物間連接管道的布置，應(yīng)水流順直和防止迂回。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝23 D 生產(chǎn)構(gòu)筑物與附屬構(gòu)筑物應(yīng)分開布置。E 并聯(lián)運行的凈水構(gòu)筑物應(yīng)配水均勻，必要時可設(shè)置配水井。F 加藥間、沉淀池和濾池相互間的布置，宜通行方便。G 水廠排水一般宜采用重力流排放，必要時可設(shè)排水泵站。H 新建水廠綠化占地面積不宜少于水廠總面積的 20％。I 水廠內(nèi)根據(jù)需要，設(shè)置濾料、管配件等露天堆放場所。J 水廠內(nèi)設(shè)置通向各構(gòu)筑物和附屬構(gòu)筑物的道路，一般按下列要求設(shè)計：（1）主要車行道的寬度，單車道為 3.5m，雙車道為 6m，并應(yīng)有回車道。人行道的寬度為 1.5~2.0m。大型水廠一般可設(shè)雙車道，中、小型水池拿過可設(shè)單車道。（2）車行道轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于 6m。（3）城鎮(zhèn)水廠或設(shè)在工廠區(qū)外的工業(yè)企業(yè)自備水廠周圍，應(yīng)設(shè)置圍墻，其高度一般不宜小于 2.0m。整個廠區(qū)在總平面布局上做到功能區(qū)分明確，生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開。廠區(qū)交通流線清楚流暢，主干道貫穿東西。各單體構(gòu)筑物在建筑風(fēng)格上做到清新明快，既保持水廠的園林風(fēng)味，又體現(xiàn)了現(xiàn)代水廠的流暢簡潔的氣派。水廠的工藝流程采用回轉(zhuǎn)型布置，管線力求簡短，廠區(qū)內(nèi)水配以草地、樹木等綠化，力爭創(chuàng)建一個清新怡人的現(xiàn)代化水廠。水廠總占地面積 4.70 公頃?？偲矫鎴D中，綠化面積約占 25％，附屬面積約占總面積的15％。2.2.13.2 高程布置水廠處理構(gòu)筑物高程布置應(yīng)充分利用原有地形坡度，各構(gòu)筑物間應(yīng)采用重力流。構(gòu)筑物間的水面高差即流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物、連接管道、計量設(shè)備的水頭損失。水頭損失一般應(yīng)通過計算確定，也可參照規(guī)范進行估算，并考慮水頭跌落損失。表 2-4 水廠高程布置表揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝24 名稱 水頭損失（m） 水位標(biāo)高連接管段 構(gòu)筑物 沿程及局部 構(gòu)筑物 m絮凝池 0.17 1061.44絮凝池至沉淀池 0.02沉淀池 0.15 1061.25沉淀池至濾池 0.60濾池 1.50 1060.50濾池至清水池 1.00清水池 0.10 1058.00清水池至吸水井 0.20吸水井 1057.702.2.13.3 附屬建筑物水廠的附屬建筑物一般包括辦公用房、化驗室、維修車間（機修、電修、儀表修理、泥木工場） ，車庫、倉庫、食堂、浴室及鍋爐房、門衛(wèi)值班室、宿舍、露天堆場等。各附屬建筑物面積查《室外給水工程規(guī)范》附屬建筑面積章節(jié)取用。2.3 設(shè)計特色及存在問題2.3.1 設(shè)計特色（1）本設(shè)計的突出特點是采用了機械絮凝池和隔板絮凝池組合使用。兩種形式絮凝池組合使用有如下優(yōu)點：當(dāng)水質(zhì)水量發(fā)生變化時，可以調(diào)節(jié)機械攪拌速度以彌補隔板往復(fù)式絮凝池的不足；當(dāng)機械攪拌裝置需要維修時，隔板往復(fù)式絮凝池仍可繼續(xù)運行。此外，若設(shè)計流量較小，采用往復(fù)式隔板絮凝池往往前端廊道寬度不足 0.5m，不利于施工，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足。（2）本設(shè)計采用 V 型濾池又是設(shè)計的一大優(yōu)點。 V 型濾池是恒水位過濾，池內(nèi)的超聲波水位自動控制可調(diào)節(jié)出水清水閥，閥門可根據(jù)池內(nèi)水位的高、低，自動調(diào)節(jié)開啟程度，以保證池內(nèi)的水位恒定。V 型濾池所選用的濾料是鋪裝厚度較大（約 1.00 ），粒徑也較粗m揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝25 （0.95—1.35 ）的石英砂均質(zhì)濾料。當(dāng)反沖洗濾層時，濾料呈微膨脹狀態(tài)，不易跑砂。mV 型濾池的另一特點是單池面積較大，過濾周期長，水質(zhì)好，節(jié)省反沖洗水量。單池面積普遍設(shè)計為70—90 ，甚至可達100 以上。由于濾料層較厚，截污量大，濾后水的出水濁度普22遍小于0.5NTU。（3）本設(shè)計另一大特點是采用雙向斗槽取水。由于磴口水廠的水源是黃河水，水中含沙量較大，此外，黃河水系的部分河段位于北緯 ~ ，氣候寒冷，冰情嚴(yán)重。河套地區(qū)30。 41。常出現(xiàn)冰壩、 “麻浮” 、水淺、流急、水內(nèi)冰現(xiàn)象。鑒于黃河水系上述特點，采用雙向斗槽式取水構(gòu)筑物能很好地適應(yīng)這種情況：夏秋汛期河水含砂量大時，可利用順流式斗槽進水，當(dāng)冬春冰凌嚴(yán)重時，可利用逆流式斗槽進水。2.3.2 存在問題與建議選用的混凝劑為精制硫酸鋁，對 pH 值適應(yīng)范圍較小，且原水需有一定的堿度，特別是投加量大時。當(dāng)處理低溫低濁度水時，硫酸鋁水解困難，絮體松散，效果較差，投加量大時有剩余 Al 或 SO 離子，影響水質(zhì)。在以后的設(shè)計中宜采用聚合氯化鋁。4本設(shè)計未曾對水廠泥線和水廠的配水工程進行設(shè)計，因而是本設(shè)計的一大缺憾。另外，由于包頭市地處中國北方，年平均氣溫較低，所以水廠主要處理構(gòu)筑物應(yīng)做成室內(nèi)式，本設(shè)計并沒有對此進行設(shè)計。3． 設(shè)計計算3.1 給水處理廠設(shè)計用水量3.1.1 最高日設(shè)計用水量設(shè)計任務(wù)書已給出最高日用水量為： ＝65000 ，水廠自用水系數(shù)按 5％計，dQ3md則最高日設(shè)計用水量為： = 65000 1.05 = 68250 = 2844 0.80 。d?3h?3ms3.1.2 最高時用水量揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝26 從城市用水量變化表可知 9－10 時用水量最高，則最高時用水量為：= 68250 5.88% = 4013hQ?3mh3.1.3 平均時用水量= 68250 24 = 2844 ，h?3則時變化系數(shù)為 。401.28hQK??3.2 取水構(gòu)筑物本設(shè)計采用的水源是黃河磴口處水源（黃河干流） ，常水位 996 m ，枯水位 994 m ，洪水位 1001 m ，平均水位 998 m ，采用斗槽式取水構(gòu)筑物。3.2.1 斗槽工作室計算3.2.1.1 深度計算一般最低水位以下不小于 3~4m，按下式計算： ，其中，12.35hzhD????z200 sin ,vzgv ??：斗 槽 入 口 處 的 水 位 差01.4m?，河 水 平 均 流 速 ； ?? 。斗 槽 中 水 流 方 向 與 河 中 水 流 方 向 的 分 叉 角 ， 冬 季 =180；.5??河 流 中 冰 蓋 最 大 厚 度 ，1 08 .mh ， 取 ；1.7hD進 口 孔 口 頂 邊 至 冰 蓋 下 的 距 離 ， ；22 6.50.36.152.80 QvAmh????進 水 口 直 徑 ， 進 水 孔 口 面 積 ： A=， 進 水 孔 口 為 圓 形 ，； .5進 水 孔 口 底 欄 高 度 ， 一 般 采 用2 10 m1.4sin0. ,980.35.728.6 z??????。 ， 取 .；。揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝27 泥 沙 層z1.35δhD0.8m2圖 3-1 斗槽深度示意圖3.2.1.2 寬度計算() ,QBmvh?式 中 ： 30.8ms?斗 槽 中 的 流 量 ， ； .1,0.250.85.636m562vvB?????斗 槽 中 設(shè) 計 流 量 （ ） ,取 ； s， 為 使 挖 泥 船 工 作 ， B取 。3.2.1.3 長度計算（1）按潛水上浮的要求計算： 3phvu1 L=k考慮渦流及紊流影響的安全系數(shù)，可采用 3.0；k冰凌期最低河水位時斗槽中的水深；3h；12.08.74.50Dm????冰凌期最低河水位時，斗槽中的水流平均流速 = 0.025 ；pv pvsu 潛水的上浮速度，與斗槽所在河流有關(guān)，宜采用 0.002~0.005 ，取m0.002 ，ms。14.5023168.Lm????(2) 按沉淀泥沙的要求計算：'2.4pvLu?斗槽內(nèi)流速分布的不均勻系數(shù)，順流采用 2.0 ，逆流采用 1.5 ，采用較大值 2.0 ?揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝28 ；洪水期槽中的平均流速，取 0.05 ；'pv msu 斗槽內(nèi)泥沙的沉降速度，根據(jù)預(yù)計需要沉淀泥沙的顆粒確定，一般顆粒大于0.15~0.20mm 的泥沙應(yīng)在斗槽中沉淀，取 0.05 ；s。2.05142.8L????（3）槽長 。1671.6Lm?（4）計算所得的長度再以水在斗槽的停留時間來復(fù)核：3(1.0)305.63871.6452.830614,BhQ????????符 合 要 求 。為使取水進口均勻，斗槽長度宜為寬度的 5 倍以上，，符合要求。17..3.Lm??3.2.2 沙淤積量計算和斗槽的清淤設(shè)施（1）設(shè)斗槽的泥沙去除率為 90 % ，則斗槽年產(chǎn)泥量計算如下：' 31'6.39051.06.9306,.,2WQT kgm???????。（2）挖泥船設(shè)計生產(chǎn)能力，可按下式計算：式中：3121968.9,0.74QhT????挖泥船設(shè)計生產(chǎn)能力；W 預(yù)沉池終年總積泥量；絞吸式挖泥船的工作效率，一般為 0.7~0.8 ，取 0.7；1?挖泥船利用效率。主要考慮到輔助工作所占的時間（如移錨、移纜、沖洗、小2修等） ，一般取 0.7~0.8 ，取 0.7；每年工作的天數(shù)，取 240 天；1T每天工作時數(shù)（一般按三班制考慮） 。2揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院給水排水畢業(yè)設(shè)計 水 0103 陳楊輝29 （3）選定 40 半液壓式挖泥船，船總長 17.7m ，挖泥船數(shù)量：3mh，故選 2 艘。168.9740Qn??3.2.3 操作平臺集水井上部操作臺安裝起吊閘門，格柵，格網(wǎng)等裝置，其建筑在湖泊，水庫邊，應(yīng)當(dāng)滿足其高度>H + h +0.5 BH —設(shè)計最高水位標(biāo)高 1001mh —浪高，設(shè)為 0.5mB而操作平臺位于地面之上，地面標(biāo)高 1004m ，所以滿足要求。3.2.4 取