斜管沉淀池.docx

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斜管沉淀池

斜管沉淀池

摘要：

随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对饮用水水质和水量的要求也越来越高。

给水工程直接关系到国家的发展和社会的安定。

本次设计题目是东北地区A城市给水工程设计，它包括取水工程，净水工程和输配水工程。

A城市有丰富的地表水资源，结合城市的近远期发展最终确定本次设计就近取用地表水作为水源；并根据地形选择了两套供水方案，通过经济比较最终选定分区给水方案为最佳方案。

净水厂采用了传统净水工艺：

混凝、沉淀、过滤、消毒，出水能够达到饮用水要求。

最后，对整个工程进行总概算，确定制水成本和年折算费用值，作为工程投产的参考。

全文对整个设计作了说明，是所绘图纸的依据。

关键词:

地表水水源；传统工艺；总概算

Abstract：

Withthedevelopmentofeconomicandtheimprovementofpeople’slife,therequirementofdrinkingwaterhasbecomemoreandmorestrict.Watersupplyengineeringdirectlyrelatestothedevelopmentofnationandstabilityofsociety.TheaimoftheworkistodesignawatersupplysystemforCityAintheNortheast,whichcontainwaterintakeengineering,watertreatmentengineeringandwatercarryingengineering.CityAhasabundantsurfacewatersothatsurfacewaterisdesignedastheresourceforCityA.Idesigntwodifferentprojectsasthenetworksandindependentwatersupplysystemisconsideredasthebetterone,accordingtotheresultsoftheeconomyandtechnologycomparison.Traditionaltreatmentsareusedinwatertreatmentplant,includingcoagulation,sedimentation,filtrationanddefection.Itcanmeetthenormofdrinkingwaterquality.Atlast,itisthebalancebudgetofthewholeengineeringandrunningcostperyear,whichisthereferenceofputtingintoproduction.Designdrawingsaremadelateraccordingthewholework.

Keyword:

surfacewaterresource;traditionaltreatment;balancebudget

1引言

水和空气一样，是人类赖以生存的必要因素，水在人类生活和生产中的作用是不言而喻的。

　随着人类的进步和工农业生产的发展，人们逐渐认识到，水并不是取之不尽用之不竭的资源，而是人类社会正面临的紧缺资源。

日益严重的水资源短缺和严重的水环境污染困扰着国计民生，而且也已成为制约社会经济可持续发展的主要因素，直接关系到国家的发展和社会的安定。

毕业设计就是模拟实际工程的设计原始资料，以实际工程设计中的初设要求与规则为设计准则的一次实战。

本次的设计题目是东北地区A城市的给水工程，它包括取水工程、净水工程以及输配水工程。

设计内容包括：

（1）城市给水管网的扩初设计；

（2）取水构筑物的设计计算；

（3）净水厂工艺部分的设计计算；

（4）二级泵站的设计计算；

（5）城市给水工程的总概算和成本估计。

2供水方案的确定

2.1方案的提出

A城市位于我国东北地区，城市整体布置合理，街道整齐，适合居住，最高日用水量121670.22m³/d。

一条河流分布在城市的西南边，自西北向东南方向流去，水量充沛，水质良好，拟作为A市的饮用水水源。

该城市呈狭长形状发展，地形由西南向东北逐渐升高，河流处于城市地势最低处。

一条铁路贯穿城市南北，作为天然障碍将整个城市划分为两个区，各区人口密度适中，每区的楼层数和卫生设备情况略有不同，由此可以提出方案一：

分区给水（并联分区）。

另外，从所给原始数据可以看出，A城市的工矿企业等几种用水量不是很大，对水压有无特殊要求，且A城市属于总小型城市，故可采用方案二：

统一给水系统，即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。

中小城市及城镇均可采用这种形式，其优势比较突出：

集中供水，节约占地面积，节省基建投资，而且便于维护管理。

2.2方案的技术经济比较

两种方案管网布置形式大体是相同的，所采用的处理工艺和管理方式也是相同的。

因此两种方案的主要区别在于输配水管道的费用和泵站内的电耗。

在第二方案中，水厂采取靠近用户端也是为了节省输水管的造价。

经过计算比较发现分区给水在经济上占有明显的优势，具体结果见表1-1。

表2-1分区给水与统一给水的经济比较

项目

基建总投资

（万元）

年经营费（万元）

制水成本

（元/吨）

年费用折算值

（万元）

统一供水

21300

3155.1

0.92

4575.1

分区供水

19655.9

2564.1

0.75

3874.5

从技术上讲，统一给水管网前端流量和压力较大，漏失率较高，供水安全性较差，一旦前端出现问题，整个城市管网都会受到影响。

在一二区相连处需要至少两根给水管穿越铁路，造价是普通铸铁管的4倍。

分区给水减少了低压区不必要的能量浪费，供水安全性较统一给水要高，而且整体管径要比统一给水的相应管径小，基建费用少。

分区给水避开了穿越铁路，免除顶管施工。

综上说述，最终确定分区给水为A城市的供水系统。

3取水工程的设计

本次设计采用岸边式取水构筑物，取水口设在城市的上游主流近岸处。

由于最高水位与最低水位相差8m，因此进水间采用两层进水口，设计流量为1.479m3/s；集水间与泵房合建，底板呈矩形布置，便于沉井施工；为了减小泵房埋深，水泵采用真空引水方式；为了减小泵房面积，联络管设置在泵房外的阀门井内。

泵房内共3台泵，1台300S32，2台800S32，备用大泵。

4净水工程的设计

4.1稳压井

为了均匀分配流量，在净水厂的前端设有稳压井，原水在稳压井内停留3min后，有三条出水管分别与管式静态混合器相连。

稳压井直径7m，地面以上高5m，地面以下2.5m。

4.2网格絮凝池

原水首先在距絮凝池35m外的管式静态混合器中与投加的PAC进行充分混和，然后进入絮凝池。

目前采用较多的两种絮凝池是网格絮池和机械絮凝池，由于机械絮凝池的维修量大大增加，国内采用较少。

网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，一般为10～15min，本次取13min。

根据水量要求，共设3组絮凝池，每组两个，共用一根进水管。

每个池子共25格，均匀分成三段，前段网格19层，中段网格8层，末端不设，上下两层间距70cm。

经验证，平均速度梯度G值达10~75s，使GT值达到，符合要求。

在絮凝池底部留有0.6m的积泥区，通过设在池底的穿孔排泥管进行排泥。

4.3斜管沉淀池

在沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。

因此本设计采用斜管沉淀池，来增加沉淀面积。

沉淀池尺寸大小：

L×B=10m×8m为了与絮凝池相对应，沉淀池采用短边一侧进水。

由于长宽比不是很大，对沉淀效果影响不明显。

设计参数：

（1）颗粒沉降速度u0=0.5mm/s

（2）表面负荷q=10m3/（m2·h）=2.78mm/s；

（3）清水区上升流速取v=2.5mm/s；

（4）斜管倾角为60°，内切圆直径d=25mm，管长1000mm.。

絮凝池与沉淀池通过1.5m宽的过渡段来连接，过渡段底部坡向沉淀池。

沉淀池采用穿孔花墙配水，，配水区高度1.5m。

沉淀池出水采用穿孔集水槽收集汇入总槽。

本次设计采用穿孔管排泥，根据积泥曲线，与进水方向垂直布置6根排泥管，间距1.65m。

沉淀池的排泥不作处理，干化后外运。

沉淀池的排泥管和放空管集为一体。

4.4滤池

为了应对紧急事故的发生，本次设计将普通快滤池改造成无烟煤——石英砂双层滤料滤池。

双层滤料滤池含污能力大，滤速较大，过滤周期长。

期设计参数：

滤速取v=12m/h，冲洗强度ｑ=14L/s•m²，砂层膨胀率取45%，无烟煤膨胀率取55%。

冲洗周期为24h，冲洗时间取t=6min。

根据水量要求，共设计了12座滤池，分两排布置，共用一个管廊。

管廊中，除了排水渠之外，全部采用铸铁管连接。

滤池的反冲洗采用水冲洗，配水系统为穿孔管大阻力配水系统，冲洗水由反冲洗水塔供给。

反冲洗水塔在满足水头的前提下，应尽量的呈扁形，保证反冲洗出流稳定。

反冲洗水塔的水由两台IS150-125-250B的清水泵直接从滤池的出水总管上抽水供给。

4.5清水池

本次设计共有4座清水池，具体尺寸为：

L×B×H=37.7×37.7×4.8m，有效水深4.5m。

为了满足30min消毒接触时间，设置了4道导流墙。

池顶通风孔机检修空的个数根据标准图集选定。

4.6投加药剂

本次设计采用的混凝剂是聚合氯化铝（PAC），由于无需水解，对PH值的适应性较广，腐蚀性小，投药量少，效果显著。

投药量按相近城市相似水体，相近浊度时所用的混凝剂及其投量，因为设计地区为东北A市，且浊度为280NTU，则选定大庆水体作为参照，混凝剂用聚合氯化铝[]，最大投加量为45.4mg/L，最小投量6.7mg/L，平均投量14.3mg/L。

加药间里，设有3座溶解池，2用1备。

池的一角设有栅格，拦截药渣。

设有溶液池2座，1用1备。

投加和计量选用4台型隔膜计量泵来完成，3用1备。

药库设有半个月的储量。

4.7消毒剂

本设计采用液氯消毒，它消毒效果好，而且具有余氯的持续消毒作用；成本低，来源广泛。

投氯量采用1.0mg/L，管网末梢的余氯量为0.05mg/L，接触时间不小于30min。

本次设计储存了半个月的加氯量，寻半个月更换一次滤瓶。

滤瓶在使用过程中要留有一定的余量，以免发生腐蚀和爆炸。

5二泵站

二泵站是净水工程与输配水工程的纽带，将日平均流量转化为符合供水变化曲线的流量，从而满足用户的要求。

由于分区供水，水泵数量较多，泵房内有3种型号的水泵，共8台。

2台300S32和2台350S44供给一区用水，1台350S44和1台500S59A供给二区用水，两区个备用1台大泵。

一二区之间设有连接管，管上设有2个电动闸阀，在事故时开启。

与取水泵站相同，采用真空泵引水。

当选用水泵的型号不同时，应特别注意压水管在同一标高上。

6总概算和成本估计

该市供水工程为分区供水工程，水厂设计日供水量为121670.22m³/d，构筑物主要采用容积指标和面积指标来计算经济造价，水量指标进行校核。

输配水管采用铸铁管，石棉水泥接口，埋深2m。

过河过铁路的管道工程直接费是相同条件下不穿铁路的四倍。

基建费用等于工程直接费和工程间接费之和。

经计算，基建费用为19214.16万元，年经营费用为2433.51万元，制水成本0.71元/吨。

结论

经过四个月的紧张工作，在袁一星老