1、H 小区给水工艺设计 1/67 1 绪 论 1.1 设计任务与原始资料 1.1.1 原始资料 H 小区地处沿海地区，经济较发达，该小区常住人口约 20000 人。取水源为小区附近（ 如图 1.1 所示 ）的湖泊（ 水质如表 1.1 所示 ）。湖泊水深较浅，水位随季节变化不大，最高水位位于地平面以下 0.3米，最低水位位于地平面以下 0.6 米；岸边地势较缓，地基条件较好。由于工业的发展，水源遭到一定程度的污染，水质指标总体基本符合地面水质标准中类水的标准，但氨氮（ 3NH -N ）含量超标， AOC（可同化有机碳）和的含量也较高，水厂常规处理工艺已经无法使出水符合生活饮用水卫生标准（ GB57
2、49-85）和卫生部颁布的生活饮用水 卫生标准 。 表 1.1 原水水质一览表 项目 MnCODAOC 4NH N 2NO N浊度 色度 DO PH mg/L g/L mg/L mg/L NTU 度 mg/L 最高 8.23 800 2.10 0.80 250 18 11.20 8.36 最低 3.25 220 0.50 0.05 20 10 4.01 7.49 平均 5.22 460 1.22 0.20 58 14 8.08 7.94 1.1.2 设计的主要内容 本设计的任务是针对题设要求和条件，设计出适合 H 小区的给水处理工程。本设计的内容包括： H 小区给水工艺设计 2/67 （ 1）
3、 取水构筑物及泵站设计； （ 2） 针对原水水质，选择适宜的给水处理工艺流程，其中应当包括（或部分包括）： 预处理工艺； 常规处理工艺； 深度处理工艺。 （ 3） 水厂处理构筑物设计、设备的选型及运行参数确定。 （ 4） 绘制工艺的平面布置图和高程布置图。 （ 5） 绘制主要构筑物的加工 /施工 /工艺图。 H 小区给水工艺设计 3/67 北555354河 流道 路道 路道 路河 流皮革厂饮料厂乳品厂预留空地生活区生活区生活区生活区河 流湖 泊图 1.1 H 小区地形图 1.1.3 设计的具体要求 （ 1） 学会收集与整理设计资料；运用已学过的理论知识，合理规划，设计小型给水处理系统；通过设计
4、，熟悉有关技术规定和设计规范。 （ 2） 根据任务书的要求，合理安排和规划时间，按期独立完成H 小区给水工艺设计 4/67 设计任务；设计结果应具有一定的实用价值。 1.1.4 需要提交的设计成 果 （ 1） 毕业设计说明和计算书一本（合订）。 （ 2） H 小区给水工艺设计图纸一套，其中应包括： a、 H小区给水系统平面布置图和高程布置图（ 2张）； b、 取水构筑物 剖面图（ 1张）； c、给水厂主要处理构筑物的 加工 /施工 /工艺图 （ 5 8张）。 1.2 工艺流程选择 近年来，随着工农业的迅速发展，城市化建设加快，城市人口膨胀，引起了城市工业生活用水量大大增加；同时，相应的污染排放
5、量也逐年增加。导致了饮用水水源普遍受到污染，饮用水水质恶化。常规的工艺已经无法满足处理水有较好水质的标准。国外也纷纷在常规工艺基础上增设预处理、深 度处理，处理后的水质较好，使用安全，经济上也可运行。 针对本次设计，因为是经济发达地区，水质污染主要超标项目：可同化有机碳（有机物）和氨氮。拟采用生物预处理 +常规工艺 +深度处理。常规处理中可以选择混凝沉淀也可以选择澄清工艺将二者合为一个工艺。通过对原水水质的分析，现拟定以下工艺流程： 原水 -生物预处理 絮凝沉淀 过滤 -深度处理 消毒。 H 小区给水工艺设计 5/67 2 取水装置及泵站设计 2 1 水量确定 根据所给资料，沿海经济较发达地区
6、。查给排水工程快速设计手册表 1-3， H 小区地处东南沿海地区，属于第三区，即：上海 浙江的全部 江西安徽 江苏的大部 福建北部 湖南湖北的东部和河南南部。 给水设备类型 ： 室内有给水排水卫生设备并有淋浴设备和集中热水供应 。 表 2.1 生活用水量定额 用水情况 一 二 三 四 五 最高（ L/人 d） 170200 180210 185215 190220 180210 平均日（ L/人 d） 130170 140180 145185 150290 140180 时变化系数 1.51.3 1.51.3 1.51.3 1.51.3 1.51.3 所以最高日 生活用水量定额 200 L/人
7、 .d k=1.4 用水普及率 f=98% （ 1） 城市或居住区的最高日生活用水量 Q1 Q1 =qfN= 200（ L/人 .d） 2000 人 98%=3920m3 （ 2） 浇洒道路和大面积绿化需用水 Q2 H 小区给水工艺设计 6/67 浇洒道路每平方米路面 每次 11.5L大面积绿化用水 1.52.0L/(d. )。 若按面积计算，绿化及浇洒道路用水量生活用水量，不合理 。 所以据经验估计占 3%，只负责预留地及生活区的用水量。 各个工厂可自己打井供绿化浇洒道路， 也不计入用水量计算。 （ 3） Q2=3%Q1 =3% 3920=117.6 约 =118. m3 （ 4） 再增加相
8、当于最高日用水量 15%25%的未预见用水量和管网漏水量 。 （ 5） 设计年限内最高日用水量 Qd=1.25(Q1+Q2) =1.25 (3920+118)=5047.5 m3 /d （ 6） 再加水厂自用水量：取设计用水量的 5% 则 Qd=1.05Qd=1.05 5047.5 m3 /d=5299.875 m3 /d （ 7） 最高日平均时用水量 Qh= hmdmQd /8.2 2 024 /8 7 5.5 2 9 924 33 =0.06 m s/3 （ 8） 最高时设计用水量 Qh= Qh =1.4 220.8m h/3 =309.12 m h/3 =0.086 m s/3 2.2
9、取水装置 2.2.1取水点 取水点因为是湖泊取水， 湖泊取水的基本要求是： （ 1） 远离湖岸芦苇等较多的地方，这 些湖区有机物丰富，水生H 小区给水工艺设计 7/67 物较多，水质较差，易发生堵塞现象 。 （ 2） 取水点应该避免选择在夏季主风向的向风面的凹岸处，因为这些地方大量浮游生物集聚并死亡，使水质恶化，水的色度增加，且产生臭味。 （ 3） 取水头部应该远离支流的汇入点，选择水深较大，浊度较小的地点。 （ 4） 取水头部应该建在稳定的湖岸，选择岸坡坡度较小，岸高不大的地方。 所以取水口应选在近湖泊出口处，离开支流汇入口，且须避开藻类集中滋生区。考虑到实际地区情况，无法满足取水口在主导风
10、向上风向这个条件，所以取离预留空地最近的湖泊边的一点，但取水头部可以取远点 。伸入湖泊 78.8m. 2.2.2取水方式 从湖泊取水，应考虑风浪对淹没深度的影响。 （ 1） 岸边式取水构筑物适用于湖泊岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质和地质条件较好的情况。 （ 2） 河床式取水构筑物在湖岸平坦，岸边水深不够或水质不好时采用。 本设计从湖泊中取水，水深较小，岸边地质条件较好，水质比较均匀，可分建或合建取水构筑物。考虑造价问题，泵房不宜挖太深，所以选择河床分建式取水构筑物。H 小区给水工艺设计 8/67 53.753.454.052.9取水头部自流管 集水室吸水管路输水管路54. 954 .
11、4 758 .8 5吸水室水泵图 2.1 取水构筑物示意图 河床式取水构筑物按照进水 管形式的不同，河床式取水构筑物的主要类型有自流管取水，虹吸管取水，水泵直接吸水，桥墩式取水等。 （ 1） 自流管取水：自流管淹没于水中，湖水靠重力自留，工作较可靠，但敷设自流管时，开挖土石方量较大，适用于自流管埋深不大时。 (2)虹吸管取水：虹吸管比自流管提高了卖官的高程，可以减少水下土石方量，缩短工期，节约投资。但虹吸管对管材及施工质量要求较高，运行管理要求严格，并须保证严密不漏气，需要真空装置，工作可靠性不如自流管。 (3)水泵直接吸水：适用于水中漂浮物不多，吸水管不长的中小型泵房。 (4)桥墩式取水：造
12、价 高，适合在大河中，岸边无建泵房条件下使用。 水厂规模较小，湖泊岸边地质条件较好，地势平坦，水质稳定，水位落差不大，所以可以选择自流管取水方式，既可以减少工程造价，与虹吸管相比又可以保证供水安全，并与取水量要求相适宜。 H 小区给水工艺设计 9/67 2.2.3取水头部 常见的河床式取水构筑物的取水头部主要有喇叭口取水头部、蘑菇头式取水头部、鱼形罩取水头部、箱式取水头部、斜板取水头部等。 （ 1） 喇叭口取水头部：是设有隔栅的金属喇叭口，用桩架或支墩固定在河床上， 这种头部构造简单，造价较低，施工方便，但取出漂浮污效果较差。 （ 2） 蘑菇头式取水头 部：是一个向上的喇叭口，其上再加一金属帽
13、盖。河水由帽盖底部流入，带入的泥沙及漂浮物较少。缺点是头部高度较大，有求水深较大。 （ 3） 鱼形罩取水头部：是一个两端带圆锥头部的圆筒，在圆筒表面和背水圆锥面上开设圆形进水孔。其外形区域流线型，水流阻力小，而且进水面积大，进水孔流速小，漂浮物难于吸附在罩上，所以能减轻水草堵塞。 （ 4） 箱式取水头部：进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙进入量，适于在水深较小的情况下使用。 （ 5） 斜板取水头部：适用于粗颗粒泥沙较多的情况。 综合各种取水头部的优缺点与适用范围，选用箱式取水头部 较为合适，能满足浅水取水的条件限制，又能节省造价，施工也不太复杂。 2.2.4取水头部的进水孔与格栅面积 取水头部
14、进水孔的上缘在设计最低水位以下的浸没深度，侧面进水时不小于 0.3m.进水孔一般布置在取水头部的侧面和下游方向。取水头部至少分成两格或分设两个，以便清洗和维修。如图，取水头部的平面尺寸为 3.61.8m2。 H 小区给水工艺设计 10/67 图 2.2 取水头部平面图 进水孔流速无冰絮时为 0.20.6m/s,本设计取 0.4 m/s， 栅条直接固定在进水孔上，栅条采用 扁钢，厚度 s=10mm,栅条净距采用 b=50mm,格 栅 阻 塞 系 数 k1=0.75, 栅 条 引 起 的 面 积 减 少 系 数k2= sbb = 105050 =0.833, 进水孔总面积， Fo= VoKK Q21 = 4.075.0833.0 06.0 =0.24 每个进水孔面积 f=Fo/4=24 /4=0.06 水流通过格栅的水头损失 0.05 0.1m 取 1.0m 进水孔尺寸用 B1 H1=0.2m 0.3m,格栅尺 寸因为太小，无法用现有的标准尺寸，自己制的尺寸为 0.22m 0.32m。
