5萬噸給水廠畢業(yè)設計優(yōu)秀畢業(yè)設計說明計算書完整版（150頁包含圖紙）

華東交通大學畢業(yè)設計 1 華東交通大學畢業(yè)設計（論文）開題報告書 課題名稱 中山市給水工程擴大初步設計（） 課題來源 課題類型 AY 導 師 豐桂珍 學生姓名 學 號 20030110020225 專 業(yè) 給排水 開題報告內(nèi)容： 畢業(yè)設計在整個教學計劃中處于相當重要的地位，學生在教師的指導下，達到理論與實踐的結合 ，是一次綜合概括性的訓練，為以后更好的做好給排水打下良好的基礎。 本設計是中山市給水工程擴大初步設計，近期城市規(guī)劃人口 14 萬人，遠期人口 18 萬人，規(guī)劃建筑為 6 層混合式，設計規(guī)模為 50000t/d。取水 水源為臨近城市的北江，其水源豐富，水質(zhì)穩(wěn)定。 根據(jù)規(guī)范、手冊以及相關的專業(yè)知識，初步擬定多套方案，通過技術、經(jīng)濟比較確定最佳方案：原水 一泵 機械攪拌澄清池 V型濾池 請水池 二泵 管網(wǎng) 。此方案的優(yōu)點在于用澄清池代替絮凝設施，大大縮小了水廠長度方向上的距離；采用 V 型濾池，反沖洗水量大大減少，反沖洗周期增長，節(jié)水、節(jié)省運行費用。 方法及預期目的： 方法：根據(jù)設計任務書，城市居民生活用水量標準、給水排水設計手冊 1、3、 10冊、給水水源及取水工程、水泵及水泵站、管道工程和給水 工程主要構筑物及設備工藝計算以及網(wǎng)易給排水相關資料，按進程安排，在指導老師的協(xié)助下進行用水量、水處理構筑物的設計計算、管網(wǎng)布置及方案比較等，與此同時，繪制相關圖紙。 預期目的：學生在指導老師的指導下，通過畢業(yè)設計（論文）受到一次綜合運用所學理論知識和技能的綜合訓練，進一步提高獨立分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)閱讀參考文獻能力，學會收集、運用設計原始資料以及使用規(guī)范、手冊、產(chǎn)品目錄、標準圖的技能，提高設計計算、繪圖等實際應用能力。 指導教師簽名： 日期： 課題類型：（ 1） A 工程設計； B 技術開發(fā)； C 軟件工程； D 理論研究； （ 2） X 真實課題； Y 模擬課題； Z 虛擬課題 （ 1）、（ 2）均要填，如 AY、 BX 等。 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 2 華東交通大學畢業(yè)設計（論文）任務書 姓名 學號 20030110020225 畢業(yè)屆別 2007 專業(yè) 給水排水工程 畢業(yè)設計（論文）題目 中山市給水工程擴大初步設計（） 指導教師 豐桂珍 學 歷 職 稱 具體要求： 本設計時中山市給水工程擴大初步設 計，要求處理后的水質(zhì)達到生活飲用水水質(zhì)指標二級。在設計過程中，利用規(guī)范、手冊、標準圖集等資料，做出合理、可行，并力求經(jīng)濟、適用的方案；要活用所學的理論與技術，努力學習和探索新理論，新技術。 設計說明要求正確、合理、簡明、扼要；畢業(yè)設計說明書、計算書內(nèi)容不少于 4 萬字，圖紙不少于 14 張，其中手工繪制至少 1 張；畢業(yè)設計說明書、計算書等需要同時提交手寫稿（草稿）和正式稿，繪圖要有構筑物詳圖。最后，準備畢業(yè)答辯 進度安排： 第 1 周： 計算設計用水量； 選擇水源、水廠位置、確定給水系統(tǒng)； 第 2 周： 輸水管道 、給水管網(wǎng)布置及設計計算（上機）； 第 3 4 周： 實習； 第 5 6 周： 工藝流程選擇； 單體構筑物選擇； 混凝劑的選擇、投加方式的確定、計算與繪圖 消毒劑的選擇、投加方式的確定、計算與繪圖 第 7 8 周： 取水構筑物和一級泵站設計計算及工藝圖繪制； 第 9 12 周：水廠單體構筑物工藝設計計算及工藝圖繪制； 二級泵站及調(diào)節(jié)構筑物的工藝設計及工藝圖繪制 第 13 周： 排污泵房的設計計算及工藝圖的繪制； 水廠平面布置及高程布置、廠區(qū)管線的布置及繪圖； 第 14 周： 有關施工圖的繪制； 第 15 周： 制水成本計算 ； 工程概算；設計說明書、計算書編寫。 指導教師簽字： 年 月 日 教研室意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 題目發(fā)出日期 設計（論 文）起止時間 附注： 華東交通大學畢業(yè)設計 3 中文摘要 本設計題目為：中山市給水工程擴大初步設計（ I） ,設計規(guī)模為：近期 50000 dm /3 ，遠期 65000 dm /3 ，要求根據(jù)所給資料進行給水工藝設計和單體構筑物設計計算，包括取水輸水構筑物設計、輸配水管網(wǎng)設計、凈水廠設計、工程概算和制水成本計算。凈水廠采用工藝流程為： 混凝劑 水源 一級泵房 配水井 消毒劑 機械攪拌澄清池 V 型 濾池 清水池 吸水井 二級泵房 配水管網(wǎng) 用戶 關鍵詞： 中山市 ；給水工程；取水輸水構筑物；凈水廠；輸配水管網(wǎng) . 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 4 Abstract The design entitled : Water Supply project enlarge preliminary design of Zhongshan City (I), the size of the design : the recent 35000 dm /3 , Long-term 50,000 dm /3 , according to the given information, technology design and water monomer structure design、 and water intake structures are required. transmission and distribution pipe network design, water purification plant design, engineering estimates and water costs are also included. Water purification plantsadopts technological is as follows: coagulation Water Resiyrce primary water pumping station assigned wells disinfection mechanical agitation clarifiers V-filter storage pool water well secondary water pumping station urban pipe network system -users Keywords : Zhongshan City； Water supply engineering； Water intake structures； Waterworks； Water Distribution net. 華東交通大學畢業(yè)設計 5 華東交通大學畢業(yè)設計 (論文 )評閱書 (1) 姓名 張獻濤 學號 20030110020225 專業(yè) 給水排水工程 畢業(yè)設計 (論文 )題目 指導教師評語： 指導教師簽字： 年 月 日 評閱人評語： 評閱人簽字： 年 月 日 得分 得分 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 6 華東交通大學畢業(yè)設計 (論文 )評閱書 (2) 姓名 張 獻濤 學號 20030110020225 專業(yè) 給水排水工程 畢業(yè)設計 (論文 )題目 中山市給水工程擴大初步設計（） 答辯小組評語： 等級 組長簽字： 年 月 日 答辯委員會意見： 等級 答辯委員會主任簽字： 年 月 日（學院公章） 注：答辯 小組根據(jù)評閱人的評閱簽署意見、初步評定成績，交答辯委員會審定，蓋學院公章?！暗燃墶庇脙?yōu)、良、中、及、不及五級制（可按學院制定的畢業(yè)設計 (論文 )成績評定辦法評定最后成績）。 華東交通大學畢業(yè)設計 7 華東交通大學畢業(yè)設計（論文）答辯記錄 姓名 張獻濤 學號 20030110020225 畢業(yè)屆別 2007 專業(yè) 給水排水工程 題目 中山市給水工程擴大初步設計 （ ） 答辯時間 答辯組成員（簽字）： 答辯記錄： 記錄人（簽字）： 年 月 日 答辯小組組長（簽字）： 年 月 日 附注： 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 8 第一篇 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 華東交通大學畢業(yè)設計 9 第 1 章 概述 1.1 城市概述 1.1.1 概述 中山市位于我國華南地區(qū)，中山市是廣東省轄地級市， 位于珠江三角洲中南部 ，北連廣州，毗鄰港澳，自然資源豐富，交通便利，使我國沿海開放城市之一，自改革開放以來，全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設得到了迅猛的發(fā)展。根據(jù)該城市總體規(guī)劃，近期規(guī)劃城市人口 14 萬人，遠期人口 18 萬人，規(guī)劃建筑為 6 層混合式，室內(nèi)均有給排水衛(wèi)生設備和淋浴設備。由于該地區(qū)地下水資源貧乏，規(guī)劃水源為北江。 1.1.2 自然條件 （ 1）地理位置 東經(jīng) 113 北緯 22 （ 2）地形地貌 城區(qū)地形較平坦，其吳淞標高為 28.0 米。 （ 3）氣象資料 氣溫： 歷年最高氣溫 39 風向： 歷年最低氣溫 -1 降雨量： 常年平均氣溫 22 冬季冰凍期： 5 天， 土壤冰凍深度： 0.1 米 （ 4）土壤地質(zhì)資料 土壤承載力 2.4 / 2cm 淺層地下水離地面 1.6 米 1.1.3 水源狀況 （ 1）河流概述：水源水量豐富，水質(zhì)符合國家規(guī)定的飲用水源水質(zhì)標準， 因河道航運繁忙，取水構筑物不得影響航運。 （ 2）河流特征 水位 水面標準 m 流量 sm/3 流速 m/s 設計頻率 % 保證率 % 最高水位 26.5 3000 2.9 2 常水位 25 2300 2.2 最低水位 20 1400 1.4 95 （ 3）河床斷面圖（見下圖） 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 10 水質(zhì)資料 編號 項目 單位 分析結果 備 注 最高 最低 月平均最高 月平均最低 1 水溫 29 3 23 5 2 臭和味 少 許 3 色度 少 許 4 渾濁度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8 6 總硬度 mg 當量 /L 280 20 220 150 7 細菌總數(shù) 個 /mL 50000 8 大腸菌群 個 /升 140 9 藻類 個 /升 2800 10 其他指標 合格 設計說明書內(nèi)容包括總體設計說明及各部分的設計說明并附有圖表 。計算書包括各部分的詳細工藝計算并附有計算草圖等，畢業(yè)設計任務書須裝訂在設計說明書的前面。 1.1.4 給水工程設計圖 （ 1） 給水工程總平面布置圖，管網(wǎng)節(jié)點詳圖（ 2 張） （ 2） 取水構筑物及一級泵站工藝圖（ 1 號圖 1 張） （ 3） 凈水廠總平面及高程布置圖（ 1 號圖 1 張） （ 4） 水廠處理構筑物工藝圖（ 1 號圖，澄清、過濾各 2 張） （ 5） 加藥投氯系統(tǒng)工藝圖（ 1 號圖 1 張） （ 6） 二級泵站及調(diào)節(jié)構筑物工藝圖（ 1 號圖 1 2張 ） （ 7） 凈水廠內(nèi)部給排水（包括雨水）管線布置圖（平面及縱剖面）（ 1 號圖或 2號圖 1 張） （ 8） 構筑物大詳圖（ 1 2 張） 注：設計圖紙中要求至少有兩張手繪圖 1.2 工程設計 1.2.1 畢業(yè)設計題目：中山市給水工程擴大初步設計 1.2.2 要求提交的設計文件 1、設計計算說明書： 設計說明書內(nèi)容包括總體設計說明及各部分的設計說明并附有圖表。計算書包括各部分的詳細工藝計算并附有計算草圖等，畢業(yè)設計任務書須裝訂在設計說明書的前面。 2、給水工程設計圖 （ 1） 給水工程總平面布置圖，管網(wǎng)節(jié)點詳圖（ 2 張） （ 2） 取水構筑物及一級泵站工藝圖（ 1 號圖 1 張） （ 3） 凈水廠總平面及高程布置圖（ 1 號圖 1 張） （ 4） 水廠處理構筑物工藝圖（ 1 號圖，澄清、過濾各 2 張） （ 5） 加藥投氯系統(tǒng)工藝圖（ 1 號圖 1 張） 華東交通大學畢業(yè)設計 11 （ 6） 二級泵站及調(diào)節(jié)構筑物工藝圖（ 1 號圖 1 2張 ） （ 7） 凈水廠內(nèi)部給排水（包括雨水）管線布置圖（平面及縱剖面）（ 1 號圖或 2號圖 1 張） （ 8） 構筑物大詳圖（ 1 2 張） 注：設計圖紙中要求至少有兩張手繪圖 1.2.3 畢業(yè)設計參考資料 1、給水排水設計手冊（ 1）常用資料 2、給水排水設計手冊（ 3）城市給水 3、給水排水設計手冊（ 8）器材與裝置 4、給水排水設計手冊（ 11）專用設備 5、簡 明給水設計手冊 6、地表水取水 7、給水凈化新工藝 8、凈水廠設計 9、給水排水標準規(guī)范實施手冊 10、風機和水泵調(diào)速手冊 11、有關標準圖 12、鐵路工程概算指標 第十冊 給水排水 13、鐵路工程預算指標 第十冊 給水排水 14、給排水專業(yè)畢業(yè)設計資料 15、凈水廠設計知識 第 2 章 設計水量 2.1 用水量計算 2.1.1 最高日用水量： 城市用水量包括綜合生活用水，工業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水、澆灑道路和綠化用水、未預見水量、管網(wǎng)漏失水量。 根據(jù)設計地點所處的分區(qū)、住房條件、室內(nèi)給排水設備的完善程度 、水資源和氣候條件、居民生活習慣等，并且適當考慮遠期發(fā)展，參照室外給水排水設計規(guī)范之規(guī)定，取居民生活用水定額為 q=200L/（人 d）自來水普及率為 100%. 1、居民生活用水量 1Q ： 1Q =qNf ( dm/3 ) 式中： q 最高日生活用水定額，查 給水工程附表具名生活用水定額 ，取 220L/cap d； N 設計年限內(nèi)計劃人口數(shù)，近期規(guī)劃 14 萬人，遠期 18 萬人； f 自來水普及率（ 100%）。 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 12 近1Q= 28000 dm/3 = 324.07 L/s 遠1Q= 36000 dm/3 = 416.67 L/s 2、生產(chǎn)企業(yè)（工業(yè)）用水2Q： 近2Q= 8500 3m /d = 98.38L/s 遠2Q= 11500 3m /d =113.50L/s 3、公共建筑用水量3Q： 近3Q=3290 dm/3 = 38.08 L/s 遠3Q=4170 dm/3 = 48.26 L/s 4、澆灑道路和綠化用水量 4Q ： 據(jù)給水工程為 （ 1% 3%）（321 QQQ ） ，本設計取 2% 近4Q=2%（近近近 321 QQQ ） =795.8 dm/3 遠4Q=2%（遠遠遠 321 QQQ ） =1033.4 dm/3 5、未預見水量和漏失水量： 據(jù)給水工程為 （ 15% 25%）（321 QQQ ） ，本設計取 18% 近5Q=18%（近近近 321 QQQ ） =7162.2 dm/3 遠5Q=18%（遠遠遠 321 QQQ ） =9300.6 dm/3 所以最高日用水量為5Q： 近dQ=（近1Q+近2Q+近3Q+近4Q+近5Q） =47748 dm/3 =552.64L/s 遠dQ=（遠1Q+遠2Q+遠3Q+遠4Q+遠5Q） = 62004 dm/3 =717.64 L/s 二、最高時用水量： 近hQ=近hK 近dQ/24=2447.1 dm/3 =679.75 L/s 華東交通大學畢業(yè)設計 13 遠hQ=遠hK 遠dQ/24=3177.71 dm/3 =882.70 L/s 2.2 最高日用水量變化曲線 根據(jù)用戶各時段的用水量，繪制用水量變化曲線，可以比較明顯的看到整個城市的用水變化情況。 最高日用水量變化曲線如圖 2 1 和圖 2 2： 4.175.12K h =5.1 2/4. 17=1 .234.783.103.10用水量變化曲線 二泵設計供水線 平均時用水量時間（h）占最高日用水量百分數(shù) （）2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 241234560圖 2 1 近期城市最高日用水量變化曲線 065432124222018161412108642平均時用水量二泵設計供水線用水量變化曲線占最高日用水量百分數(shù) （）4.175.104.783.10K h =5.10/4.17=1.223.10圖 2 2 遠期城市最高日用水量變化曲線 時變化系數(shù)hK= ThQQ張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 14 hQ 最高日最高時用水量； TQ 最高日平均時用水量； 近hK=17.412.5=1.23 遠hK=17.410.5=1.22 2.3 水塔和清水池 2.3.1 方案比較 （管網(wǎng)中是否設置水塔）： 水塔的作用在于調(diào)節(jié)二級泵站供水量和用水量之間的不平衡；保證用水水壓等。大中城市用水量比較均勻，通常二級泵站變頻泵調(diào)節(jié)管網(wǎng)用水量，多數(shù)可不用專門設置水塔。 至于本設計中是否設置水塔見表 2-3 表 2-3 方案比較 方案 優(yōu)點 缺點 管網(wǎng)中設置水塔 方案一 能夠較好的調(diào)節(jié)二泵供水量和用水 量之間的不平衡、保證供水水壓 增加管網(wǎng)工程造價和運行費用，易造成管網(wǎng)中水二次污染 管網(wǎng)中不設水塔 方案二 通過二級泵站變頻工作來調(diào)節(jié)供水水量，避免二次污染 管理要求高 經(jīng)過以上比較，并且結合 小時變化系數(shù)hK=1.23 知城市用水量比較均勻，據(jù)城市地理位置，近遠期結合，確定采用方案二，即管網(wǎng)中不設水塔。既節(jié)省工程造價，又減少了維修費用，并且大大減小管網(wǎng)中水二次污染幾率，用水安全、穩(wěn)定、可靠性得到大大提高。 2.3.2 近期清水池調(diào)節(jié)容積 1W =9.82%dQ2.3.3 近期清水池容積計算 清水池容積 W= 1W + 2W +3W+ 4W 華東交通大學畢業(yè)設計 15 式中1W 調(diào)節(jié)容積 （ 3m ） ，由清水池容積計算表知1W=9.82%dQ2W 消防貯水量（ 3m ），按兩小時火災延續(xù)時間計算，據(jù)室外給排水消防規(guī)范城鎮(zhèn)居住區(qū)室外的消防用水量標準：“城市人口 N 20 萬 同一時間內(nèi)滅火次數(shù)為 2 次 一次滅火用水量 45L/s”知 2W=2 45 2 3600=648 3m 3W 水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水（ 3m ），3 W=（ 5%10%）dQ，取 5%. 4W 安全貯水量，體積估計為 800 3m . 所以清水池容積 W=9.82%dQ+648+5%dQ+800=8524.25 3m 考慮到檢修 時 放空而不中斷供水，清水池為兩座，則每座清水池容積為 W = W/2 = 4262 3m 2.3.4 清水池容積確定 B L H= 25 45 （ 4+0.5）（ 0.5m為超高 ） 第 3 章 管網(wǎng)水力計算 給水管網(wǎng)設計，要充分利用所在地區(qū)的有利條件，避開不利的自然條件，在現(xiàn)有的環(huán)境條件下，運用合理的技術，使工程投資 和運行費用最低，而且安全、可靠，滿足用戶對水質(zhì)、水量、水壓的近遠期要求。 3.1 管網(wǎng)定線 3.1.1 管網(wǎng)定線原則 1、輸配水管線 （ 1）輸配水管線路應盡量做到線路短，起伏小，土方工程量小，造價經(jīng)濟，少占用農(nóng)田或不占用農(nóng)田； （ 2）輸水管線走向和位置應符合城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃要求，并盡可能沿線有道路或規(guī)劃道路敷設，以利于施工和維護； （ 3）輸配水管線應盡量避免穿越河谷、山背、沼澤、重要鐵路和泄洪地區(qū)，并注意避開滑坡、易發(fā)生泥石流河高腐蝕性土壤地區(qū)； （ 4）輸配水管線應充分利用水位高差，當條件許可時優(yōu)先考慮近 、遠期和分期實施的可能。 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 16 2、配水管網(wǎng)： 配水管網(wǎng)由干管和連接管組成，干管及連接管定線應滿足下列要求： （ 1）干管延伸方向應和二級泵站輸水到水池水塔，大用戶的方向一致； （ 2）干管間距根據(jù)街區(qū)情況采用 500800m； （ 3）干管一般按城市規(guī)劃道路定線，但盡量避免在高級公路或重要道路下通過，以減小今后檢修時困難； （ 4）干管上每隔 400600m設閘閥，在高處設排氣閥，再地處設泄水閥； （ 5）管線在道路下的平面位置和標高，應符合城市或廠區(qū)地下管線綜合設計的要求，給水管線和建筑物、鐵路以及其他道路的水平 凈距，均應參照有關規(guī)定； （ 6）干管定線應留有發(fā)展余地，分期建設； （ 7）連接管的間距可根據(jù)街區(qū)大小考慮在 8001000m左右； （ 8）在供水范圍內(nèi)的道路下應敷設分配管，以便于把干管的水送到用戶和消火栓； （ 9）消火栓間距不宜超過 120m，距車道不大于 2m，距外墻不大于 5m。 3.1.2 管網(wǎng)定線可行性方案擬定： 方案一： 圖 3-1 方案一管網(wǎng)布置 方案二： 華東交通大學畢業(yè)設計 17 圖 3-2 方案二管網(wǎng)布置 3.1.3 可行性方案比較： 表 3-1 可行性方案比較 方案 供水安全、可靠性 工程投資和運行費用 方案一 能較好的滿足用戶、生產(chǎn)企業(yè)、機關等對水量、水壓的要求，安全可靠性較高 L=30119.5m,工程投資稍高，維修費用較低 方案二 可滿足用戶、生產(chǎn)企業(yè)、機關等對水量、水壓的要求，安全可靠性較低 L=27335.5m，工程投資較低，但維修費用較高 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 18 經(jīng)過比較，考慮到中山市為沿海 開放城市，發(fā)展迅速，用水量安全、可靠性要求很高。采用方案一，雖然管網(wǎng)工程投資稍微高一些，但是可以大大提高用水安全、可靠性，所以綜合各方面因素，設計采用方案一為設計方案。 3.2 管網(wǎng)水力計算 3.2.1 管網(wǎng)水力計算原則： 1、在各種最不利的工作條件下，滿足最不利點（一般市指離二級泵站最遠最高的供水點）的供水水壓和水量的要求； 2、管網(wǎng)供水要可靠和不間斷； 3、管網(wǎng)本身積極與此相連的二級泵站和調(diào)節(jié)構筑物建造費和運行管理之和應為最低。 3.2.2 水力計算圖 詳見圖 3-2 華東交通大學畢業(yè)設計 19 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 20 3.2.3 管網(wǎng)平差 節(jié)點詳細編號和節(jié)點流量見圖 3-3 華東交通大學畢業(yè)設計 21 第 4 章 給水管網(wǎng)校核 管網(wǎng)的管徑和水泵揚程，按設計年限內(nèi)最高日最高時的用水量和水 壓 要求界定，但是用水量是發(fā)展的也是經(jīng)常變化的，為了核算所定的管徑和水泵能否滿足不同工作情況下的要求，就需進行其它水量條件下的計算，以確保經(jīng)濟合理的供水。通過核算，有時需將管網(wǎng)中個別管段的直徑適當放大，也有可能另選合適的水泵。下面對消防和事故時的情況下進行校核 。 4.1 消防校核 4.1.1 校核基本數(shù)據(jù) 1、計算公式： 柯爾勃洛克 公式 I= *V2/(2.0*g*D) 1.0/ 0.5=-2.0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re* 0.5) Re=V*D/ 計算溫度： 15 ， =0.000001 2、局部損失系數(shù)： 1.20 4.1.2 管網(wǎng)消防校核結果特征參數(shù) 水源點 22: 節(jié)點流量 (L/s):-623.270 節(jié)點壓力 (m):78.00 最大管徑 (mm):900.00 最小管徑 (mm):100.00 最大流速 (m/s):1.081 最小流速 (m/s):0.085 水壓最低點 21 ,壓力 (m):57.85 自由水頭最低 21 ,自由水頭 (m):27.35 4.2 事故校核 4.2.1 校核基本數(shù)據(jù) 1、計算公式： 柯爾勃洛克公式 I=*V2/(2.0*g*D) 1.0/0.5=-2.0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re*0.5) Re=V*D/ 計算溫度： 15 ， =0.000001 2、局部損失系數(shù)： 1.20 4.2.2 管網(wǎng)事故校核結果特征參數(shù) 水源點 22: 節(jié)點流量 (L/s):-436.289 節(jié)點壓力 (m):78.00 最大管徑 (mm):900.00 最小管徑 (mm):100.00 最大流速 (m/s):0.925 最小流速 (m/s):0.008 水壓最低點 21 ,壓力 (m):65.61 自由水頭最低 15 ,自由水頭 (m):34.86 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 22 第 5 章 水廠工藝設計 5.1 給水處理廠規(guī)模及流程 5.1.1 給水處理廠的設計規(guī)模 給水處理廠的設 計規(guī)模按近期 最高日設計 流量計算，為 （ 1+5%）47748=50000 3m /d（其中 5%為水廠自用水量） 5.1.2 處理廠工藝流程的選擇 給水處理廠工藝流程的確定，應根據(jù)水源水質(zhì)和生活飲用水衛(wèi)生標準 GB5749 85及生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范、水廠所在地區(qū)的氣候情況、設計水量、設計規(guī)模等因素，通過調(diào)查研究，參考相似水廠的設計運行經(jīng)驗，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較后確定。 1、地表水常用處理工藝： （ 1）原水 混合 絮凝沉淀或澄清 過濾 消毒 用戶 （ 2）原水 混合 過濾 消毒 用戶 適用于原水濁度低（一般在 50 度以下，短時間內(nèi)一般不超過 100 度），且水源未受污染的情況。此種情況下，濾料應采用雙層或多層，并且考慮適當采用高分子混凝劑。 （ 3）原水 預沉池或沉砂池 混合 絮凝沉淀或澄清 過濾 消毒 用戶 當原水濁度較高、含砂量較大時，宜采用此種方法，用以減少混凝劑用量而增設預沉池或沉砂池。 （ 4）原水 生物氧化 混合 絮凝沉淀或澄清 過濾 消毒 用戶 適用于微污染水源，采用生物氧化預處理工藝，以去除水中有機物及氨氮。 5.1.3 水處理工藝的確定 表 5-1 河流特征 水位 水面標準m 流量sm/3 流速 m/s 設計頻率 % 保證率 % 最高水位 26.5 3000 2.9 2 常水位 25 2300 2.2 最低水位 20 1400 1.4 95 表 5-2 水質(zhì)資料 編號 項目 單位 分析結果 備 注 最高 最低 月平均最高 月平均最低 1 水溫 29 3 23 5 2 臭和味 少 許 3 色度 少 許 4 渾濁度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8 華東交通大學畢業(yè)設計 23 6 總硬度 mg當量 /L 280 20 220 150 7 細菌總數(shù) 個 /mL 50000 8 大腸菌群 個 /升 140 9 藻類 個 /升 2800 10 其他指標 合格 根據(jù)河流特征（表 5-1）和水質(zhì)資料（表 5-2）知其地表水水源水位變化不大，色度較穩(wěn)定，濁度硬度能穩(wěn)定在一個固定的范圍內(nèi)，并不存在 Fe、 Mn 過量等問題，所以選擇常規(guī)地表水處理工藝 1 即可達到預期效果： 原水 混合 絮凝沉淀或澄清 過濾 消毒 用戶 5.2 藥劑選擇及投加方式 5.2.1 混凝劑 1、混凝劑的選擇： 應用于水處理的混凝劑應符合以下要求：混凝效果好；對人體健康無害；使用方便；貨源充足，價格低廉。 水處理工程常用混凝劑如表 5-3： 表 5-3 水處理工程常用混 凝劑 名稱 硫酸鋁 硫酸亞鐵（綠礬） 三氯化鐵 聚合氧化鋁（ PAC）（又名 堿式氧化鋁） 化學式 OHSOAl 2342 18)( OHFeSO 24 7OHFeCl 23 6 mnn ClOHAl 62 )( 對水溫和 PH的適性 適用于 20 40； PH=5.7 7.8 時，主要去除水中懸浮物； PH=6.4 7.8 時，處理濁度高、色度低的水； 適用于堿度和濁度高、PH=8.5 11.0的水； 受溫度影響小 不大受溫度 影響，適用于PH=6.0 8.4 溫度適應性強，適用于 PH=5.0 9.0 使用條件 一般都可適用，原水須有一定堿度； 處理低溫低濁水時，絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大時，有剩余3Al 和 24SO ，影響水質(zhì) 處理低濁度水時，效果好于鋁鹽； 不適于色度高和含鐵量高的水； 使用時，一般要把 2Fe 轉(zhuǎn)化成 3Fe 適用于高濁度原水，剛配制的水溶液溫度高 適用 于低濁、高濁、和污染的原水 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 24 特點 腐蝕性較小 價格低，絮凝體易沉淀，易腐蝕溶液池，因此需有溶液池防銹涂料； 絮凝體比重大，易下沉，易溶解，雜質(zhì)少； 對金屬和混凝土腐蝕極大； 操作方便； 腐蝕性較??； 應用較普遍； 據(jù)設計資料中提供的混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵（ 45%）、堿式氯化鋁（ 10%） ，以及表 5-3 常用混凝劑性質(zhì)比較，選擇堿式氯化鋁（ mnn ClOHAl 62 )(）（ 10%）作為水處理用混凝劑，另外堿式氯化鋁本身無害，據(jù)全國各地使用情況，凈化后的生活用水一般符合國家飲用水 水質(zhì)衛(wèi)生標準，所以選擇堿式氯化鋁作為水處理混凝劑是一個較好的選擇。 2 混凝劑投加量的確定 據(jù)原水渾濁度最高值 800 mg/L 以及混凝劑投加量參考值（表 5-4）確定設計投加量為 30.0 mg/L 表 5-4 混凝劑投加量參考值 原水濁度 7 時較有效 Ph值影響小， PH 值小時，剩余臭氧殘留較久 在管網(wǎng)中的剩余消毒作用 有 比液氯有更長的剩余消毒時間 無，需補加氯 國內(nèi)應用情況 廣泛 在城市水廠中極少應用 較少 接觸時間 30min 數(shù)秒至 10min 適用條件 極大多數(shù)水廠用氯消毒，漂白粉只適用于小水廠 原水中有機物如酚污染嚴重時，須在現(xiàn)場制備，直接應用 制水成本高，適用于有機污染嚴重的情況。因無持續(xù)消毒作用，在進入管網(wǎng)的水中還需加少量氯消毒 綜合各方面因素考慮，本設計選擇液氯為消毒劑：其在國內(nèi) 外應用最廣，除消毒外，還起氧化作用；加氯操作簡單，價格低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。 （二）加氯裝置 加氯機 加氯機用以保證消毒安全和計量準確。加氯機臺數(shù)按最大加氯量選用，至少安裝 2 臺，備用臺數(shù)不少于一臺。 在氯瓶與加氯機之間宜有中間氯瓶，以沉淀氯氣中的雜質(zhì)，萬一加氯機發(fā)生事故時，中間氯瓶還可以防止水流入氯瓶。 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 26 5.3 水處理構筑物的選擇 5.3.1 混合設施 混合設施應根據(jù)混凝劑的品種進行設計，使藥劑與水進行恰當、急劇充分的混合。一般混合時 間 10 30s，混合方式基本分為兩大類：水力混合和機械混合。水力混合簡單，但不能適應流量的變化；機械混合可進行調(diào)節(jié)，能適應各種流量的變化。具體采用何種混合方式，應根據(jù)水廠工藝布置、水質(zhì)、水量、投加藥劑品種及維修條件等因素確定。 表 5-6 常用混合方式的主要特點及使用 方 式 特 點 及 使 用 條 件 管式混合 管道混合 混合簡單，無需另建混合設施，混合效果不穩(wěn)定，流速低時，混合不充分 靜態(tài)混合器 構造簡單，無運動設備，安裝方便，混合快速均勻；當流量降低時，混合效果下降 水泵混合 混合效果 好，不許增加混合設施，節(jié)省動力，但使用腐蝕性藥劑時，對水泵有腐蝕作用。適用于取水泵房與水廠間距小于 150m 的情況 機械混合 混合效果好，且不受水量變化影響，適用于各種規(guī)格的水廠，但需增加混合設備和維修工作 本設計的混合設施采用“管式靜態(tài)混合器”，管式靜態(tài)混合器有其獨特的優(yōu)點，構造簡單、安裝方便、維修費用低。又由于水廠運行穩(wěn)定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情況，所以選用管式靜態(tài)混合器（圖 5-4）。 管道混合單元體加藥水流方向圖 5-4 管式靜態(tài)混合器 華東交通大學畢業(yè)設計 27 管式靜態(tài)混合器工作原理： 混合器內(nèi)安裝若干混合單元，每一混合單元有若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單元體多次分割，改向并形成渦流，達到混合目的。 5.3.2 澄清池 設計中選擇機械攪拌澄清池代替絮凝沉淀設備。 因為機械澄清池有以下優(yōu)點： 1、 比水力澄清池更能適應流量變化處理效果較穩(wěn)定； 2、處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大； 3、適用于處理濁度低于 50000 度的水，而原水濁度最大為 800 度，大大減小了水廠面積。 5.3.3 過濾 在常規(guī)水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水貨的澄清的工藝過程。它是保證飲用水安全的重要措施。 濾池有多種形式，以石英砂為濾料的普通快濾池使用歷史最久。為充分發(fā)揮濾料層截留雜質(zhì)能力，又出現(xiàn)了雙層，多層及均質(zhì)濾料濾池等?，F(xiàn)在國內(nèi)水廠應用較多較多的有普通快濾池、 V 型濾池、虹吸濾池等。其中 V 型濾池采用氣水反沖洗，又具又表面橫向掃洗功能，沖洗效果好，節(jié)水?，F(xiàn)在正在國內(nèi)逐漸推廣應用，很多大中型水廠擴建改建大部分采用此種濾池，技術也日臻成熟、完 善。適應社會發(fā)展，從節(jié)水、過濾效果考慮，設計中采用 V 型濾池。 5.4 機械攪拌澄清池 本設計按照不加斜板進行，考慮以后加斜板，計算過程中對進水、出水。集水等案2Q 進行校核。機器設置兩座，則 Q=（ 1+5%）近dQ/2=1042 3m /h （ 其中 5%為 水廠自用水量） 5.4.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量： Q = 5Q = 1.447 3m /s 第二絮凝室導流板截面積 1A =0.040，流速 1u =0.04m/s 第二絮凝室截面積： 1 =Q / 1u =1.447/0.04=36.18 第二絮凝室內(nèi)徑： 1D = )(4 11 A = 6.80m 第二 絮凝室壁厚： 1 =0.25m 第二絮凝室外徑為 1D = 1D +2 1 =6.80+0.50=7.30m 張獻濤：中山市 給水工程擴大初步設計（） 28 第二絮凝室高度為： 1H=Q1t/1= 2.50m. 5.4.2 導流室 導流室內(nèi)導流板截面積：2A=1A=0.040 導流室面積：2=1=36.18 導流室內(nèi)徑： 2D= )4(4 2221 AD =10.0m 導流室壁厚 2 =0.1m 導流室外徑 ： 2D = 2D +2 2 =10.2m 第二絮凝室出水窗高度為： 2H =2 12DD =1.35m 導流室出口流速6u=0.04m/s 導流室出口面積為 3A=Q /6u=36.18 出口斷面寬為3H=)(2213DDA=1.3m 出口垂直高度 3H = 32H =1.80m 5.4.3 分離室 分離室流速 2u =0.001m/s 分離室面積為： 3=Q/ 2u =289 澄清池總面積為： =3+ 224 D=370.7 澄清池直徑為 D=4 = 21.8 米 5.4.4 池深 華東交通大學畢業(yè)設計 29 水停留時間取為 T=1.5h 池子有效容積 ： V =QT=1042 1.5=1563 3m 考慮增加 4%的結構容積，則池子計算總?cè)莘e： V=（ 1+4%） V =1625.52 3m 取池子超高0H=0.30m 池子直壁部分高度4H=1.8