给水工程设计方案[精编版].docx

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1、给水工程设计方案精编版 给水工程设计方案精编版 给水工程设计 目录 第一章总论 一设计任务及要求 1、设计任务 (1) 2、设计要求 (1) 二设计原始资料 (3) 第二章水厂规模 (4) 城市用水量计算 (4) 第三章总体设计 (5) 一给水处理构筑物 (5) 二设备型式选择 (5) 第四章各构筑物的选择及设计计算 (11) 一加药间设计计算 (12) 二混合设备设计计算 (14) 三往复式隔板絮凝池 (15) 四斜管沉淀池 (18) 五 V型滤池 (22) 六消毒和清水池 (26) 第五章水厂高程布置计算 一管渠的水力计算 (31) 第五章主要参考文献资料-32- 第一章总论 1.1设计任

2、务及要求 1.1.1设计任务 1根据设计水量（某市20万吨/天给水处理工程设计）（不包含厂内自用水量）、原始资料和提供的基本工艺流程，提出合理的详细的处理方案及流程，包括各处理构筑物型式的选择、消毒方法的选择等，使处理后的水达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）； 2进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）； 3进行地面水厂的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，处理水和冲洗水管道的布置），并绘制平面布置图； 4. 进行各处理构筑物的高程计算并绘制地面水厂的高程图； 5. 编制工艺设计计算说明书。 1.1.2

3、、设计要求 通过本设计掌握给水设计工作的一般步骤、内容、方法，并提高设计、计算及制图的能力，培养自己分析问题和解决问题的能力，做到理论和实际相结合。 通过本设计对给水净化所学内容进行更进一步的系统总结和复习，加深对教学内容的理解、巩固所学内容，并举一反三，由此旁通给水处理的其它内容。 通过本设计熟悉一些资料的引用，如设计规范，设计手册，标准设计、工程图和参考资料等，并学习如何参考，运用这些资料解决实际问题。 通过设计培养自己刻苦钻研，严格细致，克服困难，努力完成任务的作风，提高自己独立工作能力。 1.2 设计原始资料 1、自然条件 (1) 地理位置东径:11936；北纬:3218 (2) 气象

4、资料 气温：历年最高气温 40 历年最低气温 -10 常年平均气温 22 风向：以东南风为主； 降雨量：年平均 1100 mm； 冬季冰冻期： 7 天；土壤冰冻线深度： 0.15 m ； (3) 土壤地质资料 cm； 土壤承载力 2.1 kg/2 浅层地下水离地面1.5 mm； 地面下土壤的种类及厚度见下表。 2、水源状况 (1)河流概述 水源水量丰富，水质符合国家规定的水源水质标准,因河道航运繁忙,取水构筑物不得影响航运。（2）水质资料 表1-2水源水质分析结果 1.2.1概述 （一）设计题目：东北地区A城市给水处理厂工程设计 （二）相关设计资料 (1) 城市概括：A城市地处东北地区，是一座

5、新型、中等城市，该市实施10年规划，规划拟建一座设计供水量为5万m3/d的给水处理厂，采用统一供水方式供给该市的工业企业及居民用水。 （2）自然情况：厂区地面标高约为107.50m,土壤种类为砂质粘土，地下水位10.00m，冰冻线深度2.00m，年降水量1000mm，最高温度300C，最低温度-200C，年平均温度200C。主导风向：夏季西南，冬季西北。 （三）设计水量：Q=5104m3/d 1.2.2水源资料 （一）地表水源 一条河流贯穿该市南北，其中最大流量900.00m3/s,最小流量200.00 m3/s。最大流速3m/s，最高水位99.00m，常水位98.60m，最低水位98.00m

6、.水质监测结果原水浊度：最高500度，最低100度，平均350度，有微量臭和味，基本符合生活饮用水卫生标准规定的生活或工业用水水源水质要求。 （2）地下水源 该市地下含水层5.00m，大多属于浅层滞水。总硬度达1000mg/L. （二）处理要求 执行生活饮用水卫生标准GB5749-2022. 第二章设计水质水量与工艺流程的确定 2.1 设计水质水量 2.1.1 设计水质及水质分析 2.1.1.1 设计水质 本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2022），处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。 生活

7、饮用水水质应符合下列基本要求： （1）水中不得含有病原微生物。 （2）水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。 （3）水的感官性状良好。 2.1.1.2 水质分析 本设计中，采用地表水源，因为其地下水源大多属于浅层滞水,不适使用。地表水源的水质浊度、臭味需处理。 2.1.2 设计水量 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，本设计取8%，则设计处理量为： Q=(1+a) Q d =(1+0.08)*50000=54000m3/d 式中Q水厂日处理

8、量； a水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%10%，本设计取8%； Q d设计供水量（m3/d），为5万m3/d. 2. 2 给水处理流程确定 2.2.1 给水处理工艺流程的选择 给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。 综合分析后得出最终的工艺流程为： 原水混凝沉淀过滤活性炭（颗粒）吸附消毒 框图表示为： 第三章 给水处理构筑物与设备型式选择 3.1 加药间 3.1.1 药剂溶解池 设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，

9、池顶宜高出地面0.20m 左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。 混合池 原 水 絮凝池 沉淀池 滤 池（活性炭颗粒） 清水池 二级泵站 市政管网 液氯 溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。 3.1.2 混凝剂药剂的选用与投加 3.1.2.1. 混凝剂药剂的选用 本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。 3.1.2.2. 混凝剂的投加 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加

10、方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和 转子流量计配合投加。 3.1.3 加氯间 1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。 2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。 3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间

11、外观察工作情况。 4、加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。 设计加氯间时，均按以上要求进行设计。 3.2混合设备 本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。 3.3、絮凝池 絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝 体。目前国

12、内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。 表3-1 絮凝池的类型及特点表 类型特点适用条件 隔板式絮凝池往复式 优点：絮凝效果好，构造简单，施 工方便； 缺点：容积较大，水头损失较大， 转折处钒花易破碎 水量大于30000m3/d的水厂；水量 变动小者 回转式 优点：絮凝效果好，水头损失小， 构造简单，管理方便； 缺点：出水流量不宜分配均匀，出 口处宜积泥 水量大于30000m3/d的水厂；水量 变动小者；改建和扩建旧池时更 适用 旋流式絮凝 池优点：容积小，水头损失较小； 缺点：池子较深，地下水位高处施 工较难，絮凝效果较

13、差 一般用于中小型水厂 折板式絮凝 池优点：絮凝效果好，絮凝时间短， 容积较小； 缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造 价高 流量变化较小的中小型水厂 网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短； 缺点：末端池底易积泥 根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。 3.4 沉淀池 常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。 表3-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件 平流式优点： 1、可就地取材，造价低； 2、操作管理方便，施工较简单； 3、适应性强，潜力大，处理效果稳定； 4、带有机械排泥设备时，排

14、泥效果好 缺点： 1、不采用机械排泥装置，排泥较困难 2、机械排泥设备，维护复杂； 3、占地面积较大 1、一般用于大中 型净水厂； 2、原水含砂量大时 作预沉池 竖流式优点： 1、排泥较方便 2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池； 3、占地面积较小 缺点： 1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小， 一般沉淀效果较差； 2、施工较平流式困难 1、一般用于小型净 水厂； 2、常用于地下水位 较低时 辐流式优点： 1、沉淀效果好； 2、有机械排泥装置时，排泥效果好； 缺点： 1、基建投资及费用大； 2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大； 3、施工较平流式困难 1、一般用于大中 型净水厂； 2、在高浊

15、度水地区 作预沉淀池 斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少 缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高； 2、排泥较困难 2、宜用于大中型 厂 2、宜用于旧沉淀池 的扩建、改建和 挖槽 原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。 设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。斜管式沉淀池有上向流斜板和下向流斜板。因为原水浊度比较大，且不稳定，所以采用上向流斜板，它可以处理浊度很大的

16、水，甚至于高浊度水。 3.5滤池 （1）、多层滤料滤池：优点是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好，但只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂；缺点是滤料不易获得且昂贵管理麻烦，滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备； （2）、虹吸滤池：适用于中型水厂（水量210万吨/日），土建结构较复杂，池深大，反洗时要浪费一部分水量，变水头等速过滤水质也不如降速过滤： （3）、无阀滤池、压力滤罐、微滤机等日处理小，适用于小型水厂； （4）、移动罩滤池：需设移动洗砂设备机械加工量较大，起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不宜过高，罩体合隔墙间的密封要求较高，单格面积不宜过大（小于

17、10m2 ）； （5）、普通快滤池：是向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100m2 。优点有成熟的运行经验运行可靠，采用的砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好； （6）、双阀滤池：是下向流、砂滤料得双阀式滤池，优缺点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门，相应得降低 了造价和检修工作量，但必须增加形成虹吸得抽气设备。 （7）、V型滤池：从实际运行状况，V型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点： 1）、较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特

18、点。可节省反冲洗水量4060%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。 2）、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。 3）、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。 根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。 3.6 消毒方法 水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。其方法分化学法与物理法两大类，前者系水中投家药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。 经比较，采

19、用液氯消毒。氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时，一般为滤后消毒，虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。 第四章各构筑物的选择及设计计算 4.1 加药间设计计算 4.1.1. 设计参数 据试验： 图4.1不同混凝剂处理效果对比 已知计算水量Q=54000m3/d=2250m3/h。根据原水水质，参考上图，选碱式氯化铝（PAC）为混凝剂，据原水水质浊度判断，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。