城市给水工程毕业设计.pdf

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1、城市给水工程毕业设计 第 1 章 概 述 可行性方案的确定 1、水质的要求 根据城市生活用水标准，生活用水要求无色无味，不含肉眼可见物，浊度低于 3 度，各项化学、物理、生物学指标均要满足要求。水压要求 居民区：区楼层为 7 层，区楼层为 7 层 要求的自由水压分别为 32 米，32 米。工业生产用水的自由水压只需 10 米即可。2、给水方案的初步确定 根据设计原始资料和城市概况，综合考虑各种影响因素，初步选定如下两种方案 1、统一给水方案 优点：（1）操作管理方便（2）在城市河流上游取水，水质较好 缺点：（1）由于管网负担流量较大，增大管径，增加管网造价。（2）管道损失大，所需水泵扬程大，年

2、经营费用中电费高。（3）由于企业用水水质较低，统一供水势必造成药剂及过滤面积上的浪费。城市给水工程毕业设计 2、分区给水方案 优点：（1）年动力费少，节约能量 （2）管网各部分水质，水压均有保证 缺点：（1）输水管造价过高 （2）二泵站内水泵调度管理不便 设计中是否考虑设置水塔来调节供需水量要进行比较后确定。由于水塔的设计容积极为庞大，造价高，且调节能力有一定限制，这与城市的发展是不适应的，水塔将逐步失去控制调节能力，因此水塔不予采用。城市自然条件 该城市位于河南地区，北部有一条自西向东的河流，城区西部有一条河流，水量充沛，水质良好。地形起伏不大，街坊分布比较均匀，该市属于亚热带季风气候，夏季

3、主导风向为东南风，冬季主导风向为西北风。城市土壤种类为粘质砂土，冰冻线深度 1.2m；地下水位深度 8.5m，年降水量 836.6mm；城市最高温度C0，最低温度C0，年平均温度C0；自来水厂处的土质种类砂质粘土；地下水位深度 8.5m；地面水源情况：最大流量 1330sm3；最小流量 520sm3；最大流速 3.6m/s；最低水位时的河宽 26.8m，最高水位 58.7m；常水位 53.9m；最低水位 44.6m。城市建设规划 该城市交通便利，一条河流经过市区，把城市分为二个区，区设计人口万人，区万人，合计人口总数万人。该市有二个工厂和一个火车站，基本情况如下：（1）A 工厂：城市给水工程毕

4、业设计 生产用水量 8000 m3/d；工人总数 2400 人，分 3 班工作，热车间占 15%；第一班 800 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人；第二班 800 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人；第三班 800 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人。（2）B 工厂：生产用水量 10000 m3/d；工人总数 4000 人，分 3 班工作，热车间占 10%；第一班 1000 人，使用淋浴者 300 人，其中热车间 100 人；第二班 1500 人，使用淋浴者 350 人，其中热车间 150 人；第三班 1500 人，使用淋浴者 350 人，其中

5、热车间 150 人。（3）火车站用水量 1200 m3/d。工程设计说明 一、设计题目：省 城市给水工程 二、原始资料：城市给水工程毕业设计 1、B 城市平面图，比例：1：10000 2、城市分区及人口密度 I 区 390 人/公顷；II 区 430 人/公顷；3、该城居住区房屋的卫生设备情况：I 区 室内有给排水设备及淋浴设备；II 区 室内有给排水设备及淋浴设备；4、该城房屋的平均层次：I 区 7 层；II 区 7 层；5、工业用水情况：该城有下列工业企业，其位置在城市平面图（1）A 工厂：生产用水量 8000 m3/d；工人总数 2400 人，分 3 班工作，热车间占 15%；第一班 8

6、00 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人；第二班 800 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人；第三班 800 人，使用淋浴者 240 人，其中热车间 120 人。城市给水工程毕业设计（2）B 工厂：生产用水量 10000 m3/d；工人总数 4000 人，分 3 班工作，热车间占 10%；第一班 1000 人，使用淋浴者 300 人，其中热车间 100 人；第二班 1500 人，使用淋浴者 350 人，其中热车间 150 人；第三班 1500 人，使用淋浴者 350 人，其中热车间 150 人。6、火车站用水量 1200 m3/d。7、自然概况：城市土壤种类 粘

7、质砂土 ，冰冻线深度 1.2 m；地下水位深度 8.5 m，年降水量 836.6 mm；城市温度：最高温度 39.8，最低温度-8.7，年平均温度 18.2；主导风向：夏季 东南风 ，冬季 西北风 ；自来水厂处的土质种类 粘质砂土 ；地下水位深度 8.5 m；8、地面水源：（1）流量：最大流量 1300 m3/s；最小流量 520 m3/s。（2）最大流速 3.6 m/s。城市给水工程毕业设计（3）水位：最高水位 58.7 m；常水位 53.9 m；最低水位 44.6 m。（4）最低水位时的河宽 26.8 m。9、水源水质分析结果：编 号 名 称 单 位 分析结果 1 水的臭和味 级 无 2

8、混浊度 mg/L 80980 3 色度 度 15 4 总硬度 mg/L 99 碳酸盐硬度 mg/L 60 非碳酸盐硬度 mg/L 39 钙硬度 mg/L 57 镁硬度 mg/L 42 5 PH 值 6 碱度 mg/L 120 7 溶解性固体 mg/L 270 8 水的温最 高 温 城市给水工程毕业设计 度 度 最 低 温度 9 细菌总数 个/mL 4100 10 大肠杆菌 个/mL 360 10、居住区生活用水量逐时变化：你设计选用的为（D ）时间 A B C D E F G 01 12 23 34 45 56 67 78 城市给水工程毕业设计 89 910 1011 1112 1213 13

9、14 1415 1516 1617 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324 城市给水工程毕业设计：第 2 章 设计水量 设计用水量是根据设计年限内用水单位数，用水定额和用水变化情况所预测的用户日用水总量，设计用水量包括下列用水；居民区生活用水量1Q；工业企业生产用水量2Q；工业企业工人生活和淋浴用水量3Q 公共建筑用水量公建Q 城市绿化和浇洒绿地用水量4Q；未预见水量和管网漏失水量5Q；（7）消防用水量6Q；该城市在河南省查表知综合生活用水定额为二区，人口总数不足50 万，为中小城市，最高日综合生活用水定额为 150240L/（）取 180 L/（）用水普及率取

10、100%，工业用水重复率为 0。1.居民区生活用水量1Q 1Q=f1q1N=100%180310（+）410=58230(dm3）式中：f 为给水普及率，100%；城市给水工程毕业设计 1q为最高日综合生活用水定额，180dm3，可参阅给排水设计手册 1相关资料；1N为设计年限内计划人口数。2.工业企业用水量 A 厂 生产用水量：318000/qmd B 厂 生产用水量：3210000m/qd 3.工业企业工人生活和淋浴用水 对工厂生活和淋浴用水定额，查表知：一般车间：生活为 25L/（人.班）；淋浴为 40 L/（人.班）；高温车间：生活为 35L/（人.班）；淋浴为 60 L/（人.班）；

11、A 厂所有车间生活用水为：A 厂所有车间淋浴用水为：B 厂所有车间生活用水为：B 厂所有车间淋浴用水为：3212Q80001000018000/qqmd城市给水工程毕业设计 所以企业生活和淋浴用水为：工业企业的淋浴用水放在每班下班后 1 小时内使用。4.公共建筑用水量 火车站为公共建筑 d/1200mQ3公建 5.城市绿化和浇洒道路用水 浇洒道路和绿化应根据用水量应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次，每日23 次。大面积绿化用水量可采用(d)。则城市绿化和浇洒道路用水为：浇洒道路放在每天点，浇洒绿地放在每天点 所以，总用水量：6.未预见水量和管网

12、漏失水量未Q 未预见用水量按（15%20%）计算，此时取 20%.则 最高日设计用水量：最高日平均时：hmQQdh/75.4282243 7.消防水量消防Q 城市给水工程毕业设计 该城市人口不足 50 万，根据规范要求，一次灭火用水量采用标准65L/s，按一天 2 次灭火计，灭火时间 2 小时。则消防用水量：居住区生活用水逐时变化选用任务书中的 D 则最高时用水量为%，最高时在 8-9 点。最高日用水量为：dm/102786Q3d 则时变化系数416.1100/90.524Kh 则最高时用水量为：hmQKQdhh/374.606424/102786416.124/3 时变化系数图略%处的代表日

13、平均供水量，使用分级供水，第一级为从 22 点到 6 点，供水量为%，第二级为从 6 点到 22 点，供水量为%最高日泵站总供水量为%8+=100%当最高日设计用水量为 110000dm/3时，由于管网中不设水塔或者高位水池，供水泵站设计供水量为：%1000/3600=1906.67L/s=6864hm/3 第 3 章 管网水力计算 管网布置的基本原则 1.管线应均匀地分布在整个给水区域内，满足用户对水量和水压方面的要求，并保持输送的水质不受污染。城市给水工程毕业设计 2.供水安全可靠，当局部管线发生故障时，应保证不中断供水或尽可能缩小断水的范围。3.供水布置应力求线路最短，并尽量减少穿越障碍

14、物等，以减少特殊工程，降低管网造价和经营管理费用。4.应从现状入手，符合给水区域总体规划的要求，并为管网分期建设留有充分的发展余地。管网定线 干管定线时可按下列步骤和要求进行：1根据水源（二级泵站）、大用户或水塔等调节构筑物的位置确定供水区域的主要供水流向，即水源与大用户、调节构筑物的连线方向，以此控制干管的基本走向。2按主要流向确定接近平行布置得干管条数和大致位置，干管之间距一般为 500800m左右。有时为了保证供水可靠，还应在干管和干管之间的适当位置设置连接管，（连通管）以形成环状管网，连接管的作用在于局部干管发生故障关闭时，干管与干管、连接管与连接管之间距的大小，主要取决于供水区域大小

15、和供水的要求，一般在保证要求的前提下，干管和连接管的数量尽量减少，以节约投资。3 按下列要求校核对干管（或连接管）的具体位置：(1)按规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设，以利于施工和维护管理；(2)干管应从两侧用水量较大的街区通过，其延伸方向应与主要流向保持一致，并以最短距离到达主要用水区、大用户和调节构筑物（水塔或高地水池等），以提高干管的配水效率，降低工程造价和动力费用。城市给水工程毕业设计(3)干管应尽可能布置在较高位置，以降低干管内的水压，增加管道的供水安全性。(4)管线在道路下的平面和高程应符合城镇或厂区管道综合设计的要求。4干管定线时，应该位将来反战和分期建设留有余地

16、。考虑上述布置要求与本设计中城市的各种实际相结合，对该城市管网进行了布置，组成了环状管网，共计 7 个环。具体布置情况见城市管网总平面图 节点流量计算 设计采用统一供水方案。管网图形由许多管段组成。沿线流量是指供给该管段两侧用户所需流量。节点流量是从沿线流量得出的并且假设是在节点集中流出的流量。在管网水力计算过程中，首先需求出沿线流量和节点流量。一、比流量计算 1、干管线单位长度的流量，叫做比流量：式中：sq 为比流量，L/（sm）；Q 为管网总用水量，L/s；q 为大用户集中用水量总和，L/s；L 为干管总长度，m，不包括穿公共建筑物地区的管线；只有一侧配水的管线，长度按一半计算。2、统一供

17、水系统比流量计算 城市给水工程毕业设计 最高时设计水量：sLh/548.1684/6064.374m3 最高时集中用水量有二个工厂和火车站：d/m3+1200d/m3sL/干管比流量为 二、节点流量计算 按比流量法对管网实际不均匀的配水情况进行简化后，管网中各管段小用户的配水情况均可作为沿程均匀泄流管路看待，即管网中任一管段内的流量，由两部分组成，一部分是沿本管段均匀泄出供给各用户的沿线流量yq，沿线呈直线减少；另一部分是通过本管段流到下游管段去的流量，沿线不发生变化，称为转输流量zsq。取二者之和，所以管段起端到末端的流量沿线变化，这种变化的流量，不便于用来确定管径和水头损失，因此需要对其进

18、行简化。简化方法是以变化的沿线流量折算为管段两端节点流出的流量，即节点流量。管网中任一节点上，往往连接几条管段，因每一条管段都有一半沿线流量分到该节点，所以管网中任一节点流量iq，应等于连接于该节点上个管段的沿线流量总和的一半，可按下式计算：yiq5.0q （L/s）如果整个给水区域内管网的比流量相同时，节点流量还可以作如下表达：iiL5.0q （L/s）统一供水沿线流量节点流量计算表：城市给水工程毕业设计 管道 编号 管道配水 长度（m）管道沿线流 量（L/S）节点设计流量计算（L/S）节点号 集中流量 沿线流量 供水流量 节点总流量 12 820 1 23 890 2 34 430 3 4

19、5 330 4 56 430 5 67 415 6 78 470 7 89 520 8 910 820 9 1011 310 10 1112 260 11 1213 570 12 1314 610 13 1415 340 14 城市给水工程毕业设计 1516 610 15 1617 680 16 1718 830 17 1819 830 18 191 330 19 218 330 36 330 618 890 717 890 710 380 1217 680 1316 340 合计 14335 .流量分配及管径水头损失计算 一、流量分配 求出节点流量后就可以进行管网的流量分配，其目的在于确定管

20、网中每一管段的计算流量，在管网计算中，它是一个很重要的环节。城市给水工程毕业设计 管网流量分配时，为保持水流的连续性，每一节点必须满足节点流量平衡条件：即流入人一节点的流量必须等于流离该节点的流量。若规定流入节点的流量为负，流离节点的流量为正，则上述平衡条件可表示为：式中：iq为节点 i 的节点流量，L/s；ijq为连接在节点i 上的各管段流量，L/s。环状管网流量分配的方法和步骤：1、首先在管网图上确定出控制点的位置，并根据配水源、控制点、大用户及调节构筑物的位置确定管网的主要流向。2、参照管网主要流向拟定各管段的水流方向，使水流沿最近的路线输水到大用户和边远地区。3、从配水源到控制点、大用

21、户、调节构筑物之间选定主要的平行供水路线（主要干管），主要干管条数视管网的布置情况而定。4、根据管网中各管线的地位和功能来分配流量。分配流量时，无论是从管网的起端开始，还是从管网的末端开始，都应满足下列条件：1）尽量使平行的主要干管分配相近的流量，以免个别主要干管段损坏时，其余管线负荷过量，使管网流量减少过多；主要干管与次要干管相汇合时，主要干管应适当多分些流量；干管与干管之间的连接管，主要作用是干管损坏时，将水从一条干管转输至另一条，因此不应分配过大的流量，要有意识地少转输流量。2）各干管所通过的流量应沿管网主要流向逐渐减少，不要忽多忽少，更不要发生倒流。城市给水工程毕业设计 3）流量分配时

22、，应满足节点流量平衡条件，即每一节点都应按0qqiji的条件核对。按以上步骤和要求分配到各管段的流量，即为环状管网各管段的计算流量。这里应该指出，此流量为预分配值，可用来选定管径，其真正的流量数值，必须由管网平差结果给定。二、管径确定 给水管网各管段的管径，应按最高日最高用水时各段的计算流量来确定。当管段流量已知时，管径可按下式计算确定：v4qD （m）式中：q 为管段通过的计算流量，m3/s；V 为管内流速，m/s。上式表明，管径不但与通过的计算流量有关，而且还与所选用的流速有关，只知道管道的流量，还不能确定管径，因此，必须首先选定流速。上式还可以看出，流量一定时，管径与流速的平方根成反比。

23、如果流速选用的大一些，管径就会减小，相应的管网造价便可降低。但水头损失明显增加，所需的水泵扬程将增大，从而使经营管理费用增大，同时流速过大，管内压力高，因水锤现象引起的破坏作用也随之增大，因此限定其最高流速在3.0 m/s 之内。相反若流速选用的小一些，因管径增大，管网造价会增加。可是因水头损失减小，可节约电费，使经营管理费用降低。另外，流速长期过小对保持输送水的水质是不利的。若输送水的水质不稳定，会加剧水中杂质的沉淀及管内结垢，所以流速不能太小，一般不小于 0.6m/s。因此管网造价和经营管理费用这两项经济因素是决定流速的关键。由前述可知，流速变化对这两项经济因素的影响趋势又恰好相反，所以必

24、须兼顾考虑和优选，以获得最优解。具体目标是，按一定年限内（称投资偿还期）内，管网造价和经营费用城市给水工程毕业设计 之和为最小的流速，（简称经济流速）来确定管径。我国各地区因诸多经济因素的差别，其经济流速是不同的，设计实践中，在缺乏经济流速分析资料时，常采用平均经济流速选择管径，即大口径管道经济流速较大，小口径管道的经济流速较小，其具体数值为：D=100400mm，采用 v=0.9 m/s；D 400mm，采用 v=1.4 m/s。管网平差及水压校核 一、统一供水系统管网平差结果整理结果：（1）统一供水最高时平差结果：=迭代次数=9 =环号=1 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 100

25、0I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-城市给水工程毕业设计 1 430 1000 .0007 2 330 1100 .96 .90 .0003 3 430 800 .0015 4 330 800 .70 .77 .0007 sqtotal=.106 dq=环号=2 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 890 800 .86 .0023 2 330 800 .70 .77 .25 .0007 3 890 500 .86 .0108 4 330 450 .0068 城市给水工程毕业设计 sqt

26、otal=.106 dq=环号=3 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 820 600 .57 .77 .0039 2 330 450 .0068 3 830 450 .28 .31 .0058 4 330 500 .53 .84 .0027 sqtotal=.106 dq=环号=4 闭合差=城市给水工程毕业设计 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 890 500 .86 .0108 2 830 900 .0017 3 890 700 .004

27、2 4 830 600 .84 .0054 sqtotal=.106 dq=环号=5 闭合差=.001 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-城市给水工程毕业设计 1 470 500 .82 .89 .0055 2 520 500 .57 .95 .50 .0045 3 820 400 .34 .52 .42 .0098 4 380 400 .0124 sqtotal=.106 dq=.00 =环号=6 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 890 7

28、00 .0042 2 380 400 .0124 3 310 450 .70 .50 .0045 4 520 350 .72 .0176 城市给水工程毕业设计 5 680 350 .79 .0248 sqtotal=.133 dq=环号=7 闭合差=.002 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 680 700 .0032 2 680 350 .79 .0248 3 570 400 .54 .67 .0098 4 340 400 .0099 sqtotal=.106 dq=.01 =环号=8 城市给水工程毕业设计 闭合差=.

29、002 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 610 500 .98 .0083 2 340 400 .0099 3 610 250 .47 .0440 4 340 250 .52 .0265 sqtotal=.106 dq=.01 =（2）统一供水消防时平差结果：=迭代次数=10 =环号=1 闭合差=城市给水工程毕业设计 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 430 1000 .0006 2 330 1100 .0004 3 430 800 .0016

30、4 330 800 .79 .95 .0008 sqtotal=.106 dq=环号=2 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-城市给水工程毕业设计 1 890 800 .96 .0025 2 330 800 .79 .95 .31 .0008 3 890 500 .91 .0114 4 330 450 .0069 sqtotal=.106 dq=环号=3 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 820 600 .72 .0047 2 330 4

31、50 .0069 3 830 450 .14 .09 .0034 4 330 500 .41 .54 .0022 城市给水工程毕业设计 sqtotal=.106 dq=环号=4 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 890 500 .91 .0114 2 830 900 .0018 3 890 700 .0042 4 830 600 .80 .0052 sqtotal=.106 dq=环号=5 闭合差=城市给水工程毕业设计 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒

32、)(米)-1 470 500 .82 .89 .0055 2 520 500 .57 .96 .50 .0045 3 820 400 .35 .52 .43 .0099 4 380 400 .0125 sqtotal=.106 dq=环号=6 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-城市给水工程毕业设计 1 890 700 .0042 2 380 400 .0125 3 310 450 .71 .51 .0045 4 520 350 .73 .0177 5 680 350 .78 .0247 sqtotal=.132 dq

33、=环号=7 闭合差=-管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 680 700 .0032 2 680 350 .78 .0247 3 570 400 .54 .67 .0098 城市给水工程毕业设计 4 340 400 .0098 sqtotal=.106 dq=环号=8 闭合差=.000 -管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)-1 610 500 .98 .0083 2 340 400 .0098 3 610 250 .47 .0441 4 340 250 .51

34、 .0265 sqtotal=.106 dq=.00 =二、统一管网平差校核：1.统一供水管网平差校核：城市给水工程毕业设计（1）输水管起端处的水压 H1 净水厂的地面标高为，自由水压 32 m 从水厂向管网两条输水，最高时一条管中流量为 1000 L/S，选 14 点为控制点，地面标高为，自由水压为 32 m，有最高时平差结果知道从水厂到控制点 14 的水头损失为 16.5m.H1=（）+32+3 =39.94m（2）消防时核算 消防核算时，该城市人口不足 50 万，查城镇居住区室外灭火时间定为 2h，故用水量sLQ/202265 而设计用水量sLdmQ/67.190636002410110

35、000/11000033 所以，消防时总用水量sLQ/67.203613067.1906总 火灾发生时，按最不利点考虑，进行管网平差。假定一处火灾发生在控制点，即 1 号节点，另外一处发生在流量汇合点6 号节点，进行流量分配，然后平差。则所需输水管起端的水压H2：H2=（）+10+3 =17.16 m H1 从水厂到控制点的水头损失为；城市给水工程毕业设计 第 4 章 水厂设计 水厂要求和介绍 一、净水厂厂址的选定 1、厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划、综合考虑，通过经济技术比较确定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：厂址应选在工程地质条件较好的地方，一般选择在地下水位较低、承载

36、力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和施工难度。水厂应尽量选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。水厂应少占农田和良田，并留有适当的发展余地。水厂应设置在交通便利、靠近电源的地方，以便于方便施工和降低输电线路的费用，并考虑到沉淀池排泥和滤池冲洗废水的排放方便。当取水地点距离水厂较近时，水厂一般设置在去水构筑物附近，通常与去水构筑物合建。2、综合水厂位置选择中应考来的因素，本设计将水厂与取水构筑合建，在城市上取水，处理后送水至城市管网，具体位置详见城市管网总平面图。二、对给水处理工艺和构筑物的确定及选择 长期以来，给水工艺仍然是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个阶段，宏观上

37、理论上尚无重大突破，然而在微观上，净化工艺确不断地改进，对给水处理的认识也不断地更新。理论的继续深化，促进了给水工艺水平的提高。城市给水工程毕业设计 1、预处理 预处理是设置在传统处理工艺之前的各种处理措施，包括格栅筛除原水中的漂浮杂物，预氯投加，调整原水的 pH 值，泥砂在预沉池中预沉以及投加粉末活性炭或生物过滤等各种工艺措施。预处理工艺主要是格栅隔除漂浮物；预氯投加，即在长距离输水管的起始点小剂量加氯；或在预沉池前投氯，以保证充分的消毒效果。粉末活性炭的投加多为季节性，当水质严重污染时，为了去除臭味和有机物而采用的临时性措施。2、常规处理 (1)混合技术：理论上早已阐明混合是絮凝的基础，要

38、求快速剧烈的混合，以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。混合设备有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。由于混合设备对水力条件、输入能量、混合方式要求比较严格、设备、构造上的差异往往造成混合效果相差较大，单纯从理论计算上进行混合设计，往往和预先设想结果有较大偏差，因而影响混合效果。设备都作严格的测试，以期取得最佳混合效果。(2)絮凝反应：传统上的絮凝反应多采隔板反应，是建立在近壁紊流理论基础上的。随着给水理论的深入研究和发展，从能量耗散的角度出发提出自由紊流的微旋涡理论。(3)沉淀池：平流沉淀池是给水行业最古老的一种池型，大型

39、水厂应用较多，停留时间多为 12 小时。选择较长的停留时间可以节约药剂，提高沉淀后的水质，并有足够的调节余地，抗冲击负荷能城市给水工程毕业设计 力较强。停留时间短可以节省基建投资，减少占地面积。具体设计停留时间多长为好，这需要根据沉淀后水质指标要求，并进行经济技术比较后确定，根据我国水质标准和国情，采用小时停留时间为好。(4)过滤：过滤在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。当前过滤多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用双阀滤池

40、。从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。冲洗。有水表冲和气冲两种。水表冲有设一层的，也有在滤料层中再加设一层的。气冲则有采用丰字形管布气，也有用长柄滤头布气的。由于气冲造成滤料间磨擦力加大，使滤池冲洗更干净。水表冲早有应用。V 型滤池是一种比较先进的滤池设计。这种滤池使用单层砂滤料，粒径通常在毫米，允许扩大到毫米，K80 不均匀系数在之间。滤料层厚度在1.5 米之间，冲洗时采用水冲洗、气冲洗和表面扫洗相结合。滤池在冲洗时完全不膨胀，避免了由于水力筛分作用而使小粒径滤料集中于上层，该滤池冲洗时，先进行气冲，强度为16.7 升米 2秒。水冲强度为4.2升

41、米 2秒。表面扫洗强度为2.2 升米 2秒。由于空气加入使滤料相互摩擦，去除滤料表面粘附的絮体，然后在冲洗水的作用下被带到滤料表面，滤料表面的扫洗将絮体扫入排水槽。然后停止气冲，冲洗水继续对滤料进行漂洗，把残留絮体进一步带出滤料表面，被扫洗水带入排入槽。这是一种非常有效的冲洗，避免了滤床中结泥球。冲洗水仅为常规冲洗水量的 1/4，大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水，所以扫洗时不加重滤池负担。冲洗水、扫洗水量之和也仅是常规冲洗水量的 1/3，所以此种滤池是一种滤速较高、生城市给水工程毕业设计 产能力强、省水经济的滤池。三、絮凝剂 1、絮凝剂和助凝剂的使用情况 目前大部分

42、净水厂采用的絮凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍。当前有两类絮凝剂。一类是无机聚合物絮凝剂；另一类为有机高分子聚合物絮凝剂。无机聚合物絮凝剂有：碱式聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铝(PAS)，聚合硫氯化铝(PACS)以及聚合硫酸铁(PFS)等。其中最有代表性的 PAC 和 PAS 具有对原水水质变化适应性广，混凝净化效果好，药剂成本低等特点。有机高分子絮凝剂应用最多的是聚丙烯酰胺类。一般根据其作用不同分为阴离子型、阳离子型与非离子型。有机高分子絮凝剂具有用量少、絮体大、污泥少等优点。目前采用的主要助凝剂是无机活化硅酸，其作用是增加絮凝剂的骨架强度，改善絮体结构。尤其是对低温低浊水的处理较为有效。其次是氯

43、作为助凝剂，其作用是采用预氯化法破坏起干扰混凝作用的有机物，改善混凝效果。同时用氯将硫酸亚铁氧化为高价铁，提高混凝剂的净化效果。但对受污染的原水，易生成以三卤甲烷为代表的卤代有机化合物。该类物质具有致突变活性，因此有待于深入分析和研究。2、絮凝剂的控制投加，絮凝控制技术是净化处理的重要环节，因此如果控制不好，既不能达到预定的水质要求，又导致药剂的浪费。我们目前大部分净化水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与经验投加相结合的方式，人工操作投加。该方法的缺点是不能满足连续运行的需要，也就不能随水质水量的变化而及时调整投加量。同时由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中的水力条件差距较大，因此提供

44、的投加率仅能作为实际投加的参考值，不仅不准确，还带来检验投加效果的滞后性。城市给水工程毕业设计 四、消毒杀菌技术 消毒杀菌技术已成为给水处理中不可缺少的处理手段之一。消毒杀菌技术，很长一个时期以来，传统的消毒杀菌剂主要是采用氯及其化合物。该方法操作技术简单、价格低、杀菌效果好。在国外至今仍为主要杀菌方法之一，我国应用更为普遍。目前一般采用容量分析比色法测量投氯后的余氯值，依据其余氯值采用浮子加氯机或真空加氯机调节投加量，靠人工操作。该方法不能提供准确的投加量，只是靠经验控制，检验投加效果又具有滞后性。作为新的消毒剂二氧化氯和臭氧是具有发展前途的。二氧化氯用于给水处理消毒，近年来受到广泛的注意，

45、主要是由于它不会与水中的腐殖质反应产生卤代烃。一般二氧化氯在水中主要起氧化作用，而不是氯化作用，因此不容易产生潜在的致突变物-有机氯化合物。滤后水中加氯，保持管网余氯可有效地降低三卤甲烷的生成和保证杀菌效果。臭氧消毒被认为是在水处理过程中替代加氯的一种行之有效的消毒方法。因为臭氧首先是具有很强的杀菌力，其次是氧化分解有机物的速度快，使消毒后水的致突变性降为最低。经臭氧消毒的水中病毒可在瞬间失去活性，细菌和病原菌也会被消灭，游动的壳体幼虫在很短时间内也会被彻底消除。五、净水厂流程的选定 B 市给水工程，是为了满足该区近期和远期用水量增长的需要而新建的。该工程分为两组，最终的供水设计规模为 11

46、万3m/d，整个工程包括，净水工程和输配水工程两部分。本章节主要是给水处理方法和工艺流程的选择，净水工程应根据原水水质以及设计生产能力等因素，通过调查研究必要的确实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，技术经济比较后确定。因此地表水作为水源，且水质各指标不是很高，混浊度 63970mg/L,色度 15 度,所以选用以下工艺流程:水源 取水头自流管 自动加药设备 城市给水工程毕业设计 网格絮凝池 平流沉淀池 V 型滤池 清水池 吸水井 二级泵房 配水管网 用户 同时，本次设计还包括：水厂占地面积，人员配备，厂内建筑物布置和管线定位等。投药部分设计计算 一、混凝剂的选用 根据原水水质分析结果并参

47、考其它相似水厂的运行经验选用碱式氯化铝作为混凝剂。该种混凝剂特点：净化效率高、过滤性好、温度适应性高、使用时操作方便、设备简单。二、投药系统布置如图4-1：设计参数：根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选用碱式氯化铝（PAC）作为混凝剂。最大投加量为mg/，最低为mg/，平均mg/，碱式氯化铝投加浓度为，采城市给水工程毕业设计 用计量泵湿式投加，不需加助凝剂。三、投药设备计算 1.混凝剂计算 选用碱式氯化铝（PAC）作为混凝剂，水厂设计水量为 110000dm3，药剂堆放高度为 1.5m药剂存储期为 20 天。（1）混凝剂量 N N=10001000 QW=1000100012188

48、001=（T）式中：Q水厂设计流量 dm3 W平均投加量 kg/L（2）有效堆放面积 A A=HNt 15.1=5.115.12043.1=3m 式中：H药剂堆放高度 m t 存放天数 2.溶液池容积1W 近期设计流量3m/h 一天调制次 n，溶液池调节容积 1W=bNUQ417=215417495040=.3m取3m 溶液池设两格，每格有效容积为3m，有效高度取.m，超高.m，每格实际尺寸为mmm5.25.25.2，置与室内地面上。城市给水工程毕业设计 3.溶解池 该设计溶解池容积为溶液池的%，则溶解池容积为：W2=0.=.m3 溶解池分格，每格的容积为.3m，有效高度取.m，超高.m，设计

49、尺寸为mmm5.15.15.1，池底坡度采用.。溶解池置于地下，池顶高出室内地面.m。本设计采用BJ 型折桨式系列搅拌机，如图 4-2：溶解池和溶液池材料都采用钢筋混泥土，内壁衬以聚乙烯板。4.药剂仓库 碱式氯化铝（PAC）袋数 有效堆放面积317.832.015.12.04.05.024951meHNVA）（）（表 4-1 BJ 型折桨式系列搅拌机规格及外型尺寸 城市给水工程毕业设计 型号 搅拌池规格 BB（m）池深 H（m）桨叶 直径 D（mm）桨板 深度 L（mm）（mm）（mm）（mm）电动机功率（KW）重量（kg）ZJ-750 750 1200 100 330 289 200 考虑有

50、过道，放磅秤等地方，仓库面积为 160，用人力手推车投药，药库平面设计尺寸为13m13m。5.设三台活塞式隔膜计量泵（2 用 1 备），单台投加量 600L/h。6.混合设备 对混合的基本要求是快速与均匀，综合各种常用混合设施的优缺点，经过比较后，本设计采用静态混凝器。该混合器利用在管道内设置多节固定式分流板使水成对分流，同时又有交叉及旋满方向旋转，以达到混合效果，混合率达 90%95%。静态混凝器近期采用 2 个，如下图 4-3 所示 每组混合器处理水量为sm/6875.023600241188003，水流速度取 0.8m/s，静态混凝器设 3节混合元件，即 n=3，混合器距离絮凝池 10m