某净水厂毕业设计完整版含图纸.docx

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某净水厂毕业设计完整版含图纸

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课程设计

设计题目:

专业班级:

姓名:

指导教师:

山东农业大学水利土木工程学院

2006年12月

《给水工程》课程设计

前言

自从有了人类的生活和生产活动，人类活动就受制于水的自然循环和社会循环所产生的水量和水质。

城市给水工程的建设是一项系统工程，包括工程的前期立项和环境影响评价、工程的设计与建设资金的筹集。

为了设计好建设好城市给水工程，需要在项目的立项和设计各个环节充分了解工程的内容、要求和设计计算方法，掌握必要的专业知识，使工程建成后达到预期的效果。

为了与理论结合，在课程结束时进行课程设计，可以巩固课堂知识，增加对实际情况的理解。

同时可以涉及新兴工艺，对各个工艺流程进行比较选择。

水处理厂工艺的选择是水处理厂设计最为关键的问题，直接关系到工程建设造价、运行成本何处水水质。

常规水处理工艺（即所谓的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺）无论在理论还是在实践上并无重大技术突破。

1（混合工艺其主导工艺仍然是水泵混合、管式静态混合器混合、机械混合和跌水

混合等。

2（

1

《给水工程》课程设计

第1章总论1.1给水处理课程设计任务及要求

1.1.1设计题目

某市净水厂设计

1.1.2基本资料

31、水厂产水量:

1组:

30000m/d。

32组:

50000m/d。

33组:

80000m/d。

2、水源为河水，原水水质如下:

项目数量项目数量

100~500mmg/l浑浊度总硬度40度

1度色度碳酸盐硬度4度

0~20?

21mg/l水温氯根

7.232mg/lPH值硫酸根

0.05mg/l12000个/ml细菌总数硝酸根

1mg/l3000个/ml大肠菌数铁0.033mg/l略有臭和味亚硝酸根4度7.69ml/l耗氧量碱度

3、厂区地形平坦，地面标高为黄海高程160.0m，水厂占地（1、2组）:

2.26

公顷（155×145m）。

3组:

2.4公顷（155×155m）

4、当地气象资料:

2

《给水工程》课程设计

风向:

东北

气温（月平均）:

最高28?

，最低-1.9?

。

5、厂区地下水位高:

-5m（水厂相对地面标高为0.00m）。

6、水源取水口位于水厂西北方向50m，水厂位于城市北面2km处。

7、二级泵扬程设为40米。

1.1.3设计内容

1、确定水厂的处理工艺流程及净水构筑物、设备的类型和数量。

2、进行净水构筑物及设备的工艺设计计算。

3、进行水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体设计。

1.1.4设计成果

1、设计说明与计算书一份。

2、设计图纸4-5张（其中，包括:

（1）水厂平面布置图（1:

300）;

（2）水厂的处理工艺高程布置图（纵向1:

50-1:

100，横向1:

100-1:

200）;

（3）絮凝沉淀池、滤池和清水池等净水构筑物和贮水调节构筑物以及

二级泵房的工艺构造图（1:

50——1:

200）。

1.1.5其他

1、设计在老师指导下应由学生独立完成。

2、对设计内容质量的要求、设计要点与步骤以及设计参考资料等可参见“给水处理设计指导书”。

1.2给水处理课程设计指导书

1.2.1图纸与说明书

1、水厂总平面图，应绘出全部的净水构筑物、泵站、清水池、附属房屋建筑、道路、绿化及厂区界限，并表示出其外形尺寸和互相距离，同时绘出各种

3

《给水工程》课程设计管渠、阀门及计量井等。

管道均以单线表示。

管线上应表明其管径（断面尺寸）、长度和坡度。

（生活用给水管渠本设计可不考虑）

图中应绘出各种管线及其他图例，注明各生产构筑物、辅助建筑物的名称、数量及外形尺寸（或列表以序号示之）等。

画出地形等高线和挖填土方的轮廓线。

2、水厂高程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面的标高，重要构件和管渠的标高以及原地面与平整地面之标高等。

3、滤池工艺构造应由平面图和剖面图。

详细绘出管廊的布置情况及滤池内部构件的全部构造。

图中应注明构筑物的全部工艺尺寸、相互距离、管渠名称及其安装高度。

图中复杂的接点构造和表示不出的构件及相关部分，应另绘大样图（1:

10-1:

20）来表示（在本设计中，除老师指定者外，可不另绘制），但有关问题应做必要的说明。

图中各构筑物及各种管渠皆用双线表示。

剖面图应能表示出构筑物内部构件的全部构造，注明各构筑物之顶、底及水面标高，各构件及管渠的安装高度，内部地面和外部地面的标高。

4、各图纸中，应注明图名和比例尺，图中文字一律用仿宋体书写。

图例的表示方法应付合一般规定和标准。

图纸应清楚美观，线条的粗细应主次分明。

图纸幅面规格，水厂平面和高程布置图可布置于一张图内，采用1号图（841×594）。

滤池和其他处理构筑物的构造图可采用2号图。

图纸的其他要求，如图框尺寸、图标格式、剖切线、指北针以及图例等画法，可参照“给水排水设计手册”

（1）的有关规定。

5、说明与计算

应说明选择水厂净水工艺流程和构筑物形式的简单理由。

对水厂的总平面图和高程布置以及设计的独到之处应作深入的阐述。

对水厂的药剂投配设备、消毒设备，絮凝池、沉淀（澄清）池、过滤池、

4

《给水工程》课程设计清水池等主要构筑物或设备的选择应有说明和详细的计算书。

同时，对所采用的计算数据应加以说明，并注明其资料来源。

计算构筑物或设备应绘出相应的计算草图。

根据水厂规模，估算出水厂人员编制数目，并初拟水厂辅助构筑物的占地面积等。

计算说明书是说明设计过程和计算过程的重要资料。

其内容应全面完整，简明扼要，段落分明，字迹工整，并附以必要的草图及表格说明。

1.2.2设计要点与程序

1、净水工艺的确定和水厂的初步布置

在接到设计任务书后，应首先研究任务书上所列的水源水质资料中，有那些不符合国家水质标准，据此并综合考虑后确定净水方法和净水工艺流程。

多数情况下，生活饮用水净水厂中，主要净水构筑物由下列各项组成:

药剂的配置、混合设备、絮凝设备、沉淀澄清设备、过滤设备以及冲洗设备或高位水箱等附属设备等。

另外，水厂中应有完善的给水和排水管渠。

这些管渠用于供送原水、输送处理水、冲洗水、排除各种废水等。

水厂中还应有必要的附属房间。

以上所有的构（建）筑物，对各种水厂大体上是必须的。

但形式上和数量上可能有变化。

为了安全上的要求，各种构筑物的个数往往应两组以上。

水厂的高程布置应尽可能采用重力流系统。

一般先决定清水池的水面标高，然后根据各构筑物及它们之间的水头损失，确定前面各构筑物的水面标高，进而确定构筑物的标高，完成水厂的高程初步布置。

水厂的高程布置应从整体出发，尽量减少施工的挖填土方量。

2、水厂设计生产量的确定

水厂的设计生产量Q包括以下两项:

供应用户的出厂量Q和水厂的自用1水量Q，一般Q只占Q的5-10%，所以水厂设计生产量可按下式计算:

221

5

《给水工程》课程设计

Q=KQ（式中K=1.05-1.10）1

3、药剂的配置与投加设备的设计

混凝剂的投加量应在选择混凝剂的种类后，用实验的方法确定（本设计可以假设）。

我国各类水厂的平均投药量为5-30毫克/升，最高也不超过100毫克/升。

在选择了投药方法之后，应选择配置及投加药剂设备型式。

当溶解缓慢时，可采取加速药剂溶解的措施。

溶解池和溶液池，可根据混凝剂的纯度、溶液的浓度、加药量以及配置次数等进行计算。

这些数据由自己合理确定。

药剂可采用重力或压力投加。

4、混合与絮凝设备的设计

应充分考虑到混合方法、絮凝池型式和尺寸选择的合理性，并注意和沉淀池的配合问题，反应池与沉淀池应一并考虑，以避免不必要的返工。

同时，应注意反应池中的流速选择。

5、沉淀澄清设备的选择

在设计之前，应很好地研究进水悬浮物含量及其预计的出水量悬浮物含量，从而确定要求的沉淀百分率。

沉淀池出水浑浊度，应按滤池的经济技术工作条件来考虑。

一般在10毫克/升以下。

沉淀澄清设备的类型很多，应进行全面比较后谨慎选取，然后进行详细设计。

6、过滤设备的设计

滤池的类型很多，应根据水厂规模和运行管理要求等情况进行比较选择。

水厂的过滤设施，往往集中在一个建筑物内，称为快滤池或滤站。

使用普通快滤池的滤站，其主要设施有下列五个部分组成:

（1）滤池本体——对普通快滤池来说主要由进水管渠、排水槽、过滤介

6

《给水工程》课程设计质（滤料层）、过滤介质承托层、配（排）水系统等部分组成。

（2）管廊——其中主要有设置五种管渠和闸门:

浑水进水、清水出水、冲洗进水、冲洗排水、初滤排水以及一次检测指示仪表等。

（3）控制室——其位置常设在滤池管廊上部的上层内，是值班人员进行操作和巡视的地方，放有控制台和二次监测指示仪表等。

（4）冲洗设备——冲洗水渠或水塔及辅助冲洗设施等。

（5）其他

7、消毒设备的设计

消毒方法有物理法和化学法两类。

目前我国主要采用氯消毒法。

加氯量的多少，应根据水中有机物及细菌数量而定。

出水厂的余氯量为0.3—0.5毫克/升，管网末端剩余氯量不少于0.05毫克/升。

因此，投氯量应根据实验求得。

我

2毫克/升，接触时间须在30分钟以上。

国各水厂的投氯量一般为0.5—

消毒一般多在过滤以后进行，氯常加在滤池至清水池之间的输水管上，借水在清水池内的停留时间进行充分接触。

考虑到安全，加氯设备应放在单独的房间内。

房间应有良好的通风设备和直接至室外的出口，面积应根据设备形式和数量决定，一般为2×4米。

加氯间与加氯点之间的距离一般为10-20米。

8、其他部分的设计

主要包括清水池的容量和尺寸，二泵站的布置以及辅助建筑的布置等。

1.2.3水厂设计的一般步骤

1、分析和研究水质资料，确定水处理的工艺流程及组成;

2、计算出各构筑物之设计流量;

3、选定构筑物的形式和数目。

对平面布置和高程布置进行初步的规划和安排，以便确定构筑物的形状、主要尺寸及安装位置等。

4、进行各构筑物的设计计算;

7

《给水工程》课程设计

5、进行水厂的平面布置和高程布置;

6、绘图;

7、整理说明书。

1.2.4其他

1、水厂占地面积与水厂的设计规模、水质要求（工艺组成）及地形等因素

有关。

一般控制为:

水厂出水量1,3万吨/日时，为1,2公顷;4,5万吨/

日时，为2,2.5公顷。

2、清水池的总调节容量可按水厂产量的15,25%粗估，池子个数不少于2

个。

3、本设计的一些参考数据，可按照教材及相关补充内容综合确定。

第2章总体设计

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。

一般来讲，地下水只需要经过消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。

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。

根据设计要求，选择:

原水—混合—絮凝沉淀—过滤—消毒—二级泵房—城市管网的处理工艺。

2.2给水处理构筑物选择

给水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。

选用混凝药剂为聚合氯化铝，采用计量加药泵投药，管式静态混合器混合，网格絮凝池絮凝，平流沉淀池沉淀，普通快滤池过滤，氯消毒。

2.3设计水质水量的计算

2.3.1设计水质

8

《给水工程》课程设计

给水处理工程设计水质应满足《生活饮用水水质卫生规范》中检测项目要求，生活饮用水水质应符合下列基本要求:

水中不应含有病原微生物，水中所含化学物质及放射物质不应危害人体健康，水的感官形状良好。

2.3.2设计用水量

3设计产水量Q=30000m/d，水厂自用水量取总用水量的10%，则总水量

333Q=30000，1.5,33000m/d,1375m/h,0.382m/s

第3章混凝处理

3.1混凝药剂的选择

生活用水处理用的混凝剂，不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响，用于生产用水处理时，不得含有对生产有害成分。

3.1.1常用混凝剂及其性质

混凝药剂种类很多，按其化学成分可分为无机和有机两大类。

无机混凝剂主要是铁盐和铝盐及其水解聚合物，如硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。

无机混凝剂品种虽少，但在水处理中应用最多。

有机混凝剂是高分子物质，品种多，在水处理中用量比无机的少。

3.1.2混凝剂投量的计算

用于生活饮用水厂的混凝剂首先应满足以下要求:

对人体健康无害;混凝效果好;货源充足、运输方便。

原水水质不同，其适用的混凝剂药剂和最佳用量也不同。

设计中采用聚合氯化铝，根据原水水质，最大投药量取a=40mg/L。

混凝剂投量计算

T,aQ/1000,30.0，33000/1000,990kg/d

3.2混凝剂的配置和投加

9

《给水工程》课程设计3.2.1混凝剂的投加方法

混凝剂的投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。

3.2.2混凝剂的调制方法

混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般是适用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。

3.2.3溶液池容积

aQ40，137533设计中取6.6W,,,6.59mm1417bn417，2，10

3溶液池设置2个，每个溶剂为3.3，形状采用矩形，尺寸为m

高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m。

B，L，H,1.8，1.2，（1.5，0.3，0.3）

'3溶液池实际有效容积W,1.8，1.5，1.5,3.24m1

池旁设工作台，宽1.0~1.5m，池底坡度为0.02。

底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。

沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。

3.2.4溶解池容积

W,（0.2~0.3）W21

3设计中取溶解池池体尺寸为:

W,0.3W,0.3，3.3,0.99m21

高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.3m。

B，L，H,0.9，1.2，（0.9，0.3，0.3）

'3溶解池实际有效容积W,1.2，0.9，0.9,1.0m2

溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯管。

给水管管径DN80mm，按10min放满溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。

3.2.5投药管

投药管流量

W，n，10006.6，2，10001q,,,0.153L/S24，60，6024，60，60

查表得:

投药馆管径d=20mm,相应流速为0.50m/s

3.2.6投药计量设备

采用计量加药泵，泵型号JZ-320/10，选用2台，一用一备。

3.2.7加药间及药库

1.加药间

各种管线布置在管沟内:

给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣

管为塑料管。

加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。

为便于冲洗水集流，

地坪坡度?

0.005，并坡向集水坑。

2.药库

10

《给水工程》课程设计

药剂按最大投量30d用量储存，每袋质量是50kg，每袋规格为，

33，投药量为40mg/L,水厂设计水量为，0.5，0.4，0.25m33000m/d,1375m/h药剂堆放高度为1.5m。

Q，24ut1375，40，30聚合氯化铝的袋数N=袋,0.024,7921000W50

NV792，0.5，0.4，0.252有效堆放面积A=,,35.2mH（1,e）1.5，（1,e）

考虑药库的运输，搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积

2按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为，药库平面尺35.2，1.3,45.76m

2寸取:

9，5m,45m

3.3混合设施

3.3.1混合方式

混凝剂投入原水后，应快速、均匀的分散于水中。

混合方式有水泵混合、管

道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器等。

本设计采用静态混合器混合。

静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式

2Qh,0.1184n4.4d

式中h—水头损失（m）

3Q—处理水量（）m/d

D—管道直径（m）

n—混合单元（个）

3设计中取d=0.6m,Q=0.382m/s，当h=0.4时n=2.4个单元，当h=0.5时，n=3个单元，选DN600内装3个混合单元的静态混合器，加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，是药液均匀分布。

选择管式静态混合器（参数如下表一）。

规格GW-DN700，采用两节，管式静态混合器总长2700mm,投药口径:

32mm，占地面积为3m×

22.5m=7.5m

表一

型号管径安装长度外径法兰尺寸

（mm）（mm）DD1D2bdn两节三节

GW-70070027003600720890840800363024

11

《给水工程》课程设计

药剂

管道混合单元体管道原水

静态混合器

静态混合器

第4章网格絮凝池

4.1设计水量

3水厂设计水量为30000，水厂自用水量为10%，分成两池，则每池流量为m/d

333Q/2,33000/2,16500m/d,687.5m/h,0.191m/s4.2设计计算

1.絮凝池的有效容积

V,QT1

T—絮凝时间，一般采用10~15min。

设计中采用10min。

103则687.5×=114.6V,QT,m160

2.絮凝池面积

Q114.61设计中取H=3.0m，则A,A,,38.2mH3

3.单格面积

Q0.19121—竖井内流速，设计中取0.12，则vf,f,,1.59mm/s1v0.121

为配合沉淀池尺寸，设每格为矩形，长边取1.60m，短边取1.0m，每格实际面

2积为1.60，实际流速为0.119有此得分格数为:

mm/s

38.2个n,,251.60

每行分5格，每组布置5格，絮凝池布置如图4-1所示。

24a,b,Ht,实际絮凝时间为:

Q

24，1.60，1.0，3.0H—水深，设计中取3.0m则t,,560s,10min0.191

池的平均有效水深为3.0m，超高取0.40m，得池的总高度为:

H=3.0+0.40=3.40m

12

《给水工程》课程设计

4.过水孔洞和网格设置

，出过水孔洞流速从前向后分5档递减，每列取一个流速，进口为0.3m/s

口为0.1，则从前至后各行隔墙上孔洞尺寸为0.60m×1.1m、0.9m×1.1m、m/s

0.87m×1.1m、1.0m×1.3m和0.73m×1.3m。

网格布置分3段。

第一段不少于16层，第二段不少于8层。

5.水头损失计算

22vv12hhh,，,,，,,,,,12122g2g

—每层网格水头损失。

h1

—每个孔洞水头损失。

h2

—栅条网格阻力稀疏，前段1.0，中段0.9。

1

—孔洞阻力稀疏，取3.0。

2

第一段水头损失计算如下:

竖井7个，3个竖井设3层，4个竖井设2层，共计17层，=1.0，过栅流,1

速v=0.253,7个空洞，=3.0，过孔流速v=0.3，v=0.25。

则:

m/sm/sm/s11-66-72

2222vv0.2530.312h,h，h,，,17，1.0，，，6,,,,,,12122g2g2，9.812，9.8120.25，，2,0.10m2，9.81

第二段水头损失计算如下:

竖井8个，各设一层栅条，共计8层，=0.9，过栅流速v=0.224,8个空,m/s21洞，=3.0，过孔流速v=0.25，v=0.20。

则:

m/sm/s8-1011-172

2222vv0.2240.2512h,h，h,，,8，0.9，，，3.0,,,,,,12122g2g2，9.812，9.8120.20，，5,0.04m2，9.81

第三段（孔数为10，过水流速为0.15，0.1。

m/s

220.150.1h,h,5，（，）,0.01m,22，9.812，9.81

h,0.1，0.04，0.01,0.15m,

6.GT校核

h1000，0.15,1G,,,49S,4,60T60，1.029，10，10

445在之间，满足要求。

GT,49，60，10,2.9，101.0，10~1.0，10

13

《给水工程》课程设计

第5章平流沉淀池

平流沉淀池对水质、水量的变化有较强的适应性，构造简单，处理效果稳

定，是一种常用的沉淀池形式。

5.1平面尺寸计算

1.沉淀池有效容积

V,QT

T—停留时间，一般取1.0~3.0h，设计中取T=1.5h

3V,1375，1.5,2062.5m

2.沉淀池长度

L,3600vT

—水平流速，一般取0.01~0.025，设计中取=0.012vvm/sm/s

L,3600，0.012，1.5,65m

3.沉淀池宽度

VB,Lh

—沉淀池有效池深，一般取3.0~3.5，设计中取3.0mmh

2062.5设计中取12B,,11.0mm65，3

4.池中间设一导流墙，导流墙采用砖砌，宽240mm，则沉淀池每格宽度为

（12-0.24）/2=5.88m

5.校核沉淀池尺寸比例

沉淀池的长宽比:

4L/B,65/10,6.5

沉淀池的长深比:

10L/h,65/3,21.7

22vv,5复核沉淀池中水流的稳定性，计算Fr,,,1.0，10满足要Rg1.5，9.81求。

5.2进出水系统

5.2.1沉淀池进水部分设计

Q0.3822A,,,2.55mv0.151

—孔口流速，一般不大于0.15~0.20，设计中取0.15vm/sm/s1

沉淀池进口处用穿孔墙布水，墙长12m，墙高3.3m，有效水深3.0m，穿孔墙孔

眼形式采用方形的半砖孔洞，每个孔口的尺寸为125×125cm，则孔口数为164

0.12，0.12个，开孔率为:

33.3%0.12，0.12，3

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《给水工程》课程设计

22v0.151进口水头损失为:

可以看出计算得到的进水部h,,,2，,0.00412g2，9.8

分水头损失非常小，为了安全，此处取0.05m5.2.2沉淀池出水部分设计

Q175，24溢流堰的总堰长l,,,73mq450

3设计中q取，出水堰采用指形堰，共4条，双侧集水。

450m/（m.d）

5.2.3集水系统

1.槽的尺寸

0.40.4槽宽为便于施工取0.40b,0.9q,0.9，0.115,0.378mm0

73槽长l,,9.1m2，4

起点槽中水深:

H,0.75b,0.75，0.40,0.30m1

终点槽中水深:

H,1.25b,1.25，0.40,0.50m2

为了便于施工，槽中水深统一取0.50。

m

2.槽的高度

集水方法采用孔口自由出流，孔口深度取0.07，跌落高度取0.05，超高取mm

0.15，则集水槽的总高度m

H,H，0.07，0.05，0.15,0.56，0.07，0.05，0.15,0.83m32

3.出水渠计算