bysj01-019@中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ）
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毕业设计全套
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bysj01-019@中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ）,毕业设计全套
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华 东 交 通 大 学 毕 业 设 计 任 务 书 设计题目：中山市给水工程扩大初步设计（ ） 院 系： 土 木 建 筑 学 院 专 业： 给 水 排 水 工 程 班 级： 2003 2007 年 3 月 至 2007 年 6 月 共 16 周 指导教师签字： 教研室主任签字： 2007 年 1 月 nts一、毕业设计 题目 中山市给水工程扩大初步设计 二、毕业设计原始资料 （一）概况 1、城市概述 中山市 位于 我国华南地区， 中山市是广东省辖地级市，位于珠江三角洲中南部，北连广州 ，毗邻港澳 ， 自然资源丰富，交通便利， 是我国沿海开放城市之一， 自改革开放以来，全市工农业生产、城市建设得到了迅猛的发展。根据该市总体规划，近期规划城市人口 14万人，远期人口 18 万人，规划建筑为 6 层混合式，室内均有给排水卫生设备和淋浴设备。由于该地区地下水资源贫乏，规划水源为北江。 2、自然条件 （ 1）地理位置 东径 113 北纬 22 （ 2）地形地貌 城区地形较平坦，其吴淞标高为 28.0 米。 （ 3）气象资料 气温： 历年最高气温 39 oC 历年最低气温 -1 oC 常年平均气温 22 oC 风向： 常年主导风向为东南风 降雨量： 年平均为 1730 毫米 冬季冰冻期： 5 天， 土壤冰冻深度： 0.1 米 （ 4）土壤地质资料 土壤承载力 2.4 kg/cm2 浅层地下水离地面 1.6 米 3、水源状况： 河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规 定的饮用水源水质标准，因河道航运繁忙，取水构筑物不得影响航运。 河流特征： 水位 水面标高 m 流量 m3/s 流速 m/s 设计频率 % 保证率 % 最高水位 26.5 3000 2.9 2 常水位 25.0 2300 2.2 最低水位 20.0 1400 1.4 95 河床断面图（见下图） nts 水质资料 (二 )水处理用材料与药剂资料 1. 混凝剂： 硫酸铝、三氯化铁 (45%)、碱式氯化铝 (10%) 2.混凝剂投加量参考值 3.当地所产滤料： 石英砂、无烟煤、铁矿石等均有供应。 4.滤料 (石英砂 )筛分试验 筛孔直径 mm 留在筛上的砂重 (g) 通过该号筛的砂重(%) 2.362 0.3 99.7 1.652 12.4 87.3 0.991 31.7 55.6 0.589 38.2 17.4 0.246 16.3 1.1 0.208 0.7 0.1 筛底盘 0.4 / 合计 100.0 1 注 :也可按设计要求提供 编号 项目 单位 分 析 结 果 备 注 最高 最低 月平均 最 高 月平均 最 低 1 水 温 29 3 23 5 2 臭和味 少 许 3 色 度 少 许 4 浑浊度 毫克 /升 800 30 400 80 5 PH 6.3 7.5 6.8 6 总硬度 毫克当量 /升 280 20 220 150 7 细菌总数 个 /毫升 50000 8 大肠菌群 个 /升 140 9 藻类 个 /升 2800 其他指标 合 格 原水浊度 =100 200 300 400 600 800 1000 混凝剂 投加量 (mg/L) 硫酸铝 13.5 18.2 30.7 39.6 54.5 70.3 86.6 三氯化铁 12.0 14.6 21.5 28.4 32.8 37.7 42.8 碱式氯化铝 10.0 12.8 17.4 23.0 26.8 29.5 32.1 nts 5.用于消 毒的药剂： 液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。 (三 ) 用水资料 ： 1、居民生活用水变化曲线 时段 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 用水百分数 % 2 2 1.5 3.5 4 6 6 5 时段 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 用水百分数 % 4 4 5 5 4 4 4 5 时段 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 1 用水百分数 % 6 6 5 5 4 3 3 3 2.公共建筑、生产企业等集中用水量表 用户 近期用水量m3/d 远期用水量m3/d 用户 近期用水量 m3/d 远期用水量m3/d 市委 250 300 工厂 1 800 1000 市政府 250 250 工厂 2 1000 1200 市人大 150 180 工厂 3 600 900 政协 150 180 工厂 4 700 900 建设局 250 300 工厂 5 800 1200 工业局 200 250 工厂 6 800 1200 农贸市场 1 100 200 工厂 7 1000 1200 农贸市场 2 120 200 工厂 8 800 1000 农工商贸中心 150 180 工厂 9 600 900 北海大酒店 400 500 工厂 10 400 600 中山宾馆 350 400 工厂 11 600 800 中山影剧院 60 80 工厂 12 400 600 百货大楼 80 120 人民医院 280 320 新华商厦 100 140 中山中医院 220 300 一中 100 120 京海剧场 40 60 二中 100 120 大众超市 60 100 一小 80 90 二小 50 80 三小 80 90 四小 40 60 注： (1）生产企业按 24 小时均匀用水考虑； （ 2） 学校、机关、商店等按 8 小时均匀用水考虑； （ 3） 医院按居民用水考虑； nts（ 4） 酒店按从上午 10： 00 起 12 小时均匀用水考虑； (四 ).城市规划图 (见附图 ) 三 要求提交的设计文件 1 设计计算说明书 ： 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说 明并附有图表，计算书包括各部分的详细工艺计算并附有计算草图等，毕业设计任务书须装订在设计说明书的前面。 2 给水工程设计图 （ 1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图 （ 2 张） （ 2） 取水构筑物及一级泵站工艺图 （ 1 号图 1 张） （ 3） 净水厂总平面及高程布置图 （ 1 号图 1 张） （ 4） 水处理构筑物工艺图（ 1 号图，澄清、过滤各两张） （ 5） 加药、投氯系统工艺图 （ 1 号图 1 张） （ 6） 二级泵站及调节构筑物工艺图 （ 1 号图 1 2 张） （ 7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面）（ 1 号或 2 号图 1 张） （ 8） 构筑物大样图（ 1 2 张） 注：设计图纸中要 求至少有 2 张手绘图 四、进度安排 第 1 周 1、计算设计用水量； 2、选择水源，水厂位置，确定给水系统； 第 2 周 输水管道、给水管网布置及设计计算（上机）； 第 3 4 周 实习 第 5 6 周 1、工艺流程的选择； 2、单体构筑物质选择； 3、混凝剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图； 4、消毒剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图。 第 7 8 周 取水构筑物和一级泵站设计计算及工艺图绘制 第 9 12 周 1、水厂单体构筑物工艺设计计算及工艺图的绘制； 2、二级泵站及调节构筑物的工艺设计及工艺图绘制。 第 13 周 1、排污泵房的设计计算及工艺图的绘制； 2、水厂平面布置及高程布置、厂区管线的布置及绘图。 第 14 周 有关施工图的绘制 第 15 周 1、制水成本计算； 2、选择一个单体构筑物作预算； 3、设计说明书、计算书的编写； 4、设计成果交指导老师审阅。 第 16 周 1、设计说明书、计算书及图纸的修改； 2、准备答辩、正式答辩。 五、毕业设计参考资料 1、给水排水设计手册 （ 1）常用资料 2、给水排水设计手册 （ 3）城市给水 3、给水排水设计手册 （ 8）器材与装置 nts 4、给水排水设计手册 （ 11）专用设备 5、简明给水设计手册 6、地表水取水 7、给水净化新工艺 8、净水厂设计 9、给水排水标准规范实施手册 10、风机和水泵调速手册 11、有关标准图 12、铁路工程概算指标 第十册 给水排水 13、铁路工程预算指标 第十册 给水排水 14、给排水专业毕业设计资料 15、净水厂设计知识 nts华东交通大学毕业设计 1 华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书 课题名称 中山市给水工程扩大初步设计（） 课题来源 课题类型 AY 导 师 丰桂珍 学生姓名 学 号 20030110020225 专 业 给排水 开题报告内容： 毕业设计在整个教学计划中处于相当重要的地位，学生在教师的指导下，达到理论与实践的结合 ，是一次综合概括性的训练，为以后更好的做好给排水打下良好的基础。 本设计是中山市给水工程扩大初步设计，近期城市规划人口 14 万人，远期人口 18万人，规划建筑为 6层混合式，设计规模为 50000t/d。取水水源 为临近城市的北江，其水源丰富，水质稳定。 根据规范、手册以及相关的专业知识，初步拟定多套方案，通过技术、经济比较确定最佳方案：原水 一泵 机械搅拌澄清池 V型滤池 请水池 二泵 管网 。此方案的优点在于用澄清池代替絮凝设施，大大缩小了水厂长度方向上的距离；采用 V型滤池，反冲洗水量大大减少，反冲洗周期增长，节水、节省运行费用。 方法及预期目的： 方法：根据设计任务书，城市居民生活用水量标准、给水排水设计手册 1、3、 10册、给水水源及取水工程、水泵及水泵站、管道工程和给水工程主要构筑物及设备工艺计算以及网易给排水相关资料，按进程安排，在指导老师的协助下进行用水量、水处理构筑物的设计计算、管网布置及方案比较等，与此同时，绘制相关图纸。 预期目的：学生在指导老师的指导下，通过毕业设计（论文）受到一次综合运用所学理论知识和技能的综合训练，进一步提高独立分析问题和解决问题的能力，培养阅读参考文献能力，学会收集、运用设计原始资料以及使用规范、手册、产品目录、标准图的技能，提高设计计算、绘图等实际应用能力。 指导教师签名： 日期： 课题类型：（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 （ 1）、（ 2）均要填，如 AY、 BX等。 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 2 华东交通大学毕业设计（论文）任务书 姓名 学号 20030110020225 毕业届别 2007 专业 给水排水工程 毕业设计（论文）题目 中山市给水工程扩大初步设计（） 指导教师 丰桂珍 学 历 职 称 具体要求： 本设计时中山市给水工程扩大初步设计，要求 处理后的水质达到生活饮用水水质指标二级。在设计过程中，利用规范、手册、标准图集等资料，做出合理、可行，并力求经济、适用的方案；要活用所学的理论与技术，努力学习和探索新理论，新技术。 设计说明要求正确、合理、简明、扼要；毕业设计说明书、计算书内容不少于 4 万字，图纸不少于 14 张，其中手工绘制至少 1 张；毕业设计说明书、计算书等需要同时提交手写稿（草稿）和正式稿，绘图要有构筑物详图。最后，准备毕业答辩 进度安排： 第 1 周： 计算设计用水量； 选择水源、水厂位置、确定给水系统； 第 2 周： 输水管道、给水管 网布置及设计计算（上机）； 第 3 4 周： 实习； 第 5 6 周： 工艺流程选择； 单体构筑物选择； 混凝剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图 消毒剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图 第 7 8 周： 取水构筑物和一级泵站设计计算及工艺图绘制； 第 9 12 周：水厂单体构筑物工艺设计计算及工艺图绘制； 二级泵站及调节构筑物的工艺设计及工艺图绘制 第 13 周： 排污泵房的设计计算及工艺图的绘制； 水厂平面布置及高程布置、厂区管线的布置及绘图； 第 14 周： 有关施工图的绘制； 第 15 周： 制水成本计算； 工程 概算；设计说明书、计算书编写。 指导教师签字： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 题目发出日期 设计（论文）起止 时间 附注： nts华东交通大学毕业设计 3 中文摘要 本设计题目为：中山市给水工程扩大初步设计（ I） ,设计规模为：近期 50000 dm /3 ，远期 65000 dm /3 ，要求根据所给资料进行给水工艺设计和单体构筑物设计计算，包括取水输水构筑物设计、输配水管网设计、净水厂设计、工程概算和制水成本计算。净水厂采用工艺流程为： 混凝剂 水源 一级泵房 配水井 消毒剂 机械搅拌澄清池 V型 滤池 清水池 吸水井 二级泵房 配水管网 用户 关键词： 中山市 ；给水工程；取水输水构筑物；净水厂；输配水管网 . nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 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. nts华东交通大学毕业设计 5 华东交通大学毕业设计 (论文 )评阅书 (1) 姓名 张献涛 学号 20030110020225 专业 给水排水工程 毕业设计 (论文 )题目 指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日 评阅人评语： 评阅人签字： 年 月 日 得分 得分 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 6 华东交通大学毕业设计 (论文 )评阅书 (2) 姓名 张献涛 学号 20030110020225 专业 给水排水工程 毕业设计 (论文 )题目 中山市给水工程扩大初步设计（） 答辩小组评语： 等级 组长签字： 年 月 日 答辩委员会意见： 等级 答辩委员会主任签字： 年 月 日（学院公章） 注：答辩小组根据评阅人的评阅签署意 见、初步评定成绩，交答辩委员会审定，盖学院公章。“等级”用优、良、中、及、不及五级制（可按学院制定的毕业设计 (论文 )成绩nts华东交通大学毕业设计 7 评定办法评定最后成绩）。 华东交通大学毕业设计（论文）答辩记录 姓名 张献涛 学号 20030110020225 毕业届别 2007 专业 给水排水工程 题目 中山市给水工程扩大初步设计 （ ） 答辩时间 答辩组成员（签字）： 答辩记录： 记录人（签字）： 年 月 日 答辩小组组长（签字）： 年 月 日 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 8 附注： 第一篇 毕 业 设 计 说 明 书 nts华东交通大学毕业设计 9 第 1 章 概述 1.1 城市概述 1.1.1 概述 中山市位于我国华南地区，中山市是广东省辖地级市，位于珠江三角洲中南部 ，北连广州，毗邻港澳 ，自然资源丰富，交通便利，使我国沿海开放城市之一，自改革开放以来，全市工农业生产、城市建设得到了迅猛的发展。根据该城市总体规划，近期规划城市人口 14 万人，远期人口 18 万人，规划建筑为 6 层混合式，室内均有给排水卫生设备和淋浴设备。由于该地区地下水资源贫乏，规划水源为北江。 1.1.2 自然条件 （ 1）地理位置 东经 113 北纬 22 （ 2）地形地貌 城区地形较平坦，其吴淞标高为 28.0 米。 （ 3）气象资料 气温： 历年最高气温 39 风向： 历年最低气温 -1 降雨量： 常年平均气温 22 冬季冰冻期： 5 天， 土壤冰冻深度： 0.1 米 （ 4）土壤地质资料 土壤承载力 2.4 / 2cm 浅层地下水离地面 1.6米 1.1.3 水源状况 （ 1）河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道航运繁忙，取水构筑物不得影响航运。 （ 2）河流特征 水位 水面标准 m 流量 sm/3 流速 m/s 设计频率 % 保证率 % 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）河床断面图（见下图） nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 10 水质资料 编号 项目 单位 分析结果 备 注 最高 最低 月平均最高 月平均最低 1 水温 29 3 23 5 2 臭和味 少 许 3 色度 少 许 4 浑浊度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8 6 总硬度 mg当量 /L 280 20 220 150 7 细菌总数 个 /mL 50000 8 大肠菌群 个 /升 140 9 藻类 个 /升 2800 10 其他指标 合格 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。计算书包括各部分的详细工艺计算并附有计算 草图等，毕业设计任务书须装订在设计说明书的前面。 1.1.4 给水工程设计图 （ 1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图（ 2 张） （ 2） 取水构筑物及一级泵站工艺图（ 1 号图 1 张） （ 3） 净水厂总平面及高程布置图（ 1 号图 1 张） （ 4） 水厂处理构筑物工艺图（ 1 号图，澄清、过滤各 2 张） （ 5） 加药投氯系统工艺图（ 1 号图 1 张） （ 6） 二级泵站及调节构筑物工艺图（ 1 号图 1 2张 ） （ 7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面）（ 1 号图或 2号图 1 张） （ 8） 构筑物大详图（ 1 2 张） 注：设计 图纸中要求至少有两张手绘图 1.2 工程设计 1.2.1 毕业设计题目：中山市给水工程扩大初步设计 nts华东交通大学毕业设计 11 1.2.2 要求提交的设计文件 1、设计计算说明书： 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。计算书包括各部分的详细工艺计算并附有计算草图等，毕业设计任务书须装订在设计说明书的前面。 2、给水工程设计图 （ 1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图（ 2 张） （ 2） 取水构筑物及一级泵站工艺图（ 1 号图 1 张） （ 3） 净水厂总平面及高程布置图（ 1 号图 1 张） （ 4） 水厂处理构筑物工艺图（ 1 号 图，澄清、过滤各 2 张） （ 5） 加药投氯系统工艺图（ 1 号图 1 张） （ 6） 二级泵站及调节构筑物工艺图（ 1 号图 1 2张 ） （ 7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面）（ 1 号图或 2号图 1 张） （ 8） 构筑物大详图（ 1 2 张） 注：设计图纸中要求至少有两张手绘图 1.2.3 毕业设计参考资料 1、给水排水设计手册（ 1）常用资料 2、给水排水设计手册（ 3）城市给水 3、给水排水设计手册（ 8）器材与装置 4、给水排水设计手册（ 11）专用设备 5、简明给水设计手册 6、地表水取水 7、给水净化新工艺 8、净水厂设计 9、给水排水标准规范实施手册 10、风机和水泵调速手册 11、有关标准图 12、铁路工程概算指标 第十册 给水排水 13、铁路工程预算指标 第十册 给水排水 14、给排水专业毕业设计资料 15、净水厂设计知识 第 2 章 设计水量 2.1 用水量计算 2.1.1 最高日用水量： nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 12 城市用水量包括综合生活用水，工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量、管网漏失水量。 根据设计地点所处的分区、住房条件、室内给排水设备的完善程度、水资源和气候条件、居民生活习惯等，并且适当考虑 远期发展，参照室外给水排水设计规范之规定，取居民生活用水定额为 q=200L/（人 d）自来水普及率为 100%. 1、居民生活用水量 1Q ： 1Q =qNf ( dm/3 ) 式中： q 最高日生活用水定额，查 给水工程附表具名生活用水定额 ，取 220L/cap d； N 设计年限内计划人口数，近期规 划 14 万人，远期 18 万人； f 自来水普及率（ 100%）。 近1Q= 28000 dm/3 = 324.07 L/s 远1Q= 36000 dm/3 = 416.67 L/s 2、生产企业（工业）用水 2Q ： 近2Q= 8500 3m /d = 98.38L/s 远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 远3Q=4170 dm/3 = 48.26 L/s 4、浇洒道路和绿化用水量 4Q ： 据给水工程为 （ 1% 3%）（321 QQQ ） ，本设计取 2% 近4Q=2%（近近近 321 QQQ ） =795.8 dm/3 远4Q=2%（远远远 321 QQQ ） =1033.4 dm/3 5、未预见水量和漏失水量： 据给水工程为 （ 15% 25%）（321 QQQ ） ，本设计取 18% 近5Q=18%（近近近 321 QQQ ） =7162.2 dm/3 远5Q=18%（远远远 321 QQQ ） =9300.6 dm/3 nts华东交通大学毕业设计 13 所以最高日用水量为5Q： 近dQ=（近1Q+近2Q+近3Q+近4Q+近5Q） =47748 dm/3 =552.64L/s 远dQ=（远1Q+远2Q+远3Q+远4Q+远5Q） = 62004 dm/3 =717.64 L/s 二、最高时用水量： 近hQ=近hK 近dQ/24=2447.1 dm/3 =679.75 L/s 远hQ=远hK 远dQ/24=3177.71 dm/3 =882.70 L/s 2.2 最高日用水量变化曲线 根据用户各时段的用水量，绘制用水量变化曲线，可以比较明显的看到整个城市的用水变化情况。 最高日用水量变化曲线如图 2 1 和图 2 2： 4.175.12K h =5.1 2/4. 17=1 .234.783.103.10用水量变化曲线 二泵设计供水线 平均时用水量时间（h）占最高日用水量百分数 （）2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 241234560图 2 1 近期城市最高日用水量变化曲 线 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 14 065432124222018161412108642平均时用水量二泵设计供水线用水量变化曲线占最高日用水量百分数 （）4.175.104.783.10K h =5.10/4.17=1.223.10图 2 2 远期城市最高日用水量变化曲线 时变化系数hK= ThQQhQ 最高日最高时用水量； TQ 最高日平均时用水量； 近hK=17.412.5=1.23 远hK=17.410.5=1.22 2.3 水塔和清水池 2.3.1 方案比较 （管网中是否设置水塔）： 水塔的作用在于调节二级泵站供水量和用水量之间的不平衡；保证用水水压等。大中城市用水量比较均匀，通常二级泵站变频泵调节管网用水量，多数可不用专门设置水塔。 至于本设计中是否设置水塔见表 2-3 表 2-3 方案比较 方案 优点 缺点 nts华东交通大学毕业设计 15 管网中设置水塔 方案一 能够较好的调节二泵供水量和用水量之间的不平衡、保证供水水压 增加管网工程造价和运行费用， 易造成管网中水二次污染 管网中不设水塔 方案二 通过二级泵站变频工作来调节供水水量，避免二次污染 管理要求高 经过以上比较，并且结合 小时变化系数hK=1.23 知城市用水量比较均匀，据城市地理位置，近远期结合，确定采用方案二，即管网中不设水塔。既节省工程造价，又减少了维修费用，并且大大减小管网中水二次污染几率，用水安全、稳定、可靠性得到大大提高。 2.3.2 近期清水池调节容积 1W =9.82%dQ2.3.3 近期清水池容积计算 清水池容积 W= 1W + 2W +3W+ 4W 式中 1W 调节容积 （ 3m ） ，由清水池容积计算表知 1W =9.82%dQ2W 消防贮水量（ 3m ），按两小时火灾延续时间计算，据室外给排水消防规范城镇居住区室外的消防用水量标准：“城市人口 N 20 万 同一时间内灭火次数为 2 次 一次灭火用水量 45L/s”知 2W =2 45 2 3600=648 3m 3W 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥 等生产用水（ 3m ），3 W=（ 5%10%）dQ，取 5%. 4W 安全贮水量，体积估计为 800 3m . 所以清水池容积 W=9.82%dQ+648+5%dQ+800=8524.25 3m 考虑到检修 时 放空而不中断供水，清水池为两座，则每座清水池容积为 W = W/2 = 4262 3m nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 16 2.3.4 清水池容积确定 B L H= 25 45 （ 4+0.5）（ 0.5m 为超高 ） 第 3 章 管网水力计算 给水管网设计，要充分利用所在地区的有利条件，避开不利的自然条件，在现有的环境条件下，运用合理的技术，使工程投资和运行费用最低，而且安全、可靠，满足用户对水质、水量、水压的近远 期要求。 3.1 管网定线 3.1.1 管网定线原则 1、输配水管线 （ 1）输配水管线路应尽量做到线路短，起伏小，土方工程量小，造价经济，少占用农田或不占用农田； （ 2）输水管线走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿线有道路或规划道路敷设，以利于施工和维护； （ 3）输配水管线应尽量避免穿越河谷、山背、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并注意避开滑坡、易发生泥石流河高腐蚀性土壤地区； （ 4）输配水管线应充分利用水位高差，当条件许可时优先考虑近、远期和分期实施的可能。 2、配水管网： 配水管网由干管和连接 管组成，干管及连接管定线应满足下列要求： （ 1）干管延伸方向应和二级泵站输水到水池水塔，大用户的方向一致； （ 2）干管间距根据街区情况采用 500800m； （ 3）干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级公路或重要道路下通过，以减小今后检修时困难； （ 4）干管上每隔 400600m 设闸阀，在高处设排气阀，再地处设泄水阀； （ 5）管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其他道路的水平净距，均应参照有关规定； （ 6）干管定线应留有发展余地，分期建设； （ 7）连接管的间距可根据街区大小考虑在 8001000m 左右； （ 8）在供水范围内的道路下应敷设分配管，以便于把干管的水送到用户和消火栓； （ 9）消火栓间距不宜超过 120m，距车道不大于 2m，距外墙不大于 5m。 3.1.2 管网定线可行性方案拟定： 方案一： nts华东交通大学毕业设计 17 图 3-1 方案一管网布置 方案二： 图 3-2 方案二管网布置 3.1.3 可行性 方案比较： 表 3-1 可行性方案比较 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 18 方案 供水安全、可靠性 工程投资和运行费用 方案一 能较好的满足用户、生产企业、机关等对水量、水压的要求，安全可靠性较高 L=30119.5m,工程投资稍高，维修费用较低 方案二 可满足用户、生产企业、机关等对水量、水压的要求，安全可靠性较低 L=27335.5m，工程投资较低，但维修费用较高 经过比较，考虑到中山市为沿海开放城市，发展迅速，用水量安全、可靠性要求很高。采用方案一，虽然管网工程投资 稍微高一些，但是可以大大提高用水安全、可靠性，所以综合各方面因素，设计采用方案一为设计方案。 3.2 管网水力计算 3.2.1 管网水力计算原则： 1、在各种最不利的工作条件下，满足最不利点（一般市指离二级泵站最远最高的供水点）的供水水压和水量的要求； 2、管网供水要可靠和不间断； 3、管网本身积极与此相连的二级泵站和调节构筑物建造费和运行管理之和应为最低。 3.2.2 水力计算图 详见图 3-2 nts华东交通大学毕业设计 19 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 20 3.2.3 管网平差 节点详细编号和节点流量见图 3-3 nts华东交通大学毕业设计 21 第 4章 给水管网 校核 管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水 压 要求界定，但是用水量是发展的也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况下的要求，就需进行其它水量条件下的计算，以确保经济合理的供水。通过核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能另选合适的水泵。下面对消防和事故时的情况下进行校核 。 4.1 消防校核 4.1.1 校核基本数据 1、计算公式： 柯尔勃洛克公式 I= *V2/(2.0*g*D) 1.0/ 0.5=-2.0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re* 0.5) Re=V*D/ 计算温度： 15 ， =0.000001 2、局部损失系数： 1.20 4.1.2 管网消防校核结果特征参数 水源点 22: 节点流量 (L/s):-623.270 节点压力 (m):78.00 最大管径 (mm):900.00 最小管径 (mm):100.00 最大流速 (m/s):1.081 最小流速 (m/s):0.085 水压最低点 21 ,压力 (m):57.85 自由水头最低 21 ,自由水头 (m):27.35 4.2 事故校核 4.2.1 校核基本数据 1、计算公式： 柯尔勃洛克公式 I=*V2/(2.0*g*D) 1.0/0.5=-2.0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re*0.5) Re=V*D/ 计算温度： 15 ， =0.000001 2、局部损失系数： 1.20 4.2.2 管网事故校核结果特征参数 水源点 22: 节点流量 (L/s):-436.289 节点压力 (m):78.00 最大管径 (mm):900.00 最小管径 (mm):100.00 最大流速 (m/s):0.925 最小流速 (m/s):0.008 水压最低点 21 ,压力 (m):65.61 自由水头最低 15 ,自由水头 (m):34.86 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 22 5 章 水厂工艺设计 5.1 给水处理厂规模及流程 5.1.1 给水处理厂的设计规模 给水处 理厂的设计规模按近期最高日设计流量计算，为（ 1+5% ）47748=50000 3m /d（其中 5%为水厂自用水量） 5.1.2 处理厂工艺流程的选择 给水处理厂工艺流程的确定，应根据水源水质和生活饮用水卫生标准 GB5749 85及生活饮用水卫生规范、水厂所在地区的气候情况、设计水量、设计规模等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经过技术经济比较后确定。 1、地表水常用处理工艺： （ 1）原水 混合 絮凝沉淀或澄清 过滤 消毒 用户 （ 2）原水 混合 过滤 消毒 用户 适用于原水浊度低（一般在 50 度以下，短时间内一般不超过 100 度），且水源未受污染的情况。此种情况下，滤料应采用双层或多层，并且考虑适当采用高分子混凝剂。 （ 3）原水 预沉池或沉砂池 混合 絮凝沉淀或澄清 过滤 消毒 用户 当原水浊度较高、含砂量较大时，宜采用此种方法，用以减少混凝剂用量而增设预沉池或沉砂池。 （ 4）原水 生物氧化 混合 絮凝沉淀或澄清 过滤 消毒 用户 适用于微污染水源，采用生物氧化预处理工艺，以去除水中有机物及氨氮。 5.1.3 水处理工艺的确定 表 5-1 河流特征 水位 水面标准m 流量sm/3 流速 m/s 设计频率 % 保证率 % 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 水质资料 编号 项目 单位 分析结果 备 注 最高 最低 月平均最高 月平均最低 1 水温 29 3 23 5 2 臭和味 少 许 3 色度 少 许 4 浑浊度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8 nts华东交通大学毕业设计 23 6 总硬度 mg当量 /L 280 20 220 150 7 细菌总数 个 /mL 50000 8 大肠菌群 个 /升 140 9 藻类 个 /升 2800 10 其他指标 合格 根据河流特征（表 5-1）和水质资料（表 5-2）知其地表水水源水 位变化不大，色度较稳定，浊度硬度能稳定在一个固定的范围内，并不存在 Fe、 Mn 过量等问题，所以选择常规地表水处理工艺 1 即可达到预期效果： 原水 混合 絮凝沉淀或澄清 过滤 消毒 用户 5.2 药剂选择及投加方式 5.2.1 混凝剂 1、混凝剂的选择： 应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。 水处理工程常用混凝剂如表 5-3： 表 5-3 水处理工程常用混凝剂 名称 硫酸铝 硫酸亚铁（绿矾） 三氯化铁 聚合氧化铝（ PAC）（又名 碱式氧化铝） 化学式 OHSOAl 2342 18)( OHFeSO 24 7OHFeCl 23 6 mnn ClOHAl 62 )( 对水温和 PH的适性 适用于 20 40； PH=5.7 7.8 时，主要去除水中悬浮物； PH=6.4 7.8 时，处理浊度高、色度低的水； 适用于碱度和浊度高、PH=8.5 11.0的水； 受温度影响小 不大受温度影响，适用于PH=6.0 8.4 温度适应性强，适用于 PH=5.0 9.0 使用条件 一 般都可适用，原水须有一定碱度； 处理低温低浊水时，絮凝效果差，絮凝效果差，投加量大时，有剩余3Al 和 24SO ，影响水质 处理低浊度水时，效果好于铝盐； 不适于色度高和含铁量高的水； 使用时，一般要把 2Fe 转化成 3Fe 适用于高浊度原水，刚配制的水溶液温度高 适用于低浊、高浊、和污染的原水 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 24 特点 腐蚀性较小 价格低，絮凝体易沉淀，易腐蚀溶液池，因此需 有溶液池防锈涂料； 絮凝体比重大，易下沉，易溶解，杂质少； 对金属和混凝土腐蚀极大； 操作方便； 腐蚀性较小； 应用较普遍； 据设计资料中提供的混凝剂：硫酸铝、三氯化铁（ 45%）、碱式氯化铝（ 10%） ，以及表 5-3 常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（ mnn ClOHAl 62 )(）（ 10%）作为水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。 2 混凝剂投加量的确定 据原 水浑浊度最高值 800 mg/L 以及混凝剂投加量参考值（表 5-4）确定设计投加量为 30.0 mg/L 表 5-4 混凝剂投加量参考值 原水浊度 7时较有效 Ph值影响小， PH值小时，剩余臭氧残留较久 在管网中的剩余消毒作 用 有 比液氯有更长的剩余消毒时间 无，需补加氯 国内应用情况 广泛 在城市水厂中极少应用 较少 接触时间 30min 数秒至 10min 适用条件 极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂 原水中有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用 制水成本高，适用于有机污染严重的情况。因无持续消毒作用，在进入管网的水中还需加少量氯消毒 综合各方面因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂：其在国内外应用最广，除消毒外，还起氧化作用；加氯操作简单，价格低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。 （二）加氯装 置 加氯机 加氯机用以保证消毒安全和计量准确。加氯机台数按最大加氯量选用，至少安装 2 台，备用台数不少于一台。 在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，万一加氯机发生事故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。 nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 26 5.3 水处理构筑物的选择 5.3.1 混合设施 混合设施应根据混凝剂的品种进行设计，使药剂与水进行恰当、急剧充分的混合。一般混合时 间 10 30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合。水力混合简单，但不能适应流量的变化；机械混合可进行调 节，能适应各种流量的变化。具体采用何种混合方式，应根据水厂工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及维修条件等因素确定。 表 5-6 常用混合方式的主要特点及使用 方 式 特 点 及 使 用 条 件 管式混合 管道混合 混合简单，无需另建混合设施，混合效果不稳定，流速低时，混合不充分 静态混合器 构造简单，无运动设备，安装方便，混合快速均匀；当流量降低时，混合效果下降 水泵混合 混合效果好，不许增加混合设施，节省动力，但使用腐蚀性药剂时，对水泵有腐蚀作用。适用于取水泵房与水厂间距小于 150m的 情况 机械混合 混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂，但需增加混合设备和维修工作 本设计的混合设施采用“管式静态混合器”，管式静态混合器有其独特的优点，构造简单、安装方便、维修费用低。又由于水厂运行稳定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情况，所以选用管式静态混合器（图 5-4）。 管道混合单元体加药水流方向图 5-4 管式静态混合器 nts华东交通大学毕业设计 27 管式静态混合器工作原理： 混合器内安装若干混合单元，每一混合单元有若干固定叶片按 一定角度交叉组成。水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割，改向并形成涡流，达到混合目的。 5.3.2 澄清池 设计中选择机械搅拌澄清池代替絮凝沉淀设备。 因为机械澄清池有以下优点： 1、 比水力澄清池更能适应流量变化处理效果较稳定； 2、处理效率高，单位面积产水量大； 3、适用于处理浊度低于 50000 度的水，而原水浊度最大为 800 度，大大减小了水厂面积。 5.3.3 过滤 在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水货的澄清 的工艺过程。它是保证饮用水安全的重要措施。 滤池有多种形式，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久。为充分发挥滤料层截留杂质能力，又出现了双层，多层及均质滤料滤池等。现在国内水厂应用较多较多的有普通快滤池、 V 型滤池、虹吸滤池等。其中 V 型滤池采用气水反冲洗，又具又表面横向扫洗功能，冲洗效果好，节水。现在正在国内逐渐推广应用，很多大中型水厂扩建改建大部分采用此种滤池，技术也日臻成熟、完善。适应社会发展，从节水、过滤效果考虑，设计中采用 V 型滤池。 5.4 机械搅拌澄清池 本设计按照不加斜板 进行，考虑以后加斜板，计算过程中对进水、出水。集水等案2Q 进行校核。机器设置两座，则 Q=（ 1+5%）近dQ/2=1042 3m /h （ 其中 5%为 水厂自用水量） 5.4.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量： Q = 5Q = 1.447 3m /s 第二絮凝室导流板截面积 1A =0.040，流速 1u =0.04m/s 第二絮凝室截面积： 1 =Q / 1u =1.447/0.04=36.18 第二絮凝室内径： 1D = )(4 11 A = 6.80m 第二 絮凝室壁厚： 1 =0.25m 第二絮凝室外径为 1D = 1D +2 1 =6.80+0.50=7.30m nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 28 第二絮凝室高度为： 1H =Q 1t / 1 = 2.50m. 5.4.2 导 流室 导流室内导流板截面积： 2A = 1A =0.040 导流室面积： 2 = 1 =36.18 导流室内径： 2D = )4(4 2221 AD =10.0m 导流室壁厚 2 =0.1m 导流室外径 ： 2D = 2D +2 2 =10.2m 第二絮凝室出水窗高度为： 2H =2 12DD =1.35m 导流室出口流速6u=0.04m/s 导流室出口面积为 3A=Q /6u=36.18 出口断面宽为3H=)(2213DDA=1.3m 出口垂直高度 3H=32H=1.80m 5.4.3 分离室 分离室流速 2u =0.001m/s 分离室面积为： 3=Q/2u =289 澄清池总面积为： =3+ 224 D=370.7 澄清池直径为 D=4 = 21.8 米 5.4.4 池深 nts华东交通大学毕业设计 29 水停留时间取为 T=1.5h 池子有效容积 ： V =QT=1042 1.5=1563 3m 考虑增加 4%的结构容积，则池子计算总容积： V=（ 1+4%） V =1625.52 3m 取池子超高0H=0.30m 池子直壁部分高度 4H =1.85m 池子直壁部分容积为 1W =424 HD=690.52 3m 2W +3W= V- 1W =1625.52 690.52=935 3m 圆台 部分 高度为：5H=3.9m；池子圆台斜边倾角为 45 底部直径为 TD =D 25H=14.0m 澄清池底部采用球壳式结构，球冠高度6H=1.15m 圆台容积： 2W = 22522223TT DDDDH =996.96 3m 球冠半径： R=626284HHDT =19.0m 球冠容积： 3W= )3( 626 HRH = )315.119(15.1 2 =77.34 3m 池子实际有效容积： V= 1W + 2W +3W=690.52+996.96+77.34=1764.82 3m 实际总停留时间： V =V/1.04=1764.82/1.04=1696.68 3m T=1696.68 1.5/1563=1.52h 池子总高度： H=6540 HHHH =7.20m nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 30 5.4.5 配水三角堰 出水孔总面积： 1.10Q/3u=0.6368 孔 口直径为 0.10m，每孔面积为 0.007854 ，出水孔总数为 90 个； 沿三角堰，每 4设置一孔。 孔口流速 3u=2210.09010.1Q =0.45m/s 5.4.6 第一絮凝室 第二絮凝室底板厚度3=0.15m 第一絮凝室上端直径为 3D= 1D +2 1B +23=9.20m 第一絮凝室高度为 7H= 4H +5H 1H 3=3.10m 伞形板延长线交点处直径为： 4D =2 3DDT +7H=14.70m 泥渣回流量为 Q =4Q，回流速度 4u =0.15m/s，回流缝宽度 2B =444uDQ =0.167m 裙板厚度为 4 =0.06m，伞形板下端圆柱直径： 5D= 4D 2（ 2 2B + 4 ） =14.10m 按照等 腰三角形计算，伞形板下端圆柱体高度： 8H= 4D 5D=0.60m 伞形板离池体高度为： 10H=（5D TD ） /2=0.05m 伞形板锥部高度为： 9H=7H8H10H=2.45m 5.4.7 容积计算 第一絮凝室： 1V = 455.75 3m 第二絮凝室： nts华东交通大学毕业设计 31 2V =162.57 3m 分离室： 3V=1090.13 3m 各室容积之比： 第二絮凝室：第一絮凝室：分离室 = 2V ： 1V ：3V=1： 2.80： 6.71 澄清池内各室停留时间： 第二絮凝室： 9.4min 第一絮凝室： 26.2min 分离室： 53.10min 5.4.8 进水系统 进水流速为 6v=1.02m/s 进水管管径 d=vQ4 =0.600m（ DN600） 5.4.9 集水系统 集水槽采用辐流式集水槽和环形集水槽，设计时，辐射槽、环形槽、总出水槽之间按水面连接考虑。 1、辐流式集水槽： 槽起点 断面高： 0.58m 槽终点断面高： 0.68m 每槽孔口 直径设计为 25mm 每槽孔眼总数 N=0f/0f=392.8/4.91=80 个，每侧 40 个 2、环形集水槽： 环形槽超高 0.30m，则环形槽断面高 1.22m. 3、总出水槽： 槽宽 b3=0.7m 槽内坡降为 0.20m，槽长 6.0m 槽内重点水深 ： h6=0.517m 槽内起点水深： h5=0.322m 5.4.10 排泥及排水的计 算 1、污泥浓缩室： 分设 4 斗，则每斗容积 V 斗 = V4/4=4.08 3m 四斗总容积： V4=4.08 4=16.32 3m 2、排泥周期： 本池在重力排泥时，进水悬浮物含量 S1=一般 1000mg/L，出水悬浮物含量 S4一nts张献涛：中山市给水工程扩大初步设计（） 32 般 10mg/L，污泥含水率 P=98%，又浓缩污泥容重 =1.02 3mt ，所以排泥周期： 0T=QSS PV )( )100(10 4144 =2 8 9.0)(60 02.1)981 0 0(32.1610 414 SS=)(1920041 SS min（表 5-6） 表 5-6 澄清池排泥周期 (S1S4)mg 90 190 290 390 490 590 690 790 890 990 0Tmin 213.3 101.1 66.2 49.2 39.2 32.5 27.8 24.6 21.6 19.4 3、排泥历时： 污泥管直径 dg100， 排泥历时：0t=178.16s 4、放空时间： 池底中心排空管直径 dg300 放空时间 ： t=2.77h 5.4.11 机械设备（搅拌机） 搅拌机是机械澄清池的主要设备，由于进水悬浮物含量最高位 800mg/L，一般不超过 1000mg/L，所以无需设
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