1、目录设计说明书1. 毕业设计的目的-22. 毕业设计的内容和原始数据-23. 工艺确定-44. 各构筑物形式确定及设备型号选择-5设计计算书第一章 取水构筑物-6第二章 药剂选择及投加方式-7第三章 混合设施-10第四章 净水工程1. 水厂设计水量-112. 机械搅拌澄清池-113. 滤池设计计算-214. 清水池的计算-305. 二泵房的计算设计-326. 配水井和吸水井的设计计算-367. 加氯间的设计计算-37第五章 泥处理系统1. 设计条件-392. 设计计算-403. 排泥池设计-414. 浓缩池设计-415. 污泥调节池设计-436. 脱水机房设计-44第六章 水厂附属建筑物和人员
2、编制-45第七章 水厂总体布置1. 水厂的平面布置-462. 水厂的高程布置-46第八章 高程计算-47设计说明书1. 本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过毕业设计，使学生熟悉并掌握给水工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行工艺设计要求学生对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。2. 本毕业设计（论文）课题任务的内容和原始数据设计内容（1）取水工程水源
3、选择、取水方案及位置的确定、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。（2）输水工程输水管道工程的设计计算并绘图。（3）给水处理工程净水厂厂址选择、水处理方案的比较与选择、建构筑物型式、尺寸及设备选择计算并绘图。设计资料（1） 城市概况密云县位于北京市东北部， 属燕山山地与华北平原交接地，全县幅员面积2226.5 平方公里，辖 19 个乡镇(其中一个满族乡） ，含 347 个行政村。聚住着汉、满、回、蒙古、朝鲜、壮、布依、彝 8 个民族，人口 43 万，其中农业人口33.8 万。密云历史悠久，古人曾誉为“燕国天府” 。秦代设渔阳郡；隋为檀州；明永乐元年改北平府为顺天府，密云县隶之；雍正六年改密云县直
4、属顺天府北路厅；民国初废顺天府，改称京兆，密云县属京兆；1928 年废京兆，改隶河北省；1958 年 9 月 28 日归北京市所辖。密云县既是全国农业生态试点县，又是全国绿化先进县。享有“北京山水大观，首都郊野公园”之盛誉。（2） 自然条件1） 地理位置及地形密云县位于北京市东北部、燕山山脉南麓、华北大平原北缘，是平原与山区交接地带，平均海拔高度 43.5 米。北邻河北省滦平县，东接河北省承德县和兴隆县。南与平谷、顺义县相连，西与怀柔县毗邻。县城距北京东直门 65 公里，全县总面积 2226.5 平方公里，县城呈三角形。密云水库宛若一块碧玉镶嵌在燕山群峰之中,水面面积 188 平方公里,蓄水量
5、 43.75 亿立方米约占全县面积的十分之一,如此辽阔的水面在华北地区首屈一指。2）气象资料密云县为暖温带季风型大陆性半湿润半干旱气候。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均气温 1012 摄氏度，1 月-7-4 摄氏度，7 月2526 摄氏度。极端最低-27.4 摄氏度，极端最高 42 摄氏度以上。全年无霜期180200 天，西部山区较短。年平均降雨量 600 多毫米，为华北地区降雨最多的地区之一，山前迎风坡可达 700 毫米以上。降水季节分配很不均匀，全年降水的 75%集中在夏季，7、8 月常有暴雨。因受地形的影响，冬季多东北风和西北风，夏季西南风。全年的主导风向为东北风。3）工程
6、地质及地震资料地质结构主要为亚粘土层、粘土层、软塑亚粘土层。亚粘土层埋藏于地下 0.5米以下，厚度 0.511.5 米，粘土层埋藏于地下 0.50.8 米，厚度 0.50.8米，软塑亚粘土埋藏于地下 2.58.0 米，厚度 1.45.0 米。地震裂度按 8 度考虑。4） 水文资料密云河流众多，主要属潮白河水系，较大的河流有 14 条，年平均自然流量达 13.5 亿立方米，潮白河纵贯南北，汇合于县城西南 3 公里处。众多的河流，使密云的水利资源十分丰富，境内除拥有占地 224 平方公里的密云水库外，还有 23 座中小型水库。 密云水库宛若一块碧玉镶嵌在燕山群峰环抱之中，水面面积 188 平方公里
7、，蓄水量 43.75 亿立方米，约占全县面积的十分之一，如此辽阔的水面在华北地区首屈一指。 全县有效灌溉面积 1.83 万公顷。与水库配套兴建的 26 座小型水电站，装机容量 9.4 万千瓦，发电量居京郊之首。5） 厂址选择厂址选在县城西南城边处，采用潮白河水作为水源。6） 水质分析结果表 1 水质分析结果指标 max min 平均 指标 max min 平均温度 / 0 5 氰 0.002 / /色度 18 0 5 砷 0.001 / /浊度 / / 450 汞 / / /PH / / 6.9 Cr6+ 0.03 0.001 0.007硬度 110 66 80 铅 0.08 0.002 0.
8、008Fe2+ 0.20 0.01 0.08 NH-N 0.03 0.02 0.07Mn2+ 0.05 0.002 0.009 BOD / / /铜 / / / COD 1 / /锌 / / / 大肠杆菌 28930氟 0.08 0.03 0.06 细菌总数 48207） 设计地下水位地下水位在地下 1.5 米左右。（3） 设计水量出水水质及水压的要求。1） 设计水量设计供水量：25 万 m3/d。2） 出水水质出水水质达到生活饮用水卫生标准。3） 水压管网最大水头损失按 0.294 MPa 考虑。水厂出厂水压应0.58MPa，以满足最不利点处服务水头 0.28MPa 的要求。城市用水逐日时变
9、化如表 2。表 2 城市用水变化情况时间 时变化系数 时间 时变化系数 时间 时变化系数0-1 1.04 8-9 6.21 16-17 4.521-2 0.95 9-10 5.62 17-18 4.942-3 0.95 10-11 5.28 18-19 5.153-4 1.20 11-12 5.28 19-20 5.674-5 1.65 12-13 4.91 20-21 6.815-6 3.41 13-14 4.81 21-22 4.926-7 6.84 14-15 4.11 22-23 3.057-8 6.84 15-16 4.18 23-24 1.663. 工艺流程确定由于出水水质要求达到
10、饮用水水质标准 ，即符合生活饮用水卫生标准 （GB574985）的规定。水厂采用潮白河水作为水源，拟采用工艺如下：普 通 快 滤 池混合 机械搅拌澄清池原水混凝剂清水池 二级泵房用户消毒剂4各构筑物形式确定及设备型号选择（1）取水构筑物由于该水源地处北方，冬天必然会有冰凌出现，又由于含沙量为 0.45kg/m3，故而选用斗槽式取水构筑物，形式为顺流式。取水头部选用垂直向下式喇叭口取水头部。泵房内水泵选用卧式离心泵。（2）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，池顶宜高出地面 0.20m 左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于
11、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。投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵） ，不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。（3）混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，采用管式静态混合器混合具有占地极小、投资省
12、、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。（4）澄清池由于进水悬浮物浓度 450mg/L1000mg/L,符合机械搅拌澄清池的适用条件。并且，机械搅拌澄清池又有处理效率高，单位面积产水量大、适应性较强、处理效果稳定等优点，故而选用机械搅拌澄清池。（5）滤池普通快滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然阀门多，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用普通快滤池单层砂滤料。（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。采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价
13、格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。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。设计计算书第一章 取水构筑物1.斗槽计算深度 h：一般最低水位以下不小于 34m，按下式计算 12.35()hZhDm式中 Z-斗槽入口处的水位差： 20sin()vg-河水平均流速（m/s） ，取为 0.05m/s；0v-斗槽中水流方向与河中水流方向的分叉角（）,因为取的是顺流式，故 =0； 2200sinsi()vvZmg-河流中冰盖最大厚度（m） ，取为 0.05m；h1-进水孔口顶至冰盖下的距离，此处为 2
14、.0m；D-进水孔口直径，DN=1.5（m ） ；h2-进水孔口底栏高度，一般采用 0.51.0m，此处采用 0.5m12.3501.352.015.40675()ZhDm取 h=4.1m宽度 B ()QBmvh式中 Q-斗槽中的流量（ ） ；3/s-斗槽中的设计流速（ ）vB=Q/vh=2.8935/(0.1*4.1)=7.06(m)取 B=7.10m长度 L按潜冰上浮的要求计算： 3()phvLkmu式中 k-考虑涡流及紊流影响的安全系数，可采用 3.0；-冰凌期最低河水位时，斗槽中的水深,取为 1.7（m） ；3h-冰凌期最低河水位时，斗槽中的水流平均流速 ,取为 0.016（m/s ）
15、 ；pvu-潜冰的上浮速度，与斗槽所在的河流情况有关。宜采用 0.0020.005m/s，这里采用 0.003m/s31.7062.()3phvLkmu2.取水头部采用垂直向下式的管式取水头部第二章 药剂选择及投加方式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：水处理工程常用混凝剂 表 21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 OHSAl234218)(FeS247OHFeCl236mnClAl62)(对水温和 PH的适性适用于 2040；PH=
16、5.77.8 时，主要去除水中悬浮物；PH=6.47.8 时，处理浊度高、色度低的水；适用于碱度和浊度高、PH=8.511.0的水；受温度影响小 不大受温度影响，适用于PH=6.08.4温度适应性强，适用于 PH=5.09.0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 和 ，3Al24SO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 转化2Fe成 3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、和污染的原水特点 腐蚀性较小 价格低，絮凝 絮凝体比重大， 操作方便；体易沉淀，易腐蚀溶液池，
17、因此需有溶液池防锈涂料；易下沉，易溶解，杂质少；对金属和混凝土腐蚀极大；腐蚀性较小；应用较普遍；据表 2-3 常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（ ）作为mnClOHAl62)(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.混凝剂投量的计算由于原水的浑浊度及当地的气温条件的不同，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=51.4mg/L。最低为 6.7mg/L，不需投加助凝剂。混凝剂投量计算：T= Q/1000=(51.4*26250
18、0)/1000=13492.5 kg/d3.混凝剂的投加方式混凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等，投药设备由投加方式确定。（1）计量设备：主要有转子流量泵、电磁流量泵、苗嘴、计量泵等，其中苗嘴适用于人工控制，其他既可人工，也可自控。采用转子流量计。（2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、计量泵投加等方式。本设计选用计量泵投加：计量准确，可以实现自控。计 量 泵水 流 方 向溶 液 池图 2-1 计量泵投加水 流 方 向原 水 管 加 药 管4.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
19、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。5.溶液池容积最大投药量 a=51.4mg/L，投加浓度 15%，一天调制 n=4 次，W1= Q/417bn=（51.4*10937.5）/(417*15*4)=22.47(m 3) (设计中取 22.5 ) 3m溶液池设置 2 个，每个格的有效容积取 11.25 ,有效高度为 2.0m, 超高和沉m渣高为 0.5m,形状采用矩形，尺寸为 BLH=2m3m2.5m溶液池实际有效容积 W1=2m3m2m=12m3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。采用钢筋混凝土结构，池内壁用环氧树
20、脂进行防腐处理。置于地下，池顶高出室内地面 0.5 m。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。 6.溶解池容积 12)3.0(W设计中取 W2=0.2W1=0.222.5=4.5 m3溶解池池体尺寸为： 高度中包括超.8.(.402.1)BLHm高 0.2m，底部沉渣高度 0.1m。溶解池实际有效容积 32.1.56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，池旁设工作台，宽 1.01.5m，底设 0.02 坡度，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。则放水流量为： 204.
21、8610.(/)Wqlst查水力计算表得放空管管径为 DN125mm，相应流速为 0.65m/s，本设计的溶解池的放空管和排渣管共用一根管，在底部设 DN125mm 一根即可。7.投药管投药管流量q=(W1*n*1000)/(24*60*60)=(22.47*4*1000)/(24*60*60)=1.040(l/s)查表得：投药馆管径 d=32mm,相应流速为 0.75m/s,溶解池底部设管径 d=125mm 的排渣管一根。8.设备投药计量设备：采用柱塞计量加药泵，泵型号 J-Z1250/0.8，单台投加量为 1250L/h，选用四台，三用一备。搅拌设备：溶解池搅拌设备采用 ZJ 型折桨式搅拌
22、机，规格为 ，功70ZJ型率为 3kw，转速为 85r/min。9.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 DN32mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。(2).药库药剂按最大投量 30d 用量储存，每袋质量是 50kg，每袋规格为，投药量为 51.4mg/L,水厂设计水量为，m25.04.262500m3/d=10937.5m3/h 药剂堆放高度为 1.5m。聚合氯化铝的袋数N=(Q24ut)/1000W=(0.024*10937.5*51.4*30)/50=8096(袋)有效
23、堆放面积 A=NV/H(1-e)=（8096*0.5*0.4*0.25）/(1.5-1.5e)=262m 3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，这部分面积按药品占有面积的 30%计，则药库所需面积为 2621.3=340.6 m3。药库平面尺寸取：LB=2514=350 m 3。第三章 混合设施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。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 1030s，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、
