给水厂设计说明书 毕业设计.docx

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给水厂设计说明书毕业设计

摘要

本设计分为四部分，即由给水管网计算、一泵站、给水厂工艺、二级泵站组成。

首先，进行水量计算。

城市总用水量的计算，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水，综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；工业企业用水；浇洒道路和绿地用水；管网漏失水量；未预见用水；消防用水。

给水厂工艺流程为：

混凝→沉淀→过滤→消毒→清水池。

混凝是给水处理中的一个重要过程，混凝包括混合和絮凝两个阶段。

混合采用管式静态混合器混合，絮凝剂采用碱式氯化铝，隔板絮凝池。

固体颗粒在重力作用下从水中分离出来的过程即为沉淀，沉淀池接絮凝池，采用斜管沉淀池工艺。

过滤一般是指通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其它杂质的过程，本设计采用普通快滤池。

消毒主要是借助物理方法和化学方法杀灭水中的致病微生物。

本流程采用液氯消毒。

给水管网进行平差分为两部分：

统一布置管网最高时平差，并消防校核。

根据流量和扬程进行选泵。

关键词：

设计流量，给水系统，给水厂，泵站

Summary

Thisdesignincludefourpartswhichincludehowtocalculatenetworkofpipes、howtodesignthefirstpumpingstation、howtodesignwaterworks、howtodesignthesecondpumpingstation.

Firstofall,weshouldcalculatethewatervolume.Thewatervolumeshouldincludethewholewaterwhichthewater-supplysystemcanuseduringthedesignperiod,demandfordomesticandpublicuse（includethedomesticwaterdemandofurbanandruralinhabitantsandprovidingwaterforpublicbuilding）;watersupplyinindustrialenterprise;streetflushingwaterandthewaterofafforestation;networkofpipes’sloss;thewaterwecan’tforesee;thewateroffireprotection.

Thewaytodesignwaterincludefiveparts:

coagulate→deposition→filtration→disinfection→reservoirofcleanwater.Coagulateisanimportantpart,coagulateincludetwostepswhicharemixandflocculation.Weusewaterpumptomix,weusealuminiumchlorideascoagulatingagentandseparateflocculationbasin.Depositionistherigidgranulesthatseparatefromthewaterattheactionofgravity,settingbasinisconnectedtoflocculationbasin,hereweuseinclinedtubeEvaporator.Whenthewatergothroughthesurfaceofthefiltermedium,therigidgranulesorsomethingdirtycansepratedfromthewater,thatiswecalledfiltration,hereweuserapidfilter.Wealsousephysicalmethodorchemicalmethodtokillthebacterialinthewater.Weuseliquidchlorinetokillthebacterial.Thebalanceofthenetworkofpipesincludetwoparts:

whenunifiedthepipe,weshouldcheckoutthevolumewhenintheworstandfirefightingcondition.

Accordingtothevolumeanddeliveryliftyoucanchoosethewaterpump.

Keywords:

Designflow，Water-supplySystem,Tothewaterplant,pumpingstation,Pipenetworkfixed-line

第1章绪论

1.1设计原始材料

1.2设计任务

1.3设计依据

第2章设计用水量的计算

2.1给水管网布置及水厂选址

2.2给水管网设计计算

2.3清水池调节容积

第3章给水管网的设计与计算

3.1管网水力计算

3.2管网平差

3.3消防校核

第4章取水工程

4.1取水构筑物位置及形式的选择。

4.2进水间、吸水间设计

第5章净水厂的设计

5.1水厂厂址的选择和工艺流程的确定

5.2投药系统的设计

5.3确定投药量

5.4稳压井的设计

5.5絮凝池设计

5.6沉淀池的设计计算

5.7滤池的设计

5.8消毒构筑物设计

5.9清水池及吸水井的设计

第6章送水泵站

6.1初选水泵

6.2水泵管路布置

6.3选泵校核

6.4水泵基础设计

6.5泵房高度的计算

第7章净水厂平面及高程布置

7.1平面布置

7.2高程布置

第8章工程概算（估算）

8.1水厂人员编制

8.2工程计算

8.3制水成本计算

参考文献

第1章绪论

1.1设计原始资料

1、城市总平面图比例尺为1：

10000。

图上标有间隔1.0m的等高线，城市区域的划分、工厂及大型独立性公共建筑物的位置如平面图所示。

2、人口密度及房屋层数

区号人数（万人）房屋层数

Ⅰ296

Ⅱ216

3、各区的卫生设备情况：

区号卫生设备情况

室内有给水排水卫生设备，但无沐浴设备

Ⅰ室内有给排水设备，但有沐浴设备占100%

室内有给排水设备，但有沐浴设备占75%

室内有给排水设备，但有沐浴设备占50%

Ⅱ室内有给水排水设备，并有沐浴设备和集中热水供应

4、城市工厂用水情况

（1）工厂（A厂）

生产用水量3500m3/d;

工人数：

第一班480人；第二班460人；第三班420人；其中在热车间工作的工人占全部工人的40%。

淋浴情况：

车间特征淋浴工人数（占当班工人总数的%）

不太脏污身体车间70

非常脏污身体车间100

（2）工厂（B厂）

生产用水量4500m3/d;

工人数：

第一班550人；第二班550人；第三班560人；其中在热车间工作的工人占全部工人的40%。

淋浴情况：

车间特征淋浴工人数（占当班工人总数的%）

不太脏污身体车间80

非常脏污身体车间90

5、火车站用水量1800吨/日；

学校用水量2000吨/日；

6、城市气象资料：

城市位于我国的东北地区，冰冻线深度：

1.80m

年平均气温4.2℃月平均最高气温22℃；

年最高气温32℃；年最低气温-29℃。

城市常年主导风向为：

西北

7、工程地质资料

（1）土壤类别粘土；

（2）地下水位在地表以下7.5m；

（3）土壤承载力9.5t/m2；

（4）地震级别为烈度6级。

8、河流水文资料

（1）流量：

最大流量9m3/s，最小流量3.2m3/s。

（2）最大流速0.7m/s。

（3）河流水位：

最高水位337m，最低水位331m，常水位334m。

（4）最低水位时河宽4m。

（5）冰的最大厚度1.7m。

9、河流水质分析结果

河水受轻度污染，各项指标符合《生活饮用水水源的水质标准》（CJ3020-93）规定的生活饮用水二级水源水的要求。

1.2设计任务

1、设计说明书一份。

①设计概述、城市概况、设计范围、设计内容与相关资料；

②城市给水量计算、给水方案与处理方案的选择；

③给水管道平面布置，给水处理厂平面与高程布置；

④泵站设计计算与给水厂内给水管道、排水管道的设计计算；

⑤给水处理厂工艺流程及各单体构筑物的设计计算。

⑥给水管网及给水处理工艺的工程概预算及其造价计算。

2、设计图纸

包括城市给水管网平面布置图、城市给水厂平面布置图、城市给水厂工艺高程图、给水总泵站布置图、各处理单元处理工艺的设计图纸等。

1.3设计依据

1、根据毕业设计的原始资料及当地相关文件。

2、《室外给水设计规范》（GBJ13-86）

3、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）

4、《给水排水设计手册》（第1册）

5、《给水排水设计手册》（第3册）

6、《给水排水设计手册》（第10册）

7、《给水排水设计手册》（第11册）

8、泵站设计规范（GB/T50265-97）

9、《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）

10、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

11、《给排水制图标准》（GB/T50106－2001）

第2章设计用水量的计算

2.1给水管网布置及水厂选址

该城市有一条自东向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。

该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。

城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。

因而采用统一的给水系统。

城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。

考虑要点有以下：

（１）给水系统布局合理；

　　（２）不受洪水威胁；

　　（３）有良好的工程地质条件；

　　（４）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

　　（５）少拆迁，不占或少占良田；

　　（６）施工、运行和维护方便。

输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。

城市的输水管和配水管采用钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。

对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：

（１）、给水系统布局合理；

　　（２）、不受洪水威胁；

　　（３）、有较好的废水排除条件；

　　（４）、有良好的工程地质条件；

　　（５）、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

　　（６）、少拆迁，不占或少占良田；

　　（７）、施工、运行和维护方便。

2.2给水管网设计计算

2.2.1最高日用水量计算

城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。

考虑到当地地形的特殊性，我们拟采用分区供水的办法解决。

以河流为界将地形分为一二两个区。

总人口：

一区人口N1：

29万

二区人口N2：

21万

则吉林地区H城市总人口数为：

Ｎ1＋Ｎ2＝50万人

二班生活用水：

184×35/1000+276×25/1000=13.34m3/班

三班生活用水：

168×35/1000+252×25/1000=12.18m3/班

淋浴用水：

一班：

192×60/1000+202×40/1000=19.6m3/班

二班：

184×60/1000+193×40/1000=18.76m3/班

三班：

168×60/1000+176×40/1000=17.12m3/班

B厂

班次

总人数

热车间

一般车间

总人数

淋浴人数

总人数

淋浴人数

一

550

220

198

330

264

二

550

220

198

330

264

三

560

224

202

336

269

一班生活用水：

220×35/1000+330×25/1000=15.95m3/班

二班生活用水：

220×35/1000+330×25/1000=15.95m3/班

三班生活用水：

224×35/1000+336×25/1000=16.24m3/班

淋浴用水：

一班：

198×60/1000+264×40/1000=22.44m3/班

二班：

198×60/1000+264×40/1000=22.44m3/班

三班：

202×60/1000+269×40/1000=22.88m3/班

2.2.3市政用水量Q4：

城市初步规划，暂不考虑市政用水，故Q4=0.

2.2.4火车站和学校用水量Q5：

火车站用水量：

1800吨/日

学校用水量：

2000吨/日

2.2.5城市的未预见水量和管网漏失水量Q6:

按最高日用水量的20%计算。

Q6=0.2×（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）

综上所述，在设计年限以内城镇最高日设计用水量Qd为

Qd=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）=134413.41m3/d

2.2.6消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为75L/s，同时火灾次数为3次。

城市消防用水量为：

225L/s

2.2.7最高日平均时和最高时设计用水量计算

见吉林省H城最高日用水计算表，从附表可以看出，8~9点为用水最高时，最高时用水量为：

Qh=7794.39m3/h=2165L/s

其生成的柱状图如下所示：

2.3清水池调节容积

清水池调节容量计算表

清水池调节容量计算表

小时

一泵站供水量％

二泵站供水量%

清水池调节容积%

（1）

（2）

（3）

（2）-（3）

∑

0-1

4.17

1.96

2.21

2.21

1-2

4.17

1.93

2.24

4.45

2-3

4.16

1.90

2.26

6.71

3-4

4.17

1.90

2.27

8.98

4-5

4.17

2.77

1.40

10.39

5-6

4.16

4.33

-0.17

10.22

6-7

4.17

5.03

-0.86

9.36

7-8

4.17

5.48

-1.31

8.05

8-9

4.16

5.80

-1.64

6.41

9-10

4.17

5.66

-1.49

4.93

10-11

4.17

4.97

-0.80

4.13

11-12

4.16

5.04

-0.88

3.25

12-13

4.17

5.08

-0.91

2.34

13-14

4.17

5.04

-0.87

1.47

14-15

4.16

5.15

-0.99

0.48

15-16

4.17

5.37

-1.20

-0.72

16-17

4.17

5.58

-1.41

-2.12

17-18

4.16

5.65

-1.49

-3.61

18-19

4.17

5.46

-1.29

-4.90

19-20

4.17

4.91

-0.74

-5.63

20-21

4.16

3.33

0.83

-4.80

21-22

4.17

2.84

1.33

-3.47

22-23

4.17

2.75

1.42

-2.05

23-24

4.16

2.11

2.05

0.00

累计

100

100.00

16.02

因此清水池调节容积按最高日用水量的16.02%计算

1.清水池的调节容积

W1=16.02%×134413.41m³=21533m³

2.自来水厂自用水量按最高日用水量的10%计

W2=134413.41×10%m³=13441m³

3.消防储水量（火灾延续时间按2h算，查表4-5得，一次用水量按75同一时间火灾次数为三次）

W3=NT=75×3600×2×3/1000=1620m³

4.安全储水量

取800m³

则清水池有效容积W为

则清水池有效容积W为

=37394m³

取整数为：

W=38000m³

第3章给水管网的设计与计算

3.1管网水力计算

集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。

3.11最大时集中流量为：

15节点处有火车站，4及10节点处有工厂A、B。

13节点处有学校

3.12比流量计算：

见比流量沿线流量计算表

3.13沿线流量计算:

见比流量沿线流量计算表

3.14节点流量:

见节点流量计算表

3.2管网平差

3.21环状管网流量分配计算

根据节点流量进行管段的流量分配

分配步骤：

①按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。

②为可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。

③与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。

3.22管径的确定

管径与设计流量的计算：

q=Av=

D=

公式中D----管段管径，米

q----管段计算流量，m3/s

A----管段过水断面面积，m2;

v----设计流速，m/s

设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径。

平均经济流速与管径的确定

管径（mm）

平均经济流速（m/s）

D=100~400

0.6~0.9

D>=400

0.9~1.4

3.23流量分配及管网平差结果见附表

3.24水压计算

管段起端的水压标高Hi和终端水压Hj与该管段的水头损失存在下列关系

Hi=Hj+hij

节点水压标高Hi，自由水压HW与该处地形标高Zi存在下列关系

HW=Hi-Zi

水压计算结果见最高时水力计算草图。

3.3消防校核

该市人口数为50万，查表城镇居住区的室外消防用水量可知：

同一时间火灾次数为三次，一次灭火用水量为75L/S，从安全和经济角度考虑，失火点设在17节点和8节点及31节点处，消防时管网各节点的流量除7、23、9节点各附加75L/S的消防流量外，其余各节点的流量与最高时相同。

消防时管网平差及水压计算结果见附表

由后图可知管网各节点处的实际自由水压均大于10m

（98

）符合低压消防制要求。

23点为控制点，输水管最高时坡度取为0.0009011.

消防时所需二级泵站总扬程为

=Zc+Hc+hs+hc+hn=333.05-332.8+10+2+0.58+（374.2215-350.1050）=36.95m＜42m满足要求

清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。

如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。

本设计清水池设两座。

第4章取水工程

4.1取水构筑物位置及形式的选择

取水构筑物位置选择：

1、不要选择在湖岸芦苇丛生出附近，因为一般在这些湖区有机物丰富，水生物较多，水质较差，尤其是水底动物较多，而螺丝等软体动物吸着力强，若被吸入后将产生严重的堵塞现象。

2、不要选择在夏季主风向的向风面的凹岸处，因为在这些位置有大量的浮游生物集聚并死亡，沉至湖底后腐烂，从而水质恶化，水的色度增加，且产生臭味。

3、为了防止泥沙淤积取水头部，取水构筑物位置应选在靠近大坝附近，或远离支流的汇入口，因为在靠近大坝附近或湖泊的流出口附近，水深较大，水的浊度也较小，也不易出现泥沙淤积现象。

4、取水构筑物应建在稳定的湖岸或库岸处，因为在风浪的冲击和水流的冲刷下，湖岸、库岸常常会遭到破坏，甚至发送坍塌和滑坡，一般在岸坡坡度较小、岸高不大的基岩或植被完整的湖岸和库岸是比较稳定的地方。

本设计为岸边合建式取水构筑物。

4.2进水间、吸水间设计

4.21、进水孔面积和格栅尺寸

进水孔分上下两层，但设计时，按河流最低水位计算下层进水孔面积，上层可与下层相同。

设计流量：

进水孔设计流速取0.4m/s栅条采用扁钢厚度s=10mm，栅条净距采用b=50mm，格栅阻塞系数采用K1=0.75。

栅条引起的面积减小系数为K2=b/（b+s）=50/60=0.833

进水孔总面积为

每个进水孔面积

进水孔尺寸采用：

格栅尺寸选用：

4.22、格网尺寸

采用平板格网。

过网流速采用0.3m/s,网眼尺寸选用5×5mm，网丝直径d=2mm。

格网面积减少系数为：

格网阻塞系数采用

，水流收缩系数ε=0.8。

平板网格所需面积为：

设置4个格网，每个格网需要的面积为6.66m2进水部分尺寸为

面积为6.72m2。

平板格网尺寸选用

。

3.3粗选泵

过格栅水头损失采用0.1m

平板格网水头损失采用0.2m

吸水间最低水面标高为331m-0.3m=330.7m

絮凝池至沉淀池水头损失0.1m

沉淀池至滤池水头损失0.5m

滤池至清水池水头损失0.5m

进水井格网水头损失0.3m

絮凝池水头损失0.5m

沉淀池水头损失0.3m

普通快滤池水头损失2.0,

h=0.1+0.5+0.5+0.3+0.5+0.3+2.0=4.2m

配水井水面标高330.90+4.2=335.10m

枯水位时泵所需静扬程为：

335.1-330.7=4.4m

设两条DN1000的管应通过75%的设计流量，

即Q=0.75×1.63=1.23m3/sv=2.47m/si=0.00871

∑h=1.1×0.00871×300=2.9m

hp=4.4+2.9+2+2=12m

本取水泵站选用四台水泵三用一备，每台水泵的设计流量为1.63/3=0.543m3/s

选用20SA-28型水泵

第5章净水厂的设计

5.1水厂厂址的选择和工艺流程的确定

5.11水厂厂址的选择，应结合城市建设在整个给水系统设计方案中进行全面规划，综合考虑，在选折厂址时，一般应考虑以下几个问题：

1.厂址应选择在工程地址条件较好的地方，一般选在地下水位较低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工；

2.水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施，水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并留有适当的安全裕度；

3.水厂应少占农田或不占良田，并留有适当的发展余地，要考虑周围环境卫生条件；

4.水厂应设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；

5.当取水地点距离用水区