山东省泰安市东平给水工程工艺设计 毕业设计说明书 精品.docx
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山东省泰安市东平给水工程工艺设计毕业设计说明书精品
山东省泰安市东平给水工程工艺设计
DesignofWaterSupplyEngineeringTechnologyofShanDongProvince，taian
学生姓名：
卢文宝
学生学号：
10610303
专业名称：
给水排水科学与工程
指导教师：
卢静芳（副教授）
环境与市政工程学院
2014年06月3日
独创性声明
本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。
毕业设计（论文）作者签名：
签字日期：
年月日
毕业设计（论文）版权使用授权书
本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。
同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权天津城市建设学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。
（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）
毕业设计（论文）作者签名：
指导教师签名：
签字日期：
年月日签字日期：
年月日
摘要
目前，随着经济的发展，水资源问题越来越成为经济发展的制约因素。
城市水资源短缺日益严重与人们生活水平的提升伴随着的日用水量的提高形成鲜明的对比。
因此供水工程日益成为发展经济民生的现行条件与重要保障。
本设计是山东省泰安市东平区给水工程工艺设计，本次设计包括生活用水、生产给水和消防给水系统在内总用水规模为67961m³/d,采用并联分区，分别为Ⅰ区44889m³/d,Ⅱ区23072m³/d,原水水源为Ⅲ类微污染水源水质，采用深度处理工艺，出水水质满足最新标准即《生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）》。
具体设计内容如下：
地表水取水设计，包括：
山东省泰安市地表水取水设计资料的收集、取水构筑物位置选择、取水构筑物形式的选择等。
1.净水厂的设计，根据水源条件（就近无法找到合适水源）采用微污染水源的进水工艺流程：
加药加氯
↓↓
原水→机械搅拌澄清池→V型滤池→臭氧接触氧化→活性炭吸附→清水池→出水
2.输配水管渠工程设计，根据用户对水质，水量、水压的要求，依据城市地形条件，集中用水大用户的分布状况进行配水管网布置，本设计考虑远期规划要求采用分区供水方式。
3.给水工程估算，制定计算出整个项目实施过程的造价进行技术经济比较，采取最合理方案。
本设计所有构筑物都是以最高日用水量为基础进行设计。
关键词：
泰安给水厂设计分区供水澄清池深度处理
Abstract
Nowadays,withthedevelopmentofeconomy,theproblemfromwaterresourceisbecomingamoreseverfactorthathinderthedevelopmentofeconomy.Thedemandofwaterfromcivilizationsduemainlytodevelopinglivingstandardissoaring,however,theshortageofwaterresourceofciteshasbecomingaseverissue.Therefore,watersupplyengineeringhasbecomingamoreandmoreessentialthingforexistingeconomicdevelopmentandlifeofthepublic.ThisdesignisadesignofDongpingDistrictinTaiAn,ShanDongProvince.Thisdesigncontainswaterforlife,forproduction,andforfiredemand,theoverallquantityofwaterdemandis67961m³/d,AreaIandIIare44889m³/dand23072m³/drespectively，RawwaterisⅢslightlypollutedwatersources,usingadvancedtreatmenttechnology,waterqualityshouldmeetthelateststandards.
Specificallydesignedasfollows:
Surfacewaterintakedesign,including:
collection,waterintakestructures,locationselection,intakestructures,suchasthechoiceoftheformofTai'anCity,ShandongProvincesurfacewaterintakedesigndata.
1.Watertreatmentplantdesign,basedonwaterconditions（thenearestwatersourcecannotfindtheright）usingmicro-pollutedwaterinletprocess:
Rawwaterclarifiers→filtration→ozoneoxidation→activatedcarbonadsorption→disinfection→cleanwatertank→waterwells→watersupplypumpingstations→distributionnetwork.
2.Transmissionanddistributionmainsdrainageengineeringdesign,accordingtotheusersofwaterquality,waterquantity,waterpressurerequirements,accordingtotheurbanterrainconditions,thedistributionoflargecentralizedwaterpipenetworkoftheuser'sdesignandlayout,thedesignfullyconsidertheshortandlongtermplanningrequirements,decidedtousedistrictwatersupply.
3.Waterengineeringestimatesdevelopedtocalculatethecostoftheentireprojectimplementationprocess,technicalandeconomiccomparison,takethemostreasonablesolution.
Thedesignofallstructuresarebasedonthehighestdailywaterconsumptionasthebasisfordesign.
Keywords:
Taian,waterworksdesign,partitioningwater,clarifiers,deepprocessin
第1章城市资料与设计任务概述
1.1城市概况
1.1.1行政区划
泰安市是山东省下辖的地级市，市辖岱岳区（面积1750万平方千米，人口97.3万）、新泰市（面积1933万平方千米，人口136.7万）、肥城市（面积1277平方千米，人口96.6万）、宁阳县（面积1124平方千米，人口80.9万）、东平县（面积1340平方千米，人口78万）。
1.1.2水资源状况
泰安市平均水资源总量为19.2亿立方米，可利用量为17亿立方米；地表水径流量为13.48亿立方米，其中可利用水量为6.3亿立方米；地下水天然补给量为11.72亿立方米，可供开采量为10.7亿立方米。
泰安市水资源比较丰富，且水质优良，水资源状况较好，高于省内平均水平。
1.2泰安市城市原始设计资料
1.2.1气象、地质资料
（1）气温：
年平均14.2℃,极端最高42.1℃，极端最低-19.7℃，
最热月月平均最高32.1℃，最冷月月平均最低-5.4℃。
（2）降雨量：
年平均总量685.0mm，最高日298.4mm，最高时96.0mm。
（3）相对湿度：
最热月平均73%
（4）主导风向：
年最多风向SSW
夏季最多风向：
6月SSW、7月SSW、8月ENE、
冬季最多风向：
12月SSW、1月ENE、2月ENE、
（5）风速冬季平均：
3.2m/s、夏季平均2.8m/s；
（6）平均气压：
998.5mbar;
（7）最大冻土深度：
44cm;
（8）最大积雪深度：
19cm;
1.2.2工程地质与地震资料
（1）地面高程：
51.6m;
（2）土壤承载力：
48Kpa;
（3）地下水位：
-5.0m;
（4）（基本烈度值）抗震设防烈度：
6度
1.2.3水文资料
地表水源：
（1）流量：
历年平均35m3/s；历年最大40m3/s；历年最小32m3/s；
（2）水位：
历年平均3.0m（相对标高）；历年最高（P=1%）6.0m（相对标高）；历年最低（P=90%）1.0m（相对标高）；
（3）河流冰冻资料：
最大冻土厚度：
5cm；流冰情况：
有；
（4）河流含砂量：
平均最大含砂量4.3kg/m³；平均最小含砂量0.9kg/m³历年平均含砂量1.8kg/m³；
1.2.4原水水质分析结果（见表1-1）
表1-1河流水源水质
项目
单位
化验结果
最大
最小
平均
水温
℃
温升≤2
温降≤1
色度
度
14
浑浊度
度
12
PH值
6-8.5
高锰酸盐指数
mg/L
7
溶解氧
mg/L
5
CODcr
mg/L
3.0
BOD5
mg/L
4
氨氮（以氮计）
mg/L
0.3
总磷（以P计）
mg/L
0.2
总氮（以N计）
mg/L
1.0
铜
mg/L
1.0
锌
mg/L
1.0
氟化物
mg/L
1.0
氰化物
mg/L
0.02
挥发酚
mg/L
0.005
砷
mg/L
0.05
汞
mg/L
0.0001
硒
mg/L
0.01
镉
mg/L
0.05
铬（六价）
mg/L
0.05
铅
mg/L
0.05
石油类
mg/L
0.05
硫化物
mg/L
0.2
阴离子表面活性剂
mg/L
0.2
粪大肠菌群
（个/L）
18000
对原水水质分析评价：
通过表1-1的各项水质数据，本水质属于
类水质，其中浑浊度、BOD5、溶解氧以及粪大肠菌群都较高，属于微污染水源，考虑城市附近无替代水源，因此本次设计需进行深度处理，以使出水水质符合生活饮用水标准。
第二章泰安市自来水厂设计规模的确定
2.1设计用水量的组成
城市设计用水量的组成包括，居民综合生活用水量，工业企业生产用水，消防给水，城市绿化和浇洒道路用水以及未预计用水量和管网漏损。
2.2城市总体规划资料
（1）城市地形与总体规划平面图一张（比例尺：
1：
5000）。
（2）城市各区规划人口与建筑规划见表1—1。
表2—1城市各区规划人口与建筑规划
规划人口
（万）
房屋的层数
（层）
城市公共绿地
（公顷）
道路
（公顷）
20
6
80
60
（3）工业企业用水量见表1-2。
表2-2工业企业用水资料
企业名称
生产用水
（m3/d）
水压要求
（Pa）
一般车间人数
（人/班）
重度污染车间人数
（人/班）
倒班
次数
生活
用水
淋浴
用水
生活
用水
淋浴
用水
工厂甲
2000
240
800
600
1000
1000
3
工厂乙
4000
240
1200
1000
900
900
3
（4）.车站集中用水量700m3/d
2.3设计水量参数的确定
由于泰安市属于中等城市人口规模，因此选取泰安市最高日生活用水定额q=180L/（cap·d）；选取一般车间生活用水定额为25L/（cap·d）；淋浴用水定额为40L/（cap·d）；重度污染车间生活用水定额为35L/（cap·d）；淋浴用水定额为60L/（cap·d）；浇洒道路用水选取2.0L/（㎡·d）；浇洒绿地用水选取2.0L/（㎡·d）；管网漏损选择系数11%，未预见用水量选择系数为10%。
经过计算本设计用水规模为67961m³/d,采取分区供水方式，其中Ⅰ区用水规模为44889m³/d,Ⅱ区用水规模为23072m³/d。
2.4水压要求
泰安市设计的房屋层数为6层，设计时保证最不利点自由水头为28m；消防时各个节点水压均需满足自由水头10m要求。
以此来确保居民和公关业企业对水压的要求。
第3章确定供水方案及给水系统的选择
3.1城市地形的分析
本次设计城市居住区分布较为规整，沿线河流正好将城区分为两个区，城市沿河流狭长发展，东南侧河流与东北侧河流与山脚汇集后横跨整个城区自东向西，初步设计采用并联分区供水，水厂设置在一区用水量较大一侧。
3.2输配水管渠布置原则
输配水管渠布置应当遵循如下原则：
1.为了从经济角度考虑，节约造价，输配水管渠系统应该选择合理的路线，包括尽量做到线路较短且考虑长短期规划，尽量减少障碍物、房屋建筑物的跨越以及尽量不占用或少占用农田。
2.管网的定线即输配水管的走向和位置应该符合城市发展规划的要求，应尽量在现有道路敷设管道避免穿越城市建筑物，不利于现场施工以及后期的检修和维护。
3.应充分利用本次设计城市泰安市的地形条件，合理利用水位高差，尽量采用重力给水，减轻泵站压力，节约能量。
如果确实需要进行加压供水时，应通过技术经济比较，以此来确定加压级数以及加压位置。
4.应该尽量避免输配水管网通过受过污染的区域，否则应采取保护措施，做到风险可控。
5.应该尽量避免输配水管渠通过山脊，河谷等地且应避开泥石流地区。
6.由于各工程单位主管不同应该相互协调施工，协调管理，建立相应信息共享机制。
3.3供水方案的合理选择
方案一：
深入分析了泰安市城市地形特点与河流分布状况后，采取并联分区供水方式，配水主干管尽量做到避开城市主干道，且考虑近远期规划。
具体详见附图一
方案一
优点：
采取分区供水有效减缓由于输水距离较长造成的管网压力较大，减少能量浪费；管网定线比较合理，集中大用户所需水量都能得到满足，且供水安全可靠性较高。
缺点：
二区的输水管段较长，造成水头损失较大；二泵站造价较高。
方案二
优点：
采取统一供水方式，造价较低，输水管段距离较小。
缺点：
水厂运行费用较高，能耗巨大。
经过技术经济比较，本设计采取方案一设计，采取并联分区供水，最终能够满足用户对水质、水量、水压的要求。
综合考虑原水水源水质、城市地形地貌条件、本设计采取处理工艺如下：
加药加氯消毒
?
?
原水?
机械搅拌澄清池?
V型滤池?
臭氧接触氧化?
活性炭吸附?
清水池?
出水
出水水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）。
第4章取水构筑物的设计
4.1取水构筑物的位置选择
取水构筑物位置的选择主要考虑以下几点因素：
1.原水水质因素的影响：
①应该根据河流中泥沙分布状况和特点，避开河流中泥沙较多的河流流段；
②根据同一过水断面上泥沙的分布状况不同，选择适宜的取水口的高程；
③对于河流中的藻类、漂浮物杂志等应该采取必要措施，防止进入取水构筑物，对其造成堵塞。
2.河床地形的影响
对于平原河流:
①竖直微弯段,应选择在深槽稍下游处同时应注意边滩是否下移
②有限弯曲段，宜选择在凹岸弯顶稍下游处，不应选择在凸岸；
③婉曲段，则不宜建设取水构筑物；
④分叉段，应选择稳定发展的一侧
对于山区河流：
①非冲击性段，宜选在急流卡口上游；
②办冲击性段参照顺直微弯段。
3.上下游构筑物的影响
由于人工构筑物会不同程度地改变原有河道的水流状态，所以应该充分考虑桥梁、码头、拦河闸坝和丁坝对水流状态的影响。
4.污水排出口的影响
取水构筑物取水口应设在污水排出口上游100m以上或下游1000m以外的地方。
4.2取水构筑物的形式
影响取水构筑物形式选择的因素主要有河床和岸边的地形、水位变幅、含沙量、设计规模与安全度、航运要求、冰冻条件以及工程地质和建设资金的限制。
本次设计对照以上条件，选择岸边式取水构筑物。
岸边式取水构筑物分为合建式和分建式，基于河床地质地基条件较差不宜做阶梯布置，本设计采用合建式，底板呈水平式采用卧式离心泵，构造为钢混结构，采用筑岛沉井方法施工。
其设计特点是集水井与泵房底板在同一水平面上，水泵设于最低水位上无需额外抽真空设备，启动较快。
设计水位：
历年平均3.0m（绝对标高为48m）；历年最高6.0m（绝对标高51m）；历年最低1.0m（绝对标高45m）。
流量：
历年平均35m3/s，历年最大40m3/s，历年最小32m3/s。
平面构造：
取水构筑物平面为矩形，进水间由隔墙分成进水室与吸水室，两室之间设平板格网，进水室外壁设进水孔，进水孔上装格栅和闸板，进水孔采用矩形，由于河流水位变化幅度不大6.0-1.0=5.0m，采用单层进水孔设计。
4.3取水构筑物设计内容
1.进水孔的设计：
进水孔尺寸设为1000×600，采取侧面进水方式，由于底层进水孔下缘距河床高度不得小于0.5m，本次设计采用0.5m,绝对标高为44.5m。
2.进水间操作平台的设计：
由于建筑在渠道边，进水间操作平台按泵房地面标高计算，即设计最高水位加0.5m，绝对标高为51.5m，操作平台应安装起吊设备。
3.进水间设计
通过格栅后，进水室最高水位设计50.9m；最低水位设计44.9m；
通过平板格网，吸水室最高水位50.75m；最低水位44.75m；
4.附属设备设计
格栅、进水孔处设置闸板以备进水间冲洗，设备检修时使用，与格栅相对应，闸门也设计4座，三用一备。
起吊设备选用SDL型手动单梁起重机。
启闭设备为手摇式QSYB-4启闭机。
排泥设备采用PWA×4-9泥浆泵排泥。
4.4取水泵站的设计
本次设计采用合建式，泵房中水泵间、配电间、操作控制室和辅助房间合并建造。
设计扬程为12m,设计流量为0.8495m3/s；
因此选用4台泵，三用一备，泵型号14SA-10J，流量为1000m3/h，扬程24m,转速960r/min；轴功率77kw；电动机功率95kw；效率85%。
吸水管采用DN500钢管，流速V=1.39m/s；
压水管采用DN400钢管，流速V=2.19m/s。
第五章净水厂工艺设计
5.1设计目的
进行净水厂的设计的目的是为了去除原水中的漂浮悬浮物质、胶体杂质、细菌、病毒等有害人体健康的物质，来达到满足城镇居民对于水质的要求。
（表5-1）
表5-1生活饮用水水质常规检验项目及极限值
项目
限值
感官性状和一般化学指标
色
色度不超过15度，并不得呈现其他颜色
浑浊度
不超过1度（NTU），特殊情况下不超过5度（NTU）
臭和味
不得有异臭、异味
肉眼可见物
不得含有
PH
6.5~8.5
总硬度（以碳酸钙计）
450mg/l
铝
0.2mg/l
铁
0.3mg/l
锰
0.1mg/l
铜
1.0mg/l
锌
1.0mg/l
挥发酚类
0.002mg/l
阴离子合成洗涤剂
0.3mg/l
硫酸盐
250mg/l
氯化物
250mg/l
溶解性总固体
1000mg/l
耗氧量
3mg/l
毒理学指标
砷
0.05mg/l
镉
0.005mg/l
铬（六价）
0.05mg/l
氰化物
0.05mg/l
氟化物
1.0mg/l
铅
0.01mg/l
汞
0.001mg/l
硝酸盐
20mg/l
硒
0.01mg/l
四氯化碳
0.002mg/l
氯仿
0.002mg/l
细菌学指标
细菌总数
100CFU/ml
总大肠菌数
每100ml水样中不得检出
粪大肠菌群
每100ml水样中不得检出
游离余氯
在与水接触30min后不应低于0.3mg/l，管网末梢不应低于0.05mg/l（适用于加氯消毒）
放射性指标
总α放射性
0.5Bq/l
总β放射性
1Bq/l
5.2净水工艺流程的确定
加药加氯消毒
?
?
原水?
机械搅拌澄清池?
V型滤池?
臭氧接触氧化?
活性炭吸附?
清水池?
出水
5.3主要处理构筑物设计
5.3.1药剂的选择和投配
1药剂的选择
由于各地水质状况不同，药剂的选择和使用效果也不尽相同，参考各大城市现有水厂的状况，本次设计泰安市水厂选择碱式氯化铝为混凝剂，此种混凝剂属于无机高分子化合物，混凝效果较好，出水浊度较低，用药量较少，节省药剂的使用，投加量选择为35mg/l。
2投加方式
常用的投药方式有：
干投法和湿投法，干投法优点有占用地方较小，不宜被腐蚀、对于药量的调整更加灵活，药液更加新鲜。
缺点是需要增加额外的破碎装置无形中增加了投资造价，当混凝剂用量较小时不宜药量的调整，同时药剂不容易混合。
湿投法优点有药液与水充分混合，管理方便，有益于调节。
缺点是投加设备占用地面面积较大，设备容易受腐蚀需采取保护措施。
综合以上分析对比本次设计采用湿式投加方式。
3加药间及药库布置
加药间一般与药库布置在一起，使药剂投加方便，投加流程顺畅，加药间各种管线布置在管沟内。
药库大小的布置按照药剂碱式氯化铝最大投加量的15天储量计算，并且考虑药剂运输、不同磅秤的所占面积、不同药品留有间隙，因此药品面积应占药库面积60%计。
本设计药库尺寸为L×B×h=6×6×5，库内设电动机起重机一台，型号为LD-A，起重量为5吨，跨度15米。
5.3.2溶解池和溶液池
1．溶解池
本设计溶解池采用钢混结构，池体大小L×B×h=1.4×1.4×1.1.有效水深为1.1m,池底设0.02坡度DN100mm排渣管，池壁设有0.2m超高，防止搅拌溶液时溢出。
由于药液一般均具有腐蚀性，所以接触药液的池子和管道均需设有保护措施。
2溶液池
溶液池采用高架式设置，设
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