给水工程课程设计计算说明书.doc
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1、 四川理工学院课程设计说明书 给水工程课程设计 学 生: 学 号: 专 业: 给水排水工程 班 级 : 2023级 2班 指 导 教 师 : 四川理工学院建筑工程学院二一四 年 六 月给水工程课程设计任务书一、设计题目:C市给水解决厂设计二、设计目的通过设计使学生熟悉和掌握净水厂设计的原则、方法和环节;在于加深理解所学知识,培养学生运用所学理论和技术知识,综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力;使学生在设计运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。根据所给的资料作出净水厂的初步设计。三、设计原始资料1.设计水量:一期15000m3/d,二期15000m3/
2、d。2.给水水源:某江3.水源水质资料 1)浑浊度:2070 ntu 2)碱度:5mg/L 3)总硬度:月平均最高4.0 meq/L,月平均最低1.8 meq/L。 4)PH值:6.97.6 5)色度:5 6)大肠菌指数:38000个/L,细菌总数12023个/ml。 7)水温:月平均最高27.7,月平均最低6.9。 8)嗅和味:微量 9)铁:0.1mg/L4.净化水质规定 生活用水:达成国家生活饮用水水质标准(GB5749-2023) 生产用水:无特殊规定5.净水厂地形图:比例尺1:1000。6.地质资料 水厂地质为:砂质粘土,抗压强度1.5kg/cm2以上,无地下水。7.建筑材料供应情况:
3、各种建筑材料均可供应。8.混凝剂采用Al2(SO4)318H2O,纯度50%,最大投加量40mg/L。9.消毒剂采用液氯,最大加氯量0.52.0mg/L。10.气象资料:最冷月平均气温 5.7 最热月平均气温 31.8 极端温度:最高39.5 ,最低-3.0 风向:见地形图中风玫瑰图11.净水厂出水水压为35m。四、设计内容 1.决定净水厂工艺流程和净水构筑物的型式 2.决定净水厂的设计水量 3.各构筑物的设计计算,并附必要的草图 4.绘制净水厂的平面布置图 5.绘制净水厂高程布置图6.一个重要水解决构筑物的工艺图五、设计规定 1.写设计说明书一份:说明书中应说明设计任务、设计依据的资料,决定
4、净水工艺流程和选择净水构筑物型式的理由,重要净水构筑物的设计计算,并附必要的单线草图。2.绘制净水厂平面布置及高程系统图。3.一个单体构筑物工艺图(平面、剖面图)。4.设计完毕时间:2 周六、附录1.净水厂辅助建筑物 药剂间(含药剂仓库) m2 办公、化验 m2 工具、设备库房 m2 机修(含电修、仪表间) m2 2.净水厂附属构筑物 职工宿舍 m2 食堂厨房 m2 零件、附件堆场 m2 晒砂场 m2以上各种附属建筑物和构筑物的面积查相应的设计手册。3.净水厂绿化面积,不宜小于净水厂总面积的20%。水厂设计规模每m3/d水量用地指标(m2)水量510万m3/d0.70.5水量1030万m3/d
5、0.50.3水量3050万m3/d 0.30.1七、指定查阅的重要参考文献及说明(1)给水排水设计手册(第1册)常用资料.(2)给水排水设计手册(第3册)城乡给水.(3)给水排水工程快速设计手册(第1册)给水工程.(4)建筑给水排水制图标准GB/T501062023(5)给水排水国家标准图集(S1、S2等)(6)室外给水设计规范GB50013-2023摘要水在人类生活和生产活动占有重要地位,可以说,没有水就没有生命的存在。在现代化工业公司中,为了生产上的需要以及改善劳动条件,水更是必不可少的。因此,给水工程成为城市和工矿公司的一个重要基础设施,必须保证合格的水质,充足的水压供应生活用水、生产用
6、水和其他用水,不仅能满足近期的需要,还要兼顾到此后的发展。 本设计按规划规定将某江中的水通过自来水厂的解决后供到市政管网,以解决该城市居民生活用水和工矿公司的生产用水问题。据已有的现状资料,拟定了该水厂一期和二期的解决水量。结合自来水厂的特点,以及各构筑物的优缺陷拟定解决构筑物,并通过计算,拟定构筑物的大小。通过对水解决厂的设计之后,水压、水质可以达成生活饮用水卫生标准(GB5749-2023)规定。关键词:自来水厂 构筑物 水质规定目录摘要41. 前言82 水厂选址93. 净水方案的拟定和比较94. 混凝剂投配设备的设计114.1溶液池设计计算124.2溶解池设计计算134.3投药管设计计算
7、134.4药剂仓库135. 混合设备145.1混合设备的设计145.2混合设备设计计算145.2.1流量计算145.2.2静态混合器管径计算145.2.3混合单元数155.2.4混合时间155.2.5水头损失155.2.6校核GT值156. 絮凝池156.1絮凝池的已知条件156.2絮凝池的尺寸166.3絮凝池计算167. 沉淀池197.1沉淀池的已知条件197.2沉淀池尺寸197.3沉淀池计算197.3.1进水穿孔墙197.3.2出水渠197.3.3排泥设施207.4沉淀池水力条件复核208. 普通快滤池218.1滤池的布置218.2滤池尺寸计算218.3配水系统228.3.1配水干渠228
8、.3.2配水支管238.3.3支管孔眼238.3.4孔眼水头损失238.3.5复算配水系统248.4滤池各种管渠计算248.4.1进水248.4.2冲洗水248.4.3清水248.4.4排水258.5冲洗水箱258.5.1水箱尺寸258.5.2设立高度259. 加氯间269.1加氯量计算269.1.1加氯量269.1.2储氯量269.1.3氯瓶数量269.1.4加氯机数量269.1.5加氯间、氯库2610. 清水池2710.1已知条件2710.2清水池容积计算2710.3清水池管道系记录算2810.4清水池布置2911. 二泵站和吸水井2911.1水泵选型2911.2泵房计算3011.2.1泵
9、房的平面尺寸3011.2.2泵房高度计算3011.3吸水井设计3112. 给水解决厂人员编制及辅助构筑物使用面积3113. 水厂平面和高程布置3213.1平面布置3213.2高程布置3313.2.1相关计算3313.2.2相关计算表格3414. 图纸目录35结束语35参考文献36致谢辞371. 前言水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源,科学的给水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。特别是在近代历史中随着人类居住和生产的程式化进程,给水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施,成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。给水系统是保证城市、工矿公司
10、等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。它是人类文明进步和城市化聚集居住的产物,是现代化城市最重要的基础设施之一,是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志。特别是在面临全球水资源极其缺少的今天,给水管网的作用显得尤为重要。 由于城市给水系统在新的时期赋予了新的内涵,与人们的生产和生活息息相关。看似平凡的规划设计却有着不平凡的现实意义,在满足规范和其它技术规定的条件下,根据城市的具体情况,科学规划设计城市给水管网系统是一个非常重要的课题。 课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节,是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。通过课程设计调动了我们学习的积极性和积极性,培养我们
11、分析和解决实际问题的能力,为我们走向实际工作岗位,走向社会打下良好的基础。 本设计为城市自来水厂设计,整个设计涉及: .净水厂工艺流程和净水构筑物的型式,各构筑物的设计计算,净水厂的平面布置图,净水厂高程布置图。2 水厂选址厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划,综合考虑,通过技术经济比较拟定。在选择厂址时,一般应考虑以下几个方面: 厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般选在地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层,以减少工程造价和便于施工。 水厂应尽也许选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设立在交通方便、靠近电源的地方,以利于施工管理和减少输电线路的
12、造价。并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 当取水地点距离用水区较近时,水厂一般设立在取水构筑物附近,通常与取水构筑物建在一起;当取水地点距离用水区较远时,厂址选择有两种方案,一是将水厂设立在取水构筑物附近;另一是将水厂设立在离用水区较近的地方。根据综合因素考虑,将水厂设立在取水构筑物附近,水厂和构筑物可集中管理,节省水厂自用水的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除。3. 净水方案的拟定和比较水厂以地表水作为水源,工艺流程如图3-1所示: 图3-1 水解决工艺流程现拟定两个净水工艺方案,进行比较分析:方案一:原水 一级泵房 往复式隔板絮凝池 平流沉淀池 普通快滤池 清水池 二级泵房方案二
13、:原水 一级泵房 回转式隔板絮凝池 斜管沉淀池 V型滤池 清水池 二级泵房(1) 絮凝池的比较絮凝池回转式往复式优点絮凝效果较好;水头损失较小;构造简朴,操作方便; 絮凝效果好;构造简朴,施工方便;缺陷出水流量不易分派均匀;絮凝时间较长水头损失大;转折处絮体易破碎使用条件1.水量大于30000m3/d的水厂2.水量变动小3.合用于旧池改建和扩建1.水量大于30000m3/d的水厂;2.水量变动小结果比较:综上所述,选用往复式絮凝池。回转式合用于旧池的改建的扩建,不宜在初期就建回转式,且回转式絮凝池减小了絮粒碰撞的机会,减小了絮凝的速度,增长了时间。所以选用选用絮凝效果较好的往复式絮凝池。(2)
14、 沉淀池的比较沉淀池平流式斜管式优点1. 造价较低2. 操作管理方便,施工较简朴3. 对原水浊度适应性较强,潜力大,解决效果稳定4. 带有机械排泥设备时,排泥效果好1. 沉淀效率高2. 池体小,占地少缺陷1. 占地面积较大2. 不采用机械排泥装置时,排泥较困难3. 需维护机械排泥设备1. 耗材较多,老化后尚需更换,费用较高2. 对原水浊度适应性较平流池差3. 不设机械排泥装置时,排泥较困难;机械排泥时,维护管理较麻烦使用条件一般用于大中型净水厂1. 可用于各种规模水厂2. 宜用于老沉淀池的改造,扩建和挖槽3. 合用于需保温的低温地区4. 单池解决水量不宜过大结果比较:综上所述,虽然斜管式沉淀池
15、出水量较大,但是池底易淤积,且费用较贵。所以采用经济费用较低的平流式沉淀池。(3) 过滤池的比较过滤池普通快滤池V型滤池优点1. 有成熟的运转经验,运营稳妥可靠2. 采用砂滤料,材料易得,价格便宜3. 采用大阻力配水系统,单池面积可做的较大,池深较浅4. 可采用降速过滤,水质较好1运营稳妥可靠2. 采用砂滤料,材料易得3. 滤床含污量大,周期长,滤速高,水质好4. 具有水汽反冲洗和水面扫洗,冲洗效果好缺陷1. 阀门多2. 必须设有全套冲洗设备1 配套设备多,如鼓风机等2 土建较复杂,池身比普通快滤池深合用条件1 可合用大、中、小型水厂2 单池面积一般不宜大于100m23 有条件时尽量采用表面冲
16、洗或空气助洗设备1合用大、中型水厂2. 单池面积可达150m2以上结果比较:综上所述:选用普通快滤池比较好。 虽然V型滤池采用均质滤料,过滤效果好,但是土建较复杂,运营费用也较贵,不适合所有的水厂。而普通快滤池过滤的出水水质也较好,只是阀门多,操作复杂,但造价便宜,运营可靠,所以采用普通快滤池。因此本设计采用第一个方案。4. 混凝剂投配设备的设计水质的混凝解决,是向水中加入混凝剂(或絮凝剂),通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层,达成胶粒脱稳而互相聚结;或者通过混凝剂的水解和缩聚反映而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用,使胶粒被吸附粘结。混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种,干投法指混凝剂为粉末固
17、体直接投加,湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者,采用湿投法时,投加方式为高位溶液池重力投加,混凝解决工艺流程如图4-1所示。图4-1 湿投法混凝解决工艺流程本应根据原水水质分析资料,用不同的药剂作混凝实验,并根据货源供应等条件,拟定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件,所以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料。聚合铝,涉及聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)等,具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点,因而使用聚合铝作为水解决的混凝剂。取混凝剂最大投加量为40.0mg/L。当单独使用混凝剂不能取得预期效果时,需投加某种助凝剂以提高混凝效
18、果,通常选用聚丙烯酰胺及其水解产物,当进水浊度较高时,可通过实验拟定其用量后投加。4.1溶液池设计计算溶液池一般以高架式设立,以便能依靠重力投加药剂。池周边应有工作台,底部应设立放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算: 式中 溶液池容积,; Q解决水量;a混凝剂最大投加量,a=40mg/L;c溶液浓度,取10%;n每日调制次数,取n2。查设计原始资料,设计水量:一期15000m3/d,二期15000m3/d,故解决水量为625m3/h.代入数据得:(考虑水厂的自用水量10%)溶液池设立两个,每个容积为,以便交替使用,保证连续投药。取有效水深H11.0m,总深HH1+H2+H30.8+
19、0.2+0.11.1m(式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取0.1m)。溶液池形状采用矩形,尺寸为长宽高。4.2溶解池设计计算溶解池容积:溶解池一般取正方形,有效水深H10.9m,则:面积: FW1/H1=1.0m边长: 1/21.0m;溶解池深度 HH1+H2+H3 (式中H2为保护高,取0.2m;H3为贮渣深度,取0.1m)0.9+0.2+0.11.2m,和溶液池同样,溶解池设立2个,一用一备。溶解池的放水时间采用t10min,则放水流量: 查水力计算表得放水管管径32mm,相应流速Vo=1.58m/s。溶解池底部管径d100mm的排渣管一根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌:以电动
20、机驱动浆板或涡轮搅动溶液。4.3投药管设计计算投药管流量: 查水力计算表得投药管管径d20mm。4.4药剂仓库小型水厂药库使用面积的设计参数为18m2/万m3.d。考虑到晚期发展,设计面积为50m2,室内高4.5m。用人力手推车投药,药库的设计尺寸为7m8m。5. 混合设备5.1混合设备的设计在给排水解决过程中原水与混凝剂,助凝剂等药剂的充足混合是使反映完善,从而使得后解决流程取得良好效果的最基本条件,同时只有原水与药剂的充足混合,才干有效提高药剂使用率,从而节约用药量,减少运营成本。管式静态混合器是解决水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的抱负设备:具有高效混合、节约用药、设备小等特点,缺
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