1、25万吨给水厂毕业设计说明计算书毕业设计（论文）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.
2、 脱水机房设计-44第六章 水厂附属建筑物和人员编制-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）
3、课题任务的内容和原始数据设计内容（1）取水工程水源选择、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
4、县隶之；雍正六年改密云县直属顺天府北路厅；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4
5、3.75亿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）工程地质及地震资料地质结构主要为亚粘土层、
6、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，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。
7、 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maxmin平均指标maxmin平均温度/05氰0.002/色度1805砷0.001/浊度/450汞/PH/6.9Cr6+0.030.0010.007硬度1106680铅0.080.0020.008Fe2+0.200.010.08NH-N0.030.020.07Mn2+0.050.0020.009BOD/铜/COD1/锌/大肠杆菌28930氟0.080.030.06细菌总数48207） 设计
8、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0-11.048-96.2116-174.521-20.959-105.6217-184.942-30.9510-115.2818-195.153-41.2011-125.2819-205.674-51.6512
9、-134.9120-216.815-63.4113-144.8121-224.926-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.663. 工艺流程确定由于出水水质要求达到饮用水水质标准 ，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： 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普通快滤池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
10、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
11、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、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
12、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，按下式计算式中 Z-斗槽入口处的水位差：-河水平均流速（m/s），取为0.05m/s；-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
13、=0；-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2.0m；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0.5m取h=4.1m宽度B式中 Q-斗槽中的流量（）； -斗槽中的设计流速（）B=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：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）； -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）； u-潜冰的上浮速度，与斗槽所在的河流情
14、况有关。宜采用0.0020.005m/s，这里采用0.003m/s2.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）化学式对水温和PH的适性适用于 2040；PH=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=6.0
15、8.4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，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，一般要把转化成适用于高浊度原水，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； 据表2-3常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（）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
16、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*262500)/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
17、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。 图2-1 计量泵投加 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(m3) (设计中取22.5)溶液池设置2个，每个格的有效容积取11.25
18、,有效高度为2.0m, 超高和沉渣高为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：高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.1m。溶解池实际有效容积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
19、，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：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.
20、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型折桨式搅拌机，规格为，功率为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，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*10
21、937.5*51.4*30)/50=8096(袋)有效堆放面积A=NV/H(1-e)=（8096*0.5*0.4*0.25）/(1.5-1.5e)=262m3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 m3。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
22、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。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2.静态混合器混合的计算(1)已知条件：设计水量Q=2.5105m3/d，自用水量取总用水量的5%，则：总进水量为： Q=2.625105m3/d。4座澄清池进水管采用4条DN900。(2)设计计算：1)进水管流速v，据
23、d1=900mm，得：q=2.625*105/24/4=2734.375 m3/h查水力计算表知v=0.79m/s.2)混合管段的水头损失h说明仅靠进水管的内流不能达到充分混合的要求。故需在进水管内装设管道混合器。如装设孔板混合器。3）孔板的孔径因为 所以d2=0.75d1=0.75*900=675mm,取700mm4）孔板处流速v=v （d1/ d2）2=0.79*（900/700）2=1.306m/s孔板的水头损失h=v 2/2g=3.25*1.3062/2/9.81=0.28m式中 -孔板局部阻力系数，选用规格为DN900管式静态混合器。第四章 净水工程1.水厂设计水量根据资料，水厂设计
24、供水量25万m3/d，考虑到水厂自用水和水量的损失，确定安全系数K=1.05。这总处理水量Q=1.0525=26.25万m3/d=10937.5 m3/h=3.04m3/s，取为10940 m3/h。2.机械搅拌澄清池考虑施工条件、运行管理，采用4座机械搅拌澄清池Q=3.04/4=0.76m3/s本池计算按不加斜板进行，但保留以后加设斜板（管）的条件，在计算过程中对进出水、集水等流路系统按2Q进行校核，其他有关工艺数据采用低限。 (1)第二反应室Q=5Q=5*0.76=3.8 m3/s设第二反应室内导流板截面积为0.04，为50mm/sW1=Q/=3.8/0.05=76m2D1=4（W1+A1
25、）/=9.84m取二反应室直径=10.0m，反应室壁厚=0.25m=+21=10.0+2*0.25=10.5mH1=Qt1/ W1=3.8*60/(/410.02)=2.90m(取t1=60s)考虑构造布置，选用=3.09m (2)导流室倒流室中导流板截面积：导流室面积：W2= W1=76m2 取导流室直径为14.4m，导流室壁厚=0.1mD2= D2+22=14.4+2*0.1=14.6mH2=( D2- D1)/2=(14.6-10.5)/2=2.05m设计中取用=2.1m导流室出口流速：=0.05m/s出口面积：A3=Q/u6=3.8/0.05=76m2则出口截面宽H3=2*76/(14
26、.6+10.5)=1.93m取=1.9m出口垂直高度 H3=2*1.9=2.69m，取为2.7m（3）分离室取为0.001m/s分离室面积： W3=Q/u2=0.76/0.001=760 m2池总面积： W = W3+D22/4=760+14.62/4=927.42 m2池直径： D=4W/=30.4m取池直径为30.4m，半径R=15.2m（4）池深计算池深见下图，取池中停留时间T为1.5h有效容积： V=3600QT=4104m3考虑增加4%的结构容积，则池计算总容积： V=V(1+0.04)=4104*1.04=4268.16m3取池超高，设池直壁高H4=2.5m则池直壁部分容积 W1=H4D2/4=2.5*30.42/4=1814.58 m3W2+ W1=VW1=4268.16-1814.58=2453.58m3取池圆台高度：H5=5.3m，池圆台斜边倾角为45，则底部直径： DT=
