固镇县城给水工程设计开题报告
2020-02-11 12:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的
毕业设计是本科学生在学完规定的全部课程后必须进行的主要实践性教学环节，是对四年来所学知识的综合应用。毕业设计是在教师指导下，提高学生资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力；独立进行工作，解决实际工程问题的一个重要的综合性实践环节。毕业设计也是保证给排水科学与工程专业人才培养目标实现的最重要环节。通过工程设计的形式，使学生能综合应用并进一步深化所学专业理论知识，培养学生分析和解决实际问题的能力、形象思维和动手能力，使学生受到工程师的基本训练，培养踏实严谨的工作作风。通过此次设计，要掌握以下内容：
（1）设计用水量的计算，供水规模的确定。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容
根据现行规范，结合原始资料，经过调查研究和同类型城镇的分析比较，进行给水工程方案选择、制水工艺流程的方案及处理构筑物选型确定，完成给水系统各组成部分包括取水工程、水处理厂工程（除净水外，还要加上生产废水的处理）、输配水工程的设计计算工作，并且绘制必要的工程图纸和工程概算及制水成本分析。
2.2目标
在老师的指导下，借助各种资料，通过自己的独立思考和分析，确定初选方案；通过毕业实习加深对给水厂的认识，经老师审核方案后将其修改完善。不但要理解并吸收老师讲解的知识而且要有自己独到的想法，争取有所创新。方案应保证技术可靠、经济合理、美观大方，并符合投资方要求。设计中必须遵循设计规范的规定。掌握给水工程的整个设计流程，将四年来学习到的理论付诸于设计中。
2.3拟采用的技术方案及措施
2.3.1概述
给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中的杂质，使之符合饮用水或工业用水的标准。水处理的方法应根据水源水质和用水对象对水质的特殊要求确定。在给水处理中，有的方法除了具有某一特定的处理效果外，往往直接或间接的存在其他处理效果。常见的工序一般有澄清和消毒、除臭和除味、除铁和除猛等。
（1）澄清和消毒
这是以地表水为水源的生活饮用水的常用处理工艺。但工业用水有时也需要澄清工艺。澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。处理对象主要是水中的悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中的悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。过滤是利用滤料截留水中杂质的构筑物，常置于混凝和沉淀构筑物之后，用以进一步降低水的浑浊度。设计合理的混凝、沉淀和过滤，不仅能有效降低水的浊度，对水中的某些有机物、细菌及病毒也有一定的去除效果。根据水中的原水水质不同，在上述澄清工艺中还可以适当增加或减少某些处理构筑物。如处理高浊度水时，往往需设泥沙预沉池或沉砂池；原水浊度很低时，可以省去沉淀构筑物而进行原水加药后的直接过滤。
消毒是灭火水中致病微生物，通常在过滤之后进行。其主要方法是在水中投加消毒剂以杀灭致病微生物。当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉、二氧化氯及次氯酸钠等。臭氧消毒也是一种有效的消毒方法。
（2）除臭和除味
当原水中臭和味严重而采用澄清和消毒系统不能达到水质要求时才会采用。除臭和除味的方法取决于水中臭和味的来源。例如，对于水中有机物产生的臭和味，可以采用活性炭吸附或氧化法去除；对于溶解性的气体或挥发性的有机物所产生的臭和味，可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味，可采用微滤机或气浮法去除藻类，也可在水中投加除藻药剂；因溶解盐类所产生的臭和味，可采用适当的除盐措施等等。
（3）除铁和除锰
当地下水的铁和锰含量超过饮用水卫生标准时，需采用除铁、锰措施。常用的方法是自然氧化法和接触氧化法。前者通过设置曝气装置、氧化反应池和沉砂池；后者通常设置曝气装置和接触氧化池。工艺选择应根据是否单纯除铁还是同时除铁、锰，原水中的铁、锰含量及其他的有关水质特点确定。
2.3.2确定给水处理厂工艺流程
根据水源水质和《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）及《生活饮用水卫生规范》，根据相关的原始资料和水厂所在地区的气候情况、设计水量规模、原水水质和水文条件等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经技术经济比较确定采用地表水净化工艺：
原水→（混凝剂、助凝剂）混合→絮凝池→沉淀池→过滤池→（消毒）→清水池→提升泵站（二级泵房）→城市管网→用户
即：混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒。混凝剂采用碱式氯化铝，设溶解池和溶液池，计量泵投加药剂，管式静态混合器混合。絮凝池采用水平轴机械絮凝池。沉淀池采用平流沉淀池。滤池采用普通快滤池。
2.3.3水厂工艺方案确定及技术比较
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给水处理厂工艺流程的选择及确定
方案一：原水→一级泵房→静态混合器→水平轴机械絮凝池→平流沉淀池→普通快滤池→清水池→二级泵房→用户
方案二：原水→一级泵房→扩散混合器→折板絮凝池→斜板沉淀池→V型滤池→清水池→二级泵房→用户
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方案技术比较：
| 方案一 | 方案二 | ||
| 项目 | 优缺点 | 项目 | 优缺点 |
| 一级泵站岸边直接取水 | 优点：布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，应用广泛，适用于岸边地质条件较好时，取水可靠，维护管理较简单 缺点：投资较大；水下工程量较大，施工期较长，合建式土建结构复杂，施工较困难 | ||
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静态混合器 | 优点：1.设备简单，维护管理方便；2.不需土建构筑物；3.在设计流量范围混合效果较好；4.不需外加动力设备。 缺点：1.水头损失较大；2.运行水量影响效果。 |
扩散混合器 | 优点：1.不需土建构筑物； 2.不许外加动力设备； 3.不占地。 缺点：混合效果受水量变化有一定影响。 |
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水平轴机 械絮凝池 | 优点：可随水质水量变化而随时改变转速，以保证絮凝效果，适用于任何规模水厂。 缺点：增加机械维修工作。 |
折板絮凝池 | 优点：1.絮凝效果好； 2.絮凝时间短； 缺点：构造复杂，水量影响混凝效果。 |
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平流沉淀池 | 优点：1.造价较低；2.操作方便，施工简单；3.对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定；4.带有机械排泥设备时，排泥效果好。 缺点：1.占地面积大；2.不采用机械排泥时排泥较困难；3.需维护机械排泥设备。 |
斜板沉淀池 | 优点：1.沉积效率高；2.池体小，占地少。 缺点：1.斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，费用较高；2.对原水浊度适应性较平流沉淀池差；3.不设排泥装置时，排泥较困难，设机械排泥装置时，维护管理较平流沉淀池麻烦。 |
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普通快滤池 | 优点：1.有成熟的运转经验，运行稳妥可靠。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。 缺点：阀门多。 |
V型滤池 | 优点：1.运行稳妥可靠；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.具有气水反冲洗和水表面扫洗，冲洗效果好。 缺点：1.配套设备多，如鼓风机等；2.土建较复杂，池深比普通快滤池深。 |
综上所诉：方案一比较合理。
3. 研究计划与安排
第1～2周 用水量设计及给水系统和给水方案比较、完成开题报告，输水管与给水管网设计(出草图)
第3周 取水工程设计(出草图)
第4～6周 净水厂设计(各构筑物及净水厂平面、高程草图)，完成外文翻译、准备中期检查
4. 参考文献（12篇以上）
[1]上海市建设和交通委员会. 室外给水设计规范GB50013-2006[M]. 北京：中国计划出版社，2006
[2]中华人民共和国水利部. 泵站设计规范GB/T50265-97[M]. 北京：中国计划出版社，1997
[3]中华人民共和国建设部. 给水排水制图标准GB/T50106-2001[M]. 北京：中国计划出版社，2002
[4]上海市政工程设计研究院. 给水排水工程设计手册（第3册）城镇给水(第二版)[M] . 北京：中国建筑工业出版社，2004
[5]严煦世，范瑾初. 给水工程（第四版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999
[6]周金生. 地表水取水工程[M]. 北京：化学工业出版社，2005
[7]崔玉川，员建，陈宏平. 给水处理设施设计计算[M]. 北京：化学工业出版社，2004
[8]丁亚兰. 国内外给水工程设计实例[M]. 北京：化学工业出版社，1999
[9]龚云峰，吴春华，丁桓如.强化混凝在给水处理工程中的应用[J].中国给水排水，2000(12).
[10]Nathanson,Jerry A. Water Supply,Waste Management,and Pollution Control(Third Edition)[M]. New Jersey:Prentice-Hall,Inc.,2000
[11]A.Rushton,A.S.Ward,R.G.Holdich,Solid-Liquid Filtration and Separation Technology[M].VCH，1996
[12]Ion Apostol,Jumber Mamasakhlisi,Dorit Subotta,Dieter W.G. Reimer,Alexandrina Ionita,Ovidiu Toma,Simona Isabela Dunca. The efficiency of using clays in water treatment process – an alternative method in case of possible bio-incidents[J]. NATO Science for Peace and Security Series, E: Human and Societal Dynamics,2015,120.
[13]Bonetta Sara,Pignata Cristina,Bonetta Silvia,Meucci Lorenza,Giacosa Donatella,Marino Elena,Gilli Giorgio,Carraro Elisabetta. Viability of Legionella pneumophila in Water Samples: A Comparison of Propidium Monoazide (PMA) Treatment on Membrane Filters and in Liquid.[J]. International journal of environmental research and public health,2017,14(5).
[14]Moharram Fouad,Shaban Hassan. The performance of sludge blanket clarifier against conventional settler under high water turbidity conditions[J]. Water Practice amp; Technology,2018,13(3).
[15]Junqi Liao,Yinguang Chen.Removal of intll and associated antibiotics resistant genes in water,sewage sludge and livestock manure treatments[J]Reviews in Environmental Science and Bio/Technology,2018.Vol.17(3).
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