南宁市相思湖新核心区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目的及意义给水工程是为城市提供生产、生活等用水而兴建的，包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输配水配水管渠及管网、调节构筑物等各项工程设施。取水工程从选定水源取集原水，经由一级泵站输送往水处理构筑物，处理达标后的清水贮存在清水池中，二级泵站从清水池取水，经由配水管网供应用户。有时为了调节水量，根据需要设置调节构筑物。当水源远离城市时，须有输水管渠将水源引到水厂。给水工程设计的目的是满足国民经济和社会发展用水，保证足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其他用水，不但能满足近期的需要，还能兼顾到今后的发展满足城乡居民及工业生产等用水需要。
给水工程毕业设计包括输配水系统、取水工程、净水厂工程。净水厂工程是给水工程设计的核心部分，其设计内容包括处理工艺流程、水处理构筑物选型、运行参数选用及水厂总体布置等。毕业设计的目的是熟悉并掌握给水工艺设计内容、设计原理、方法及步骤，能够根据原始资料正确选定设计方案，正确计算，掌握取水工程、输水管道、净水厂的工艺设计方法。
本毕业设计选题是南宁市相思湖新核心区给水工程设计，工程内容充实全面，难度适中，专业覆盖面广。通过该选题毕业设计，能够培养自己从工艺流程选择、方案比较、施工方法、生产及运行管理等方面综合考虑，进行工艺合理组合、布置的思想，对专业课程进行系统的实践训练。为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理等工作奠定坚实的基础。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究（设计）的基本内容
设计主要内容：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、净水厂工程、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
完成的主要任务及要求：
（1）查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。
（2）完成给水系统方案选择及各工艺构筑物的设计计算，并绘制出相应的计算草图。
（3）确定有关的辅助建筑物等的规模、布置，完成工程概算。
（4）完成不少于2万英文（5000汉字）印刷符，且与选题相关的英文文献翻译。
（5）完成设计说明书，字数不少于1.0万字。1#图纸不少于6张，其中手绘墨图、铅笔图和CAD图各不少于1张。图纸内容达到设计要求。
2.3拟采用的技术方案及措施
2.3.1输配水管网方案选择
输配水管网有两种基本形式：树状网和环状网。树状网一般用于小城市和小型工矿企业。新建城区一般建环状网。
（1）环状网优缺点：a.供水可靠；b.大大减轻因水锤作用产生的危害；c.造价高，管线长。
（2）树状网优缺点：a.管线最短；b.造价最低；c.供水可靠性较差，水质易坏。
根据以上原则，以城市地形、城市规划道路、干管间距为主要考虑对象，本选题毕业设计采用环状网。
2.3.2取水构筑物方案选择
本毕设选题的水源来自郁江，属地表水。地表水取水构筑物是从河流、湖泊、水库等地表水体集取水的工程设施。
主要类型有：
（1）岸边式取水构筑物：直接从岸边取水，由进水间和泵站组成。适于江河岸边较陡、主流靠岸、岸边有足够水深，水质及地质条件较好，水位变幅不大的水源。
（2）河床式取水构筑物：用伸入江河中的进水管（其末端设有取水头部）取水，由取水头部、进水管、集水井、泵站四部分组成。适于河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中又具有足够水深或较好水质时。适用范围较广。
本选题毕业设计拟选用河床式取水构筑物。
河床式取水构筑物按进水管形式不同可分为：
a.自流管取水：河水通过自流管进入集水间，自流管淹没在水中，河水靠重力自流。适用于自流管埋深不大时。
b.虹吸管取水：河水通过虹吸管进入集水井，当河水水位低于虹吸管顶需先将虹吸管抽吸抽真空方可进水。采用虹吸管可减少水下土方石量，缩短工期，节约投资。对管材及施工要求较高，运行管理要求严格，工作可靠性不如自流管。
本选题毕业设计采用自流管取水。
取水头部常用的型式有喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式。本选题毕业设计取水头部采用喇叭口。
2.3.3净水厂工艺选择
（1）混合
| 类型 | 特点及适用 |
| 水泵混合 | 混合效果好，不需另建混合设施，节省动力，使用广泛，但不适合取水泵房离水厂较远的情形； |
| 管式混合 | 将药剂直接投入水泵压水管中借助管中流速进行混合。管式静态混合器为水力混合，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，在不需外动力的情况下，水流通过混合器时产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用达到充分混合的目的 |
| 机械混合 | 混合效果好，且不受水量变化影响，缺点是增加机械设备并相应增加维修工作 |
经比较，本设计选用管式静态混合池。
（2）絮凝池
| 絮凝池形式 | 优点 | 缺点 | 适用条件 | |
| 隔板 絮凝池 | 往 复 式 | ①絮凝效果较好 ②构造简单，施工方便 | ①絮凝时间较长 ②水头损失较大 ③转折处絮粒易破碎 ④出水流量不宜分配均匀 | ①水量大于3万m3/d的水厂 ②水量变化小 |
| 回 转 式 | ①絮凝效果较好 ②水头损失较小 ③构造简单，施工方便 | 出水流量不宜分配均匀 | ①水量大于3万m3/d的水厂 ②水量变化小 ③适用于旧池改建和扩建 | |
| 折板絮凝池 | ①絮凝时间较短 ②絮凝效果好 | ①构造较复杂 ②水量变化影响絮凝效果 | 水量变化不大的水厂 | |
| 网格（栅条） 絮凝池 | ①絮凝时间短 ②絮凝效果较好 ③构造简单 | 水量变化影响絮凝效果 | ①水量变化不大的水厂 ②单池能力以1.0 ~2.5万m3/d为宜 | |
| 机械絮凝池 | ①絮凝效果好 ②水头损失小 ③可适应水质、水量的变化 | 需机械设备和经常维修 | 大小水量均适用，并适应水量变化较大的水厂 |
本选题毕业设计综合以上絮凝池特点拟选用折板絮凝池。
（3）沉淀池
| 型式 | 性能特点 | 适用条件 |
| 平流式 | 优点：①可就地取材，造价低；②操作管理方便，施工较简单；③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不采用机械排泥装置，排泥较困难②机械排泥设备，维护复杂；③占地面积较大 | 一般用于大中型净水厂；
|
| 斜管（板）式 | 优点：①沉淀效率高；②池体小，占地少 缺点：①斜管（板）耗用材料多，老化后尚需要更换，费用较高；②对原水浊度适应性较平流池差；③排泥较困难 | ①可用于各种规模的水厂②宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽③适用于需保温的低温地区 |
本选题毕业设计综合以上沉淀池特点选择采用平流式沉淀池。
（4）滤池
| 滤池 | 特点 | 适用 |
| 普通快滤池 | 优点：①运行稳妥可靠；采用砂滤料，材料易得，价格便宜； ②采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅； ③可采用降速过滤，水质较好； 缺点：阀门多，必须设有全套冲洗设备。 | ①适用于大、中、小型水厂 ②单池面积一般不宜大于100m2
|
| 双阀滤池 | 优点：有普通快滤池所具有的优点，同时减两只阀门，相应降低了造价和检修工作量 缺点：必须设有全套冲洗设备；增加形成虹吸的抽气设备。 | 与普通快滤池相同 |
| V型滤池 | 优点：①运行稳妥可靠；采用砂滤料，材料易得； ②滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好，滤料不膨胀； ③气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好。 缺点：①配套设备多，如鼓风机等； ②土建较复杂，池深较深。 | ①适用于大、中型水厂 ②单池面积可达150m2. |
| 虹吸滤池 | 优点：不需大型阀门、冲洗水泵或冲洗水箱易于自动化操作。 缺点：①土建结构复杂；②池深大，单池面积不能过大； ③反冲洗时要浪费部分水量，冲洗效果不易控制；④变水位等速过滤，水质不如降速过滤。 | ①适用于中型水厂(水量2~10万吨/d) ②单池面积不宜过大 ③每组滤池数不小于6个 |
| 无阀滤池 | 优点：不需要设置阀门，自动冲洗管理方便，可成套定型制作。 缺点：①运行过程看不到滤层情况，清砂不便； ②单池面积较小，冲洗效果较差，反冲洗时需要浪费部分水量；③变水位等速过滤水质不如降速过滤。 | ①适用于小型水厂(小于1万吨/d) ②单池面积一般不大于25m2. |
| 移动罩滤池 | 优点：①造价低，不需大量阀门设备； ②池深浅，结构简单；能自动连续运行，不需冲洗水塔或水泵；③节约用地和电耗；降速过滤。 缺点：①需设移动冲洗设备，对机械加工材质要求高； ②起始滤速较高，因而滤池平均设计滤速不易过高； ③罩体与隔墙间的密封要求较高。 |
①适用于大、中型水厂 ②单池面积不宜过大 |
本毕业设计综合以上滤池特点拟采用V型滤池。
（5）消毒
氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。原水水质较好时，一般为滤后消毒。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。
因此，经比较，本设计采用液氯消毒。
（6）深度处理工艺
臭氧—生物活性炭技术，水中的有机物被臭氧氧化，部分小分子有机物被氧化成CO2和H2O，大部分较大分子的有机物被降解，减小了毒性，提高了有机物进入活性炭微孔的可能性，充分发挥活性炭的吸附作用。
膜分离技术其优点是能有效去除水中嗅味、色度、其他有机物和微生物等，去除污染物范围广，且不需要投加药剂，设备紧凑且容易自动控制。但此项技术产水量小，成本较高。
本选题毕业设计采用臭氧-生物活性炭技术。
| 2.3.4工艺流程 |
3. 研究计划与安排
毕业设计阶段每周进度安排：
| 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
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| 第7周 | 净水厂生产废水工艺设计 |
| 第8周 | 二级泵房设计(出草图) |
| 第9周 | 编制工程概算及制水成本分析 |
| 第10周～结束 | 按设计成果要求出图；论文装订，交毕业设计全部成果审核，准备答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
必读参考文献：
[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
