1. 研究目的与意义
随着城市的快速发展,城市用水量日益增加。为了满足城市用户对水量、水质、水压的需求,并做到经济合理、安全可靠,必须新建水厂,为此进行给水工程规划设计。
设计(论文)的目的和意义:
1)通过该毕业设计,提高资料检索、文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计说明的能力;
2. 研究内容与预期目标
1、毕业设计任务
1、给水工程规划设计,确定水厂建设规模、位置,并进行管道系统布置,方案论证;
2、给水管网水力计算,给水管网平面图,部份管道纵断面图(平面布置图,纵断面图共3张以上【以a1计】,手工图至少1张);
3. 研究方法与步骤
研究方法及步骤:
1、根据设计要求,查阅相关给水设计资料、规范和期刊,外文资料查阅、翻译。
2、明确设计任务书,收集城市现状、水文、地质、气候等所需资料,研究该地区新建水厂的常用设计方案,为毕业设计的后续工作做准备。
3、整理资料后做初步设计,拟定方案,进行多方面(技术、经济、安全等)比较,优化设计。请教指导老师,选定设计方案或对原选定方案略作修改。
4、编写设计计算说明书,根据设计内容给出概算书,并给出毕业设计成果的初稿并上传系统。请教指导教师,讨论设计图及设计合理性,进一步完善设计。
5、成果定稿后按照制图要求完善设计图,完成CAD制图部分及手绘制图部分,打印并装订毕业设计说明书(含外文翻译),完成设计成果的定稿,上传系统,并由指导老师审阅。
6、整理所有设计相关成果,完成毕业设计的纸质材料,准备毕业答辩。
设计方案:
方案比选
方案 | 方案一 | 方案二 |
取水构筑物 | 岸边分建式; 优缺点:分建式岸边取水构筑物将集水井和泵房分开建立,对取水适应性较强,应用灵活,土建结构简单,施工容易,但吸水管长,运行安全性差,操作管理不便。 适用于地质条件差的河岸
| 岸边合建式; 优缺点:合建式岸边取水构筑物将集水井和泵房合建在一起。其特点是布置紧凑,总建筑面积小,岸边分建式优缺点:分建式岸边取水构筑物将集水井和泵房分开建立,对取水适应性较强,应用灵活,土建结构简单,施工容易,但吸水管长,运行安全性差,操作管理不便。 吸水管路短,运行安全,维护方便;但土建结构复杂,施工较困难。 |
混合 | 机械混合优点:(1)混合效果较好(2)水头损失较小(3)混合效果基本不受水量变化影响缺点:(1)需耗动能(2)管理维护较复杂(3)需建混合池 | 管道静态混合器优点:(1)设备简单,维护管理方便(2)在设计流量范围,混合效果较好(3)不需外加动力设备缺点:(1)运行水量变化影响效果(2)水头损失较大(3)混合器构造较复杂 |
絮凝 | 折板絮凝优点:水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩放、流动且连续不断,以至形成众多的小涡旋,提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比,水流条件天大改善,亦即在总的水流能量消耗中,有效能量消耗比例提高,故所需絮凝时间可以缩短,池子体积减小。缺点:因板距小,安装维修较困难,折板费用较高 | 机械絮凝优点;机械絮凝搅拌器因其数量少维修、机械设备管理方便、设备操作灵活、转速容易控制、水头损失小、搅拌强度容易调节和控制、混凝效率高、絮凝器故障对整个设备影响小。其二,机械絮凝的运行费用高,管理不方便,流速过大导致G值过大,流速过小。 |
沉淀 | 平流沉淀池的优缺点;平流沉淀优点:(1)出水水质稳定,造价低(2)抗冲击负荷能力强(3)池体构造简单,施工方便对原水水质水量适用性强。带有机械排泥设备时,排泥效果好。缺点:(1)不采用机械排泥时,排泥困难(2)机械排泥设备维护复杂 | |
过滤 | V型滤池优点:(1)均粒滤料,含污能力高(2)气水反洗、表面冲洗结合,反洗效果好(3)单池面积大.缺点:(1)池体结构复杂,滤料贵(2)增加反洗供气系统(3)造价高 | 普通快滤池(双层滤料)优点:(1)滤速较其他滤池高(2)含污能力较大(约为单层滤料的1.5~2.0倍),工作周期较长(3)无烟煤作滤料易取得V型滤池优点:(1)均粒滤料,含污能力高(2)气水反洗、表面冲洗结合,反洗效果好(3)单池面积大.缺点:(1)池体结构复杂,滤料贵(2)增加反洗供气系统 缺点:(1)滤料粒径选择较严格(2)冲洗时操作要求较高,常因煤粒不符合规格,发生跑煤现象(3)煤砂之间易积泥 |
深度处理 | 臭氧活性炭接触池优点:1.常规加氯工艺处理的自来水的Ames致突变试验结果多为阳性.而臭氧一生物活性炭工艺处理后为阴性;2.臭氧~活性炭工艺对有机污染物的去除率为50%以上.比常规处理提高15~2O个百分点;3.提高色度和嗅眯的去陈率,改善感官性指标;4.提高对铁、锰的去除率;5.可以去除氨氮到9o%左右.水中的氨氮和亚硝酸盐可被生物氧化为硝酸盐。从而减少了后氯化的投氯量降低了三卤甲烷等消毒副产物的生成;6.有效去除AOC、蛋白氨氮,提高处理水的生物稳定性.提高管刚水臆。7.另外臭氧和活性炭联合使用.还可以延长活性炭的运行寿命.减少运行费用。缺点:1.臭氧氧化处理饮用水存在臭氧利用率低、氧化能力不足等缺陷;2.臭氧可以有效降解含有不饱和键或者部分芳香类有机污染物.而对于部分的稳定性有机污染物f如农药、卤代有机物和硝基化合物等1难以氧化降解。臭氧对一些有机物的降解仅仅局限与母体化合物结构上的变化.可能会生成毒性更大且不易被生物活性炭降解的中间氧化产物;3.臭氧可以将大分子有机物氧化成小分子有机物。而有研究表明.活性炭吸附对分子质量为500~3000Da的有机有较好的去除效果.而对大分子和小分子的有机物去除效果较差。臭氧氧化后有机物的分子质量变小,将不利于活性炭的吸附;4.当水中含有溴化物(Br)时,臭氧氧化将会生成溴酸根(Br()一)及溴代三卤甲烷(Br-THM)等有害副产物,对人体健康有很大的影响。 | |
消毒 | 二氧化氯消毒优点:不会生成有机氯,具有强烈的氧化作用,可除臭、去色、氧化锰、铁等物质,投加量少,接触时间短,余氯保持时间长缺点:需现场制取使用,制取设备较复杂,需控制氯酸盐和亚氯酸盐等副产品 | 漂白粉消毒的优缺点;漂白粉作为杀菌消毒剂广泛使用,其价格低廉、杀菌力强、消毒效果好缺点;漂白粉为白色或灰白色粉末或颗粒,有显著的氯臭味,很不稳定,吸湿性强,易受光、热、水和乙醇等作用而分解。 |
污泥处理 | 集泥池 重力浓缩池 离心脱水 污泥外运重力浓缩法:优点,贮泥能力强,动力消耗小;缺点,占地面积大离心脱水机:优点:连续运行,浆液可不经浓缩。缺点:1、噪音大,在现场有心跳加快的感觉;2、物料浓度的变化需及时调节转速与速差;3、在高转速的使用环境中现场较脏,有含泥的雾气产生;4、操作不当是会出现出泥口堵塞,反冲洗时有使出泥重新浆化的可能 |
经过方案的比选,最终确定为方案一作为此次设计的方案。
4. 参考文献
1、给水排水制图标准gb/t50106-2001
2、生活饮用水卫生标准 gb5749-2006
3、生活饮用水水源水质标准 cj3020-93
5. 工作计划
1、2022年1月17日~2022年2月27日 0~1教学周 毕业实习、下达毕业任务,查找资料(第一周2月21日~27日,与指导老师讨论任务及安排)。
2、2022年2月28日~2022年3月6日 2教学周 管网规划方案水厂规模。
3、2022年3月7日~2022年3月20日 3~4教学周 管网设计计算和草图。
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