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1、唐山市丰润（2万m3/d）给水厂工艺设计大摘要一、设计目的通过毕业设计，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培养从工艺流程选择、方案比较、施工方法、生产及运行管理等各方面综合考虑，进行合理的组合、布置、设计的工程设计思想。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。二、设计内容取水工程、给水处理工程三、城市概况丰润区系河北省唐山市所辖，改革开放使其地理、资源优势转换为产业、商品优势，农业、工业、建筑业和以商贸为主的第三产业快速发展。先后被
2、国家命名为粮食生产、花生出口等基地。2002年原“丰润县”与原唐山市“新区”合并后由县改区，更名为“丰润区”。随着社会经济的快速发展，需水量也迅速增长。为满足工业生产和人民生活用水增长的需要，需建立新的供水工程。目前，丰润区地下水资源已遭严重破坏，形成一地下水位下降漏斗，且仍在继续下降。境内有水库4座，4级以上河流5条，还乡河、陡河、泥河纵贯全境。目前滦河水已进入陡河水库，陡河水库位于丰润区东约10km处，该水库是一集发电、调节供城市用水及养殖等多种功能为一体的水库，库容较大，水质很好，是一个较为理想的城市供水水源。（2） 自然条件1） 地理位置及地形丰润位于东经11745-11821,北纬3
3、932-4004，地处环渤海、环京津开放开发中心地带。102、112两条国道和京秦、唐遵两条铁路在区内交汇，京沈高速公路丰润出口和唐山新机场设在丰润近郊。丰润距北京、天津、秦皇岛均在140-150公里，距唐山市区22公里。距京唐港、秦皇岛港、天津港均为百余里。丰润北依燕山，中南部偎冀东平原，由东北到西南层次分明的分为低山、平原、洼地三类地区，海拔高度在1-648米之间。新建水厂距陡河水库约8km,给水厂地面标高27m。2）气象资料丰润属于北半球暖温带半湿润大陆性季凤气候，呈冬夏长、春秋短、四季分明、季风显著的气候特征。年平均气温10.8度，1月份平均气温为-5.5度，7月份平均气温为25度，年
4、无霜期约211天。年平均降水量710毫米。多集中在69月份。年平均相对湿度52%。最大积雪深度：130mm。最大冻土深度： 730mm。年平均蒸发量：110mm3）、工程地质及地震资料地址结构为亚黏土及淤泥质黏土，地基承载力为：亚粘土：1.21.5公斤/cm2淤泥质亚粘土：0.70.9公斤/cm2。地震烈度为8度地区。4）、水文资料水位:历年平均为32.7m;历年最高（1%）：38.5m;历年最低（97%）：28.7m。含砂量：平均含砂量：0.18kg/m3，最大含砂量：3.00kg/m3，最小含砂量：0.02kg/m3。5）水质分析结果表1水质分析结果指标maxmin平均指标maxmin平均
5、温度/416氰0.002/色度/13砷0.002/浊度300020175汞/PH8.56.27.4Cr6+0.050.0020.03硬度25020250铅/Fe2+0.200.030.09NH-N0.220.080.10Mn2+/BOD/铜/COD3.00/0.10锌/大肠杆菌139845氟1.500.400.80细菌总数8920四、设计原则1、水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。2、水厂应按近期设计，考虑扩建可能。根据使用要求和技术经济合理性等因素，对近期工程亦可作分期建造的安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的
6、效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。3、水厂内设备机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求、技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高。4、水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。例如，主要设备 (如水泵机组)应有备用量。城镇水厂内处理构筑物一般虽不设备用量，但通过适当的技术措施，可在设计允许范围内提高运行负荷。5、设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术 (新工艺、新设备和新材料)，则必须通过科学研究，证明确实行之有效后，方可付诸工程实际，但对于确实行之有效、经济效益高、技术先进的
7、新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。五、重要水质指标1、汞在标准中是作为保证人体健康及安全食用水生生物的毒理学指标制定的。自然界的汞主要以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，价态有3种：零价（元素汞）、+1价（亚汞化合物）、+2价（正汞化合物）。各种形态的汞都有可能在环境中存在。汞对人体危害很大，汞中毒可以是急性的，也可以是慢性的。急性中毒可以使人致死，在人体中积累的慢性汞中毒，可以对人体造成不可恢复的疾病，直至死亡。而且水生物对汞有很强的富集作用，这是对人类产生的又一个危害。人的口服致死汞盐剂量为20 mg-3.0g。慢性汞中毒是长期暴露于少量汞而产生的。当食汞量达毫
8、克数量级时造成死亡。每人每天摄汞量（包括空气、水、食物各种来源）不应超过30 g，假定每天平均饮水2L，饮用水的标准为2g/L，每天摄人4g。美国环保局制定生活用水保障人体健康基准为0.144g/L。汞在藻类和其他水生植物累积的速率很快，而排除的速率很慢，以致浓缩系数达到3000倍，甚至更高。鱼的浓缩系数高达周围水体含汞量的10000倍以上。 美国EPA 1976年在制定安全食用水生生物的基准时指出： “0.05g/L这一总汞评价标准将能提供一个既保障淡水水生生物生存又保障人类食用的合理浓度”。不仅需要把水体中的汞限制在保证饮用水的安全浓度，而且必须把生物链的富集作用考虑进去。2、氟化物是作为
9、保证人体健康及防止地方病的毒理学指标规定的。氟是地球表面分布最广的元素之一，是自然界中固有的化学物质。水中含氟量波动范围极大。氟对人体的影响随着摄人量而变动，当缺氟时，儿童龋齿发病率高，摄人适量的氟可预防龋齿，有利于儿童生长发育，还可预防老年人骨质变脆。氟过量时可影响细胞酶系统的功能，破坏钙磷代谢平衡。所以人体的氟既不可缺少，但又不可摄人过多。由于地理因素的关系，而使水中含氟量高，在人体摄入偏多时就会引起地方性氟中毒。这个病的主要特征是氟斑牙和氟骨症。成人每天约摄人0.3-4.5mg，其中35来自食物，65来自饮水。饮水含氟量在0.5mg/L以下，龋齿发病率增高，0.5-1.0mg/L是龋齿和
10、氟斑牙发病率最低范围，无氟骨症发生；在1.0mg/L以上时，随水中氟含量的增高，氟斑牙发病率上升；当大于4 mg/L时，氟骨症逐渐增多。如果处于热带或亚热带地区，地表水蒸发快，人们饮水量增加，水中含氟量应适当降低。3、传统水硬度是以水与肥皂反应的能力来衡量的，硬水需要更多的肥皂才能产生泡沫。事实上水硬度是由多种溶解性多价金属离子形成的，主要是钙、镁，其次是钡、铁、锰、银和锌。自然界中含钙量100mg/L的水是常见的，高于200mg/L则比较少见。可溶性镁盐一般在水中的质量浓度不超过10mg/L，超过100mg/L则非常罕见。因而，水硬度主要由钙形成。硬度的表达通常折算为每升水中含碳酸钙多少毫克
11、。当水的硬度低于60mg/L时，为软水。硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。水硬度的自然来源主要是沉积岩及土壤中溶解性多价金属离子的渗出。大多沉积岩中含有钙、镁离子，尤以石灰岩中为多。所有食物中均含有钙和镁，乳制品富含钙，而镁主要存在于肉及植源性食物中。饮用水碳酸钙硬度一般在10-500mg/L，以成人每天饮用2L水计，每天摄入镁2.3mg（饮用软水）或52.1mg（饮用硬水）。钙和镁的主要来源是膳食，每天从膳食中约摄入1000mg钙及200-400mg镁，其中80以上来源于食物，5%-20%来源于饮用水。由于水pH值和碱度等因素的影响，水中碳酸钙硬度大于200mg/L时，可能会在管网中产生沉淀
12、。相反，水中碳酸钙硬度小于100mg/L时，管网中产生沉淀的可能性下降，管网易于腐蚀，导致镉、铜、铅和锌等金属溶入饮用水。六、工艺过程原水机械混合池往复式隔板絮凝池平流沉淀池V型滤池清水池二泵房用户七、净水厂总体布局本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料的运输、施工要求以及远期扩建等因素来安排布置。首先，考虑到此水厂位于东北，冬季气候比较寒冷，故将主要处理构筑物：隔板絮凝池、平流沉淀池、V型滤池合建在一个大的净水车间内；其次，将综合楼、宿舍、食堂等建筑建在一起称为生活区；再次，将维修车间、电修间、仓库、堆场等建筑和为一体，称为维修区；此水厂中还同时设有污泥处理构筑物
13、，将这些构筑物建在一起称为污泥区。净水构筑物按直线型布置，依次为配水井、管式静态混合器、机械搅拌澄清池、V型滤池、清水池、吸水井和送水泵房。为了保证日常交通和物料运输的方便，在主要构筑物的附近都有道路到达。为了避免施工的影响，所有构筑物之间都留有一定的间距。高程布置中，各构筑物之间水流为重力流，两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。净水厂的附属建筑按功能分生产性和生活性两大类。生产性包括：化验室，机修间，车库，办公用房等；生活性包括：食堂，浴室，锅炉房，传达室，宿舍等。此外水厂内其他一些建筑物；如堆场，车棚，围墙，篮球场。厂内主干道宽度为8
14、米，次干道宽度为5米。所有道路的转弯半径均为5米。绿地由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构筑物与道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离的作用，又可以达到美化的效果。为了使水厂整体效果比较好，所以要求建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系。设计说明书第一章 总 论1.1 项目建设背景城市供水的主要问题及工程建设的必要性：近年来，随着经济的迅速发展，城市建设发生了日新月异的变化
15、。老城区被迅速改造，城市标志性建筑日益增加，成片开发的居住小区不断涌现，随之配套建设了不同规模的公共建筑。工业企业数量也不断增加，生产规模也在逐渐扩大。居住小区的改造使得建筑层数增加，单位土地面积上居民人口增加，居民家庭的卫生设施档次提高，导致生活用水量增加；城市公共建筑的增加导致服务用水量增加，工业企业的发展增加了工业用水量的需求。另一方面，城市化的加速使得城市规模迅速增加，用水区域也相应迅速扩大。总之，城市总用水量不断增加。但是，城市供水设施的建设不能适应城市发展的要求，主要表现为两个主要方面：其一为过去建设的城市输配水管网系统管径偏小，输配水能力不足；其二为水源供水能力不足，水质不很理想。为适应城市经济发展和人民生活水平提高的需要，加强城市基础设施的服务水平，保证供水安全，必须开发增加城市给水系统的供水能力。1.2 编制目的、范围和依据1.2.1 编制目的编制本说明书主要目的，是在深入调查
