吉林化工学院给水排水专业给水工程课程设计
给水工程课程设计任务书
一、 给水处理厂课程设计的目的：
使学生更好地熟悉和掌握专业主干课给水工程基本理论和净水处理工艺主要方法及工艺计算，重点在于：
1. 给水处理厂处理工艺流程的选择确定与工艺设计；
2. 给水处理常规构筑物如絮凝池、沉淀池、过滤池、清水池、加氯间等的工艺计算；
3. 对处理厂进行平面布置和高程布置。 二、设计原始资料：
1、地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高19m（河岸边建有防洪大堤）。
2、厂位置占地面积：水厂位置距离河岸220m，占地面积充分。
3、水文资料：河流年径流量4.68－15.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。 取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.34m； 百年一遇洪水位：23.70m 河流平常水位：15.80m； 河底标高：12m。
4、气象资料及厂区地质条件：全年盛行风向：西南；全年雨量：平均50mm；冰冻最大深度2m。厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细砂，再下为中砂。地基允许承载力：12－15t/m2。厂区地下水位埋深：3－4m。地震烈度为8度。
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5、水质资料：
表1 某河流的原水水质分析结果
化 验 结 果 项 目 最 大 28.0 / 2000 / 最 小 3.0 / 10 / 平 均 18.8 3.0 150 7.5 80 0.07 0.05 0.5 0.3 0.04 无 无 无 水 温oC 色 度 （度） 浊 度 PH 总硬度mg/l（CaO） 铁 mg/l 锰 mg/l 铜 mg/l 锌 mg/l 氟化物 mg/l 氰化物 mg/l 砷 mg/l 汞 mg/l
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镉 mg/l 铬（六价）mg/l 铅 mg/l 氨 氮 mg/l 亚硝酸盐 mg/l 五日生化需氧量mg/l 耗氧量 mg/l 大肠菌群 个/l 细菌总数 个/ml
三、净水厂设计水量与设计水压 1、净水厂水量为计算
无 0.02 0.03 10 0.08 4.8 15 800 50 表2城市基本资料数据表
人数（万） 近期 17 12 远期 25 20 房屋层数 近期 6 4 远期 7 7 卫生设备情况 近期 无 无 远期 有淋浴 有淋浴 用水普及率（%） 近期 100 100 远期 100 100 分项 区号 I II （3）火车站位于I区，用水量为1800m3/d
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（4）工业企业用水情况 I区：甲厂、乙厂
甲厂：工人2400人，分三班制工作，每班800人。热车间每班人数为400人，一般车间下班后有400人淋浴，生产用水量6000 m3/d。
乙厂：工人2100人，分三班制工作，每班700人。热车间每班人数为500人，一般车间下班后有80%的人淋浴，生产用水量2400 m3/d。
II区：丙厂、丁厂
丙厂：每班用水量3600m3。24小时均匀使用。
丁厂：每班700人，均在一般车间工作，下班后有60%的人淋浴，年产值3650万元。万元产值用水量为100 m3，重复利用率10%。
（5）浇洒道路和绿地每区每日两次： 9—10、14—15点每次每区100 m3。
备注：职工上班时间为4—12点、12—20点、20—4点。 （6）该城市逐时（0--24）用水量如下（百分数表示）：
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 2．05 2．05 2．15 2．25 2．20 3．45 4．80 5．90 6．55 7．50 5．90 5．20 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 4．9 4．55 4．55 4．35 4．20 4．20 4．70 4．85 4．55 3．90 3．20 2．05 注：公共建筑用水量中的小型公共建筑是指用水量较小的机关、学校等单位的用水量，工业企业用水量中的其他工业用户系指用水量较小的工业企业,无具体名称,其水量均匀分布在管网上.
2、 净水厂出水水压为47m。 四、水质、其水压的要求：
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水质：满足现行生活饮用水水质标准。 水压：二级泵站扬程按50米考虑。 五、设计计算主要内容
1. 根据河流的原水水质与水厂设计水量确定净水厂的工艺流程； 2. 主要设计参数的选择确定；
3. 单体构筑物类型的选择与工艺计算（（包括絮凝沉淀池、滤池、清水池、配水井（池）、投药工艺及加药间的计算、消毒工艺计算）；
4. 水厂的平面布置和高程布置.
5、净水厂人员编制及辅助建筑物使用面积计算
6、各种检测仪表（液位仪、压力表、流量计、温度计、余氯计、浊度计、PH值计）
7、设计计算书一份（包括各个构筑物计算见图，高程图）；
水厂的工艺流程一般采用：一泵房→混合→絮凝池→沉淀池→过滤池→清水池，在混合之前投加絮凝剂；在清水池之前投加消毒剂如氯气等；混合一般采用静态管道，絮凝池可用隔板、折板絮凝池、网格絮凝池、机械絮凝池等；沉淀池一般采用斜板（管）絮凝池、平流式沉淀池等；过滤池一般采用普通快滤池、移动冲洗罩、V型滤池、双阀滤池等。
六、设计成果
1、课程设计计算书一份，
2、设计图纸3张（前两张均为1#图,第三张为2#图）， 3、设计图纸分别为： (1)带控制点工艺流程图
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(2)滤池剖面图 (3)高程图 七、设计要求：
1、为该城市设计给水处理系统。 2、交设计图纸两张。 3、交课程设计计算书一份。
4、要求CAD绘图，要求按时提交图纸和设计计算书。 5、时间两周。 6、基本要求
基本要求：要求学生对所设计的内容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规范要求，计算正确，计算书书写工整、清晰，文笔流畅。计算草图符合要求。图纸应符合《给水排水制图标准》，设计合理，文字线条优美。
八、设计参考资料： 1、《给水工程》（第四版）；
2、《室外给水设计规范》（GBJ13-86）； 3、《给排水设计手册》（第1-12册）。
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目 录
第1章 绪论 ................................................................................................................ 0
1.1 设计任务、要求及成果 ............................................................................... 0
1.1.1 设计任务 ............................................................................................ 0 1.1.2 设计要求 ............................................................................................ 0 1.1.3 设计成果 ............................................................................................ 1 1.2 设计资料 ....................................................................................................... 1
1.2.1 设计原始资料： ................................................................................ 1
第2章 水厂工艺的确定 ......................................................................................... 4
2.1 水厂规模 ....................................................................................................... 4
2.1.1 水厂设计水量计算 ............................................................................ 4 2.1.2 水厂规模的确定 ................................................................................ 5 2.2 厂址的选择及工艺的确定 ........................................................................... 6
2.2.1 厂址选择的原则 ................................................................................ 6 2.2.2 工艺流程的确定 ................................................................................ 6
第3章 水厂各处理构筑物的确定 .......................................................................... 9
3.1 取水泵站与配水井 ....................................................................................... 9
3.1.1 取水泵站 ............................................................................................ 9 3.1.2 配水井 .............................................................................................. 10 3.2 混合工艺 ..................................................................................................... 11
3.2.1 混凝剂的选择 .................................................................................. 11 3.2.2 混凝剂投加量的确定 ...................................................................... 12 3.2.3 混凝剂的配制和投加 ...................................................................... 12 3.2.4 混合设备 .......................................................................................... 14 3.3絮凝工艺 ...................................................................................................... 16
3.3.1 絮凝设备 .......................................................................................... 16 3.3.2 絮凝池设计计算 .............................................................................. 17
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3.4沉淀工艺 ...................................................................................................... 24
3.4.1 沉淀设备 .......................................................................................... 24 3.4.2 斜板沉淀池设计计算 ...................................................................... 24 3.5 过滤工艺 ..................................................................................................... 28
3.5.1 过滤设备 .......................................................................................... 28 3.5.2 V型滤池设计计算 ........................................................................... 29 3.6消毒工艺 ...................................................................................................... 35
3.6.1 消毒方式的选择 .............................................................................. 35 3.6.2 加氯量计算 ...................................................................................... 35 3.7 清水池计算 ................................................................................................. 36
3.7.1 清水池容积计算 .............................................................................. 36 3.7.2 配水管计算 ...................................................................................... 37 3.7.3 其他附属构筑物计算 ...................................................................... 37 3.8 送水泵站计算 ............................................................................................. 38
3.8.1离心泵的选取 ................................................................................... 38 3.8.2 泵房设计 .......................................................................................... 38 3.9 高程布置设计计算 ..................................................................................... 38
3.9.1 水处理构筑物的高程布置设计计算 .............................................. 38 3.9.2 处理构筑物高程确定 .................................................................... 42
第4章 制水成本 .................................................................................................... 43
4.1 水资源费 ............................................................................................. 43 4.2 动力费 ................................................................................................. 43 4.3 药剂费 ................................................................................................. 43 4.4 工资福利费 ......................................................................................... 44 4.5 基本折旧费 ......................................................................................... 44 4.6 检修维护费 ......................................................................................... 44 4.7 其他费用 ............................................................................................. 44 4.8 年运行成本 ......................................................................................... 44 4.9 年经营成本 ......................................................................................... 44
I
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4.10 单位制水量成本 ............................................................................... 45
结束语 ........................................................................................................................ 46 参考文献 .................................................................................................................... 47
II
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第1章 绪论
1.1 设计任务、要求及成果
1.1.1 设计任务
1. 根据河流的原水水质与水厂设计水量确定净水厂的工艺流程； 2. 主要设计参数的选择确定；
3. 单体构筑物类型的选择与工艺计算（包括絮凝沉淀池、滤池、清水池、配水井（池）、投药工艺及加药间的计算、消毒工艺计算）；
4. 附属构筑物的确定；
5. 确定水厂的平面布置和高程布置；
6．净水厂人员编制及辅助建筑物使用面积计算；
7．各种检测仪表（液位仪、压力表、流量计、温度计、余氯计、浊度计、PH值计）
8． 编制设计计算书；
1.1.2 设计要求
1．为该城市设计给水处理系统； 2．交设计图纸两张； 3．交课程设计计算书一份；
4．要求CAD绘图，要求按时提交图纸和设计计算书； 5．时间两周；
6．基本要求：要求学生对所设计的内容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规范要求，计算正确，计算书书写工整、清晰，文笔流畅。计算草图符合要求。图纸应符合《给水排水制图标准》，设计合理，文字线条优美。
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1.1.3 设计成果
1、课程设计计算书一份；
2、设计图纸3张（前两张均为1#图,第三张为2#图）；
3、设计图纸分别为：带控制点工艺流程图、滤池剖面图、高程图；
1.2 设计资料
1.2.1 设计原始资料：
1．地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高19m（河岸边建有防洪大堤）。
2、厂位置占地面积：水厂位置距离河岸220m，占地面积充分。
3、水文资料：河流年径流量4.68－15.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。 取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.34m； 百年一遇洪水位：23.70m 河流平常水位：15.80m； 河底标高：12m。
4、气象资料及厂区地质条件：全年盛行风向：西南；全年雨量：平均50mm；冰冻最大深度2m。厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细砂，再下为中砂。地基允许承载力：12－15t/m2。厂区地下水位埋深：3－4m。地震烈度为8度。
5、水质资料：（详见任务书） 6.净水厂设计水量与设计水压 1.净水厂水量计算 (1)城市基本资料
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表2城市基本资料数据表
分项 区号 I II 人数（万） 近期 17 12 远期 25 20 房屋层数 近期 6 4 远期 7 7 卫生设备情况 近期 无 无 远期 有淋浴 有淋浴 用水普及率（%） 近期 100 100 远期 100 100 （2）火车站位于I区，用水量为1800m3/d （3）工业企业用水情况 I区：甲厂、乙厂
甲厂：工人2400人，分三班制工作，每班800人。热车间每班人数为400人，一般车间下班后有400人淋浴，生产用水量6000 m3/d。
乙厂：工人2100人，分三班制工作，每班700人。热车间每班人数为500人，一般车间下班后有80%的人淋浴，生产用水量2400 m3/d。
II区：丙厂、丁厂
丙厂：每班用水量3600m3。24小时均匀使用。
丁厂：每班700人，均在一般车间工作，下班后有60%的人淋浴，年产值3650万元。万元产值用水量为100 m3，重复利用率10%。
（4）浇洒道路和绿地每区每日两次：9—10、14—15点每次每区100 m3。 备注：职工上班时间为4—12点、12—20点、20—4点。 （5）该城市逐时（0--24）用水量如下（百分数表示）：
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 2．05 2．05 2．15 2．25 2．20 3．45 4．80 5．90 6．55 7．50 5．90 5．20 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 4．9 4．55 4．55 4．35 4．20 4．20 4．70 4．85 4．55 3．90 3．20 2．05 注：公共建筑用水量中的小型公共建筑是指用水量较小的机关、学校等单位的
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用水量，工业企业用水量中的其他工业用户系指用水量较小的工业企业,无具体名称,其水量均匀分布在管网上.
2．净水厂出水水压为47m。 7. 水质、其水压的要求：
水质：满足现行生活饮用水水质标准。 水压：二级泵站扬程按50米考虑。
3
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第2章 水厂工艺的确定
2.1 水厂规模
2.1.1 水厂设计水量计算
1．综合生活用水量： （1）近期：
443Q?qNf?200?17?10?100%?3.40?10m/dⅠⅠQⅡ?qNⅡf?200?12?104?100%?2.40?104m3/d
43Q1?Q?Q?5.80?10m/dⅠⅡ（2）远期
QⅠ?qNⅠf?200?25?104?100%?5.00?104m3/dQⅡ?qNⅡf?200?20?104?100%?4.00?104m3/d Q1?QⅠ?QⅡ?9.00?104m3/d式中：q — 最高日综合生活用水定额200 L/（cap ?d）； N — 计划人口数； f — 给水普及率； 2．工厂、企业总用水量：
当班职工生活用水：一般车间：25 L/（cap ?d），热车间：35 L/（cap ?d）； 职工淋浴用水：一般车间：40 L/（cap ?d），热车间：60 L/（cap ?d）； （1）甲厂：
生产用水：Q甲1?6000m3/d
职工生活用水：Q甲2?3?400?25?3?400?35?72m3/d 淋浴用水：Q甲3?3?400?40?3?400?60?120m3/d
Q甲?Q甲1?Q甲2?Q甲3?6.19?103m3/d（2）乙厂：
生产用水：Q乙1?2400m3/d
职工生活用水：Q乙2?3?200?25?3?500?35?67.50m3/d
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淋浴用水：Q乙3?3?200?80%?40?3?500?60?109.20m3/d
Q乙?Q乙1?Q乙2?Q乙3?2.58?103m3/d （3）丙厂： Q丙?10.80?103m3/d （4）丁厂：
生产用水：Q丁1?3650?100?365?(1?10%)?0.90?103m3/d 职工生活用水：Q丁2?3?700?25?52.50m3/d 淋浴用水：Q丁3?3?700?60%?40?50.40m3/d
Q丁?Q丁1?Q丁2?Q丁3?1.00?103m3/d
工业总用水量： Q2?Q甲?Q乙?Q丙?Q丁?2.07?104m3/d 火车站用水量：Q3?1.80?103m3/d
浇洒道路及绿地用水量：Q4?0.20?103m3/d 最高日总用水量为：
近期 Qd?(1.15~1.25)?(Q1?Q2?Q3?Q4)?9.68?104m3/d 远期 Qd?(1.15~1.25)?(Q1?Q2?Q3?Q4)?13.52?104m3/d 3.水厂设计水量 水厂的设计水量：
Qd?1.05?9.68?104?10.16?104m3/d Qd?1.05?13.52?104?14.20?104m3/d 注：取水厂自用水量占总水量的5% 。
2.1.2 水厂规模的确定
表2—1 净水厂设计水量表
时 期 水厂规模 水厂设计水量（×104 m3/d） 5
近期 远期 10.16 14.20
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