湖北省崇阳县给水工程设计开题报告

1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 毕业设计的目的及意义

毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节，是深化、拓宽、综合所学知识的教学过程，也是影响人才培养质量的突出环节。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，培养学生综合应用所学基础理论和专业知识，解决一般工程技术问题的能力，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、方案设计、计算机应用和外文阅读能力，并掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用；掌握给水工程规模的确定、管网的布置和计算、设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本编制的全过程。毕业设计应强调理论联系实际，提高学生分析、解决工程实际问题的能力，注意培养学生踏实、细致、严格、认真和吃苦耐劳的工作作风。通过此次设计，我们要熟练掌握以下内容：

1、设计用水量的计算，供水规模的确定。

2、给水系统选择与方案比较。

3、水厂工艺选择与设计计算。

(1) 确定给水厂厂址；

(2) 根据原水水质与水厂设计水量确定给水厂的工艺流程；

(3) 根据选定的工艺流程，选定各类生产构（建）筑物型式和设备及其工艺设计计算；

(4) 水厂内各类管渠的定线和水力计算；

(5) 水厂的总体布置（平面与高程布置）及辅助建筑物与其它设施的选定。

4、配水管网设计计算。

1.2 混凝-沉淀-过滤-消毒水处理工艺简介及发展

目前常规的水处理工艺的核心步骤仍是混凝—沉淀—过滤—消毒。但是在传统的水处理工艺下，随着技术的不断发展，每一个步骤也不断的升级改造来满足日常多样化的用水需求。

（1） 混凝技术。混凝技术可以说是给水处理的最基本也是必不可少的一个过程。混凝水处理技术一般是通过无机混凝剂来去除原水中的胶体物质（粘土、矿物质以及二氧化硅等）。 混凝技术的原理，先是使所添加的絮凝剂与水中的胶体物质相互凝结为初级絮凝体；在凝结的同时，初级絮凝体继续絮凝形成更加大颗粒的絮体并开始发生下沉，再投加电解质以中和原水中的带电胶体使电压下降，最终使得胶体脱稳，达到澄清原水的目的。

（2） 沉淀技术。沉淀原理是利用油和杂质的不同密度，借助重力的作用，达到自然分离的一种方法。根据沉淀的性质可以分为自由沉淀，絮凝沉淀和区域沉淀。斜管沉淀技术是根据美国哈真提出的“颗粒沉降速度与沉淀面积有关，而与池深无关”的浅层沉淀的原理，1945年由甘布提出了层格沉淀池的方案，1964年汉逊(Hanson)发展为“斜管沉淀”的设计池型。斜管沉淀池沉淀效率高、耗矾量低、投资省、占地少、管理方便，特别适用于旧厂挖潜改造工程。但还存在耐冲击负荷较差，蜂窝斜管管材耐用性有待提高等缺点。斜管沉淀池在推广过程中不断有所改进。在型式方面由异向流发展为同向流斜管沉淀池，侧向流斜板沉淀池及翼片式斜板沉淀池以及加速澄清池、平流式沉淀池内加斜管(板)综合沉淀池等多种型式;适用范围也在不断地扩大与提高，不仅适用于净化中等浊度的原水水质，还能净化高浊度及低温、低浊度等原水。

（3）过滤工艺。随着混凝的作用、根据沉淀池物理作用来分离固体颗粒后，对付微小颗粒，过滤工艺就派上用场。过滤技术作为一种水处理的常规处理方法，其过滤的方法是指处理水经滤料层和承托层，工艺中气、水同时反冲洗兼有的表面扫洗等运行方式使得水中的细小悬浮物和胶体物质被截留于滤料表面和内层空隙中，从而使水得到净化，降低水质的浊度。按过滤介质的不同分为V型过滤、微孔过滤、以及膜过滤。

（4）消毒技术。消毒技术，自20世纪70年代来同样作为一种常用的水处理工艺，主要目的是消除原水中可能带来疾病问题的致病微生物，到今天消毒技术也有了一些新的发展，如出现了生物消毒技术。溯及过往，氯消毒可以说是公共水体中最常见也最易于使 用的水处理消毒技术，这主要利用的是氯氧化反应，具有同样的内在机理的还有可以间接氧化的臭氧消毒方法。除此之外，消毒技术还包括物理消毒、传统的生物消毒方法。

常规给水处理技术的缺陷 我国已联合政府的环保、卫生部门以及供水公司组建了水质安全监察网络，以更好的实现对水处理技术的应用以及水质的全方位实时监测，过去常规的水处理技术也确实达到了水质净化的要求。 但也不得不承认，我国在水处理的技术上仍然存在漏洞，还不能与国际上先进给水处理技术相媲美。一是，常规给水处理技术存在着净水周期长、反应效率不高，最终导致的经济效益与生态效益不相平衡的问题；二是常规给水处理技术中所用的催化剂含有毒物质，长期使用可能会危害饮水者生命健康；三是，处理的范围和能力有限，还不足以应付水质中的有机污染物等特殊水质的情况，且经过水处理后易滋生出少数铁细菌和硫细菌等异样菌。这就需要我们深度强化给水处理工艺，

在给水处理新技术及应用方面

出现了生物絮凝剂混凝技术，顾名思义，是一种较以前所使用的以铝盐作为絮凝剂所不同的处理方式，这种处理方式更为生态、绿色、无污染，不仅能够清除掉原水中的悬浮固体、 COD、重金属等污染物，起到安全高效的絮凝效果，还具有生物降解的作用。

还有臭氧-生物活性炭水处理技术，该项水处理工艺的工作原理主要是利用臭氧的预氧化作用将水中的有机物预先氧化分解，并为生物活性炭滤池提供充足的氧气含量以促进生物氧化作用，同时利用活性炭的空隙构造对原水中有机物的吸附处理，去除其中的有机物，达到净化水质的作用。

目前这些新技术也在逐渐投入应用，完善我们的常规工艺。

2.基本内容和技术方案

2.1设计的内容

给水工程设计范围包括：湖北崇阳县给水工程设计

即取水工程、净水工程与输配水工程。

设计内容有：

1. 给水系统选择和给水方案比较、用水量计算及设计规模确定。

2. 取水工程设计，包括取水头部、进水管和取水泵房设计等。

3. 净水厂设计，包括生产构筑物工艺设计及水厂平面高程布置等。

4. 输配水管网设计，包括输水管和配水管网系统。

5. 编制工程概算及制水成本分析。

（二）技术方案

经过方案比较，确定该给水工程的设计方案为：

方案一：水源→取水泵站→水力絮凝池→平流式沉淀池→普通快滤池→清水池→送水泵房→市政管网

方案二：水源→取水泵站→机械絮凝池→斜管沉淀池→V型滤池→清水池→送水泵房→市政管网

水力搅拌式主要以隔板絮凝池为主，隔板絮凝池运行维护费用低，便于管理，但不便调节，如使用较广的隔板絮凝池开始阶段的转折有利于絮凝反应，而后阶段的转折则可能造成絮凝颗粒破碎。机械式主要以机械搅拌絮凝池为主，其具有处理效果高，絮凝效果好，不受水量变化的影响，单位面积产水量较大，对水温，水质变化的适应性强等优点，但絮凝设备昂贵，造价高，运行费用高于隔板絮凝池，且它在运行过程中存在反应池短流和水量不稳定造成的反应强度不够，絮体沉降性能差，污泥利用率不高等特点。

与平流式沉淀池相比，斜管沉淀池是根据“浅层沉淀”原理，在沉淀池中加设斜板或蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一种沉淀池。具有沉淀效率高，停留时间短，占地少等优点处理效果稳定，维护工作量不大，表面负荷比普通快滤池大约提高一倍等特点。

V型滤池相较普通快滤池的特点是可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。气，水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗水量大大减少。反冲洗一般采用气冲，气水同时反冲和水冲三个过程，反冲洗效果好，大大节省反冲洗水量和电耗。

经过综合比选，第二种方案更优。

此外，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。水厂应按远期期设计，提前预留远期所需要的空地。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。设计中必须遵守设计规范的规定。

3、进度安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需城市概况和厂区自然条件概况。确定方案，完成开题报告。

第3－6周：完成给水系统各工艺构筑物的设计计算，并绘制出相应的计算草图。

第7-10周：确定有关的辅助建筑物等的规模、布置，绘出任务要求大图，完成工程概算。

第11-12周：完成并修改毕业设计。

第13-15周: 准备答辩。